實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)專題教案

中小學(xué)1對(duì)1課外輔導(dǎo)家實(shí)驗(yàn)方的設(shè)計(jì)和評(píng)一實(shí)驗(yàn)方案設(shè)察內(nèi)容化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)物質(zhì)的質(zhì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)c.質(zhì)的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)測(cè)定物的組成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)物質(zhì)的分離或提純實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)f.定混合物的成分實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求（1科學(xué)性：實(shí)驗(yàn)原理、試驗(yàn)方法和操作過(guò)程必須科學(xué)（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、儀器、裝置安全可靠（3安全性：實(shí)驗(yàn)操作要盡量避免帶有危險(xiǎn)性的操作，盡量避免與有毒物質(zhì)接觸。（4簡(jiǎn)約性：實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)要求操作簡(jiǎn)便、裝置簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯解題思和方法（1明確目的原理——明確實(shí)驗(yàn)的目的，弄清題給信息（2選擇儀器藥品——選擇合理的化學(xué)儀器和藥品（3設(shè)計(jì)裝置步驟——設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)置和實(shí)驗(yàn)操作步驟（4記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)——全面、及時(shí)而又準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)（5分析得到結(jié)論——根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過(guò)分析、計(jì)算、圖表、推理等處理得出正確的結(jié)論二實(shí)驗(yàn)方案評(píng)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)包括實(shí)驗(yàn)原理及方案的評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)裝置的評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)操作的評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的述與結(jié)論分析的評(píng)價(jià)等。進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)一般從以下幾個(gè)方面入手：（1方案在理論上是否科學(xué)合理，是否具有嚴(yán)密性（2在滿足安全性的前提下，操作上是否簡(jiǎn)單易行（3從經(jīng)濟(jì)角度評(píng)價(jià)，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(huì)給環(huán)境造成污染問(wèn)探問(wèn)1某工廠的廢水只含硫酸鎂和量硫酸，課外活動(dòng)小組以此作為課題，探討如何從中回收純的硫酸鎂固體。他們?cè)O(shè)計(jì)了兩種不同的方案，請(qǐng)你參加討論：(1)方案一，選用鎂粉為試劑。①往廢水中逐次加入鎂粉，當(dāng)觀察到時(shí)，說(shuō)明加入鎂粉的量已經(jīng)足夠。此過(guò)程發(fā)生反應(yīng)化學(xué)方程式是；②接下來(lái)的操作方法依次是和；(2)方案二，選用氫氧化鈉溶液試劑。①向廢水中逐滴加入氫氧化鈉溶液，當(dāng)時(shí)停止滴入氫氧化鈉溶液。此過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是；②為了得到純凈的硫酸鎂溶液，接著應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出操作過(guò)程；③??，得到硫酸鎂固體。龍文教育教育是一項(xiàng)良心工程

中小學(xué)1對(duì)1課外輔導(dǎo)專家(3)比較兩個(gè)方案，假設(shè)實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有損耗，那么，最后得到的硫酸鎂固體的質(zhì)量是否相，因是。(4)請(qǐng)你繼續(xù)探究，設(shè)計(jì)新的方使用試劑必須是與鎂粉和氫氧化鈉屬不同類別)：你選用的種試劑是寫學(xué))；試劑發(fā)反應(yīng)的化學(xué)方程式是。分析此題較為綜合，即考查了本的化學(xué)反應(yīng)，又考查了實(shí)驗(yàn)操作，還考查了新的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。此題能體現(xiàn)同學(xué)們綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為同學(xué)們今后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案奠定基。請(qǐng)同學(xué)們對(duì)從硫酸鎂和少量硫酸的混合溶液中回收純凈的硫酸鎂固體的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行討論，需要同學(xué)熟悉有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作。[答案①鎂粉有剩余，溶液中不再有氣泡產(chǎn)生Mg+H==MgSO↑過(guò)濾，蒸發(fā)(2)①不再生24成沉淀HSO+2NaOH==NaOMgSO+2NaOH==Mg(OH)2424242↓②濾出沉淀入稀硫酸淀好完全溶解(3)24不同，方案一中加入鎂粉，加了硫酸鎂的質(zhì)量(4)MgO，Mg0+H==MgSO+H還可能有其它合理答)。244問(wèn)2某化學(xué)課外興趣小組的同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)課上展示了套如右圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置（假設(shè)每步化學(xué)反應(yīng)都完全，氧化鐵樣品中的雜質(zhì)不參加反應(yīng)查閱資料：草酸在濃硫酸存在時(shí)加熱發(fā)生如下反應(yīng)：H

