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1、 年中考 年模拟 专题十六 实验方案的设计与评价 知识结构 实验方案的 设计与评价 实验方案的设计 实验方案设计总体思路：明确实验 目的 ，弄清实验 原理 ；根据要求正确选择 仪器 和 药品 ；设计实验 装置 和 操作步骤 ；记录实验现象和数据；分析得出 结论 实验方案的评价 评价实验方案的原则：理论上是否 科学合理，具有严密性 ；操作上是否 简单 易行，是 否安全；经济上是否节约 药品 ，降低 成本 ，提高 产品质量 ；从环境角度考虑，是否 会给环境造成 污染 考点清单 考点一 实验方案的设计 实验方案设计的基本原则 （）科学性：实验方法和操作过程必须科学、严谨、合理。 （）可行性：设计的实
2、验方案要切实可行，所用药品、仪器、 装置安全可靠。 （）安全性：要尽量避免带有危险性的操作，尽量避免与有 毒物质接触。 若无法避免有毒物质，则应采取安全措施，以防造 成环境污染和人身伤害。 （）简约性：实验方案设计要求操作简便、装置简单、实验现 象明显。 解题思路和方法 （）明确目的和原理 明确实验的目的和原理，弄清题给 的新信息。 （）选择仪器和药品 选择合适的化学仪器和药品。 （）设计装置和步骤 设计出合理的实验装置和实验操 作步骤。 （）记录现象和数据 全面、及时、准确地记录实验过程 中的现象和数据。 （）分析得出结论 根据观察到的现象和记录的数据，通 过分析、计算、推理等，得出正确的结
3、论。 例 实验室处理一批过期的化学药品，兴趣小组同学决定 对一瓶已经结块的氢氧化钠样品展开探究，请你参与。 探究活动一证明变质的样品仍然有氢氧化钠存在 资料摘要：碳酸钠的水溶液呈碱性，氯化钠、氯化钙的水溶 液呈中性。 （）氢氧化钠暴露在空气中发生变质反应的化学方程式为 。 同学们按照如下所示的步骤进行实验： （）步骤中加入过量的氯化钙溶液的目的是 ；固体 必定含有的物质是 （填化学式）。 （）“后续实验”验证氢氧化钠的存在，请你简述实验步骤 和产生的现象： 。 探究活动二测定样品中碳酸钠的质量分数 取 样品与足量的稀硫酸反应，测量生成二氧化碳的体 积，从而计算出碳酸钠的质量分数。 实验装置如图
4、（不考虑其他 因素的影响，装置的气密性良好）： （）倾斜锥形瓶使样品与稀硫酸充分接触。 写出甲装置中 发生反应的一个化学方程式： 。 （）量气管中水面上要加一层植物油（二氧化碳不溶于该油 层），目的是 。 （）实验测得的部分数据如下表所示： 反应前反应后 量气管内液面对应的刻度 根据表中的实验数据计算，反应生成的二氧化碳体积为 ，已知在实验条件下，二氧化碳的密度为 ，则 生成二氧化碳的质量为 。 （）通过计算，样品中碳酸钠的质量分数为 。 解析 （） 氢 氧化 钠 易 与 空 气 中 的 反 应 生 成 ，反应的化学方程式为 。 （）样品中的 与 反应生成 沉淀，过滤 后，固体 中一定含有 ；
5、加入过量氯化钙的目的是除尽溶 液中的 。 （）用酚酞检验 的存在，具体操作为：取少量溶液 于试管中，滴入无色酚酞溶液，溶液呈红色，即证明溶液中有 。 专题十六 实验方案的设计与评价 （）样品中的 和 都能跟硫酸发生反应，甲装 置中发生反应的化学方程式为 、。 （）量气管中水面上要加一层植物油目的是防止二氧化碳 溶于水造成实验误差。 （）反应生成的 体积为 ，质量 为 。 （）设碳酸钠的质量为 碳酸钠的质量分数 。 答案 （） （）除尽溶液中的碳酸根离子（或其他合理答案） （）取少量溶液 于试管中，加入无色酚酞溶液，溶液呈红 色（或其他合理答案） （） （或 ） （）防止二氧化碳溶于水造成实验误
6、差 （） （） 考点二 实验方案的评价 最佳方案的评价标准 方案：科学合理； 原料：来源广泛、价格低廉、种类和用量少； 实验：装置简单、条件不高、步骤简单、操作简便、现象明显； 产物：容易提纯，具有安全性和环保性。 例 （ 山东泰安， 分）某同学设计了以下四个实 验方案，理论上正确，操作上可行，经济上合理的是（ ） 稀盐酸 溶液 （） 通电 高温 （） 溶液 溶液 （） 解析 铜不与稀盐酸反应，故 错误；水通电分解制取氧 气的成本较高，经济上不合理，故 错误；碳酸钙高温下分解生 成氧化钙，氧化钙与水反应可生成氢氧化钙，氢氧化钙与碳酸钠 反应生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀，该方案理论上正确，操作较为
