[中考理化生]專題七-簡單實驗方案的設(shè)計與評價

1、滬教版中考化學(xué)專題復(fù)習(xí) 專題七 簡單實驗方案的設(shè)計與評價歸納整理通過實驗活動，探討研究并解決科學(xué)研究、生產(chǎn)、生活、環(huán)境保護中面臨的一些問題是化學(xué)學(xué)科永恒的主題。在學(xué)習(xí)中，要求同學(xué)們能根據(jù)實際情況提出問題、設(shè)計實驗研究問題、解決問題，在實踐活動中穩(wěn)固知識、提高認(rèn)識、增強能力。1實驗方案的設(shè)計實驗設(shè)計考查的開展方向是以化學(xué)實驗為根底，聯(lián)系科學(xué)研究、生產(chǎn)、生活、環(huán)境保護的實際去發(fā)現(xiàn)并提出問題、設(shè)計實驗去探討和解決實際問題并得出科學(xué)的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論，它包括物質(zhì)的制備、物質(zhì)的鑒別、物質(zhì)的別離、物質(zhì)的組成分析、氣體的凈化與轉(zhuǎn)化等的實驗方案的設(shè)計。設(shè)計實驗方案的試題大多思考性、綜合性較強，解答時必須聯(lián)系自己掌握

2、的根底知識和技能，在進行適當(dāng)?shù)念惐取⑦w移、重組后從條件出發(fā)，找到解決問題的突破口，設(shè)計出合理的實驗步驟。2實驗方案的評價實驗方案的評價包括實驗原理及方案的評價、實驗裝置的評價、實驗操作的評價、實驗現(xiàn)象的描述與結(jié)論分析的評價等。進行評價時一般從這幾個方面入手：理論上是否正確、操作上是否簡便、會不會造成環(huán)境的污染、所需藥品或原料的來源是否豐富、實驗方案是否平安等等。實驗評價的考查范圍包括對課本中重要的化學(xué)實驗方案的評價，對為解決科學(xué)研究、生產(chǎn)、生活、環(huán)境保護中所出現(xiàn)的實際問題所設(shè)計出的實驗方案的評價。問題探究問題1某工廠的廢水只含硫酸鎂和少量硫酸，課外活動小組以此作為課題，探討如何從中回收純潔的硫

3、酸鎂固體。他們設(shè)計了兩種不同的方案，請你參加討論： (1)方案一，選用鎂粉為試劑。 往廢水中逐次參加鎂粉，當(dāng)觀察到 時，說明參加鎂粉的量已經(jīng)足夠。此過程發(fā)生反響的化學(xué)方程式是 ； 接下來的操作方法依次是 和 ；(2)方案二，選用氫氧化鈉溶液為試劑。 向廢水中逐滴參加氫氧化鈉溶液，當(dāng) 時，停止滴入氫氧化鈉溶液。此過程發(fā)生反響的化學(xué)方程式是 ； 為了得到純潔的硫酸鎂溶液，接著應(yīng)進行的實驗操作是(請簡要寫出操作過程) ； ，得到硫酸鎂固體。(3)比擬兩個方案，假設(shè)實驗中都沒有損耗，那么，最后得到的硫酸鎂固體的質(zhì)量是否相同? ，原因是 。(4)請你繼續(xù)探究，設(shè)計新的方案(使用的試劑必須是與鎂粉和氫氧化

4、鈉屬不同類別)：你選用的一種試劑是(寫化學(xué)式) ；該試劑發(fā)生反響的化學(xué)方程式是 。分析 此題較為綜合，即考查了根本的化學(xué)反響，又考查了實驗操作，還考查了新的實驗方案的設(shè)計。此題能表達同學(xué)們綜合應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力，為同學(xué)們今后設(shè)計實驗方案奠定根底。請同學(xué)們對從硫酸鎂和少量硫酸的混合溶液中回收純潔的硫酸鎂固體的實驗方案進行討論，需要同學(xué)們熟悉有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)、實驗現(xiàn)象和相關(guān)的實驗操作。答案(1)鎂粉有剩余，溶液中不再有氣泡產(chǎn)生 Mg+H2SO4=MgSO4+H2過濾，蒸發(fā) (2)不再生成沉淀 H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2+Na2S

