精鼎教育一对一授课学案
学生姓名：范加恩
教师：吴睿怡学科：科学上课时期：2015 年 4 月10 日
学案主题：实验方案的设计和评价课时：第次，时段：
一、本节课主要内容（包括知识点、例题、练习、小结等内容）
一、实验设计
1．化学实验方案设计的思路
(1)根据某一主题，“发现问题”“提出猜想”“确定假设”；(2)根据假设设计实验方案；
(3)通过实验收集证据或实验现象；(4)作出假设是否成立的结论；
(5)对结论进行反思与评价。
2．化学实验设计时遵循的原则
(1)科学性，实验原理准确，实验流程合理。(2)安全性，保护人身、保护环境、保护仪器。
(3)简便性，做到步骤少、时间短、效果好等。
(4)环保性，药品用量少，对环境没有或较少污染。(5)经济性，药品成本低，易得经济。3．实验设计的步骤
(1)明确目的、原理
首先必须认真审题，明确实验的目的要求，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。
(2)选择仪器、药品
根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态、能否腐蚀仪器和橡胶、反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等，从而选择合理的化学仪器和药品。
(3)设计装置、步骤
根据上述实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而又简明。(4)记录现象、数据：
根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。
(5)分析得出结论
根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。注意：在进行实验方案设计时要特别注意水的处理。
(1)水作为杂质要除去：要先除去其他杂质，后干燥。
(2)水作为产物的检验：先检验水，再检验其他产物。
(3)水的定量测量：前后都要排除外来水的干扰。
二、实验评价
1．评价内容
实验的评价包括实验原理的评价、方案的评价、实验装置的评价、实验操作的评价、实验现象的描述与结论分析的评价等。
2．评价方法
(1)化学反应原理是否正确，是否与实验目的相符；(2)实验装置是否科学、优化、安全；
(3)操作方法是否可行、简捷；(4)绿色化学的理念是否符合，对环境是否会造成污染；
(5)推理过程是否严密。
考点一：探究物质成分的实验设计
1．已知碳酸易分解，草酸与碳酸有相似的化学性质，在受热的条件下草酸也会分解，仅生成三种氧化物。我校研究性学习小组对此展开探究：
【提出问题】生成的三种氧化物是什么？
【查阅资料】无水硫酸铜是一种白色粉末，遇水变成蓝色硫酸铜晶体。化学方程式为：CuSO4(白色粉末)＋5H2O===CuSO4·5H2O(蓝色晶体)
【提出猜想】生成的氧化物中有H2O、CO2和CO。
【实验探究】张亮将生成的气体，依次通过如图所示装置，验证猜想。
(1)观察到A中，证明生成物中有水。
(2)B中澄清石灰水变浑浊，证明。
(3)D中红色粉末是__ __(填化学式)，实验现象__ __。【交流讨论】
陈军认为：张亮不需要E装置也能够推断出生成物中有一氧化碳。你是否支持陈军的观点：____(填“支持”或“不支持”)，请说出你的理由：__ _。陈军还认为：从环保的角度来看，此装置有一个缺陷，请你指出该缺陷：__ __，处理的方法是。
2．某课外小组的同学们收集了含一氧化碳和二氧化碳的废气，为了确认这种废气的组成，他们在实验室按如下装置进行了实验。
3．已知浓硫酸与焦炭在加热的条件下能发生反应，生成三种氧化物。某校研究性学习小组对此进行以下一系列的探究活动。
【提出猜想】浓硫酸与焦炭在加热条件下反应，生成H2O、SO2和CO2。
【查阅资料】经查阅资料得知：①CO2、SO2均可使澄清石灰水变浑浊；②SO2可使品红溶液的红色褪去，而CO2不能；③SO2可与酸性的KMnO4溶液反应使其褪色，而CO2不能；
