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1、第四节 化学实验方案设计的基本要求教学目标通过前面三节对各种化学实验方案设计的练习，初步了解和熟悉化学实验方案设计的基本方法和基本要求。教学重点对前面三节化学实验方案设计过程的总结与回顾。教学难点对化学实验方案设计基本要求的总结。教学方法回忆归纳讨论阅读总结。课时安排一课时教具准备投影仪、胶片等。教学过程引言通过前面三节内容的学习以及对相关几个实验方案的设计与具体操作，我们可知，化学实验方案是一个化学实验的灵魂。那么，对一个化学实验方案的设计，具体有哪些基本要求，本节课，我们将通过对前述内容以及各实验方案设计的回忆与归纳，对此加以总结。板书第四节 化学实验方案设计的基本要求讲述对于化学实验方案
2、的设计，我们在之前已有过一些练习，下面请同学们首先回忆一下我们在前面的实验方案中的一般方法即基本思路。回忆第一节中以铝为原料制备Al(OH)3的实验设计思路。板书一、化学实验方案设计的一般思路提问部分同学回答，其余同学可予以补充。师生共同进行总结投影11.根据实验要求和目的，以铝原料的化学性质为基础，推测Al(OH)3得以制备的可能化学过程及反应原理。2.通过比较和实验验证，选得最佳实验制备方案。3.对最佳制备方案的实验过程即实验步骤进行比较或验证进行设计。4.对实验步骤中所需仪器和药品进行选择和设计。5.对实验操作过程中易出现的问题以及易发生的错误判断进行提示，或者以问题和讨论之形式进行设计
3、。过渡很好。下面请再回忆对实验四硫酸亚铁制备的实验设计过程。想一想对硫酸亚铁制备的实验设计与以Al为原料制备Al(OH)3的设计有何异同。提问学生回答后师生共同总结得出结论。投影21.根据实验目的和要求，首先对制备原料进行选择。2.根据所选定的原料，以原料所具化学性质为基础，以FeSO4的最终得以制备为目的，推测制备的可能过程和反应原理。3.以后之设计同于投影1中2以后之思路。过渡对于物质制备的实验方案思路，同学们分析总结得很好。下面，请接着回忆第二节中，对乙二酸化学性质实验方案设计的过程和思路。学生回忆第二节中乙二酸性质实验方案设计的过程和思路。提问部分同学回答，其余同学可质疑补充。师生共同
4、讨论完善后总结投影31.根据实验目的和要求，首先对乙二酸的结构进行分析。2.根据对乙二酸结构分析的结论，推测对其性质实验的可能方法和原理。3.之后的设计思路同于投影1中2以后之思路。讲述对于第一、二节所涉及化学实验方案设计的思路，同学们分析得很好，总结得也较为全面。想一想在第三节中，对于离子的检验与对于未知物检验的实验方案设计中，其设计思路与上述思路有何异同。学生活动教师巡视，并予以适当的提示。师生共同总结投影41.根据实验目的和要求，对待检物质、待检离子或未知物可能含有的离子或物质进行判断分析。2.根据所含离子或可能所含离子的化学性质，推测其可能的检验方法。3.之后思路仍同于投影1中2以后之
5、思路。问题通过上述的回忆和分析，请同学们总结化学实验方案设计的一般思路。提示请同学们注意大屏幕上，刚才大家讨论总结的四个结论。投影5投影1、2、3、4。学生活动教师参与指导。提问部分同学回答，其余学生补充，师生共同讨论得出结论。过渡通过大家的讨论分析和总结，我们可得出化学实验方案设计的一般思路。投影化学实验方案设计的一般思路。1.根据实验目的和要求，对实验所用原料进行选择。2.根据实验目的和要求，对实验待用或待检物质的结构与组成进行分析。3.推测可能的实验过程或实验方案。4.讨论、比较或实验验证确定最佳实验方案。5.设计实验步骤，对实验步骤中可能出现错误或问题之处进行分析。6.根据实验步骤，选
