中考命題研究（貴陽專版）2020中考化學 教材知識梳理精講 專題五 實驗方案的設計與評價

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1、專題五　實驗方案的設計與評價 一、實驗方案的設計 1．設計原則 (1)科學性：實驗原理準確、實驗流程合理。 (2)安全性：實驗操作要盡量避免帶有危險性的操作，盡量避免與有害性的物質(zhì)接觸。若無法避免與有毒物質(zhì)接觸，則應采取安全措施，以免造成環(huán)境污染和人身傷害。 (3)可行性：條件允許，實驗效果要明顯，操作簡單，設計的實驗方案切實可行。 (4)簡約性：步驟少、時間短、效果好。 2．實驗方案設計的一般思路 (1)目的明確：明確實驗的目的要求，弄清題目的已知信息。 (2)選擇儀器藥品：選擇合適的儀器和藥品，組合實驗裝置性能安全可靠，易于操作，實驗現(xiàn)象明顯。 (3)設計實驗步驟：設計

2、步驟，思路清晰，步驟盡可能的少。 (4)記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)：全面、及時、準確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。 (5)分析得出結(jié)論：根據(jù)記錄的實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析、計算、推理和理論論證，得出結(jié)論。 3．設計實驗的幾種方法 (1)對比實驗設計 對比實驗是實驗設計中的一種基本方法。目的是通過實驗現(xiàn)象的對比，有利于推理論證結(jié)論。 (2)控制變量法實驗設計 某一問題，常受多個變量因素的制約，為了研究 其中某一個因素對問題產(chǎn)生的影響，采用控制變量法，對變量因素逐個進行實驗。綜合各個變量因素對問題的影響作出綜合性判斷。 (3)對比實驗法和控制變量法同時應用 對同一個問題研究既用對比實驗法又

3、用控制變量法。如課本上燃燒條件的實驗設計，既利用了控制變量法又利用了對比法。 二、實驗方案的評價 1．評價要求 (1)實驗方案理論上科學合理具有嚴密性。 (2)在實驗安全的前提下，操作簡單易解。 (3)從經(jīng)濟的角度考慮，節(jié)約試劑，節(jié)約能源，無儀器損壞，成本低。 (4)從環(huán)境角度考慮，對環(huán)境無污染。 2．評價細節(jié) (1)實驗方案在理論上是否科學合理，設計脈絡是否嚴密，無漏洞。 (2)可行性：①原理是否正確，可解；②實驗步驟是否簡單科學易解；③實驗現(xiàn)象是否明顯，實驗結(jié)果是否與實驗目的一致。 (3)實驗成本：①是否從節(jié)約角度使用儀器和藥品、藥品的利用率是否較高；②實驗中是否有節(jié)能

4、措施。 (4)實驗綠色化：①是否使用安全易得，對人體無傷害的試劑；②實驗過程中是否對環(huán)境造成污染等。 ,中考題型分類示例) 　實驗方案的設計 【例1】(2020赤峰中考)設計對比實驗，控制變量是學習化學的重要方法，下列對比實驗不能達到目的的是(　　) 編號 A B 實驗 設計 實驗 目的 探究同種物質(zhì)在不同溶劑中的溶解性 探究物質(zhì)燃燒的條件 編號 C D 實驗 設計 實驗 目的 探究鐵生銹的條件 探究CO2與NaOH溶液能否發(fā)生反應 　　【解析】　將NaCl(同質(zhì)量)放入同體積的水和汽油中溶解，能夠比較得出NaCl在不同溶劑中的溶解

5、性不同，A能達到實驗目的。白磷和紅磷同時放在銅片上，同時與空氣(氧氣)接觸，接觸的銅片溫度也相同(控制變量相同)，即要控制兩個變量相同，通過白磷燃燒，而紅磷不燃燒現(xiàn)象的對比，得出燃燒需要達到可燃物的最低溫度(著火點)結(jié)論。水中的白磷不燃燒而銅片上的白磷燃燒，它們所處的溫度基本相同，通過對比得出燃燒需跟氧氣接觸的結(jié)論。歸納：不與氧氣接觸，不能燃燒，溫度沒有達到著火點，不能燃燒，從而得到燃燒的條件：①有可燃物(本題可燃物為紅磷和白磷)；②可燃物跟氧氣接觸；③可燃物溫度達到著火點(三者缺一不可)，B能達到實驗目的。特別提醒：本題既利用了控制變量法，又利用了對比法。鐵釘放在蒸餾水中和被油覆蓋的蒸餾水中

