中考總復(fù)習(xí)：實驗方案的設(shè)計和評價

1、中考總復(fù)習(xí)：實驗方案的設(shè)計和評價【考綱要求】1.了解實驗設(shè)計的基本要求，了解實驗設(shè)計的幾種類型，學(xué)會實驗設(shè)計的方法和技巧。2.了解實驗設(shè)計評價的原則。3.掌握對比實驗設(shè)計和條件控制實驗設(shè)計；了解實驗設(shè)計的改進和創(chuàng)新， 【知識網(wǎng)絡(luò)】 多種儀器連接方式的設(shè)計 氣體制備方案的設(shè)計實驗設(shè)計 金屬活動性順序探究的設(shè)計混合物分離方法的設(shè)計 物質(zhì)性質(zhì)探究實驗的設(shè)計 明確目的原理 選擇儀器藥品思路方法 設(shè)計裝置步驟記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù) 分析得出結(jié)論 評價理論上是否可行 評價操作是否簡便實驗評價 評價是否安全可靠評價原料是否經(jīng)濟 評價是否給環(huán)境造成污染【考點梳理】考點一、實驗設(shè)計1.實驗設(shè)計基本要求： （1）科學(xué)性：實

2、驗原理、實驗方法和操作過程必須科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、合理。（2）安全性：實驗操作要盡量防止帶有危險性的操作，盡量避免與有毒物質(zhì)接觸。若無法避免有毒物質(zhì)，則應(yīng)采取安全措施，以防造成環(huán)境污染和人體傷害。（3）可行性：設(shè)計的實驗方案要真正切實可行，所選藥品、儀器、裝置經(jīng)濟可靠。（4）簡約性：實驗設(shè)計應(yīng)簡單易行。裝置簡單，實驗操作簡便，實驗現(xiàn)象明顯。2.實驗方案設(shè)計的幾種思路：（1）對比實驗設(shè)計：對比實驗是實驗設(shè)計的一種基本思路，有利于實驗現(xiàn)象觀察對比，有利于推理論證結(jié)論。如某學(xué)生欲探究碳酸具有酸性而二氧化碳不具有酸性，按下圖進行實驗。 （2）控制變量實驗設(shè)計：一個問題常常受多方面的因素制約，為了研究每一個因素

3、對問題的影響程度，常常采取控制變量法逐個檢驗，每一個現(xiàn)象只說明一個問題，換一個條件再檢驗。綜合各個因素對問題的影響作出綜合性的判斷。如課本上燃燒條件實驗設(shè)計和鐵的生銹條件設(shè)計都是控制變量實驗設(shè)計。（3）綜合實驗設(shè)計：設(shè)計一個實驗探究多方面的問題，如設(shè)計一個組合實驗探究某一混合氣體的成分、某一氣體的性質(zhì)和組成等。3.實驗設(shè)計題的類型：（1）單項實驗設(shè)計題：設(shè)計實驗求證某一單項問題，或求證某一規(guī)律。設(shè)計的特點是圍繞某一問題設(shè)計一個指向很單一的實驗，而且實驗通常一步到位。如證明中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)（如下圖所示）。 （2）綜合實驗設(shè)計題：設(shè)計實驗求證多個問題，其特點是多步操作、裝置復(fù)雜、現(xiàn)象多樣。常見的

4、有對某氣體從制取到組成、成分含量、性質(zhì)、尾氣處理等多項目標(biāo)進行實驗檢驗和求證。如下圖所示的裝置，將其組合起來制取氣體，驗證其性質(zhì)等。 （3）定量實驗設(shè)計：通過實驗，獲取有關(guān)數(shù)據(jù)，然后分析數(shù)據(jù)推理出結(jié)論。定量實驗設(shè)計要精密一些，要盡可能地回避一些誤差的引入。常見的定量實驗有：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。（4）開放型實驗設(shè)計：試題從提出問題、實驗的方向、儀器的選擇、裝置的設(shè)計、現(xiàn)象的觀察記錄到結(jié)論的推理完全自主完成。解答此類試題，過程要合理完整，方法簡便，現(xiàn)象敘述要準(zhǔn)確，推理要符合邏輯。【要點詮釋】1.解答實驗設(shè)計題的方法技巧：（1）解答實驗設(shè)計題首先應(yīng)

