专题31实验设计与评价.PPT

专题31实验设计与评价,题型特点,解题技巧,中考典例精析,专题训练,化学实验方案的设计及评价试题，涉及中学化学多方面知识，多为填充题，包括：(1)实验方案的评价；(2)实验装置的设计；(3)实验步骤的完善；(4)实验过程的设问；(5)实验数据的分析处理；(6)实验的整体设计；(7)跨学科的综合实验；(8)实验方案设计的研究性学习等主流试题类型。这类试题运用化学实验知识和技能设计实验方案，重在培养或考查把已有知识和技能运用于新情景的能力。,这类题型一般是实验目的、实验仪器与药品、实验原理、仪器组装的“四缺一”，即题目给出其他几个方面的已知或线索，而在某一方面设问，因此审题和分析时应紧扣这几个方面思考，捕捉题意。解决具体问题时注意各种常见的思考角度，遵循：科学性、可行性、安全性三个基本原则。,(2011武汉)探究活动一：在室温条件下进行如下图所示实验。已知：试管内的镁条和铁片表面均被打磨洁净，且形状、大小均相同；同时加入两支试管中的稀盐酸的质量和质量分数均相等。,(1)该实验的目的是_、_。两支长颈漏斗中产生的现象的不同之处是_。(2)若实验所用的金属均过量，则甲装置中产生的H2比乙装置中产生的H2质量_(填“多”、“少”或“相等”)。探究活动二：为除去铜屑中混有的少量铁屑，并测定该混合物中铁的质量分数，现有如下A、B两组实验方案。,(3)两种方案，你认为不能达到目的的是_(填“A”或“B”)，理由是_。(4)在你所选取的方案中，若采用加热烘干的方式干燥滤渣，会导致测定的铁的质量分数_(填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法判断”)。【解析】第一问中的实验目的可以从装置、药品来分析，甲乙装置相同，而药品不同(酸相同，金属不同)，所以可得出实验的目的之一是比较不同金属与酸反应的快慢，又根据装置中红墨水在长颈漏斗中形成倒吸的特点可以分析出另一个目的是比较相同时间内不同金属与酸反应放热的不同，现象的不同就可以从红墨水倒吸来分析了；第二问是考察金属与酸,反应的问题，抓住酸相等，金属过量，就不难判断产生H2质量相等了；第三问应从反应的彻底性来考虑，金属与酸的反应比与盐要彻底，因为析出的铜会覆盖在未反应的铁表面阻止反应的进一步进行；第四问中因为加热过程中会使铜部分氧化导致质量增加，算出铁的质量分数就偏小了。【答案】(1)比较镁、铁与稀盐酸反应的剧烈程度；比较相同时间内镁、铁与稀盐酸反应放出热量的多少。甲装置长颈漏斗中的液面比乙装置中的高(2)相等(3)B铁未被完全除尽(4)偏小,化学课后，化学兴趣小组的同学在整理实验桌时，发现有一瓶氢氧化钠溶液没有塞橡皮塞，征得老师同意后，开展了以下探究：提出问题1该氢氧化钠溶液是否变质了呢？实验探究1,提出问题2该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质呢？猜想与假设猜想1：氢氧化钠溶液部分变质。猜想2：氢氧化钠溶液全部变质。查阅资料(1)氯化钙溶液呈中性。(2)氯化钙溶液能与碳酸钠溶液反应：CaCl2Na2CO3=CaCO32NaCl实验探究2,(白色)沉淀,氧化钠(或NaOH),实验结论该氢氧化钠溶液_(填“部分”或“全部”)变质。反思与评价(1)氢氧化钠溶液暴露置于空气中容易变质，请写出相关反应的化学方程式：_。(2)在上述实验探究2中，小明提出可用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液，你认为该方案_(填“可行”或“不可行”)。理解与应用氢氧化钠溶液容易变质，必须密封保存。实验室必须密封保存的药品还有很多，试另举一例：_。,部分,CO22NaOH=Na2CO3H2O,不可行,浓盐酸(或浓硫酸或澄清石灰水等合理答案均可),实验设计与评价(训练时间：40分钟分值：100分),一、选择题(每小题4分，共8分)1.(2011芜湖)科学探究的一个重要环节是“猜想”，猜想是依据已有知识、经验，对提出的问题进行合理的假设。下列对“影响食物腐败快慢的因素”的猜想不合理的是()A温度高低B氧气含量C食物多少D食物的种类【解析】影响食物腐败快慢的因素与温度高低、氧气含量和食物的种类有关，与食物的多少无关。