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(实验设计与评价)
实验设计与评价 1. （2019 ）年昌平区一模）（5 分）实验是学习化学的重要手段之一。
某班同学分成两个小组，利用右下图所示装置进行如下实验，请你参与他们的实验过程。
（1）第一小组同学的实验：
（2）第二小组同学的实验：
位置 A B C 分液漏斗药品 X 溶液稀盐酸水（滴有石蕊溶液）碳酸钠溶液操作关闭 K 1 ，打开 K 2 和分液漏斗的活塞，缓慢滴加碳酸钠溶液现象操作关闭 K 2 ，打开 K 1 现象 B 中液体沿导管流入 A 中，A 中有无色气体产生写出 A 中X 溶液的溶质（至少写两种）位置 A B C 分液漏斗药品澄清石灰水碳酸钠溶液澄清石灰水稀盐酸操作关闭 K 1 ，打开 K 2 和分液漏斗的活塞，缓慢滴加稀盐酸现象，并写出 C 中反应的化学方程式操作关闭 K 2 ，打开 K 1 现象 B 中液体沿导管流入 A 中，A 中有白色沉淀产生上述现象产生的原因2. （2019 ）年昌平区一模）（8 分）做完铁在氧气里燃烧的实验后，小名同学有两个疑惑不解的问题，于是他进行了以下探究活动。
【问题 1】铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢？【查阅资料 1】（1）自然界中铁的氧化物主要是 Fe 3 O 4 和 Fe 2 O 3 两
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种（FeO 极易被氧化为 Fe 2 O 3 ）；（2）铁的氧化物均能溶于酸的
溶液。
【实验探究】将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入_____
溶液，观察到的现象是_____，说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中
还含有铁。
【问题 2】铁燃烧的产物为什么不是 Fe 2 O 3 呢？【查阅资料
2】（1）Fe 3 O 4 和 Fe 2 O 3 的分解温度、铁的熔点见表：
（2）Fe 2 O 3 高温时分解成 Fe 3 O 4 。
【理论探讨】结合表中数据，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高
温应在_____之间，在此温度范围内_____已分解，所以铁在氧气里燃
烧的产物是_____。
【拓展延伸】（1）实验中为了防止集气瓶炸裂，必须____ _；（2）有些食品包装盒的透明盖内放有黑色的 FeO 粉末，若粉末的
颜色____ _，就说明包装盒破损进气，这样售货员就能及
时发现并处理。
（3）下列铁的氧化物中，铁元素的质量分数由大到小的顺序是
_____（填字母）。
A.FeO
B.Fe 2 O 3
C.Fe 3 O 4 3. （2019 ）年
朝阳区一模）（5 分）化学兴趣小组用右图装置进行以下实验。
（1）打开活塞 K 滴入稀硫酸后，两条用紫色石蕊试液润湿的试
纸发生的变化是，小明从课本实验中知道，二氧
化碳和水本身都不能使石蕊变色，因此他认为以上实验现象验证的二
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 氧化碳的性质依次是
。
（2）小刚认为此装置还可以验证以下实验结论，请将实验操作填入下表：
实验结论实验操作①二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧 Fe 3 O 4 Fe 2 O 3 铁分解温度/℃ 1538 1400 熔点/℃ 1535②二氧化碳不能使紫色石蕊变色（3）小红用此装置进行了如下实验，来验证分子的运动。
分液漏斗中加入浓氨水，用无色酚酞试液润湿的试纸缠绕在小试管外壁，带孔的小试管中放入氢氧化钠固体，滴入少量浓氨水后，湿润的酚酞试纸很快变红色，请用初中化学知识分析固体氢氧化钠的作用。
4. （2019 ）年朝阳区一模）（8 分）三聚氰胺（化学式为 C 3 H 6 N 6 ）是一种白色结晶粉末，因其低毒、含氮量高，俗称蛋白精。
不法分子为了提高奶粉中的蛋白质含量而加入三聚氰胺，导致发生婴幼儿泌尿结石病例。
某化学兴趣小组同学欲探究三聚氰胺的制取原理：
【查阅资料】（1）化工企业常用尿素合成法制取三聚氰胺。
即以尿素[化学式 CO(NH 2 ) 2 ]为反应物，硅胶为催化剂，在380℃至400℃的温度下，沸腾反应、冷凝得到三聚氰胺，同时产生
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两种无色气体，其中一种气体具有刺激性气味。
（2）NO 是无色气体，不溶于水，在空气中能迅速氧化为棕色 NO 2 气体。
【提出问题】反应生成的两种气体是什么？【假设猜想】根据资料及反应物判断，生成的两种气体可能是：
①二氧化碳和水蒸气②二氧化碳和氨气（NH 3 ）③二氧化碳和氮气④二氧化碳和二氧化氮提出以上猜想的依据是；你认为合理的猜想是（填序号），理由是。
【设计实验】同学们在老师的指导下，设计如图所示的实验模拟制取三聚氰胺，并验证猜想。
【实验现象和分析】（1） A 装置的作用是。
（2）实验时观察到 B 中棉花变红，证明生成了，同时看到 D 中现象，说明还生成了二氧化碳。
（3）C 中浓硫酸的作用是。
【实验结论】根据资料和实验现象分析可知，用尿素分解制取三聚氰胺的化学方程式为
。
5. （2019 ）年大兴区一模）（6 分）下面是某兴趣小组同学做的 3 个小实验。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 根据实验内容回答下列问题。
序号实验装置实验操作实验现象、解释或结论（1）①关闭活塞 K,给木炭加热。
②熄灭酒精灯,待木炭冷却后,打开活塞K,通入氧气。
③点燃酒精灯,给木炭加热。
①木炭不燃烧。
②木炭不燃烧。
③木炭燃烧。
由此说明可燃物燃烧的条件是。
（2）打开分液漏斗的玻璃塞和活塞 K，将稀硫酸注入小试管中。
观察到的现象是，由此说明二氧化碳的性质是。
（3）打开分液漏斗的玻璃塞和活塞 K，将水注入人字形管中。
观察到的现象是，出现此现象的原因是。
6. （2019）年大兴区一模）（8分）叠氮化钠(NaN 3 ）被广泛应用于汽车安全气囊，某化学小组同学对其进行下列研究。
【查阅资料】① NaN 3 受撞击会生成 Na、N 2 。
②NaN 3 遇盐酸、H 2 SO 4 溶液无气体生成。
③ 碱石灰是 CaO 和 NaOH 的混合物。
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④ NaN 3 的制备方法是：
将金属钠与液态氨反应制得 NaNH 2 ，再将 NaNH 2 与 N 2 O 反应可生成 NaN 3 、NaOH 和氨气（NH 3 ）。
【问题探究】（1）汽车经撞击后，30毫秒内引发NaN 3 迅速分解，写出该反应的化学方程式。
（2）工业级NaN 3 中常含有少量的Na 2 CO 3 ，其原因是（用化学方程式表示）（3）为测定某工业级NaN 3 样品中含有Na 2 CO 3 的质量分数，化学小组同学设计了如下实验装置。
①小明同学认为通过测定装置I中反应前后B的质量差，再通过相应计算，就可测定Na 2 CO 3的纯度，小组内同学通过讨论认为不可以，其理由可能是。
②小刚同学在大家讨论的基础上，设计了装置 II。
请分析：
装置 II 中 A 的作用是_____；若无装置 C，对测定结果造成的影响是（填偏大、偏小或无影响）；装置 E 的作用是。
③根据装置II，小组同学设计的实验步骤有：
a．称量装置D。
b.称量样品，检查装置气密性。
c.打开弹簧夹，鼓入空气。
d.打开分液漏斗的活塞和玻璃塞，注入足量的稀硫酸，关闭活塞和玻璃塞。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 其正确顺序为（填字母序号，可重复）。
7. （2019 年东城区一模）（7 分）生活中离不开水。
若水的硬度过大，会影响人体健康，因此需要进行软化处理。
（1）小文利用阳离子交换树脂对某硬水水样进行软化，其原理示意如右图所示。
