安徽省中考化學一輪復習 第一部分 考點知識梳理 模塊五 科學探究 專題三 實驗方案的設計和評價課件.ppt

專題三實驗方案的設計和評價 知識網(wǎng)絡 考點掃描 知識網(wǎng)絡 考點掃描 考點1科學探究安徽省中考化學試題中有關實驗方案的設計和評價主要以科學探究題的形式出現(xiàn) 試題往往以化學實驗為基礎 聯(lián)系生產(chǎn) 生活等領域 引導學生利用所學知識去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題 科學探究的一般步驟 1 發(fā)現(xiàn)問題 2 提出猜想 假設 3 制訂計劃 4 進行實驗 5 搜集證據(jù) 6 解釋與結論 7 反思與評價 8 表達與交流 遷移與知識的拓展 作為探究題 一般并不需要完全具備以上八個步驟 常因題目的需要而選擇其中重要的步驟呈現(xiàn) 知識網(wǎng)絡 考點掃描 解答科學探究題的注意事項 1 不要答非所問 一般而言 最終的結論與開始的猜想與假設有一致性 至少也應有一定的關系 2 注意猜想或假設的合理性 雖然猜想和假設有很多可能 但是所給的猜想與假設不能脫離題目給出的條件 否則就是無源之水 3 正確選擇實驗用品 首先弄清實驗原理 設計實驗方案需緊扣假設 正確選擇儀器和藥品 4 答題的發(fā)散性 探究性試題往往在假設的提出 方案的設計等方面的答案并非唯一 所以 學生可從最熟悉 最符合題意的答案入手 從而有效防止錯誤的發(fā)生 知識網(wǎng)絡 考點掃描 典例1 2017 安徽 某興趣小組用圖1裝置進行實驗時發(fā)現(xiàn) 燒杯中飽和石灰水先變渾濁 后逐漸澄清 1 寫出甲裝置中發(fā)生反應的化學方程式 石灰水 變渾濁 是因為生成了 填化學式 2 為探究 飽和石灰水渾濁后變澄清的原因 該小組同學開展了如下活動 知識網(wǎng)絡 考點掃描 查閱文獻 碳酸鈣 碳酸鈉等 與二氧化碳 水反應生成可溶于水的碳酸氫鈣 碳酸氫鈉等 提出假設 假設1 揮發(fā)出的hcl使渾濁變澄清 假設2 設計實驗 為除去co2中的hcl 小華在圖1中甲 乙裝置之間增加圖2裝置 裝置的連接順序是甲 乙 填字母序號 其中盛放的試劑合理的是 填選項序號 a 濃硫酸b naoh溶液c 飽和na2co3溶液d 飽和nahco3溶液 知識網(wǎng)絡 考點掃描 實驗現(xiàn)象 飽和石灰水渾濁后 繼續(xù)通入足量co2 沉淀部分溶解但最終并未完全澄清 得出結論 由以上探究可得出的結論是 注意 若答對第 3 小題獎勵4分 化學試卷總分不超過60分 3 該興趣小組在老師指導下 用ph傳感器測得圖1燒杯中溶液的ph隨通入氣體時間的變化曲線如圖3 ab段ph幾乎不變的原因可能是 d點所得澄清溶液的成分除h2o外還有 bc段發(fā)生反應的化學方程式主要有 知識網(wǎng)絡 考點掃描 解析 1 甲裝置中石灰石的主要成分碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣 水和二氧化碳 反應的化學方程式為caco3 2hclcacl2 h2o co2 二氧化碳能與石灰水中的氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水 故石灰水 變渾濁 是因為生成了碳酸鈣 caco3 2 提出假設 由題給信息可知 