高考化学实验方案的设计与评价专题复习

1、实验方案的设计与评价一、题型解读化学实验设计与评价，能根据提供的药品、仪器依据实验原理、实验目的设计一些简单的实验方案，明确科学探究的要素；会对实验方案进行评价。实验设计与评价是中考的重、难点题型，也是热点题型。侧重于考查同学们是否理解基本的实验原理，是否掌握基本的实验操作技能。 （一）实验方案的设计    （1）一个比较完整的化学实验设计方案，一般包括以下几个内容：实验目的 实验原理；实验用品（包括仪器和药品等）及规格 实验装置、实验步骤；操作方法及注意事项 实验现象及结论。（2）对于给出实验目的，要求设计实验方案的题一般可以按以下思维程序进行：1根据

2、实验目的，确定实验原理（或假设）；根据实验原理（或假设），选择需要的仪器和药品（或实验装置图）；写出实验操作步骤及注意事项；记录实验现象，分析实验结果，得出正确结论。（3）实验设计要科学合理，安全可靠，操作简便、现象明显、结论可信、绿色环保。 （二）实验方案的评价（1）对于给出的实验方案设计，要求评价方案的合理性，推断实验中的现象和分析。归纳出结论（或规律）的题，可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。如看方案是否

3、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。二、中考典例1以物质的制取、性质实验为背景的实验设计 例某兴趣小组同学将CO2分别通入澄清石灰水和氢氧化钠溶液中，观察到前者变浑浊，后者无明显现象。（1）写出上述澄清石灰水变浑浊的化学方程式 。 （2）为探究CO2和NaOH是否发生了化学反应，王强设计了如图所示的A、B实验，验证CO2与NaOH溶液发生了化学反应。实验现象为：A中试管内液面上升;B中气球胀大。王强认为上述实验是可行的，其共同原理是。李莉提出质疑，她认为

4、上述实验不严谨，其理由是 。要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，补做的对比实验是 。杨红通过检验生成物：向B实验后的溶液中加入，观察到 现象，从而也证明CO2与NaOH发生了反应。【解析】本题以二氧化碳的性质知识为背景，考查学生能从实验现象中获取信息进行实验的评价，并进行实验设计。（1）CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O （2）氢氧化钠溶液与CO2发生反应，使容器内气压降低，所以试管内液面上升。CO2能溶于水，也能使容器内气压降低，同样也可能出现液面上升现象，实验设计将氢氧化钠溶液换成等体积的水作对比实验进行评价认识 CO2与氢氧化钠发生了反应生成碳酸钠，碳酸钠能与稀盐酸反应产生CO2

5、 ，有气泡产生(或加氯化钙溶液，有沉淀生成也可检验) 【答案】（1）CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O （2）氢氧化钠溶液与CO2发生反应，使容器内气压降低 CO2能溶于水，也能使容器内气压降低 将氢氧化钠溶液换成等体积的水 稀盐酸 有气泡产生(或加氯化钙溶液 有沉淀生成) 2实验方案的评价实验方案的评价题是中考的热点题。主要包括题中所设计的实验方案、实验装置、操作步骤等用批判的思维方式，从某角度否定、排除不合理的或可行但不是最优的方法，选择、创新更好的实验方案。(1)评价内容：科学性：反应能否发生，即方案在理论上是否科学、严密；简约性：操作是否简便易行、优化，反应条件是否易达到；可行

6、性：所有原料是否常见、易得、廉价；安全性：操作是否安全可靠；环保性：反应过程是否节能与环保；创意性：操作更简单，实验误差更小。(2)解题的一般步骤：明确目的 确定实验原理 评价实验方案的优劣(或可行性) 提出改进建议(依题解答)例某兴趣小组对氢氧化钠固体暴露在空气中的变质情况进行了研究。把一小块固体氢氧化钠放在表面皿里，长时间暴露在空气中，发现其固体表面逐渐湿润，部分溶化成液体后又逐渐形成晶体，最终变成粉末。请回答兴趣小组提出的下列问题： (1)实验室中，氢氧化钠固体应怎样保存? _ 。 (2)氢氧化钠固体暴露在空气中，表面容易变湿，主要原因是什么?_。 (3)氢氧化钠固体长期暴露在空气中，最

