初中化學(xué)實驗方案設(shè)計與評價

初中化學(xué)實驗方案設(shè)計與評價第1頁/共31頁學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、通過分析實驗現(xiàn)象和結(jié)論是否正確、實驗方案是否合理，培養(yǎng)自己分析評價能力和實踐能力。2、依據(jù)實驗要求和條件，設(shè)計物質(zhì)制備、性質(zhì)、檢驗等方面的實驗，培養(yǎng)自己綜合實驗?zāi)芰陀没瘜W(xué)知識解決實際問題的能力。第2頁/共31頁必須掌握的背景知識1、離子的檢驗（H+，OH-，CO32-，NH4+等）2、物質(zhì)的檢驗（H2O，CO2，O2，CO，葡萄糖，淀粉等）3、物質(zhì)的提純凈化方法（除雜）4、氣體制備方法（制取裝置和收集裝置的選擇）5、實驗誤差原因分析第3頁/共31頁實驗設(shè)計的原則：1、科學(xué)性——原理正確、目的明確2、可操作性——器材選取、操作實施有可操作4、安全性——藥品安全無毒，避免爆炸，污染環(huán)境3、簡約性——原料獲得方便、低廉，實驗裝置簡單，步驟簡單合理第4頁/共31頁實驗方案評價原則：1、理論正確2、操作可行4、推理嚴(yán)密3、經(jīng)濟(jì)合理5、保護(hù)環(huán)境第5頁/共31頁例題1：

某同學(xué)用下圖所示裝置來制取并收集氫氣，你認(rèn)為哪一個更合理？為什么？

一.簡單實驗（探究）方案設(shè)計與評價

①②實驗時又該如何操作?第6頁/共31頁例題2：某學(xué)生用下圖裝置制取氫氣，則:①產(chǎn)生的氫氣中可能混有什么雜質(zhì)？怎樣證明存在這些雜質(zhì)呢？第7頁/共31頁證明H2中混有H2O（氣）、HCl第8頁/共31頁例題3：

小玲猜想一瓶久置于空氣中的氫氧化鈉溶液中含有碳酸鈉,他用以下物質(zhì)進(jìn)行試驗對此猜想不能提供有力證據(jù)的是()A.滴加澄清石灰水B.滴加稀鹽酸

C.滴加氯化鋇溶液D.滴加酚酞試液

評析:A不選,是否生成CaCO3可證明

B不選,是否生成氣體可證明

C不選,是否生成BaCO3可證明

選D,NaOH,Na2CO3水溶液都是堿性,加酚酞沒效果D第9頁/共31頁例題4：圖9是某興趣小組設(shè)計的四個實驗裝置,其中實驗合理且能夠成功的是()CA．稀釋濃硫酸B．探究燃燒的三個條件C．測定空氣中氧氣的含量D．驗證質(zhì)量守恒定律圖9第10頁/共31頁鞏固練習(xí):1．實驗室里區(qū)分下列物質(zhì)的兩種實驗設(shè)計方案都合理的是（）ABCD區(qū)分的物質(zhì)生鐵和鋼聚乙烯和聚氯乙烯碳酸鈉和硫酸銨酒精和白醋方案一取樣，分別加入硫酸銅溶液觀察顏色取樣，溶解，再分別滴加無色酚酞溶液取樣，分別品嘗味道方案二分別用磁鐵吸引取樣，分別點燃，聞燃燒時產(chǎn)生的氣味取樣，分別加入氫氧化鈉溶液，微熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在容器口取樣，分別點燃C第11頁/共31頁2．某同學(xué)想用實驗證明FeCl3溶液顯黃色不是鹽酸根造成的，下列實驗無意義的是（）

A．觀察KCl溶液沒有顏色

B．向FeCl3溶液中滴加適量氫氧化鈉溶液，振蕩后靜置，溶液黃色消失

C．FeCl3溶液中滴加適量無色硝酸銀溶液，振蕩后靜置，溶液黃色未消失

D．加水稀釋后FeCl3溶液黃色變淺3．下列裝置能達(dá)到對應(yīng)實驗?zāi)康牡氖牵ǎ〥C第12頁/共31頁4.除去下列物質(zhì)中所含少量雜質(zhì)的方法正確的是（）物質(zhì)雜質(zhì)除雜試劑提純方法ACO2COO2點燃BKClMnO2水溶解、過濾、蒸發(fā)CH2ONaNO2活性炭吸附、過濾DNa2CO3Na2SO4BaCl2溶解、過濾、洗滌