飽和石灰水渾濁后變澄清的原因也可能是產(chǎn)生的co2使渾濁變澄清 設計實驗 題圖2裝置用于洗氣時 應 長進短出 故裝置的連接順序是甲 b a 乙 濃硫酸與hcl不反應 naoh和na2co3不僅與hcl反應 還會與co2反應 飽和nahco3溶液與co2不反應 與hcl反應生成nacl h2o和co2 故盛放的試劑合理的是飽和nahco3溶液 得出結論 由于飽和石灰水渾濁后 繼續(xù)通入足量co2 沉淀部分溶解但最終并未完全澄清 故co2只能使飽和石灰水生成的沉淀部分溶解 不能最終使其變澄清 由此可知 揮發(fā)出的hcl能使飽和石灰水產(chǎn)生的渾濁最終變澄清 知識網(wǎng)絡 考點掃描 3 剛開始排出的氣體是空氣 對飽和石灰水的ph無影響 故ab段ph幾乎不變 d點溶液顯酸性 所得澄清溶液的成分除h2o外 還有氯化氫氣體溶于水生成的鹽酸以及鹽酸與ca oh 2 caco3反應生成的cacl2 bc段發(fā)生化學反應使溶液接近中性 反應的化學方程式主要有co2 ca oh 2caco3 h2o ca oh 2 2hclcacl2 2h2o 答案 1 caco3 2hclcacl2 h2o co2 caco3 2 提出假設 產(chǎn)生的co2使渾濁變澄清 或hcl和co2共同作用使渾濁變澄清 設計實驗 bad 得出結論 揮發(fā)出的hcl使飽和石灰水產(chǎn)生的渾濁最終變澄清 co2只能使飽和石灰水生成的沉淀部分溶解 不能最終使其變澄清 合理即可 3 先排出的是裝置內的空氣 不會使溶液的ph明顯變化 合理即可 cacl2和hcl 或ca2 h 和cl co2 ca oh 2caco3 h2o ca oh 2 2hclcacl2 2h2o 知識網(wǎng)絡 考點掃描 針對訓練1 2017 合肥廬陽區(qū)二模 鎂與nh4cl溶液反應時不僅生成一種鹽 還有氣泡產(chǎn)生 為確定氣體的成分 某化學興趣小組的同學進行下列實驗探究 提出問題 鎂能與nh4cl溶液反應生成何種氣體 猜想與假設 小華說 生成的氣體可能是hcl nh3 h2中的一種或幾種 1 小華提出上述猜想的理論依據(jù)是化學反應前后元素的種類不變 或質量守恒定律 進行實驗 修正后該小組同學認為該氣體中可能含有nh3和h2或nh3 他們設計如下裝置進行實驗 知識網(wǎng)絡 考點掃描 現(xiàn)象與結論 2 a中觀察到酚酞的水溶液變紅 證明生成的氣體中含有nh3 b裝置中濃硫酸的作用 干燥氣體 吸收nh3 c中有肥皂泡飄到空中 用燃著的木條靠近肥皂泡 有爆鳴聲 說明生成的氣體中還含有氫氣 實驗反思 3 寫出mg與nh4cl溶液反應的化學方程式 mg 2nh4clmgcl2 2nh3 h2 4 氨氣極易溶于水 上述實驗中有氨氣逸出的原因可能是反應放熱 溫度升高 使氨氣在水中的溶解度減小 或反應生成氣體的速率太快 無法完全溶解 合理即可 知識網(wǎng)絡 考點掃描 考點2實驗方案的設計該考點是安徽省中考的高頻考點 也是中考的難點 主要考查實驗方案設計的內容 原則和思路 1 實驗方案的設計原則 1 科學性 實驗原理 實驗操作程序和方法正確 2 可行性 切實可行 所選用的藥品 儀器 設備和方法等在中學現(xiàn)有的實驗條件下能夠得到滿足 3 安全性 設計實驗時 應盡量避免使用有毒的藥品和進行有一定危險性的實驗操作 4 簡約性 