④无水CuSO4为白色粉末，遇水可生成蓝色胆矾。
【实验探究】用以下A～D四个装置组装成一套完整的实验装置，然后进行实验，验证猜想。
(1)本实验的发生装置应选用如下图所示三种装置中的____装置(填序号)。
(3)实验过程中，同学们观察到装置D中的无水CuSO4变为蓝色，由此得出产物中有____的结论；同时还观察到以下实验现象：装置C中品红溶液(Ⅰ)和酸性高锰酸钾溶液都褪色，品红溶液(Ⅱ)不褪色；装置B中澄清石灰水变浑浊。装置C中品红溶液(Ⅰ)褪色，说明产物中有____，酸性KMnO4溶液的作用是____，品红溶液(Ⅱ)不褪色，说明；装置B中发生反应的化学方程式是。
(4)能确认反应产物中有CO2的实验现象是。【实验结论】本实验提出的猜想(填“成立”或“不成立”)；浓硫酸与木炭反应的化学方程式是。
【交流讨论】实验结束后，同学们针对本实验进行讨论，其中张辉同学提出了“反应产物中可能还有一氧化碳”这样的一个观点。你是否支持张辉同学的观点？____(填“支持”或“不支持”)，请你说出两点理由：①；②。
考点二：仪器组合装置的实验设计
1．化学是一门以实验为基础的学科，化学所取得的丰硕成果，与实验的重要作用是分不开的。结合下图所示的实验装置回答问题：
(1)写出图中带标号仪器的名称：①，②。
(2)若实验室对你开放，请从上图中选择合适的装置，制取一种你熟悉的气体。你想制取的气体是____，选择的发生装置是____(填序号，下同)，选择的收集装置是，选择此收集装置的理由是。
(3)装置B虽然操作简便，但无法控制反应速率。请从上图中选取____(填序号)取代B中的单孔塞，以达到控制反应速率的目的。
(2)评价与改进：小聪认为上述实验方案有缺陷，通过讨论，增加了乙图中的3个装置(固定装置未画出)，对方案作了改进并进行实验：将混合气体先通过乙图中连接的装置后，再通入甲图装置。实验中部分现象如下：A装置质量增加，B装置中溶液不变浑浊，甲图装置中实验现象与(1)相同。
请你写出改进方案的装置连接顺序(装置不重复使用)：混合气体→→甲图装置(填装置编号)。
(3)交流与讨论：通过对改进实验的现象分析，同学们得出了正确的结论。
考点三：对不同实验方案的评价
1．(2013·河南)为了探究溶质在水中溶解速率的影响因素，某学习小组设计了如下实验：下列说法中正确的是( )
A．对比实验①和②，可探究水的温度对溶质在水中溶解速率的影响
B．对比实验②和③，可探究水的温度对溶质在水中溶解速率的影响
C．对比实验②和③，可探究固体溶质的形态对溶质在水中溶解速率的影响
D．对比实验①和③，可探究固体溶质的形态对溶质在水中溶解速率的影响
2．(2013·青岛)某同学家中有一袋化肥，可能混入了其他化肥，且化肥包装袋上字迹模糊。
该同学进行了如下探究，请你参与探究并填空：
【提出问题】该化肥中含有什么物质？
【收集信息】经询问得知，该化肥可能为铵态氮肥。
【提出猜想】该化肥所含的阴离子可能是Cl－、CO32－、SO42－中的一种或几种。
【实验、记录与分析】
实验操作步骤实验现象实验分析
(1)取少量该化肥样品和少量熟石灰放在研钵
中混合研磨
含有铵根离子
(2)另取少量该化肥样品于试管中，加入适量
的水完全溶解，滴加足量的硝酸钡溶液，再滴
加少量稀硝酸，过滤。
产生白色沉淀，沉淀不溶解没有
存在
(3)取(2)所得滤液少量于试管中，滴加
有Cl－
【实验结论】若该化肥中只含有一种阳离子，则其中一定含有的物质是(写化学式)：。
【实验反思】若步骤(2)中用氯化钡溶液代替硝酸钡溶液____(填“是”或“否”)可行，请简
要说明原因：
练习：
1．(2013·衢州)实验室有一瓶标签残缺的溶液，它可能是硫酸钠、碳酸钠和氯化钠溶液中
一种。龙龙、开开两位同学分别设计了下表方案进行鉴别。
实验步骤实验现象实验结论
龙龙①取少量待测溶液于试管中，向其中滴入几滴__________溶液
