高考化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價專題復(fù)習(xí)

1、實驗方案的設(shè)計與評價一、題型解讀化學(xué)實驗設(shè)計與評價，能根據(jù)提供的藥品、儀器依據(jù)實驗原理、實驗?zāi)康脑O(shè)計一些簡單的實驗方案，明確科學(xué)探究的要素；會對實驗方案進行評價。實驗設(shè)計與評價是中考的重、難點題型，也是熱點題型。側(cè)重于考查同學(xué)們是否理解基本的實驗原理，是否掌握基本的實驗操作技能。 （一）實驗方案的設(shè)計    （1）一個比較完整的化學(xué)實驗設(shè)計方案，一般包括以下幾個內(nèi)容：實驗?zāi)康?實驗原理；實驗用品（包括儀器和藥品等）及規(guī)格 實驗裝置、實驗步驟；操作方法及注意事項 實驗現(xiàn)象及結(jié)論。（2）對于給出實驗?zāi)康模笤O(shè)計實驗方案的題一般可以按以下思維程序進行：1根據(jù)

2、實驗?zāi)康模_定實驗原理（或假設(shè)）；根據(jù)實驗原理（或假設(shè)），選擇需要的儀器和藥品（或?qū)嶒炑b置圖）；寫出實驗操作步驟及注意事項；記錄實驗現(xiàn)象，分析實驗結(jié)果，得出正確結(jié)論。（3）實驗設(shè)計要科學(xué)合理，安全可靠，操作簡便、現(xiàn)象明顯、結(jié)論可信、綠色環(huán)保。 （二）實驗方案的評價（1）對于給出的實驗方案設(shè)計，要求評價方案的合理性，推斷實驗中的現(xiàn)象和分析。歸納出結(jié)論（或規(guī)律）的題，可結(jié)合有關(guān)的化學(xué)知識和實驗技能，從實驗的原理、實驗儀器和藥品、實驗操作和注意事項等方面考慮方案的合理性，描述實驗現(xiàn)象，得出實驗的結(jié)論。    （2）對實驗方案的評價要全方位綜合評價。如看方案是否

3、科學(xué)合理、具有嚴(yán)密性，操作是否安全簡單易行；是否節(jié)約試劑、成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量；是否有利于保護環(huán)境等。此外解題時要仔細審題，針對題意，運用評價的各個標(biāo)準(zhǔn)逐步逐項進行全面的分析評價。二、中考典例1以物質(zhì)的制取、性質(zhì)實驗為背景的實驗設(shè)計 例某興趣小組同學(xué)將CO2分別通入澄清石灰水和氫氧化鈉溶液中，觀察到前者變渾濁，后者無明顯現(xiàn)象。（1）寫出上述澄清石灰水變渾濁的化學(xué)方程式 。 （2）為探究CO2和NaOH是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，王強設(shè)計了如圖所示的A、B實驗，驗證CO2與NaOH溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。實驗現(xiàn)象為：A中試管內(nèi)液面上升;B中氣球脹大。王強認(rèn)為上述實驗是可行的，其共同原理是。李莉提出質(zhì)疑，她認(rèn)為

4、上述實驗不嚴(yán)謹(jǐn)，其理由是 。要得到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)論，仍利用該裝置，補做的對比實驗是 。楊紅通過檢驗生成物：向B實驗后的溶液中加入，觀察到 現(xiàn)象，從而也證明CO2與NaOH發(fā)生了反應(yīng)?！窘馕觥勘绢}以二氧化碳的性質(zhì)知識為背景，考查學(xué)生能從實驗現(xiàn)象中獲取信息進行實驗的評價，并進行實驗設(shè)計。（1）CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O （2）氫氧化鈉溶液與CO2發(fā)生反應(yīng)，使容器內(nèi)氣壓降低，所以試管內(nèi)液面上升。CO2能溶于水，也能使容器內(nèi)氣壓降低，同樣也可能出現(xiàn)液面上升現(xiàn)象，實驗設(shè)計將氫氧化鈉溶液換成等體積的水作對比實驗進行評價認(rèn)識 CO2與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)生成碳酸鈉，碳酸鈉能與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2