树脂的作用是除去硬水中的。
（2）生活中通过煮沸能够降低水的硬度。
小文取此水样煮沸后，发现有水垢生成。
为探究水垢的成分，他进行了以下实验：
【实验过程】实验序号实验操作实验现象【实验分析及结论】①由实验Ⅰ可知，水垢分解的产物中一定有。
②实验Ⅲ小试管内发生反应的化学方程式为。
③根据实验探究，推测此水垢的成分中可能含有。
（3）小文另取该水样，加入澄清石灰水，溶液变浑浊，其反应为：
A+Ca(OH) 2 ==2CaCO 3 +2H 2 O，则 A 的化学式为。
8. （2019 年房山区一模）（6 分）某化学研究性学习小组的同学们做了三个趣味实验，装置如右图(气密性良好)。
当开启分液漏斗的旋塞，液体滴入盛有固体的试管 2 中时，观察
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到不同的现象。
（1）若试管 2 中发生了化学反应，观察到试管 1 中有气泡产生，且其中的石蕊溶液变红，试管 2 中发生反应的化学方程式为。
（2）若试管 2 中没有发生化学反应，观察到两支导管口同时冒气泡、吸滤瓶内的石灰水变浑浊，则试管 2 中的固体可能是____________。
（3）若观察到吸滤瓶内盛有的红色溶液变无色，分液漏斗中的液体、试管 2 中的固体分别是____________；烧杯中的液体可能是__________。
请你解释溶液变色的原因：
_______________。
Ⅰ水垢变白、变疏松，澄清石灰水变浑浊Ⅱ固体部分溶解，放出热量，滤液的pH 约为12Ⅲ 实验现象是。
9. （2019 ）年房山区一模）（7 分）某化学小组发现一袋包装破损的漂白粉，同学们对漂白粉其漂白作用是否失效产生了疑问。
【查阅资料】 1.漂白粉的主要成分是 Ca(ClO) 2 、CaCl 2 和Ca(OH) 2 ，其有效成分是 Ca(ClO) 2 。
2.Ca(ClO) 2 可溶于水，漂白原理是：
它在空气中发生反应 Ca(ClO) 2 +H 2 O+CO 2 = CaCO 3 +2HClO，HClO 能使有色物质如品红溶液褪色。
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3. HClO 不稳定，易分解生成 HCl 和一种常见的无色无味气体。
4. CaCl 2 的水溶液呈中性，HClO 的水溶液呈酸性。
【交流讨论】该小组同学经过分析得出：
HClO 分解时除生成HCl 外，生成的另一种常见气体是。
【实验探究】实验步骤实验现象实验结论把少量漂白粉样品加入水中，通入足量的 CO 2 气体，。
。
漂白粉的漂白作用已失效。
【继续探究】同学们对失效后的漂白粉的成分很感兴趣，并作进一步探究。
在老师的帮助下，同学们对失效后的漂白粉成分进行猜想：
猜想一：
CaCl 2 和 CaCO 3 ；猜想二：
；小明同学认为猜想中的成分 CaCO 3 ，除漂白粉的有效成分在空气中发生反应生成外，还有其它来源，请你用化学方程式表示。
小聪同学进行实验证明猜想一成立，小聪同学的实验方案：
。
10. （2019 ）年丰台区一模）（6 分）某化学兴趣小组设计了如右图所示实验装置，进行了以下实验。
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（1）先打开 K 1 ,关闭 K 2 和 K 3 ，从长颈漏斗向 A 中加入足量的稀盐酸。
此时装置B中发生反应的化学方程式为，打开K 1 的目的是。
（2）然后关闭 K 1 和 K 3 ，打开 K 2 ，将胶头滴管中的浓氢氧化钠溶液挤入锥形瓶中。
稍后打开K 3 ，此时装置 C 和 D 中的现象分别是、，装置 C 中发生反应的化学方程式为。
若在（2）实验过程中没有关闭 K 1 ，其它操作相同，则装置 B 的现象不同点是。
11. （2019 ）年丰台区一模）（7 分）某化学兴趣小组对水蒸气通过灼热的焦炭后，得到的混合气体主要成分产生了兴趣。
同学们决定通过实验进行探究。
【提出猜想】该混合气体主要成分为一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气。
【查阅资料】a．无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。
b．碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
c．氢气、一氧化碳均能在加热的条件下与氧化铜反应。
【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置，并进行了实验(部分夹持仪器已略去)。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ （1）装置 A 中无水硫酸铜变蓝，装置 B 中澄清石灰水变浑浊。
由此得出的结论为。
写出装置 B 中反应的化学方程式。
（2）装置 C 和 D 中的药品分别为。
（3）同学们通过观察装置 E、F 中的现象后，证明了混合气中含有氢气。
为了证明第四种气体的存在，装置 G 中的药品、现象和结论是。
【实验结论】猜想正确。
【实验反思】经过讨论，同学们将上图中装置 C~H 进行了简化，改进后的装置如下图所示。
（3）干燥管中碱石灰的作用为。
（4）同学们为了验证通过干燥管后气体的成分，继续进行的实验为：
12. （2019 ）年海淀区一模）（6 分）为了验证二氧化碳与氢氧化钠可以发生化学反应，某小组用下图所示装置进行实验。
请回答下列问题：
实验操作实验现象实验结论①在尖嘴处点气体，。
。
。
② 。
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。
。
abcNaOH 溶液大理石澄清石灰水（1）打开止水夹 a 和 c，从长颈漏斗向锥形瓶中注入稀盐酸至时停止。
（2）当观察到烧杯中有大量白色沉淀产生时，说明集气瓶中已集满二氧化碳气体。
然后进行的操作是，关闭活塞 b，轻轻振荡集气瓶。
一段时间后可观察到，证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应，该反应的化学方程式为。
（3）小红认为仅做上述实验有不足之处，应利用上图装置做一个对比．．实验。
该对比实验只需将所用的氢氧化钠溶液换成即可。
（4）为了保证实验的成功，应在实验前对装置的气密性进行检验(不另加仪器)，方法为。
13. （2019 ）年怀柔区一模）（6 分）某化学兴趣小组的同学将一枚洁净的铁钉放入食盐水中(如图，装置气密性良好)，一段时间后，发现装置中右侧导管中的液面升高，铁钉生锈，试管底部有黑色固体物质。
[提出问题]导管中液体为何升高？黑色固体物质又是什么？[猜想与假设] 该黑色固体可能含有：
①Fe、②Fe 2 O 3 、③FeCl 3 、④C 四种物质。
[猜想分析] ①影响右侧导管中的液面升高的物质
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 是。
②不可能含有氯化铁，理由是。
③一定含有碳，理由是。
[实验验证] ①验证黑色固体中一定含有碳所选用的试剂是。
②检验黑色固体中是否含有铁的实验方法是。
14. （2019 ）年怀柔区一模）（6 分））化学兴趣小组同学们在课外活动中设计了如右图装置来验证某气体的化学性质。
（1）请你协助完成下表中的内容。
（2）同学们又设计以下实验（如右图）研究某混合气体的组成。
① 第一组：
取三支试管，在其容积的二分之一处做标记。
分别充满气体（甲为 CO 2 ，乙为 A 气体，丙为 CO 2 和 A 的混合气）后倒扣在 NaOH溶液中。
最终观察到的实验现象如右图所示。
据此推测：
气体 A 的化学性质有。
② 第二组：
同学们利用右图所示的装置进行实验。
仪器名称分液漏斗广口瓶中装置内的药品可观察到的现象
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用化学方程式表示相关性质分液漏斗止水夹分液漏斗止水夹250mL200mL 水甲乙丙实验步骤：
关闭止水夹，向充满丙的集气瓶中注入10mlNaOH 溶液（足量），充分反应后，冷却至室温，打开止水夹。
此时观察到的实验现象是。
