专题四简单实验方案设计与评价

1、 专题四 实验方案评价与设计【复习目标】1知道科学探究是人们获得科学知识，认识客观世界的重要途径；知道科学探究可以通过实验、观察等多种手段获取事实和证据；认识合作与交流在科学探究中的重要作用；发展科学探究能力；2对简单的实验方案作出简单的评价或设计简单的实验方案。【知识要点梳理】1科学探究题主要有以下三个基本类型：通过实验探究物质的性质或变化规律。如金属活动性的探究、溶液酸碱性的探究、药品是否变质的探究、缺失标签的药品成分的探究等。通过实验探究物质变化的条件和影响物质变化的因素。如探究金属锈蚀的条件、可燃物燃烧的条件、影响化学反应速率的因素等。通过实验探究物质的组成成分以及含量。如食品干燥剂的成分探究、化肥有效成分含量的探究等。2实验方案的设计（1）实验方案设计的原则：实验原理科学合理、操作简便、现象明显、经济环保、安全可靠。【注解】实验原理是整个实验设计的依据和出发点。（2）对于给出实验目的，要求设计实验方案的题一般可以按下列思路进行设计： 根据实验目的，确定实验原理； 根据实验原理，选择需要的仪器和药品（或实验装置图）； 写出实验操作及注意事项； 记录实验现象，分析实验结果，得出正

2、确结论。（3）实验方案的一般规律提出问题：能从日常生活现象和化学学习中发现有探究价值的问题，并清楚地表述出来。猜想与假设：对问题可能的答案作出猜想或假设。制定计划：根据所要探究的具体问题设计简单的化学实验方案。收集证据：能根据实验探究过程，观察、记录实验现象和数据。解释与结论：能够对所获得的事实与证据进行归纳，得出正确结论；初步学会通过比较、分类、归纳、概括等方法认识知识之间的联系，形成合理的认知结构。评价与表达：能够对探究结果进行简单评价，并能明确的表述探究过程和结果，敢于发表自己的观点。3实验方案的评价（1）对于给出实验方案设计，要求评价方案的合理性，推断实验中的现象或分析、归纳出结论（或规律）的题，可以结合有关的化学知识和实验技能，从实验的原理，实验仪器和药品、实验操作和注意事项等方面考虑方案的合理性，描述实验现象，得出实验的结论。（2）对实验方案的评价要全方位综合评价。看方案是否科学合理、具有严密性，操作是否安全简单易行；是否节约试剂、成本，保证产品质量是否有利于保护环境等。此外解题时要仔细审题，针对题意，运用评价的各个标准逐步逐项进行全面的分析评价。【应用示例】例1某小组同学

3、在协助老师整理化学试剂时，发现一瓶标签残缺的无色液体（如图）（温馨提示：标签上的5%表示该混合物中主要成分所占的质量分数）。他们对此瓶无色液体是什么产生了兴趣，于是进行了如下探究。【大胆猜想】猜想一：水 猜想二：稀硫酸 猜想三：过氧化氢溶液小组同学对标签又进行了仔细的观察、分析，他们一致认为猜想一不合理。理由是_。 【设计方案】同学们结合所学知识设计出如下探究方案：向盛有少量二氧化锰的试管中加入适量的该液体，并将带火星的木条放在试管口。【实验与事实】按上述方案进行实验，发现有大量气泡产生，带火星的木条复燃。【结论与解释】（1）以上事实证明猜想_ 是正确的；（2）产生气体的反应可用化学方程式表示为_。 【反思与评价】（1）在实验中，某同学提出应该先将气体收集，然后用带火星的木条检验，你认为_（填“有”或“没有”）必要。（2）为避免在今后的实验中出现标签残缺的情况，在倾倒液体时应注意_。 【拓展与迁移】 根据探究结果，重新贴好标签。标签上化学式中氧元素的化合价为价（已知氢元素显1价）。解析：【大胆猜想】理由是从标签上可知这瓶无色液体属于混合物，而水是纯净物。【结论与解释】（1）三；（2）2

4、H2O22H2OO2【反思与评价】（1）没有；（2）瓶上标签向着手心 【拓展与迁移】1价【备考精练】1学习金属单元后，我们知道Zn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序为：ZnFeCu。为验证这一结论，下面实验设计合理的是（ ）A将Zn、Cu两金属片分别放入稀盐酸中 B将Fe、Cu两金属片分别放人稀盐酸中C将Zn、Fe两金属片分别放人CuCl2溶液中 D将Zn、Cu两金属片分别放人FeCl2溶液中2下列实验设计合理的是（ ）A加入适量氢氧化钡溶液以除去NaCl溶液中少量Na2SO4 B用点燃的方法除去CO2中混有的少量COC用氢氧化钠溶液处理硫在氧气中燃烧产生的气体 D加入适量碳酸钙粉末以除去盐酸溶液中的少量CaCl23某同学设计的以下方案，能够达到目的是（）A用稀盐酸除去氧化铜中混有的少量碳粉 B用氢氧化钠溶液除去二氧化碳中混有的少量氯化氢C用氯化钡溶液除去稀硝酸中混有的少量硫酸 D用酸碱指示剂区分氯化钠溶液和碳酸钠溶液4解决下列问题所设计的实验方案中，合理可行的是（）A可根据气体燃烧的火焰来鉴别H2、CH4、CO三种气体 B在空气中利用加热的方法除去氧化铜中的少量炭粉C区别氢氧化钠和碳酸

