中考化學總復習專題七實驗方案的設計與評價市賽課公開課一等獎省名師獲獎課件

專題七

試驗方案設計與評價第1頁第2頁一試驗方案設計

試驗方案設計題難度較大、綜合性較強,解答這類題時,普通需要學生很好地掌握試驗操作基本知識,掌握操作原理和試驗普通步驟,具備很好元素化合物知識,熟悉常見物質一些性質及其制備原理、改變規(guī)律等,要全方面了解試驗方案設計考查內容、基本要求和思緒方法。第3頁第4頁2.試驗方案設計基本要求(1)科學性:試驗原理、試驗方法和操作過程必須科學、嚴謹、合理。(2)可行性:設計試驗方案要切實可行,所用藥品、儀器、裝置安全可靠。(3)安全性:試驗操作要盡可能防止帶有危險性操作,盡可能防止與有毒物質接觸。若無法防止有毒物質,則應采取防范辦法,以防造成環(huán)境污染和人身傷害。(4)簡約性:試驗方案設計要求操作簡便、裝置簡單、試驗現(xiàn)象顯著。第5頁3.解題思緒和方法(1)明確目標、原理——明確試驗目標、原理,搞清題給信息。(2)選擇儀器、藥品——選擇合理化學儀器和藥品。(3)設計裝置步驟——設計出合理試驗裝置和試驗操作步驟。(4)統(tǒng)計現(xiàn)象和數(shù)據(jù)——全方面、及時而又準確地統(tǒng)計試驗過程中現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。(5)分析得出結論——依據(jù)試驗觀察現(xiàn)象和統(tǒng)計數(shù)據(jù),經(jīng)過分析、計算、圖表、推理等處理,得出正確結論。第6頁二試驗方案評價

試驗方案評價包含試驗原理及方案評價、試驗裝置評價、試驗操作評價、試驗現(xiàn)象描述與結論分析評價等。進行評價時普通從以下幾個方面入手:(1)方案在理論上是否科學合理,是否含有嚴密性;(2)在滿足安全性前提下,操作是否簡單易行;(3)從經(jīng)濟角度評價,是否節(jié)約試劑、降低成本和提升產(chǎn)品質量;(4)從環(huán)境角度考慮,是否會給環(huán)境造成污染。評價試驗方案是一個復雜、深刻思維活動,要經(jīng)過分析、綜合、比較和論證,才能評選出最正確方案。第7頁三科學探究