（2019 年石景山区一模）15.（8 分）已知木炭粉（假设木炭粉中不含杂质）和氧化铁粉末在加热条件下能发生化学反应，某兴趣小组对该反应展开了如下的探究活动。
【查阅资料】将 CO 通入氯化钯溶液中，会出现黑色沉淀。
【实验过程】同学们设计了如下图所示装置(部分夹持仪器已略去)。
⑴探究反应中产生气体的成分称取 9.0 g 氧化铁和
1.2 g 木炭粉，混合均匀后进行实验。
打开止水夹 a 通一段时间的氮气，关闭 a。
再对木炭粉和氧化铁粉末的混合物加热一段时间，观察到澄清石灰水变浑浊，氯化钯溶液中出现黑色固体。
木炭粉与氧化铁粉末反应一定生成了气体； E 处酒精灯的作用是； B 中发生反应的化学方程式为；加热前通一段时间氮气的原因是。
⑵探究反应后剩余固体的成分【提出猜想】猜想 1：
只含有铁；猜想 2：
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 含有铁和木炭；猜想 3：
含有；猜想 4：
含有铁、木炭和氧化铁。
【实验验证】小组同学测得剩余固体质量为 6.6 g，将剩余固体置于烧杯中，向其中加入足量的稀盐酸，固体全部溶解且有大量气泡出现，猜想不成立的是，剩余固体中含有的物质及质量分别为。
A B C D E澄清氢氧化氯化钯石灰水钠溶液溶液澄清氢氧化氯化钯石灰水钠溶液溶液 16. （2019 ）年顺义区一模）（8 分）生活中用到各种漂白剂。
化学课上，老师带来一种常用作氧系漂白剂的物质，可能是双氧水（H 2 O 2 ）、过碳酸钠（2Na 2 CO 3 3H 2 O 2 ）和过氧化钙（CaO 2 ）中的一种。
同学们观察发现，该漂白剂为白色粉末（右图）。
【提出猜想】该漂白剂肯定不是。
【查阅资料】①过碳酸钠是一种白色结晶颗粒，溶于水时，分解生成碳酸钠和过氧化氢。
②过氧化氢常温下不稳定，实验室用过氧化氢制取氧气的化学方程式为。
③过氧化钙，白色固体，难溶于水。
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与水反应缓慢释放氧气，同时生成一种碱，反应的化学方程式为。
【实验验证】同学们设计了下列实验方案进行验证，请将方案的空格填写完整。
实验步骤实验操作实验现象结论步骤 1取 2g 白色固体放入试管中，加入5ml 水，充分振荡。
液体浑浊，有持续的细小气泡冒出。
步骤 2 向步骤 1的试管中继续滴加无色酚酞。
无色酚酞变红。
步骤 3 。
。
该消毒剂的成分不是过碳酸钠。
【交流反思】小刚认为根据步骤 1 可确定白色固体的成分，不需要后两步实验，理由是。
小强认为不行，小强反对的理由是。
17. （2019 ）年西城区一模）（7 分）甲、乙两小组同学分别用下图所示装置（夹持仪器已略去）做兴趣实验。
（1）甲组实验：
① 在 A 装置的锥形瓶中加入大理石，向长颈漏斗中注入稀盐酸，A 中反应的化学方程式为。
② 连接 A、B 装置，打开 a、c，关闭 b，向 B 中集气瓶内充入气体，检验集气瓶中气体已收集满的方法是
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ _________________________________。
③ 关闭 a、c，打开 b，用冷毛巾捂住 B 中集气瓶，一段时间后，观察到 B 装置中的现象是________________________________，NaOH 溶液 A BB 中反应的化学方程式为__________________________________。
（2）乙组实验：
【资料】氯化氢气体和氨气均极易溶于水，且两者反应生成白色固体氯化铵（NH 4 Cl）。
① 在 c 右端的导管口套一个气球，在 A 的锥形瓶中放入浓盐酸，向长颈漏斗中注入浓硫酸，有 HCl 气体产生，待 A 中的空气被排净后，连接 A、B 装置，打开 a、c，关闭 b，气球微微鼓起。
产生 HCl 气体的原因是_____。
② 关闭 a，将 A 中的药品替换为 NaOH 固体和浓氨水，待 A 中的空气被排净后，连接A、B 装置，打开 a，一段时间后关闭 a，B 中集气瓶内有白烟产生。
冷却至室温后气球恢复原状．．．．．．。
关闭 c 打开 b，B．中导管内的液面无任何变化．．．．．．．．．．．．。
产生上述现象的原因是_____。
18. （2019 ）年延庆县一模）（7 分）实验室常用的干燥剂碱石灰是 CaO 和 NaOH 固体的混合物。
同学们为确认一瓶久置的碱石灰样品的成分，进行如下实验探究。
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查阅资料：
1．Ca(OH) 2 、Na 2 CO 3 溶于水无明显的温度变化。
2．CaCl 2 +Na 2 CO 3 =2NaCl+CaCO 3 。
3．CaCl 2 溶液呈中性。
（1）滤渣 B 中一定含有_____，产生该物质的化学方程式可能是___________________（写出一个即可）。
（2）滤液 C 成分的探究。
【猜想】滤液 C 中的溶质可能为①NaOH；②Na 2 CO 3 ；
③NaOH 和 Ca(OH) 2 ；④____。
【设计方案并进行实验】甲、乙、丙同学分别设计如下方案并进行探究：
甲同学：
取滤液 C 少许放入试管中，滴加足量的稀盐酸，产生大量无色气体，则滤液C 中的溶质是 Na 2 CO 3 。
乙同学：
取滤液 C 少许放入试管中，滴加足量的无色酚酞，液体变成红色，则滤液 C中的溶质一定含有 NaOH。
丙同学：
取滤液 C 少许放入试管中，滴加 Ca(OH) 2 溶液，有白色沉淀产生。
向上层清液中滴加无色酚酞，无色酚酞变成红色，则滤液C中的溶质是NaOH和Na 2 CO 3 。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 【反思与评价】丁同学认真分析上述三位同学的实验，认为他们的结论均有不足之处，并且做出了正确的判断。
他认为滤液 C 中的溶质一定含有________，可能含有 NaOH。
为进一步确认滤液 C 中是否含 NaOH，请你帮助他设计实验进行验证。
少量样品过滤加足量水使物质充分溶解滤渣 B滤液 C混合物 A后续实验取样，滴加稀盐酸无色气体实验操作实验现象实验结论猜想④正确（3）实验过程中，同学们还发现向样品中加入足量水溶解时放出大量的热。
综合对滤液和滤渣成分的探究，下列对样品成分的分析正确的是__________（填序号）。
① 样品中一定含NaOH ② 样品中一定含Na 2 CO 3 ③ 样品中含 NaOH、CaO 中的一种或两种
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物质性质实验方案的设计实验探究与实验评价 （2013 四川）为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。 Ⅰ. AgNO3的氧化性 将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物，将溶液中的Ag+除尽后，进行了如下实验。可选用的试剂：KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。 （1）请完成下表： 【实验结论】Fe的氧化产物为Fe3+和Fe2+。 Ⅱ.AgNO3的热稳定性 用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体。当反应结束后，试管中残留固体为黑色。 （2）装置B的作用是。 （3）经小组讨论并验证该无色气体为O2，其验 证方法是。 （4）【查阅资料】Ag2O和粉末状的Ag均为黑色；Ag2O可溶于氨水。 【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是：ⅰ.Ag；ⅱ.Ag2O；ⅲ.Ag和Ag2O。 【实验验证】该小组为验证上述猜想，分别取少量黑色固体放入试管中，进行了如下实验。 【实验评价】根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是①（填实验编号）。 【实验结论】根据上述实验结果，该小组得出AgNO3固体热分解的产物有②。 【答案】（1）①溶液呈红色②K2[Fe(CN)6]溶液③产生蓝色沉淀（2）防倒吸（3）用带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明无色气体为O2（4）① b②Ag、NO2、O2