【答案】C,2(2010中考变式题)正确的操作能保证实验顺利进行。下列实验操作正确的是()A配制稀硫酸时，将水沿量筒壁慢慢注入浓硫酸中，并不断搅拌B测定溶液的pH，先用水润湿pH试纸，然后将试纸插入待测液中C为了达到节约药品的目的，将实验后剩余的药品放回原瓶D有腐蚀性的药品不能直接放在天平的托盘上称重【解析】为避免有腐蚀性的药品腐蚀天平托盘，因此药品不能直接放在天平的托盘上进行称重，可在天平的左右两个托盘上各放一张相同的纸片，像氢氧化钠等易潮解的药品可放在小烧杯或表面皿等玻璃器皿中称量。【答案】D,二、填空题3(14分)(2011桂林)实验室制取氧气是初中化学阶段的重要实验。小元同学称取7.9g纯净的高锰酸钾加热一段时间后，收集到氧气580mL(标准状况)。(1)请写出两个实验室用固体反应物制取氧气的化学方程式：_。(2)意外发现：根据化学方程式计算，7.9g高锰酸钾完全分解，反应生成氧气560mL(标准状况)。小元通过数据分析，意外发现收集到的氧气体积和理论计算的氧气体积不相符合，并且在实验中还意外发现高锰酸钾溶液呈墨绿色。,(3)提出假设：小元取实验后的少量固体残渣再次加热，经检验又产生了氧气。根据小元发现的问题和上述实验结果可以做出如下假设。假设1：二氧化锰也可以受热分解产生氧气假设2：锰酸钾也可以受热分解产生氧气假设3：二氧化锰和锰酸钾都可以受热分解产生氧气假设4：_(只填一种)(4)设计实验：小元用最初加热所得的残渣及必要的实验用品，设计了如下实验流程验证假设2。请在下面流程方框中的相应位置填写各步骤实验操作名称；,请简要叙述步骤5的操作_。(5)得出结论：若观察到_，则假设2成立；若观察到_，则2不成立。【解析】(3)假设要围绕MnO2、KMnO4或K2MnO4进行，如MnO2可催化K2MnO4受热分解产生O2；K2MnO4可催化MnO2受热分解产生O2；KMnO4,在不同温度下可以其他方式分解产生更多氧气；升高温度K2MnO4和MnO2相互反应产生氧气(合理假设均可)。(4)(5)验证假设2，需将锰酸钾分离开，分离锰酸钾的操作有溶解、过滤、蒸发、干燥；验证时，首先取干燥后固体于试管中充分加热，然后将带火星的木条插入其中，若带火星的木条复燃，则假设2成立，反之不成立。,4(18分)(2010中考变式题)呼吸面具中常用的供氧剂是过氧化钠(化学式为Na2O2)，它与人呼出的CO2能反应产生氧气，反应的化学方程式为2Na2O22CO2=Na2CO3O2。过氧化钠还能与盐酸、水等物质发生反应产生氧气。为了验证Na2O2能和CO2反应产生氧气，某化学兴趣小组的同学设计了如下图所示的实验。,(1)写出有标号仪器的名称：a_，b_。(2)实验室用石灰石和稀盐酸反应制取CO2的化学方程式是_，装置A可选用下面提供的_(填序号)装置。,(3)连接好实验装置后，应先_，再装入药品。(4)装置B中盛放的饱和NaHCO3溶液的作用是_。(5)为了吸收未反应的CO2，装置D中盛放的试剂应该是_，反应的化学方程式为：_。(6)装置E中收集气体的方法是_；为了验证收集到的气体是氧气，仪器a中收集满气体后接下来的实验操作是_。(7)通过以上实验能否确定收集到的O2是由Na2O2与CO2反应生成的？_(填“能”或“不能”)。若能，请简述理由；若不能，请提出你对实验的改进意见：_。,【解析】本题综合考查对实验的探究能力及分析解决问题的能力。实验室中制取二氧化碳不需加热，装置中长颈漏斗伸入容器中太短而导气管伸入容器中太长，因此不选用中装置而选装置，连接好装置后，应先检验装置的气密性，后装入药品；B装置中的碳酸氢钠溶液是为了除去二氧化碳中混有的氯化氢杂质；但由B装置导出的气体中会含有水蒸气，由于过氧化钠与二氧化碳、水等物质都能够发生化学反应产生氧气，因此不能确定收集到的氧气是否由过氧化钠与二氧化碳反应产生的；为防止制得的氧气中混有未反应的二氧化碳，因此D装置中盛有石灰水或氢氧化钠溶液，用以除去二氧化碳。