課時 15　實驗設計與評價 - 副本

TOPICFIVE主題五科學探究課時15

實驗設計與評價考點知識梳理考點一實驗方案的設計1.概念理解:根據(jù)提出或猜想的問題,進行實驗設計,從而對所提問題的正確性進行驗證。2.基本要求(1)科學性:實驗原理、方法和操作過程必須科學、嚴謹、合理。(2)可行性:設計的實驗方案要切實可行,所用藥品、裝置安全可靠,效果明顯,操作正確。(3)安全性:保護人身安全、保護環(huán)境、保護儀器。避免帶有危險性的操作,如使用可燃性氣體之前要驗純,進行有毒氣體的實驗時應在通風櫥中進行,并注意對尾氣的處理等,以防止造成環(huán)境污染和人身傷害。(4)簡約性:符合實驗裝置簡便,步驟簡單,時間短、效果好等基本要求。3.科學探究的一般步驟:提出問題→猜想與假設→設計實驗→實驗驗證→記錄與結論→反思與評價。考點知識梳理4.實驗設計的一般思路和方法(1)根據(jù)實驗題目要求,認真審題,明確實驗目的,弄清題目有哪些新的信息,綜合已學過的知識。通過類比、遷移、分析,從而明確實驗原理。(2)根據(jù)實驗目的合理推理,提出合理假設。(3)根據(jù)推理和假設,設計實驗步驟和操作方案。(4)根據(jù)實驗設計方案,選擇藥品和儀器(或?qū)x器進行恰當?shù)倪x擇、合理的連接)。(5)根據(jù)實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)得出正確的結論,或?qū)嶒灛F(xiàn)象作出合理的解釋。考點知識梳理5.注意(1)吸收氣體及熄滅酒精燈時要防止液體倒吸。(2)進行某些易燃易爆實驗時要防止爆炸。例如一氧化碳與氧化鐵反應,一氧化碳先驗純,實驗前先通一會兒一氧化碳,排凈空氣后,再加熱氧化鐵。(3)防氧化。例如一氧化碳與氧化鐵反應,反應結束后,繼續(xù)通一氧化碳,直到裝置冷卻,以防止鐵粉再被氧化。(4)防止生成氣體未被吸收完全,用沒有干擾的氣體排凈裝置中生成的氣體,使實驗結論準確。(5)防止尾氣污染環(huán)境,設計尾氣處理裝置。(6)注意實驗操作的順序、儀器加入順序及實驗方法使用順序等。(7)控制變量法的應用,對比實驗遵循唯一變量原則。考點知識梳理1.概念理解:指用批判的思想對題中所設計的實驗方案、實驗步驟、實驗裝置等進行否定或指出不合理的地方,使其達到最優(yōu)化。2.評價內(nèi)容(1)實驗原理的評價:實驗是否達到預期的實驗目的,即原理是否正確、可行。(2)實驗方案的評價:推理過程是否嚴密。藥品的選擇是否正確,狀態(tài)和用量是否準確,是否符合經(jīng)濟原則,是否節(jié)能環(huán)保等。(3)實驗裝置的評價:實驗儀器的連接是否正確,是否最簡便易行。(4)實驗步驟的評價:實驗操作步驟是否簡單、科學,現(xiàn)象是否明顯。(5)實驗結論的評價:結論是否正確或是否與實驗目的一致,實驗過程中是否引入新的雜質(zhì),雜質(zhì)或過量試劑是否除掉等?？键c二

實驗方案的評價高頻考向探究例1

[·眉山]有三瓶失去標簽的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為15%、10%、5%的鹽酸。選擇下列儀器和藥品,設計兩種不同的方案,辨別出三瓶鹽酸。實驗儀器:溫度計、量筒、秒表、燒杯、試管、剪刀、鑷子。藥品:鎂條。(提示:鎂條和鹽酸反應速度很快,通過觀察放出氣泡的速率很難準確判斷鹽酸濃度的大小)類型一實驗方案的設計高頻考向探究(1)鎂與鹽酸反應的化學方程式:

。

(2)實驗的關鍵是控制三個變量:①在相同的環(huán)境溫度下進行實驗。②取相同質(zhì)量的鎂條。③取

。

(3)你的方案:方案一:測定

。

方案二:測定

。

高頻考向探究[解析]根據(jù)金屬和酸反應放熱、酸濃度高則反應速率快分析。(1)鎂和鹽酸反應生成氯化鎂和氫氣。(2)生成氫氣的多少與鎂的質(zhì)量、酸的質(zhì)量有關,生成氫氣速率的大小與溶液的濃度、溶液的溫度有關,故實驗中鹽酸的體積也要相同。(3)設計方案時要注意控制變量。方案一:溶液的溫度、鎂條的質(zhì)量、鹽酸體積相同的條件下,鹽酸濃度越高則反應速率越快,故可以通過測定不同濃度的鹽酸與鎂條反應需要的時間來判斷鹽酸濃度的大小;方案二:鎂和鹽酸反應放熱,故可以通過測定反應后溶液的溫度判斷鹽酸濃度的大小。高頻考向探究變式

[·綏化]一班的同學在探究金屬鎂的化學性質(zhì)時發(fā)現(xiàn),將鎂條放到盛有冷水的試管中,沒有明顯的現(xiàn)象,然后將試管放在酒精燈上加熱,發(fā)現(xiàn)試管中有氣泡產(chǎn)生。(1)小明認為,據(jù)此現(xiàn)象可斷定加熱時鎂能和水反應,小強認為小明的結論不正確,理由是

。

(2)小明向加熱的試管中滴入酚酞溶液,溶液顯紅色,證明鎂在加熱時

(填“能”或“不能”)與水發(fā)生反應。

(3)小明將加熱后的試管放置在空氣中一段時間后,同學們發(fā)現(xiàn)溶液中的紅色消失了。在確定酚酞溶液沒有變質(zhì)的情況下,請你根據(jù)初中所學化學知識,對溶液中紅色消失的原因作出合理猜想。猜想一:

;

猜想二:

。

請設計實驗方案,對其中一種猜想進行驗證:

(只答出實驗方案,不需要回答現(xiàn)象和結論)。加熱水時,也會產(chǎn)生氣泡能氫氧化鎂分解生成了其他物質(zhì)溫度降低時氫氧化鎂從水中析出取兩支試管,分別加入相同體積的冷水和熱水,再分別加入相等質(zhì)量的氫氧化鎂固體,然后分別滴加酚酞溶液,觀察現(xiàn)象高頻考向探究類型二實驗方案的評價

例2[·福建]下列實驗方案能達到實驗目的的是(

)選項實驗目的實驗方案A檢驗某固體為碳酸鹽取樣,滴加鹽酸,觀察是否有氣泡B證明二氧化碳能與水反應將二氧化碳通入滴有酚酞溶液的水中C檢驗氧氣已收集滿將帶火星的木條伸入集氣瓶中D證明蠟燭中含有碳元素將內(nèi)壁蘸有澄清石灰水的燒杯罩在蠟燭火焰上方高頻考向探究答案D[解析]活潑金屬與稀鹽酸反應也產(chǎn)生氣泡,故A錯誤;二氧化碳與水反應生成碳酸,碳酸不能使酚酞溶液變色,故B錯誤;檢驗氧氣已收集滿,不能把帶火星的木條伸入瓶中,應伸到瓶口,故C錯誤;將內(nèi)壁蘸有澄清石灰水的燒杯罩在蠟燭火焰上方,若石灰水變渾濁,說明蠟燭燃燒產(chǎn)生了二氧化碳,根據(jù)質(zhì)量守恒定律化學反應前后元素種類不變,從而證明蠟燭中含有碳元素,故D正確。高頻考向探究變式1[·三明二檢]設計對比實驗,控制變量是學習化學的重要方法,下列對比實驗不能達到目的的是(

)

選項AB實驗設計

實驗目的探究同種物質(zhì)在不同溶劑中的溶解性探究氧氣是燃燒的條件之一選項CD實驗設計實驗目的探究二氧化錳的催化作用探究CO2的密度和石蕊花變紅的原因B高頻考向探究變式2[·長沙]為了將混有硫酸鉀、氯化鈣、碳酸氫銨(不穩(wěn)定,受熱易分解生成氨氣、二氧化碳和水)的氯化鉀提純,并制得純凈的氯化鉀溶液,某同學設計的實驗流程如下:(1)步驟①中除去碳酸氫銨的方法是

。

(2)步驟④中加過量碳酸鉀溶液的目的是

。

(3)此設計方案是否嚴謹?并說明理由:

。

圖15-1高頻考向探究答案(1)加熱(2)除去溶液中的氯化鈣和步驟③中加入的過量氯化鋇(3)不嚴謹,步驟④加入了過量的K2CO3溶液,最終濾液中含有雜質(zhì)碳酸鉀

[解析](1)由題干信息可知,碳酸氫銨受熱易分解成氨氣、二氧化