中学化学实验中最佳方案的选择

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摘要：学生考试或平常练习时，每当遇到实验题，总感到束手无策，不知如何选择试剂、方法等；本文从实验方案的科学性、安全性、可行性以及简约性四个方面作论证，探讨这个问题。

关键词：实验方案；科学性；安全性；可行性；简约性

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2016）01-0086

学生在考试或平常作练习时，每遇到实验题，总感到很茫然，不知如何是好，不是说所遇到的题不知如何解决，或一窍不通，而是遇到实验题时，可选择的试剂很多，可选择的实验方案也很多，不知用什么试剂、什么方法最好，有时自认为很好的方案，结果并不是最佳答案，而出错失分；究竟如何选择最佳实验方案呢？我们要从以下四个方面来考虑：实验方案的科学性；实验方案的安全性；实验方案的可行性；实验方案的简约性。下面，我们就从这四个方面来分析这一问题。

一、科学性是化学实验方案的首要原则

所谓科学性是指实验原理、实验操作程序和方法应该正确，产生的现象明显等。例如：在实验室里如何鉴别HCl和H2SO4两种无色溶液？在遇到这样一个问题时，最典型的两个方案是：一种选用BaCl2试剂来鉴别；另一种是选用AgNO3溶液来鉴别；究竟这两种试剂哪一个可取，或两种试剂都一样呢？下面我们来简要分析一下，若用BaCl2来鉴别，BaCl2与HCl溶液不反应，若把BaCl2加入盐酸中，因不反应，而无明显的变化，BaCl2与H2SO4溶液反应，可生成BaSO4沉淀，其化学方程式为：BaCl2+H2SO4=BaSO4（白色）+2HCl。所以若把BaCl2加入到硫酸溶液中，立即有白色沉淀生成，很显然，两者的现象对比明显，鉴别准确；若用AgNO3溶液来鉴别，把AgNO3滴加到盐酸溶液中，AgNO3与HCl反应生成AgCl白色沉淀，其化学方程式为：AgNO3+HCl=AgCl+HNO3。若把AgNO3滴加到H2SO4溶液中，因生成的Ag2SO4是微溶于水，若H2SO4的浓度很稀，不产生沉淀，但若H2SO4的浓度稍大，就同样有白色沉淀生成，所以选用AgNO3溶液来检验H2SO4和HCl溶液，所得现象不明显，这种方法不可取。

在操作程序上，应取少量固体先溶解，然后再取少量配成的溶液并加入试剂，而不能将样品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入试剂；在做制取实验时，首先要检查装置的气密性；同时还应注意加入试剂的顺序等等。

二、实验方案的安全性

选择实验方案应尽量避免使用有毒的药品和进行具有一定危险性的实验操作等等。

1. 选择试剂的安全性：要发尽量使用无毒、无污染的药品。例如：要证明无色无味的气体是否是CO2，我们选用澄清的石灰水，通常不用Ba（OH）2溶液，因为它有毒；再如我们要刷洗沾有碘的试管，我们常选用酒精而通常不用苯或CCl4等有毒的溶剂；

2. 在选择实验操作时，我们要使实验操作更安全稳妥，防止意外事故的发生。如在给试管中的固体或液体加热时，必需先预热，预热后再固定加热；稀释浓硫酸时，应把浓硫酸沿器壁慢慢注入水中并不断搅拌，而不能把水注入到浓硫酸中；作氢气与氧气反应的爆炸实验时，盛混和气体的容器可选小饮料袋作容器而不用玻璃容器等等。

3. 实验药品用量的安全性，做实验并非是药品用量越多越好，而要适当。如：我们在做钠、钾与水的反应时，必须严格控制钠、钾的用量，通常取钠是黄豆粒大小，而取钾是绿豆粒大小，为什么我们做实验取得那样少呢？就是因为钠、钾非常活泼，与水反应太剧烈，很容易发生爆炸，所以要不能取多，又因钾比钠活泼，所以钾的用量比钠还要少，只有在合适用量的前提下，实验才是安全的；这些都是从安全角度来考虑的等等。

三、实验方案的可行性

我们选择的实验方案应切实可行，所用的药品、仪器、设备和方法等在中学现有的实验条件下能够得到满足。如：除去乙烷中少量的乙烯？有的学生选择加入一定量的氢气，在一定条件下，让氢气与乙烯发生加成反应，而除去乙烯；其实这种方法一般很难行通，原因有二：一是氢气与乙烯发生加成反应需要镍作催化剂及高温条件；二是通入的氢气的量很难控制，通入少乙烯除不尽，通入氢气多，又添加了新的杂质氢气，所以不可取；通常是把该混合气体通过盛有溴水的洗气瓶，利用乙烯与Br2发生加成反应生成1、2-二溴乙烷液体而把乙烯除去。

我们遇到常用试剂可以时，就不用那些不常用、冷僻的试剂；所谓常用试剂，是指一般情况下，实验室里常有的，甚至是在实验室里有现成可用的溶液，并且有多种浓度可供你选用，在你去做实验时，就不需要自己再配制，从而节约时间提高效率。如：NaOH溶液比KOH溶液常用；盐酸、硫酸、硝酸就比较常用，磷酸一般不常用，氢溴酸、氢碘酸就更不常用等等。关于这方面的知识还需要我们平常做实验时多观察、多留心记忆；如实验室制氯气时，多余的氯气常选用烧碱溶液来吸收，通常不用KOH溶液。

再者，我们在选择试剂时还要看题上的语境；如在日常生活中，如何除去温水瓶中的水垢？由于在日常生活中，食醋比较普遍，一般家庭中都有，所以通常我们用食醋来洗去水垢；而盐酸的效果比用食醋的效果好得多，却不用盐酸呢？就是因为家庭有食醋，一般情况下不会有盐酸；人胃酸过多，应用什么试剂中和胃酸？在医疗上常用Al（OH）3悬浊液或NaHCO3片，有的同学就问Na2CO3可不可以呢？答案是不可以，因为Na2CO3碱性较强，对人的消化道有强的腐蚀性，也更不可能用NaOH来中和了；所以，我们在选择试剂时，要灵活要具体情况具体分析，不能一成不变。

四、实验方案的简约性

选择的实验方案应尽可能简单易行，采用简单的实验装置和便宜的药品，用较少的实验步骤和实验药品，并能在较短的时间内完成实验。

比如：我们在刷试管时，若试管壁上沾的是可溶于水的固体或溶液，那么我们就用水洗，试管上沾有CaCO3、BaCO3、Ca（OH）2等能用稀盐酸洗去就不用浓盐酸洗涤；实验室制氯气，常用MnO2而不用KMnO4就是因为MnO2便宜等。

总之，选择的实验方案应具有效果明显、操作安全、装置简单、试剂少、步骤少、时间短、经济等优点；要做到这些，就需要我们平常多观察、多留意、多分析、多思考，掌握这方面的知识并不难，因为这些知识就来自我们的日常生活，是日常生活知识的总结和升华。

（作者单位： 贵州省遵义县马蹄中学 563100）