确定实验方案
优化设计方案
方案评选原则： 耗能少、原料经济、装置简单、 操作易行、是否安全
实验设计一制备无水氯化铝 (易升华、易潮解) 。 实验设计的基本思维模式 可供选择的药品：食盐晶体、固体烧碱、铝粉、二氧 化锰、浓盐酸、浓硫酸、水 制备无水氯化铝 明确目的、要求 分析实验原理
思路1：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 再将氯化铝溶液在氯化氢的气流中蒸干 △ 思路2：MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O △ 2 Al+3Cl2 2AlCl3
至少 需要 哪些 装置
冰水浴 CaCO 制备CO 3、HCl 2 饱和NaCl 制备碳酸氢钠 浓氨水、生石灰 制备NH3
确定实验方案
优化设计方案
设计方案细节优化
防气压过大 防倒吸
冰水 防分解
多孔球泡 充分反应
归纳总结
实验方案细节优化体现在：防污染、 尾气处理、防倒吸、防潮解、防堵塞、 防爆炸（气压过大)、防挥发、防分解、 除杂质、充分反应、平衡气压等。另 外有些实验在产物的产率高、易分离、 易收集、杂质少、步骤少、防氧化等 方面也会有细节上的设计。
例题1制备氮化镁的装置示意图如下：
除去氮氧化物（及氧气）；， C的作用是____________________________ D的作用是____________________________ ， 除去水蒸气； 可以把C和D的位置对调吗？并说明理由__________ _____________________________________ ； 不能，对调后无法除去水蒸气
冷却使FeCl3沉积， （4）装置B中冷水浴的作用为_________________ ； 便于收集产品 干燥管 装置C的名称为______________ ； （5）在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0 mol· L－1计算)。
（3）从乙处均匀通入O2，为使SO2有较高的转化率，实验时Ⅰ处 滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是先加热V2O5后缓缓滴入浓硫酸 。 （4）Ⅳ处观察到的现象是 有无色晶体（或固体）生成 。 （5）在Ⅰ处用大火加热烧瓶时，SO2的转化率会 减小 （填“增 大”“不变”或“减小”）。
探究练习3 请设计 CO2 在高温下与木炭反应生成CO 的实验
高考化学复习
《2014年浙江省普通高考考试说明》
必考内容——化学实验
（五）化学实验 11．能绘制和识别简单的实验仪器装置图。
能根据具体情况设计出解决化学问题的实
验方案，并能对设计的实验方案进行分析、 比较、优化和改进。
实验设计的基本思维模式
明确目的、要求 分析实验原理
方案1
方案2 … … 确定实验方案 选择最优方案
②加入足量的BaCl2
溶液，过滤，洗涤， 干燥,恒重。
③测定沉淀的质量为
m1 g,列式计算。
实验设计三 测定已部分变质的Na2SO3的纯度，你能 实验设计的基本思维模式 想出几种方法来？ 思路2：量气法 2H++SO32-=H2O+SO2↑ 药品选择上有哪些需要注意的？ 实验装置呢？
70%
硫酸
98%
CaCO 制备CO 3、HCl 2
饱和NaCl 制备碳酸氢钠
浓氨水、生石灰 制备NH3
确定实验方案
优化设ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ方案
实验设计二工业制纯碱的第一步是通过饱和食盐水、氨 和二氧化碳之间的反应，制取碳酸氢钠晶体。 （碳酸氢 钠溶解度相对较小，且随温度的降低溶解度减小）该反 应原理可以用以下化学方程式表示，此反应是放热反应 ， 某校学生实验小组利用上述反应原理，设计实验制备碳 酸氢钠晶体。
加入足量盐酸酸化
试纸上，测试溶液是否显强酸性。
取少量上层清液置于小试管中，滴入沉 如何认定沉淀已完全？ 淀剂，若不产生沉淀，说明沉淀完全。 如何洗涤？ 向漏斗里注入蒸馏水，使水面没过沉 淀物，等水流完后，重复操作数次。 取最后一次的洗涤液，向其中滴加沉 如何认定洗涤干净？ 淀剂，如果没有沉淀，说明洗涤干净。 在合适的温度下干燥，冷却称重， 如何判断干燥至恒重？ 两次差值不大于0.001g（电子天平）
硫酸
碱石灰
实验设计三 测定已部分变质的Na2SO3的纯度，你能 实验设计的基本思维模式 想出几种方法来？ 。 32-=H2O+SO2↑ 思路2：量气法 2H++SO 实验装置上有哪些需要优化的？ 操作上呢？ 读数上呢？ 干燥管 0 碱 V初 V末 式
25
滴 定 管
50
汽油 H2O
实验设计三 测定已部分变质的Na2SO3的纯度，你能 实验设计的基本思维模式 想出几种方法来？ 思路3： 滴定法 5SO32-+2MnO4-+6H+=5SO42-+2Mn2++3H2O
确定实验方案
优化设计方案
实验设计二工业制纯碱的第一步是通过饱和食盐水、氨 和二氧化碳之间的反应，制取碳酸氢钠晶体。 （碳酸氢 钠溶解度相对较小，且随温度的降低溶解度减小）该反 应原理可以用以下化学方程式表示，此反应是放热反应 ， 某校学生实验小组利用上述反应原理，设计实验制备碳 酸氢钠晶体。
