實驗設計 文檔

1、傍實驗方案設計和實驗現(xiàn)象的分析化學實驗現(xiàn)象的規(guī)律：第一種是物質(zhì)燃燒實驗；第二種是加熱固體物質(zhì)實驗；第三種是在溶液中進行的化學實驗。不同化學實驗現(xiàn)象：物質(zhì)燃燒實驗都有三個明顯的現(xiàn)象（1）放出大量的熱。生成了一種或幾種不同于反應物（指物質(zhì)的色、態(tài)、味）的產(chǎn)物。（3）固體直接燃燒則發(fā)出一定顏色和強度的光；氣體或固、液體轉(zhuǎn)變成氣體再燃燒則發(fā) 出一定顏色和強度的火焰（描述物質(zhì)的燃燒現(xiàn)象：一光、一熱、三生成 ）例如：鎂條燃燒的現(xiàn)象是：發(fā)出耀眼的白光；放出大量的熱；生成一種白色固體。再如，硫在氧氣中燃燒的現(xiàn)象：發(fā)出明亮的藍紫色的火焰（硫受熱先熔化，再汽化，最后才燃燒）；放出大量的熱；生成一種有刺激性氣味的氣

2、體。加熱固體物質(zhì)的實驗現(xiàn)象主要包括物質(zhì)的狀態(tài)、顏色、質(zhì)量變化及產(chǎn)物中是否有水和氣體產(chǎn)生例如：加熱碳酸氫銨的現(xiàn)象：（1）有一股刺激性的氣味產(chǎn)生；試管壁上有水珠生成；（3）有使澄清石灰水變渾濁的氣體生成；（4）試管內(nèi)的白色固體逐漸消失。在溶液中進行的化學反應的實驗現(xiàn)象主要包括反應物（液態(tài)）的物質(zhì)和顏色變化及溶液中是否有沉淀（包括沉淀顏色）和氣泡產(chǎn)生。例如：在硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉溶液的實驗現(xiàn)象是有藍色沉淀產(chǎn)生。化學實驗現(xiàn)象的描述“五忌:化學實驗現(xiàn)象是指用眼看、鼻聞，耳聽、手感等方式官瓣感覺列的物質(zhì)在化學變化中所表現(xiàn)出來的外部特征。在描述實驗現(xiàn)象時應注意五忌。.忌把實驗現(xiàn)象的先后JI順序表述顛倒表

3、述實驗現(xiàn)象，要按照現(xiàn)象的先后順序進行表述如鐵絲在氧氣中燃燒的實驗現(xiàn)象不能表述成劇烈燃燒，生成一種黑色固 體，放出熱量，火星四射，因為學生首先觀察到的是劇烈燃燒、火星四射，最后才發(fā)現(xiàn)生成一種黑色物質(zhì)。.忌把物質(zhì)的名稱當做實驗現(xiàn)象物質(zhì)的名稱是根據(jù)實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、經(jīng)過綜合分析判斷得出的，通過外表現(xiàn)象是看不出來的。因此，在描述現(xiàn)象時，切不可把物質(zhì) 的名稱當作實驗現(xiàn)象 如鎂在氧氣中燃燒生成白色固體，但不能說生成氧化鎂。忌把實驗結(jié)論當成現(xiàn)象實驗結(jié)論需要通過分析實驗現(xiàn)象才能總結(jié)出來。在物質(zhì)的鑒別時要根據(jù)實驗現(xiàn)象才能角定物質(zhì)，而不能沒有現(xiàn)象直接得出結(jié)論。如用澄清石灰 水來鑒別氧氣和二氧化碳時不能直接說二氧化碳

