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1、专题七简单实验方案的设计与评价归纳整理通过实验活动，探讨研究并解决科学研究、生产、 生活、环境保护中面临的一些问题 是化学学科永恒的主题。 在学习中，要求同学们能根据实际情况提出问题、设计实验研究问题、解决问题，在实践活动中稳固知识、提高认识、增强能力。1.实验方案的设计实验设计考察的开展方向是以化学实验为根底，联系科学研究、生产、生活、环境保护的实际去发现并提出问题、设计实验去探讨和解决实际问题并得出科学的发现和结论，它包括物质的制备、物质的鉴别、物质的别离、物质的组成分析、气体的净化与转化等的实验方案的设计。设计实验方案的试题大多思考性、综合性较强，解答时必须联系自己掌握的根底知识和技能，
2、在进展适当的类比、迁移、重组后从条件出发，找到解决问题的突破口，设 计出合理的实验步骤。 2.实验方案的评价实验方案的评价包括实验原理及方案的评价、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。进展评价时一般从这几个方面入手：理论上是否正确、 操作上是否简便、会不会造成环境的污染、所需药品或原料的来源是否丰富、实验方案是否平安等等。实验评价的考察范围包括对课本中重要的化学实验方案的评价，对为解决科学研究、生产、生活、环境保护中所出现的实际问题所设计出的实验方案的评价。 问题探究 问题1某工厂的废水只含硫酸镁和少量硫酸，课外活动小组以此作为课题，探讨如何从中回收纯洁的硫酸镁固
3、体。他们设计了两种不同的方案，请你参加讨论：(1)方案一，选用镁粉为试剂。往废水中逐次参加镁粉，当观察到 时，说明参加镁粉的量已经足够。此过程发生反响的化学方程式是 ;接下来的操作方法依次是 和;(2)方案二，选用氢氧化钠溶液为试剂。向废水中逐滴参加氢氧化钠溶液，当 时，停顿滴入氢氧化钠溶液。 此过程发生反响的化学方程式是 ;为了得到纯洁的硫酸镁溶液，接着应进展的实验操作是(请简要写出操作过程)，得到硫酸镁固体。(3)比拟两个方案，假设实验中都没有损耗，那么，最后得到的硫酸镁固体的质量是否一 样?,原因是。(4)请你继续探究，设计新的方案(使用的试剂必须是与镁粉和氢氧化钠属不同类别)：你选用的
4、一种试剂是(写化学式);该试剂发生反响的化学方程式是 。分析此题较为综合，即考察了根本的化学反响，又考察了实验操作，还考察了新的实验方案的设计。此题能表达同学们综合应用所学知识解决实际问题的能力，为同学们今后设计实验方案奠定根底。请同学们对从硫酸镁和少量硫酸的混合溶液中回收纯洁的硫酸镁固体的实验方案进展讨论，需要同学们熟悉有关物质的性质、实验现象和相关的实验操作。答案(1)镁粉有剩余，溶液中不再有气泡产生Mg+H2SO4=MgSO4+H2 T过滤，蒸发(2)不再生成沉淀 H2SO4+2NaOH=Na 2SO4+2H 2O MgSO4+2NaOH=Mg(OH) 2 J +Na2SO4过滤，取出沉
5、淀，参加稀硫酸，至沉淀恰好完全溶解(3)不同，方案一中参加镁粉，增加了硫酸镁的质量(4)MgO , Mg0+H 2SO4=MgSO 4+H 2O(还可能有其它合理答案)。问题2某校化学课外兴趣小组的同学在研究性学 习课上展示了 一套如右图所示的实验装置假设每步化学反响都完全， 氧化铁样品中的杂质不参 加反响。查阅资料：草酸在浓硫酸存在时加热发生如 下反响：H2c2O4 怫硫酸 CO T +CO2+H2O 三通过讨论，同学们对这套装置有了多种认识。1第一小组同学说：从实验平安和实验操作程序看，首先要检查装置的气密性，实验开场先 加热填A或D处，实验完毕时，应 填先或后停顿 D处的加热；从环保的
