专题十六　实验方案的设计与评价（讲解部分）

1、.专 题 十 六实 验 方 案 的 设 计 与 评 价知识结构实验方案设计的总体思路是 明确实验 目的 弄清实验原理 根据要求正确选择仪器和药品ïy实验方案的 ï设计实验 装置 和操作步骤 分析得出结论设计与评价 í实验方案评价的原那么是理论上是否科学合理 具有严密性 操作是否简单易行 是否安全 从经济角度评价ï是否节约 药品 降低 成本 进步产品质量 从环境角度考虑 是î否会给环境造成 污染考点一 实验方案的设计 实验方案设计的根本要求考点清单式小红利用图 装置 从 端吹入呼出的气体 混合液由谨 合理科学性 实 验 原 理 实 验 方 法 和

2、 操 作 过 程 必 须 科 学 严可行性 设计的实验方案 要 切 实 可 行 所 用 药 品 仪 器无色变蓝色 由此 填 能 或 不 能 得 出 猜 想 正确 原因是 为探究猜想利用图 装置 设 计 实 验 方 案 装置平安可靠平安性 要尽量防止带有危险性 的 操 作 尽 量 避 免 与 有毒物质接触 假设无法防止接触有毒物质 那么应采取防范措施 以 防造成环境污染和人身伤害简约性 实验方案设计要求操作简便 装置简单 实验现象明显 解题思路和方法明确目的和原理 明确实验的目的 原理 选择仪器和药品 选择合理的化学仪器和药品 设计装置和步骤 设 计 出 合 理 的 实 验 装 置 和 实 验

3、操作步骤记录现象和数据 全面 及时而又准确地记录实验过 程中的现象和数据分析得出结论 根据实验观察的现象和记录的数据 通过分析 计算 推理等 得出正确的结论例 安 徽， 分 蓝 瓶 子 实 验 是 一 个 有 趣 的 化学振荡实验 盛有氢氧化钠 亚甲蓝 葡萄糖混 合液的试 管 经 振 荡 静 置 后 溶 液 颜 色 会 出 现 反 复 变 化 如 图某兴趣小组开展如下探究 答复以下问题图 图 混合液中属于人类根本营养物质的有水和 小明对振荡后溶液变蓝的原因进展如下猜想 溶液中溶入 溶 液 中 溶 入 溶 液 中 溶 入 填 化 学解析 混合 液 中 的 水 和 葡 萄 糖 属 于 人 类 基

4、本 营 养 物 质 空气中含有 等 气 体 振 荡 后 溶 液 变 蓝 可 能是因为溶液中溶有 等 由于人呼出的气体中含 有二氧化碳 氧气 氮气等 所以吹入人呼出的气体后混合 液 由 无色变蓝色 不 能 得 出 猜 想 正 确 为 探 究 猜 想 是 否 正 确 可以向混合液 中 通 入 氧 气 通 过 混 合 液 是 否 变 蓝 进 行 判 断 从 端通入氧气 假设溶液变蓝 那么猜想 正确 假设溶液不变蓝 那么 猜想 不正确答案 分 葡萄糖 分分 其他合理答案均给分不能 分 人体呼出的气 体 中 也 含 有 氮 气 和 氧 气 等 分从 端通入氧气 假设溶液变蓝 那么猜想 正确 假设溶液不

5、变蓝 那么猜想 不正确 分例 浙江杭州， 分 在实验室 小金分别用甲 盐的晶体配制了溶质质量分数为 的 溶液和 的 溶液 但忘了贴标签 请你运用两种不同的科学原理 分别设计两个简 单实验来判别这两瓶溶液 请写出简要的实验方案和明确的判 别根据 有下列仪器 物品供选择 量筒 天平 小烧杯 酒精灯 三脚架 石棉网 漏斗 玻璃棒 滤纸 温度计 新颖萝卜 甲盐的晶 体 实验室的室温为 甲盐的溶解度为方案 判别依据 方案 判别依据 专题十六 实验方案的设计与评价 解析 根据不同浓度的同种物质的溶液 取同体积时 其 溶液质量不同 取同质量时 所含溶质质量不同等设计实验答案 方案 量取同样质量的 两种溶液

6、分别加入 两个 同 样 质 量 的 小 烧 杯 中 都 加 热 到 水 蒸 发 完 全 再 分 别 称 量烧杯判别依据 质量大的烧杯中的原溶液为 溶液 另一烧杯中 原溶液为 溶液方案 量取同样体积的 两种溶液 分别参加两个同样 质量的小烧杯中 分别在天平上称量判别依据 质量大的烧杯中的溶液为 溶液 另一烧杯中溶 液为 溶液方案 量取同样体积的 两种溶液 分别参加两个小烧 杯中 再放入质量相同 取自同一新颖萝卜的萝卜条各一 块 经 过一段时间后 同时取出萝卜条 用吸水纸吸干外表水分 后 分 别称量判别依据 质量小 的 萝 卜 条 所 对 应 的 烧 杯 中 的 原 溶 液 为 溶液 另一烧杯中原