1.解答科學探究題基本方法(1)認真讀題,審清題意,確立探究課題。(2)依據(jù)課題選擇適當方法,提取相關化學知識,設計探究方案。(3)依據(jù)試題要求,將探究問題與所學知識進行整合與提煉,遷移到要處理問題中來。2.探究題命題熱點(1)針對給出小課題,自主設計探究方案。(2)針對題給場景或信息,自己提出一個有價值問題或猜測,并設計方案對該問題或猜測進行探究。(3)對題給探究方案或猜測進行改進或評價。(4)經(jīng)過對現(xiàn)象、資料、數(shù)據(jù)分析與對比,總結出普通規(guī)律或結論。(5)從探究過程中得到有用啟示或將結論推廣和應用。第8頁3.探究題題型分類要正確解答探究題,還要搞清楚探究方案設計思緒方法、過程類型及遵照“四性”標準,即科學性、安全性、可行性、簡約性(步驟少、時間短、效果好等)。不一樣探究題型應采取不一樣解題方法。(1)提出問題,作出猜測與假設類依據(jù)題目要求,從不一樣角度提出問題,并進行猜測和假設?？捎冒朔N方法提出問題和進行猜測:①從“對立面”中發(fā)覺問題和猜測;②從“逆向思維”中發(fā)覺問題和猜測;③從生活或試驗中發(fā)覺問題和猜測;④從探究因果中發(fā)覺問題和猜測;⑤在異常中發(fā)覺問題和猜測;⑥在類比中發(fā)覺問題和猜測;⑦在歸納判斷中發(fā)覺問題和猜測;⑧在“理所當然”中發(fā)覺問題和猜測。然后結合猜測,依據(jù)已經(jīng)有知識(如:物質顏色、狀態(tài)、氣味等宏觀性質和特征)去解答問題。注意提出假設要周密,必須有一定合理性,要有科學依據(jù)。第9頁(2)設計試驗及驗證類這類題目依據(jù)提出問題或猜測與假設問題,進行試驗設計,從而驗證所提問題或猜測與假設是正確。要準確解答這類題目,必須有一定知識基礎和分析、處理問題能力。所包括知識主要有三種氣體(即H2、O2、CO2)制法、性質、檢驗,酸、堿、鹽試驗,鐵、銅生銹,金屬活動性次序等化學知識,包括面廣,我們要掌握好雙基和試驗基本操作,針對題目,綜合分析,設計出合理試驗方案并進行驗證。這類題是中考出現(xiàn)重點題型之一,所占分值較高。第10頁(3)搜集證據(jù),解釋與結論類這類探究題是利用調查、查閱資料等方式搜集處理問題證據(jù),并對所搜集證據(jù)和取得信息進行簡單加工與整理,經(jīng)過分析、比較、分類、歸納概括等方法,認識知識之間聯(lián)絡,從而得出正確結論并對結論作出正確解釋。搜集證據(jù)時,要有較強判別能力,會觀察、會分析統(tǒng)計,準確精練表述,是解答這類題目標關鍵。(4)分析結果,反思與評價類這類探究題是對所取得事實、證據(jù)進行總結、歸納,得出正確結論,對探究活動進行反思與評價。解答時可用比較、分類、概括、歸納等方法對證據(jù)和事實進行加工處理,利用逆向思維及缺點發(fā)覺法,對探究結果進行評價。而試驗評價題是由題目提供一套或多套方案,從某一角度或幾個方面評價方案優(yōu)劣。普通從①理論正確;②操作可行;③經(jīng)濟合理;④推理嚴密;⑤環(huán)境保護等方面評價。第11頁(5)綜合性探究類這類探究題是對科學探究基本過程中各要素進行全方位考查,表達探究全過程,解答時要注意結合實踐經(jīng)驗和親身體驗,探究性地提出問題,用觀察到現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進行推理、判斷,依據(jù)試題目標和要求,結合題設中材料,進行解答,思維要有開放性。第12頁類型一類型二試驗方案設計某食品包裝袋中有一個小紙袋,上面寫著“生石灰干燥劑,請勿食用”。該食品已放置兩月有余。請你對以下問題進行探究。(1)小紙袋中物質能否繼續(xù)作干燥劑?(2)猜測:小紙袋中物質除含有CaO外,還可能含有Ca(OH)2和

。

(3)請設計試驗證實(2)中你所填物質是否存在。

。

第13頁類型一類型二解析

(1)若有生石灰,生石灰會與水發(fā)生反應,反應放熱,若出現(xiàn)燒杯壁發(fā)燒說明還能夠繼續(xù)作干燥劑。(2)氧化鈣變質能生成氫氧化鈣和碳酸鈣,故還可能含有碳酸鈣。(3)檢驗是否含有碳酸鈣,能夠加入足量稀鹽酸,將產(chǎn)生氣體通入澄清石灰水中,若產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁氣體,則含有CaCO3,不然不含。答案

(1)燒杯壁發(fā)燒(2)CaCO3(3)將小紙袋中固體加入到足量稀鹽酸中,將產(chǎn)生氣體通入澄清石灰水中,若產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁氣體,證實含有CaCO3,不然不含第14頁類型一類型二試驗方案評價下課后小科約老師繼續(xù)探究鐵粉和硫粉反應試驗:他們各自取一定量鐵粉和硫粉均勻混合后堆放在石棉網(wǎng)上,在其中插入燒紅玻璃棒,反應馬上發(fā)生。拿掉玻璃棒后,反應繼續(xù)猛烈進行,反應過程中有少許刺激性氣味氣體X產(chǎn)生。反應結束后,都得到了黑色固體。老師得到黑色固體不會被磁鐵吸引,而小科卻會被磁鐵吸引。(1)鐵和硫反應是

