专题实验的设计评价和探究

1、专题四实验的设计、评价与探究 类型类型1 1 实验的设计、评价实验的设计、评价1.1.解题方法解题方法: :(1)(1)实验方案的设计。实验方案的设计。明确化学实验设计的基本要求。明确化学实验设计的基本要求。明确实验方案设计的基本思路。明确实验方案设计的基本思路。根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器, ,设计合设计合理的装置理的装置, ,并且从几种方案中分析选择出最佳方案。并且从几种方案中分析选择出最佳方案。(2)(2)实验方案的评价。实验方案的评价。明确评价的基本内容。明确评价的基本内容。最佳方案的选择原则。最佳方案的选择原则。几个实验方案都能达到目的

2、几个实验方案都能达到目的, ,选出一个最佳方案选出一个最佳方案, ,所谓所谓最佳最佳, ,就是装置简单就是装置简单, ,药品容易取得、价格低廉药品容易取得、价格低廉, ,现象现象明显明显, ,干扰小干扰小, ,无污染。无污染。2.2.注意事项注意事项: :(1)(1)实验方案的设计。实验方案的设计。实验操作顺序。实验操作顺序。装置选择与连接装置选择与连接气密性检查气密性检查加固体药品加固体药品加液体加液体药品药品开始实验开始实验( (按程序按程序)拆卸仪器拆卸仪器其他处理等。其他处理等。加热操作的先后顺序。加热操作的先后顺序。若气体制取实验需加热若气体制取实验需加热, ,应先加热气体发生装置应

3、先加热气体发生装置, ,用得用得到的气体排出装置中的空气后到的气体排出装置中的空气后, ,再给实验中需要加热再给实验中需要加热的物质加热。如实验室用的物质加热。如实验室用coco还原氧化铁还原氧化铁; ;熄灭酒精灯熄灭酒精灯的顺序则相反。的顺序则相反。仪器选用及连接顺序。仪器选用及连接顺序。(2)(2)实验方案的评价。实验方案的评价。关注实验方案的易错点关注实验方案的易错点: :【典例【典例1 1】(2017(2017广东中考广东中考) )下列实验设计不能实现下列实验设计不能实现其对应实验目的的是其对应实验目的的是( () )a.a.测定空气中测定空气中o o2 2含量含量b.b.检验检验h

4、h2 2的纯度的纯度c.c.探究燃烧的条件探究燃烧的条件d.d.证明密度证明密度coco2 2 空气空气【解析【解析】选选a a。a a、测定空气中氧气含量的原理是利用、测定空气中氧气含量的原理是利用物质与空气中的氧气反应物质与空气中的氧气反应, ,又不生成气体又不生成气体, ,使瓶内气体使瓶内气体减少减少, ,压强变小压强变小, ,水倒流入集气瓶内水倒流入集气瓶内, ,倒流的水的体积倒流的水的体积就等于瓶内氧气的体积就等于瓶内氧气的体积, ,木炭燃烧生成气体木炭燃烧生成气体, ,不能用于不能用于测定空气中氧气的含量测定空气中氧气的含量;b;b、用向下排空气法收集一试、用向下排空气法收集一试管

5、氢气管氢气, ,然后靠近酒精灯引燃然后靠近酒精灯引燃, ,如果能听到尖锐的爆鸣如果能听到尖锐的爆鸣声声, ,则说明氢气不纯则说明氢气不纯, ,反之则纯反之则纯;c;c、铜片上的白磷和水、铜片上的白磷和水中白磷对照可证明燃烧需要可燃物与氧气充分接触中白磷对照可证明燃烧需要可燃物与氧气充分接触; ;铜片上的白磷和红磷对照铜片上的白磷和红磷对照, ,可证明燃烧需要温度达到可证明燃烧需要温度达到着火点着火点;d;d、蜡烛由低到高依次熄灭、蜡烛由低到高依次熄灭, ,证明二氧化碳的证明二氧化碳的密度比空气的大。密度比空气的大。【方法点拨【方法点拨】实验设计的技巧与方法实验设计的技巧与方法(1)(1)对比实

