課時(shí) 15　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) - 副本

TOPICFIVE主題五科學(xué)探究課時(shí)15

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)考點(diǎn)知識(shí)梳理考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)1.概念理解:根據(jù)提出或猜想的問題,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),從而對(duì)所提問題的正確性進(jìn)行驗(yàn)證。2.基本要求(1)科學(xué)性:實(shí)驗(yàn)原理、方法和操作過程必須科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、合理。(2)可行性:設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案要切實(shí)可行,所用藥品、裝置安全可靠,效果明顯,操作正確。(3)安全性:保護(hù)人身安全、保護(hù)環(huán)境、保護(hù)儀器。避免帶有危險(xiǎn)性的操作,如使用可燃性氣體之前要驗(yàn)純,進(jìn)行有毒氣體的實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行,并注意對(duì)尾氣的處理等,以防止造成環(huán)境污染和人身傷害。(4)簡約性:符合實(shí)驗(yàn)裝置簡便,步驟簡單,時(shí)間短、效果好等基本要求。3.科學(xué)探究的一般步驟:提出問題→猜想與假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→記錄與結(jié)論→反思與評(píng)價(jià)。考點(diǎn)知識(shí)梳理4.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般思路和方法(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目要求,認(rèn)真審題,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?弄清題目有哪些新的信息,綜合已學(xué)過的知識(shí)。通過類比、遷移、分析,從而明確實(shí)驗(yàn)原理。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮侠硗评?提出合理假設(shè)。(3)根據(jù)推理和假設(shè),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟和操作方案。(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,選擇藥品和儀器(或?qū)x器進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x擇、合理的連接)。(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)得出正確的結(jié)論,或?qū)?shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出合理的解釋?？键c(diǎn)知識(shí)梳理5.注意(1)吸收氣體及熄滅酒精燈時(shí)要防止液體倒吸。(2)進(jìn)行某些易燃易爆實(shí)驗(yàn)時(shí)要防止爆炸。例如一氧化碳與氧化鐵反應(yīng),一氧化碳先驗(yàn)純,實(shí)驗(yàn)前先通一會(huì)兒一氧化碳,排凈空氣后,再加熱氧化鐵。(3)防氧化。例如一氧化碳與氧化鐵反應(yīng),反應(yīng)結(jié)束后,繼續(xù)通一氧化碳,直到裝置冷卻,以防止鐵粉再被氧化。(4)防止生成氣體未被吸收完全,用沒有干擾的氣體排凈裝置中生成的氣體,使實(shí)驗(yàn)結(jié)論準(zhǔn)確。(5)防止尾氣污染環(huán)境,設(shè)計(jì)尾氣處理裝置。(6)注意實(shí)驗(yàn)操作的順序、儀器加入順序及實(shí)驗(yàn)方法使用順序等。(7)控制變量法的應(yīng)用,對(duì)比實(shí)驗(yàn)遵循唯一變量原則。考點(diǎn)知識(shí)梳理1.概念理解:指用批判的思想對(duì)題中所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)裝置等進(jìn)行否定或指出不合理的地方,使其達(dá)到最優(yōu)化。2.評(píng)價(jià)內(nèi)容(1)實(shí)驗(yàn)原理的評(píng)價(jià):實(shí)驗(yàn)是否達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?即原理是否正確、可行。(2)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià):推理過程是否嚴(yán)密。藥品的選擇是否正確,狀態(tài)和用量是否準(zhǔn)確,是否符合經(jīng)濟(jì)原則,是否節(jié)能環(huán)保等。(3)實(shí)驗(yàn)裝置的評(píng)價(jià):實(shí)驗(yàn)儀器的連接是否正確,是否最簡便易行。(4)實(shí)驗(yàn)步驟的評(píng)價(jià):實(shí)驗(yàn)操作步驟是否簡單、科學(xué),現(xiàn)象是否明顯。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的評(píng)價(jià):結(jié)論是否正確或是否與實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊恢?實(shí)驗(yàn)過程中是否引入新的雜質(zhì),雜質(zhì)或過量試劑是否除掉等?？键c(diǎn)二

實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)高頻考向探究例1

[·眉山]有三瓶失去標(biāo)簽的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%、10%、5%的鹽酸。選擇下列儀器和藥品,設(shè)計(jì)兩種不同的方案,辨別出三瓶鹽酸。實(shí)驗(yàn)儀器:溫度計(jì)、量筒、秒表、燒杯、試管、剪刀、鑷子。藥品:鎂條。(提示:鎂條和鹽酸反應(yīng)速度很快,通過觀察放出氣泡的速率很難準(zhǔn)確判斷鹽酸濃度的大小)類型一實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)高頻考向探究(1)鎂與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

(2)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是控制三個(gè)變量:①在相同的環(huán)境溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。②取相同質(zhì)量的鎂條。③取