CO↑+HO通過(guò)討論同學(xué)們對(duì)這套裝置有了多種認(rèn)識(shí)。（）一小組同學(xué)說(shuō)：從實(shí)驗(yàn)安全和實(shí)驗(yàn)操作程序首先要檢查裝置的氣密性,實(shí)驗(yàn)開始先加熱__填A(yù)或D）處，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，（先或后）停止D的加熱；從環(huán)保的角度講，在E裝置還應(yīng)對(duì)尾氣進(jìn)行處理，其方法是：。（2）第小組的同學(xué)說(shuō)：用該驗(yàn)裝置可以檢驗(yàn)一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的產(chǎn)物，其中B裝的作用_______；裝的作___；一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。（）三小組的同學(xué)說(shuō)：利用這套裝置還可以測(cè)定氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。他們的測(cè)方法是：稱量氧化鐵樣品的質(zhì)量10.0，品與玻璃管的總質(zhì)量為60.0完反應(yīng)并冷卻后再稱量玻璃與剩余固體的總質(zhì)量為57.6g。計(jì)算實(shí)測(cè)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(shuō)：利用這裝置還有另外測(cè)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)量再別稱量E裝置反前后的總質(zhì)量，即可計(jì)算求得樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。但按此方法實(shí)際實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果卻偏大，分析造成偏大的原因可能是。分析本題好的體現(xiàn)了“理在書中，題在書外握書本知識(shí)是解題的基礎(chǔ)；利用化學(xué)計(jì)算的某些原理對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理是該題提出的能力要求；能否根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體情景對(duì)某些問(wèn)作出正確的分析體現(xiàn)了同學(xué)們思維的境界。本題1問(wèn)思維原點(diǎn)為課本中重點(diǎn)出現(xiàn)的“一氧化碳還原氧化鐵”這一重要的化學(xué)實(shí)驗(yàn)；解答第（3問(wèn)，須運(yùn)用“反應(yīng)前固體的質(zhì)量之差參反應(yīng)的氧化鐵中氧元素的質(zhì)量答第（）問(wèn)需考慮裝置和空氣相連通這一具體的實(shí)驗(yàn)情景。答]（）、、燃或用氣球收集（）去CO；檢CO與反生成的二氧化碳；3CO+FeO

高

2Fe+3CO

（）80％（）裝置中空氣有的二氧化碳被置吸收問(wèn)3請(qǐng)完成以下探究過(guò)程：?jiǎn)枺汉舞b定孔雀[Cu(OH)CO]加熱分解的產(chǎn)物?假：設(shè)孔雀石加熱分解的產(chǎn)物是HO、CO和CuO。設(shè)實(shí)：驗(yàn)①：按右圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明分解產(chǎn)物中有HO和CO。該裝置的連接順序是a接，接；此順序2