7、终产物主要是什么 _ 。 (4)用酚酞试液 _ (填“能”或“不能”)检验氢氧化钠变质。为什么_ 。 (5)除加酸以外，怎样用其他方法检验氢氧化钠固体已经变质?_。 (6)为了检验氢氧化钠是否已经全部变质，兴趣小组中小薇同学设计了如下实验方案： 准确称取一定质量的变质固体样品，放在右图所示装置中，然后从分液漏斗中加入足量的盐酸，用排水法收集产生的二氧化碳，根据二氧化碳的体积和密度计算变质产物的质量，确定是否全部变质。 你认为这个方案 _ (填“行”或“不行”)。理由是什么？ _ 。 请你另外设计一个方案，并简要说明实验方法和结论。 _ ，_ 。【解析】氢氧化钠固体具有潮解性，同时能吸收空气中的

8、二氧化碳反应发生变质，所以保存时必须密封保存。氢氧化钠吸收二氧化碳变质后生成物是碳酸钠。要检验氢氧化钠是否变质，就是要检验固体中是否存在碳酸钠成分。方法较多，但不能采用酸碱指示剂的方法检验，原因是氢氧化钠和碳酸钠溶液都是显碱性。要检验氢氧化钠是否全变质，可采用两种方法，一是排除氢氧化钠的碱性的干扰。二是排除碳酸钠的存在，然后看是否有氢氧化钠的存在。实验方案的设计的评价，主要考虑的是方案是否合理或可行性，从最优化角度进行分析。 【答案】(1) 密封保存(2) 氢氧化钠固体吸收水（或潮解）(3) 碳酸钠(4) 不能碳酸钠溶液也能使酚酞试液变红(5) 取试样溶于水，加入CaCl2Ca(NO3)2或B

9、aCl2或Ba(NO3)2或Ba(OH)2或Ca(OH)2等溶液，有白色沉淀生成(6) 不行； 变质产物（含结晶水等）不是纯净的碳酸钠；CO2能溶水不能用排水法集气，用排水法收集误差较大。将试样溶于水，加入足量CaCl2(或Ca(NO3)2、BaCl2、Ba(NO3)2等)溶液，过滤 ，在滤液中滴加酚酞试液，不变色，则氢氧化钠已经全部变质，变红，则部分变质 。（或在滤液中滴加其他酸碱指示剂来检验滤液是中性还是碱性，或在滤液中滴加可溶性的弱碱盐如硫酸铜、氯化铁等溶液看有无沉淀来检验滤液是否呈碱性。不过滤也可以。）3开放型的实验设计开放性实验设计是指对某一实验课题有多种方案的实验设计，一般从提出问

10、题、设计实验、选择仪器、组装仪器、观察记录现象到结论的推理完全自主完成。开放型的实验设计 ，一般在物质制备、检验、分离除去杂质的实验中出现较多；它能够全面综合考查学生的化学知识、实验技能、思维及表达能力。属于较难的题目。应注意以下几个方面：实验设计原理必须遵循科学性；实验设计的实验仪器、原料必须注意可行性；实验设计方案必须注意安全、环保。如点燃可燃性气体(H2、CO、CH4等)或用CO、H2、还原CuO、Fe2O3之前，要检验气体纯度，以防爆炸事故的发生。进行有毒气体(如CO、SO2、NO2)的性质实验时，要在通风橱中进行，并注意尾气处理（CO要燃烧掉，SO2、NO2用碱性溶液吸收，避免中毒）

11、。还有实验中防倒吸现象等。例已知某金属X有下列相关信息：它的主要矿物的化学成分是X2O3；它主要通过热还原法冶炼而成；它的年产量位于金属之首。(1)据此推断X是 (填选项字母)。 A钛 B铁 C铝 D铜(2)在高炉中用含X2O3的矿物冶炼该金属的原理是 (用化学方程式表示)。(3)同学们设计了如下实验方案测定该矿物中X2O3的质量分数(装置气密性良好；矿物中的杂质不参加反应；假设矿物样品中的X2O3完全反应)：取矿物样品并称量该样品的质量；测出反应前广口瓶和瓶内物质总质量；测出反应后广口瓶和瓶内物质总质量；计算得出矿物样品中x2O3的质量分数。你认为，该实验方案 (填“一定”或“不一定”)能准确测出矿物中X2O3的质量分数，理由是 。不改变装置和药品，你还可以通过测定哪些数据，再通过计算得出矿物中X2O3的质量分数： 。从