化学试验方案设计的根本要求
［学问讲解］
一、化学试验设计的内容
化学试验过程由预备阶段、实施阶段和结果处理阶段组成。在试验的预备阶段，设计一个周密的试验方案是保证明验实施成功的关键。
试验方案的主要内容包括：
试验名称；
试验目的；
试验原理；
试验用品〔仪器、药品及规格〕；
试验步骤〔包括试验仪器装配和操作〕；
试验现象记录及结果处理；
问题争论。
二、化学试验设计的要求
一个试验目的的到达，往往有多个可以选择的方案，但我们总是选择最优的试验方案。试验方案的选择要遵循以下原则：1.科学性；2.安全性；3.可行性；4.简约性。
㈠科学性
试验原理的科学性。
例如检验SO2中是否含有CO2，假设把气体直接通入澄清的石灰水检验，由于SO2也会使石灰水变浑浊，因此无法推断气体中是否含有CO2。正确的试验方案的图示如图：
以上试验中，假设在品红溶液不褪色的状况下，澄清的石灰水变浑浊，可以推断气体中含有CO2，否则没有CO2。
操作程序和方法的科学性。请看以下除杂方法：
用点燃法除去CO2中混有的少量CO；
用参加乙醇、浓硫酸加热的方法除去乙酸乙酯中的少量乙酸。
假设单从化学原理方面去看，以上两个试验方案是没有问题的，因此很多同学在试验设计上对于这种思路也是乐此不疲，其实这些试验方案是根本无法实施的。在方案⑴中，在大量CO2气氛下的少量CO是不行能被点燃的；同时点燃必定还引入空气或O2等杂质；在方案⑵中，自然要引入乙醇和浓硫酸，同时由于反响可逆，此法也不行能除尽乙酸。
方案〔1〕正确的方法是： 方案
正确的试验方法是用饱和Na2CO3溶液洗涤后进展分液操作。
㈡安全性
为了杜绝人身损害和避开试验仪器的损坏，保障试验的顺当进展，安全工作必需做好。试验安全主要包括以下几个方面：
防漏气——试验前检查装置的气密性。
防爆炸——检验气体的纯度，有可燃性气体的试验，应将装置系统中的空气排净后再进展点燃和加热的操作。
例如用H2、CO等气体复原金属氧化物的操作中，不能先加热金属氧化物，后通气，应领先通入气体，将装置内的空气排干净后，检查气体是否纯洁〔验纯〕，待气体纯洁后，再点燃酒精灯加热金属氧化物。
防倒吸——溶解度很大的气体吸取要加防倒吸装置，对有加热要求的综合试验，在与液体接触的部位前部最好设置“安全瓶”等装置以防止倒吸，试验完毕时要留意酒精灯熄灭及导管的处理挨次。
防污染——有毒尾气要通过吸取、收集、点燃等措施处理，防止中毒和污染环境。
防损害——使用和加工玻璃仪器要防划伤，加热、浓硫酸稀释等液体混合操作要防飞溅和灼烫伤。
㈢可行性
试验设计要符合实际，药品、仪器等应是中学试验室能到达的。固然，试验是否可行，关键还是在于设计。
例如，乙烷气体中含有少量乙烯杂质，如何除去？有同学设计用参加H2的方法让乙烯转化为乙烷，但反响
原理：CH2=CH2+H2 CH3CH3，H2的量难以掌握，所承受的催化剂条件，在当前的中学化学试验室是难以到达的。因此我们通常承受的方法是比较简洁的用溴水洗气、浓硫酸枯燥的方法。大多气体中的杂质一般都是通过液体或固体吸取来除去的。
㈣简约性
试验设计要做到简洁易行。力求用最简洁的装置、较少的试验步骤和试剂、在尽可能短的时间内完成试验。
例如，欲鉴别0.5mol·L-1的KCl、(NH4)2SO4、H2SO4、氨水四瓶无色溶液。尽管有多种试验方案，但用pH试纸鉴别无疑是最简洁的。
三、化学试验设计思想、规律和方法
思考问题的挨次：
①围绕主要问题思考。例如：选择适当的试验路线、方法；所用药品、仪器简洁易得；试验过程快速、安全；试验现象明显。
②思考有关物质的制备、净化、吸取和存放等有关问题。例如：制取在空气中易水解的物质(如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等)及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个枯燥装置，以防止空气中水蒸气进入。
③思考试验的种类及如何合理地组装仪器，并将试验与课本试验比较、联系。
仪器连接的挨次：
①所用仪器是否恰当，所给仪器是全用还是选用。
②仪器是否齐全。例如制有毒气体及涉及有毒气体的试验应有尾气的吸取装置。
③安装挨次是否合理。例如气体净扮装置中不应先经枯燥，后又经过水溶液洗气。
④仪器间的连接挨次是否正确。
试验操作的挨次：
①连接仪器。
②检查气密性。
③装药品进展试验操作。
四、化学试验设计的其他几个问题
检查气体的纯度：
点燃或加热通有可燃性气体的装置前，必需检查气体的纯度。
加热操作先后挨次的选择：
假设气体的发生需加热、应先用酒精灯加热发生气体的装置，等产生气体后，再给试验需要加热的固体物质加热。目的是：一则防止爆炸(如氢气复原氧化铜)；二则保证产品纯度，防止反响物或生成物与空气中的其他物质反响。例如用浓硫