中小學(xué)1對(duì)1課外輔導(dǎo)專家連接的理由是：。實(shí)驗(yàn)②請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證孔石完全分解后試管中剩余的黑色固體是CuO(用示或文字說(shuō)均可：?，F(xiàn)和論實(shí)驗(yàn)①中：U形管中的無(wú)硫酸銅變成藍(lán)色，證明產(chǎn)物中有；明產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)是實(shí)驗(yàn)②中(你設(shè)計(jì))因?yàn)橛鞋F(xiàn)所黑色固體中有銅素因?yàn)橛鞋F(xiàn)，所以黑色固體中有氧元素；由此可得到結(jié)論：產(chǎn)物中有。分析熟悉各套裝置的功能知道混合氣體中各種成分檢驗(yàn)的方法及實(shí)驗(yàn)的先后順序、靈活運(yùn)用有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解答此類問(wèn)題所必須具備的基礎(chǔ)或能力。要對(duì)混合氣體中的各種成分進(jìn)行檢驗(yàn)須遵循先驗(yàn)水，后驗(yàn)其它”的原則，其中檢驗(yàn)水用無(wú)水硫酸銅，檢驗(yàn)二氧化碳用澄清石灰水。答案設(shè)實(shí)：deb(edb)必先通過(guò)無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)水蒸氣，否則，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(guò)澄清石灰水時(shí)須遵循長(zhǎng)進(jìn)短出的則。②待反應(yīng)后的試管冷卻，拔下橡皮塞，用一根長(zhǎng)導(dǎo)管向黑色固體通氫氣，一會(huì)兒，加熱試管，當(dāng)?shù)胶谏腆w變紅，試管口有水珠時(shí)，停止加熱，冷卻，停止通入氫本問(wèn)題是開放的：用圖示、或其他合解答均可)現(xiàn)和論O()澄石灰水變渾濁②管中黑色固體變紅色試口有水珠出現(xiàn)(解答要與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)②相匹配)學(xué)致1.將一塊光亮的純銅片放在酒精火焰上灼燒面變黑黑色物質(zhì)的來(lái)源出的二個(gè)預(yù)假設(shè)并設(shè)計(jì)一個(gè)或幾個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明你預(yù)測(cè)的正確性。預(yù)測(cè)序號(hào)實(shí)步驟和方法現(xiàn)象和結(jié)論預(yù)測(cè)1：可能來(lái)源于預(yù)測(cè)2：可能來(lái)源于用珍珠主要成分）加工成的“珍珠粉”是一種名貴中藥材、保健品，可近年來(lái)市場(chǎng)上出了一些假冒的“珍珠粉用肉眼察難辨真假。為了向消費(fèi)者提供鑒別方法，須找出真假“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(qǐng)你展開探究要寫出猜想、方案，不要說(shuō)出方案實(shí)施的具體結(jié)果）猜想一：真假“珍珠粉”的味可能不同。方案一：取，分別聞一聞它的氣味，分辨氣味有無(wú)差異。猜想二：。方案二：。猜想三：。方案三：。3

