高中化学实验方案评价

1、化学实验方案评价一、本专题定位化学实验方案评价的定位于“实验板块复习”的结束语，是在学生基本完成实验复习的基础上从实验综合素养上进行一次提升。在这个收尾环节做好以后，学生在面对实验问题时，不论是思考的方向性上还是敏锐性上都有较大的提升，不论面对多么陌生的实验，总能利用实验方案的基本框架去解构它，不论一个实验问题的信息多么庞杂，总能紧紧拽住实验目的、紧扣实验原理去解读。实验评价是完成这一环节的手段，并不是目的本身，借助实验评价这个抓手让学生多接触一些类型不同的化学实验问题，体会处理化学实验的最基本思路，其直接意义实际上是提高了学生对实验题的审读技能、应对心态。实验设计和实验评价在思维能力水平上很

2、难说熟高熟低，如果把实验设计纳入思维的创造层次，则比评价层次还高，而且并不是所有实验学生都具备系统设计能力，也不能要求学生有这么强的能力，而实验评价的思维水平是很弹性的，可深可浅，所以依据不同的目标把化学实验设计和化学实验评价看作两件事是合理的。实验评价活动可以让学生接触很多类型的实验，目的就是让学生充分体验处理新颖陌生实验和处理熟悉的基础实验其本质思维是相同的。二、广东高考的考查方式1（2007年广东）羟基磷灰石Ca5(PO4)3OH是一种一种重要的生物无机材料。其常用的制备方法有两种：方法A：用浓氨水分别调Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4溶液的pH约为12；在剧烈搅拌下，将(NH4)

3、2HPO4溶液缓慢滴入Ca(NO3)2溶液中。方法B：剧烈搅拌下，将H3PO4溶液缓慢滴加到Ca(OH)2悬浊液中。（1）完成方法A和方法B中制备Ca5(PO4)3OH的化学反应方程式：5Ca(NO3)23(NH4)2HPO44NH3H2OCa5(PO4)3OH 5Ca(OH)23H3PO4 （2）与方法A相比，方法B的优点是 。【突破方法】找方法A 的缺点，方法A涉及的操作有调pH 、搅拌、缓慢滴入，操作比较复杂；副产物多，原子利用率低。2 （2013年广东）能量之间可以相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率

4、。限选材料：ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)；铜片、铁片、锌片和导线。完成原电池甲的装置示意图(见图0)，并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是_，其原因是_【突破方法】找原电池乙的缺点，活泼的电极材料锌可以直接与硫酸铜发生置换反应，铜单质覆盖在锌的表面，阻止了锌进一步失电子。三、实验评价的基本思路 (1)从“可行性”方面对实验方案做出评价科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则，在对实验方案进行评价时可要分析实验方案

5、是否科学可行，实验方案是否遵循化学理论和实验方法要求，在实际操作时能否做到可控易行。评价时可从以下4个方面分析：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、方便；实验效果是否明显。(2)从“绿色化学”视角对实验方案做出评价“绿色化学”要求设计安全的、对环境友好的合成线路，降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。据此，对化学实验过程或方案可从以下4个方面进行综合评价：反应原料是否易得、安全、无毒；反应速率是否合适；原料利用率以及生成物的产率是否较高；实验过程中是否造成环境污染。(3)从“安全性”方面对实验方案做出评价化学实验从安全角度常考虑的主

6、要因素如下：净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃前先验纯等)；防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等)；防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解或水解的物质时要采取必要措施，以保证达到实验目的)；冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃导管、竖装的干燥管及冷凝管等)；易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；四、典型案例A、有关定量实验的评价1某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案一：铜铝

7、混合物测定生成气体的体积（溶液A的备选试剂：浓盐酸、稀硫酸、氢氧化钠溶液、氨水）方案二：铜铝混合物测定剩余固体的质量（溶液B的备选试剂：浓硝酸、稀硫酸、氢氧化钠溶液、氨水）请对方案一和二进行评价:某同学选择以下两套装置进行方案一的实验，请对这两套装置进行评价 用装置做实验，若读数时U型管右侧的液面比左侧的液面高，所测得铜的质量分数_（偏大、偏小、不变）若没有洗涤剩余固体就称量，测得铜的质量分数_（偏大、偏小、不变）【选题意图】能够让学生熟练分析铜、铝单质分别跟酸、碱的反应，掌握酸碱的通性和特性（挥发性、毒性、强氧化性）。学会快速分析方案所测定的物理量能否准确测出铜或者铝的质量，进一步求出铜的质

