教案化学实验方案的基本要求

化学实验方案的基本要求适用学科高中化学适用年级高三年级适用区域沪教版适用地区课时时长（分钟）60知识点化学方案设计的基本要求学习目标通过前面三节对各种化学实验方案设计的练习，初步了解和熟悉化学实验方案设计的基本方法和基本要求。学习重点化学方案的设计学习难点1、对化学实验方案设计基本要求的总结。学习过程化学实验方案的设计1、化学实验方案的设计一般包括：实验名称实验母的；实验原理实验用品（仪器药瓶及规格）实验步骤及相关的实验装置实验现象的观察与数据的记录方法实验现象的分析及数据的处理方法实验结论问题与讨论设计化学实验方案应遵循的规则1、科学性实验原理、实验操作程序和方法要正确2、安全性实验设计时，应尽可能的避免使用有毒药品和进行具有一定危险性的实验操作。如果必须使用有毒的药品，应在所设计的实验方案中详细写明注意事项，以防造成环境污染和人生伤害。3、可行性实验设计切实可行，所选用的化学药品、仪器、设备和方法等在现有的实验条件下能够得到满足。4、简约性实验设计要尽可能简单易行，应选用简单的实验装置，用较少的实验步骤和实验药品，并能在许可的时间内完成实验。控制实验变量在做实验时，经常需要控制变量，即在实验过程中，只改变某一个实验变量而控制其它变量不变，从而获得该变量对实验结果的影响。应用对照实验在不同的化学实验条件下，有时观察到的实验现象不明显，这时候往往需要通过对照实验的方法进行比较，发现不同实验条件下出现的实验现象的差异。二、、例题精析【例题1】1．下列是某化学兴趣小组对该次活动设计的4个实验方案，其中方案一、方案二都合理的是（）A．实验目的：证明草木灰溶液呈碱性

方案一：滴加几滴石蕊溶液观察是否变红

方案二：用pH试纸检验溶液的pHB．实验目的：检验鸡蛋壳里含碳酸根离子

方案一：加氯化钡溶液

方案二：加盐酸C．实验目的：除去一氧化碳中的二氧化碳

方案一：通入氢氧化钠溶液

方案二：通过灼热的氧化铜D．实验目的：检验长期露置的氢氧化钠溶液是否变质

方案一：加稀盐酸

方案二：加澄清石灰水【答案】D

【解析】A、碱性溶液不能使石蕊变红，PH大于7，故方案一错误，二正确，故此选项错误．

B、加入氯化钡溶液，生成白色沉淀时不一定证明溶液中含有碳酸根离子，因为溶液中如果存在银离子时也会生成氯化银的白色沉淀；故此选项错误．

C、除去一氧化碳中的二氧化碳，要依据两者的性质且注意不要除掉一氧化碳．方案一通入氢氧化钠溶液能将二氧化碳除掉，故正确；方案二通过灼热的氧化铜时会除掉气体中的一氧化碳，故错误．

D、检验长期露置的氢氧化钠溶液是否变质，主要是检验是否含有碳酸钠，也就是检验碳酸根的存在，由于碳酸根加入盐酸会产生气泡，加入石灰水会生成沉淀，故两种方式均可行，故此选项正确故选D。【例题2】设计实验方案是科学探究的重要环节．以下化学实验设计中，能达到实验目的是（）A．用铜和稀硫酸反应制取硫酸铜溶液B．用石灰石除去氯化钙溶液中混有的盐酸C．用氢氧化钠溶液除去二氧化碳中混有的氯化氢气体D．用酚酞试液检验暴露在空气中的NaOH固体是否变质【答案】B【解析】A、铜的金属活动性在氢后，所以不能与稀硫酸反应生成硫酸铜；

B、石灰石能够和盐酸反应生成氯化钙水和二氧化碳（过量的碳酸钙不会溶解），石灰石与氯化钙不反应，所以该除杂不会引入新的杂质且能使原物质增加，故可行；

C、由于氢氧化钠既能够和氯化氢反应又能够和二氧化碳反应，所以不能用氢氧化钠溶液除去二氧化碳中混有的氯化氢气体；

D、暴露在空气中的NaOH固体是否变质会生成碳酸钠，而碳酸钠的溶液也显碱性，所以不能用酚酞试液检验暴露在空气中的NaOH固体是否变质；故选B【例题3】设计实验方案是科学探究的重要环节．以下化学实验设计中，不能达到实验目的是（）A．厨房中用食醋鉴别纯碱与食盐B．用AgNO3溶液验证H2中混入的少量的HCl杂质C．用适量的NaOH溶液除去CO2气体中的HClD．用过量的铁粉除掉FeSO4溶液中的CuSO4【答案】C【解析】A、食醋中含有醋酸，而醋酸能与碳酸钠反应生成二氧化碳与食盐中的氯化钠不反应，所以食醋可以鉴别纯碱与食盐；

