初中化学实验方案设计与评价

实验方案设计与评价学习目标 ：1、通过分析实验现象和结论是否正确、实验方案是否合理 ，培养自己分析评价能力和实践能力。2、依据实验要求和条件，设计 物质制备、性质、检验 等方面的实验，培养自己综合实验能力和用化学知识解决实际问题的能力。必须掌握的背景知识1、离子的检验（ H+， OH-， CO32-， NH4+等）2、物质的检验（ H2O， CO2， O2， CO，葡萄糖，淀粉等）3、物质的提纯净化方法（除杂）4、气体制备方法（制取装置和收集装置的选择）5、实验误差原因分析实验设计的原则：1、科学性 原理正确、目的明确2、可操作性 器材选取、操作实施有可操作4、安全性 药品安全无毒，避免爆炸，污染环境3、简约性 原料获得方便、低廉，实验装置简单，步骤简单合理实验方案评价原则：1、理论正确2、操作可行4、推理严密3、经济合理5、保护环境例题 1： 某同学用下图所示装置来制取并收集氢气，你认为哪一个更合理？为什么？ 一 .简单实验（探究）方案设计与评价 实验时又该如何操作 ?例题 2：某学生用下图装置制取氢气，则 : 产生的氢气中可能混有什么杂质？怎样证明存在这些杂质呢？证明 H2中混有 H2O（ 气）、 HCl例题 3：小玲猜想一瓶久置于空气中的氢氧化钠溶液中含有碳酸钠 ,他用以下物质进行试验 对此猜想不能提供有力证据的是 ( ) A.滴加澄清石灰水 B.滴加稀盐酸C.滴加氯化钡溶液 D.滴加酚酞试液评析 :A不选 ,是否生成 CaCO3可证明B不选 ,是否生成气体可证明C不选 ,是否生成 BaCO3可证明选 D,NaOH,Na2CO3水溶液都是碱性 ,加酚酞没效果 D例题 4：图 9是某兴趣小组设计的四个实验装置 ,其中实验合理且能够成功的是 ( )CA稀释浓硫酸 B探究燃烧的三个条件C测定空气中氧气的含量D验证质量守恒定律图 9巩固练习 :1实验室里区分下列物质的两种实验设计方案都合理的是 （ ）A B C D区分的物 质 生 铁 和 钢 聚乙 烯 和聚 氯乙 烯 碳酸 钠 和硫酸 铵 酒精和白醋方案一取 样 ，分别 加入硫酸 铜溶液观 察 颜 色取 样 ，溶解，再分别 滴加无色酚 酞溶液取 样 ，分 别品 尝 味道方案二 分 别 用磁铁 吸引取 样 ，分 别 点燃， 闻 燃烧时产 生的气味取 样 ，分 别 加入 氢氧化 钠 溶液，微热 ，将湿 润 的 红色石蕊 试纸 放在容器口取 样 ，分 别点燃C2某同学想用实验证明 FeCl3溶液显黄色不是盐酸根造成的，下列实验无意义的是（ ）A观察 KCl溶液没有颜色 B向 FeCl3溶液中滴加适量氢氧化钠溶液，振荡后静置，溶液黄色消失C FeCl3溶液中滴加适量无色硝酸银溶液，振荡后静置，溶液黄色未消失D加水稀释后 FeCl3溶液黄色变浅3下列装置能达到对应实验目的的是 （ ）DC4. 除去下列物 质 中所含少量 杂质 的方法正确的是 （ ）物 质 杂 质 除 杂试剂 提 纯 方 法A CO2 CO O2 点燃B KCl MnO2 水 溶解、 过滤 、蒸 发C H2O NaNO2 活性炭 吸附、 过滤D Na2CO3 Na2SO4 BaCl2 溶解、 过滤 、洗 涤B例题 1二、 较复杂实验（探究）方案的设计与评价小明同学在食品包装袋内，发现有一个小纸袋，上面写着 “生石灰干燥剂，请勿食用 ”。他随手将小纸袋拿出来放在桌面上，经过一段较长时间后发现纸袋内的白色颗粒粘在一起成为块状固体 M。请你与他一起对块状固体 M进行探究。【 探究任务 】（ 1）探究固体 M是否失效；（ 2）探究固体 M中是否含有氢氧化钙。【 探究方案 】【 反思拓展 】（ 1）你认为 “探究二 ”是否严密 ，其原因是 ；（ 2）你认为固体 M中除含有氢氧化钙外，还可能含有 ，请你设计实验是否含有该物质 。问题 与猜想 实验 步 骤 实验现 象 实验结论探究一：固体M是否失效取适量固体 M，加入盛有水的 烧 杯中，用温度 计测 量加入前后的温度温度没有明 显变 化 探究二：固体M中是否含有 氢 氧化 钙将上述 烧 杯内的液体充分 搅 拌、静置，取上 层 清液，加入无色酚 酞试 液有 氢 氧化 钙工业上制得的纯碱中常含有少量的氯化钠。某校化学兴趣小组想通过探究，设计一个较为完善的实验来准确测定工业纯碱中 Na2CO3的质量分数。有的同学提出以下方法：（ 1）甲组同学用 沉淀分析法 ：先称取一定量的样品，溶解后加入足量的 溶液，然后 （填一操作名称），将得到的沉淀洗涤干燥并称量，最后根据沉淀的质量求出Na2CO3的质量分数 。