(填“放熱”或“吸熱”)反應。

(2)氣體X化學式為

。

(3)對比老師試驗結果,小科猜測自己得到黑色固體可能是有剩下鐵或有生成四氧化三鐵。小科想驗證是否有鐵剩下。老師啟發(fā)小科:硫化亞鐵能與稀硫酸反應,產(chǎn)生硫化氫氣體,該氣體能被氫氧化鈉溶液吸收。于是,小科認為正確連接如圖所表示三個裝置并進行試驗,假如a處有水壓出,就能驗證有鐵剩下。第15頁類型一類型二①小科依次連接各裝置導管口:e→

→b→a(填“c→d”或“d→c”)。

②老師指出設計不夠合理,不能就此驗證猜測。請你幫小科說出不夠合理原因:

。

于是小科改進了試驗設計,繼續(xù)進行探究……第16頁類型一類型二解析

(1)因為拿掉玻璃棒后,反應繼續(xù)猛烈進行,說明鐵和硫需要提供一個初始反應溫度,然后反應就能繼續(xù)進行,所以,鐵和硫反應是放熱反應。(2)因為反應物中有硫,又是在空氣中進行,所以,少許刺激性氣味氣體是硫與氧氣反應生成SO2。(3)①“長管進,短管出”才能使H2S被氫氧化鈉溶液充分吸收,所以各裝置導管口連接次序是e→c→d→b→a。②小科認為鐵和稀硫酸反應生成氫氣,不能被氫氧化鈉溶液吸收,就會從b管進入集氣瓶而把水壓出來,不過他沒有考慮到反應前錐形瓶和盛氫氧化鈉溶液集氣瓶內都有空氣,空氣中主要是氮氣和氧氣,都不會和氫氧化鈉溶液反應,a處也會有水壓出。故a處有水壓出,并不能驗證有鐵剩下。答案

(1)放熱(2)SO2(3)①c→d

②反應前裝置內有空氣存在第17頁1.(·安徽)對比試驗是試驗探究主要方法,以下對比試驗設計能實現(xiàn)對應試驗目標是(

)A第18頁解析

本題考查試驗方案設計與評價。A試驗中水溫度不一樣,其余操作均相同,故可探究溫度對分子運動快慢影響,A正確;B試驗中,兩支試管內鐵釘都不會生銹,無法探究水對鐵釘銹蝕影響,B錯誤;C中所用燃料分別為紅磷和白磷,所處環(huán)境分別為無氧氣和有氧氣(空氣),存在兩個變量,不符合控制變量要求,不能探究空氣是燃燒必要條件,C錯誤;CO2與水反應生成碳酸,無色酚酞在酸性溶液中也顯無色,故無法用酚酞探究CO2與水是否發(fā)生反應,D錯誤。第19頁2.(·江蘇徐州)以下試驗方案不能到達目標是(

)A.探究氫氧化鈉溶液是否變質:滴加酚酞溶液B.檢驗二氧化碳氣體:通入澄清石灰水C.判別氯化鈉、硝酸銨、碳酸鈣三種固體:加水D.除去碳酸鈉固體中碳酸氫鈉:加熱A第20頁3.(·山東青島)某興趣小組同學進行“粗鹽中難溶性雜質去除”試驗。下列圖是試驗過程中部分操作,其中正確是(

)D解析

取固體或液體藥品時瓶塞要倒放;量筒不能用于溶解;過濾操作要用玻璃棒引流。第21頁4.(·江蘇南京)興趣小組同學對鋁一些性質進行相關探究。【試驗回顧】(1)鋁與稀鹽酸反應。①用圖1所表示裝置制取氫氣。

鋁與稀鹽酸反應化學方程式為

。

②用B裝置搜集氫氣原因是

。

(2)在金屬活動性次序里,金屬能否置換出鹽酸和稀硫酸中氫,判斷依據(jù)是

。

第22頁【提出問題】鋁能否與水反應生成氫氣?【查閱資料】【交流與討論】(1)鋁在空氣中與氧氣反應,其表面生成一層致密氧化鋁薄膜,起到保護膜作用。如生活中可用鋁壺燒水。鋁與氧氣反應化學方程式為

。

(2)除去鋁表面氧化鋁薄膜方法(舉一例)

