四科学探究和实验方案设计

第2部分专题提升专题3化学实验与科学探究

四科学探究和实验方案设计

（一）科学探究的要素

1.提出问题；2.猜想与假设；3.制定计划；4.进行实验；5.收集证据；6.解释与结论；7.反思与评价；8.表达与交流。考点聚焦

（二）实验方案的设计

1.原则：实验的设计要科学，安全可靠，操作简便，现象明显，结论可信。2.常见类型：（1）气体的制取、净化和性质实验的综合设计；（2）混合气体成分的验证实验设计；（3）物质的制备、提纯或分离以及性质检验等实验的综合设计；（4）物质的定性与定量分析综合实验的设计；（5）简单实验的设计。3.一般思路：（1）明确实验目的→（2）确定反应原理（反应物、反应条件、生成物分别是什么？）→（3）设计实验装置（选用何种实验仪器？仪器如何连接？）→（4）明确操作步骤→（5）验证所得产物→（6）收集所得产物→（7）副产物或尾气的处理。

(三)实验方案的评价对实验方案的评价可以从以下几个方面着手：1.方案在理论上是否科学合理，是否严密。2.方案在满足安全性的前提下，是否简单易行。3.从经济角度考虑，是否节约试剂、降低原料成本和提高产品质量。4.从环境角度考虑，是否会给环境造成污染。(2015·益阳）某同学发现，上个月做实验用的NaOH溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是否变质，同学们进行了下述实验探究。【猜想假设】猜想一：该溶液没有变质，为NaOH溶液。猜想二：该溶液全部变质，为Na2CO3溶液。猜想三：该溶液部分变质，为NaOH和Na2CO3的混合溶液。【查阅资料】Na2CO3溶液呈碱性。【进行实验】请你完善下表几组同学探究的设计方案。真题探源真题1

【结论与反思】NaOH溶液易与空气中的CO2反应而变质，所以要密封保存。

【拓展延伸】同学们设计了下列两套装置进行实验：用胶头滴管吸取某种液体，锥形瓶中充入一种气体或放入一种固体物质，挤压胶头滴管。一段时间后，两装置中气球明显胀大。(1)甲装置中可能发生反应的化学方程式是______________________________。(2)若乙装置中胶头滴管吸取的是稀盐酸，则锥形瓶中放入的固体可能是__________。Zn(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FeCl3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：___________________。Ⅰ.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_____________________，就可以粗略判断，得出实验结果。Ⅱ.为进一步判断上述实验结论的准确性，运用图示装置，小刚同学进行了如下实验方案设计。真题2反应生成气体的速率【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_______________________。相同时间收集气体的体积方案二的实验测量结果如下表：表中x=_________，y=________。

实验结论：通过测量，若V1______（填“＞”“=”或“＜”）V2，说明______________