7、溶液为 溶液方案 称取 克的 两种溶液 分别参加两个小烧杯 中 分别放 入 克 甲 盐 的 晶 体 充 分 搅 拌 过 滤 后 分 别 称 量 滤 出物判别依据 滤出物质量大的烧杯中的原溶液为 溶液 另一烧杯中原溶液为 溶液考点二 实验方案的评价 对方案可行性评价的原那么化学实验设计的原理 操作顺序和方法 必须与化学知识的 科学性和实验操作的合理性相一致 即要科学合理 对方案优劣评价的原那么设计简洁 设计 简 洁 就 是 要 尽 可 能 采 用 简 单 的 仪 器 或 实 验装置 在常规条件下进行 用较少的实验步骤和试剂 在 较 短 的时间内完成实验 充分表达实验设计的简约性原那么效果明显 效

8、果明显就是按照实验设计进行操作 产生的 现象直观 易于观察 记录平安可靠 安全 是 指 实 验 设 计 要 尽 量 避 免 选 用 有 毒 药 品 和具有一定危险性的实验操作 假如必须选用 应在设计方案中 给出明确提示和预防措施 以避免造成环境污染或实验事故 可 靠是指设计方案要确保成功 最正确方案的评价标准方案 科学合理原料 来源广泛 价格低廉 种类和用量少实验 装置简单 条件不高 步骤简短 操作简便 现象明显 产物 容易提纯 具有平安性和环保性实验方案的设计不合理易混易错例 陕西 ， 分 以下图示实验能到达目的的是解析 项中温度相同 溶质种类和质量相同 溶剂质量 相同 但溶剂种类 不 同

9、可 探 究 溶 剂 种 类 对 物 质 溶 解 性 的 影 响 故 正确 木炭燃烧会生成二氧化碳气体 导致最终装置内压强 变化不大 故 错误 氯化 铵 和 硝 酸 铵 都 含 有 铵 根 离 子 加 入 氢 氧化钠都会产生刺激性气 味 无 法 鉴 别 二 者 故 错 误 探 究 二 氧化锰的 催 化 作 用 应 保 证 过 氧 化 氢 溶 液 的 浓 度 相 同 故 错误答案 方法 关于实验方案的设计与评价题目的解答方法解答此类题首 先 应 具 备 扎 实 的 实 验 操 作 基 本 知 识 懂 得 操 作的一般步骤和原理 熟悉相关物质的性质 制备原理和变化规 律 同时读懂题 明确实 验 目

10、的 充 分 利 用 题 中 所 给 信 息 如 装 置 药品 题干中描述的目的等 分析题意作出相 关 的 猜 想 假 设 提出问题 设计实验的程序 再分析现象得出相关的结论和 启示要环节 请根据以下实验要求答复相关问题活动与探究一 用比照实验方法探究二氧化碳的性质解答实验题还应具备整体 全局意识 即审题时要先统观全 局 逐字逐句地把整个题审读一遍再细致地读懂每步要求 这样才能在答题时做到不丢分例 山东泰安， 分 实验设计是化学实验的重实验一中振荡 个矿泉水塑料瓶 观察到塑料瓶变瘪的 程度 为 其 中 变 浑 浊 的 瓶 内 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 对 比 瓶与 填 或 瓶

11、的 实 验 现 象 可 证 明 能 与发生反应实验二观察到装置中发生的现象是 结 论 是 用化学方程式表示活动与探究 二 用 变 量 控 制 方 法 探 究 影 响 物 质 溶 解 性 的 因素实验三实验四实验三目的是探究 对硝酸钾溶解性的影响 实验四是探究溶剂 种 类 对 物 质 溶 解 性 的 影 响 该 实 验 中 需 要 控 制的变量是温度和 活动与探究三 定量测定空气中氧气的含量实验五定量实验操作 中 易 产 生 误 差 如 果 反 应 前 气 球 中 存 在 气 体 其量小于注射器内的空气 而实验后冷却至室温 将气球内的 气体全部挤 出 读 数 导 致 实 验 测 得 结 果 填

12、偏 小 偏 大 或 无影响解析 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊 是因为二氧化碳与氢氧化钙反 应 生 成 碳 酸 钙 沉 淀 和 水 二 氧 化 碳 与 氢 氧 化 钠溶液或水反响看 不 到 明 显 现 象 瓶 比 瓶 瘪 得 厉 害 说 明 瓶变瘪 不仅仅是水的缘故 还因为二氧化碳能与氢氧化钠发 生反应 由于二氧化碳不具有酸性 因此二氧化碳不会使实 验二 装置中枯燥的蓝色石蕊 试 纸 变 红 而 二 氧 化 碳 易 与 水 反 应生成碳酸 碳酸能使石蕊变红 因此 装置中潮湿的蓝色石蕊 试纸将变红 实 验 三 低 温 时 未 溶 解 的 硝 酸 钾 加 热 后 溶 解 了 说明是探究温度对硝酸钾溶解性的影响 实验四中探究溶剂 的种类对物质溶解性的影响 依据控制变量法的要求 需改变溶剂的种类 但应控制温度 溶剂的量等保持不变 实验五中 利用铜在加热的条件下与空气中的氧气反响而将密闭容器内的 氧气消耗 根据容器内气体减少的量来确定空气中氧气的量 对 比装置一和装置二的气球位置可知装置一的气球与注射器分别 位于硬质玻璃管的两端 在抽拉注射器时 装置一更易让空气流 通 使空 气 中 的 氧 气 与 铜 粉 充 分 反 应 实 验 前 空 气 的 体 积 为实验后剩余