5、钠溶液最简单的方法是滴加石蕊试剂手观察溶液颜色的变化D滴加氯化钡有白色沉淀生成，证明某溶液中一定含有CO32-或SO42-5通过实验可以得出的结论，其中实验结论正确的是（）既可说明甲烷具有可燃性，又说明了甲烷是由氢元素和碳元素组成；既可说明二氧化碳的密度比空气大，又说明了二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧；既可说明水是由氢、氧元素组成，又说明了水分子中氢原子和氧原子个数之比为2：1；既可探究可燃物的燃烧条件，又说明了白磷的着火点比红磷低；既可说明二氧化碳易溶于水，又说明了二氧化碳具有酸性A B C D6.质量守恒定律的内容为：“在化学反应中，参加反应的各物质的质量总和，等于反应后生成各物质的质量总和”。 A B C D（1）有气体参加、有气体生成的反应，一般不能用于直接验证质量守恒定律，如上图中的_。（2）没有发生化学反应的，也不能用于验证质量守恒定律，如上如中的C。C烧杯中两种物质不发生化学反应的理由是_。（3）写出B装置中发生反应的化学方程式_。7为了检验在氢气和二氧化碳的混合气体中是否混入了一氧化碳气体，用下图所示装置进行实验： 请回答下列问题：（1）A装置中应装的试剂是_。 （2）装

6、置B中试剂是浓H2SO4，目的是为了_。（3）在整个检验过程中，当观察到D装置中出现_现象时，说明混合气体中一定含有一氧化碳。D装置中反应的化学方程式为_。（4）如果混合气体中含有一氧化碳，为了保护环境，应在D装置右边排气管口采取的措施是_。8某化学兴趣小组对实验室中一瓶久置的NaOH溶液可能含有哪些溶质进行探究，请你一起参与他们的探究活动。【查阅资料】NaOH溶液会与空气中的CO2反应生成Na2CO3，Na2CO3溶液显碱性。【提出猜想】猜想：只含有NaOH；猜想：含有NaOH和Na2CO3；猜想：只含有Na2CO3。【设计实验】(1)甲同学取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，若有气泡产生，则证明 （填“猜想”、“猜想”或“猜想”）不成立。(2)乙同学设计如下实验方案验证猜想：实验操作预期现象和结论步骤I：取少量该溶液于试管中，滴入足量CaCl2溶液。若产生白色沉淀，则原溶液含有Na2CO3。反应的化学方程式为 _ 。步骤：将步骤I所得溶液静置，然后取上层清液于试管中，滴入 溶液。若溶液变红色，则原溶液含有NaOH。【实验反思】（3）上述实验步骤I中滴人足量CaCl2溶液的目的是：检验

7、原溶液中是否含有Na2CO3； _ _。【思维拓展】（4）实验室NaOH溶液需密封保存。药品密封保存的原因很多，请写出浓盐酸需密封保存的原因 。（5）实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，其原因是：NaOH与玻璃中SiO2缓慢地发生反应，化学方程式为2NaOH+SiO2=X+H2O，产物X使瓶口与瓶塞粘合在一起。试推测X的化学式为 。9小琪和小思在探究酸与金属氧化物反应时选用如图溶液与CuO反应，发现产生大量气泡。【提出问题】为什么会有气泡产生？【讨论】该溶液不可能是稀H2SO4，有可能是H2O2。【进行实验】向盛有少量二氧化锰的试管中加入少量该溶液，并迅速伸入带火星的木条，发现_，则该溶液是H2O2。【提出新问题】CuO是与H2O2反应还是作H2O2分解的催化剂？【设计并进行实验】实验步骤实验现象实验结论取A、B两支试管，在A试管中加入1g的CuO，然后分别加入10mL的上述溶液，观察现象_CuO是H2O2分解的催化剂将该A试管中反应后的剩余物进行过滤、洗涤、烘干，称量称得黑色滤渣质量为_g将步骤中所得黑色滤渣取少量于试管中，并加入足量的稀H2SO4，观察现象_【实验分析】上述实验步骤的实验目的是_，写出中反应的化学方程式_。【实验拓展】小琪认为针对该实验还有许多有价值的问题值得探究，请你帮他提出一点：_。10化学小组为探究铁、铜、锌、银的金属活动性顺序，设计如下三个实验（其中金属均已打磨，其形状、大小及同种稀盐酸的用量均相同）： （1）实验的化学方程式为_；一段时间后，观察到实验的铜片表面有银白色固体附着，这说明铜比银的活泼性_（选填“强”或“弱”）。（2）甲同学认为通过实验和可比较锌和铁的金属活动性，他依据的实验现象是_。（3）乙同学认为上述实验方案不足以得出四种金属的活动性顺序，并在上述实验的基础上，补充了一个实验（如图所示），实现了探究目的，则：乙同学的实验：X是金属_，Y是_溶液。11小兴趣小组同学发现实验台上整齐摆放的药品中（见下图），有一试剂瓶的标签破损。 【提出问题】这瓶试剂的成分是什么？【讨论】根据受损标签及实验室药品分类摆放的原则，这瓶试剂不可能是_。A、酸B、碱 C、盐【猜想】可能是NaOH溶液；可能是Na2CO3溶液；可能是_

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