專題十六 實驗方案的設(shè)計與評價講解部分

1、專 題 十 六實 驗 方 案 的 設(shè) 計 與 評 價實驗方案的設(shè)計知識結(jié)構(gòu)實驗方案設(shè)計總體思路明確實驗 目的 弄清實驗 原理 根據(jù)要求正確選擇 儀器設(shè)計與評價評價實驗方案的原則 理論上是否 科學(xué)合理，具有嚴(yán)密性 操作上是否 簡 單 易 行 是實驗方案的和 藥品 設(shè)計實驗 裝置 和 操作步驟 記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù) 分析得出 結(jié)論實驗方案的評價否安全 經(jīng)濟上是否節(jié)約 藥品 降低 成本 提高 產(chǎn)品質(zhì)量 從環(huán)境角度考慮 是否會給環(huán)境造成 污染考點一 實驗方案的設(shè)計 實驗方案設(shè)計的基本原則考點清單填化學(xué)式后續(xù)實驗 驗 證 氫 氧 化 鈉 的 存 在 請 你 簡 述 實 驗 步 驟 和產(chǎn)生的現(xiàn)象 科學(xué)性 實

2、驗方法和操作過程必須科學(xué) 嚴(yán)謹(jǐn) 合理可行性 設(shè)計的實驗方案 要 切 實 可 行 所 用 藥 品 儀 器 裝置安全可靠安全性 要盡量避免帶有危險性 的 操 作 盡 量 避 免 與 有 毒物質(zhì)接觸 若無法避免有毒物質(zhì) 則應(yīng)采取安全措施 以防造成環(huán)境污染和人身傷害簡約性 實驗方案設(shè)計要求操作簡便 裝置簡單 實驗現(xiàn)探究活動二 測定樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)取 樣品與足量的稀硫酸反應(yīng) 測量生成二氧化碳的體 積 從而計算出碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 實驗裝置如圖 不考慮其他 因素的影響 裝置的氣密性良好象明顯 解題思路和方法明確目的和原理 明確實驗的目的和原理 弄清題給 的新信息選擇儀器和藥品 選擇合適的化學(xué)儀器和藥品

3、 設(shè)計裝置和步驟 設(shè) 計 出 合 理 的 實 驗 裝 置 和 實 驗 操作步驟記錄現(xiàn)象和 數(shù) 據(jù) 全 面 及 時 準(zhǔn) 確 地 記 錄 實 驗 過 程 中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論 根據(jù)觀察到的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù) 通 過分析 計算 推理等 得出正確的結(jié)論例 實驗室處理一批過期的化學(xué)藥品 興趣小組同學(xué)決定 對一瓶已經(jīng)結(jié)塊的氫氧化鈉樣品展開探究 請你參與探究活動一 證明變質(zhì)的樣品仍然有氫氧化鈉存在 資料摘要 碳酸鈉 的 水 溶 液 呈 堿 性 氯 化 鈉 氯 化 鈣 的 水 溶液呈中性 氫氧化鈉暴露在空氣中發(fā)生變質(zhì)反應(yīng) 的 化 學(xué) 方 程 式 為同學(xué)們按照如下所示的步驟進行實驗傾斜錐形瓶使樣品與稀硫酸充

4、 分 接 觸 寫 出 甲 裝 置 中 發(fā)生反應(yīng)的一個化學(xué)方程 式 量氣管中水面上要加一層植物油 二氧化碳不溶于該油 層目的是 實驗測得的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示根據(jù) 表 中 的 實 驗 數(shù) 據(jù) 計 算 反 應(yīng) 生 成 的 二 氧 化 碳 體 積 為 已知在實驗條 件 下 二 氧 化 碳 的 密 度 為 則 生成二氧化碳的質(zhì)量為 通過計算 樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 解 析 氫 氧 化 鈉 易 與 空 氣 中 的 反 應(yīng) 生 成 反應(yīng)的化學(xué)方程式為樣品中的 與 反應(yīng)生成 沉 淀 過 濾 后 固體 中一定含有 加入過量氯化鈣的目的是除盡溶液中的步驟 中加入過量的氯化鈣溶液的目 的 是 固體必定含有的 物

5、質(zhì) 是 用酚酞檢 驗 的 存 在 具 體 操 作 為 取 少 量 溶 液 于試管中 滴 入 無 色 酚 酞 溶 液 溶 液 呈 紅 色 即 證 明 溶 液 中 有專題十六 實驗方案的設(shè)計與評價 樣品中的 和 都能跟硫酸 發(fā) 生 反 應(yīng) 甲 裝置中發(fā) 生 反 應(yīng) 的 化 學(xué) 方 程 式 為量氣管中水面上要加一層植物油目的 是 防 止 二 氧 化 碳 溶于水造成實驗誤差反應(yīng)生成的 體積為 質(zhì) 量為設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為 考點二 實驗方案的評價最佳方案的評價標(biāo)準(zhǔn)方案 科學(xué)合理原料 來源廣泛 價格低廉 種類和用量少實驗 裝置簡單 條件不高 步驟簡單 操作簡便 現(xiàn)象明顯 產(chǎn)物 容易提純 具有安全性和環(huán)保性例

