專題四實驗的設(shè)計、評價與探究

1、專題四　實驗的設(shè)計、評價與探究,類型1 實驗的設(shè)計、評價1.解題方法:(1)實驗方案的設(shè)計。①明確化學實驗設(shè)計的基本要求。,②明確實驗方案設(shè)計的基本思路。根據(jù)實驗目的和原理及所選用的藥品和儀器,設(shè)計合理的裝置,并且從幾種方案中分析選擇出最佳方案。,(2)實驗方案的評價。①明確評價的基本內(nèi)容。,②最佳方案的選擇原則。幾個實驗方案都能達到目的,選出一個最佳方案,所謂最佳,就是裝置簡單,藥品容易取得、價格低廉,現(xiàn)象明顯,干擾小,

2、無污染。,2.注意事項:(1)實驗方案的設(shè)計。①實驗操作順序。裝置選擇與連接→氣密性檢查→加固體藥品→加液體藥品→開始實驗(按程序)→拆卸儀器→其他處理等。,②加熱操作的先后順序。若氣體制取實驗需加熱,應先加熱氣體發(fā)生裝置,用得到的氣體排出裝置中的空氣后,再給實驗中需要加熱的物質(zhì)加熱。如實驗室用CO還原氧化鐵;熄滅酒精燈的順序則相反。,③儀器選用及連接順序。,(2)實驗方案的評價。關(guān)注實驗方案的易錯點:,【典例1】(2017&

3、#183;廣東中考)下列實驗設(shè)計不能實現(xiàn)其對應實驗目的的是(　　),A.測定空氣中O2含量B.檢驗H2的純度C.探究燃燒的條件D.證明密度CO2>空氣,【解析】選A。A、測定空氣中氧氣含量的原理是利用物質(zhì)與空氣中的氧氣反應,又不生成氣體,使瓶內(nèi)氣體減少,壓強變小,水倒流入集氣瓶內(nèi),倒流的水的體積就等于瓶內(nèi)氧氣的體積,木炭燃燒生成氣體,不能用于測定空氣中氧氣的含量;B、用向下排空氣法收集一試管氫氣,然后靠近酒精燈引

4、燃,如果能聽到尖銳的爆鳴,聲,則說明氫氣不純,反之則純;C、銅片上的白磷和水中白磷對照可證明燃燒需要可燃物與氧氣充分接觸;銅片上的白磷和紅磷對照,可證明燃燒需要溫度達到著火點;D、蠟燭由低到高依次熄滅,證明二氧化碳的密度比空氣的大。,【方法點撥】實驗設(shè)計的技巧與方法(1)對比實驗設(shè)計:實驗設(shè)計的一種基本思路,有利于實驗現(xiàn)象觀察對比,有利于推理論證結(jié)論。(2)控制變量實驗設(shè)計:一個問題往往受多方面的因素制約,為了研究每一個因素對問題的

5、影響程度,常常采取控制變量法逐個檢驗。,【典例2】(2017·濟寧中考)一同學設(shè)計了兩種由CuO → Cu的實驗方案:方案一:Zn H2 Cu方案二:CuO CuSO4 Cu大家認為方案二優(yōu)于方案一,理由是①節(jié)約能源?、贑u產(chǎn)率高　③產(chǎn)品純凈?、懿僮靼踩渲?評論正確的是(　　),A.①②③　　B.①②④　　C.①③④　　D.②③④,【解析】選B。方案二中:①不用加熱

6、,可以節(jié)約能源;②所有的反應均在溶液里進行,反應較徹底,銅的產(chǎn)率較高;③鋅置換出銅后,銅在鋅的表面,銅會不純凈;④不用氫氣還原氧化銅,操作較為安全。故評價正確的是①②④。,類型2 科學探究題1.命題角度及解題方法:(1)探究物質(zhì)的組成和性質(zhì)。①探究物質(zhì)的組成。②探究物質(zhì)的性質(zhì):探究物質(zhì)的酸堿性,可能是酸性、中性或堿性;探究物質(zhì)的熱穩(wěn)定性、還原性等。,(2)探究化學反應的有關(guān)影響因素。影響反應速率的因素一般有反應物濃度、固體物