5、 ，有氣泡產(chǎn)生(或加氯化鈣溶液，有沉淀生成也可檢驗) 【答案】（1）CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O （2）氫氧化鈉溶液與CO2發(fā)生反應(yīng)，使容器內(nèi)氣壓降低 CO2能溶于水，也能使容器內(nèi)氣壓降低 將氫氧化鈉溶液換成等體積的水 稀鹽酸 有氣泡產(chǎn)生(或加氯化鈣溶液 有沉淀生成) 2實驗方案的評價實驗方案的評價題是中考的熱點題。主要包括題中所設(shè)計的實驗方案、實驗裝置、操作步驟等用批判的思維方式，從某角度否定、排除不合理的或可行但不是最優(yōu)的方法，選擇、創(chuàng)新更好的實驗方案。(1)評價內(nèi)容：科學(xué)性：反應(yīng)能否發(fā)生，即方案在理論上是否科學(xué)、嚴(yán)密；簡約性：操作是否簡便易行、優(yōu)化，反應(yīng)條件是否易達到；可行

6、性：所有原料是否常見、易得、廉價；安全性：操作是否安全可靠；環(huán)保性：反應(yīng)過程是否節(jié)能與環(huán)保；創(chuàng)意性：操作更簡單，實驗誤差更小。(2)解題的一般步驟：明確目的 確定實驗原理 評價實驗方案的優(yōu)劣(或可行性) 提出改進建議(依題解答)例某興趣小組對氫氧化鈉固體暴露在空氣中的變質(zhì)情況進行了研究。把一小塊固體氫氧化鈉放在表面皿里，長時間暴露在空氣中，發(fā)現(xiàn)其固體表面逐漸濕潤，部分溶化成液體后又逐漸形成晶體，最終變成粉末。請回答興趣小組提出的下列問題： (1)實驗室中，氫氧化鈉固體應(yīng)怎樣保存? _ 。 (2)氫氧化鈉固體暴露在空氣中，表面容易變濕，主要原因是什么?_。 (3)氫氧化鈉固體長期暴露在空氣中，最

7、終產(chǎn)物主要是什么 _ 。 (4)用酚酞試液 _ (填“能”或“不能”)檢驗氫氧化鈉變質(zhì)。為什么_ 。 (5)除加酸以外，怎樣用其他方法檢驗氫氧化鈉固體已經(jīng)變質(zhì)?_。 (6)為了檢驗氫氧化鈉是否已經(jīng)全部變質(zhì)，興趣小組中小薇同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案： 準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的變質(zhì)固體樣品，放在右圖所示裝置中，然后從分液漏斗中加入足量的鹽酸，用排水法收集產(chǎn)生的二氧化碳，根據(jù)二氧化碳的體積和密度計算變質(zhì)產(chǎn)物的質(zhì)量，確定是否全部變質(zhì)。 你認(rèn)為這個方案 _ (填“行”或“不行”)。理由是什么？ _ 。 請你另外設(shè)計一個方案，并簡要說明實驗方法和結(jié)論。 _ ，_ ?！窘馕觥繗溲趸c固體具有潮解性，同時能吸收空氣中的

