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該正確，產生的現象明顯等。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，若把BaCl2加入鹽酸中，因不反應，而無明顯的變化，BaCl2與H2SO4溶液反應，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，所得現象不明顯，這種方法不可取。

在操作程序上，應取少量固體先溶解，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妥，防止意外事故的發生。如在給試管中的固體或液體加熱時，必需先預熱，預熱后再固定加熱；稀釋濃硫酸時，應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、鉀非常活潑，與水反應太劇烈，很容易發生爆炸，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切實可行，所用的藥品、儀器、設備和方法等在中學現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，讓氫氣與乙烯發生加成反應，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生加成反應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，又添加了新的雜質氫氣，所以不可取；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發生加成反應生成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，應用什么試劑中和胃酸？在醫療上常用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，選擇的實驗方案應具有效果明顯、操作安全、裝置簡單、試劑少、步驟少、時間短、經濟等優點；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和升華。

（作者單位： 貴州省遵義縣馬蹄中學 563100）