6、择实验所用仪器和药品。7.对5中可能出现的其他错误和意外以问题和讨论的形式列出。讲评通过上述的回忆和总结，我们得出了化学实验方案设计的一般思路。然而，若依据上述思路对实验方案设计，所得方案并不是一个完整的实验方案，一个完整的化学实验方案有它约定俗成的固定的格式和内容。问题那么，一个相对完整的化学实验方案，具体应包含哪几个方面的内容？下面，请再次回忆我们之前对实验方案设计过程的学习，也可翻阅课本上有关的实验方案。学生活动教师参与、指导。板书二、一个完整的化学实验方案应包含的主要内容。师生共同活动后总结投影化学实验方案包含的主要内容1.实验名称：2.实验目的：3.实验原理：指实验设计所选择的最佳实
7、验方案中所涉及的主要化学反应原理，需注意的是此条目可根据不同实验方案设计的具体情况予以保留和删减；4.实验用品：包括实验所用仪器及规格，所用药品以及浓度、状态等；5.实验步骤：包括所用实验仪器的装配以及具体的实验操作过程；6.实验现象记录及结果处理：可根据具体实验设计成表格或其他；7.问题和讨论：一般是对实验原理和实验步骤中一些现象和问题的补充和修正。讲评通过上述的学习，我们分析总结出了一个相对完整的化学实验方案设计的一般思路和其他应包括的主要内容。那么，一个化学实验方案的设计，其关键的所在应该是方案中的哪些地方？议一议化学实验方案设计的关键所在。学生互相讨论后提问答实验原理的选择以及实验步骤
8、之设计。问对于以上二者，在实验设计中应注意什么？板书三、化学实验方案设计应遵循的一般原则想一想在以Al为原料制备Al(OH)3的实验设计过程中，为何没有选用Al2O3和水为原料来制备Al(OH)3？答Al2O3不溶于水，这个方案在实验操作中无法完成。讲评对。这个制备方法在实验中难于完成，它违背了实验方案设计的首要原则，科学性。板书1.科学性：指所选实验原理、实验操作程序和方法应是正确的。想一想在以上几节实验方案中科学性的具体体现。提问要求学生举例说明。总结科学性在实验方案设计中可谓比比皆是。如：硫酸亚铁制备的原料选择过量铁屑和稀H2SO4，没有选择少量铁屑和浓H2SO4；又如：在对硫酸亚铁铵晶
9、体检验过程中，如对SO检验过程中同样HNO3酸化在先，则对Fe2之检验将无法进行等等。讲评科学性是实验方案设计的首要原则，在实验设计过程中一定要遵循客观事实，不能凭主观臆想设计出违背客观事实即科学性的原理或程序。实验方案设计过程中，第二个原则是安全性原则，它包括避免环境污染和人身伤害。在实验室实验方案设计中，因其波及程序和范围较小，对环境污染要求不是很高，但我们在实验设计中，还是应尽可能避免，如对实验尾气的处理等应在实验设计中予以充分的考虑。想一想在所接触的实验方案中，哪些实验设计中，体现了实验方案设计的安全性要求。学生讨论教师巡视，可做适当提示，之后提问。答安全性在实验方案设计中体现较多。如
10、：易燃物的使用与处理，比如Na和白磷等；易燃易爆物的制取与检验，比如H2之验纯与石油的分馏；实验室制取Cl2、SO2等尾气的处理等等。板书2.安全性讲述很好。在实验方案设计中，我们还应注意其第三条原则，即实验方案中的可行性，其含义为实验方案中所选用的化学药品、仪器、设备和方法应是在现有知识和实验条件下可以完成的，否则，实验设计将会成为空中楼阁，无法付诸具体的实验操作。板书3.可行性过渡在中学化学实验方案设计中，可行性因受知识水平之限制一般违规较少。但对其第四条原则，则应用较多。想一想在以Al为原料制备Al(OH)3时，我们为什么在最后的三个方案中，选择了双水解这样的一个实验方案。学生讨论略投影