。

(3)你的方案:方案一:測(cè)定

。

方案二:測(cè)定

。

高頻考向探究[解析]根據(jù)金屬和酸反應(yīng)放熱、酸濃度高則反應(yīng)速率快分析。(1)鎂和鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和氫氣。(2)生成氫氣的多少與鎂的質(zhì)量、酸的質(zhì)量有關(guān),生成氫氣速率的大小與溶液的濃度、溶液的溫度有關(guān),故實(shí)驗(yàn)中鹽酸的體積也要相同。(3)設(shè)計(jì)方案時(shí)要注意控制變量。方案一:溶液的溫度、鎂條的質(zhì)量、鹽酸體積相同的條件下,鹽酸濃度越高則反應(yīng)速率越快,故可以通過測(cè)定不同濃度的鹽酸與鎂條反應(yīng)需要的時(shí)間來判斷鹽酸濃度的大小;方案二:鎂和鹽酸反應(yīng)放熱,故可以通過測(cè)定反應(yīng)后溶液的溫度判斷鹽酸濃度的大小。高頻考向探究變式

[·綏化]一班的同學(xué)在探究金屬鎂的化學(xué)性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn),將鎂條放到盛有冷水的試管中,沒有明顯的現(xiàn)象,然后將試管放在酒精燈上加熱,發(fā)現(xiàn)試管中有氣泡產(chǎn)生。(1)小明認(rèn)為,據(jù)此現(xiàn)象可斷定加熱時(shí)鎂能和水反應(yīng),小強(qiáng)認(rèn)為小明的結(jié)論不正確,理由是

。

(2)小明向加熱的試管中滴入酚酞溶液,溶液顯紅色,證明鎂在加熱時(shí)

(填“能”或“不能”)與水發(fā)生反應(yīng)。

(3)小明將加熱后的試管放置在空氣中一段時(shí)間后,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)溶液中的紅色消失了。在確定酚酞溶液沒有變質(zhì)的情況下,請(qǐng)你根據(jù)初中所學(xué)化學(xué)知識(shí),對(duì)溶液中紅色消失的原因作出合理猜想。猜想一:

;

猜想二:

。

請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,對(duì)其中一種猜想進(jìn)行驗(yàn)證:

(只答出實(shí)驗(yàn)方案,不需要回答現(xiàn)象和結(jié)論)。加熱水時(shí),也會(huì)產(chǎn)生氣泡能氫氧化鎂分解生成了其他物質(zhì)溫度降低時(shí)氫氧化鎂從水中析出取兩支試管,分別加入相同體積的冷水和熱水,再分別加入相等質(zhì)量的氫氧化鎂固體,然后分別滴加酚酞溶液,觀察現(xiàn)象高頻考向探究類型二實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)

例2[·福建]下列實(shí)驗(yàn)方案能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?

)選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)方案A檢驗(yàn)?zāi)彻腆w為碳酸鹽取樣,滴加鹽酸,觀察是否有氣泡B證明二氧化碳能與水反應(yīng)將二氧化碳通入滴有酚酞溶液的水中C檢驗(yàn)氧氣已收集滿將帶火星的木條伸入集氣瓶中D證明蠟燭中含有碳元素將內(nèi)壁蘸有澄清石灰水的燒杯罩在蠟燭火焰上方高頻考向探究答案D[解析]活潑金屬與稀鹽酸反應(yīng)也產(chǎn)生氣泡,故A錯(cuò)誤;二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸,碳酸不能使酚酞溶液變色,故B錯(cuò)誤;檢驗(yàn)氧氣已收集滿,不能把帶火星的木條伸入瓶中,應(yīng)伸到瓶口,故C錯(cuò)誤;將內(nèi)壁蘸有澄清石灰水的燒杯罩在蠟燭火焰上方,若石灰水變渾濁,說明蠟燭燃燒產(chǎn)生了二氧化碳,根據(jù)質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變,從而證明蠟燭中含有碳元素,故D正確。高頻考向探究變式1[·三明二檢]設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn),控制變量是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法,下列對(duì)比實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到目的的是(

)

選項(xiàng)AB實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄客N物質(zhì)在不同溶劑中的溶解性探究氧氣是燃燒的條件之一選項(xiàng)CD實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄慷趸i的催化作用探究CO2的密度和石蕊花變紅的原因B高頻考向探究變式2[·長沙]為了將混有硫酸鉀、氯化鈣、碳酸氫銨(不穩(wěn)定,受熱易分解生成氨氣、二氧化碳和水)的氯化鉀提純,并制得純凈的氯化鉀溶液,某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)流程如下:(1)步驟①中除去碳酸氫銨的方法是

。

(2)步驟④中加過量碳酸鉀溶液的目的是

。

(3)此設(shè)計(jì)方案是否嚴(yán)謹(jǐn)?并說明理由:

。

圖15-1高頻考向探究答案(1)加熱(2)除去溶液中的氯化鈣和步驟③中加入的過量氯化鋇(3)不嚴(yán)謹(jǐn),步驟④加入了過量的K2CO3溶液,最終濾液中含有雜質(zhì)碳酸鉀

[解析](1)由題干信息可知,碳酸氫銨受熱易分解成氨氣、二氧化