4、能使澄清的石灰水變渾濁而應該說使澄清石灰水變渾濁（現(xiàn)象）的物質(zhì)是二氧化碳（結(jié) 論），無明顯變化的物質(zhì)是氧氣。忌表述現(xiàn)象表面很多化學反應的現(xiàn)象十分復雜，有些現(xiàn)象易被忽視，導致在表述實驗現(xiàn)象時顧此失彼，給實驗分析、推斷結(jié)論帶來困難。5忌把白色”與超”混淆白色是指物質(zhì)對光的反射所產(chǎn)生的一種視覺現(xiàn)象，而無色則是光能全部透過物質(zhì)所產(chǎn)生的現(xiàn)象如純 水是無色液體，氧氣是無色氣體，碳酸鈣沉淀是白色的等。實驗方案的設計與評價：近幾年的各地實驗題側(cè)重考查對實驗進行設計、分析和評價，其中設計型實驗題更是熱點。對驗方案設計和評價的命題主要有：給出正確的實驗方法，描述實驗現(xiàn)象，歸納總結(jié)實驗的結(jié)論。給出實驗的目的，要求設

5、計實驗方案，達到實驗的目的：給出實驗方案，評價實驗的合理性，實驗現(xiàn)象或結(jié)論的正確性。改進實驗方案。根據(jù)已知實驗，設計對比實驗對某問題進行探究。在探究實驗中，對某一環(huán)節(jié)或某一步驟進行評價。實驗方案的設計實驗方案設計的基本思路實驗設計是指存進行科學實驗探究之前，實驗者依據(jù)一定的目的、要求.運用已有的知識、原理，設計出科學、合理的實驗方案（其中包括實驗 器材、實驗原理、實驗操作步驟）。實驗方案設計的基本思路：-實盛商I提出實驗方案I國論方案南或行性! i進行實驗操作實驗方案設計的基本原則科學性。實驗原理要科學、正確，實驗目的要明確，實驗器材和實驗手段的選擇要恰當。整個實驗思路和實驗方法的確定都要以化

6、學基本知識和基本原理及其他學科知識 為依據(jù)，以確保實驗的科學性、正確性可操作性，在設計實驗時，從實驗器材的選取、實驗操作的實施到實驗結(jié)果的產(chǎn)生，都要具有可操作性簡約性。設計實驗時，要考慮到實驗原料容易獲得且價格較低、實驗裝置比較簡單、實驗操作比較簡便、操作步驟簡便易行、實驗時間比較短。安全性，設計實驗時，要考慮藥品是否安仝無毒，實驗操作時要注意安全，避免爆炸、污染環(huán)境等。實驗設計的類型制備型實驗設計。性質(zhì)型實驗設計。驗證型實驗設計。計算型實驗沒計。綜合型實驗設計。化學實驗設計的基本內(nèi)容實驗名稱：明確實驗具體要做什么。實驗目的：明確實驗的具體目的是什么實驗原理：明確實驗可能發(fā)生的變化及反應，要求

7、反應個數(shù)少，消耗的原料少，原料利用率高，且反應有利于向目標物方向進行。實驗裝置的設計：根據(jù)發(fā)生的反應選擇適當?shù)膬x器組成實驗裝置，裝置的連接順序一般是：氣體發(fā)生裝置,一氣盛除朵裝置氣體干燥裝置 1主體實單崖氣處理化學實驗設計的基本步驟思考問題的順序圍繞主要問題思考。例如，選擇適當?shù)膶嶒灺肪€、方法；所用藥品、儀器簡單易得；實驗過程快速、安全、綠色化；實驗現(xiàn)象明顯。思考有關(guān)物質(zhì)的制備、凈化、吸收和存放等c .思考實驗的種類及如何合理地組裝儀器，并將實驗與教材內(nèi)容進行比較，找出其聯(lián)系。例如，涉及氣體的制備和檢驗時，這類實驗的操作程序及連接順序大體可概括為：發(fā)生一除雜質(zhì)T干燥一主體實驗一尾氣處理。國儀器