5、O4過濾，取出沉淀，參加稀硫酸，至沉淀恰好完全溶解 (3)不同，方案一中參加鎂粉，增加了硫酸鎂的質(zhì)量 (4)MgO，Mg0+H2SO4=MgSO4+H2O(還可能有其它合理答案)。問題2某?；瘜W(xué)課外興趣小組的同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)課上展示了一套如右圖所示的實驗裝置假設(shè)每步化學(xué)反響都完全，氧化鐵樣品中的雜質(zhì)不參加反響。查閱資料：草酸在濃硫酸存在時加熱發(fā)生如下反響：H2C2O4 CO+CO2+H2O通過討論，同學(xué)們對這套裝置有了多種認(rèn)識。1第一小組同學(xué)說：從實驗平安和實驗操作程序看,首先要檢查裝置的氣密性,實驗開始先加熱_填A(yù)或D處，實驗結(jié)束時，應(yīng)_填先或后停止D處的加熱；從環(huán)保的角度講，在E裝置后還應(yīng)

6、對尾氣進行處理，其方法是： 。2第二小組的同學(xué)說：用該實驗裝置可以檢驗一氧化碳與氧化鐵反響的產(chǎn)物，其中B裝置的作用_ ；E裝置的作用_ ；一氧化碳與氧化鐵反響的化學(xué)方程式為 _ _ _。3第三小組的同學(xué)說：利用這套裝置還可以測定氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。他們的測定方法是：稱量氧化鐵樣品的質(zhì)量10.0 g，樣品與玻璃管的總質(zhì)量為60.0 g,完全反響并冷卻后再稱量玻璃管與剩余固體的總質(zhì)量為57.6 g。計算實驗測得氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。4第四小組同學(xué)說：利用這套裝置還有另外測定樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的方法：先稱量氧化鐵樣品的質(zhì)量,再分別稱量E裝置在反響前后的總質(zhì)量，即可計算求得樣

7、品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。但按此方法實際實驗測定結(jié)果卻偏大，分析造成偏大的原因可能是 。分析此題較好的表達了“理在書中，題在書外，掌握好書本知識是解題的根底；利用化學(xué)計算的某些原理對實驗中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)進行處理是該題提出的能力要求；能否根據(jù)實驗的具體情景對某些問題作出正確的分析表達了同學(xué)們思維的境界。此題1、2兩問的思維原點為課本中重點出現(xiàn)的“一氧化碳復(fù)原氧化鐵這一重要的化學(xué)實驗；解答第3問，須運用“反響前固體的質(zhì)量之差=參加反響的氧化鐵中氧元素的質(zhì)量；解答第4問需要考慮裝置E和空氣相連通這一具體的實驗情景。答案1A 、先 、點燃或用氣球收集 2除去CO2；檢驗CO與Fe2O3反響生成的二氧化碳；3C

8、O+Fe2O32Fe+3CO2 380 4原裝置中空氣含有的二氧化碳被E裝置吸收問題3請完成以下探究過程：問題：如何鑒定孔雀石Cu2(OH)2 CO3加熱分解的產(chǎn)物?假設(shè)：假設(shè)孔雀石加熱分解的產(chǎn)物是H2O、CO2和CuO。設(shè)計實驗：實驗：按右圖進行實驗，證明分解產(chǎn)物中有H2O和CO2 。該裝置的連接順序是：a接 ， 接 ；按此順序連接的理由是： 。實驗：請你設(shè)計實驗，證明孔雀石完全分解后，試管中剩余的黑色固體是CuO(用圖示或文字說明均可)： ?，F(xiàn)象和結(jié)論：實驗中：U形管中的無水硫酸銅變成藍色，證明產(chǎn)物中有 ；證明產(chǎn)物中有CO2的現(xiàn)象是 。實驗中(你設(shè)計的)：因為有 現(xiàn)象，所以黑色固體中有銅元

