化学实验方案的设计思路与评价
化学实验的设计与方案制定
化学实验的设计与方案制定在进行化学实验时，一个好的实验设计与方案制定是至关重要的。
它不仅能确保实验的顺利进行，还能保证实验结果的准确性和重复性。
本文将从实验目的、实验步骤、材料与仪器以及安全措施等方面，介绍化学实验的设计与方案制定。
一、实验目的在进行化学实验之前，首先需要明确实验的目的。
实验目的应该明确、具体，能够指导实验的进行和判断实验结果是否符合预期。
例如，实验目的可以是研究某个物质的反应特性、确定某个物质的浓度或者研究某个化学过程的动力学等。
二、实验步骤实验步骤是实验设计的核心，它包括实验的具体操作过程和参数设置等。
在进行实验步骤的设计时，需要考虑以下几个方面：1.实验流程：根据实验目的，设计出逻辑合理、严谨的实验流程。
可以根据反应的先后顺序、物质的特性等来确定实验的步骤顺序。
2.实验参数设置：合理设置实验参数，包括温度、压力、反应时间等。
参数的选择应根据实验目的来确定，并且要考虑到实验操作的可行性和安全性。
3.实验条件控制：实验过程中，需要对实验条件进行控制，以确保实验结果的准确性和可重复性。
例如，保持反应容器的密封性、控制反应溶液的pH值等。
三、材料与仪器在实验设计中，选择合适的材料与仪器也是非常重要的。
以下是一些需要考虑的因素：1.原材料的选择：根据实验需求，选择合适的原材料。
原材料的纯度、稳定性和可获取性是需要考虑的因素。
2.试剂的配置：根据实验的需求，合理配置试剂的浓度和比例。
需要考虑到试剂的溶解性、稳定性等因素。
3.仪器设备的选择：选择合适的仪器设备来完成实验。
需要考虑到仪器的精度、准确性和可用性等因素。
四、安全措施化学实验是一项具有一定危险性的活动，因此在实验设计中，安全措施是不可忽视的。
以下是一些建议的安全措施：1.佩戴个人防护装备：进行化学实验时，应佩戴安全眼镜、实验手套、实验服等。
2.通风环境：实验室应有良好的通风系统，保持室内空气的流动，减少有害气体的浓度。
3.废物处理：处理实验废物时，应遵守相应的规定和处理方法，确保环境的安全。
化学实验评价方案
化学实验评价方案
化学实验评价方案应包括以下几个方面的考虑：
1. 实验目的是否明确：评价方案首先要考虑实验目的是否明确、具体，实验设计是否能够达到实验目的。
2. 实验方法和操作流程的合理性：评价方案需要考虑实验方法和操作流程的合理性，包括所选实验方法是否适用于实验目的、实验步骤是否清晰明确，操作是否简单易行。
3. 实验数据的准确性和可重复性：评价方案需要考虑实验数据的准确性和可重复性，包括实验仪器是否校准准确、所用试剂是否纯度高、实验环境是否稳定等。
4. 安全性考虑：评价方案需要考虑实验的安全性，包括实验过程中可能产生的有害物质如何处理、实验操作是否符合安全规范等。
5. 实验结果的分析和讨论：评价方案需要考虑实验结果的分析和讨论，包括如何对实验数据进行统计分析、如何对实验结果进行解释和讨论等。
6. 实验的创新性和科学价值：评价方案需要考虑实验的创新性和科学价值，包括实验设计是否能够产生新的发现或证实已有理论、实验结果是否具有科学意义等。
综上所述，化学实验评价方案应综合考虑实验目的的明确性、
实验方法和操作流程的合理性、实验数据的准确性和可重复性、实验的安全性、实验结果的分析和讨论，以及实验的创新性和科学价值。
2024届高考一轮复习化学课件(人教版)：化学实验热点-简单实验方案的设计与评价
真题演练
123456
酸性条件下，KClO3被NaNO2还原为Cl－，NaCl中也含有Cl－，都会生成白色沉淀， A错误； 氯化钠电离出的氯离子也可以被酸性高锰酸钾氧化，而使其褪色，B错误； NO－ 2 在酸性条件下有较强的氧化性，可以把二价铁氧化为三价铁，溶液变为黄 色，C正确； 稀硝酸可以把亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，再加入氯化钡溶液可以生成硫酸 钡白色沉淀，D错误。
将SO2气体通入 此沉淀是
(12)
Ba(NO3)2溶液中， 生成白色沉淀
BaSO3
×
将Fe(NO3)2样品
× 溶于稀硫酸后，
(13)
Fe(NO3)2晶体