（2011 福建）化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究： 查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成。 Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验 取适量牙膏样品，加水成分搅拌、过滤。 （1）往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是_____________。 （2）往（1）所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。观察到的现象是_________。 Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定 利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO3沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。 依据实验过程回答下列问题： （3）实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有：_______________________。（4）C中反应生成BaCO3的化学方程式是________________________________。 （5）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是_____________（填标号）。 a.在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体 b.滴加盐酸不宜过快 c.在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置 d.在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置 （6）实验中准确称取 8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3平均质量为 3.94g。则样品中碳酸钙的质量分数为_________。 （7）有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是_________________________。 【答案】（1）Al(OH)3＋OH－＝[Al(OH)4]－或Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O （2）通入CO2气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体产生、沉淀溶解 （3）把生成的全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收 （4）CO2＋Ba(OH)2＝BaCO3↓＋H2O （5）cd （6）25% （7）B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中（或其它合理答案） （2010 北京）为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行试验（夹持仪器已略去，气密性已检验）。 试验过程： Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。 Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
高三化学复习——实验设计及评价 必修一：7个 p13 探究在相同温度和压强下，1molO2和H2的体积相同； p26 探究Fe(OH)3胶体的制备和性质； p48探究Al的热熔现象；p50 设计实验探究Fe与水的反应； p56 探究Na2CO3和NaHCO3性质的异同点；p61 探究Fe3+和Fe2+的转化； p92 探究NO2被水吸收的效率； 必修二：7个 p5 探究碱金属Na与K的性质；p14 探究短周期元素原子结构的递变； p15 探究第三周期元素性质的递变；p41 探究原电池原理； p61 探究CH4与Cl2的光取代反应；p67 探究石蜡油的催化裂化的产物； p75 探究醋酸和碳酸酸性的强弱； 选修四：6个 p21 探究温度对I－被O2氧化的影响；p23 探究催化剂对反应速率的影响； p54 探究盐溶液的酸碱性；p57 探究影响Fe3+水解的条件； p82 探究电解饱和食盐水的实验；p87 探究牺牲阳极的阴极保护法； 必修一 1.【P88 课后习题13】请设计尽可能多的方法区分厨房中的食盐和碳酸钠？ 1、答案：方法一：分别取2种白色粉末于2支试管中，各加入1mL白醋，有气泡产生的是碳酸钠，无明显现象的是食盐； 方法二：分别取2种白色粉末于2支试管中，各加入少量水，用温度计测量粉末温度的变化，若温度升高的为碳酸钠，变化不明显的是食盐； 方法四：分别取2种白色粉末于2支试管中，各加入少量水(不要使固体溶解)，若粉末变成块状的是碳酸钠，无明显现象的是食盐(原理：Na2CO3+10H2O= Na2CO3·10H2O) 方法五：分别取少量2种白色粉末于2支试管中，加入蒸馏水溶解，用pH试纸检验溶液的酸碱性，若溶液呈碱性的是碳酸钠，呈中性的是食盐。 2. 3.【P104 课后习题9】在三支试管中分别盛有稀硫酸、稀硝酸、稀盐酸，请设计简单的实验方案鉴别。
实验设计与数据处理心得体会 刚开始选这门课的时候,我觉得这门课应该就是很难懂的课程,首先我们做过不少的实验了,当然任何自然科学都离不开实验,大多数学科(化工、化学、轻工、材料、环境、医药等)中的概念、原理与规律大多由实验推导与论证的,但我觉得每次到处理数据的时候都很困难,所以我觉得这就是门难懂的课程,却也就是很有必要去学的一门课程,它对于我们工科生来说也就是很有用途的,在以后我们实验的数据处理上有很重要的意义。 如何科学的设计实验,对实验所观测的数据进行分析与处理,获得研究观测对象的变化规律,就是每个需要进行实验的人员需要解决的问题。“实验设计与数据处理”课程就就是就是以概率论数理统计、专业技术知识与实践经验为基础,经济、科学地安排试验,并对试验数据进行计算分析,最终达到减少试验次数、缩短试验周期、迅速找到优化方案的一种科学计算方法。它主要应用于工农业生产与科学研究过程中的科学试验,就是产品设计、质量管理与科学研究的重要工具与方法,也就是一门关于科学实验中实验前的实验设计的理论、知识、方法、技能,以及实验后获得了实验结果,对实验数据进行科学处理的理论、知识、方法与技能的课程。 通过本课程的学习,我掌握了试验数据统计分析的基本原理,并能针对实际问题正确地运用,为将来从事专业科学的研究打下基础。这门课的安排很合理,由简单到复杂、由浅入深的思维发展规律,先讲单因素试验、双因素试验、正交试验、均匀试验设计等常用试验设计
方法及其常规数据处理方法、再讲误差理论、方差分析、回归分析等数据处理的理论知识,最后将得出的方差分析、回归分析等结论与处理方法直接应用到试验设计方法。 比如我对误差理论与误差分析的学习:在实验中,每次针对实验数据总会有误差分析,误差就是进行实验设计与数据评价最关键的一个概念,就是测量结果与真值的接近程度。任何物理量不可能测量的绝对准确,必然存在着测定误差。通过学习,我知道误差分为过失误差,系统误差与随机误差,并理解了她们的定义。另外还有对准确度与精密度的学习,了解了她们之间的关系以及提高准确度的方法等。对误差的学习更有意义的应该就是如何消除误差,首先消除系统误差,可以通过对照试验,空白试验,校准仪器以及对分析结果的校正等方法来消除;其次要减小随机误差,就就是要在消除系统误差的前提下,增加平行测定次数,可以提高平均值的精密度。 比如我对方差分析的理解:方差分析就是实验设计中的重要分析方法,应用非常广泛,它就是将不同因素、不同水平组合下试验数据作为不同总体的样本数据,进行统计分析,找出对实验指标影响大的因素及其影响程度。对于单因素实验的方差分析,主要步骤如下:建立线性统计模型,提出需要检验的假设;总离差平方与的分析与计算;统计分析,列出方差分析表。对于双因素实验的方差分析,分为两种,一种就是无交互作用的方差分析,另一种就是有交互作用的方差分析,对于这两种类型分别有各自的设计方法,但就是总体步骤都与单因素实验的方差分析一样。