B、由于硝酸银溶液能与氯化氢反应生成氯化银白色沉淀而与氢气不会反应，所以能用AgNO3溶液能够验证H2中混入的少量的HCl杂质；

C、由于氢氧化钠既能与二氧化碳反应，又能与氯化氢反应，所以不能NaOH溶液除去CO2气体中的HCl；

D、依据金属与盐溶液反应的规律：活动性强的金属能够把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来；可知铁能够置换出硫酸铜中的铜，所以可以用过量的铁粉除掉FeSO4溶液中的CuSO4；

故选C三、课堂运用【基础】1、设计实验方案是科学探究的重要环节，以下化学实验设计中，不能达到实验目的是（）A．厨房中用食醋鉴别纯碱和食盐B．用稀硫酸除去铜粉中混有的少量铁粉C．用稀盐酸检验暴露在空气中的NaOH固体是否变质D．用AgNO3溶液鉴别实验室制取二氧化碳的剩余废液中是否存在过量的盐酸【答案】D【解析】A、纯碱是碳酸钠的俗称，食盐是氯化钠的俗称，碳酸钠能与食醋反应生成二氧化碳气体，而氯化钠不能，故能鉴别，故选项能达到实验目的．

B、铁粉能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不与稀硫酸反应，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项能达到实验目的．

C、氢氧化钠固体在空气中能吸收空气中的二氧化碳变质生成碳酸钠，检验碳酸钠的存在常向样品中加盐酸，若有气泡产生，说明氢氧化钠固体已变质，故选项能达到实验目的．

D、实验室制取二氧化碳的剩余废液中含有氯化钙，可能含有盐酸，无论是否存在盐酸，滴加AgNO3溶液都会产生氯化银白色沉淀，故选项不能达到实验目的．故选D．【基础】2、设计实验方案是科学探究的重要环节，以下化学实验设计中不能达到实验目的是（）A．用小木条鉴别浓硫酸和稀硫酸B．用水区分固体硝酸铵和氯化钠C．用酚酞试剂证明柠檬酸呈酸性D．用灼热的氧化铜除CO2中少量的CO【答案】C【解析】A、木条属于有机物，含有C、H、O元素，浓硫酸具有脱水性，能使木条中的H和O以水的形式脱水而变黑；而稀硫酸不能，故A能达到实验目的；

B、硝酸铵溶于水吸热，溶于水温度降低，而氯化钠溶于水温度变化不明显，所以可用水区分固体硝酸铵和氯化钠，故B能达到实验目的；

C、酸性溶液不能使酚酞试剂变色，所以不能用酚酞试剂证明柠檬酸呈酸性，故C不能达到实验目的；

D、一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，所以可用灼热的氧化铜除CO2中少量的CO，故D能达到实验目的．故选：C．【巩固】1、以下是某化学实验小组设计的实验方案，其中既能达到预期目的，又可行的是（）A．用灼热的铜除去氮气中混有的氧气B．除去二氧化碳中的氯化氢：将混合气体通过盛有装有氢氧化钠溶液的广口瓶中C．除去铝粉中混有的少量铁粉：向混合粉末中加入足量的稀盐酸、过滤、洗涤、烘干D．鉴别H2、CH4、CO三种气体：分别将燃着的木条伸入集气瓶内，观察现象【答案】A【解析】A、氧气通过灼热的铜时可与铜发生反应生成氧化铜，而氮气不与铜反应，能除去杂质且没有引入新的杂质，故该方案既能达到预期目的又可行．

B、CO2和HCl气体均能与NaOH溶液反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故该方案既能达不到预期目的又不可行．

C、铝粉、铁粉均能与稀盐酸反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故该方案既能达不到预期目的又不可行．

D、H2、CH4、CO三种气体都具有可燃性，氢气燃烧产生淡蓝色的火焰，一氧化碳和甲烷燃烧都是蓝色火焰，因此用点燃的方法无法鉴别，故该方案既能达不到预期目的又不可行．

