考点一实验方案的设计
实验设计是指为达到一定的实验目的，利用现有的实验条件，为实验制定出合理的流程或方案。实验设计，作为一类题型，常常是在限定实验仪器和药品的条件下，要求完成一个或几个实验片段，或在已完成了部分实验的基础上，补足未尽步骤。
解答实验设计题时，必须遵循“四性”：科学性、可行性、规律性、创新性。即原理正确、操作简便、现象明显、药品经济、结论可信、有创新意识。
在解题时，首先要对题目中给出的信息进行处理，弄清是对实验的那一方面进行探究，然后深入分析实验，依据题目中提出的实验假设或自行提出的实验假设，合理运用化学知识，巧妙设计实验方案，通过实验现象的客观事实对实验进行探究性验证。
1．化学实验设计的要求
（1）原理正确；（2）方法简单；（3）操作方便；（4）现象明显；（5）产率高；（6）误差小；（7）安全防污。[来源:学,科,网]
2．化学实验设计程序
（1）根据实验的目的，阐明实验原理，选择合适的仪器和药品；
（2）根据实验的特点，设计实验装置，画出实验装置图；
（3）根据实验的要求，设计可行的操作步骤和观察重点，分析实验中应注意的事项；
（4）实验结束后应写出完整的实验报告。
考点二实验方案的评价
对给出的实验方案作出选择、评价或找出最佳方案，包含的知识点很多，能考查学生的分析问题和解决问题的能力。
（1）选择：包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择包括发生装置（几种基本类型）、净化装置（除杂质的试剂和顺序）、反应装置、收集装置、尾气处理装置等；药品的选择，包括种类、浓度等；连接方式的选择，包括仪器的先后顺序、导管接口的连接等。
（2）评价：要围绕题目提供的多种方案，从原理是否科学合理、操作是否简单可行、所用试剂是否经济、实验现象是否明显、是否体现“绿色化学”等方面进行评价。
（3）最佳方案的选择：所谓最佳，无非是装置最简单、药品容易取得并价格低廉、现象明显、无干扰物质以及无污染等。
︱应用示例︱
类型之一实验方案的设计
例1．在化学兴趣小组活动中，小山把一标有“生石灰干燥剂”的小纸袋带到学校进行实验。干燥剂是否变质？小山设计并进行了如下实验，请你帮他完成实验报告。
（1）
（2）既然干燥剂中已有Ca(OH)2，小山又猜想还可能有另一种物质生成，原因是_______________________（用化学方程式表示）。请你设计实验证明小山的猜想（简要写出实验步骤、现象及结论）_________________________________________。
（3）小西认为步骤2不严密，理由是________________________________________。
（4）愉快的小组活动结束了，除以上猜想及实验，你还想对该干燥剂的万分进行哪些方面的探究___________________________（写出一条即可）。
[解析]本题考查做出猜想、设计方案等科学探究能力。（1）步骤①中给出结论：干燥剂中含有CaO,根据CaO与水反应会放出大量的热，则的实验步骤为：取样于小试管中，加水，用手触摸试管外壁，实验现象为：有热感，即可得出结论；步骤②中给出实验步骤及结论，根据CaO与水反应生成Ca(OH)2，Ca(OH)2溶液能使酚酞试液变红，故实验现象为：溶液变红色。（2）猜想要有科学依据，既然干燥剂中已有Ca(OH)2，Ca(OH)2能吸收空气中的CO2生成碳酸钙，化学方程式为：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O；设计方案需根据猜想进行，实验方案包括实验步骤、现象及结论。要验证干燥剂中有碳酸钙，根据碳酸钙能跟盐酸反应放出二氧化碳这一性质设计实验：取样于小试管中，滴加稀盐酸，有气泡产生，证明干燥剂中含有碳酸钙。（3）步骤②不严密的理由是：溶液变红色说明有Ca(OH)2，而Ca(OH)2也可能是未变质的CaO和水反应刚生成的。（4）还想对该干燥剂的成分进行的探究是：干燥剂中是否含有氢氧化钙。
[答案]（1）如下表所示。
（2）CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O
取样于小试管中，滴加稀盐酸，有气泡产生，证明干燥剂中含的碳酸钙
（3）Ca(OH)2也可能是未变质的CaO和水反应刚生成的
（4）干燥剂中是否含有氢氧化钙
变式题：有三瓶无色透明的液体，分别是碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液和水。请设计一个实验方案把这三瓶液体区分开来，并将实验操作、预期现象和结论填写在下表中。
提示：碳酸钠俗称“纯碱”，其水溶液显碱性。
类型之二实验方案的评价
例2．下列图(I)是部分常用化学仪器或装置，图(Ⅱ)是部分“微型”化学仪器或装置(用“微型”仪器做实验，其试剂用量和废物排放量是通常用量的l／10或更少，符合绿色化学的理念)。对比图(I)图(Ⅱ)回答以下问题：
(1)图(I)中A、B的名称分别是、；若用D装置除去O2中的水蒸气，则D中应装入的液体是，气体应从口通入(填字母)。
(2)用图(Ⅱ)中的“微型”仪器做实验，固体只需极少量、液体用量也很少(或只需1～2小滴)，相对用图(I)仪器做实验的优点是(填序号)：
①节约药品用量②能完全消除实验污染
③方便个人或家庭实验④若需加热也能节约燃料
(3)图(I)中的C装置的作用相当于图(II)中的装置(填字母)，它们在实验操作上的共同优点是通过控制来控制反应速度。
(4)图(I)中的C装置和图(II)中的“多用途U型管”(是在U型管中套人一个底部有小孔的具支试管)都可用做“固一液”反应制取气体。若在反应进行中分别将两装置的橡胶管中部夹上铁夹，可能出现的现象是：C装置；[来源:学科网]
“多用途U型管”。
[解析]本题考查对化学实验装置的分析评价。图(I)中A、B的名称分别是胶头滴管和试管；实验中常用的液体干燥剂是浓硫酸，气体应从盛浓硫酸洗气瓶的长导管通入；用图(Ⅱ)中的“微型”仪器做实验，由于固体和液体药品的用量均较少，因而具有能够节约药品、方便个人或家庭实验、即便反应需加热也能节约燃料等优点；图(I)中的C装置通过控制分液漏斗的活塞来控制液体下滴的速度或液体的加入量来控制反应速度，图(II)中的d装置也应用相似的原理；图(II)中的“多用途U型管”和一个底部有小孔的具支试管可以组合成一个可随时控制反应发生和停止的简易“启普发生器”，当在其橡胶管中部夹上铁夹后，反应产生的气体不能导出，使装置内的气压增大，从而将液体药品压至U型管的另一侧，由于固体药品与液体药品脱离接触，反应自行停止。但C装置不具有这样的特点，若在C装置的橡胶管中部夹上铁夹后，反应产生的气体不能导出，使装置内的气压增大，会将橡胶塞冲出。
[答案](1)胶头滴管(或滴管)试管浓硫酸a(2)①③④(3)d液体(溶液)加人量(4)橡胶塞冲出(或锥形瓶爆炸)液体和固体分离，反应停止[合理答案均可]
变式题：下列实验方案不可行的是（）
A.用肥皂水区分硬水和软水B.用水区分硝酸铵固体和蔗糖固体
C.用pH试纸区分澄清石灰水和食盐水D.用紫色石蕊试液区分稀盐酸和稀硫酸
︱课时作业︱