化学实验设计及评价 人教版教材 必修一：7个 p13 探究在相同温度和压强下，1molO2和H2的体积相同； p26 探究Fe(OH)3胶体的制备和性质； p48探究Al的热熔现象； p50 设计实验探究Fe与水的反应； p56 探究Na2CO3和NaHCO3性质的异同点； p61 探究Fe3+和Fe2+的转化； p92 探究NO2被水吸收的效率； p87 探究牺牲阳极的阴极保护法； 必修一 1. 【P88 课后习题13】请设计尽可能多的方法区分厨房中的食盐和碳酸钠？ 方法一：分别取2种白色粉末于2支试管中，各加入1mL白醋，有气泡产生的是碳酸钠，无明显现象的是食盐； 方法二：分别取2种白色粉末于2支试管中，各加入少量水，用温度计测量粉末温度的变化，若温度升高的为碳酸钠，变化不明显的是食盐； 方法四：分别取2种白色粉末于2支试管中，各加入少量水(不要使固体溶解)，若粉末变成块状的是碳酸钠，无明显现象的是食盐(原理：Na2CO3+10H2O= Na2CO3·10H2O)方法五：分别取少量2种白色粉末于2支试管中，加入蒸馏水溶解，用pH试纸检验溶液的酸碱性，若溶液呈碱性的是碳酸钠，呈中性的是食盐。 2. 【P92 科学探究】现给你一试管NO2，请设计实验，尽可能多的用水吸收NO2？
3. 【P104 课后习题9】在三支试管中分别盛有稀硫酸、稀硝酸、稀盐酸，请设计简单的实验方案鉴别。 分别取三种溶液于试管中，各加入几滴BaCl2溶液，有白色沉淀产生的是稀硫酸；再取剩余的2种溶液于2支试管中，加入几滴AgNO3溶液，有白色沉淀产生的是稀盐酸，剩余的是稀硝酸 4. 【P104 课后习题10】在2支试管中分别盛有相同体积的浓硫酸和稀硫酸，请设计简单的实验方案鉴别。 方案一：分别取相同体积的两种溶液，用密度计测量溶液的密度(或称量质量)，密度大的是浓硫酸； 方案二：分别取两种溶液于试管中，轻轻振荡试管，流动性差的、黏度大的是浓硫酸，黏度小的是稀硫酸； 方案三：在2个小烧杯中加入10mL蒸馏水，分别缓慢加入2种溶液，放出大量热的是浓硫酸，放出热量小的是稀硫酸； 方案四：在2支试管中加入几粒蓝色硫酸铜晶体，再分别加入1mL2种溶液，若试管中蓝色晶体变色白色的是浓硫酸，晶体溶解且溶液变成蓝色的是稀硫酸； 方案五：分别将2片打磨干净的铁皮放在2支试管中，再分别加入2种溶液，有气泡产生的是稀硫酸，无明显现象的是浓硫酸； 方案六：分别用玻璃棒蘸取2种溶液涂在纸上，一段时间后，纸上涂液的地方变黑的是浓硫酸，无明显现象的是稀硫酸。 5. 【P108 课后习题13】请你用实验方法证明某种白色晶体是(NH4)2SO4。 取少量晶体于试管中，加入少量蒸馏水溶解，再将溶液分成2份，一份中加入浓NaOH[或Ba(OH)2]溶液并加热，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变成蓝色，证明该晶体中存在NH4+；向另一支试管中加入稀盐酸酸化，再加入几滴BaCl2溶液，若产生白色沉淀，证明该晶体中存在SO42－
实验的设计与评价 （总分：297 考试时间：200.4分钟） 学校___________________ 班级____________ 姓名___________ 得分___________ 一、选择题 ( 本大题共 1 题, 共计 3 分) 1、(3分) 29.已知KMnO 4与浓HCl在常温下反应能产生Cl 2 。若用图2所示的实验装置来制 备纯净、干燥的氯气，并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是（） 图2 A.只有①和②处 B.只有②处 C.只有②和③处 D.只有②③④处 二、非选择题 ( 本大题共 22 题, 共计 294 分) 1、(18分) 26.从固体物质A开始，可以发生如下框图所示的一系列变化 回答下列问题： （1）在实验室中收集气体B的方法是。 （2）操作①的名称是。在操作①中所使用的玻璃仪器的名称是。（3）写出反应②和反应③的化学方程式： 反应②：。 反应③：。 （4）A的化学式是。
（5）在实验室中，如果获得干燥纯净的气体D，可以将它通过如下示意图中的装置，其中 瓶Ⅰ中盛放的试剂是。 瓶Ⅱ中盛放的试剂是。 收集干燥气体D的方法是。 2、(12分) 27.Ag/α－Al 2O 3 是石油化学工业的一种重要催化剂，其中Ag起催化作用，α－ Al 2O 3 是载体且不溶于硝酸，该催化剂的回收实验如下图所示。其中的转化反应 为：6AgCl+Fe 2O 3 3Ag 2 O+2FeCl 3 阅读上述实验流程，完成下列填空： （1）Ag/α－Al 2O 3 加酸溶解应该选用装置（选填a、b、c）。
（2）在实验操作（Ⅱ），如果用自来水代替蒸馏水进行洗涤，将会发生化学反应的离子方程式 。 （3）实验操作（Ⅳ）所需玻璃仪器为（填写三种）。 （4）实验操作（Ⅶ）从AgNO 3溶液获得AgNO 3 晶体需要进行的实验操作依次为： （多选扣分）。 （a）蒸馏（b）蒸发（c）灼烧（d）过滤（e）冷却结晶 （5）已知：NO+NO 2+2NaOH2NaNO 2 +H 2 O； 2NO 2+2NaOH NaNO 3 +NaNO 2 +H 2 O NO和NO 2 的混合气体的组成可表示为NO x。该混合气体通入NaOH溶液被完全吸收时，x的值为 。 （a）x≤1.5（b）x=1.2 （c）x≥1.5 （6）已知Ag/α—Al 2O 3 中Ag的质量分数，若计算Ag的回收率，还必须知道的 实验数据为和 。 3、(16分) 17.根据下图回答问题： （1）上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。 （2）写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式：
论实验验设计与数据处理的的重要性 实验设计与数据处理是以数理统计理论专业知识和实践经验为基础，科学地设计实验，并对所得实验数据进行分析，达到减少实验次数缩短实验周期迅速找到优化实验方案。 它又是一种广泛应用于工农业生产和科学研究过程中的普遍使用的科学计算方法，是产品设计质量管理和科学研究的重要工具。到目前为止，该学科经过百余年的发展，在各个科学领域的实验研究中起着重要的作用。化工类专业是需要实验与观测的学科专业，经常需要通过实验来优化工艺条件寻找变化规律，并通过对规律的研究达到产品质量好高效高产节能降耗等目的，尤其是优化工艺条件研究新品种解决新问题的实验过程中，未知的工艺因素操作因素甚至人为因素特别多，需要通过大量的实验来探索工艺条件。 1实验设计 科学合理的实验设计可以使实验达到事半功倍的效果，而严密准确的数据处理则可以帮助研究者从纷乱的数据中寻找出事物的内在规律。 一项科学合理的试验设计应做到：试验次数尽可能少；便于分析和处理试验数据；能获得满意的结果。 实验设计包括单因素试验的设计和多因素实验设计。 试验中只有一个影响因素，或虽有多个影响因素，在安排试验时，只考虑一个对指标影响最大的因素，其它因素尽量保持不变的试验，即为单因素试验。常用的单因素试验设计：黄金分割法（0.618法）、分数法、平行线法、交替法和调优法等。 多因素试验设计：正交试验设计、S/N比试验设计、产品三次设计、完全随机化试验设计、随机区组试验设计和正交拉丁方试验设计等。