。除上述方法外,還能夠將鋁片浸入氯化汞(HgCl2)溶液中,形成鋁汞齊(鋁汞合金)破壞鋁表面致密氧化膜且預防其重新生成。

第23頁【試驗探究】(1)將鋁片完全浸入氯化汞(HgCl2)溶液中1分鐘左右,取出,馬上用流水沖洗潔凈后加入到蒸餾水中(如圖2),其表面生成大量氣泡、周圍出現(xiàn)白色沉淀。鋁與氯化汞溶液發(fā)生置換反應化學方程式為

。

(2)在導管口a處涂肥皂水,發(fā)覺導管口有氣泡形成,當氣泡離開導管后,氣泡

(填“下沉”或“上升”),用燃著木條點燃氣泡,發(fā)出爆鳴聲。

【試驗結論】鋁能與水反應生成氫氣。寫出鋁與水反應生成氫氧化鋁和氫氣化學方程式:

。

第24頁【試驗反思】(1)圖2裝置內,在鋁與水反應過程中,若關閉導管上活塞K,反應停頓,其原理是

。當再次打開活塞K,反應繼續(xù),產(chǎn)生氣泡。鋁未能生成氧化鋁,其原因是

。(2)汞有毒,會污染環(huán)境,興趣小組同學用硫粉處理單質汞,用飽和硫化鈉溶液處理使用過氯化汞廢液。第25頁答案

【試驗回顧】(1)①2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑

②氫氣難溶于水,不與水反應(2)答題關鍵點:金屬是否位于氫前面【交流與討論】(1)4Al+3O22Al2O3(2)用砂紙打磨【試驗探究】(1)2Al+3HgCl22AlCl3+3Hg(2)上升【試驗結論】2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑【試驗反思】(1)關閉活塞K,容器內壓強增大,把液體壓回燒杯,固體與液體分離,反應停頓容器內充滿氫氣,鋁無法與氧氣接觸第26頁5.(·江蘇南京)我國古代將爐甘石、赤銅和木炭粉混合加強熱,制得外觀似金子黃銅(銅鋅合金),現(xiàn)取一定量含少許木炭粉黃銅粉末樣品,測定其中銅、鋅質量比,設計以下試驗流程和裝置。

(1)氣體X是

,步驟Ⅰ目標是:

。

(2)步驟Ⅱ中,若經(jīng)過測定銅質量來確定黃銅中銅、鋅質量比,簡述從黃銅中分離出銅試驗操作。

。

(3)步驟Ⅱ中,若不測定銅質量,某同學認為,結合上圖提供裝置進行試驗,即使裝置氣密性不良,也能到達試驗目標,寫出試驗過程中需要測量數(shù)據(jù)。

。

第27頁答案

(1)二氧化碳除去樣品中木炭粉(2)向黃銅粉末中加入足量稀硫酸,充分反應后,過濾、洗滌、干燥(3)黃銅質量;裝入藥品后,反應前和反應后裝置質量第28頁6.(·安徽)“藍瓶子”試驗是一個有趣化學振蕩試驗:盛有氫氧化鈉、亞甲藍(C16H18N3SCl)、葡萄糖混合液試管,經(jīng)振蕩、靜置后溶液顏色會出現(xiàn)重復改變(如圖1)。某興趣小組開展以下探究,回答以下問題。

(1)混合液中屬于人類基本營養(yǎng)物質有水和

。

(2)小明對振蕩試驗后溶液變藍原因進行以下猜測:①溶液中溶入CO2;②溶液中溶入O2;③溶液中溶入

(填化學式)。

(3)小紅利用圖2裝置,從A端吹入呼出氣體,混合液由無色變?yōu)樗{色,由此

(填“能”或“不能”)得出猜測①正確,原因是

。(4)為探究猜測②,利用圖2裝置設計試驗方案:

。第29頁答案

(1)葡萄糖(2)N2

(3)不能人體呼出氣體中富含有氮氣和氧氣等(4)從A端通入氧氣,若溶液變藍,則猜測②正確;若溶液不變藍,則猜測②不正確第30頁7.(·江蘇徐州)為了探究金屬活動性,將鋅和銅分別放入稀硫酸中,銅不反應而鋅表面有氣泡產(chǎn)生,寫出鋅和稀硫酸反應化學方程式:

。老師告訴學生,銅和濃硫酸在加熱條件下也能反應且產(chǎn)生氣體。

【提出問題】銅與濃硫酸反應生成物是什么?其中氣體是什么?【猜測假設】同學們對產(chǎn)生氣體作出了猜測。猜測一:氫氣;猜測二:二氧化硫;猜測三:氫氣和二氧化硫混合物?！静殚嗁Y料】(1)二氧化硫能夠使品紅溶液褪色,也能和堿性溶液反應(2)H2+CuOCu+H2O第31頁【試驗探究】師生設計了以下裝置進行試驗(部分儀器省略),請完成以下表格。第32頁【表示交流】(1)在步驟③中,鼓入空氣目標是

。

(2)請完成銅與濃硫酸反應化學方程式:Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+

。

【反思拓展】(1)若將裝置A中銅絲換成鋅片,伴隨反應進行,硫酸濃度逐步變小,裝置D玻璃管中看到現(xiàn)象是

。

(2)以下各組藥品能夠證實鋅活動性比銅強是

(填序號)。①鋅、銅、稀鹽酸②鋅、硫酸銅溶液③鋅、銅、氯化鎂溶液第33頁答案

Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑【試驗探究】品紅溶液褪色二藍【表示交流】(1)將裝置A中生成二氧化硫氣體全部排出(2)2H2O【反思拓展】(1)黑色粉末變成紅色,玻璃管內壁有水霧出現(xiàn)(2)①②第34頁8.已知:SiO2不與稀鹽酸反應。牙膏中摩擦劑約占牙膏成份50%,主要用于增強牙膏對牙齒摩擦和去污,牙膏摩擦劑普通由CaHPO4、CaCO3、Al(OH)3、SiO2中一個或幾個組成。牙膏中只有摩擦劑不溶于水。請回答以下問題:(1)上述幾個物質中屬于鹽是CaCO3和

(填化學式);Al(OH)3名稱是

。

(2)已知某品牌牙膏中摩擦劑是CaCO3、Al(OH)3和SiO2中一個或兩種,將適量牙膏溶于水,靜置后過濾,向濾渣中加入足量稀鹽酸,沒有觀察到氣泡,且有不溶物,則該牙膏中一定不含

,一定含

。

第35頁(3)用下列圖所表示裝置(夾持儀器略去)測定另一品牌牙膏中碳酸鈣含量。請回答以下問題:

①裝置B中儀器X名稱是

。

②裝置A中滴加鹽酸反應完全后,打開活塞K緩緩通入N2,其作用是

。

③準確稱取5.0g牙膏樣品進行試驗,測得B中沉淀質量為1.2g。則樣品中碳酸鈣質量分數(shù)為

。

第36頁答案

(1)CaHPO4氫氧化鋁(2)CaCO3

SiO2(3)①燒杯②將A中殘留CO2氣體全部排到B中③24%第37頁9.(·山東青島)試驗是進行科學探究主要伎倆。請回答以下問題。第38頁(1)試驗A發(fā)生反應化學方程式是

,當電源接通一段時間后,a管與b管中氣體體積比約為

。(2)試驗B集氣瓶內裝滿水目標是

。

(3)試驗C經(jīng)過

現(xiàn)象,可得出氧氣約占空氣體積

結論。

(4)試驗D中水作用是

。

答案

(1)2H2O2H2↑+O2↑

1∶2(2)預防搜集氧氣不純(3)量筒中水進入集氣瓶中,約占集氣瓶中原空氣體積五分之一(4)預防高溫熔融物濺落,炸裂集氣瓶底第39頁10.(·山東青島)某興趣小組在試驗室里準備常見酸、堿、鹽性質試驗時,發(fā)覺試驗臺上擺放藥品中,有一瓶未蓋瓶塞且標簽破損溶液(如右圖),他們決定對這瓶溶液成份進行探究?！咎岢鰡栴}】這瓶溶液溶質是什么?【取得信息】(1)酸、堿、鹽性質試驗中用到含鈉元素物質有氯化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉。(2)試驗室里盛放堿性溶液試劑瓶通常使用橡膠塞。(3)碳酸氫鈉溶液與氯化鋇溶液不反應;氯化鋇溶液呈中性?！咎岢霾聹y】猜測一:氫氧化鈉;猜測二:碳酸鈉;猜測三:碳酸氫鈉。第40頁【試驗探究】(1)小軍取樣滴加稀鹽酸有