7、简便，经济上也合理，故 正确；钠不能与氢氧化镁反应生成镁， 故 错误。 答案 易混易错 实验方案的设计不合理 实验目的错误设计错因分析正确设计 鉴别 稀盐酸 和稀硫酸 滴 加 溶液，有白色 沉淀 生成的 是稀盐酸 与 、 反 应 均 会 生 成 白 色 沉淀 滴加 （ ） 或 溶液，产 生白色沉淀的是 稀 验证 碳酸钠 溶 液 中 含 有 向溶 液中滴 加酚酞，酚酞 变红 溶液和 溶液均能 使酚酞变红 先滴加适量氯化 钙（或氯化钡）溶 液，充分反应后， 向上层清液中滴 加 酚 酞， 酚 酞 变红 验 证 中 是否 含有水 蒸气 和氯化 氢气体 先通 入硝酸 银溶液中，再 通过 无水硫 酸铜 通
8、过硝酸银溶 液后的气体中 一定含有水蒸 气，会干扰原水 蒸气的检验 先通过无水硫酸 铜，再通入硝酸 银溶液中 例 下列实验能达到目的的是（ ） 解析 中木炭燃烧生成二氧化碳气体，瓶内压强变化 不大，无法测定。 中铜片上的白磷燃烧，水中的白磷不燃烧， 说明燃烧需要氧气；铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧，说明燃烧 需要温度达到可燃物的着火点，故该项正确。 中盐酸和碳酸 钠反应有气体生成，但反应没有在密闭容器中进行，故无法验证 质量守恒定律； 中检验铵态氮肥时需要用湿润的红色石蕊 试纸。 答案 错因透视 忽略试纸的颜色及试纸没有润湿易错选 。 方法 实验方案的设计 组装实验仪器 根据题中给出的一些实验仪
9、器或装置，从中选取一部分仪 器或装置组装成能够完成某一实验或符合某种要求的装置。 一 般分以下两种情况： （）仪器的组装 根据实验原理选择仪器和试剂，根据实验目的确定仪器组 装顺序，一般顺序：气体制取除杂干燥主体实验实验产 年中考 年模拟 物的验证与尾气的处理。 其中尾气的处理一般采用溶液吸收、将气体点燃或用气球 收集的方法。 实验仪器连接一般遵循自下而上、自左而右的原则。 （）接口的连接 对于吸收装置，若为洗气瓶，则“长”进“短”出；若用盛有碱 石灰的干燥管吸收水分和 ，则应“大”进“小”出；若用排水法 测量气体的体积，则应“短”进“长”出，排出水的体积即为测量 的气体的体积。 开放性实验的
10、设计与完善 开放性实验在物质的制备、检验、分离、除杂中出现较多。 它能 够全面、综合地考查学生的化学知识、实验技能、逻辑思维能力和书 面表达能力。 在进行实验设计时要特别注意以下几个问题： （）水的处理 作为杂质而除去：要先除去其他杂质，后干燥。 作为产物检验：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。 （）避免意外事故发生 点燃可燃性气体（如 、）或用 、还原 、 ，加热之前，要检验气体的纯度，以防发生爆炸事故。 进行有毒气体（如 、）的性质实验时，应在通风 橱中进行，并要注意尾气的处理 点燃或用气球收集等， 、用碱液吸收。 加热法制取并用排水法收集气体，要注意熄灭
11、酒精灯与从 水槽中取出导管的先后顺序，以免水倒吸，仪器炸裂。 控制变量法的应用 物质变化往往受到多个因素的影响，在研究化学反应与外 界因素之间的关系时，对影响物质变化规律的因素加以人为控 制，使其他因素不变，集中研究其中一个因素的变化所产生的影 响，以利于在研究过程中迅速寻找到物质变化的规律。 如课本 上燃烧条件的探究和铁的生锈条件的探究都利用了控制变 量法。 例 （ 江西南昌， 分）下列实验方案的设计中，没 有正确体现对比这种科学思想的是（ ） 比 较 二 氧 化碳的含量 研究二氧化 锰的催化作用 区分硬水和 软水 配 制 氯 化 钠 溶液 解析 对比实验的原则是保持其他条件不变，只改变其 中一个条件。 项，只有气体不同； 项，只有二氧化锰一个变 量； 项，只有水的硬度不同，故均属于对比实验。 答案
