专题16-实验方案设计与评价概要

专题16试验方案设计与评价目录：第一部分学问梳理其次部分典例分析第三部分方法研习第四部分达标训练课时数：2课时制作老师：王强第一部分学问梳理一、试验设计

1．遵循的原则

(1)科学性，试验原理精确，试验流程合理。

(2)平安性，疼惜人身、疼惜环境、疼惜仪器。

(3)可行性，条件允许，效果明显，操作简便正确。

(4)简约性，做到药品经济、步骤少、时间短、效果好。

3．类型

①制备试验方案的设计②性质试验方案的设计③试验设计方案的评价④综合试验2．方法

(1)明确试验目的、试验原理；(2)选择反应物；(3)设计装置步骤；(4)记录试验现象、试验数据；

(5)分析得出结论。

以上只是解答综合试验设计题的一般思索方法。在解答过程中，应依据试验设计题的具体状况和要求，作出正确的回答。

二、试验评价1．评价内容

试验方案的评价包括试验原理的评价、方案的评价、试验装置的评价、试验操作的评价、试验现象的描述与结论分析的评价等。2．评价方法

(1)化学反应原理是否正确，是否与试验目的相符；

(2)试验装置是否科学、优化、平安；

(3)操作方法是否可行，简捷；

(4)是否符合绿色化学的理念，有利于疼惜环境等；

(5)推理过程是否严密。其次部分典例分析1、现在很多食品都接受密封包装，但包装袋中的空气、水蒸气仍会使食品氧化、受潮变质，因此一些食品包装袋中需放入一些脱氧剂，以使食品保质期更长一些。甲、乙、丙同学为了探究“脱氧剂”的成分，从某食品厂的月饼包装袋中取出“脱氧剂”一袋，打开封口，将其倒在滤纸上，细致视察，脱氧剂为灰黑色粉末，还有少量的红色粉末。提出问题：该脱氧剂中的黑色粉末、红色粉末各是什么？猜想：甲同学认为：灰黑色粉末可能是氧化铜、红色粉末可能是铜。乙同学认为：灰黑色粉末可能是铁粉，也可能还有少量的活性炭粉，红色粉末是氧化铁。丙同学认为：灰黑色粉末可能是氧化铜、活性炭粉，红色粉末可能是铜。（1）、你认为

同学的猜想正确。（2）、请设计一个试验方案来验证你的猜想是正确的，并填写以下试验报告：实验步骤预期的实验现象实验结论

乙取少量该物质，用磁铁吸引有部分黑色物质被吸引到磁铁上取被磁铁充分吸引后的物质加入到试管理加热，将产生的气体通入澄清石灰水物质削减，并变成黑色，澄清石灰水变浑浊乙同学猜想正确分析：此题联系生活实际“脱氧剂”，考察C、Fe、Cu、Fe2O3、CuO的性质。“脱氧剂”常温下应当能与氧气反应，而铜在常温下不易与氧气反应，氧化铜又是黑色的且铜生锈后的物质是碱式碳酸铜为绿色的，所以脱氧剂与铜、氧化铜无关。铁生锈后生成物的主要成分是氧化铁是红色的粉末，故甲、丙的猜想不对，乙是正确的。那么针对乙的猜想进行试验即是考察Fe、Fe2O3、活性炭的性质。可利用Fe、Fe2O3与盐酸、稀硫酸反应、活性炭不与盐酸、稀硫酸反应所产生的不同现象加以说明。（对于铁粉也可以用磁铁吸）２．某校进行化学试验考察时，老师给了同学们一小包黑色粉末，这种黑色粉末可能是氧化铜、木炭粉或者是这两者的混合物，让他们通过试验探究来确定。某同学探究过程如下：（1）〔提出问题〕假设1：黑色粉末是木炭粉；假设2：

；假设3：

；（2）〔设计试验方案〕：他对试验进行了一下设想和分析：取少量黑色粉末于烧杯中，并加入过量的稀硫酸。则试验中可能出现的现象与对应结论如下表，请你完成下表。实验中可能出现的现象结论①假设1成立②

③假设3成立黑色粉末是氧化铜黑色粉末是氧化铜和木炭粉的混合物无明显现象黑色粉末渐渐消逝，且溶液呈蓝色假设2成立黑色粉末渐渐消逝，且有不溶物，溶液呈蓝色（3）〔进行试验〕：通过试验及分析，确定该黑色粉末为木炭粉和氧化铜的混合物。

（4）〔拓展〕：为了进一步探究木炭粉和氧化铜的性质，他又利用这种混合物补充作了如下试验：将此黑色粉末隔绝空气加热（若木炭粉完全反应），待冷却到室温后，取剩余固体于烧杯中，再加入过量稀硫酸，反应完全后，静置。请你回答:

①烧杯中

(填“有”或“没有”)不溶物.

②若静置后溶液呈无色,则该溶液中的溶质是

(写化学式).