中小學(xué)1對(duì)1課外輔導(dǎo)專家3.實(shí)驗(yàn)室可以選用下圖所示的裝，制取二氧化碳?xì)?混有氯化氫、水蒸)和進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)，答下列問(wèn)題：(1)寫出制取二氧化碳反應(yīng)的化方程式；如要證明制得的氣體中混有氯化氫氣體，應(yīng)把A裝與E裝連接，E裝中觀察到的現(xiàn)象是，出有關(guān)反應(yīng)的化方程式：；(3)如果要驗(yàn)證制得的氣體是二化碳A裝置選用上述裝置中的填裝置序號(hào))(4)如果要收集一瓶純凈、干燥二氧化碳?xì)怏w，請(qǐng)從上述各裝置中選擇適當(dāng)?shù)难b置進(jìn)行連接，連接順序是，中裝置濃硫酸的作用是。4.為驗(yàn)證Fe、、C的活性順序，小紅同學(xué)用了三種試劑（其中只有一種鹽溶液）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，她們都取得了相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)。請(qǐng)寫出兩位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中所用的試劑的化學(xué)式：（）紅同學(xué)）朗同學(xué)。5.課堂上同學(xué)們利用甲圖裝置做氧化氫分解實(shí)驗(yàn)時(shí)星的木條很難復(fù)燃是老師加了一個(gè)u形管如乙圖，帶火星的木條較易復(fù)燃。請(qǐng)回答：（）出實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的化學(xué)方程式_____________________________________。（）用乙裝置后能使帶火星的木條復(fù)燃的原因________________________________。（）據(jù)2)中推測(cè)的原因，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)新的改進(jìn)裝置（可用圖示或用文字?jǐn)⑹龈倪M(jìn)要點(diǎn)6.我國(guó)青海湖地區(qū)素“夏天曬冬天撈堿之其中撈出的堿主要是碳酸鈉和少量氯化鈉的合物。小王同學(xué)以撈出的堿作為樣品，并用以下一套裝置對(duì)樣品進(jìn)行分析，根據(jù)量筒中收集到的液體體積（相當(dāng)于二氧化碳的體積算品中碳酸鈉的含===NaCl+CO↑O在飽NaHCO溶液中溶解度很小）（）A和B兩裝置中，哪套裝置更合________（填“”“（）確讀取量筒內(nèi)液體體積的方法__________________________________。（）形瓶中原有的空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否有明顯影響？______（填“有”或“沒(méi)有（4）若實(shí)驗(yàn)中用的鹽酸是濃鹽，則測(cè)得的樣品中碳酸鈉的含量與實(shí)際值相比會(huì)________（“偏大”或“偏小”或“不變（）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)取用樣品的量的多少有一定要求，為什么__________________________________________________________________________________________。4

中小學(xué)1對(duì)1課外輔導(dǎo)專家某蔬基地在種植蔬菜時(shí)，常采用下列方。(1)施用適量的氮肥可以使種植蔬菜葉色濃綠。①下列化肥中，屬于氮肥的是(填字)A.碳酸氫銨[HCO]B.草木灰主要成[KCO]磷礦[Ca(P0)]②草木灰呈堿性，你認(rèn)為它(“能”或“不能”與所選的氮肥混合施用，理由是。(2)用大棚種植蔬菜時(shí)，常向大中補(bǔ)充氣體肥料CO①目的是促進(jìn)綠色植物的作用。②若提供的氣體肥料CO中有量的SO為了除去SO，現(xiàn)設(shè)計(jì)以下兩種方法。甲方法：將氣體通過(guò)足量的碳酸氫鈉溶液。乙方法：將氣體通過(guò)足量的氫氧化鈉溶液?！咎峁┵Y料I.CO與NaHCO不會(huì)發(fā)生反應(yīng)。Ⅱ.SO+2NaHCOSO+HO+2COⅢ.SO+2Na0H==NaSO+HO請(qǐng)你利用提供的資料和所學(xué)的知識(shí)分析：上述方法(填“甲”或乙”)可行，理由是、在學(xué)的元旦聯(lián)歡會(huì)上，某同學(xué)表演了“能生火”的魔術(shù)。他向包有過(guò)氧化O)粉末的脫脂棉上滴水，脫脂棉燃燒起來(lái)。小軍很感興趣，于是，他和同學(xué)們進(jìn)行探究?！咎岢鰡?wèn)題】過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)生成了什么物?什么脫脂棉會(huì)燃燒【猜想】①可能有一種氣體和另一種物質(zhì)生成②反應(yīng)過(guò)程中可能有能量變化【設(shè)計(jì)裝置】如右圖所示【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)一：探究反應(yīng)后生成的氣體是什么(1)打開圖上裝置中分液漏斗的塞，控制滴加水的速度，觀察到試管內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，用帶火星的木條靠近P處，木條復(fù)燃。說(shuō)明生成的氣體是。(2)實(shí)驗(yàn)中，還觀察到伸入燒杯的導(dǎo)管口有氣泡冒出，請(qǐng)解釋產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因：。實(shí)驗(yàn)二：繼續(xù)探究反應(yīng)后生成的另一種物質(zhì)是什么(1)小張猜想另一種物質(zhì)是NaCO，小軍認(rèn)為不可能。小軍的依據(jù)是：為了證實(shí)小軍的看法，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)證明CO不存的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)結(jié)論(2)小軍取反應(yīng)后所得的溶液于管中，滴人無(wú)色酚酞試液，發(fā)現(xiàn)酚酞試液變紅色，說(shuō)明反應(yīng)后所得的溶液呈性5