5、具備良好的實驗操作基本知識，懂得操作的一般步驟和原理，熟悉相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)、制備原理和變化規(guī)律。同時要讀懂題，明確實驗?zāi)康?，充分利用題中所給信息（如裝置、藥品、題干中描述的目的等），分析題意設(shè)計相關(guān)的猜想（假設(shè)），提出問題，設(shè)計實驗的程序，再分析現(xiàn)象得出相關(guān)的結(jié)論和啟示。（2）解答實驗題還應(yīng)具備整體、全局意識，即審題時要先統(tǒng)觀全局，逐字逐句把整個題審讀一遍再細致地讀懂每一步要求，這樣才能在答題時少丟分或不丟分。（3）實驗方案設(shè)計題的解答思路與方法 明確目的原理明確實驗的目的要求，弄清題給的新信息。 選擇儀器藥品選擇合理的化學(xué)儀器和藥品。 設(shè)計裝置步驟設(shè)計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟。 記錄現(xiàn)象

6、數(shù)據(jù)全面、及時而準(zhǔn)確地記錄實驗過程中的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象。 分析得出結(jié)論根據(jù)實驗的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過分析、計算、圖表、推理等處理，得出正確的結(jié)論。2.信息綜合實驗設(shè)計題：（1）信息實驗設(shè)計綜合題是中考中難度較大的試題，又是中考的熱點題。此類題有如下特點： 材料陌生，試題以信息的方式給出大家沒有學(xué)習(xí)過的物質(zhì)，介紹此種物質(zhì)的部分性質(zhì)； 反應(yīng)復(fù)雜，此類物質(zhì)反應(yīng)常常不符合四個基本反應(yīng)類型，可能是很復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)； 裝置復(fù)雜，實驗設(shè)計多種儀器組合，實驗多步完成； 試題較長，用實驗探究組成性質(zhì)定性定量結(jié)合。（2）解題思路： 逐字逐句審讀完整個試題，了解實驗的目的，每一步的要求； 迅速理解題給知識條件、規(guī)律

7、、方法以及與原來學(xué)習(xí)過的知識之間的相關(guān)性或相似性； 運用臨場學(xué)習(xí)的知識、方法、技能解答試題中提出的問題； 分析實驗裝置，理解實驗步驟是關(guān)鍵，要認識實驗設(shè)計中每個裝置作用，每步實驗的意圖，要能描述每步實驗的現(xiàn)象，并能理解產(chǎn)生現(xiàn)象的原因； 試題中給出的實驗數(shù)據(jù)都是為推理結(jié)論服務(wù)的，要分析數(shù)據(jù)規(guī)律，應(yīng)用數(shù)據(jù)準(zhǔn)確計算作出結(jié)論?？键c二、實驗方案評價1.實驗方案評價：以批判的思維方法對所設(shè)計的實驗方案、實驗方法、裝置設(shè)計從某角度否定，排除不合理或可行但不是最優(yōu)的方法，選擇、創(chuàng)新更好的方法。2.實驗評價的原則：（1）理論正確，設(shè)計方案一定要符合化學(xué)變化規(guī)律和實驗原理；（2）操作可行；（3）經(jīng)濟合理；（4）推

8、理嚴(yán)密；（5）保護環(huán)境。3.評價實驗方案的方法：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。進行評價時一般從以下幾個方面入手：（1）方案在理論上是否科學(xué)合理，具有嚴(yán)密性。（2）在滿足安全性的前提下，操作上是否簡單易行。（3）從經(jīng)濟角度評價，是否節(jié)約試劑、降低成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量。（4）從環(huán)境角度考慮，是否會給環(huán)境造成污染?！疽c詮釋】1.實驗方案的評價是一個深刻、復(fù)雜的思維活動，要根據(jù)嚴(yán)密性、安全性、節(jié)約性、環(huán)保性四個方面，通過分析和結(jié)合，比較和論證，才能評選出最佳方案。2.裝置設(shè)計題：主要評價裝置設(shè)計原理是否科學(xué)，實驗操作步驟是否合