滴加KSCN溶液， 已氧化变质
溶液变红
H2SO3 是中强酸，电离出的 H＋ 与溶液中的 NO－ 3 能将 SO23－氧 化成 SO24－，故该白色沉淀是 BaSO4
1.检验试剂选择及用量是否正确，对检验试剂的要求是： (1)检验试剂不能对其他物质的检验有干扰，即不能与其他被检验的物质反应，也不 能生成被检验的物质。 (2)宏观现象要明显。 2.实验操作是否简单可行。 3.操作顺序是否正确，注意排除干扰因素。
关键能力
判断下列有关物质检验“操作、现象、结论”的逻辑关系是否正确
含有Fe2＋
再加入少量KSCN溶液，溶液变为红色 含有Fe2＋
真题演练
123456
浓盐酸也能与KMnO4发生反应，使溶液紫色褪去，A错误； 加入稀盐酸，亚硫酸根离子会转化为二氧化硫气体，加入氯化钡生成的沉淀只能 是硫酸钡沉淀，可以说明样品已经变质，B正确； 乙醇和水均会与金属钠发生反应生成氢气，C错误； 先滴加氯水，再加入KSCN溶液，溶液变红，说明加入KSCN溶液前溶液中存在 Fe3＋，但不能确定Fe3＋是否由Fe2＋氧化而来，故D错误。
初中化学实验方案设计与评价
学习目标：
1、通过分析实验现象和结论是否正确、实验方案是否合理 ，培养自己分析评价能力和实践能力。
2、依据实验要求和条件，设计物质制备、性质、检验等方面的实验，培养自己综合实验能力和用化学知识解决实际问题的能力。
必须掌握的背景知识
1、离子的检验（H+，OH-，CO32-，NH4+等） 2、物质的检验（H2O，CO2，O2，CO，葡萄糖，淀粉等） 3、物质的提纯净化方法（除杂） 4、气体制备方法（制取装置和收集装置的选择） 5、实验误差原因分析
碳酸钠和硫酸铵
酒精和白醋
方案一
取样，分别加入硫酸铜溶液
观察颜色
取样，溶解，再分别滴加无色酚酞溶液
取样，分别品尝味道
方案二
分别用磁铁吸引
取样，分别点燃，闻燃烧时产生的气味
取样，分别加入氢氧化钠溶液，微热，将湿润的红色石蕊试纸放在容器口
取样，分别点燃
C
2．某同学想用实验证明FeCl3溶液显黄色不是盐酸根造成的，下列实验无意义的是（ ） A．观察KCl溶液没有颜色 B．向FeCl3溶液中滴加适量氢氧化钠溶液，振荡后静置，溶液黄色消失 C．FeCl3溶液中滴加适量无色硝酸银溶液，振荡后静置，溶液黄色未消失 D．加水稀释后FeCl3溶液黄色变浅
改进后还有问题吗？
气体分析法二：
有人用右图装置测定CO2的质量（碱石灰是NaOH和CaO的混合物），你认为这个实验装置主要存在哪些缺陷？ 这些存在缺陷对实验结果有何影响？
①产生的CO2气体中会带来H2O(气)
②空气中的CO2、H2O(气) 也会被碱石灰吸收
分析:
存在问题(缺陷)
对实验的影响
2、请你参与下列探究： 【问题情景】某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。这一现象激发起同学们的探究欲望，生成的是什么气体？ 【提出猜想】从物质组成元素的角度，放出的气体可能是SO2、O2、H2。 【查阅资料】SO2易溶于水，它能与NaOH反应，生成Na2SO3。 【方案设计】依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案： （1）甲同学认为是O2，则检验方法是_____________________________________。 （2）乙同学认为是SO2，则只需将放出的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量。写出SO2与NaOH反应的化学方程式_______________________。
化学实验方案的设计
•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。
【高中化学】一轮复习学案：11.4 化学实验方案的设计与评价
第四节化学实验方案的设计与评价【高考新动向】【考纲全景透析】一、化学实验方案的设计1.化学实验方案设计的基本要求①科学性，实验原理，准确，实验流程合理。
②安全性，保护人身、保护环境、保护仪器。
③可行性，条件允许，效果明显，操作正确。
④简约性，做到步骤少，时间短、效果好等基本要求。
