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1、第4节,实验方案的设计与评价,1了解控制实验条件的方法，能设计、评价和改进简单的,实验方案。,2能绘制和识别简单的实验仪器装置图，能对实验数据进,行初步分析或处理，并得出合理结论。, 回归教材 ,一、实验方案设计,完整的化学实验方案包括四大环节，即实验原理、实验装置和药品(包括装置类型、仪器的组装等)、实验步骤(包括加装药品、气密性检查、除杂干燥、主体实验、安全措施等)、实验现象的观察、记录及实验数据的分析处理等。,1基本原则。,简单,较少,较短,(1)科学性：实验原理、实验操作程序和方法应该正确。 (2)安全性：实验设计时应尽量避免使用有毒药品和进行具 有一定危险性的实验操作。 (3)可行性
2、：实验设计应切实可行，所需药品、仪器、设备 和方法等在中学实验条件下能够得到满足。 (4)简约性 ：实验设计应采用 _ 的 实 验 装 置 ， 用 _的实验步骤和实验药品，并能在_的时间内完,成实验。,有毒、有害,用量、价格,(5)环保性：_的物质必须处理，以免污染环境。 (6)经济性：综合考虑原料的_。,2设计思路。,(1)物质制备的设计基本思路：由所给_ 和所需要 _出发，根据化学原理设计出不同的制备方案，通 过对比分析，找出最佳的制备途径。即：实验原料实验原理 途径设计(途径、途径、途径 )最佳途径 实验 仪器实验方案制得物质。由于大多数有机反应，副反应较 多，且为可逆反应，因此设计有机
3、物制备实验方案时，尽可能 选择步骤少、副产物少的有机反应。若两种有机物参加的可逆 反应，应考虑多加一些价廉的反应物，以提高另一种反应物的 转化率和产率。另外，有机物的制备实验，控制反应条件尤为,重要。,原料,制备的物质,(2)物质性质实验的设计的基本思路 ： 先 根 据 物 质 的 _，预测物质可能具有的_；然后选择实验时所 需要的药品及仪器；最后针对预测进行实验。在性质实验设计 的具体过程中可细化为：探究性实验方案的设计程序为：物质 的结构特点实验事实科学抽象结论；验证性实验方案的 设计程序为：物质的结构特点性质推测实验验证结论。 (3)物质检验方案设计的基本思路:首先对试样_， 确定其颜色
4、、气味、状态等。然后准备试样，并进行检验。当 试样是固体时，应先_，同时观察试样是否溶 解，在溶解时有无气体产生等，以初步判断试样可能含有哪类,物质，最后根据实验现象得出结论。,结构特点,性质,进行外观观察,取少量配成溶液,解答有关检测物质组成实验的流程设计问题，常见的解题 思路如下：取少量固体试样溶于水配成溶液检测溶液中存 在的阴、阳离子得出实验结论；或取少量固体试样在氧气 流等环境中反应检测所产生的物质( 如气体)得出实验结 论；或取少量试样加酸(或碱)溶液使其气化检测气体的成 分得出实验结论。,3注意事项。,倒吸,爆炸,氧化,吸水,(1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防_。 (2)进行某
5、些易燃易爆实验时要防_(如 H2 还原 CuO 应先通 H2，气体点燃先验纯等)。 (3)防_(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_(如物质在实验、取用、制取过程易吸水、潮 解、水解，则应采取必要措施，以保证达到实验目的)。,(5)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_装置(如长玻璃管、竖,型的干燥管及冷凝管等)。,冷凝回流,冷却,氧化,(6)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)应注意及时_。 (7)仪器拆卸的科学性与安全性也从防污染、防_、 防_、防_、防泄漏等角度考虑。 (8)其他。如实验操作顺序、试剂加
6、入顺序、实验方法使用,顺序等。,倒吸,爆炸,二、实验方案评价,1评价原则。,简单,安全,一个实验方案的优劣主要从正确与错误、严密与不严密、 准确与不准确、可行与不可行等方面作出判断。另外有无干扰、 有无污染、是否经济、是否安全等也要考虑。 (1)装置最简：对于不同的化学实验方案，在能达到实验目 的的前提下，尽量选择实验装置与步骤最_的方案。 (2)安全无污染：对于不同实验途径、实验药品，在达到实 验目的的前提下，优先选择实验过程与操作最_的途径。,条件,操作,控制,反应现象,(3)操作方便：不同的实验方案需要不同的实验条件，如加 热、加压和催化剂等，在评价方案时，看实验_是否简 单、_是否方便
7、。 (4)原理简单、正确：力求选择反应速率易_的实验方 案，以有利于对生成物的控制和确保实验安全。 (5) 现象最明显：在性质验证或检验的实验中，应选择 _明显的方案。,2评价形式。,原料易得,操作简便,无污染,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要求，在实际操作时能否做到可 控易行。评价时，从以下几个方面分析： (1) 实验原理：是否适合实验室制备(_ ， _，_等)；是否是工业制备方法(适合于,大规模生产，无污染)。,发生,干燥,尾气,(2)实验装置：_装置是否合理；净化、_装置是 否合理；_
8、处理装置是否合理等等。 (3)安全考虑：防_(尾气吸收)、防_(避免空气,进入)、防倒吸、防爆炸等问题。,污染,氧化, 自主测评 1(2015 年新课标卷)下列实验中，对应的现象以及结论,都正确且两者具有因果关系的是(,)。,（续表）,解析：稀硝酸与过量的Fe 粉反应，生成硝酸亚铁和NO 气 体、水，无铁离子生成，所以加入KSCN 溶液后，不变红色； Cu 与硫酸铁发生氧化还原反应，生成硫酸铜和硫酸亚铁，无黑 色固体出现；铝在空气中加热生成氧化铝的熔点较高，所以内 部熔化的铝不会滴落；硫酸镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化 镁沉淀，再加入硫酸铜，则生成氢氧化铜蓝色沉淀，沉淀的转 化符合由溶解度小的