6、验设计对比实验设计: :实验设计的一种基本思路实验设计的一种基本思路, ,有利于有利于实验现象观察对比实验现象观察对比, ,有利于推理论证结论。有利于推理论证结论。(2)(2)控制变量实验设计控制变量实验设计: :一个问题往往受多方面的因素一个问题往往受多方面的因素制约制约, ,为了研究每一个因素对问题的影响程度为了研究每一个因素对问题的影响程度, ,常常采常常采取控制变量法逐个检验。取控制变量法逐个检验。【典例【典例2 2】(2017(2017济宁中考济宁中考) )一同学设计了两种由一同学设计了两种由cuocuo cu cu的实验方案的实验方案: :方案方案一一:zn h:zn h2 2 c

7、ucu方案二方案二:cuo:cuo cuso cuso4 4 cucu大家认为方案二优于方案一大家认为方案二优于方案一, ,理由是理由是节约能源节约能源cucu产率高产率高产品纯净产品纯净操作安全操作安全其中其中, ,评论正确的是评论正确的是( () ) cuocuo24hs o稀znzna.a.b.b.c.c.d.d.【解析【解析】选选b b。方案二中。方案二中: :不用加热不用加热, ,可以节约能可以节约能源源; ;所有的反应均在溶液里进行所有的反应均在溶液里进行, ,反应较彻底反应较彻底, ,铜的铜的产率较高产率较高; ;锌置换出铜后锌置换出铜后, ,铜在锌的表面铜在锌的表面, ,铜会不

8、纯铜会不纯净净; ;不用氢气还原氧化铜不用氢气还原氧化铜, ,操作较为安全。故评价正确操作较为安全。故评价正确的是的是。类型类型2 2 科学探究题科学探究题1.1.命题角度及解题方法命题角度及解题方法: :(1)(1)探究物质的组成和性质。探究物质的组成和性质。探究物质的组成。探究物质的组成。探究物质的性质探究物质的性质: :探究物质的酸碱性探究物质的酸碱性, ,可能是酸性、可能是酸性、中性或碱性中性或碱性; ;探究物质的热稳定性、还原性等。探究物质的热稳定性、还原性等。(2)(2)探究化学反应的有关影响因素。探究化学反应的有关影响因素。影响反应速率的因素一般有反应物浓度、固体物质的影响反应速

9、率的因素一般有反应物浓度、固体物质的表面积、温度、催化剂。进行实验探究时一般用控制表面积、温度、催化剂。进行实验探究时一般用控制变量法变量法, ,使其他因素保持不变使其他因素保持不变, ,改变其中一个因素。改变其中一个因素。(3)(3)探究物质的变质问题。探究物质的变质问题。对物质变质的探究常结合对物质变质的探究常结合naohnaoh、ca(oh)ca(oh)2 2、caocao的变质的变质进行探究。这类问题在猜想时可从没有变质、部分变进行探究。这类问题在猜想时可从没有变质、部分变质和完全变质这质和完全变质这3 3个方面入手。个方面入手。(4)(4)探究规律和实质。探究规律和实质。有关规律类的

10、探究主要以金属活动性顺序的探究为主有关规律类的探究主要以金属活动性顺序的探究为主, ,有关实质类的探究主要是以反应是否进行的探究或反有关实质类的探究主要是以反应是否进行的探究或反应中产生作用的粒子的探究为主。应中产生作用的粒子的探究为主。2.2.解答探究题的一般步骤解答探究题的一般步骤: :(1)(1)审清题意审清题意, ,明确实验目的。明确实验目的。(2)(2)弄清反应原理弄清反应原理, ,充分利用题目给出的信息。充分利用题目给出的信息。(3)(3)围绕主要问题思考选择适当的实验方法。选择需围绕主要问题思考选择适当的实验方法。选择需要的仪器与药品。要的仪器与药品。(4)(4)设计合理的实验装

11、置和实验探究操作步骤。设计合理的实验装置和实验探究操作步骤。(5)(5)记录实验现象记录实验现象, ,分析实验结果分析实验结果, ,得出正确的结论。得出正确的结论。【典例【典例3 3】(2017(2017兰州中考兰州中考) )某校化学兴趣小组在学某校化学兴趣小组在学完碱的化学性质后完碱的化学性质后, ,做了澄清石灰水和稀盐酸反应的做了澄清石灰水和稀盐酸反应的实验实验, ,并将废液倒入一洁净的废液缸中并将废液倒入一洁净的废液缸中, ,进行了如下探进行了如下探究究: :探究探究:甲同学在做该实验时没有观察到明显现象甲同学在做该实验时没有观察到明显现象, ,于于是对澄清石灰水和稀盐酸能否发生反应表示