8、量分数。知道实验过程一些实验操作的细节对结果的影响。2 2012安徽卷亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检测某食品中亚硫酸盐含量(通常以1 kg样品中含SO2的质量计)，某研究小组设计了如下两种实验流程：(已知：滴定时反应的化学方程式为SO2I22H2O=H2SO42HI) (1)若用盐酸代替稀硫酸处理样品则按甲方案实验测定的结果_(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。则按乙方案实验测定的结果_(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。（2）在上述实验过程中，若有部分HI被空气氧化，则测定结果_(填“偏高” 、“偏低” 或“无影响”)。【选题意图】学会分析两种测定方法的原理，知道气体A (SO2)中

9、含有杂质HCl,了解杂质对测定的干扰。若用盐酸代替稀硫酸处理样品，A气体的成分为SO2和HCl,甲方案中，SO2H2O2= H2SO4，H2SO4中含有HCl，用氢氧化钠滴定时HCl也消耗了碱；溶液B中含有的HCl不会与I2反应，所以没干扰。3（2012福建）实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2（发生装置如右图所示）。制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度，探究小组同学提出下列实验方案：甲方案：与足量AgNO3溶液反应，称量生成的AgCl质量。乙方案：与已知量CaCO3（过量）反应，称量剩余的CaCO3质量。继而进行下列判断和实验： 判定甲方案不可行，理由是 _ 。判

10、断乙方案的实验结果 （填“偏大”、“偏小”或“准确”）。已知：Ksp（CaCO3 ) = 2.810-9、Ksp（MnCO3 ) = 2.310-11【选题意图】学会分析混合成分对测定的干扰。反应后的溶液含有盐酸和氯化锰，甲方案中的氯化锰中的氯离子也会与银离子发生反应；乙方案中氯化锰也能与碳酸钙反应生成更难溶的碳酸能，导致沉淀的质量比实际变多。4CuSO4溶液和Na2CO3溶液混合后，生成的沉淀物质产物为xCuCO3yCu(OH)2,即碱式碳酸铜，某同学设计了以下实验方案确认沉淀的组成，即x与y的比值。 方案：取一定质量沉淀充分加热，分别用浓硫酸和碱石灰吸收生成的水蒸汽和CO2的质量来计算沉淀

11、的组成，请对他们的实验方案进行评价 【选题意图】本实验的关键在于xCuCO3yCu(OH)2分解产生的水蒸汽和CO2能被浓硫酸和CO2完全吸收，让学生学会分析方案中产物能否被完全吸收和外界物质（空气）对实验的干扰对测定的影响。5为测定某含有杂质Na2O的Na2O2样品的纯度，3个小组分别设计如下方案首先准确称量样品mg，然后，按照以下方案进行实验：方案一：将样品与水充分反应，使产生的O2通过灼热的铜粉，测得反应后生成氧化铜的质量为ng，通过计算求出试样中Na2O2的含量。 方案二：将样品与二氧化碳反应，通过测定反应产生氧气的体积，计算出样品中Na2O2的含量。方案三：测定样品与水充分反应后溶液

12、的体积Vml，再从中取V1mL溶液，装入锥形瓶，用标准浓度的盐酸进行滴定，确定溶液的浓度，再计算出样品中Na2O2的含量。你认为三个方案中测定结果比较准确的是_，原因_【选题意图】通过方案一让学生明白若气体和固体的反应需要加热，将气体通过固体时较难完全反应；通过方案二让学生明白测定产生气体的体积关键在于能否把气体都通入相应的检测装置中。【本专题意图】本专题选了5道有关定量实验的评价的题目，想通过这5个例子，让学生明白定量测定的评价关键在所选的物理量测定的原理是否正确，有没有其他因素对所检测的物理量的干扰。B、 有关物质制备的评价6某化学小组以某铜铝混合物为原料，制备硫酸铜晶体，设计了如下实验方

