三 化学实验设计的原则

  1. 科学性原则

科学性是化学实验设计的首要原则。所谓科学性是指实验原理、实验操作程序和方法,必须与化学理论知识和化学实验方法论相一致。例如 Na2S 和Na2SO3 的鉴别,在试剂的选择上就不宜选用硝酸等具有氧化性的酸;在操作程序的设计上,应先溶解、取少量,然后加试剂,而不能溶解后就加入试剂。

  1. 可行性原则

可行性是指设计化学实验时所运用的实验原理在实施时切实可行,所选用的化学实验药品、仪器、设备和方法在中学的条件下能够得到满足。例如NaCl、Na2SO4 的鉴别。有的学生常选用 AgNO3 做试剂,认为 AgCl 难溶、Ag2SO4 微溶,从而把两者加以区分。事实上,这种方法所依据的原理在实施时是不可行的。因为硫酸银不稳定,很易分解成难溶的氧化银。再如,用化学方法鉴别 N2 和 Cl2,就不能用它们跟氢气的反应来进行区别。因为 N2 跟 H2 的反应条件在中学很难得到满足,Cl2 跟 H2 的反应如控制不好,有一定危险性。

  1. 安全性原则

安全性是指实验设计时应尽量避免使用有毒药品和具有一定危险性的实验操作。如果必须使用,应在所设计的化学实验方案中详细写明注意事项, 以防造成环境污染和人身伤害。

  1. 简约性原则

简约性是指要尽可能采用简单的实验装置,用较少的实验步骤和实验药品,在较短的时间内来完成实验。例如 AgNO3、NaBr、HCl 和 Na2CO3 四种溶液的鉴别。有的学生采用常规的组合实验方案,列出四组平行实验,共计 12

个操作步骤;有的学生运用分析推理,只用 6 个操作步骤就完成了鉴别。相比之下,后一种设计简约了实验程序,减少了药品用量和工作量,在较短的时间内完成了鉴别,符合简约性原则。