2.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，明确实验的目的要求，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，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，能否腐蚀仪器和橡皮、反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等，从而选择合理的化学仪器和药品。
③设计装置步骤根据上述实验目的和原理，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，实验步骤应完整而又简明。
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的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。
以上只是解答综合实验设计题的一般思考方法。
在解答过程中，应根据实验设计题的具体情况和要求，作出正确的回答。
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。
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注意事项(1)实验操作顺序装置选择与连接→气密性检查→加固体药品→加液体药品→开始实验(按程序)→拆卸仪器→其他处理等。
高中化学实验方案的设计和评价
原理等 。 ４ ． 实 验 中运 用 到 的 具 体 器 材 、 药 品等 。 ５ ． 实验 过程 中 ． 实 验装置 的具体安 排 ． 药 品 的 添 加 以及 其 他 具 体 的 操 作 步 骤 ６ ． 对 实 验 中容 易 出 现错 误 或 安全 隐患 的 地方 加 以标 注警 示 。 ７ ． 详 细记 录实 验过 程 中现 象 出现 时 间以及 实验 的最终 结果 ８ ． 实 验 完成 后对 实验 的 总结 反 思 （ 三） 化 学 实 验 方 案设 计 的 注 意 事项 １ ． 药 品 和仪 器 是 需 要 补 充 还 是 在 限 定 范 围 内选 择 。若 药 品 和仪器只部分给出 。 则 应 作 出必 要 的 补 充 ． 若 限制 范 围 ． 则 应 进 行 筛 选 和 淘 汰 ２ ．条 件 有 无 特 殊 要 求 如 采 用 最 简 单 或 最 合 理 的 实 验 步 骤， 这些要求对我们考虑反应原理 、 选择药品和装置 、 确 定 操 作 步骤都作了限定 ． 必须高度重视 。 ３ ． 实验 过 程 中 的 隐蔽 性 操 作 。如某 些 必 要 的干 燥 、 除杂 、 冷 凝等， 这 些 都 是 实 验 中必 不 可 少 的 ， 但容易被忽略 。 ４ ． 仪器 、 药 品 的 描述 。有 些 题 目要 求 指 出 药 品 的 名 称 ， 一 定 要 指出试剂 的全称 ， 如： 硫酸铜粉末 、 澄清石 灰水 、 酸 性 高 锰 酸 钾溶液 、 浓硫酸 、 饱和Ｎ ａ ＨＣ Ｏ 溶液 、 Ｎ ａ Ｏ Ｈ溶液等。 此 外 也 应 该 注 意某 些 仪 器 的规 格 ５ ． 会 画 简 单 的 实 验 装 置 图 考 纲 要 求 能 够 绘 制 和 识 别 典 型 的实验仪器装置 图 ． 有 时要求绘制 实物 图． 有 时则 按 要 求 画 出 简笔 画。 ６ ． 其 他 注 意 事 项 。如 冷 凝 回流 的 问 题 ： 冷 却 问题 ； 防 止 倒 吸 问题 ； 具有 特殊作用 的实验改进装 置 ． 如 为 使 分 液 漏 斗 中 的 液 体 能顺 利 流 出 ， 用橡皮 管连通装置 ： 为 防 止 气 体 从 长 颈 漏 斗 中 逸 出． 可 在发 生装 置 中 的漏 斗末 端 套 一 支 小 试 管 等 二、 化 学 实验 方 案 的评 价 化 学 实 验 设 计 中非 常 重 要 的一 步 就 是 方 案 的 自我 评 价 我 们 要 从 实 验 的实 际操 作情 况人 手 ， 评 价 实 验 的严 密 性 、 科学性 、 环保性 、 安全性等几个方面 。