6、角度讲，在E装置后还应对尾气进展处理，其方法是： 。2第二小组的同学说：用该实验装置可以检验一氧化碳与氧化铁反响的产物，其中B装置的作用; E装置的作用;一氧化碳与氧化铁反响的化学方程式为 。3第三小组的同学说：利用这套装置还可以测定氧化铁样品中氧化铁的质量分数。他们 的测定方法是：称量氧化铁样品的质量10.0 g,样品与玻璃管的总质量为 60.0 g,完全反响并冷却后再称量玻璃管与剩余固体的总质量为57.6 go计算实验测得氧化铁样品中氧化铁的质量分数为 o4第四小组同学说：利用这套装置还有另外测定样品中氧化铁的质量分数的方法：先称 量氧化铁样品的质量，再分别称量E装置在反响前后的总质量，即
7、可计算求得样品中氧化铁 的质量分数。但按此方法实际实验测定结果却偏大，分析造成偏大的原因可能是 。 分析此题较好的表达了 “理在书中，题在书外，掌握好书本知识是解题的根底；利用化 学计算的某些原理对实验中出现的数据进展处理是该题提出的能力要求；能否根据实验的具体情景对某些问题作出正确的分析表达了同学们思维的境界。此题1、2两问的思维原点为课本中重点出现的“一氧化碳复原氧化铁这一重要的化学实验；解答第3问，须运用“反响前固体的质量之差 =参加反响的氧化铁中氧元素的质量；解答第4问需要考虑装置E和空气相连通这一具体的实验情景。答案1A、先、点燃或用气球收集2除去CO2；检验CO与Fe2O3反响生成
8、的二高温氧化碳；3CO+Fe2O32Fe+3CO2380%4原装置中空气含有的二氧化碳 被E装置吸收问题3请完成以下探究过程：问题：如何鉴定孔雀石CU2(OH)2 CO3加热分解的产物？假设：假设孔雀石加热分解的产物是H2O、CO2和CuO。设计实验：实验：按右图进展实验，证明分解产物中有H2O和CO2。该装置的连接顺序是：a接 , 接;按此顺序连接的理由是:实验：请你设计实验，证明孔雀石完全分解后，试管中剩余的黑色固体是CuO（用图示或文字说明均可）： O现象和结论：实验中：U形管中的无水硫酸铜变成蓝色，证明产物中有 ; 证明产物中有 CO2的现象是 。实验中（你设af的）：因为有 现象，
9、所以黑色固体中有铜元素；因为有 现象，所以黑色固体中有氧元素；由此可得到结论：产物中有 CuO。分析熟悉各套装置的功能、知道混合气体中各种成分检验的方法及实验的先后顺序、灵活 运用有关物质的性质是解答此类问题所必须具备的根底或能力。要对混合气体中的各种成分进展检验须遵循“先验水，后验其它的原那么，其中检验水用无水硫酸铜，检验二氧化碳用澄清石灰水。答案设计实验：d e b （或e, d, b）必须先通过无水硫酸铜检验水蒸气，否那么， 因澄清石灰水中水的挥发或冷凝作用而干扰原产物中水蒸气的检出；气体通过澄清石灰水时须遵循长进短出的原那么。待反响后的试管冷却，拔下橡皮塞，用一根长导管向黑色固体通氢气
10、，一会儿，加热试管，当看到黑色固体变红，试管口有水珠时，停顿加热，冷却， 停顿通入氢气（本问题是开放的：用图示、或其他合理解答均可） 现象和结论：H2O（水）澄清石灰水变浑浊试管中黑色固体变红色试管口有水珠出现（解答要与设计实验相匹配） 学以致用1 .将一块光亮的纯铜片放在酒精灯火焰上灼烧，外表变黑。对黑色物质的来源，提出你的二 个预测假设，并设计一个或几个实验来证明你预测的正确性。预测序号实验步骤和方法现象和结论预测1：可能来源于预测2：可能来源于2 .用珍珠主要成分 CaCO3加工成的“珍珠粉是一种名贵中药材、保健品，可近年来市 场上出现了一些假冒的“珍珠粉，仅用肉眼观察难辨真假。为了向消
