1、陕西省,化学,第19讲 实验方案的设计与评价,实验方案的设计 1.实验设计的基本要求 （1）科学性：实验原理、实验方法和操作过程必须科学、严谨、合理。 （2）安全性：实验操作要尽量防止带有危险性的操作，尽量避免与有毒物质接触。若无法避免有毒物质，则应采取安全措施，以防造成环境污染和人身伤害。 （3）可行性：设计的实验方案要切实可行，所选药品、仪器、装置要经济可靠。 （4）简约性：实验设计应简单易行。装置简单，实验操作简便，实验现象明显。,2.解题思路和方法 （1）明确目的原理：明确实验的目的要求，弄清题目给的新信息。 （2）选择仪器药品：选择合理的化学仪器和药品。 （3）设计装置步骤：设计出合
2、理的实验装置和实验操作步骤。 （4）记录现象数据：全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。 （5）分析得出结论：根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、画图表、推理等处理，得出正确的结论。,实验方案的评价 1.这类试题的出现，使化学实验命题思想得到更新和升华。对实验方案的评价一般从以下角度进行： （1）可行性 实验原理是否正确、可行； 实验操作是否安全、合理； 实验步骤是否简单、科学； 实验现象是否明显； 实验结果是否与实验目的一致等。,（2）“绿色化学” 原料是否易得、安全、无毒； 反应速率是否适中； 原料利用率以及生成物质的产率是否较高； 合成过程中是否会造成环境污染。,【例1】（
3、2015，绍兴）在科学研究中，常常用到“对照”的科学方法。下列实验与这一科学方法不符合的是（ ）,C,【方法指导】化学实验方案的设计是考查学生能力的主要类型，同时也是实验教与学的难点，在具体设计时要对其原理透彻理解，可根据物质的性质、变化特征结合实验目的进行分析判断。A.火柴头和火柴梗的着火点不同，此实验设计了火柴头和火柴梗燃烧温度的对比，探究了可燃物的条件之一是温度要达到可燃物的着火点；B.此实验设计了加热和不加热两种实验对比，表明了升温能加快液体的蒸发；C.探究空气中氧气含量的实验中，没有设计对比；D.此实验中，通过设计种子只与空气接触、种子既与水接触又与空气接触、种子只与水接触三个对比试
4、验，探究了种子萌发的条件。,【例2】小明在学习金属活动性顺序后，知道钾、钙、钠金属活动性特别强，能与水反应生成碱和氢气。他想镁紧排在钠后面，它是否也能与水反应呢？ 【提出问题】镁是否能与水反应？ 【实验探究】在两个烧杯中，分别加入等量的冷水和镁条，用酚酞指示剂。实验过程和现象如图：,【反思与总结】 （1）小明得出的实验结论是 。 （2）小明发现B试管放置空气中一会儿溶液的红色会褪色，这说明溶液的碱性减弱了。于是他大胆作出了一个猜想并设计了验证方案：,镁不能与冷水反应，能与热水反应,加热,小明通过实验验证了自己的猜想是正确的。 （3）一段时间后，小明观察到镁条在热水中无现象，但当他想到实验室制取
5、二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应时，便有了解释。他的解释是 。,镁条表面覆盖了难溶于水的氢氧化镁导致反应终止,【方法指导】（1）根据A图可知，镁条放入冷水中，镁条表面没有气泡产生，且加入酚酞试液也没有出现红色；而镁条加入热水中，镁条表面产生气泡，且加入酚酞试液变成了红色，由此可知，镁不能与冷水反应，能与热水反应；（2）因为猜想中提出了可能是因为温度降低造成的，所以可以将褪色后的溶液加热来观察是否变红色；（3）镁与水反应生成氢氧化镁白色沉淀和氢气，生成的氢氧化镁会覆盖在镁条的表面阻止反应的进一步发生。,【例3】（2015，遵义）FeCl3溶液能对过氧化氢的分解起催化作用，某小组,拟在相同浓度Fe
6、Cl3溶液的催化下，探究过氧化氢浓度对过氧化氢分解速率的影响。写出本实验发生反应的化学方程式_。 .分别取相同体积、不同浓度的过氧化氢溶液于锥形瓶中，注入相同体积、相同浓度的FeCl3溶液，如图观察到 ，就可以粗略判断，得出实验结果。,反应速率,.【方案一】在不同过氧化氢浓度下，测定收集相同气体体积所需时间。 【方案二】在不同过氧化氢浓度下，测定 ； 方案二的实验测量结果：,相同时间收集气体的体积,表中x ，y 。 实验结论：通过测量，若V1 V2（填“”“”或“”），说明 。 【方法指导】过氧化氢在氯化铁作催化剂的条件下生成水和氧气；.分别取相同体积、不同浓度的过氧化氢溶液于锥形瓶中，注入相
7、同体积、相同浓度的FeCl3溶液，从反应速率的快慢就可得出结论；.【方案二】在不同过氧化氢浓度下，测定相同时间收集气体的体积；分析方案二的实验测量结果，可得控制变量x3，y5；通过测量，若V1V2，可得出结论：在不同过氧化氢浓度下，相同时间收集气体的体积不同。,3,5,在不同过氧化氢浓度下，相同时间收集气体的体积不同,1.（2015陕西第15题，2分）下列实验进行中的现象或实验原理正确的是（ ）,C,2.（2014陕西第14题，2分）下列实验能达到目的的是（ ）,D,3.（2013陕西第15题，2分）下列实验能达到实验目的的是（ ）,A,4.（2012陕西第22题，7分）某化学课堂围绕“酸碱中
8、和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动。以下是教学片段，请你参与学习并帮助填写空格（包括表中空格）。 【演示实验】将一定量的稀H2SO4加入到盛有NaOH溶液的小烧杯中。 【学生板演】该反应的化学方程式_。 【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质是什么呢？,H2SO42NaOH=Na2SO42H2O,【假设猜想】针对疑问，大家纷纷提出猜想。甲组同学的猜想如下： 猜想一：只有Na2SO4 猜想二：有Na2SO4和H2SO4 猜想三：有Na2SO4和NaOH 猜想四：有Na2SO4、H2SO4和NaOH 乙组同学对以上猜想提出质疑，认为有一种猜想是
9、不合理的。不合理的猜想是 。,猜想四或四,【实验探究】 （1）丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中，滴加几滴CuSO4溶液，无明显变化，溶液中一定没有 。 （2）为了验证其余猜想，各学习小组利用烧杯中的溶液，并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaCl2溶液、Na2CO3溶液，进行如下三个方案的探究。,NaOH或氢氧化钠,【得出结论】通过探究，全班同学一致确定猜想二是正确的。 【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究，并且得出正确结论给予肯定。同时指出【实验探究】（2）中存在两处明显错误，请大家反思。同学们经过反思发现了这两处错误： （1）实验操作中的错误是 。 （2）实验方案中也有一个是错误的，错误的原因是_。,pH试纸浸入溶液中,BaCl2与Na2SO4反应也会生成白色沉淀，不能证明一定有H2SO4存在（其他合理答案均可）,