实验室常用正交实验设计。 正交试验设计是依据数据的正交性（即均匀搭配）来进行试验方案设计。目前已经构造出了一套现成规格化的正交表。根据正交表的表头和其中的数字结构就可以科学地挑选试验条件（因素水平）合理地安排试验。 正交实验设计具有以下优点：能在众多的试验条件中选出代表性强的少数试验条件；根据代表性强的少数试验条件结果数据可推断出最佳的试验条件或生产工艺；通过试验数据的进一步分析处理，可以提供比实验结果本身多得多的对个因子的分析；在正交试验的基础上，不仅可以作方差分析，还能使回归分析等数据处理的计算变得十分简单；一种高效率、快速、经济的实验设计方法。 通过正交试验可确定出各因素对试验指标的影响规律，得知哪些因素的影响是主要的、哪些因素的影响是次要的、哪些因素之间存在相互影响；选出各因素的一个水平组合来确定最佳生产条件。 日本著名的统计学家田口玄一将正交试验选择的水平组合列成表格，称为正交表。正交表的使用大大减少了工作量。因而正交实验设计在很多领域的研究中已经得到广泛应用。 试验研究可在三个层面上进行：实验室、中试和工业装置。不同层面由于风险大小不同而造成的损失大不一样。实验室最小、中试次之、工业装置最大。工业装置上的优化试验研究一般在开工初期进行，一旦生产稳定后，不会轻易更改。这部分工作主要借助于统计过程控制保证产品的合格率。实验室和中试层面上的试验研究可以经常改变，可在很宽的范围内调整参数进行优化。因此，试验设计主要在这两个阶段发挥作用。 2 数据处理
实验方案的设计与评价 一、实验方案的设计 （一）、一个相对完整的化学实验方案一般应包括的内容有：实验名称、实验目的、实验原理、实验用品和实验步骤、实验现象记录，及结果处理、问题和讨论等。 （二）、实验方案设计的基本要求 1、科学性 （1）、当制备具有还原性的物质时，不能用强氧化性酸，如： ①、制氢气不能用HNO3、浓H2SO4，宜用稀H2SO4等。另外，宜用 粗锌（利用原电池原 理加快反应速率），不宜用纯锌（反应速率慢）。 ②、同理，制H2S、HBr、HI等气体时，皆不宜用浓H2SO4。前者宜 用稀盐酸，后两者宜 用浓磷酸。 FeS + 2HCl = FeCl2+ H2S↑H3PO4+ NaBr NaH2PO4+ HBr↑（制HI用NaI） （2）、与反应进行、停滞有关的问题 用CaCO3制CO2，不宜用H2SO4。生成的微溶物CaSO4会覆盖在CaCO3表面，阻止反应进 一步进行。 （3）、MnO2和浓盐酸在加热条件下反应，制备的Cl2中含HCl气体和水蒸气较多；若用 KMnO4代替MnO2进行反应，由于反应不需加热，使制得的Cl2中含HCl气体和水蒸气极 少。 （4）、酸性废气可用碱石灰或强碱溶液吸收，不用石灰水，因为Ca（OH）2属于微溶物质，石灰水中Ca（OH）2的含量少。 （5）、检查多个连续装置的气密性，一般不用手悟法，因为手掌热量有限。 （6）、用排水法测量气体体积时，一定要注意装置内外压强应相同。
（7）、实验室制备Al（OH）3的反应原理有两个：由Al3+制Al（OH）3，需加氨水；由AlO2-制Al（OH）3，需通CO2气体。 （8）、装置顺序中，应先除杂后干燥。如实验室制取Cl2的装置中，应先用饱和食盐水除去HCl气体，后用浓H2SO4吸收水蒸气。 2、可行性 （1）、在制备Fe（OH）2时，宜将NaOH溶液煮沸，以除去NaOH溶液中溶解的O2；其次在新制的FeSO4溶液中加一层苯，可以隔离空气中的O2，防止生成的Fe（OH）2被氧化。 （2）、实验室一般不宜采用高压、低压和低温（低于0℃）等条件。 （3）、在急用时：宜将浓氨水滴入碱石灰中制取NH3，不宜用NH4Cl与Ca（OH）2反应制取NH3；又如，宜将浓HCl滴入固体KMnO4中制备Cl2；还有将H2O2滴入MnO2中制O2，或将H2O滴入固体Na2O2中制备O2等。 （4）、收集气体的方法可因气体性质和所提供的装置而异。 （5）、尾气处理时可采用多种防倒吸的装置。 3、安全性 实验设计应尽量避免使用有毒的药品和一些有危险性的实验操作，当必须使用时，应注意 有毒药品的回收处理，要牢记操作中应注意的事项，以防造成环境污染和人身伤害。 （1）、制备可燃性气体，在点燃前务必认真验纯，以防爆炸！ （2）、易溶于水的气体，用溶液吸收时应使用防倒吸装置。 （3）、对强氧化剂（如KClO3等）及它与强还原剂的混合物，千万不能随意研磨，以防止 发生剧烈的氧化还原反应，引起人身伤害等事故。 （4）、有毒气体的制备或性质实验均应在通风橱或密闭系统中进行，尾气一般采用吸收或燃 烧的处理方法。 （5）、混合或稀释时，应将密度大的液体缓慢加到密度小的液体中，以防液体飞溅。如浓硫 酸的稀释等。 （6）、用Cu制CuSO4，可先将Cu在空气中灼烧成CuO，再加稀
《实验设计与数据处理》大作业 班级：环境17研 ： 学号： 1、 用Excel （或Origin ）做出下表数据带数据点的折线散点图 余浊（N T U ) 加量药（mL) 总氮T N (m g /L ) 加量药（mL ) 图1 加药量与剩余浊度变化关系图 图2 加药量与总氮TN 变化关系图 总磷T P (m g /L ) 加量药（mL) C O D C r (m g /L ) 加量药（mL) 图3 加药量与总磷TN 变化关系图 图4 加药量与COD Cr 变化关系图 去除率(%) 加药量(mL) 图5 加药量与各指标去除率变化关系图
2、对离心泵性能进行测试的实验中，得到流量Q v 、压头H 和效率η的数据如表所示，绘制离心泵特性曲线。将扬程曲线和效率曲线均拟合成多项式（要求作双Y 轴图）。 η H (m ) Q v (m 3 /h) 图6 离心泵特性曲线 扬程曲线方程为：H=-0.14041Q v 2-0.36394Q v +14.97212 R 2=0.99719 效率曲线方程为：η=-0.02878Q v 2+0.23118Q v -0.00692 R 2=0.99454 3、列出一元线性回归方程，求出相关系数，并绘制出工作曲线图。 (1) 表1 相关系数的计算 Y 吸光度（A ） X X-3B 浓度（mg/L ） i x x - i y y - l xy l xx l yy R 0.175 10 -0.51286 -30 47.99 0.82268 5 2800 0.99989 6 0.349 20 -0.33886 -20 0.517 30 -0.17086 -10 0.683 40 -0.00486 0 0.854 50 0.166143 10 1.026 60 0.338143 20 1.211 70 0.52314 30 ()() x x y y R --= =
BaCl 2溶液 BaCl 2溶液 足量稀盐酸 Ba （NO 3）2溶液 足量稀盐酸 足量稀硝酸 第六讲 实验设计与评价 【考纲要求】 1．掌握物质制备、检验、鉴别等实验设计的基本要求，并能根据题目要求，设计切实可行的制备方案。 2．能针对题目所给的实验方案或自己设计的实验方案进行评价。 【复习方略】 实验方案设计的原则是方法简便、现象明显、操作易行，对于定量实验还要考虑系统误差要小。制备实验方案的设计，还要做到：条件合适，操作方便；原理正确，步骤简单；原料易得，价格低廉；副反应少，污染物少。 确定了实验所用的方法和原理之后，就要考虑选择用什么实验装置来完成，一套完整的实验装置，往往是由多个基本实验装置相互连接而成的。 近年来各种实验命题对实验设计的评价考查逐渐增多，归纳起来主要集中在以下几个方面： 1．反应原理的评价，是否有副反应以及副反应的控制； 2．装置的选取； 3．实验步骤的顺序设计； 4．反应条件和反应速率是否容易控制； 5．绿色化学方面，原子利用率是否较高，对环境的影响等。 另外，在对几个方案的评价的基础上进行优化组合得出新的方案，也可以重新设计新的原理及有关实验。 【精题点评】 例1．三位学生设计了下述三个方案，并都认为：如果观察到的现象和自己设计的 方案一致，即可证明溶液中含有SO 42—。 方案甲： 试液 白色沉淀 沉淀不溶解 方案乙： 试液 无沉淀 白色沉淀 方案丙： 试液 无沉淀 白色沉淀 试评价上述各方案是否严密，并说明理由。 点评：方案甲向试液加BaCl 2溶液，生成的白色沉淀有两种可能：一种是AgCl 沉淀，一种是BaSO 4沉淀，且都不溶于稀盐酸，不能证明溶液中有SO 42—。方案乙先向试液中加稀盐酸，不产生沉淀，排除了Ag +的可能，然后再向此溶液中加入BaCl 2溶液，只有BaSO 4 沉淀是不溶于水也不溶于酸的白色沉淀，由此可证明溶液中含有SO 42—。方案丙用硝酸代替了盐酸，硝酸具有强氧化性，可将SO 32—氧化成SO 42—，因此不能排除SO 32—的干扰。 答案：方案甲不严密，因为含有Ag +而不含SO 42—的溶液也会出现同样的现象。 方案乙严密，因为先向试液中加稀盐酸，无沉淀，排除了Ag +的干扰。 方案丙不严密，因为它不能排除SO 32—的干扰。 例2． 有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应，都用如下图所示的装置进行实验。通入SO 2气体，将带余烬的木条插入试管C 中，木条复燃。