9、素；因為有 現(xiàn)象，所以黑色固體中有氧元素；由此可得到結(jié)論：產(chǎn)物中有CuO。 分析熟悉各套裝置的功能、知道混合氣體中各種成分檢驗的方法及實驗的先后順序、靈活運用有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解答此類問題所必須具備的根底或能力。要對混合氣體中的各種成分進行檢驗須遵循“先驗水，后驗其它的原那么，其中檢驗水用無水硫酸銅，檢驗二氧化碳用澄清石灰水。答案設(shè)計實驗：d e b (或e，d，b) 必須先通過無水硫酸銅檢驗水蒸氣，否那么，因澄清石灰水中水的揮發(fā)或冷凝作用而干擾原產(chǎn)物中水蒸氣的檢出；氣體通過澄清石灰水時須遵循長進短出的原那么。 待反響后的試管冷卻，拔下橡皮塞，用一根長導(dǎo)管向黑色固體通氫氣，一會兒，加熱試管，當(dāng)看

10、到黑色固體變紅，試管口有水珠時，停止加熱，冷卻，停止通入氫氣(本問題是開放的：用圖示、或其他合理解答均可) 現(xiàn)象和結(jié)論：H2O(水) 澄清石灰水變渾濁 試管中黑色固體變紅色 試管口有水珠出現(xiàn) (解答要與設(shè)計實驗相匹配)學(xué)以致用1將一塊光亮的純銅片放在酒精燈火焰上灼燒，外表變黑。對黑色物質(zhì)的來源，提出你的二個預(yù)測假設(shè)，并設(shè)計一個或幾個實驗來證明你預(yù)測的正確性。預(yù)測序號實驗步驟和方法現(xiàn)象和結(jié)論預(yù)測1：可能來源于 預(yù)測2：可能來源于 2用珍珠主要成分CaCO3加工成的“珍珠粉是一種名貴中藥材、保健品，可近年來市場上出現(xiàn)了一些假冒的“珍珠粉，僅用肉眼觀察難辨真假。為了向消費者提供鑒別方法，須找出真假“

11、珍珠粉理化性質(zhì)上的差異。工商局提供了真、假“珍珠粉樣品，請你展開探究：只要寫出猜測、方案，不需要說出方案實施的具體結(jié)果猜測一： 真、假“珍珠粉的氣味可能不同 。方案一： 取樣，分別聞一聞它們的氣味，分辨氣味有無差異 。猜測二： 。方案二： 。猜測三： 。方案三： 。3實驗室可以選用以下圖所示的裝置，制取二氧化碳氣體(混有氯化氫、水蒸氣)和進行有關(guān)實驗，答復(fù)以下問題：(1)寫出制取二氧化碳反響的化學(xué)方程式 ；(2)如果要證明制得的氣體中混有氯化氫氣體，應(yīng)把A裝置與E裝置連接，E裝置中觀察到的現(xiàn)象是 ，寫出有關(guān)反響的化學(xué)方程式： ；(3)如果要驗證制得的氣體是二氧化碳，除A裝置外，還應(yīng)選用上述裝置

12、中的 (填裝置序號，下同)。(4)如果要收集一瓶純潔、枯燥的二氧化碳氣體，請從上述各裝置中選擇適當(dāng)?shù)难b置進行連接，連接順序是 ，其中B裝置中濃硫酸的作用是 。4為驗證Fe、Ag、CU的活動性順序，小紅同學(xué)用了三種試劑其中只有一種鹽溶液進行實驗，小朗同學(xué)用了與小紅完全不同的三種試劑其中有兩種鹽溶液進行實驗，她們都取得了相同的實驗結(jié)果。請寫出兩位同學(xué)在實驗中所用的試劑的化學(xué)式：1小紅同學(xué) ；2小朗同學(xué) 。 5課堂上同學(xué)們利用甲圖裝置做過氧化氫分解實驗時，帶火星的木條很難復(fù)燃，于是老師加了一個u形管，如乙圖，帶火星的木條較易復(fù)燃。請答復(fù)：1寫出實驗室制取氧氣的化學(xué)方程式：_。2改用乙裝置后能使帶火星的木條復(fù)燃的原因：_。3根據(jù)(2)中推測的原因，請你設(shè)計一個新的改良裝置可用圖示或用文字表達改良要點。6我國青海湖地區(qū)素有“夏天曬鹽，冬天撈堿之說，其中撈出的堿主要是碳酸鈉和少量氯化鈉的混合物。小王同學(xué)以撈出的堿作為樣品，并用以下一套裝置對樣品進行分析，根據(jù)量筒中收集到的液體的體積相當(dāng)于二氧化碳的體積來計算樣品中碳酸鈉的含量。：HCl+Na