②向步骤①的试管中
滴入适量稀硝酸
①产生白色沉淀
②白色沉淀不消失待测溶液是硫酸钠溶液
开开①取少量待测溶液于试管中，向其中加入适量稀
硫酸②向步骤①的试管中滴入适量氯化钡溶液
①无明显现
象
②产生白色沉淀待测溶液是硫酸钠溶液
根据上表回答问题：
(1)龙龙同学滴加的试剂可能是溶液(写出一种即可)。
(2)龙龙同学认为开开同学方案存在缺陷，理由是。
2．(2014·绍兴)实验小组同学向盛有2 mL稀硫酸的试管中加
入2 mL氢氧化钠溶液，未观察到明显现象。
【提出问题】两者是否发生了化学反应？
【实验探究】将盛有上述实验混合液的试管标为①，如图甲。
小华：测得实验所用稀硫酸的pH＜7，试管①中溶液pH＞7。
于是得出结论：。
小敏：取两支试管，编号为②和③，分别加入稀硫酸和试管①
中溶液各2 mL，逐滴滴加Na2CO3溶液至过量，实验过程与现
象如图乙，由此他得出了与小华一样的实验结论。
【反思评价】小军认为小敏在实验设计中存在不够严密的地方，请帮他指出：。
【交流讨论】试管③中的溶液中有哪些溶质？同学们分析了两位同学的实验过程，一致认为没有H2SO4，其理由是。在此基础上，同学们提出了二种推理：
推理1：含有Na2SO4、Na2CO3和NaOH
推理2：含有Na2SO4、Na2CO3
正确的是推理____(填“1”或“2”)。
3．为区别稀盐酸和稀硫酸，小强同学设计如图所示的实验方案：在每组的两支试管中分别盛放稀盐酸和稀硫酸；向同组的两支试管各滴加同种试剂。其中能达到实验目的的是( )
5．(2013·杭州)为了探究硝酸钾溶液能否导电，实验步骤如下：(1)将硝酸钾晶体溶解在盛有自来水的烧杯中；(2)连接如图电路；(3)闭合开关，观察小灯泡能否发光。针对该实验目的，下列评价或改进正确的是( )
A．实验步骤正确、完整B．应补做硝酸钾晶体能否导电的实验
C．应将自来水改为蒸馏水D．应分别补做硝酸钾晶体、蒸馏水能否导电的实验6．(2013·绍兴)用如图所示装置(图中夹持仪器已略去)测定某牙膏样品中碳酸钙的质量分数。实验中，通过测定丙装置质量的改变值，就能达到目的(样品中其他成分遇盐酸不产生气体)。下列措施能提高测定准确度的是( )
A．省去装置甲和丁
B．将丙中的NaOH溶液换成Ca(OH)2溶液
C．装置乙不再产生气泡时，立即停止抽气
D．滴加稀盐酸之前，先抽气一段时间，除去装置内原有的CO2
7．(2013·嘉兴)氢气还原氧化铜生成红色固体，这些红色固体是什么物质？某科学兴趣小组查阅资料得知，反应温度不同，氢气还原氧化铜的产物可能是Cu或Cu2O，Cu和Cu2O 均为不溶于水的红色固体；但氧化亚铜能与稀硫酸反应，化学方程式为：Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。
为探究反应后的红色固体中含有什么物质？他们提出了以下假设：
假设一：红色固体只有Cu 假设二：红色固体只有Cu2O
假设三：红色固体中有Cu和Cu2O
请回答有关问题。
(1)取少量红色固体，加入足量的稀硫酸。若无明显现象，则假设____成立；若看到溶液变成蓝色，且仍有红色固体，则能否支持假设三？____(填“能”或“不能”)。
(2)现将3 g红色固体加入足量的稀硫酸中，反应后的溶液过滤，称得烘干后的滤渣质量为1.4 g。则原红色固体中含有什么物质？。
8．(2013·绍兴)某兴趣小组用NaCl溶液、NaOH溶液和稀H2SO4三种试剂，将含有Cu2＋、Ba2＋、Ag＋和NO3－的混合液中的三种阳离子逐一除去。步骤如下(所加试剂均过量)
步骤一：混合物中加入试剂A，过滤得到沉淀1和滤液1；
步骤二：滤液1中加入试剂B，过滤得到沉淀2和滤液2；
步骤三：滤液2中加入试剂C，过滤得到沉淀3和滤液3。
(1)同学们确认试剂A是NaCl溶液，写出步骤一中反应的化学方程式。
(2)三种沉淀中，能溶于稀盐酸的是______(填物质名称或化学式)。
(3)滤液3中，除NaNO3外还含有的盐是。