12、怀疑。乙是对澄清石灰水和稀盐酸能否发生反应表示怀疑。乙同学认为同学认为, ,甲同学实验时应先向澄清石灰水中滴几滴甲同学实验时应先向澄清石灰水中滴几滴酚酞试液酚酞试液, ,再滴加适量的稀盐酸再滴加适量的稀盐酸, ,当观察到当观察到_时时, ,就可以说明两种物质能发生反应。就可以说明两种物质能发生反应。探究探究:废液中溶质的成分是什么废液中溶质的成分是什么? ?【做出猜想【做出猜想】猜想一猜想一:cacl:cacl2 2 猜想二猜想二:cacl:cacl2 2、 hclhcl猜想三猜想三:cacl:cacl2 2、hclhcl、ca(oh)ca(oh)2 2你的猜想你的猜想:_:_丙同学认为猜想三

13、是错误的丙同学认为猜想三是错误的, ,理由是理由是_( (用化学方程式解释用化学方程式解释) )。 【实验设计【实验设计】设计者设计者实验操作实验操作实验现象实验现象实验结论实验结论丁同学丁同学取少量废液于一支取少量废液于一支试管中试管中, ,向其中加向其中加入足量的碳酸钠溶入足量的碳酸钠溶液液有白色沉淀有白色沉淀生成生成猜想一正猜想一正确确戊同学戊同学取几粒锌粒于一支取几粒锌粒于一支试管中试管中, ,向其中加向其中加入少量废液入少量废液_猜想二正猜想二正确确【评价与反思【评价与反思】请判断以上设计的两个方案请判断以上设计的两个方案中中,_,_同学的方案合理同学的方案合理, ,请分析另一个方案

14、不合请分析另一个方案不合理的理由理的理由:_:_。【表达与交流【表达与交流】若实验证明猜想二是正确的若实验证明猜想二是正确的, ,你认为你认为该废液未经处理直接倒入下水道该废液未经处理直接倒入下水道, ,可能造成的危害是可能造成的危害是_(_(填一点填一点) )。【解析【解析】向澄清石灰水中滴几滴酚酞试液向澄清石灰水中滴几滴酚酞试液, ,溶液变红溶液变红, ,再滴加适量稀盐酸再滴加适量稀盐酸, ,观察到溶液红色逐渐褪去时观察到溶液红色逐渐褪去时, ,说明说明两种物质能发生反应。两种物质能发生反应。【做出猜想【做出猜想】氢氧化钙和盐酸氢氧化钙和盐酸刚好完全反应时溶质只有氯化钙刚好完全反应时溶质只

15、有氯化钙, ,氢氧化钙过量时溶氢氧化钙过量时溶质为氢氧化钙和氯化钙质为氢氧化钙和氯化钙;hcl;hcl、ca(oh)ca(oh)2 2能反应而不共能反应而不共存存,2hcl+ca(oh),2hcl+ca(oh)2 2=cacl=cacl2 2+2h+2h2 2o;o;溶质不可能是溶质不可能是caclcacl2 2、hclhcl、ca(oh)ca(oh)2 2三种物质。三种物质。【实验设计【实验设计】锌是活泼金属锌是活泼金属, ,能与盐酸反应生成氯化锌和氢气能与盐酸反应生成氯化锌和氢气; ;戊同学的方案正确。戊同学的方案正确。向其中加入足量的碳酸钠溶液向其中加入足量的碳酸钠溶液, ,观察白色沉淀的方案观察白色沉淀的方案是错误的是错误的, ,因为若废液中溶质的成分是因为若废液中溶质的成分是ca(oh)ca(oh)2 2和和caclcacl2 2, ,加加nana2 2coco3 3溶液也会产生白色沉淀。溶液也会产生白色沉淀。【表达与交流【表达与交流】酸酸性溶液排放会腐蚀下水道或污染水质性溶液排放会腐蚀下水道或污染水质, ,所以应向废水所以应向废水中加入适量的碱中和至中性再排放。中加入适量的碱中和至中性再排放。答案答案: :溶液的红色逐渐褪去溶液的红色逐渐褪去【做出猜想【做出猜想】caclcacl2 2、