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1、 實驗方案的設(shè)計與評價實驗方案的設(shè)計與評價 第十九講實驗方案的設(shè)計實驗方案的設(shè)計 1實驗設(shè)計的基本要求 (1)科學性：實驗原理、實驗方法和操作過程必須科學、嚴謹、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)境污染和人身傷害。(3)可行性：設(shè)計的實驗方案要切實可行，所選藥品、儀器、裝置要經(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解題思路和方法 (1)明確目的原理：明確實驗的目的要求，弄清題目給的新信息。 (2)選擇儀器藥品：選擇合理的化學儀器和藥品。 (3)設(shè)計裝置步
2、驟：設(shè)計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟。 (4)記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù)：全面而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)實驗觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過分析、計算、畫圖表、推理等處理，得出正確的結(jié)論。 1這類試題的出現(xiàn)，使化學實驗命題思想得到更新和升華。對實驗方案的評價一般從以下角度進行： (1)可行性 實驗原理是否正確、可行； 實驗操作是否安全、合理； 實驗步驟是否簡單、科學； 實驗現(xiàn)象是否明顯； 實驗結(jié)果是否與實驗?zāi)康囊恢碌?。實驗方案的評價實驗方案的評價 (2)“綠色化學” 原料是否易得、安全、無毒； 反應(yīng)速率是否適中； 原料利用率以及生成物質(zhì)的產(chǎn)率是否較高； 合成過程中是否會造成
3、環(huán)境污染。 【例1】(2014，瀘州)下列實驗方案或措施合理的是() A除去CaO中混有的CaCO3，先加足量水，然后過濾 B除去MnO2粉末中混有的KCl，先加足量水溶解、過濾、洗滌、干燥 C用無色酚酞試劑檢測氫氧化鈉是否變質(zhì) D用碘化鉀檢測食品中是否含有淀粉 答案B解析：除去CaO中混有的CaCO3，若加水，CaOH2O=Ca(OH)2這樣就將CaO轉(zhuǎn)化成Ca(OH)2，A錯；除去MnO2粉末中的KCl，加水溶解，過濾，MnO2難溶，KCl易溶，除掉了KCl，然后洗滌，干燥得到MnO2，B正確；NaOH變質(zhì)，是因為NaOH與空氣中的CO2反應(yīng)生成Na2CO3，Na2CO3顯堿性，也能使無色
4、酚酞試劑變紅色，C錯；檢測食品中的淀粉是用碘，而不是碘化鉀，是因為碘使淀粉變藍色，D錯。故選B。 【例2】(2013，長沙)下列實驗方案合理的是() 答案B解析：除去二氧化碳中少量的一氧化碳，不能通入氧氣點燃，這是因為當二氧化碳(不能燃燒、不能支持燃燒)大量存在時，少量的一氧化碳是不會燃燒的且會引入新的氣體雜質(zhì)氧氣，故A所采取的方法錯誤。氯化鈉易溶于水，氯化銀難溶于水，可采取加水溶解、過濾的方法進行分離除雜，故B所采取的方法正確。鋅能與鹽酸反應(yīng)，銅、金均不能與鹽酸反應(yīng)，只能驗證鋅比銅和金活潑，無法比較銅和金的金屬活動性，故C所采取的方法錯誤。生石灰是氧化鈣的俗稱，加水后，氧化鈣能與水反應(yīng)生成氫
5、氧化鈣，這樣會把原物質(zhì)除去，不符合除雜原則；氧化鈣和碳酸鈣均能與鹽酸反應(yīng)，加鹽酸也會把原物質(zhì)除去，不符合除雜原則，故D所采取的方法錯誤。 【例3】(2014，衡陽)下列實驗不能達到實驗?zāi)康牡氖?)A探究水的組成B探究化學反應(yīng)是否遵循質(zhì)量守恒定律C探究分子運動D探究二氧化錳能否加快過氧化氫分解 答案B解析：不能將Na2CO3粉末與稀鹽酸放在燒杯中來探究質(zhì)量守恒定律，因為Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2，生成的CO2氣體逸出，使得物質(zhì)的總質(zhì)量減小，若想用Na2CO3粉末和稀鹽酸來作反應(yīng)物，則必須在密閉的容器中進行。B錯，A、C、D均正確?！纠?】(2013，吉林)下列實驗設(shè)計方案合理的
