化学实验方案的设计：

1．概念：化学实验方案的设计是在实施化学实验之前．根据化学实验的目的和要求，运用相关的化学知识和技能，对实验的仪器、装置和方法所进行的一种规划。
2．实验方案设计的基本要求
(1)科学性：实验原理、实验操作程序和方法必须科学合理。
(2)安全性：尽量避免使用有毒药品和进行有一定危险性的实验操作，保护人身安全，保护仪器。
(3)可行性：实验所选用的药品、仪器、设备和方法等在中学现有条件下能满足要求。
(4)简约性：方案简单易行，尽可能采用简单的实验装置，较少的实验步骤和药品。还应遵循完成实验所用时间较短，副反应少，效果好等基本要求。
(5)经济性：综合考虑原料的用量和价格。
3．化学实验设计的基本内容一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容：
(1)实验名称；
(2)实验目的；
(3)实验原理；
(4)实验用品(药品、仪器、装置、设备)及规格；
(5)实验装置图、实验步骤和操作方法；
(6)实验注意事项；
(7)实验现象的记录及结果处理；
(8)问题与讨论。
4．化学实验方案设计的基本思路

(1)明确目的、原理首先必须认真审题，明确实验的目的，弄清题目有哪些新的信息，结合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。
(2)选择仪器、药品根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件(如反应物和生成物的状态、能否腐蚀仪器、反应是否需要加热及温度是否需要控制在一定的范围内等)，合理选择化学仪器和药品。
(3)设汁装置、步骤根据实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应既完整又简明。
(4)记录现象、数据根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。
(5)分析得出结论根据实验观察到的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等，得出正确的结论。

化学实验方案设计的分类：

1．物质性质实验方案的设计研究物质性质的基本方法：观察法、实验法、分类法、比较法等。研究物质性质的基本程序：观察外观性质一预测物质性质一实验和观察一解释及结论。图示如下：

在进行性质实验方案的设计时，要充分了解物质的结构、性质、用途与制法之间的相互关系，要根据物质的结构特点，设计化学实验方案来探究或验证物质所具有的一些性质：
2．物质制备实验方案的设计

制备实验方案的设计，应遵循以下原则
(1)条件合适，操作简便；
(2)原理正确，步骤简单；
(3)原料丰富，价格低廉；
(4)产物纯净，污染物少。制备实验方案的设计，主要涉及原料、基本化学反应原理，实验程序和仪器、设备。核心是原料，由原料可确定反应原理，推导出实验步骤及所用仪器。
3．物质检验实验方案的设计

通过特定的反应现象，推断被检验物质是否存在。在对物质进行检验或鉴别时，一般的原则是：
①给出n 种物质进行鉴别，一般只需检验n一1种即可；
②物理和化学方法可并用，一般先用物理方法(如物质的颜色、气味、水溶性等)，再用化学方法；
③设计的实验步骤越简单越好，实验现象越明显越好；
④有干扰离子存在时，应先排除干扰，以免得出错误的结论；
⑤进行检验的一般步骤为：观察外表一一加热固体(确定是否有结晶水)——配成溶液——观察外观一一加入试剂——观察现象——得出结论。

化学实验方案的评价：

对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确作出判断，要考虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。
1．从可行性方面对实验方案作出评价科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则，在对实验方案进行评价时，要分析实验方案是否科学可行，实验方案是否遵循化学理论和实验方法的要求，在实际操作时能否做到可控易行。评价时，可从以下4个方面分析：
(1)实验原理是否正确、可行；
(2)实验操作是否安全、合理；
(3)实验步骤是否简单、方便；
(4)实验现象是否明显。
2．从“绿色化学”视角对实验方案作出评价 “绿色化学”要求设计安全的、对环境友好的合成线路，降低化学工业生产过程对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。据此，对化学实验过程或方案从以下4个方面进行综合评价：
(1)反应原料是否易得、安全、无毒；
(2)反应速率是否适巾；
(3)原料利用率以及合成物质的产率是否较高；
(4)合成过程中是否造成环境污染。
3．从安全性方面对实验方案作出评价从安全角度常考虑的主要因素如下：
(1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；
(2)使用某些易燃易爆品进行实验时要防爆炸(如 H2还原CuO应先通H2可燃性气体点燃前先验纯等)；
(3)防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等)；
(4)防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的)；
(5)冷凝回流（有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)；
(6)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；
(7)仪器拆卸的科学性与安全性(可从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)；
(8)其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序等)。