9、適，儀器排列順序是否合理。3.實驗方案評價題：關(guān)鍵看實驗途徑是否合理?！镜湫屠}】類型一、考查實驗方案的設(shè)計和評價1.（2011玉溪）你認為下列的實驗方案中可行的是（）A把Mg、Zn、Cu、Ag分別插入同體積、同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸中，比較四種金屬的活潑性B加熱水的方法測定水的組成C按溶解、過濾、蒸發(fā)的操作順序分離Na2CO3和BaCO3D按方案：NaOHNaClNaNO3，制取NaNO3【思路點撥】A、根據(jù)金屬與酸反應(yīng)的現(xiàn)象判斷；B、根據(jù)水分解的條件判斷；C、根據(jù)物質(zhì)的溶解性判斷；D、根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件判斷。【答案】C【解析】A、把Mg、Zn、Cu、Ag分別插入同體積、同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸中

10、，Cu和Ag都不反應(yīng)，不能比較金屬活動性，故此選項錯誤；B、加熱水的方法只能得到水蒸氣，不能測定水的組成，故此選項錯誤；C、碳酸鈉溶于水，碳酸鋇不溶于水，按溶解、過濾、蒸發(fā)的操作順序可以分離Na2CO3和BaCO3，故此選項正確；D、根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件，氯化鈉和硝酸鉀不發(fā)生反應(yīng)，不能制備硝酸鈉，故此選項錯誤。故選C?！究偨Y(jié)升華】本題主要考查化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價方法。了解物質(zhì)的鑒別、除雜、制備的方法和技巧；根據(jù)能否達到實驗?zāi)康膩砼袛鄬嶒灧桨傅目尚行浴?.（2011宜昌）下列實驗?zāi)軌蜻_到對應(yīng)的實驗?zāi)康氖牵ǎ?選項ABCD實驗設(shè)計實驗?zāi)康尿炞C二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸確定石蠟成分中含有碳元素

11、探究可燃物燃燒需要氧氣和溫度達到著火點證明鐵生銹是水和氧氣共同作用的結(jié)果AABBCCDD【思路點撥】A、根據(jù)二氧化碳能溶于水分析；B、根據(jù)質(zhì)量守恒定律分析；C、要研究燃燒的條件，需要沒有氧氣支持的一個對比實驗；D、證明鐵生銹的條件，還缺少一個沒有水存在的對比實驗?！敬鸢浮緽【解析】A、向盛有二氧化碳的塑料瓶中倒入水，看到塑料瓶變癟，只能說明二氧化碳溶于水或與水發(fā)生反應(yīng)，不能說明二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，故A錯誤；B、石蠟不充分燃燒生成碳，根據(jù)質(zhì)量守恒定律定律，可確定石蠟中含有碳元素，故B正確；C、探究燃燒的條件，圖示現(xiàn)象只能得出燃燒需要達到著火點，不能證明燃燒是否需要氧氣，故C錯誤；D、鐵生銹

12、是鐵與水、氧氣共同作用的結(jié)果，圖示實驗不能證明鐵生銹是否與水有關(guān)，故D錯誤。故選B?！究偨Y(jié)升華】了解一些驗證實驗設(shè)計成功的關(guān)鍵因素，以及控制變量法的正確應(yīng)用是解題的關(guān)鍵。3.（2011四川）下列有關(guān)實驗操作正確的是（）A稱量氫氧化鈉固體時，將氫氧化鈉固體直接放在紙上進行稱量B蒸發(fā)食鹽水后，將蒸發(fā)皿立即直接放于實驗桌上C用10mL量筒量取7.5mL的蒸餾水D稀釋濃硫酸時將蒸餾水沿?zé)诼⑷霛饬蛩嶂?，并用玻璃棒不斷攪拌【思路點撥】A、氫氧化鈉能潮解、有腐蝕性，不能放在紙上稱量；B、蒸發(fā)皿要冷卻后再從鐵架臺上取下；C、根據(jù)要量取的液體條件選擇適合的量筒；D、濃硫酸溶于水時放出大量的熱，濃硫酸的密

13、度比水大?！敬鸢浮緾【解析】A、稱量氫氧化鈉固體時，將氫氧化鈉固體放在玻璃器皿中進行稱量，不能放在紙上，因為氫氧化鈉會潮解且有腐蝕性，此項錯誤；B、蒸發(fā)食鹽水后，將蒸發(fā)皿立即直接放于實驗桌上會燙壞實驗桌，此項錯誤；C、用10mL量筒量取7.5mL的蒸餾水，此項正確；D、稀釋濃硫酸時要將濃硫酸沿?zé)诼⑷胝麴s水中，并用玻璃棒不斷攪拌，此項錯誤。故選C?！究偨Y(jié)升華】要熟悉實驗室里的各種藥品的性質(zhì)和實驗操作，嚴(yán)格按規(guī)范的操作過程進行實驗，防止因錯誤操作而引起事故。4.（2011寧夏）下列實驗方案中，設(shè)計不合理的是（）A用二氧化錳區(qū)別水和過氧化氫溶液 B用過濾的方法將渾濁的水變?yōu)槌吻宓乃瓹用燃燒木