B第13頁/共31頁例題1二、較復(fù)雜實驗（探究）方案的設(shè)計與評價

小明同學(xué)在食品包裝袋內(nèi)，發(fā)現(xiàn)有一個小紙袋，上面寫著“生石灰干燥劑，請勿食用”。他隨手將小紙袋拿出來放在桌面上，經(jīng)過一段較長時間后發(fā)現(xiàn)紙袋內(nèi)的白色顆粒粘在一起成為塊狀固體M。請你與他一起對塊狀固體M進(jìn)行探究?！咎骄咳蝿?wù)】（1）探究固體M是否失效；（2）探究固體M中是否含有氫氧化鈣。第14頁/共31頁【探究方案】【反思拓展】（1）你認(rèn)為“探究二”是否嚴(yán)密

，其原因是

；（2）你認(rèn)為固體M中除含有氫氧化鈣外，還可能含有

，請你設(shè)計實驗是否含有該物質(zhì)

。問題與猜想實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論探究一：固體M是否失效取適量固體M，加入盛有水的燒杯中，用溫度計測量加入前后的溫度溫度沒有明顯變化

探究二：固體M中是否含有氫氧化鈣將上述燒杯內(nèi)的液體充分?jǐn)嚢?、靜置，取上層清液，加入無色酚酞試液

有氫氧化鈣第15頁/共31頁

工業(yè)上制得的純堿中常含有少量的氯化鈉。某?；瘜W(xué)興趣小組想通過探究，設(shè)計一個較為完善的實驗來準(zhǔn)確測定工業(yè)純堿中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。有的同學(xué)提出以下方法：（1）甲組同學(xué)用沉淀分析法：先稱取一定量的樣品，溶解后加入足量的

溶液，然后

（填一操作名稱），將得到的沉淀洗滌干燥并稱量，最后根據(jù)沉淀的質(zhì)量求出Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。例題2第16頁/共31頁（2）乙組同學(xué)用氣體分析法：把一定量的混合物與適合的酸（如

）反應(yīng)后，通過測得的CO2的質(zhì)量來求出Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

怎樣來測定氣體的質(zhì)量呢？第17頁/共31頁氣體分析法一：有人用下圖裝置測定CO2的體積，然后根據(jù)其密度算出質(zhì)量。

用上述裝置測定的CO2氣體體積是否準(zhǔn)確？為什么？

你認(rèn)為可以怎么改進(jìn)？改進(jìn)后還有問題嗎？第18頁/共31頁氣體分析法二：

有人用右圖裝置測定CO2的質(zhì)量（堿石灰是NaOH和CaO的混合物），你認(rèn)為這個實驗裝置主要存在哪些缺陷？這些存在缺陷對實驗結(jié)果有何影響？第19頁/共31頁①產(chǎn)生的CO2氣體中會帶來H2O(氣)②空氣中的CO2、H2O(氣)也會被堿石灰吸收分析:存在問題(缺陷)對實驗的影響偏大偏大③反應(yīng)結(jié)束后，裝置中會殘留有CO2偏小你準(zhǔn)備對該裝置的怎樣改進(jìn)？第20頁/共31頁改進(jìn)方案1第21頁/共31頁改進(jìn)方案2第22頁/共31頁改進(jìn)方案3第23頁/共31頁1、牙膏是日常生活中的必需品，它通常由磨擦劑、發(fā)泡劑、粘合劑等組成。磨擦劑是牙膏的主要成分，約占牙膏質(zhì)量的一半以上。為了測定一種以碳酸鈣為磨擦劑的牙膏中碳酸鈣的含量，同學(xué)們根據(jù)碳酸鈣的性質(zhì)設(shè)計了以下三種不同的方案（除碳酸鈣外，這種牙膏中的其它物質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)生成氣體，且均溶于水）方案一：將一定量的牙膏放入水中充分?jǐn)嚢?，然后進(jìn)行