11、以Al为原料制备Al(OH)3提问为何舍弃1、2，而选用3？答因为3操作简便,药品用量少且易于操作,现象明显。讲述很好。这就是实验方案设计的第四条原则，即简约性板书4.简约性阅读下面，请同学们阅读课文主要内容，并联系以前化学实验方案设计的实际，进一步熟悉和掌握化学实验方案的一般思路、主要内容及基本要求。课时小结本节课，我们通过对前面部分实验方案设计的回顾，较为系统地总结了化学实验方案设计的一般思路、包含内容以及设计基本要求。对同一个化学实验，可以有多种不同的实验方案，但一个较为完整的实验方案，无不具备上述的基本要求。布置作业1.课本习题：在设计化学实验方案时，应注意哪些问题？2.运用本节课对实
12、验方案设计的一般方法和基本要求，完成实验八实验习题中，实验1、2、3之实验方案之设计(各一种即可)。板书设计 第四节 化学实验方案设计的基本要求一、化学实验方案设计的一般思路二、一个相对完整的化学实验方案应包含的主要内容三、化学实验方案设计应遵循的一般原则1.科学性 2.安全性3.可行性 4.简约性教学说明本节教学内容相对较为简单，其主要知识均来自于前面几节的学习体会和设计经验，因此，对前面部分内容的回忆、复习以及分析、总结之效果，将直接左右本节课的授课效果。综合能力训练题某课外活动小组加热炭粉(过量)和氧化铜的混合物，再用下图装置对获得的铜粉(含炭)样品进行实验。图中铁架台等装置已略去。请你
13、帮助他们完成下列实验报告。(一)实验目的： (二)实验用品：仪器：天平、分液漏斗、锥形瓶、硬质玻璃管、干燥管、酒精灯、洗气瓶等；药品：红褐色铜粉(含炭)样品、过氧化氢溶液、二氧化锰、碱石灰、浓H2SO4等。(三)实验内容： (四)计算：样品中铜的质量分数 (用含、1、2的代数式表示)(五)问题和讨论：实验完成，老师评议说：按上述实验设计，即使G中反应完全，D中吸收完全，也不会得出正确的结果。经讨论，有同学提出在B与G之间加入一个装置。再次实验后，得到了较正确的结果。那么，原来实验所测得铜的质量分数偏小的原因可能是 。在B与G之间加入的装置可以是 ，其中盛放的药品是 。解析：本题考查学生对一定实
14、验目的下实验原理的分析能力以及对实验数据的处理能力和对实验结果误差的分析能力，对学生思维的整体性、严密性和灵活性提出了较高的要求。从(四)计算和(五)问题的讨论可得出实验目的。实验内容是围绕着实验原理进行的。因为G中含铜粉和炭粉，要求铜粉的质量分数，需先求出样品中铜粉或炭粉的质量，从图示装置可以看出，A、B为制气装置，再从所提供的药品进行分析，可知能生成气体的试剂应是过氧化氢溶液和二氧化锰，两者发生反应：2H2O2O22H2O，其中MnO2作该反应的催化剂，反应发生时，B中有大量气泡产生，产生的O2通过G装置时，发生反应2CuO22CuO、CO2CO2，此时单质铜变成黑色的CuO，样品中的炭粉变为CO2而被D装置吸收，未反应的O2通过E时，会有气泡产生，E中盛放液体应为浓H2SO4，是为了防止空气中的水分进入D管而设置的，D中盛放的药品应是碱石灰，(m2m1) g应为CO2的质量，样品中炭粉的质量为(m2m1) g g，则铜粉质量应为(m2m1)g。据此，样品中铜的质量分数即可求出。实验所测铜的质量分数减小的原因是制氧装置中制得的O2带有水蒸气，实验进行时，水蒸气也被D吸收，致使m2的数值偏大，(m2m1)g的质量大于样品中炭粉的实际