14、炭的方法制備純凈的二氧化碳氣體D用熟石灰鑒別氯化銨和氯化鉀【思路點撥】A、根據(jù)過氧化氫在二氧化錳作催化劑的條件下分解生成氧氣，而水無變化；B、根據(jù)過濾的原理和適用范圍判斷；C、根據(jù)木炭在氧氣的量不同時，燃燒產(chǎn)物也不同，且生成的氣體不易收集等因素判斷；D、根據(jù)堿與銨鹽反應(yīng)生成氨氣的性質(zhì)判斷?！敬鸢浮緾【解析】A、過氧化氫溶液中加入催化劑二氧化錳會迅速放出氧氣，而水不能反應(yīng)放出氧氣，所以此選項正確；B、過濾是把不溶于水的固體與液體分開的操作方法，渾濁的水中含有不溶的固體，所以此選項正確；C、木炭不充分燃燒可能生成一氧化碳，且收集二氧化碳氣體不方便，所以此選項錯誤；D、熟石灰與氯化銨混合加熱能放出刺

15、激性氣味的氨氣，與氯化鉀不反應(yīng)，可以鑒別，所以此選項正確。故選C。【總結(jié)升華】化學(xué)實驗方案的設(shè)計是素質(zhì)教育的基本要求，是考查學(xué)生能力的主要題型，同時也是實驗教學(xué)的難點。在具體實驗設(shè)計時，要充分利用教材資源，對其原理透徹理解，學(xué)會信息遷移，既要會模仿，又要注重創(chuàng)新。5.（2011江蘇）為了得到較純凈的氮氣，某同學(xué)采用燃燒法除去一瓶空氣中的氧氣，下列物質(zhì)中最適宜選用的是（）A紅磷 B硫粉C蠟燭D鐵絲【思路點撥】將空氣中氧氣除去，在除去氧氣的同時要通過體積的變化體現(xiàn)氧氣的消耗量。本實驗中選擇物質(zhì)的依據(jù)：（1）本身能夠在空氣中燃燒；（2）本身的狀態(tài)為非氣體；（3）生成的物質(zhì)為非氣態(tài)。紅磷具備了以上三點

16、特征?！敬鸢浮緼【解析】A、紅磷能在空氣中燃燒，且生成五氧化二磷固體，故此選項正確；B、硫粉能在空氣中燃燒，但是生成物二氧化硫為氣體，故此選項錯誤；C、蠟燭在空氣中能夠燃燒，但生成產(chǎn)物為二氧化碳和水，當(dāng)氧氣濃度較低時生成物為一氧化碳，故此選項錯誤；D、鐵絲在空氣中不能燃燒，故此選項錯誤。故選A?！究偨Y(jié)升華】進行物質(zhì)除雜時，可以根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)，采用物理或化學(xué)的方法除去；要求所選的除雜試劑只與雜質(zhì)反應(yīng)，不能與原有物質(zhì)反應(yīng)，且反應(yīng)后不能引入（生成）新的雜質(zhì)。舉一反三：【變式1】某同學(xué)想用pH試紙測定一些物質(zhì)的pH，下列做法能達到實驗?zāi)康牡氖牵?）A用濕潤的pH試紙測定稀硫酸的pHB用干燥的pH試紙測定二氧化碳氣體的pHC用干燥的pH試紙測定氫氧化鈉固體的pHD用干燥的pH試紙測定氫氧化鈉溶液的pH【答案】D【變式2】利用如圖所示裝置能達到相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖牵?） 【答案】C 【解析】KNO3和NaCl都溶于水，不能用過濾法分離；H2還原CuO時，應(yīng)除掉橡皮塞，導(dǎo)管接近試管底部；D裝置收集CO2氣體應(yīng)從長導(dǎo)管通入CO2。只有C正確。【變式3】下列解決問題的方法可行的是（）組別要解決的問題所用方法A除去暖水瓶中水垢加入純堿溶液B鑒別：氯酸鉀固體和氯化鉀固體加熱，檢