6、是()A用碳酸鉀和氫氧化鎂制備氫氧化鉀B用氯化鈣溶液檢驗氫氧化鈉是否部分變質(zhì)C用氫氧化鋇溶液區(qū)分硫酸銨、硫酸鎂和硫酸鈉D用氫氧化鈉溶液和濃硫酸除去氫氣中混有的氯化氫和水蒸氣 答案D解析：氫氧化鎂難溶于水，不能與碳酸鉀溶液發(fā)生復分解反應(yīng)，故方案A不合理；氫氧化鈉會與空氣中的二氧化碳氣體反應(yīng)生成碳酸鈉而變質(zhì)，氯化鈣溶液與碳酸鈉反應(yīng)會產(chǎn)生白色沉淀，可檢驗樣品中是否有碳酸鈉，但無法確定樣品中是否還有氫氧化鈉，即無法確定氫氧化鈉是否部分變質(zhì)，故方案B不合理；氫氧化鋇溶液與硫酸鎂、硫酸鈉反應(yīng)都會產(chǎn)生白色沉淀，無法區(qū)別硫酸鎂和硫酸鈉，故方案C不合理；氫氧化鈉溶液可與氯化氫反應(yīng)除去氯化氫氣體，濃硫酸具有吸水性
7、，可除去水蒸氣，故方案D合理。 【例5】(2013，威海)實驗室有一瓶長期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體樣品，觀察發(fā)現(xiàn)，樣品表面出現(xiàn)了大量的白色粉末。某興趣小組的同學對該樣品進行了探究，請回答下列問題： (1)實驗證明，這份氫氧化鈉已經(jīng)變質(zhì)，但不能確定是否完全變質(zhì)，請你從下列藥品中選擇合適的試劑，探究氫氧化鈉是否完全變質(zhì)。 藥品：蒸餾水、酚酞試液、稀鹽酸、氯化鈣溶液。 你的實驗方案是_。 用化學方程式表示該實驗中所依據(jù)的化學反應(yīng)原理：_。 (2)如果給你一份未知濃度的稀硫酸，要求通過定量實驗，測定氫氧化鈉變質(zhì)的程度(即樣品中氫氧化鈉的含量)，請你給出具體的實驗方案。 (3)實驗證明，氫氧化鈉部分變
8、質(zhì)，請你設(shè)計一個提純該樣品的實驗方案，以得到純凈的氫氧化鈉固體。 提純樣品應(yīng)采用的試劑是_。 答案(1)向樣品的水溶液中加入氯化鈣溶液，至不再產(chǎn)生沉淀，靜置；然后取上層清液，滴加酚酞試液，如果溶液變紅，則氫氧化鈉部分變質(zhì)，如果溶液不變紅，說明氫氧化鈉完全變質(zhì)CaCl2Na2CO3=CaCO32NaCl(2) 或(3)氫氧化鈣溶液(或氫氧化鋇溶液) 解析：(1)氫氧化鈉暴露在空氣中會與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉而變質(zhì)，因此要探究氫氧化鈉是否完全變質(zhì)，就要檢驗樣品中是否存在氫氧化鈉。由于氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液都能使酚酞變紅色，因此首先要向樣品水溶液中加入過量的氯化鈣溶液，使碳酸鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鈣沉淀而除
9、去，再取上層清液，滴加幾滴酚酞試液，如果溶液變紅色，說明氫氧化鈉部分變質(zhì)，如果溶液不變紅色，說明氫氧化鈉完全變質(zhì)。該實驗涉及的是碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)，生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，據(jù)此可寫出反應(yīng)的化學方程式。 (2)如果要通過定量實驗，測定氫氧化鈉變質(zhì)的程度，即需要測定樣品中氫氧化鈉的含量。可向樣品中加入足量的稀硫酸，充分反應(yīng)后會生成二氧化碳氣體，因此只要測出實驗前后物質(zhì)總質(zhì)量的變化量(減少的質(zhì)量就是生成的二氧化碳的質(zhì)量)，經(jīng)過計算即可知道樣品中氫氧化鈉的含量，因此可設(shè)計出具體的實驗方案，其中所涉及的是碳酸鈉與稀硫酸反應(yīng)，生成硫酸鈉、水和二氧化碳，據(jù)此可寫出反應(yīng)的化學方程式。 (3)提純氫氧化鈉，即除去樣品中所含的碳酸鈉雜質(zhì)，可按溶解，加適量氫氧化鈣(或氫氧化鋇)溶液至不再產(chǎn)生沉淀為止，過濾，蒸發(fā)等步驟進行操作，其中所涉及的是碳酸鈉與氫氧化鈣(或氫氧化鋇)反應(yīng)，生成碳酸鈣(或碳酸鋇)沉淀和氫氧化鈉，據(jù)此可寫出反應(yīng)的化學方程式。 1(2014陜西第14題，2分)下列實驗?zāi)苓_到目的的是( )D2(2013陜西第15題，2分)下列實驗?zāi)苓_到實驗?zāi)康牡氖? )A
陜西省中考化學總復習 第19講 實驗方案的設(shè)計與評價課件