6、，前者能與空氣(氧氣)接觸，后者不能與氧氣接觸，通過實驗對比，說明鐵在有水(相同條件)而無氧氣(后者)的條件下，不生銹，本實驗不能驗證，有氧氣接觸而無水接觸的情況下能不能生銹呢？實驗設計不嚴密、不合理，C不能達到實驗目的。CO2通入盛有20mL的氫氧化鈉溶液中和盛有20mL水中，(因為水也能與CO2反應，同時NaOH溶液中也有水)通過實驗對比，盛有20mLNaOH溶液的塑料瓶變癟的程度要大于盛有20mL水的塑料瓶。在有水相同的條件下，說明CO2與NaOH發(fā)生了反應。D能達到實驗目的。 【例2】(2020畢節(jié)中考)某學?；瘜W興趣小組的同學在做完木炭還原氧化銅的實驗后，發(fā)現(xiàn)試管中仍有黑色固體物質(zhì)

7、存在，他們對黑色固體是什么進行了探究： 【提出猜想】 甲同學：是木炭； 乙同學：是氧化銅； 丙同學：是________。 【查閱資料】木炭、銅都不與稀硫酸反應；Na2O、MgO、CuO、Fe2O3等金屬氧化物能與稀硫酸反應生成鹽和水。 【實驗設計】向盛有黑色固體的試管中加入足量的稀硫酸，充分振蕩，靜置后觀察現(xiàn)象。 【分析討論】他們對方案進行了分析討論，達成了共識：若試管中溶液呈藍色、無黑色固體，證明________同學的猜想正確；若試管內(nèi)溶液無色，還有黑色固體存在，證明________同學的猜想正確。若出現(xiàn)的現(xiàn)象是____________________，證明丙同學的猜想是正確的

8、，發(fā)生反應的化學方程式為________________________________________________________________________。 　實驗方案的評價 【例3】(2020紹興中考)實驗小組的同學向盛有2mL稀硫酸的試管中加入2mL氫氧化鈉溶液，未觀察到明顯現(xiàn)象。 【提出問題】兩者是否發(fā)生了化學反應？ 【實驗探究】將盛有上述實驗混合液的試管標為①，如圖甲。 小華：測得實驗所用稀硫酸pH＜7，試管①中溶液pH＞7，于是得出結(jié)論：________。 小敏：取兩支試管，編號為②和③，分別加入稀硫酸和試管①中溶液各2mL，逐滴滴加Na2CO3溶液至過

9、量，實驗過程與現(xiàn)象如圖乙，由此他得出了與小華一樣的實驗結(jié)論。 【反思評價】小軍認為小敏在實驗設計中存在不夠嚴密的地方，請幫他指出：________________________________________________________________________。 【交流討論】試管③溶液中有哪些溶質(zhì)？同學小孟分析了兩位同學的實驗過程，一致認為沒有H2SO4，其理由是________。在此基礎上同學小孟提出兩種推理： 推理1：含有Na2SO4、Na2CO3和NaOH 推理2：含有Na2SO4、Na2CO3。 【解析】　【實驗探究】小華測得實驗所用稀硫酸pH＜7，試管①中溶液

10、pH＞7，酸堿度發(fā)生了較大的改變，說明稀硫酸與氫氧化鈉發(fā)生了化學反應；【反思評價】小敏：取兩支試管，編號為②和③，分別加入稀硫酸和試管①(顯堿性)中溶液各2mL，逐滴滴加Na2CO3溶液至過量，稀硫酸與碳酸鈉溶液反應產(chǎn)生氣泡，試管①(顯堿性)與碳酸鈉溶液反應無氣泡產(chǎn)生，說明試管①中的全部溶液與2mL稀硫酸作對比實驗，因此實驗設計不嚴密，因為試管②和③需要保證里面的硫酸量是相同的(假設硫酸和氫氧化鈉沒發(fā)生反應)，如果兩者沒有發(fā)生反應，試管①中的全部溶液才含有2mL硫酸，因此該實驗應該用試管①中的全部溶液與2mL稀硫酸作對比實驗；【交流討論】試管①中的溶液pH＞7，顯堿性，試管③中滴入碳酸鈉溶液無氣泡產(chǎn)生，說明不含H2SO4。