9、向溶解度更小的沉淀转化，所以氢氧化铜 的溶度积比氢氧化镁的溶度积小。,答案：D,2(2015 年新课标卷)用下图所示装置进行下列实验：将,中溶液滴入中，预测的现象与实际相符的是(,)。,解析：氢氧化钠是强碱，碳酸钠是盐，因此盐酸首先中和 氢氧化钠，然后再与碳酸钠反应生成碳酸氢钠和氯化钠，最后 盐酸与碳酸氢钠反应放出CO2，A 错误；常温下铝在浓硝酸中 钝化，反应很快停止，看不到红棕色NO2 气体，B 错误；氢氧 化钠溶液开始是过量的，滴入氯化铝生成偏铝酸钠，当氢氧化 钠完全消耗后，再滴入氯化铝，铝离子与偏铝酸根离子反应生 成白色沉淀氢氧化铝，C 错误；草酸具有还原性，酸性高锰酸 钾溶液具有强氧
10、化性，草酸能被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此 草酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色，D 正确。,答案：D,3下列装置不能完成的实验是(,)。,. .,（续表）,解析：钢铁发生析氢腐蚀的条件是水膜酸性较强，饱和食,盐水的酸性较弱，发生的是吸氧腐蚀。,答案：D,(续表),解析：在Fe(NO3)2中加入H2SO4后，发生反应的离子方程 式为：3Fe2NO 4H=3Fe3NO2H2O，故即使 Fe(NO3)2 没有变质，再向其中加入 KSCN 溶液后，溶液也会呈 血红色，B 错误。,答案：B,5(2015 年山东卷)下列由实验现象得出的结论正确的是,(,)。,解析：向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时，Cl与I浓度
11、不相等，不能根据出现黄色沉淀比较Ksp，A项错误；滴加氯水后再加入KSCN溶液，溶液呈红色，说明该溶液可能含有Fe2或Fe3，B项错误；上层呈橙红色，说明Cl2与NaBr反应生成了Br2和NaCl，则Br的还原性强于Cl，C项正确；试管底部NH4Cl分解生成NH3和HCl，试管口NH3与HCl反应生成了NH4Cl，发生了化学反应，不是升华，D项错误。 答案：C,考点一,实验方案的设计,例1(2015 年四川卷)(NH4)2SO4 是常见的化肥和化工原料， 受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。 查阅资料 (NH4)2SO4 在 260 和 400 时分解产物不同。 实验探究该小组拟选用下图所
12、示装置进行实验(夹持和加 热装置略),A,B,C,D,(1)仪器 X 的名称是_。,(2)滴定前，下列操作的正确顺序是_(填字母编号)。 a盛装 0.2000 molL1 NaOH 溶液 b用 0.2000 molL1 NaOH 溶液润洗 c读数、记录 d查漏、清洗,e排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面,(3)装置 B 内溶液吸收气体的物质的量是_mol。,答案：(1)圆底烧瓶,(2)dbaec,(3)0.03,(4)取少量装置 D 内溶液于试管中，滴加 BaCl2 溶液，生成 白色沉淀；加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解，放出无色刺激性 气体 (5)NH3 400 ,(6)3(NH4)2SO4=4NH
13、3N23SO26H2O,方法技巧综合实验设计题的解答。,(1)明确目的原理：综合已学过的知识，通过类比、迁移、,分析，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，选择合理的化学仪器和药品。 (3)设计装置步骤：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：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：通过分析、计算、推理等得出正确的实,验结论。,【考点练透】,1(2013 年四川卷)为了探究 AgNO3 的氧化性和热稳定性，,某化学兴趣小
14、组设计了如下实验。,.AgNO3 的氧化性,将光亮的铁丝伸入 AgNO3 溶液中，一段时间后将铁丝取 出。为检验溶液中 Fe 的氧化产物，将溶液中的 Ag除尽后，进 行了如下实验。可选用的试剂：KSCN 溶液、K3Fe(CN)6溶液、 氯水。,【实验结论】Fe 的氧化产物为 Fe2和Fe3。,(1)请完成下表：,.AgNO3 的热稳定性,用下图所示的实验装置 A 加热 AgNO3 固体，产生红棕色气 体，在装置 D 中收集到无色气体。当反应结束后，试管中残留 固体为黑色。,A,B,C,D,(2)装置 B 的作用是_。 (3)经小组讨论并验证该无色气体为 O2，其验证方法是 _。,(4)【查阅资
15、料】Ag2O 和粉末状的 Ag 均为黑色；Ag2O 可,溶于氨水。,【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是：Ag；,Ag2O；Ag 和 Ag2O。,【实验验证】该小组为验证上述设想，分别取少量黑色固,体放入试管中，进行了如下实验。,【实验评价】根据上述实验，不能确定固体产物成分的实,验是_(填实验编号)。,【实验结论】根据上述实验结果，该小组得出 AgNO3 固体,热分解的产物有_。,解析：(1)能用来检验Fe3的试剂是KSCN溶液，加入后如果溶液变为红色，则其中含有Fe3。若溶液中含有Fe2，加入K3Fe(CN)6溶液后，溶液中有蓝色沉淀生成。(2)装置B中的进气管和出气管的长度相等，故为安全瓶，防止C