要盡可能簡單易行 應選用簡單的實驗裝置 用較少的實驗步驟和實驗用品 在短時間內完成實驗 5 創(chuàng)造性 有創(chuàng)新意識 知識網(wǎng)絡 考點掃描 2 實驗方案的內容 1 一個比較完整的化學實驗方案 一般包括以下幾個內容 實驗目的 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)象及結論 反思與交流 2 對于給出實驗目的 要求設計實驗方案的試題一般可以按以下思維程序進行 根據(jù)實驗目的 確定實驗原理 或假設 根據(jù)實驗原理 或假設 選擇需要的儀器和藥品 或實驗裝置圖 寫出實驗操作步驟及注意事項 記錄實驗現(xiàn)象 分析實驗結果 得出正確結論 3 實驗設計要科學合理 安全可靠 操作簡便 現(xiàn)象明顯 結論可信 綠色環(huán)保 知識網(wǎng)絡 考點掃描 3 實驗方案的設計思路 1 設計實驗方案時要有完整的步驟和清晰的思路 2 設計實驗時要考慮對照性原則和控制變量原則 知識網(wǎng)絡 考點掃描 典例2 2017 內蒙古赤峰 下列探究實驗不能達到目的的是 知識網(wǎng)絡 考點掃描 解析 a項 鐵絲表面附著一層紅色固體 說明鐵比銅活潑 銀絲表面無明顯現(xiàn)象 說明銅比銀活潑 由此可知金屬活動性順序 fe cu ag 正確 b項 該實驗中有兩個變量 水的溫度和硝酸鉀的狀態(tài) 故無法探究影響物質溶解速率的因素 錯誤 c項 銅片上的白磷燃燒 水中的白磷不燃燒 說明燃燒需要氧氣參加 銅片上的白磷燃燒 紅磷不燃燒 說明燃燒需要溫度達到可燃物的著火點 正確 d項 將3個試管依次編號為 對比可得出鐵生銹需要與氧氣接觸 對比可得出鐵生銹需要與水接觸 正確 答案 b 知識網(wǎng)絡 考點掃描 針對訓練2 如圖所示的實驗設計能實現(xiàn)其對應實驗目的的是 b 知識網(wǎng)絡 考點掃描 解析 a項 應運用控制變量法設計對比實驗 即h2o2溶液的濃度和體積應保持相同 cuso4 fecl2的量也應保持相同 根據(jù)題圖無法得出cuso4 fecl2的量是否相同 錯誤 c項 反應有氣體生成 且該反應在敞口容器中進行 故生成的氣體會逸出 反應后燒杯內物質的總質量會減少 故無法驗證質量守恒定律 錯誤 d項 塑料瓶變癟也可能是二氧化碳溶于水導致的 錯誤 知識網(wǎng)絡 考點掃描 考點3實驗方案的評價該考點是安徽省中考的重點 通常結合實驗方案及實驗現(xiàn)象和結論 要求考生從實驗的合理性 可行性和安全性等角度評價實驗方案并改進實驗方案 1 實驗方案的評價原則 1 可行性 原理是否正確 可行 操作是否安全 合理 步驟是否簡單 方便 現(xiàn)象是否明顯等 2 綠色化 原料是否易得 安全 無毒 反應速率是否較快 原料利用率 產(chǎn)物產(chǎn)率是否較高 反應過程中是否有環(huán)境污染物產(chǎn)生 3 安全性 防倒吸 防爆炸 防氧化 防吸水 防揮發(fā)等 知識網(wǎng)絡 考點掃描 2 實驗方案的設計和評價思路 1 根據(jù)實驗目的 闡明實驗原理 選擇合適的儀器和藥品 2 根據(jù)實驗特點 設計實驗裝置 3 根據(jù)實驗要求 設計可行的操作步驟 分析實驗中的注意事項 4 通過對比和歸納 選出最佳方案 5 實驗結束后寫出完整的實驗報告 3 復習時可依據(jù)以下思路 