课时 15　实验设计与评价 - 副本

TOPICFIVE主题五科学探究课时15

实验设计与评价考点知识梳理考点一实验方案的设计1.概念理解:根据提出或猜想的问题,进行实验设计,从而对所提问题的正确性进行验证。2.基本要求(1)科学性:实验原理、方法和操作过程必须科学、严谨、合理。(2)可行性:设计的实验方案要切实可行,所用药品、装置安全可靠,效果明显,操作正确。(3)安全性:保护人身安全、保护环境、保护仪器。避免带有危险性的操作,如使用可燃性气体之前要验纯,进行有毒气体的实验时应在通风橱中进行,并注意对尾气的处理等,以防止造成环境污染和人身伤害。(4)简约性:符合实验装置简便,步骤简单,时间短、效果好等基本要求。3.科学探究的一般步骤:提出问题→猜想与假设→设计实验→实验验证→记录与结论→反思与评价。考点知识梳理4.实验设计的一般思路和方法(1)根据实验题目要求,认真审题,明确实验目的,弄清题目有哪些新的信息,综合已学过的知识。通过类比、迁移、分析,从而明确实验原理。(2)根据实验目的合理推理,提出合理假设。(3)根据推理和假设,设计实验步骤和操作方案。(4)根据实验设计方案,选择药品和仪器(或对仪器进行恰当的选择、合理的连接)。(5)根据实验现象和数据得出正确的结论,或对实验现象作出合理的解释。考点知识梳理5.注意(1)吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸。(2)进行某些易燃易爆实验时要防止爆炸。例如一氧化碳与氧化铁反应,一氧化碳先验纯,实验前先通一会儿一氧化碳,排净空气后,再加热氧化铁。(3)防氧化。例如一氧化碳与氧化铁反应,反应结束后,继续通一氧化碳,直到装置冷却,以防止铁粉再被氧化。(4)防止生成气体未被吸收完全,用没有干扰的气体排净装置中生成的气体,使实验结论准确。(5)防止尾气污染环境,设计尾气处理装置。(6)注意实验操作的顺序、仪器加入顺序及实验方法使用顺序等。(7)控制变量法的应用,对比实验遵循唯一变量原则。考点知识梳理1.概念理解:指用批判的思想对题中所设计的实验方案、实验步骤、实验装置等进行否定或指出不合理的地方,使其达到最优化。2.评价内容(1)实验原理的评价:实验是否达到预期的实验目的,即原理是否正确、可行。(2)实验方案的评价:推理过程是否严密。药品的选择是否正确,状态和用量是否准确,是否符合经济原则,是否节能环保等。(3)实验装置的评价:实验仪器的连接是否正确,是否最简便易行。(4)实验步骤的评价:实验操作步骤是否简单、科学,现象是否明显。(5)实验结论的评价:结论是否正确或是否与实验目的一致,实验过程中是否引入新的杂质,杂质或过量试剂是否除掉等。考点二

实验方案的评价高频考向探究例1

[·眉山]有三瓶失去标签的溶质质量分数为15%、10%、5%的盐酸。选择下列仪器和药品,设计两种不同的方案,辨别出三瓶盐酸。实验仪器:温度计、量筒、秒表、烧杯、试管、剪刀、镊子。药品:镁条。(提示:镁条和盐酸反应速度很快,通过观察放出气泡的速率很难准确判断盐酸浓度的大小)类型一实验方案的设计高频考向探究(1)镁与盐酸反应的化学方程式:

。

(2)实验的关键是控制三个变量:①在相同的环境温度下进行实验。②取相同质量的镁条。③取

。

(3)你的方案:方案一:测定

。

方案二:测定

。

高频考向探究[解析]根据金属和酸反应放热、酸浓度高则反应速率快分析。(1)镁和盐酸反应生成氯化镁和氢气。(2)生成氢气的多少与镁的质量、酸的质量有关,生成氢气速率的大小与溶液的浓度、溶液的温度有关,故实验中盐酸的体积也要相同。(3)设计方案时要注意控制变量。方案一:溶液的温度、镁条的质量、盐酸体积相同的条件下,盐酸浓度越高则反应速率越快,故可以通过测定不同浓度的盐酸与镁条反应需要的时间来判断盐酸浓度的大小;方案二:镁和盐酸反应放热,故可以通过测定反应后溶液的温度判断盐酸浓度的大小。高频考向探究变式

[·绥化]一班的同学在探究金属镁的化学性质时发现,将镁条放到盛有冷水的试管中,没有明显的现象,然后将试管放在酒精灯上加热,发现试管中有气泡产生。(1)小明认为,据此现象可断定加热时镁能和水反应,小强认为小明的结论不正确,理由是

。

(2)小明向加热的试管中滴入酚酞溶液,溶液显红色,证明镁在加热时

(填“能”或“不能”)与水发生反应。

(3)小明将加热后的试管放置在空气中一段时间后,同学们发现溶液中的红色消失了。在确定酚酞溶液没有变质的情况下,请你根据初中所学化学知识,对溶液中红色消失的原因作出合理猜想。猜想一:

;

猜想二:

。

请设计实验方案,对其中一种猜想进行验证:

(只答出实验方案,不需要回答现象和结论)。加热水时,也会产生气泡能氢氧化镁分解生成了其他物质温度降低时氢氧化镁从水中析出取两支试管,分别加入相同体积的冷水和热水,再分别加入相等质量的氢氧化镁固体,然后分别滴加酚酞溶液,观察现象高频考向探究类型二实验方案的评价

例2[·福建]下列实验方案能达到实验目的的是(

)选项实验目的实验方案A检验某固体为碳酸盐取样,滴加盐酸,观察是否有气泡B证明二氧化碳能与水反应将二氧化碳通入滴有酚酞溶液的水中C检验氧气已收集满将带火星的木条伸入集气瓶中D证明蜡烛中含有碳元素将内壁蘸有澄清石灰水的烧杯罩在蜡烛火焰上方高频考向探究答案D[解析]活泼金属与稀盐酸反应也产生气泡,故A错误;二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸不能使酚酞溶液变色,故B错误;检验氧气已收集满,不能把带火星的木条伸入瓶中,应伸到瓶口,故C错误;将内壁蘸有澄清石灰水的烧杯罩在蜡烛火焰上方,若石灰水变浑浊,说明蜡烛燃烧产生了二氧化碳,根据质量守恒定律化学反应前后元素种类不变,从而证明蜡烛中含有碳元素,故D正确。高频考向探究变式1[·三明二检]设计对比实验,控制变量是学习化学的重要方法,下列对比实验不能达到目的的是(

)

选项AB实验设计

实验目的探究同种物质在不同溶剂中的溶解性探究氧气是燃烧的条件之一选项CD实验设计实验目的探究二氧化锰的催化作用探究CO2的密度和石蕊花变红的原因B高频考向探究变式2[·长沙]为了将混有硫酸钾、氯化钙、碳酸氢铵(不稳定,受热易分解生成氨气、二氧化碳和水)的氯化钾提纯,并制得纯净的氯化钾溶液,某同学设计的实验流程如下:(1)步骤①中除去碳酸氢铵的方法是

。

(2)步骤④中加过量碳酸钾溶液的目的是

。

(3)此设计方案是否严谨?并说明理由:

。

图15-1高频考向探究答案(1)加热(2)除去溶液中的氯化钙和步骤③中加入的过量氯化钡(3)不严谨,步骤④加入了过量的K2CO3溶液,最终滤液中含有杂质碳酸钾

[解析](1)由题干信息可知,碳酸氢铵受热易分解成氨气、二氧化