中學化學實驗中最佳方案的選擇

黎曉霞

摘要：學生考試或平常練習時，每當遇到實驗題，總感到束手無策，不知如何選擇試劑、方法等；本文從實驗方案的科學性、安全性、可行性以及簡約性四個方面作論證，探討這個問題。

關(guān)鍵詞：實驗方案；科學性；安全性；可行性；簡約性

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2016）01-0086

學生在考試或平常作練習時，每遇到實驗題，總感到很茫然，不知如何是好，不是說所遇到的題不知如何解決，或一竅不通，而是遇到實驗題時，可選擇的試劑很多，可選擇的實驗方案也很多，不知用什么試劑、什么方法最好，有時自認為很好的方案，結(jié)果并不是最佳答案，而出錯失分；究竟如何選擇最佳實驗方案呢？我們要從以下四個方面來考慮：實驗方案的科學性；實驗方案的安全性；實驗方案的可行性；實驗方案的簡約性。下面，我們就從這四個方面來分析這一問題。

一、科學性是化學實驗方案的首要原則

所謂科學性是指實驗原理、實驗操作程序和方法應(yīng)該正確，產(chǎn)生的現(xiàn)象明顯等。例如：在實驗室里如何鑒別HCl和H2SO4兩種無色溶液？在遇到這樣一個問題時，最典型的兩個方案是：一種選用BaCl2試劑來鑒別；另一種是選用AgNO3溶液來鑒別；究竟這兩種試劑哪一個可取，或兩種試劑都一樣呢？下面我們來簡要分析一下，若用BaCl2來鑒別，BaCl2與HCl溶液不反應(yīng)，若把BaCl2加入鹽酸中，因不反應(yīng)，而無明顯的變化，BaCl2與H2SO4溶液反應(yīng)，可生成BaSO4沉淀，其化學方程式為：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，很顯然，兩者的現(xiàn)象對比明顯，鑒別準確；若用AgNO3溶液來鑒別，把AgNO3滴加到鹽酸溶液中，AgNO3與HCl反應(yīng)生成AgCl白色沉淀，其化學方程式為：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的濃度很稀，不產(chǎn)生沉淀，但若H2SO4的濃度稍大，就同樣有白色沉淀生成，所以選用AgNO3溶液來檢驗H2SO4和HCl溶液，所得現(xiàn)象不明顯，這種方法不可取。

在操作程序上，應(yīng)取少量固體先溶解，然后再取少量配成的溶液并加入試劑，而不能將樣品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入試劑；在做制取實驗時，首先要檢查裝置的氣密性；同時還應(yīng)注意加入試劑的順序等等。

二、實驗方案的安全性

選擇實驗方案應(yīng)盡量避免使用有毒的藥品和進行具有一定危險性的實驗操作等等。

1. 選擇試劑的安全性：要發(fā)盡量使用無毒、無污染的藥品。例如：要證明無色無味的氣體是否是CO2，我們選用澄清的石灰水，通常不用Ba（OH）2溶液，因為它有毒；再如我們要刷洗沾有碘的試管，我們常選用酒精而通常不用苯或CCl4等有毒的溶劑；

2. 在選擇實驗操作時，我們要使實驗操作更安全穩(wěn)妥，防止意外事故的發(fā)生。如在給試管中的固體或液體加熱時，必需先預(yù)熱，預(yù)熱后再固定加熱；稀釋濃硫酸時，應(yīng)把濃硫酸沿器壁慢慢注入水中并不斷攪拌，而不能把水注入到濃硫酸中；作氫氣與氧氣反應(yīng)的爆炸實驗時，盛混和氣體的容器可選小飲料袋作容器而不用玻璃容器等等。