③若静置后溶液呈蓝色,该反应的化学方程式为

。分析：此题照旧是一道有关C、CuO的性质探究题。木炭粉和氧化铜均为黑色粉末，所以假设时，可以是它们中的随意一种，也可以是它们的混合物。对木炭粉和氧化铜的区分上只能利用其化学性质的差异来进行，最常用的就是用酸来区分，木炭粉不溶于酸（即不与酸反应），氧化铜溶于酸且所得溶液为蓝色，所以填写试验现象时要留意语言的精确性。拓展考察碳的还原性，木炭还原氧化铜生成的固体是铜。剩余的固体成分有两种可能（因为木炭粉无剩余），一是只有铜生成，二是在生成铜的同时氧化铜剩下了。那么假如是第一种状况加酸没有反应发生，溶液呈无色仍为硫酸溶液；假如是其次种状况剩余的氧化铜会与硫酸反应得到硫酸铜的蓝色溶液，方程式也很自然的就写出来了。没有H2SO4CuO+H2SO4=CuSO4+H2O３．化学反应往往伴随着一些现象发生，如发光、放热、变色、产生沉淀、产生气体等。但CO2与NaOH溶液的反应没有明显的现象。为了通过一些现象说明CO2与NaOH发生了反应，某班同学分两组作了如下探究试验：(1)第一组同学把一只收集有CO2的试管倒立在装有饱和NaOH溶液的烧杯中，如图1所示看到试管内液面上升。这种现象是因为试管内外产生

。(2)其次组同学也得到了启发，也设计了如图2、3、4、5、6所示的试验装置进行探究：他们各自会看到什么现象？压力差图2图3。图4图5。图6。你认为以上能达到试验要求的是

。（3）同学们经过分析探讨，认为第一组的试验中产生液面上升现象的缘由可能有两种。一种是因为CO2与溶液中的NaOH反应，消耗了CO2，你认为另一种缘由是

。

（4）为了进一步证明CO2与NaOH溶液已经发生了反应，甲同学设计了如右图方案：你认为可以说明问题吗？你会看到什么现象

。乙同学没有滴加稀盐酸，他加了另一种物质看到的现象是

，乙同学加的物质

或

。他们看到的现象虽然不同，但都可以证明CO2与NaOH溶液已经发生了反应。烧杯中的水倒吸入锥形瓶里园底烧瓶里形成喷泉U形管内的水面左高右低塑料瓶变瘪气球变得膨胀CO2与溶液中的水反应滴稀盐酸后有气泡产生有白色沉淀产生Ca(OH)2溶液BaCl2溶液图2、3、4、5、6分析：此题看似很长但考察的学问点并不困难，考察CO2与NaOH溶液反应后生成的是Na2CO3溶液，因反应中消耗了CO2气体，反应前后容器内外形成了压力差。所以利用这一原理考查学生学问的拓展和迁移，思维的开放，综合运用学问的实力要求较高。第三问要求学生思维必需严谨，因为NaOH溶液由两部分组成NaOH和水，CO2本身既溶于水又可以和水反应，所以一种状况是CO2气体与水反应，另一种状况是CO2气体与NaOH反应。第四问考查学生对CO32-离子的检验方法，常用稀盐酸有气泡产生，也可以用碱Ca(OH)2、Ba(OH)2或盐CaCl2、BaCl2等物质产生CaCO3、BaCO3的白色沉淀。第三部分方法研习1．为验证Fe、Cu、Ag三种从属的活泼性是依次减弱的，某化学爱好小组设计了下图所示的四个试验。其中不必进行的是（）Fe稀盐酸稀盐酸稀盐酸AgNO3溶液CuAgCuBCDC2．（2008遵义）碱式碳酸铜[化学式Cu2(OH)2CO3，相对分子质量为222]加热完全分解后生成的黑色固体是什么？甲、乙、丙、丁四位同学对此进行探究。请你与他们一起，踏上探究之路。（1）他们称取了2.5g碱式碳酸铜在试管中加热使之完全分解，冷却至室温后，称量黑色固体产物质量为1.8g。结合碱式碳酸铜的化学式，他们对黑色固体产物做出以下猜想：a、可能是氧化铜；b、可能是炭粉；c、可能是氧化铜和炭粉的混合物。他们做出以上猜想的依据是。（2）甲同学从资料中得知：碳、氢气、一氧化碳在加热或高温条件下都能夺取一些金属氧化物中的氧，使其变为金属单质。他认为猜想C可以解除，理由是。（3）乙同学通过对得到的试验数据进行计算分析。排出了猜想b，他的理由是。（4）黑色固体原委是什么？