1 P1 N1的简单效应：13（34-21-13）； N2的简单效应：-9（18-27=-9）； P 的主效(平均效应)：-5. [6+(-16)]/2=-5. N 的主效：2 [13+(-9)]/2=2 P*N 的交互效应：-11. [(21+18)-(34+27)]/2=-11(对角之和之差的一半) 2、数据处理具体包括：参数估计、假设检验、方差分析与回归分析等方法。 3、统计分析的基本特点：通过样本推断总体。 随机样本的容量越大，越能代表总体。 4、Fisher 试验设计三原则：重复（作用：估计实验误差、降低实验误差、扩大试验代表性）、随机排列（作用：正确估计实验误差）、局部控制（区组化）（特征：同一重复内试验的各处理均应在尽量一直的条件下进行试验，使误差控制按“区组内尽可能小，区组间尽可能大”的原则进行设计） 5、表征集中性的特征数是平均数，应用最普遍的是算术平均数；表征离散型的特征数是变异数，最常用的是标准差。 算术平均数功用：指示资料内变数的“中心位置”，用以衡量质量的“一般水平”；作为资料的“代表数”与其他资料进行比较。离均差的两个性质包括：（1）所有离均差的代数和为0，0)y (n 1=-∑ =i i y （2）所有离均差的平方和为最小，)(）a ()(1221y a y y y n i i n i i ≠-<-∑∑==. 6、 标准差功用：①用以衡量资料的变异性，是变数的平均变异量，可判断均数代表性的强弱；②估计实验误差，为确定均数间差异显著性提供依据 Ps:样本标准差s 不适宜不同样本因均数差异悬殊或单位不同的变异程度的比较；样本标准差s 不能直接反应样本均数与总体均数究竟误差多少。 特征：①标准差的大小，受资料中每个观测值得影响②计算标准差时，在各观测值加或减去一个常数，其数值不变③每观测值同乘或除以一个数a ，所的标准差是原标准差的a 或1/a 倍。 总体标准误的大小反应样本均数的抽样误差的大小，即精密性的高低。 样本标准差是反应样本中各观测值变异程度大小的一个指标，其大小说明了样本均数对该样本代表性的强弱； 样本标准误是样本均数的标准差，它是样本均数抽样误差的估计值，其大小说明了样本间变异程度的大小及精密性的高低 7、正态分布表格查法，示例：同是α取0.05，双侧时，u α/2=1.96（按α=0.05查取）；单侧时，u α=1.64（相当于双侧时按α=0.1查取） 8、t 分布 特征：与总体标准差没有关联，特别适用于抽样误差较大的小样本。t 分布的离散性比u 分布的大 9、F 分布 两个样本方差的比值 特点：取值区间0到正无穷；F 分布的平均数为1；F 分布曲线的形状仅取决于df 1和df 2，在df 1=1或2时，F 分布曲线呈严重倾斜的反J 型 10、假设检验的两类错误：①第一类错误（Ⅰ型错误或α型错误）无效假设H 0应成立，却否定了它， 犯了“弃真”错误；②第二类错误（Ⅱ型错误或β型错误）无效假设H 0不成立，却接受了它，犯了 “存伪”错误。 第一类错误只有在否定H 0时才会发生，而第二类错误只有在接受H 0时才会发生，两类错误不可能同 时发生；样本容量相同条件下，若犯第一类错误的概率减少，则反第二类错误的概率就会增加。 显著性检验：同一资料，双侧检验与单侧检验所得的结论不一定相同，双侧检验显著，单侧检验一定显著；但单侧检验显著，双侧检验未必显著。 11、与成组法相比成对法比较的优点：（1）加强了试验控制（2）不受两样本总体方差是否相等的干扰（3）随机误差减小（4）提高实验的精确度 12、完全随机设计 优点：①易设计，对处理和重复数没有严格限制，可充分利用全部材料②有无缺
实验设计与评价 1. （2009 ?德州）对照实验是研究物质性质的一种重要方法，下列不是 B C 答案：1 . C 2. （2009 ?眉山）已知C12通入水中形成的溶液叫氯水。发生的反应为: 往新制氯水中放入一小块红色布条，一段时间后观察，红布条褪色。请对此现象进行探究（只需提出假设、方 案，不需要说出方案实施的具体结果）。 假设一：生成的HCIO 使红布条褪色 方案一：往新制备的 HCIO 溶液中放入一小块红布条，一段时间后观察布条颜色变化。 3. 假设二：生成的HCI 使红布条褪色 方案二：往盐酸溶液中放入一小块红色布条，一段时间后观察布条颜 色变化 假设三：水使红布条褪色 方案三：往水中放入一小块红色布条， 一段时间后观察布条颜色变化 （其 它答案合理也给分） 3. （ 2009 ?安徽）类比法是化学研究物质的重要方法之一。草酸的化学性质与碳酸相似。已知碳酸易分解，草 酸在受热条件下也分解，仅生成三种氧化物。某校研究性学习小组对此展开探究： ⑴ 小明首先根据草酸中含有 _____________________ 元素，可推测生成物中含有水。 ⑵ 小明对分解生成的其他产物进行猜测、验证： 【假设一】生成物中有二氧化碳 实验一：将生成的气体通入澄清的石灰水，实验现象是，小明据此判断生成物中含有二氧化碳。 【假设二】生成物中有一氧化碳 实验二：小明用右图装段进行实验，从而证明生成物中含有一氧化碳。 请回答：A 装置中黑色固体粉末是 __________________ （填化学式）,A 装置中的实验 C12 + H 2O = HCI + HC1O （次氯 酸）、 3L 晒 2HC1O 2HC1 + □： t 用来作对照实验的是 A 带火星的木条 NaOH 溶液 D
实验方案的设计与评价 考点内容年份题型题号分值考查方式 实验方案 的设计与 评价 2014 选择题 5 2 以选择题形式考查实验设计能否达到目的 2013 实验探究题35 2 以实验探究题的形式考查验证氢氧化钙的方案设计 2012 选择题14 2 以选择题形式考查了对理化实验的分析 本讲内容在我省中考中多以选择题和实验探究题的形式出现，占试卷分值约为2分，预计在2016年我省中考仍将以理化综合题的形式，采取实验拼图的形式(也叫实验拼，即物理实验和化学实验拼在一起)考查对实验的设计及综合评价能力。 实验方案的设计 1．实验设计的基本要求： (1)科学性：实验原理、实验方法和操作过程必须科学、严谨、合理。 (2)安全性：实验操作要尽量防止带有危险性的操作，尽量避免与有毒物质接触。 (3)可行性：设计的实验方案要切实可行，所选药品、仪器、装置经济可靠。 (4)简约性：实验设计应简单易行。装置简单，实验操作简便，实验现象明显。 2．解题思路和方法： (1)明确目的原理：明确实验的目的原理，弄清题目所给的新信息。 (2)选择仪器药品：选择合理的化学仪器和药品。 (3)设计装置步骤：设计出合理的实验装置和实验操作步骤。 (4)记录现象数据：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。 实验方案的评价 这类试题的出现，使化学实验命题中批判思想得到更新和升华。对实验方案的评价一般从以下角度进行：1．可行性： (1)实验原理是否正确、可行； (2)实验操作是否安全、合理； (3)实验步骤是否简单、科学； (4)实验现象是否明显； (5)实验结果是否与实验目的一致等。 2．“绿色化学”： (1)原料是否易得、安全、无毒； (2)反应速率是否适中； (3)原料利用率以及生成物质的产率是否较高； (4)合成过程中是否会造成环境污染。 命题点1实验方案的设计 (2014·河北)如图所示实验设计不能达到目的的是()
试验设计与数据分析
1.方差分析在科学研究中有何意义？如何进行平方和与自由度的分解？如何进行F检验和多重比较？ （1）方差分析的意义 方差分析，又称变量分析，其实质是关于观察值变异原因的数量分析，是科学研究的重要工具。方差分析得最大公用在于：a. 它能将引起变异的多种因素的各自作用一一剖析出来，做出量的估计，进而辨明哪些因素起主要作用，哪些因素起次要作用。 b. 它能充分利用资料提供的信息将试验中由于偶然因素造成的随机误差无偏地估计出来，从而大大提高了对实验结果分析的精确性，为统计假设的可靠性提供了科学的理论依据。 （2）平方和及自由度的分解 方差分析之所以能将试验数据的总变异分解成各种因素所引起的相应变异，是根据总平方和与总自由度的可分解性而实现的。 （3）F检验和多重比较 ① F检验的目的在于，推断处理间的差异是否存在，检验某项变异原因的效应方差是否为零。实际进行F检验时，是将由试验资料算得