3. 實驗藥品用量的安全性，做實驗并非是藥品用量越多越好，而要適當。如：我們在做鈉、鉀與水的反應(yīng)時，必須嚴格控制鈉、鉀的用量，通常取鈉是黃豆粒大小，而取鉀是綠豆粒大小，為什么我們做實驗取得那樣少呢？就是因為鈉、鉀非?；顫姡c水反應(yīng)太劇烈，很容易發(fā)生爆炸，所以要不能取多，又因鉀比鈉活潑，所以鉀的用量比鈉還要少，只有在合適用量的前提下，實驗才是安全的；這些都是從安全角度來考慮的等等。

三、實驗方案的可行性

我們選擇的實驗方案應(yīng)切實可行，所用的藥品、儀器、設(shè)備和方法等在中學現(xiàn)有的實驗條件下能夠得到滿足。如：除去乙烷中少量的乙烯？有的學生選擇加入一定量的氫氣，在一定條件下，讓氫氣與乙烯發(fā)生加成反應(yīng)，而除去乙烯；其實這種方法一般很難行通，原因有二：一是氫氣與乙烯發(fā)生加成反應(yīng)需要鎳作催化劑及高溫條件；二是通入的氫氣的量很難控制，通入少乙烯除不盡，通入氫氣多，又添加了新的雜質(zhì)氫氣，所以不可??；通常是把該混合氣體通過盛有溴水的洗氣瓶，利用乙烯與Br2發(fā)生加成反應(yīng)生成1、2-二溴乙烷液體而把乙烯除去。

我們遇到常用試劑可以時，就不用那些不常用、冷僻的試劑；所謂常用試劑，是指一般情況下，實驗室里常有的，甚至是在實驗室里有現(xiàn)成可用的溶液，并且有多種濃度可供你選用，在你去做實驗時，就不需要自己再配制，從而節(jié)約時間提高效率。如：NaOH溶液比KOH溶液常用；鹽酸、硫酸、硝酸就比較常用，磷酸一般不常用，氫溴酸、氫碘酸就更不常用等等。關(guān)于這方面的知識還需要我們平常做實驗時多觀察、多留心記憶；如實驗室制氯氣時，多余的氯氣常選用燒堿溶液來吸收，通常不用KOH溶液。

再者，我們在選擇試劑時還要看題上的語境；如在日常生活中，如何除去溫水瓶中的水垢？由于在日常生活中，食醋比較普遍，一般家庭中都有，所以通常我們用食醋來洗去水垢；而鹽酸的效果比用食醋的效果好得多，卻不用鹽酸呢？就是因為家庭有食醋，一般情況下不會有鹽酸；人胃酸過多，應(yīng)用什么試劑中和胃酸？在醫(yī)療上常用Al（OH）3懸濁液或NaHCO3片，有的同學就問Na2CO3可不可以呢？答案是不可以，因為Na2CO3堿性較強，對人的消化道有強的腐蝕性，也更不可能用NaOH來中和了；所以，我們在選擇試劑時，要靈活要具體情況具體分析，不能一成不變。

四、實驗方案的簡約性

選擇的實驗方案應(yīng)盡可能簡單易行，采用簡單的實驗裝置和便宜的藥品，用較少的實驗步驟和實驗藥品，并能在較短的時間內(nèi)完成實驗。

比如：我們在刷試管時，若試管壁上沾的是可溶于水的固體或溶液，那么我們就用水洗，試管上沾有CaCO3、BaCO3、Ca（OH）2等能用稀鹽酸洗去就不用濃鹽酸洗滌；實驗室制氯氣，常用MnO2而不用KMnO4就是因為MnO2便宜等。

總之，選擇的實驗方案應(yīng)具有效果明顯、操作安全、裝置簡單、試劑少、步驟少、時間短、經(jīng)濟等優(yōu)點；要做到這些，就需要我們平常多觀察、多留意、多分析、多思考，掌握這方面的知識并不難，因為這些知識就來自我們的日常生活，是日常生活知識的總結(jié)和升華。

（作者單位： 貴州省遵義縣馬蹄中學 563100）