例题 2（ 2）乙组同学用 气体分析法 ：把一定量的混合物与适合的酸（如 ）反应后，通过测得的 CO2的质量来求出 Na2CO3的质量分数 。怎样来测定气体的质量呢？气体分析法一：有人用下图装置测定 CO2的体积，然后根据其密度算出质量。 用上述装置测定的 CO2气体体积是否准确？为什么？ 你认为可以怎么改进？改进后还有问题吗？气体分析法二：有人用右图装置测定 CO2的质量 （碱石灰是NaOH和 CaO的混合物）， 你认为这个实验装置主要存在哪些缺陷？ 这些存在缺陷对实验结果有何影响？ 产生的 CO2气体中会带来 H2O(气 ) 空气中的 CO2、 H2O(气 )也会被碱石灰吸收分析 :存在问题 (缺陷)对实验的影响偏大偏大 反应结束后，装置中会残留有 CO2 偏小你准备对该装置的怎样改进？改进方案 1改进方案 2改进方案 31、牙膏是日常生活中的必需品，它通常由磨擦剂、发泡剂、粘合剂等组成。磨擦剂是牙膏的主要成分，约占牙膏质量的一半以上。为了测定一种以碳酸钙为磨擦剂的牙膏中碳酸钙的含量，同学们根据碳酸钙的性质设计了以下三种不同的方案（除碳酸钙外，这种牙膏中的其它物质不与盐酸反应生成气体，且均溶于水）方案一 ： 将一定量的牙膏放入水中充分搅拌，然后进行 X 、洗涤、干燥等操作，称量出不溶物的质量，再计算出碳酸钙的质量分数。方案二： 将一定量的牙膏与过量的盐酸反应，用图 1所示装置 (装置的气密性良好 )，测量二氧化碳气体的体积（锥形瓶中液面高度忽略不计），利用该反应条件下二氧化碳的密度，计算二氧化碳的质量，然后根据化学方程式求出碳酸钙的质量，再计算出碳酸钙的质量分数。方案三： 用图 2所示装置，将一定量的牙膏与过量的盐酸反应，测量相关数据，推算出二氧化碳气体的质量，然后根据化学方程式求出碳酸钙的质量，再计算出碳酸钙的质量分数。巩固练习 :牙膏水盐酸老师针对三种方案提供了所需的仪器用品，同学们进行分组实验。实验中，同学们操作规范、计算无误。按照要求回答下列问题：（ 1）方案一中操作 X是 _，按照方案一进行同学在规定时间未来得及完成实验，请写出可能原因： _、_（任写两点）。（ 2）碳酸钙和盐酸反应的化学方程式是 。方案二中测量结果偏低，写出一条可能的原因：_，你的改进方案是：_。（ 3）方案三中测量结果偏高，原因可能是：_。2、请你参与下列探究：【 问题情景 】 某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。这一现象激发起同学们的探究欲望，生成的是什么气体？【 提出猜想 】 从物质组成元素的角度，放出的气体可能是 SO2、 O2、 H2。【 查阅资料 】 SO2易溶于水，它能与 NaOH反应，生成 Na2SO3。【 方案设计 】 依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案：（ 1）甲同学认为是 O2，则检验方法是_。（ 2）乙同学认为是 SO2，则只需将放出的气体通入盛有 NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量。写出 SO2与 NaOH反应的化学方程式_。NaOH溶液 浓H2SO4表面含 CuO的铜网A Ba（ 3）实验小组同学合作设计了如下组合实验方案，排除和验证猜想的气体。如果放出的是 O2和 H2，你认为方案中的安全隐患是 。丙同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体，用拇指 ，若不发出 _，方可采用上面的装置进行实验。【 实验探究 】 经丙同学确认安全后，小组同学首先对装置 A进行称量，再将收集到的气体从 a通入，过一会儿点燃 B处酒精灯；一段时间后，发现表面含 CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；停止通气，再次称量装置 A，发现质量无增减。结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是 _。 【 思维拓展 】（ 1）由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有 _物质。（ 2）不通过称量，如何判断 SO2与