6、（ 山東泰安， 分） 某同學(xué)設(shè)計了以下四個實 驗方案 理論上正確 操作上可行 經(jīng)濟上合理的是 稀鹽酸 溶液通電高溫 溶液碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 答案除盡溶液中的碳酸根離子 或其他合理答案取少量溶液 于試管中 加入無色酚酞溶液 溶液呈紅 色 或其他合理答案或防止二氧化碳溶于水造成實驗誤差 溶液 解析 銅不與稀鹽酸反應(yīng) 故 錯誤 水通電分解制取氧 氣的成本較高 經(jīng)濟上不 合 理 故 錯 誤 碳 酸 鈣 高 溫 下 分 解 生 成氧化鈣 氧化鈣與水反應(yīng)可生成氫氧化鈣 氫氧化鈣與碳酸鈉 反應(yīng)生成氫氧化鈉和碳酸鈣沉淀 該方案理論上正確 操作較為 簡便 經(jīng)濟上也合理 故 正確 鈉不能與氫氧化鎂反應(yīng)生成鎂 故 錯

7、誤 答案 易混易錯實驗方案的設(shè)計不合理例 下列實驗?zāi)苓_到目的的是 解析 中木 炭 燃 燒 生 成 二 氧 化 碳 氣 體 瓶 內(nèi) 壓 強 變 化 不大 無法測定 中 銅 片 上 的 白 磷 燃 燒 水 中 的 白 磷 不 燃 燒 說明燃燒需要氧氣 銅片上的白磷燃燒而紅磷不燃燒 說明燃燒 需要溫度達到可 燃 物 的 著 火 點 故 該 項 正 確 中 鹽 酸 和 碳 酸 鈉反應(yīng)有氣體生成 但反應(yīng)沒有在密閉容器中進行 故無法驗證 質(zhì)量守恒 定 律 中 檢 驗 銨 態(tài) 氮 肥 時 需 要 用 濕 潤 的 紅 色 石 蕊 試紙 答案 錯因透視 忽略試紙的顏色及試紙沒有潤濕易錯選 。方法 實驗方案的設(shè)計

8、 組裝實驗儀器根據(jù)題中給出的 一 些 實 驗 儀 器 或 裝 置 從 中 選 取 一 部 分 儀 器或裝置組裝成能夠完成某一實驗或符合某種要求的裝置 一般分以下兩種情況儀器的組裝根據(jù)實驗原理選 擇 儀 器 和 試 劑 根 據(jù) 實 驗 目 的 確 定 儀 器 組 裝順序 一般順序 氣體制取 除雜 干燥 主體實驗 實驗產(chǎn)物的驗證與尾氣的處理其中尾氣的處理 一 般 采 用 溶 液 吸 收 將 氣 體 點 燃 或 用 氣 球 收集的方法實驗儀器連接一般遵循自下而上 自左而右的原則 接口的連接對于吸收裝置 若為洗氣瓶 則 長 進 短 出 若用盛有堿 石灰的干燥管吸收水分和 則應(yīng) 大 進 小 出 若用排水

9、法 測量氣體的體積 則 應(yīng) 短 進 長 出 排 出 水 的 體 積 即 為 測 量 的氣體的體積 開放性實驗的設(shè)計與完善開放性實驗在物質(zhì)的制備 檢驗 分離 除雜中出現(xiàn)較多 它能 夠全面 綜合地考查學(xué)生的化學(xué)知識 實驗技能 邏輯思維能力和書 面表達能力 在進行實驗設(shè)計時要特別注意以下幾個問題水的處理作為雜質(zhì)而除去 要先除去其他雜質(zhì) 后干燥 作為產(chǎn)物檢驗 先檢驗水 再檢驗其他產(chǎn)物 水的定量測量 前后都要排除外來水的干擾避免意外事故發(fā)生點燃可燃性氣體 如 或用 還原 加熱之前 要檢驗氣體的純度 以防發(fā)生爆炸事故 進行有毒氣體 如 的性質(zhì)實驗時 應(yīng)在通風(fēng)櫥中進行 并要注 意 尾 氣 的 處 理 點 燃

10、 或 用 氣 球 收 集 等 用堿液吸收加熱法制取并用排水法收集氣體 要注意熄滅酒精燈與從 水槽中取出導(dǎo)管的先后順序 以免水倒吸 儀器炸裂 控制變量法的應(yīng)用物質(zhì)變化往往受 到 多 個 因 素 的 影 響 在 研 究 化 學(xué) 反 應(yīng) 與 外 界因素之間的關(guān)系 時 對 影 響 物 質(zhì) 變 化 規(guī) 律 的 因 素 加 以 人 為 控 制 使其他因素不變 集中研究其中一個因素的變化所產(chǎn)生的影 響 以利于在研究 過 程 中 迅 速 尋 找 到 物 質(zhì) 變 化 的 規(guī) 律 如 課 本 上燃燒條 件 的 探 究 和 鐵 的 生 銹 條 件 的 探 究 都 利 用 了 控 制 變 量法例 （ 江西南昌， 分） 下列實驗方案的設(shè)計中 沒 有正確體現(xiàn)對比這種科學(xué)思想的是比 較 二