11、费者提供鉴别方法， 须找出真假“珍珠粉理化性质上的差异。工商局提供了真、假“珍珠粉样品，请你展开 探究：只要写出猜测、方案，不需要说出方案实施的具体结果 猜测一： 真、假珍珠粉的气味可能不同。 方案一:取样，分别闻一闻它们的气味，分辨气味有无差异。猜测二：。TzT tk_*: 。 猜测三：。TzT : 。3.实验室可以选用以下图所示的装置，制取二氧化碳气体（混有氯化氢、水蒸气）和进展有关(2)如果要证明制得的气体中混有氯化氢气体，应把A装置与E装置连接，E装置中观察到的现象是 ,写出有关反响的化学方程式： ;(3)如果要验证制得的气体是二氧化碳，除A装置外，还应选用上述装置中的 (填装置序号，
12、下同)。(4)如果要收集一瓶纯洁、枯燥的二氧化碳气体，请从上述各装置中选择适当的装置进展连 接，连接顺序是 ,其中B装置中浓硫酸的作用是 。4 .为验证Fe、Ag、Cu的活动性顺序，小红同学用了三种试剂其中只有一种盐溶液进展 实验，小朗同学用了与小红完全不同的三种试剂其中有两种盐溶液进展实验，她们都 取得了一样的实验结果。请写出两位同学在实验中所用的试剂的化学式：1小红同学;2小朗同学。5 .课堂上同学们利用甲图装置做过氧化氢分解实验时，带火星的木条很难复燃，于是教师加 了一个u形管，如乙图，带火星的木条较易复燃。1写出实验室制取氧气的化学方程式： 。2改用乙装置后能使带火星的木条复燃的原因：
13、 3根据(2)中推测的原因，请你设计一个新的改良装置可用图示或用文字表达改良要点6 .我国青海湖地区素有“夏天晒盐，冬天捞碱之说，其中捞出的碱主要是碳酸钠和少量氯化钠的混合物。小王同学以捞出的碱作为样品，并用以下一套装置对样品进展分析，根据量筒中收集到的液体的体积相当于二氧化碳的体积来计算样品中碳酸钠的含量。：HCl+NaHCO 3=NaCl+C0 22+H2O; CO2在饱和 NaHCO 3溶液中溶解度很小恭nt?匕、1在A和B两套装置中，哪一套装置更合理 选填“ A或 B”。2准确读取量筒内液体体积的方法是 。3锥形瓶中原有的空气对实验结果是否有明显影响？ 填“有或“没有4假设实验中用的盐
14、酸是浓盐酸，那么测得的样品中碳酸钠的含量与实际值相比会填“偏大”或偏小”或“不变”。5在实验过程中，对取用样品的量的多少有一定要求，为什么？ 专题七简单实验方案的设计与评价1.预测序号实验方案结论和解释预测1:由铜与氧气反响生成氧化铜预测2:由酒精小元 全燃烧，产生的碳将铜片放入试管中加热，观 察现象。假设铜片上仍有黑色物质出 现，说明预测1正确。可能的实验方案还有：1用酸或H2、CO等，检验预测假设的成分；2冷却后， 用软布轻擦黑色物质。提示：黑色物质有可能与铜本身有关氧化铜，也可能来源于酒精不完全燃烧产生的炭黑。2 .猜测：真假珍珠粉在水中的溶解性可能不同；方案：取样，分别参加适量水中并搅拌，观察它们溶解性有无差异。猜测：真假珍珠粉与酸反响现象可能不同；方案：取样，分别参加适量稀盐酸，观察现象有无差异。猜测：真假珍珠粉灼烧后可能有不同现象；方案：取样，在酒精灯火焰上灼烧片刻，观察色态变化。3 .(1)CaCO3+2HCl=CaCl 2+H2O+CO2 T (2)出 现白色 沉淀,AgNO 3+HCl=AgCl J +HNO 3(3)E、C (4)A、E、B、D,枯燥二氧化碳气体(或吸收CO2中的水分)4 .1Fe、CuNO32、Ag；2Fe NO32、Cu、AgNO 35 .12H2O=2H 2O+O2T2氧气中含有的较多的水蒸气得到冷却3可将产生的气体
