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1、第43讲 方案设计评价专题,一、实验设计 1化学实验方案设计的思路 (1)根据某一主题，“发现问题”“提出猜想”“确定假设”； (2)根据假设设计实验方案； (3)通过实验收集证据或实验现象； (4)作出假设是否成立的结论； (5)对结论进行反思与评价。,2化学实验设计时遵循的原则 (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)简便性，做到步骤少、时间短、效果好等。 (4)环保性，药品用量少，对环境没有或较少污染。 (5)经济性，药品成本低，易得经济。,3实验设计的步骤 (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
2、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、能否腐蚀仪器和橡胶、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
3、理等处理，得出正确的结论。 注意：在进行实验方案设计时要特别注意水的处理。 水作为杂质要除去：要先除去其他杂质，后干燥。 水作为产物的检验：先检验水，再检验其他产物。 水的定量测量：前后都要排除外来水的干扰。,二、实验评价 1评价内容 实验的评价包括实验原理的评价、方案的评价、实验装置的评价、实验操作的评价、实验现象的描述与结论分析的评价等。 2评价方法 (1)化学反应原理是否正确，是否与实验目的相符； (2)实验装置是否科学、优化、安全； (3)操作方法是否可行、简捷； (4)绿色化学的理念是否符合，对环境是否会造成污染； (5)推理过程是否严密。,探究物质成分的实验设计,1已知碳酸易分解，
4、草酸与碳酸有相似的化学性质，在受热的条件下草酸也会分解，仅生成三种氧化物。我校研究性学习小组对此展开探究： 【提出问题】生成的三种氧化物是什么？ 【查阅资料】无水硫酸铜是一种白色粉末，遇水变成蓝色硫酸铜晶体。化学方程式为：CuSO4(白色粉末)5H2O=CuSO45H2O(蓝色晶体) 【提出猜想】生成的氧化物中有H2O、CO2和CO。 【实验探究】张亮将生成的气体，依次通过如图所示装置，验证猜想。,(1)观察到A中_，证明生成物中有水。 (2)B中澄清石灰水变浑浊，证明_。 (3)D中红色粉末是_(填化学式)，实验现象_。 【交流讨论】 陈军认为：张亮不需要E装置也能够推断出生成物中有一氧化碳
5、。你是否支持陈军的观点：_(填“支持”或“不支持”)，请说出你的理由：_ _。 陈军还认为：从环保的角度来看，此装置有一个缺陷，请你指出该缺陷：_，处理的方法是_。,白色粉末变为蓝色,生成物中有CO2,Fe2O3,红色粉末变黑，E中澄清石灰水变浑浊,支持,因为在这三种气体中，仅有一氧化碳有还原性，能将氧化铁还原为铁,没有进行尾气处理,点燃尾气(或收集尾气再利用),【解析】水与白色CuSO4粉末会发生化学反应生成蓝色晶体，若看到A中白色粉末变蓝色，则证明产物中有水生成；可利用CO的还原性来确定CO的存在，这样D中的红色粉末为Fe2O3，与CO反应后变黑色且E中澄清石灰水变浑浊；因为这三种气体中只
6、有CO能将红色的氧化铁变黑色，故陈军的观点也是正确的，但此装置中未反应的CO随尾气排入了大气造成污染，可将尾气点燃或回收利用。 【点拨】根据使用的实验装置和涉及的反应原理，对实验现象进行合理地预测，关键是要理解装置中物质在反应时可能产生的现象。在描述实验现象时，要注意语言的准确和简洁。,2某课外小组的同学们收集了含一氧化碳和二氧化碳的废气，为了确认这种废气的组成，他们在实验室按如下装置进行了实验。,(1)B装置中盛放足量浓氢氧化钠溶液，其作用是_。 (2)C装置中发生反应的化学方程式是_。 (3)A装置和D装置完全相同，其作用的不同之处是_。,充分吸收废气中的二氧化碳,A装置用来检验废气中是否
7、含有二氧化碳；D装置用来检验反应中是否有二氧化碳生成，进而推断废气中是否含有一氧化碳,(4)该小组同学认为废气中的一氧化碳可以利用，于是设计如下装置除去废气中的二氧化碳，并收集一瓶一氧化碳，准备进行后续地探究。其中最合理的装置是_(填序号，瓶内为氢氧化钠溶液)。,【解析】(1)为了确定废气的组成，我们利用澄清的石灰水来检验二氧化碳气体，然后再利用氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳，然后再利用一氧化碳的还原性来还原氧化铁，用澄清石灰水来检验生成的气体是二氧化碳。(2)一氧化碳具有还原性，所以能使红色固体逐渐变为黑色。(3)A装置用来检验原气体中含有二氧化碳，而D装置用来检验一氧化碳反应的产物二氧化碳。(