,【答案】(1)试管水槽(2)CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2(3)检查装置的气密性(4)除去CO2中的HCl(5)氢氧化钠溶液2NaOHCO2=Na2CO3H2O(6)排水法用拇指堵住试管口，取出试管，将带火星的木条伸入试管，木条复燃，证明收集到的气体是氧气(7)不能在B、C装置之间添加一个除水装置,5(14分)(2011广东)学习了MnO2对过氧化氢分解有催化作用的知识后，某同学想：CuO能否起到类似MnO2的催化作用呢？于是进行了以下探究。【猜想】.CuO不是催化剂、也不参加反应，反应前后质量和化学性质不变；.CuO参与反应产生O2，反应前后质量和化学性质发生了改变；.CuO是反应的催化剂，反应前后_。【实验】用托盘天平称量0.2gCuO，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：,(1)填写下表：,(2)步骤的目的是_。(3)步骤需用到的实验仪器有：铁架台(带铁圈)、漏斗、烧杯、_。(4)过氧化氢能被CuO催化分解放出O2的化学方程式为_。【拓展】要探究步骤做过催化剂的CuO其他的化学性质，还应补做的实验是_(写一种)。【解析】实验步骤中因反应中加入了CuO，过氧化氢分解速率加快，故步骤产生了气泡，而氧化铜的质量在反应前后不变，故步骤称得CuO质量仍为0.2g。CuO的化学性质在反应前后不变，仍对过氧化氢的分解起催化作用，故步骤中会有大量气体产生，带火星的木条复燃。(4),过氧化氢在以CuO作催化剂的条件下分解生成水和氧气，据此可写出反应的化学方程式。拓展中氧化铜还能被H2或C还原，可补充它与H2或C反应的实验；CuO还能与酸反应，也可补充它与酸(稀盐酸、稀硫酸或稀硝酸)反应的实验。【答案】【猜想】质量和化学性质不变【实验】有气泡冒出CuO质量仍为0.2g带火星的木条复燃【拓展】用H2(或CO或炭粉)还原固体，观察是否能变成红色铜；或用稀酸(稀盐酸、稀硫酸或稀硝酸)溶解固体，观察是否生成蓝色的铜盐溶液,6(16分)(2011南充)请结合下图所示实验装置回答有关问题。(1)写出装置中标号仪器的名称。a_b_(2)写出一个实验室制取氧气的化学方程式_。根据该反应原理，可选择图中_(填标号，下同)与,_组装一套制取氧气的装置。(3)实验室制取二氧化碳的化学方程式为_，你所组装的上述制取氧气的装置_(填“能”或“不能”)用于实验室制取二氧化碳，理由是_。【解析】(1)制取氧气可以用氯酸钾和二氧化锰加热、加热高锰酸钾或分解过氧化氢溶液。(2)制取二氧化碳只能用石灰石和稀盐酸反应。,7(14分)(2010中考变式题)干燥剂“碱石灰”是氧化钙和氢氧化钠的混合物，在空气中容易变质。某研究小组对一只干燥管里的“碱石灰”样品的成分进行实验探究。【提出猜想】猜想：没有变质，只含有氧化钙和氢氧化钠。猜想：部分变质，含有猜想：完全变质，只含有碳酸钙、碳酸钠。【实验探究】,【小结与思考】(1)从上述实验现象推断：猜想_成立。(2)“碱石灰”样品里是否一定含有碳酸钙？请说明理由。_。【解析】本题是一道典型的实验探究题，解题时需要同学们注意的是各小题之间逐层递进的关系。其中还涉及到定量计算问题，同学们在解题可先将熟悉的、有把握的空填起来，然后再前后联系，各个击破。在中的少量样品中，加入足量水，结果试管壁发烫，并且得到了浑浊的液体，说明样品与水反应放热或溶于水放热，因此样品中至少有氧化钙和氢氧化钠固体中的一种；在步，实验剩余的滤渣，加入稀盐酸后，生成,气体，说明该滤渣一定是碳酸钙，因为中加入足量的水，也可能是氢氧化钙与碳酸钠反应生成的碳酸钙；在第中，滴加氢氧化钙溶液，产生白色沉淀，说明一定存在碳酸钠。【答案】【实验探究】CaO和NaOH(合理即可)CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH【小结与思考】(1)(2)不一定有碳酸钙。因为样品中若有氢氧化钙(或氧化钙)，也会在加水时与碳酸钠生成碳酸钙,8(16分)(2012中考预测题)某工厂的废水中只含有硫酸镁和少量稀硫酸，课外活动小组以此为课题，探讨如何从中回收纯净的硫酸镁固体，他们设计了两种方案，请你参加讨论。【方案一】选用镁粉作为试剂。进行实验：往废