13、案：甲：乙：丙：丁：请对甲、乙、丙、丁四个实验方案进行评价：【选题意图】让学生学会从原料的的价格、环保和原子的利用率以及实验操作等方面分析能否达到实验目的。7下列有三种制取硝酸铜的方案：方案一：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O方案二：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O方案三：2Cu+O2+4HNO3(稀)=2Cu(NO3)2+2H2O请你从经济、环保的角度分析考虑，最适宜的一种方案是（填“方案一”、 “方案二”或“方案三”，你选择此方案而不选择其他方案的理由是_（写两点）【选题意图】让学生学会从原子的利用率以及环保等方面分析能否达到实验目

14、的。8（2012年天津）信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70Cu、25Al、4Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：请回答下列问题：（1） 第步加H2O2的作用是_，使用H2O2的优点是_；调溶液pH的目的是使_生成沉淀。（2）由滤渣2制取Al2(SO4)318H2O ，探究小组设计了三种方案：上述三种方案中，_方案不可行，原因_：从原子利用率角度考虑，_方案更合理。【选题意图】让学生学会从原子的利用率以及分离提纯等方面分析能否达到实验目的。【本专题的意图】本专题选了3道有关

15、物质的制备的评价的题目，想通过这3个例子，让学生明白物质的制备的评价关键在所选的方案的原料廉价、原料绿色（原子利用率高）、条件优化、仪器简单、分离方便。C、有关实验装置的评价9有五位同学分别采用下列装置制备硝酸，请对他们的实验方案进行评价【选题意图】通过本题让学生明白评价本题制备的装置关键从原料气的来源、气体进双通管前是否干燥，从双通管出来的气体对接下来的反应有没有干扰、现象是否明显。10用下图三个装置制取乙酸乙酯，请对这三个装置进行评价。 图1 图2 图3【选题意图】通过本题让学生明白评价本题制备的装置关键在于原料是否充分利用、产物能否被充分吸收、是否存在倒吸现象。【本专题的意图】本专题选了

16、2道有关实验装置的评价的题目，想通过这2个例子，让学生明白有关装置图评价是沿着物质的制备除杂性质的检验（或物质的收集）干扰的排除尾气的处理等过程有没有实现相应的目的。D、有关物质的检验的评价11某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3+、I2，他们使用的药品和装置如下图所示为了验证A中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应，在上图装置中通入过量的SO2后，取A中的溶液，分成三份，并设计了如下实验：方案：往第一份试液中加入酸性KMnO4溶液，紫色褪去；方案：往第二份试液中加入KSCN溶液不变红，再加入新制的氯水，溶液变红；方案：往第三份试液中加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀。三个方案中哪些方案

17、存在问题_,原因_【选题意图】通过本题让学生熟练分析溶液的成分（包括产物和未反应的反应物），准确判断检验的试剂与溶液的成分所有的反应，快速排出干扰离子的影响。12.某同学欲在实验室中对Fe3+与I-的反应进行探究，实现Fe2+与Fe3+的相互转化。甲同学实验操作和现象如下：编号操作现象先向2 mL 0.1 mol/L FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，再滴加新制氯水滴加KSCN后溶液无明显变化，加入氯水后溶液变成红色先向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，再滴加0.1 mol/L KI溶液滴加KSCN溶液后，溶液变成红色；滴加KI溶液后，红色无明显变化乙同学实验操作

18、和现象如下：编号操作现象向2 mL 0.1 mol/L KI溶液中滴加1 mL0.1 mol/L FeCl3溶液，再滴加KSCN溶液滴加FeCl3溶液后，溶液变成黄色；滴加KSCN溶液后，溶液变成红色丙同学实验操作和现象如下：编号操作现象向2 mL 0.1 mol/L KI溶液中滴加1 mL0.1 mol/L FeCl3溶液，再滴加淀粉溶液（或CCl4；或铁氰化钾溶液）溶液变蓝请对甲乙丙三个同学的实验方案进行评价【选题意图】通过本题让学生准确判断检验的试剂以及它的用量的不同对溶液的成分的影响，快速排出干扰离子的影响，学会选择合适的方案检测所得的产物。【本专题的意图】本专题选了2道有关物质的检验的评价的题目，想通过这2个例子，让学生形成严谨的思维：先分析溶液的成分干扰因素的排除滴加的试剂以及它的用量对成分的影响选择现象明显的方案。E、对实验假设的评价132013福建卷固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg (NO3)2为研究对象，拟通过实验探究其热分解的产