在理解的前提下加以掌握 知識網(wǎng)絡 考點掃描 1 實驗方案的評價不是簡單的 對 錯 而是分析實驗方案是否合理 是否符合化學原理等 2 綠色化學是化學學科發(fā)展的目標之一 一些實驗的可行性不是只要能夠出現(xiàn)實驗現(xiàn)象即可 還要注意環(huán)保方面的問題 知識網(wǎng)絡 考點掃描 典例3 2016 安徽 氨水和鹽酸是常見的化學試劑 可將氨氣 nh3 氯化氫氣體分別溶于水制得 1 工業(yè)上利用氮氣和氫氣反應制氨氣 反應的化學方程式為 不要求注明條件 2 小華為探究氨氣溶于水是否發(fā)生化學反應 設計并完成如下實驗 填寫表中空白 知識網(wǎng)絡 考點掃描 3 小明將滴有酚酞的稀氨水加熱 觀察到溶液紅色變淺 原因可能是 4 小芳將滴有石蕊的稀鹽酸加熱 溶液顏色無明顯變化 為進一步研究 取稀鹽酸分成2份 未經(jīng)加熱 加熱煮沸一段時間后冷卻 分別中和等量的氫氧化鈉 消耗二者的質量 則稀鹽酸經(jīng)加熱煮沸后濃度 填 增大 減小 或 不變 注意 若答對第 5 小題獎勵4分 化學試卷總分不超過60分 5 為除去氯化鈉溶液中的碳酸鈉 小林設計了如下方案 你認為上述方案 填 合理 或 不合理 請分析 若合理 說明原因 若不合理 說明原因并設計改進方案 知識網(wǎng)絡 考點掃描 解析 1 氫氣和氮氣在一定條件下反應生成氨氣 反應的化學方程式為n2 3h22nh3 2 氨水呈堿性 能使酚酞溶液變紅 而氨水由氨氣溶于水制得 由此可說明氨氣溶于水發(fā)生了化學反應 3 溶液紅色變淺的原因可能是氨水不穩(wěn)定 受熱易分解 隨溫度升高 氨氣溶解度減小 部分氨氣逸出 導致氨水濃度降低 4 根據(jù)題意 中和等量的氫氧化鈉 消耗鹽酸的質量 可知 的鹽酸濃度小于 由此可知稀鹽酸經(jīng)加熱煮沸后濃度增大 答案 1 n2 3h22nh3 2 向上述集氣瓶中濾紙上滴入少量水 濾紙變紅 說明二者發(fā)生了反應 3 氨水受熱分解 隨溫度升高 氨氣溶解度減小 導致氨水濃度降低 合理即可 4 增大 5 不合理根據(jù)上述實驗 加熱煮沸無法除去溶液a中混有的過量hcl 改進方案 向含碳酸鈉的氯化鈉溶液中邊逐滴加鹽酸 邊測定溶液的ph 至溶液呈中性即可 合理即可 知識網(wǎng)絡 考點掃描 針對訓練3 2017 黑龍江龍東地區(qū) 小維與家人聚餐時 對火鍋燃料 固體酒精 產(chǎn)生了好奇 于是他與同學對其成分進行如下探究 查閱資料 1 該固體酒精是用酒精 氯化鈣和氫氧化鈉按一定的質量比混合制成的 2 氯化鈣 氯化鋇溶液均呈中性 知識網(wǎng)絡 考點掃描 提出問題 1 酒精中是否含有碳元素 2 固體酒精中氫氧化鈉是否變質 作出猜想 猜想一 酒精中含有碳元素 猜想二 固體酒精中氫氧化鈉已變質 實驗探究 1 按如圖1所示裝置進行實驗 發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾濁 據(jù)此可得出酒精中含有碳元素的結論 2 取少量固體酒精于燒杯中 加足量的水充分溶解后靜置 發(fā)現(xiàn)杯底出現(xiàn)白色沉淀 取沉淀于試管中 加入稀鹽酸 固體溶解并有氣泡產(chǎn)生 生成氣體的化學方程式為caco3 2hclcacl2 h2o co2 實驗結論 1 酒精中含有碳元素 2 固體酒精中氫氧化鈉已經(jīng)變質