故选A．【拔高】1、某工厂现有含少量铁屑的铜屑废料．小军欲从中回收铜，他依据“绿色化学”的思想设计了两种方案：实验操作步骤方案评价方案Ⅰ

（物理方法）铜和铁分别得到回收方案Ⅱ

（化学方法）体现绿色化学的思想有：铜得到了回收，

．【答案】将磁铁接触铁屑和铜屑混合物；充分利用了资源，废物得到利用，减少了对环境的污染【解析】：铁屑能被磁铁吸引而铜屑不能，所以物理方法将磁铁接触铁屑和铜屑混合物；铁和铜的活动性不同，选择一种物质与铁反应，与铜不反应，从而把铁除掉，先加入足量的含有硫酸的废液

，铁和硫酸反应而铜不反应，然后进行过滤操作．体现绿色化学的思想有：铜得到了回收，充分利用了资源，废物得到利用，减少了对环境的污染．

故答案为：实验操作步骤方案评价方案Ⅰ

（物理方法）将磁铁接触铁屑和铜屑混合物铜和铁分别得到回收…方案Ⅱ

（化学方法）含有硫酸的废液；

过滤体现绿色化学的思想有：铜得到了回收，充分利用了资源，废物得到利用，减少了对环境的污染．

课程小结1、本节内容实验出发，培养学生的动手能力；让学生感受化学实验动手能力的重要性。2．化学是一门实验性的学科，在实验过程中培养学生的观察能力极为重要，从而实现实验去证明理论的正确性。3．实验过程中要注重实验室的安全，保持实验室干净。4、可以自己独立的完成化学实验方案的设计。课后作业【基础】1、某化学兴趣小组设计四种实验方案来证明炭粉中是否含有氧化铜．其中可行的是（）A．取样品高温加热，观察是否有红色物质生成B．在样品中加稀硫酸，充分反应后，观察是否有固体剩余C．在空气中充分加热样品，恢复到原温度后，固体的质量是否减小D．在样品中加足量稀硫酸，充分反应后，溶液是否呈蓝色【答案】A、D【解析】A、只要有氧化铜，在加热后碳就会将氧化铜还原出红色的铜，可以检验，故A正确；

B、加硫酸后有固体剩余，只能证明存在碳，不能证明存在氧化铜，故B错误；

C、在空气中加热后，碳会生成二氧化碳，固体减少只能说明存在碳，不能说明存在氧化铜，故C错误；

D、蓝色溶液中一定存在铜离子，混合物与酸反应生成铜离子，可以证明混合物中存在氧化铜，故D正确；故选AD．【巩固】1、化学兴趣小组为验证铁、铜、锌三种金属的活动性顺序，设计了四种实验方案，其中不可行的是（）A．铁片、硫酸锌溶液、硫酸铜溶液B．铜片、硫酸亚铁溶液、硫酸锌溶液C．铁片、锌粒、稀盐酸、铜片D．铜片、锌片、硫酸亚铁溶液【答案】B【解析】铁不能与硫酸锌溶液反应，说明铁在锌的后面，铁能与硫酸铜溶液反应，说明铁在铜的前面，能证明锌＞铁＞铜，故A可行；

B、铜片与硫酸亚铁和硫酸锌溶液都不反应，说明铜在铁和锌的后面，但是不能说明铁和锌的顺序，故B不可行；

C、铁片和锌粒都能与盐酸反应生成氢气，且锌与盐酸的反应速率大于铁与盐酸反应的速率，说明锌在铁的前面，且都在氢前，铜不与盐酸反应，说明铜在氢后，能证明锌＞铁＞铜，故C可行；

D、锌能与硫酸亚铁溶液反应，说明锌在铁的前面，铜不与硫酸亚铁溶液反应，说明铜在铁的后面，能证明锌＞铁＞铜，故D可行；故选B．【拔高】1、碱式碳酸镁有多种不同的组成，如、、等。请你设计一个测定碱式碳酸镁组成的实验方案。包括（1）测定原理（2）测定实验的装置图（3）操作步骤。可使用的仪器、试剂和用品如下：仪器：天平（附砝码）、大试管（附带有短玻璃管的橡皮塞）、酒精灯、洗气瓶、球形干燥管（附带有短玻璃管的橡皮塞）、铁架台、铁夹、角匙。试剂：碱式碳酸镁（粉状）、浓硫酸、石灰水、无水氯化钙、碱石灰。其他：火柴、棉花、短橡皮管、弹簧夹。【答案】（1）通过测定MgO、CO2、H2O的物质的量之比来测定碱式碳酸镁的组成。（2）测定实验的装置如下图所示：（3）操作步骤①将装置按上图连接好后，检查装置的气密性②称