反应前后元素种类不变灰粉与CuO在加热或高温条件下能发生反应Cu2(OH)2CO3中碳元素质量小于黑色固体的质量，即2.5g××100%=0.14<1.8g12222丙同学设计的试验方案：向盛有少量该黑色固体的试管中加入足量的稀硫酸，充分振荡后，静置视察。黑色固体消逝，溶液变蓝。丁同学设计的试验方案（如右图所示）：在盛有少量该黑色固体的玻璃管中，通入一氧化碳后加热。黑色固体渐渐变成光亮的红色，澄清石灰水变浑浊。他们依据试验现象都得出结论：黑色固体是氧化铜。丙、丁两同学的试验方案，（填丙同学或丁同学）较好，谈谈你的看法：。（简答一条）（5）科学探究的方法和途径有多种，只要擅长思索，就会有惊喜的发觉。依据试验数据进行计算分析，也可以得出结论：黑色固体是氧化铜。理由是。丙同学丁同学须要加热(操作困难,易污染空气)2.5gCu2(OH)2CO3可生成CuO的质量为2.5g××100%=1.8g与生成黑色固体质量相等,则黑色固体为CuO1602223．某探究小组的同学将铁粉和氧化铜粉末混合匀整后，放入试管中，隔绝空气，高温3－4分钟，冷却后，试管内有红色物质。提出问题：试管内的红色物质可能是什么？进行猜想：你认为可能是、。（任写两种猜想）试验方案：依据下表要求，任选一种猜想，设计一个试验方案来作验证。

查阅资料：铁粉和氧化铜在高温下可以发生置换反应。得出结论：铁粉和氧化铜反应的化学方程式是。实验步骤及操作方法预期的实验现象结论取少量红色物质放入试管中，

。CuFe2O3滴加稀盐酸红色固体部分溶解，且得到黄色溶液。

生成物中有氧化铁和铜2Fe+3CuO==3Cu+Fe2O3高温第四部分达标训练１．下列有关物质的检验或区分方法中不正确的是（）A、向某物质中加入稀盐酸，有无色气体放出，则证明该物质是碳酸盐B、鉴别氧气和空气两瓶气体时，将燃着的木条分别插入瓶中，燃烧更旺的为氧气C、区分铁粉和石墨粉时，分别加入稀盐酸，若有气体放出，则证明为铁粉D、某化肥与碱共热，若产生使潮湿红色石蕊试纸变蓝的气体，证明为铵态氮肥3.有四瓶失去标签的溶液，它们分别是：氯化铁、稀硫酸、稀盐酸、无色酚酞试液，若只用一种试剂将它们分开，这种试剂是（）A、Na2CO3溶液B、Ba(OH)2溶液C、KOH溶液D、BaCl2溶液２．下列除杂方案中，括号内为除去杂质所需的药品，其中正确的是（）A、NaCl溶液中混有Na2CO3[Ca(OH)2]B、KNO3溶液中混有AgNO3（KCl）C、CO2中混有HCl汽体（NaoH溶液）D、Fe粉中混有Zn粉（稀盐酸）ABB4．某初级中学学生为了探究试验室的一种黑色粉末和一瓶标签破损的无色溶液（如右图）可能是什么物质，大胆猜想并设计实验进行验证。[发觉问题]当把黑色粉末与无色溶液混合时,即产生气泡。[查阅资料]初中化学试验室常见的黑色粉末有CuO、MnO2、Fe3O4、铁粉、炭粉等。[提出假设]黑色粉末是，无色溶液是。（只写一种假设）[设计试验]①向盛有少许黑色粉末的试管中加入适量试剂瓶中的无色溶液；②用收集一试管气体；③检验气体（写出操作方法）。[试验现象]。[试验结论]此气体是，原假设。MnO2H2O2溶液集气瓶用带火星的木条伸入瓶口用带火星的木条复燃O2成立5.（2010北京）依据下列试验装置图回答(装置用代号表示)：(1)写出编号为①的仪器名称____。(2)试验室制氧气时，应选用的发生装置是____；试验室制氢气时，应选用的发生装置是____；试验室制二氧化碳时，应选用的发生装置是____；检验二氧化碳气体可选用D装置，其装置中盛放的试剂一般是。试管ABB澄清石灰水(3)用锌粒和浓盐酸反应制氢气，将制出的气体通入硝酸银溶液中，有白色沉淀生成，说明氢气中含有(写化学式)，若要制出纯净、干燥的氢气，除发生装置外还应选用的一种装置是，该装置中药品的作用是。

(4)试验室制取氧气有以下主要操作步骤：①加热②把药品装入试管后固定在铁架台上③检查装置的气密性④熄灭酒精灯⑤用排水法收集气体⑥从水槽中取出导管。正确的操作依次是(写序号)。

HClC除去氯化氢和水蒸气(或盐酸酸雾)③②①⑤⑥④6．(2006遵义)请结合图4的试验装置回答下列问题：(1)写出A装置中标有字母a、b的仪器名称：ab。(2)试验室制取CO2一般分为五个步骤：①向广口瓶中放入大理石；②向长颈漏斗中注入稀盐酸；③检查装置的气密性；④收集气体；⑤连接仪器。正确的操作依次是(填序号)。(3)试验室制取CO2可选用的发生装置是(填装置编号，下同)，收集装置是。(4)试验室制取和收集O2可选用装置。用化学方程式表示反应原理。铁架台漏斗⑤③①②④DFBH(BF/DH/DF)2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑△7．(2013遵义)依据下列装置，结合所学化学学问，回答下列问题（1）写出图1中标号为①的仪器名称.（2）试验室用高锰酸钾制取氧气的发生装置选用，化学方程式为收集O2的装置最好选用（填字母编号），用该装置验满O2的方法是。（