设计化学实验方案
设计化学实验方案第1篇设计化学实验方案一、背景化学实验是化学学科研究的重要手段，通过实验可以验证理论知识的正确性，加深对化学原理的理解，培养实验技能和科学思维。
为确保化学实验的顺利进行，减少实验过程中可能出现的风险，提高实验结果的准确性和可靠性，特制定本化学实验方案。
二、目标1. 明确实验目的，确保实验内容的科学性和合理性。
2. 严谨设计实验步骤，降低实验风险，保障实验安全。
3. 规范实验操作，提高实验结果的准确性和可靠性。
4. 培养实验人员的实验技能和科学素养。
三、实验项目1. 实验名称：XX化学实验2. 实验类型：定性/定量实验3. 实验目的：验证XX化学理论，研究XX化学现象四、实验原理1. XX化学原理简介2. XX化学现象的产生及影响因素3. 实验方法的选择及依据五、实验步骤1. 实验前准备1.1 准备实验所需仪器、设备及试剂。
1.2 检查实验仪器、设备的完好性，确保无损坏、泄漏等安全隐患。
1.3 查阅相关资料，了解实验操作规程及注意事项。
2. 实验操作2.1 根据实验原理和实验目的，设计实验方案。
2.2 严格遵循实验步骤，进行实验操作。
2.3 记录实验数据和观察到的化学现象。
3. 实验后处理3.1 对实验数据进行整理、分析，得出实验结果。
3.2 撰写实验报告，总结实验过程中的经验教训。
3.3 对实验废弃物进行分类处理，确保环境保护。
六、实验安全及防护措施1. 实验前进行安全培训，了解实验过程中可能存在的风险。
2. 配备必要的个人防护装备，如实验服、手套、眼镜等。
3. 严格遵守实验操作规程，防止误操作。
4. 定期检查实验仪器、设备，确保安全运行。
5. 实验过程中，如发生意外，立即启动应急预案，采取相应措施。
七、实验结果评价1. 实验数据真实、可靠，符合实验目的。
2. 实验现象明显，与理论相符。
3. 实验报告撰写规范，分析透彻。
八、方案实施及监督1. 成立实验小组，明确各成员职责。
2. 定期组织实验培训，提高实验技能。
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1、联系原有知识（发散思维），形成各种思路：
（1）Cu （2）Cu （3）Cu （4）Cu （5）Cu
浓HNO3 稀HNO3
Cl2 O2 浓H2SO4
Cu(NO3)2
Cu(NO3)2
CuCl2
AgNO3
CuO
稀HNO3
CuSO4 Ba(NO3)2
Cu(NO3)2 Cu(NO3)2 Cu(NO3)2
2、评价各种思路：
1
3
3
2
1
1
3
3/4
3/4
1、2、方案：通入时间长且耗酸耗碱相对较多， 故选3方案较好
写出制备流程图
稀H2SO4
铝屑
Al2(SO4)3
NaOH
NaAlO2
铝屑
混和、过滤
滤液
含Na2SO4
沉淀
洗涤、干燥
Al(OH)3
实验主题（二）：设计方案:以纯铜（铜粉）为基本原料制 取Cu(NO3)2晶体（不要求算产率测度）。
化学实验方案的设计思路与评价
2009.3.10
化学实验方案的设计思路与评价
【学习目标】： （实验方案）有思路、会评价、能选择
【学习重点】：如何形成实验问题的最优设计思路
分类：
制备、定量测定、性质、检验鉴定、 按指定要求完成操作类 等
方案的组成： 目的、原理、用品、步骤、记录及结果
科学性
基本原则：安全性
实验主题（四）：从乙醇出发制取溴乙烷，选择并评价方案。
已知：1、溴乙烷为无色液体沸点38.4。C，密度比水的密度大； 2、乙醇与溴化氢取代可生成溴乙烷，乙醇若与单质溴反应可得多
种取代产物；
3、溴化钠固体能被浓、热硫酸氧化，但可与70%----75%的浓硫 酸发生复分解反应。
实验主题（五）：用铁屑或硫酸亚铁出发制备氢氧化亚铁 的方案选择与评价
第二节、定量（测量）实验方案的设计
通过实验获得各种数据，求得物质的组成、含量、纯度、 结构等
基本思路： 反应原理： 形成各种方案： 评价与选择：
实验主题（一）：设计方案测定某地窖中硫化氢气体的体积百分比 实验主题（二）：设计方案测定水分子中H、O两元素的质量比 实验主题（三）：设计方案证明乙醇（分子量46）的结构简式