至少 需要 哪些 装置
确定实验方案 根据思路2确定实验方案
优化设计方案
至少需要哪些装置
实验设计一制备无水氯化铝 (易升华、易潮解)并保存。 实验设计的基本思维模式
制备氯气
确定实验方案
制备氯化铝
收集
根据思路2确定实验方案
优化设计方案
至少需要哪些装置
实验设计一制备无水氯化铝 (易升华、易潮解)并保存。 实验设计的基本思维模式
明确目的、要求
分析实验原理
制备碳酸氢钠晶体。
NH3+CO2+H2O+NaCl（饱和)= NaHCO3（晶体)↓+ NH4Cl 2NH4Cl+Ca(OH)2 △ CaCl2+2NH3↑+2H2O NH3· H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑ CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
某同学称取10.00 g样品，配成100.0 mL溶液，量取25.00 mL放 入锥形瓶中，用0.1500 mol/L高锰酸钾溶液溶液滴定至终点，平 行测定三次，有关实验数据记录如下表，计算样品中碳酸钠的质 量分数。 数据处理上有哪些需要注意的？ 56.7% ？
实验编号 1 2 3
标准液体积(mL) 待测液体积 (mL) 滴定前读数 终点时读数 25.00 25.00 25.00 0.00 30.02 30.02 0.20 33.62 33.80 1.40 29.98 31.38
例题2工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O，实验 室可用如下装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程。 烧瓶C中发生反应如下： Na2S+H2O（l）+SO2（g）=Na2SO3+H2S（aq） （I） 2H2S（aq）+SO2（g）=3S（s）+2H2O（l） （II） S（s）+Na2SO3（aq）= Na2S2O3（aq） （III）
试
剂
仪器/实验用品
优化设计方案
实验设计一制备无水氯化铝 (易升华、易潮解) 。 实验设计的基本思维模式 可供选择的药品：食盐晶体、固体烧碱、铝粉、二氧 化锰、浓盐酸、浓硫酸、水 制备无水氯化铝 明确目的、要求 分析实验原理
思路1：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 再将氯化铝溶液在氯化氢的气流中蒸干 △ 思路2：MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O △ 2 Al+3Cl2 2AlCl3
探究练习1 葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营 养物质。葡萄糖酸钙可通过以下反应制得： C6H12O6＋ Br2 ＋ H2O → C6H12O7(葡萄糖酸) ＋ 2HBr； 2C6H12O7＋ CaCO3 → Ca(C6H11O7)2＋ H2O ＋ CO2↑， 请回答下列问题： ⑴第①步中溴水氧化葡萄糖时， B 下列装置最适合的是________ 。
在下面方框中，A 表示有长颈漏斗和锥形瓶组成的气体 发生器，请在答题卡上完成该反应的实验装置示意图(夹持装置， 连接胶管及尾气处理部分不必画出，需要加热的仪器 下方用△标出)，按气流方向在每件仪器下方标出字母 B、C……； 其他可选用的仪器(数量不限)简易表示如下：
F
探究练习4（天津2013） FeCl3在现代工业生产中应用广 泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3， 再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。 Ⅰ．经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热 易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示 意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下：
试评述三种方案的优缺点 沉淀法 操作方便 误差大小
步骤多，称量次数多， 要求读数准确
量气法
步骤少， 操作方便
滴定法
步骤少， 操作方便 误差小
过滤洗涤，多次烘干 气体损失较大， 造成误差较大 读数误差较大
归纳总结
对实验方案的过程优化应遵循以下原则：
①能否达到目的； ②所用试剂是否合适；
③减少实验误差； ④数据取舍合理； ⑤反应或操作关键点的控制； ⑥实验是否 简单容易操作。
实验设计三 测定已部分变质的Na2SO3的纯度，你能 实验设计的基本思维模式 想出几种方法来？ 明确目的、要求 测定硫酸钠和亚硫酸钠混合 物中亚硫酸钠的含量
分析实验原理 思路1：沉淀法 2H++SO32-=H2O+SO2↑ Ba2++SO42-=BaSO4↓ 思路2： 量气法 2H++SO32-=H2O+SO2↑ 思路3： 滴定法 5SO32-+2MnO4-+6H+=5SO42-+2Mn2++3H2O 分析实验方案 确定实验方案