產(chǎn)生,得出結論:該溶液溶質是碳酸鈉或者是

。

(2)小軍另取樣加入過量氯化鋇溶液,觀察到有

產(chǎn)生,進而得出結論:該溶液溶質是碳酸鈉。

(3)小華認為小軍結論不完全正確,理由是

。小組同學討論后一致認為還需要進行以下試驗:

(4)取小軍第二次試驗后上層清液,滴入無色酚酞溶液,溶液呈紅色?！驹囼灲Y論】這瓶溶液原溶質是

。

【探究啟示】試驗中取用液體藥品時,應注意

。第41頁答案

【試驗探究】(1)無色氣泡碳酸氫鈉(2)白色沉淀(3)若溶液中溶質是氫氧化鈉,變質會生成碳酸鈉,也會產(chǎn)生上述現(xiàn)象【試驗結論】氫氧化鈉【探究啟示】標簽正向手心,用后及時蓋緊瓶塞第42頁11.(·山東青島)同學們到試驗室去進行“探究金屬性質”試驗。將鋅粉和鐵粉混合物加入到盛有一定量硝酸銀溶液燒杯中,充分反應后過濾,得到濾渣和濾液。請你填空。(1)若將所得濾渣放入稀鹽酸中,有氣泡產(chǎn)生,則①濾液里一定含有

(填寫化學式,下同),可能含有

;

②濾渣中一定含有

,可能含有

。

(2)若反應后所得濾液呈無色,則濾渣中一定含有

(填寫化學式)。

(3)反應后所得濾液溶質質量分數(shù)

(選填“大于”“等于”或“小于”)原硝酸銀溶液溶質質量分數(shù)。

答案

(1)①Zn(NO3)2

Fe(NO3)2

②Ag、Fe

Zn

(2)Ag、Fe、Zn

(3)小于第43頁12.(·山東青島)侯氏制堿法生產(chǎn)碳酸鈉中常含有少許氯化鈉?，F(xiàn)有碳酸鈉和氯化鈉混合物樣品12.5g,將其放入潔凈燒杯中,加入100g水,使其完全溶解。向所得溶液中加入溶質質量分數(shù)為7.3%稀鹽酸,燒杯中溶液質量與加入稀鹽酸質量關系曲線如圖所表示。請回答以下問題。(1)B點時,燒杯中溶液里存在陽離子為

(填寫離子符號)。(2)在碳酸鈉和氯化鈉混合物樣品中,含碳酸鈉質量為

(結果準確至0.1g)。

(3)A點時,求此溫度下所得不飽和溶液中溶質質量分數(shù)(寫出詳細計算過程,計算結果準確至0.1%)。第44頁答案

(1)Na+、H+

(2)10.6g(3)6.5%(解題過程略)第45頁13.(·天津)酸、堿、鹽在生產(chǎn)生活中含有廣泛用途。(1)制作“葉脈書簽”需用到10%氫氧化鈉溶液?，F(xiàn)配制50g質量分數(shù)為10%氫氧化鈉溶液。①若用氫氧化鈉固體配制,需稱量氫氧化鈉質量為

g。

②用氫氧化鈉固體配制10%氫氧化鈉溶液過程中需要用到儀器除了托盤天平、藥匙、量筒、燒杯、膠頭滴管、試劑瓶外,還需要

。

③以下操作正確是

(填字母)。

A.稱量氫氧化鈉固體時,左盤放砝碼B.在托盤天平左右托盤上墊濾紙稱量氫氧化鈉固體C.將準確稱量氫氧化鈉固體放入裝有水量筒中溶解D.將配制好氫氧化鈉溶液裝入試劑瓶中,塞好瓶塞并貼上標簽④若用20%氫氧化鈉溶液加水(水密度為1g·cm-3)配制50g質量分數(shù)為10%氫氧化鈉溶液,需20%氫氧化鈉溶液質量為

g;配制時應選取

(選填“10”或“