8、4)我们利用洗气瓶来除去二氧化碳并收集一氧化碳气体时，应长管进气，同时需要收集CO，所以两个管都应该通到底部。 【点拨】一氧化碳是一种中性气体，不与酸或碱反应，而二氧化碳是一种酸性气体，能与碱反应。所以我们在除去一氧化碳中的二氧化碳气体时，可以选择碱性溶液。,仪器组合装置的实验设计,3化学是一门以实验为基础的学科，化学所取得的丰硕成果，与实验的重要作用是分不开的。结合下图所示的实验装置回答问题：,(1)写出图中带标号仪器的名称：_，_。 (2)若实验室对你开放，请从上图中选择合适的装置，制取一种你熟悉的气体。你想制取的气体是_，选择的发生装置是_(填序号，下同)，选择的收集装置是_，选择此收集
9、装置的理由是_。 (3)装置B虽然操作简便，但无法控制反应速率。请从上图中选取_(填序号)取代B中的单孔塞，以达到控制反应速率的目的。,酒精灯,长颈漏斗,O2,A,C(或D),氧气的密度比空气的大(或氧气不溶于水),H,【点拨】仪器组合装置的实验：发生装置净化装置干燥装置收集装置尾气处理装置。 (1)考虑干燥与除杂的顺序时，若采用溶液除杂，则应该先净化后干燥； (2)尾气处理：有毒气体常采用溶液(或固体)吸收或将之点燃，无毒气体直接排到空气中。 (3)接口的连接：吸收装置应“长”进“短”出；干燥管应“大”进“小”出。,对不同实验方案的评价,4为了探究溶质在水中溶解速率的影响因素，某学习小组设计
10、了如下实验：,下列说法中正确的是( ) A对比实验和，可探究水的温度对溶质在水中溶解速率的影响 B对比实验和，可探究水的温度对溶质在水中溶解速率的影响 C对比实验和，可探究固体溶质的形态对溶质在水中溶解速率的影响 D对比实验和，可探究固体溶质的形态对溶质在水中溶解速率的影响,A,【解析】实验和中都是将0.5 g块状的硫酸铜放入100 mL水中，变量是温度，一个是冷水，一个是热水，所以符合对照实验，探究了水的温度对溶质在水中溶解速率的影响，故A正确；对比实验和有两个变量：实验是块状硫酸铜，实验是粉末状硫酸铜；实验是100 mL热水，实验是50 mL热水，所以不符合对照实验的设计方法，并且温度都是
11、相同的热水，故B错误；由于实验是块状硫酸铜，实验是粉末状硫酸铜，实验是100 mL热水，实验是50 mL热水，有两个变量，所以不符合对照实验的设计方法，无法探究固体溶质的形态对溶质在水中溶解速率的影响，故C错误；实验和有三个变量：硫酸铜的形态不同、水的体积不同、水的温度不同，所以不符合对照实验的设计方法，无法探究固体溶质的形态对溶质在水中溶解速率的影响，故D错误。 【点拨】应运用控制变量法的思想控制好无关变量，形成单一变量，进行评价。,5某同学家中有一袋化肥，可能混入了其他化肥，且化肥包装袋上字迹模糊。该同学进行了如下探究，请你参与探究并填空： 【提出问题】该化肥中含有什么物质？ 【收集信息】
12、经询问得知，该化肥可能为铵态氮肥。 【提出猜想】该化肥所含的阴离子可能是Cl、CO32、SO42中的一种或几种。 【实验、记录与分析】,有刺激性气味,CO32,硝酸银溶液,产生白色沉淀,【实验结论】若该化肥中只含有一种阳离子，则其中一定含有的物质是(写化学式)：_。 【实验反思】若步骤(2)中用氯化钡溶液代替硝酸钡溶液_(填“是”或“否”)可行，请简要说明原因：_。 【点拨】本题考查的是初中阶段三种重要离子的检验，可依据三种离子的检验方法进行，注意氯离子和硫酸根离子检验时要先检验硫酸根离子，并且加入的试剂不能互相产生干扰。,(NH4)2SO4、NH4Cl,否,因为若用氯化钡溶液代替硝酸钡溶液，
13、会对判断该化肥是否所含Cl造成干扰,1用一块废旧的铁丝石棉网，将铁丝网剪成几小片，用稀盐酸除去铁锈，放入锥形瓶中。如图，再向锥形瓶中加入34 mL饱和食盐水润湿铁丝，塞紧带导管的单孔塞，导管的一端伸入红墨水中，一段时间后，可观察到的现象是( ) A铁丝片生锈 B红墨水上升到玻璃管中 C铁丝片消失且红墨水上升到玻璃管中 D铁丝片生锈且红墨水上升到玻璃管中,D,2“捕捉”空气有很多方法，某同学模仿教材中的“捕捉”实验。你认为他的哪个实验“捕捉”的空气与地表附近所存在的空气成分相差较大( ) A用打气筒向气球充气，气球膨胀 B将一个空量筒倒立于装满水的水缸中，用力往下压，量筒中留有气体 C用口对气球呼气，气球膨胀 D将一空玻璃瓶置于室内，盖上瓶盖,C,3为了研究植物的呼吸作用，小刚设计了如下图所示的装置。请你和小刚一起探究下列问题：,(1)实验时，广口瓶用不透光的黑纸包住，其目的是为了防止瓶内的植物进行_作用，对实验产生干扰。 (2)经过一段时间后，可以看到细玻璃管中的红墨水会_(选填“左移”“右移”或“不动”)。揭去广口瓶外的黑纸，观察到广口瓶中发生的现象是_，原因是_。,光合,左移,石灰水变浑浊,植物呼吸作用产生的二氧化碳与氢氧化钙反应生成不溶于水的碳酸钙沉淀,图1是