基本程序： 确定分析官能团 预测可能的性质 实验证明化学性质
种类
分析： 预测：
从结构看： HOOC –COOH 有2个羧基（-COOH）；
1、可能有酸性，
2、可能会发生酯化反应
3、可能具有不稳定性
原理、方法、操作科学合理 避免环境污染、避免人身伤害 力所能及、可操作 简单、节约
第一节、制备实验方案的设计
遵循 “多”、“快”、“简”、“省”的基 本原则
实验主题（一）：以铝屑为基本原料制备Al(OH)3 的方案选择与评价
基本思路
反应原理
思考：有哪些反应可以实现Al3+----Al(OH)3？ 有哪些反应可以实现AlO2-----Al(OH)3？
实验主题（四）：设计方案测定Na2O、 Na2O2混合物中各物质的质 量含量
实验主题（五）：设计方案测定某久置空气中的Na2SO3样品的纯度
实验主题（六）
设计实验方案，测定只含NaCl杂质的纯碱样品中Na2CO3的 质量百分数（高考题变形）
1、明确目的：
通过实验获得Байду номын сангаас种数据，求得Na2CO3的含量
形成各种方案：
1、 Al
稀H2SO4
Al2(SO4)3
NaOH NH3.H2O
Al(OH)3
2、 Al
NaOH
NaAlO2
稀H2SO4 CO2
Al(OH)3
3、 Al
HCl NaOH
AlCl3 NaAlO2
Al(OH)3
评价与选择 （以制备1摩Al(OH)3为标准）
方案
需H+（mol） 需OH_（mol）
4、选择最优思路： Cu
O2
CuO
稀HNO3
取Cu粉于坩埚中加热（搅拌）
Cu(NO3)2
5、确定总方案： 到固体全部变黑，冷却，倒入烧杯
在烧杯中加稍过量 稀硝酸(1 mol·L-1 ) 到固体全部溶解
将溶液转移到蒸发皿，慢火加热蒸发
到有少量晶体析出时即停止加热
冷却到晶体全部析出
实验主题（三）：从含CuSO4 Fe2(SO4)3及少量泥沙的混浊 废水中提取绿矾晶体FeSO4.7H2O
可行性 简约性
原理、方法、操作科学合理 避免环境污染、避免人身伤害 力所能及、可操作 简单、节约
第三节、性质实验方案的设计
设计要求
❖ 在充分了解物质结构与性质关系的基础上，根据物质 结构的特点，设计方案，探索或验证物质可能具有的 一些化学性质。
一般方法： 1、接受、分析、筛选主题给定信息，明确方案设计要求 2、根据物质结构、元素化合价、以及联系过去已掌握的
（4）称量一定量样品溶于水，加过量稀H2SO4，用 碱石灰吸收 全部的CO2 ，称得增重量
（5）称量一定量样品溶解在盛少量水的锥形瓶中，用甲基橙 指示，用盐酸标准液滴定
3、评价并选择相对较优思路：（2）（4）（5）
4、方案讨论：05年高考题中，给定该题的方案如下：
理解设计思想：
（1）图中各装置各起什么作用？ （2）要得到测定结果，需要获得那些数据？ （3）若试样A g，U型管增重B g，则Na2CO3％＝？
2、联系原有知识，形成各种思路：
联系原有知识， （发散思维）形成各种思路：
（1）称量一定量样品溶解，加过量（HNO3酸化） AgNO3溶液， 称量AgCl质量
（2）称量一定量样品溶解，加过量CaCl2溶液，称量CaCO3质量
（3）称量样品、反应器（连同试剂稀硫酸）充分反应后，再次 称量整个装置，求反应前后的质量差
化学实验方案的设计思路与评价
化学实验方案的设计思路与评价
【学习目标】： （实验方案）有思路、会评价、能选择
【学习重点】：如何形成实验问题的最优设计思路
分类：
制备、定量测定、性质、检验鉴定、 按指定要求完成操作类 等
方案的组成： 目的、原理、用品、步骤、记录及结果
科学性
基本原则：安全性
可行性 简约性
背景知识的分析作出预测。 3、拟定实验方案及操作程序。 4、分析和处理实验结果，得出结论。
例一:
乙二酸化学性质实验方案的设计
❖ 背景资料：
❖ 乙二酸是最简单的二元羧酸，它是没有颜色的透明晶体。 通常含有两个分子结晶水，受热至100℃时失去结晶水， 成为无水草酸。无水草酸熔点为189.5℃，能溶于水或乙 醇，不溶于乙醚。乙二酸大多以钙盐和钾盐的形式存在 于许多植物的细胞壁中，故得名草酸。实验室可以利用 草酸受热分解来制取一氧化碳气体。生活中常用来除去 衣物上的墨渍．