中小學(xué)1對(duì)1課外輔導(dǎo)專家【表達(dá)】由實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果，寫出過(guò)氧化鈉和水反應(yīng)的化學(xué)方程式.實(shí)驗(yàn)探究課上，老師給了同學(xué)們一包紅色粉未該粉末是銅粉和和氧化鐵粉中的一種或兩種。同學(xué)們?yōu)榱舜_定該粉末的成分，進(jìn)行如下探究。請(qǐng)你參與他們的探究并回答問(wèn)題。(1)[提問(wèn)]假設(shè)l：色粉末是銅粉；假設(shè)2紅色粉末是氧化鐵粉；假設(shè)3：紅色粉末是。(2)[設(shè)實(shí)驗(yàn)方]同學(xué)們對(duì)實(shí)作了如下設(shè)想和分析：取少量紅色粉末放入硬質(zhì)玻璃管中，通入一氧化碳片刻后加熱至充分反(實(shí)裝置圖如)請(qǐng)你完成下表：實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象(3)[進(jìn)實(shí)]通過(guò)實(shí)驗(yàn)及分析確認(rèn)假設(shè)3成立。

結(jié)論假設(shè)1成假設(shè)2成假設(shè)3成(4)[反思與評(píng)]①實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，硬質(zhì)玻璃管內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是。②實(shí)驗(yàn)時(shí)通入一氧化碳片刻后再加熱的原因是。③從環(huán)保角度看，上面的實(shí)驗(yàn)裝置有不足之處，請(qǐng)你對(duì)該裝置進(jìn)行改進(jìn)，具體措施是。(5)[拓展]為了進(jìn)一步探究鐵和的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱，你認(rèn)為可選用下列試劑中的(填序號(hào)。A.硝酸銅溶液B.鹽酸C.化亞鐵溶液10.某趣組對(duì)氫氧化鈉固體暴露在空氣中的變質(zhì)情況進(jìn)行了研究。把一小塊固體氫氧化鈉放在表面皿里長(zhǎng)間暴露在空氣中發(fā)現(xiàn)固體表面逐漸濕潤(rùn)分溶化成液體后又逐漸形成晶體終成粉末。請(qǐng)回答興趣小組產(chǎn)生的下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)室中，氫氧化鈉固體應(yīng)樣保?_________。(2)氫氧化鈉固體暴露在空氣中表面容易變濕，主要原因是什?________。(3)氫氧化鈉固體長(zhǎng)期暴露在空中，最終產(chǎn)物主要是什么_______。(4)用酚酞試液______(填“”或“不能)檢驗(yàn)氫氧化鈉變質(zhì)。為什么_____。(5)除加酸以外，怎樣用其他方檢驗(yàn)氫氧化鈉固體已經(jīng)變?________。(6)為了檢驗(yàn)氫氧化鈉是否已經(jīng)部變質(zhì)，興趣小組中小薇同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的變質(zhì)固體樣品，放在右圖所示裝置中，6

中小學(xué)1對(duì)1課外輔導(dǎo)專家然后從分液漏斗中加入足量的鹽酸，用排水法收集產(chǎn)生的二氧化碳，根據(jù)二氧化碳的體積和密度計(jì)算變質(zhì)產(chǎn)物的質(zhì)量，確定是否全部變質(zhì)。①你認(rèn)為這個(gè)方案_______填“行”或“不行)。理由是什么？__________。②請(qǐng)你另外設(shè)計(jì)一個(gè)方案，并簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)論。________________________________________________________，_______________________________________