8、二氧化碳反應(yīng)發(fā)生變質(zhì)，所以保存時必須密封保存。氫氧化鈉吸收二氧化碳變質(zhì)后生成物是碳酸鈉。要檢驗氫氧化鈉是否變質(zhì)，就是要檢驗固體中是否存在碳酸鈉成分。方法較多，但不能采用酸堿指示劑的方法檢驗，原因是氫氧化鈉和碳酸鈉溶液都是顯堿性。要檢驗氫氧化鈉是否全變質(zhì)，可采用兩種方法，一是排除氫氧化鈉的堿性的干擾。二是排除碳酸鈉的存在，然后看是否有氫氧化鈉的存在。實驗方案的設(shè)計的評價，主要考慮的是方案是否合理或可行性，從最優(yōu)化角度進行分析。 【答案】(1) 密封保存(2) 氫氧化鈉固體吸收水（或潮解）(3) 碳酸鈉(4) 不能碳酸鈉溶液也能使酚酞試液變紅(5) 取試樣溶于水，加入CaCl2Ca(NO3)2或B

9、aCl2或Ba(NO3)2或Ba(OH)2或Ca(OH)2等溶液，有白色沉淀生成(6) 不行； 變質(zhì)產(chǎn)物（含結(jié)晶水等）不是純凈的碳酸鈉；CO2能溶水不能用排水法集氣，用排水法收集誤差較大。將試樣溶于水，加入足量CaCl2(或Ca(NO3)2、BaCl2、Ba(NO3)2等)溶液，過濾 ，在濾液中滴加酚酞試液，不變色，則氫氧化鈉已經(jīng)全部變質(zhì)，變紅，則部分變質(zhì) 。（或在濾液中滴加其他酸堿指示劑來檢驗濾液是中性還是堿性，或在濾液中滴加可溶性的弱堿鹽如硫酸銅、氯化鐵等溶液看有無沉淀來檢驗濾液是否呈堿性。不過濾也可以。）3開放型的實驗設(shè)計開放性實驗設(shè)計是指對某一實驗課題有多種方案的實驗設(shè)計，一般從提出問

10、題、設(shè)計實驗、選擇儀器、組裝儀器、觀察記錄現(xiàn)象到結(jié)論的推理完全自主完成。開放型的實驗設(shè)計 ，一般在物質(zhì)制備、檢驗、分離除去雜質(zhì)的實驗中出現(xiàn)較多；它能夠全面綜合考查學(xué)生的化學(xué)知識、實驗技能、思維及表達能力。屬于較難的題目。應(yīng)注意以下幾個方面：實驗設(shè)計原理必須遵循科學(xué)性；實驗設(shè)計的實驗儀器、原料必須注意可行性；實驗設(shè)計方案必須注意安全、環(huán)保。如點燃可燃性氣體(H2、CO、CH4等)或用CO、H2、還原CuO、Fe2O3之前，要檢驗氣體純度，以防爆炸事故的發(fā)生。進行有毒氣體(如CO、SO2、NO2)的性質(zhì)實驗時，要在通風(fēng)櫥中進行，并注意尾氣處理（CO要燃燒掉，SO2、NO2用堿性溶液吸收，避免中毒）

11、。還有實驗中防倒吸現(xiàn)象等。例已知某金屬X有下列相關(guān)信息：它的主要礦物的化學(xué)成分是X2O3；它主要通過熱還原法冶煉而成；它的年產(chǎn)量位于金屬之首。(1)據(jù)此推斷X是 (填選項字母)。 A鈦 B鐵 C鋁 D銅(2)在高爐中用含X2O3的礦物冶煉該金屬的原理是 (用化學(xué)方程式表示)。(3)同學(xué)們設(shè)計了如下實驗方案測定該礦物中X2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(裝置氣密性良好；礦物中的雜質(zhì)不參加反應(yīng)；假設(shè)礦物樣品中的X2O3完全反應(yīng))：取礦物樣品并稱量該樣品的質(zhì)量；測出反應(yīng)前廣口瓶和瓶內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量；測出反應(yīng)后廣口瓶和瓶內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量；計算得出礦物樣品中x2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。你認(rèn)為，該實驗方案 (填“一定”或“不一定”)能準(zhǔn)確測出礦物中X2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，理由是 。不改變裝置和藥品，你還可以通過測定哪些數(shù)據(jù)，再通過計算得出礦物中X2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 。從