合金的概念：

由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。

合金的特性：

合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学和机械性能。
(1)合金的硬度一般比它的成分金属的大。
(2)合金的熔点一般比它的成分金属的低。

钢：

(1)钢和生铁同属于铁的合金。将铁矿石冶炼成生铁，生铁进一步冶炼可成为钢。
(2)钢是用量最大、用途最广的合金，按其化学成分可分为两大类：碳素钢和合金钢。
(3)碳素钢俗称普通钢。根据含碳量的多少，碳素钢又可以分为三类，见下表：

合金名称	含碳	主要性质
低碳钢	<0．3％	韧性、焊接性好，但强度低
中碳钢	0．3％～0．6％	强度高，韧性及加工性好
高碳钢	>0．6％	硬而脆，热处理后弹性好

(4)合金钢是在碳素钢中适量地加入一种或几种其他元素而形成的具有特殊性能的钢。下表是几种常见合金钢的主要特性和用途。

名称	其他主要合金元素	主要特性	主要用途
锰钢	锰	韧性好,硬度大	钢轨、轴承、钢磨、挖掘机铲斗、坦克装甲
不锈钢	铬、镍	抗腐蚀性好	医疗器械、容器、炊具等
硅钢	硅	导磁性好	变压器、发电机和电动机的铁芯
钨钢	钨	耐高温,硬度大	刀具

其他几种常见合金的主要成分,性能和用途：

合金	主要成分	主要性能	主要用途
球墨铸铁	铁，碳，硅，锰	机械强度好	在某些场合可代替钢
黄铜	铜，锌	强度高、可塑性 好、易加工、耐腐蚀	机器零件、仪表、日用品
青铜	铜，锡	强度高、可塑性好、 耐磨、耐腐蚀	机器零件如轴承、齿轮等
白铜	镍，铜	光泽好、耐磨、 耐腐蚀、易加工	钱币、代替银做饰品
焊锡	锡，铅	熔点低	焊接金属
硬铝	铝，铜，锰，镁，硅	强度和硬度好	火箭、飞机、轮船等制造业
钛合金	钛，铝，钒	耐高温、耐腐蚀、高强度	用于宇航、飞机、造船，化学工业
金合金	金，银，铜，稀土元素	有光泽、易加工、耐磨、耐腐蚀、易导电	金饰品、电子元件、钱币、笔尖
Ti-Fe合金	Ti，Fe	室温下吸收H2快，且吸收H2量大，稍稍加热放H2速率快	储氢合金

合金的分类：

(1)铝合金：常见的有镁铝合金、硬铝等。硬铝密度小，强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和字宙飞船的理想材料。
(2)铜合金
(3)
(4)新型合金：钛合金、耐热合金和形状记忆合金等。

 几种有色金属材料的比较及新型金属材料:

1.金,银,铜的重要物理性质,性能及应用比较

		金	银	铜
物理性质	颜色	黄色	银白色	紫红色
	硬度	Au<Ag<Cu
	延展性	Au>Ag>Cu
	导电性	Ag>Cu>Au
	导热性	Ag>Cu>Au
性能		极高的抗腐蚀性	催化,抗腐蚀性	在潮湿空气中易锈蚀
应用		电子工业,航空,航天工业	有机合成,能源开发,医用材料制造	电气和电子工业,建筑材料

2.新型金属材料
(1)铀(U)用作核电站反应堆的核燃抖
(2)镅(Am)在烟雾探测器中用作烟雾监测材料
(3)钛(Ti)被誉为“21世纪的金属”，是一种“亲生物金属”

金属资源的合理开发和利用:

1．合理开采矿物地球上的金属矿产资源是有限的，而且是不可再生的。随着人类不断地开发利用，矿产资源日渐减少，节约并合理地开采矿产资源是合理利用金属资源最直接，最基本水的措施
2．防止金属腐蚀金属制品在使用过程中会因腐蚀而损坏，每年因腐蚀造成的钢铁资源损失占当年总产量的10％以上，因此防腐是避免金属资源损失、浪费的重要手段
3．回收和利用废旧金属回收的废旧金属制品，大部分可以重新制成金属或它们的化合物，再进行使用。例如废旧钢铁可以用于炼钢；废铁屑可用于制铁盐
4．寻找金属替代品随着金属资源的目益减少，利用可再生资源开发、研制出新型材料代替金属材料的应用，是当今社会的一项重要科研课题，例如已经研制出并已实际运用的高硬度、耐高温材料；新型的替代钢铁的无机非金属材料料；有机化工合成的各种强度的橡胶、塑料，复合材料等