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1、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,.,实验设计的原则：,1、科学性原理正确、目的明确,2、可操作性器材选取、操作实施有可操作,4、安全性药品安全无毒，
2、避免爆炸，污染环境,3、简约性原料获得方便、低廉，实验装置简单，步骤简单合理,.,实验方案评价原则：,1、理论正确,2、操作可行,4、推理严密,3、经济合理,5、保护环境,.,例题1：,某同学用下图所示装置来制取并收集氢气，你认为哪一个更合理？为什么？,一.简单实验（探究）方案设计与评价, ,实验时又该如何操作?,.,例题2：,某学生用下图装置制取氢气，则:,产生的氢气中可能混有什么杂质？,怎样证明存在这些杂质呢？,.,证明H2中混有H2O（气）、HCl,.,例题3：,小玲猜想一瓶久置于空气中的氢氧化钠溶液中含有碳酸钠 ,他用以下物质进行试验 对此猜想不能提供有力证据的是( ) A.滴加澄清石
3、灰水 B.滴加稀盐酸C.滴加氯化钡溶液 D.滴加酚酞试液,评析: A不选,是否生成CaCO3可证明B不选,是否生成气体可证明C不选,是否生成BaCO3可证明选D,NaOH,Na2CO3水溶液都是碱性,加酚酞没效果,D,.,例题4：,图9是某兴趣小组设计的四个实验装置,其中实验合理且能够成功的是( ),C,.,巩固练习:,1实验室里区分下列物质的两种实验设计方案都合理的是 （ ）,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 CFeCl3溶液中滴加适量无色硝
4、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,3下列装置能达到对应实验目的的是 （ ）,D,C,.,4. 除去下列物质中所含少量杂质的方法正确的是 （ ）,B,.,例题1,二、较复杂实验（探究）方案的设计与评价,小明同学在食品包装袋内，发现有一个小纸袋，上面写着“生石灰干燥剂，请勿食用”。他随手将小纸袋拿出来放在桌面上，经过一段较长时间后发现纸袋内的白色颗粒粘在一起成为块状固体M。请你与他一起对块状固体M进行探究。 【探究任务】 （1）探究固体M是否失效； （2）探究固体M中是否含有氢氧化钙。,.,【探究方案】 【反思拓展】 （1）你认为“探究二”是否严密 ，其原因
5、是 ； （2）你认为固体M中除含有氢氧化钙外，还可能含有 ，请你设计实验是否含有该物质 。,.,工业上制得的纯碱中常含有少量的氯化钠。某校化学兴趣小组想通过探究，设计一个较为完善的实验来准确测定工业纯碱中Na2CO3的质量分数。有的同学提出以下方法： （1）甲组同学用沉淀分析法：先称取一定量的样品，溶解后加入足量的 溶液，然后 （填一操作名称），将得到的沉淀洗涤干燥并称量，最后根据沉淀的质量求出Na2CO3的质量分数。,例题2,.,（2）乙组同学用气体分析法：把一定量的混合物与适合的酸（如 ）反应后，通过测得的CO2的质量来求出Na2CO3的质量分数 。,怎样来测定气体的质量呢？,.,气体分析
6、法一：,有人用下图装置测定CO2的体积，然后根据其密度算出质量。,用上述装置测定的CO2气体体积是否准确？为什么？ 你认为可以怎么改进？,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？,.,产生的CO2气体中会带来H2O(气),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,偏大,偏大,反应结束后，装置中会残留有CO2,偏小,你准备对该装置的怎样改进？,.,改进方案1,.,改进方案2,.,改进方案3,.,1、牙膏是日常生活中
7、的必需品，它通常由磨擦剂、发泡剂、粘合剂等组成。磨擦剂是牙膏的主要成分，约占牙膏质量的一半以上。为了测定一种以碳酸钙为磨擦剂的牙膏中碳酸钙的含量，同学们根据碳酸钙的性质设计了以下三种不同的方案（除碳酸钙外，这种牙膏中的其它物质不与盐酸反应生成气体，且均溶于水） 方案一：将一定量的牙膏放入水中充分搅拌，然后进行 X 、洗涤、干燥等操作，称量出不溶物的质量，再计算出碳酸钙的质量分数。 方案二：将一定量的牙膏与过量的盐酸反应，用图1所示装置(装置的气密性良好)，测量二氧化碳气体的体积（锥形瓶中液面高度忽略不计），利用该反应条件下二氧化碳的密度，计算二氧化碳的质量，然后根据化学方程式求出碳酸钙的质量，
8、再计算出碳酸钙的质量分数。 方案三：用图2所示装置，将一定量的牙膏与过量的盐酸反应，测量相关数据，推算出二氧化碳气体的质量，然后根据化学方程式求出碳酸钙的质量，再计算出碳酸钙的质量分数。,巩固练习:,牙膏,水,盐酸,.,老师针对三种方案提供了所需的仪器用品，同学们进行分组实验。实验中，同学们操作规范、计算无误。 按照要求回答下列问题： （1）方案一中操作X是_，按照方案一进行同学在规定时间未来得及完成实验，请写出可能原因： _、_（任写两点）。 （2）碳酸钙和盐酸反应的化学方程式是 。方案二中测量结果偏低，写出一条可能的原因：_ _，你的改进方案是：_。 （3）方案三中测量结果偏高，原因可能是
9、：_。,.,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_。,.,（3）实验小组同学合作设
10、计了如下组合实验方案，排除和验证猜想的气体。,如果放出的是O2和H2，你认为方案中的安全隐患是 。 丙同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体，用拇指 ，若不发出_，方可采用上面的装置进行实验。 【实验探究】经丙同学确认安全后，小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的气体从a通入，过一会儿点燃B处酒精灯；一段时间后，发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；停止通气，再次称量装置A，发现质量无增减。 结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是_。,.,【思维拓展】 （1）由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有_物质。 （2）不通过称量，如何判断SO2与NaOH 溶液发生了反应呢？有一同学设计了右图所 示的装置进行实验，发现试管内液面上 升，就得出SO2与NaOH溶 液发生反应 的结论。其他同学认为这一方案不严谨， 理由是_。 要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，补做的实验是 _ _。,.,总结归纳,要使实验设计获得成功，必须强化实验的： 目的性 、科学性 可行性 、简捷性 直观性 、安全性 经济性 、环保性 ,.,敬请指教! 谢谢!,