7、質(zhì)的表面積、溫度、催化劑。進行實驗探究時一般用控制變量法,使其他因素保持不變,改變其中一個因素。,(3)探究物質(zhì)的變質(zhì)問題。對物質(zhì)變質(zhì)的探究常結(jié)合NaOH、Ca(OH)2、CaO的變質(zhì)進行探究。這類問題在猜想時可從沒有變質(zhì)、部分變質(zhì)和完全變質(zhì)這3個方面入手。,(4)探究規(guī)律和實質(zhì)。有關(guān)規(guī)律類的探究主要以金屬活動性順序的探究為主,有關(guān)實質(zhì)類的探究主要是以反應是否進行的探究或反應中產(chǎn)生作用的粒子的探究為主。,2.解答探究題的一般步驟:

8、(1)審清題意,明確實驗目的。(2)弄清反應原理,充分利用題目給出的信息。(3)圍繞主要問題思考選擇適當?shù)膶嶒灧椒ā＿x擇需要的儀器與藥品。(4)設(shè)計合理的實驗裝置和實驗探究操作步驟。(5)記錄實驗現(xiàn)象,分析實驗結(jié)果,得出正確的結(jié)論。,【典例3】(2017·蘭州中考)某?；瘜W興趣小組在學完堿的化學性質(zhì)后,做了澄清石灰水和稀鹽酸反應的實驗,并將廢液倒入一潔凈的廢液缸中,進行了如下探究:,探究Ⅰ:甲同學在做該實驗時沒有觀察到

9、明顯現(xiàn)象,于是對澄清石灰水和稀鹽酸能否發(fā)生反應表示懷疑。乙同學認為,甲同學實驗時應先向澄清石灰水中滴幾滴酚酞試液,再滴加適量的稀鹽酸,當觀察到________時,就可以說明兩種物質(zhì)能發(fā)生反應。,探究Ⅱ:廢液中溶質(zhì)的成分是什么?【做出猜想】猜想一:CaCl2 　猜想二:CaCl2、 HCl猜想三:CaCl2、HCl、Ca(OH)2你的猜想:___________________________________丙同學認為猜想三是錯誤

10、的,理由是_______________(用化學方程式解釋)。,【實驗設(shè)計】,【評價與反思】請判斷以上設(shè)計的兩個方案中,________同學的方案合理,請分析另一個方案不合理的理由:_________________________________。 【表達與交流】若實驗證明猜想二是正確的,你認為該廢液未經(jīng)處理直接倒入下水道,可能造成的危害是______________________(填一點)。,【解析】向澄清石灰水中滴

11、幾滴酚酞試液,溶液變紅,再滴加適量稀鹽酸,觀察到溶液紅色逐漸褪去時,說明兩種物質(zhì)能發(fā)生反應。【做出猜想】氫氧化鈣和鹽酸剛好完全反應時溶質(zhì)只有氯化鈣,氫氧化鈣過量時溶質(zhì)為氫氧化鈣和氯化鈣;HCl、Ca(OH)2能反應而不共存,2HCl+Ca(OH)2====CaCl2+2H2O;溶質(zhì)不可能是CaCl2、,HCl、Ca(OH)2三種物質(zhì)?！緦嶒炘O(shè)計】鋅是活潑金屬,能與鹽酸反應生成氯化鋅和氫氣;戊同學的方案正確。向其中加入足量的碳酸

12、鈉溶液,觀察白色沉淀的方案是錯誤的,因為若廢液中溶質(zhì)的成分是Ca(OH)2和CaCl2,加Na2CO3溶液也會產(chǎn)生白色沉淀。【表達與交流】酸性溶液排放會腐蝕下水道或污染水質(zhì),所以應向廢水中加入適量的堿中和至中性再排放。,答案:溶液的紅色逐漸褪去　【做出猜想】CaCl2、Ca(OH)2　2HCl+Ca(OH)2====CaCl2+2H2O,【實驗設(shè)計】鋅粒逐漸溶解,有氣泡產(chǎn)生　【評價與反思】戊若廢液中溶質(zhì)的成分是Ca(OH)2和CaCl