8、的連接順序a 所選儀器是否恰當，有無多余儀器。b.儀器是否齊全。例如，制取有每氣體及涉及有毒氣體的實驗是否有尾氣處理裝置。c .安裝順序是否合理例如，是否遵循宣下而上，從右”的原則；氣體凈化裝置中不應先干燥，后經(jīng)過水溶液除雜質(zhì).d .儀器間連接順序是否正確例如，洗氣時進氣管長，出氣管短；干燥管除雜質(zhì)時粗口進氣，細口出氣等.實驗操作的順序連接儀器檢查氣密性。在儀器連接完畢后.先檢查裝的氣密性，然后裝藥品。檢查裝置氣密性的方法依裝而定，但關(guān)鍵是使裝置內(nèi)外產(chǎn)生壓強差c .裝藥品，進行實驗操作。實驗方案的評價以批判的思維方法對所設計的實驗方案、實驗方法、裝置設計從某角度否定、排除不合理或不是最優(yōu)的方法

9、，選擇、創(chuàng)新更好的方法，即實驗評價。實驗方案的評價原則原理正確。設計實驗方案要根據(jù)化學變化規(guī)律和化學實驗原理，確保原理正確。如：實驗室制取氧氣時，選擇的藥品中一定要含氧元素，經(jīng)過化學變化才能制出氧氣。操作可行。設計實驗方案，特別是實驗操作確實具有可操作性。如：制取二氧化碳的方法有多種，如果將木炭放入充滿氧氣的集氣瓶中燃燒，確實能生成二氧化碳，但不 便于操作，無法控制反應物的量，也不便于收集裝置簡單。設計實驗時，如果能用多套實驗裝置進行操作，在條件允許的前提下，應選擇最簡單的實驗裝置，選擇最簡便的實驗步驟。如：實驗室制取氧氣，可以用高錳 酸鉀，也可以用過氧化氫跟二氧化錳（作催化劑），當然選擇后者

10、，因為后者裝置簡單、操作簡便。經(jīng)濟合理。原料一般要求廉價、易得。安全環(huán)保。進行實驗所選藥 品盡量無毒，實驗過程要安全且不造成環(huán)境污染。實驗方案評價的主要類型對方案可行性的評價：可行是方案的第一要素，評價方案時應注意從原理和操作兩個方面分析方案是否可行：一是理論上要科學合理，二是操作上要簡單可行。從經(jīng)濟效益角度進行評價：從經(jīng)濟效益上考慮是否切實可行。從環(huán)保角度評價：防治污染的根本途徑是控制三廢”的排放。在對方案進行評價時切不可忽視了環(huán)境保護的重要件。定量實驗設計和綜合實驗設計：1 .定量實驗設計通過實驗.荻取有關(guān)數(shù)據(jù)。然后分析數(shù)據(jù)并推理出結(jié)論定量實驗設汁要精密一些，要盡可能避免一些誤差初中常見的

11、定量實驗有：分子組成測定、混合物 成分含量的測定、物質(zhì)溶解度的測定、氣體體積的測定等2.綜合實驗設計綜臺實驗設計是指通過實驗驗證多個問題，其特點是多步操作.裝置復雜、現(xiàn)象多樣。常見的有對某氣體從制取到組成、成分含量、性質(zhì)、尾氣處理等多 項指示進行實驗檢驗和驗證：如下圖所示的裝置，將其組合起來制取氣體、去除雜質(zhì)、驗證性質(zhì)等。開放實驗設計試題從提出問題、實驗的方向、儀器的選擇、裝置的設計、現(xiàn)象的觀察記錄到結(jié)論的推理是完全自主完成的.解答此類試題，過程要合理且完整，方法簡便，現(xiàn)象敘述要準確，推理要符合邏輯?；瘜W定量實驗中的誤差分析：在初中化學實驗中有三個定量實驗：一是用托盤天平稱量物質(zhì)的質(zhì)量，二是用量筒時取液體的體積，三是用pH試紙測量溶液的pH。托盤天平稱量物質(zhì)時引起誤差天平?jīng)]有平衡引入正負誤差。物碼錯位引起誤差。正確放置：左物有碼物質(zhì)質(zhì)量：砝碼質(zhì)量游碼質(zhì)量。錯位放置：左碼右物物質(zhì)質(zhì)量=砝碼質(zhì)量游碼質(zhì)量。量筒量取液體時引起誤差量取液體量與量筒的大/不匹配如量取1