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1、专题六专题六实验方案设计与评价实验方案设计与评价一二一、实验设计1.设计要求实验设计要科学,安全可靠,操作简便,药品经济,现象明显。2.一般流程(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)得出假设是否成立的结论;(5)对结论进行反思与评价。一二3.解题方法(1)分析题给条件,明确实验目的;(2)根据反应原理,选择恰当的仪器和药品;(3)对仪器装置进行科学的连接;(4)制定操作步骤;(5)结合物质性质,根据实验现象,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。(1)水作为杂质要除去:要先除去其他杂质
2、,后干燥。(2)水作为产物的检验:先检验水,再检验其他产物。(3)水的定量测量:前后都要排除外来水的干扰。一二二、实验评价1.评价内容实验方案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)科学性:反应能否发生,即方案在理论上是否科学、合理、严密;(2)简约性:操作是否简便易行、优化,反应条件是否易达到;(3)可行性:所有原料是否常见、易得、廉价;(4)安全性:操作是否安全可靠;(5)注意环保:反应过程是否节能与环保;(6)要有创意:操作更简单,实验误差更小。考向一考向二考向三考向一探究物质成分的实验设计【例1】亮亮同学
3、做镁条在空气中燃烧的实验时,发现镁条燃烧除生成白色固体(MgO)外,还有少量的淡黄色固体生成。这种淡黄色固体是什么呢?亮亮在老师的指导下进行有关实验探究。【实验探究】将该淡黄色固体投入到盛有水的烧杯中。【实验现象】在烧杯中产生白色沉淀,并有刺激性的氨味气体产生。【教师指导】上述反应产生的白色沉淀为Mg(OH)2,生成的气体为NH3;反应过程中没有任何元素化合价的改变。【问题解决】此淡黄色固体中肯定含有镁元素和元素,判断的依据是;若该物质仅由2种元素组成,其化学式为,此物质与水反应的化学方程式为。考向一考向二考向三【相关结论】空气中氮气(N2)和氧气(O2)的体积比约为,但镁条在空气中燃烧只生成
4、少量的淡黄色固体,由此得出的一个结论是。考向一考向二考向三 答案：【问题解决】氮质量守恒定律Mg3N2【相关结论】41氮气化学性质稳定,不易发生化学反应考向一考向二考向三考向二仪器组合装置的实验设计【例2】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:考向一考向二考向三(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(
5、填序号)取代B中的单孔塞,以达到控制反应速率的目的。考向一考向二考向三解析：(2)气体的发生装置是由反应物的状态和反应条件决定的;若反应物为固体,且需加热,应选A装置;若反应物为固体和液体,而且反应不需加热,应选装置B。气体的收集装置是由气体的密度及在水中的溶解性决定的;若气体不易溶于水,可用排水法收集;若气体的密度比空气的大,且不与空气的成分发生反应,可用向上排空气法收集;若气体密度比空气的小,且不与空气的成分反应,可用向下排空气法收集。(3)若用图中的H装置代替B中的单孔塞,可通过控制滴加液体的量来控制反应速率。答案：(1)酒精灯长颈漏斗(2)O2B(或A)C(或D)氧气的密度比空气的大(或氧气不易溶于水)(其他合理答案均可)(3)H考向一考向二考向三考向三对不同实验方案的评价【例3】用实验证明一包黑色粉末是由氧化铜和木炭粉混合而成的。甲、乙两位同学设计的实验方案如下:试回答:(1)甲方案中证明有氧化铜的实验依据是,证明有木炭粉的实验依据是。(2)乙方案中证明有氧化铜的实验依据是,证明有木炭粉的实验依据是。(3)以上两个方案中,你认为哪个方案更好?理由是什么?。考向一考向二考向三答案：(1)溶液变蓝色(有时为蓝绿色或绿色)试管中仍有黑色不溶物(2)试管中出现紫红色固体石灰水变浑浊(3)甲方案更好,操作简便,不需要加热考向一考向二考向三