X、洗滌、干燥等操作，稱量出不溶物的質(zhì)量，再計算出碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。方案二：將一定量的牙膏與過量的鹽酸反應(yīng)，用圖1所示裝置(裝置的氣密性良好)，測量二氧化碳?xì)怏w的體積（錐形瓶中液面高度忽略不計），利用該反應(yīng)條件下二氧化碳的密度，計算二氧化碳的質(zhì)量，然后根據(jù)化學(xué)方程式求出碳酸鈣的質(zhì)量，再計算出碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。方案三：用圖2所示裝置，將一定量的牙膏與過量的鹽酸反應(yīng)，測量相關(guān)數(shù)據(jù)，推算出二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量，然后根據(jù)化學(xué)方程式求出碳酸鈣的質(zhì)量，再計算出碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。鞏固練習(xí):牙膏

水鹽酸第24頁/共31頁老師針對三種方案提供了所需的儀器用品，同學(xué)們進(jìn)行分組實驗。實驗中，同學(xué)們操作規(guī)范、計算無誤。按照要求回答下列問題：（1）方案一中操作X是_____________，按照方案一進(jìn)行同學(xué)在規(guī)定時間未來得及完成實驗，請寫出可能原因：__________________________、_________________________（任寫兩點）。（2）碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。方案二中測量結(jié)果偏低，寫出一條可能的原因：________________________________________，你的改進(jìn)方案是：___________________________。（3）方案三中測量結(jié)果偏高，原因可能是：___________________________________。第25頁/共31頁2、請你參與下列探究：【問題情景】某化學(xué)實驗小組同學(xué)將鐵粉投入硫酸銅溶液中，發(fā)現(xiàn)生成紅色固體物質(zhì)的同時有較多的氣泡放出。這一現(xiàn)象激發(fā)起同學(xué)們的探究欲望，生成的是什么氣體？【提出猜想】從物質(zhì)組成元素的角度，放出的氣體可能是SO2、O2、H2?！静殚嗁Y料】SO2易溶于水，它能與NaOH反應(yīng)，生成Na2SO3?！痉桨冈O(shè)計】依據(jù)上述猜想，實驗小組同學(xué)分別設(shè)計了如下方案：（1）甲同學(xué)認(rèn)為是O2，則檢驗方法是_____________________________________。（2）乙同學(xué)認(rèn)為是SO2，則只需將放出的氣體通入盛有NaOH溶液的洗氣瓶中，稱量通氣前后洗氣瓶的質(zhì)量。寫出SO2與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________。第26頁/共31頁NaOH溶液濃H2SO4表面含CuO的銅網(wǎng)ABa（3）實驗小組同學(xué)合作設(shè)計了如下組合實驗方案，排除和驗證猜想的氣體。如果放出的是O2和H2，你認(rèn)為方案中的安全隱患是

。丙同學(xué)認(rèn)為：為確保安全，實驗前應(yīng)先收集一試管氣體，用拇指

，若不發(fā)出________________，方可采用上面的裝置進(jìn)行實驗。【實驗探究】經(jīng)丙同學(xué)確認(rèn)安全后，小組同學(xué)首先對裝置A進(jìn)行稱量，再將收集到的氣體從a通入，過一會兒點燃B處酒精燈；一段時間后，發(fā)現(xiàn)表面含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色；停止通氣，再次稱量裝置A，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量無增減。結(jié)論：鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)時，產(chǎn)生的氣體是_______________。

第27頁/共31頁【思維拓展】（1）由上述實驗可以推出，硫酸銅溶液中可能含有____________物質(zhì)。（2）不通過稱量，如何判斷SO2與NaOH溶液發(fā)生了反應(yīng)呢？有一同學(xué)設(shè)計了右圖所示的裝置進(jìn)行實驗，發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)液面上升，就得出SO2與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的結(jié)論。其他同學(xué)認(rèn)為這一方案不嚴(yán)謹(jǐn)，理由是__________________________________。要得到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)論，仍利用該裝置，補(bǔ)做的實驗是_________