的F 值与根据df 1=df t （分子均方的自由度）、df 2=df e （分母均方的自由度）查附表4（F 值表）所得的临界F 值（F 0.05（df1，df2）和F 0.01（df1，df2））相比较做出统计判断。若F< F 0.05（df1，df2），即P>0.05，不能否定H 0，可认为各处理间差异不显著；若F 0.05（df1，df2）≤F ＜F 0.01（df1，df2），即0.01
实验设计与评价 1．有一包粉末，可能是由NaCl 、Na 2SO 4、Na 2CO 3、CuSO 4和MgCl 2中的一种或几种组成。某学生欲探究这包粉末的组成，做了如下实验： ○ 1取少量粉末，加水溶解的无色透明溶液；○2取上述溶液，加入NaOH 溶液，无现象发生；○ 3另取少量粉末，加入稀盐酸，无现象发生。(1)请你根据该学生的实验现象，分析推测这包粉末的组成； 。(2)请根据你的推测，帮助该学生继续 2．目前市场上销售的饮料大多数是碳酸饮料，其中容有大量的二氧化碳气体，请你用所学的知识验证打开汽水瓶盖时冒出的气泡中含有二氧化碳。将实验设计及相关的内容填入表 中： 3．在实验室里，甲、乙两位同学欲测定碳酸钙样品中碳酸钙的质量分数（杂质不与酸反应，且受热不），分别设计了甲、乙两个方案，请回答方案中的问题。 甲方案：○ 1称取一定质量的样品，○2用酒精灯加热样品，直至质量不再改变；○3在干燥的固体中将固体残余物冷却后称量；○ 4计算。 问题（1）：甲为什么要加热样品，直至质量不再改变？ 问题（2）：甲为什么要将固体残余物放在干燥的器面中冷却？ 乙方案：○ 1称取碳酸钙样品12.5克；○2加入质量分数为10%的盐酸109.5克，使碳酸钙完全反应；○ 3向反应后的溶液中加入质量分数为8%的氢氧化钠溶液50克，恰好中和过量盐酸；○ 4计算。 问题（3）：称量样品时所需的仪器是 。 问题（4）：写出碳酸钙与盐酸反应的化学方程式： 。问题（5）：乙方案中样品中的碳酸钙的质量分数是 。综上所述，你认为甲、乙两方案中，切实可行的方案是 。不采用另一方案的原因:是 4．某课外兴趣小组的同学利用废铜屑制取CuSO 4，设计方案如下： 甲：Cu →?2 O CuO ??→?42SO H CuSO 4 乙：Cu 42SO H ?→CuSO 4 （Cu+2H 2SO 4? ==CuSO 4 + SO 2↑+ 2H 2O ） 丙：丁：
刚开始选这门课的时候，我觉得这门课应该是很难懂的课程，首先我们做过不少的实验了，当然任何自然科学都离不开实验，大多数学科（化工、化学、轻工、材料、环境、医药等）中的概念、原理和规律大多由实验推导和论证的，但我觉得每次到处理数据的时候都很困难，所以我觉得这是门难懂的课程，却也是很有必要去学的一门课程，它对于我们工科生来说也是很有用途的，在以后我们实验的数据处理上有很重要的意义。 如何科学的设计实验，对实验所观测的数据进行分析和处理，获得研究观测对象的变化规律，是每个需要进行实验的人员需要解决的问题。“实验设计与数据处理”课程就是是以概率论数理统计、专业技术知识和实践经验为基础，经济、科学地安排试验，并对试验数据进行计算分析，最终达到减少试验次数、缩短试验周期、迅速找到优化方案的一种科学计算方法。它主要应用于工农业生产和科学研究过程中的科学试验，是产品设计、质量管理和科学研究的重要工具和方法，也是一门关于科学实验中实验前的实验设计的理论、知识、方法、技能，以及实验后获得了实验结果，对实验数据进行科学处理的理论、知识、方法与技能的课程。 通过本课程的学习，我掌握了试验数据统计分析的基本原理，并能针对实际问题正确地运用，为将来从事专业科学的研究打下基础。这门课的安排很合理,由简单到复杂、由浅入深的思维发展规律，先讲单因素试验、双因素试验、正交试验、均匀试验设计等常用试验设计方法及其常规数据处理方法、再讲误差理论、方差分析、回归分析
等数据处理的理论知识，最后将得出的方差分析、回归分析等结论和处理方法直接应用到试验设计方法。 比如我对误差理论与误差分析的学习：在实验中，每次针对实验数据总会有误差分析，误差是进行实验设计和数据评价最关键的一个概念，是测量结果与真值的接近程度。任何物理量不可能测量的绝对准确，必然存在着测定误差。通过学习，我知道误差分为过失误差，系统误差与随机误差，并理解了他们的定义。另外还有对准确度与精密度的学习，了解了他们之间的关系以及提高准确度的方法等。对误差的学习更有意义的应该是如何消除误差，首先消除系统误差，可以通过对照试验，空白试验，校准仪器以及对分析结果的校正等方法来消除；其次要减小随机误差，就是要在消除系统误差的前提下，增加平行测定次数，可以提高平均值的精密度。 比如我对方差分析的理解:方差分析是实验设计中的重要分析方法，应用非常广泛，它是将不同因素、不同水平组合下试验数据作为不同总体的样本数据，进行统计分析，找出对实验指标影响大的因素及其影响程度。对于单因素实验的方差分析，主要步骤如下：建立线性统计模型，提出需要检验的假设；总离差平方和的分析与计算；统计分析，列出方差分析表。对于双因素实验的方差分析，分为两种，一种是无交互作用的方差分析，另一种是有交互作用的方差分析，对于这两种类型分别有各自的设计方法，但是总体步骤都和单因素实验的方差分析一样。 除了以上一些实验设计与数据处理方法外，学习这门课程最大的
实验复习 知识点一1、点燃可燃气体（如H2、CO、CH4、C2H2、C2H4）或用H2、CO还原Fe2O3、CuO之前，要检验气体 纯度。 2、防倒吸的装置： 知识点二常见的计量仪器 1、计量液体体积的仪器：①量筒：小数点后读到1位②滴定管：小数点后读到2位 ③容量瓶：选用合适规格的容量瓶 2、托盘天平：一般读数至0.1g 3、量气装置 读数注意事项：恢复到室温，两液面相平，视线与凹液面最低点相切 知识点三装置气密性检验 1、⑴如何检查上述图1装置的气密性？ （2）以下是测量收集到气体体积（上图2）必须包括的几个步骤；①调整量简内外液面高度使之相同； ②使试管和量筒内的气体都冷却至室温；③读取量简内气体的体积。这三步操作的正确 顺序是：（请填写步骤代号）。 （3）测量收集到气体体积时，如何使量筒内外液面的高度相同？ 用一定质量的Zn（分片状和粒状）、浓硫酸、水以及如图装置制取H2，要保 证不漏出H2， 应如何操作 如何检查上述装置的气密性？ （4）用左图中图3的装置制取氢气，在塑料隔板上放粗锌粒，漏斗和带支管的试管中装 有稀硫酸，若打开弹簧夹，则酸液由漏斗流下，试管中液面上升与锌粒接触，发生反应。 产生的氢气由支管导出；若关闭弹簧夹，则试管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液与 锌粒脱离接触，反应自行停止。需要时再打开弹簧夹，又可以使氢气发生。这是一种仅
适用于室温下随制随停的气体发生装置。回答下面问题： （1）为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降 （2）这种制气装置在加入反应物前，怎样检查装置的气密性 知识点三 气体的实验室制备 1、请同学们根据预习、小组讨论的结果正确写出H 2、O 2、CO 2、Cl 2、NH 3气体的实验室制法，为以上气 体的制取选取正确的发生装置。 A B C D E 2、根据上面的选择，我们常见的气体发生装置可以分为多少种？每种装置有什么特点？ 3、选择发生装置的依据是什么？同一种气体有多种制备方法，我们选择的发生装置一定相同吗？请举例 说明 知识点三 实验的设计与评价 1、探讨由Cu 制备 Cu(NO 3)2 的途径有那些？ 2、市场上常用的补铁片的主要成分是FeSO 4，请你设计实验证明补铁片中含有Fe 2＋： 3、一般情况下，CO 2气体与NaOH 溶液反应无明显现象，某研究性学习小组为了能观察到明显的实验现 象证明CO 2和NaOH 溶液发生了反应；同学们设计了如图五个装置。请你分析评价之： 1、下列处理事故的方法正确的是（ ） A ．金属钠着火，可用水扑灭 B ．误食硫酸铜溶液，可服用鸡蛋清解毒 C ．浓硫酸溅到皮肤上，立即用碳酸钠稀溶液冲洗 D ．氢氧化钠浓溶液溅入眼中，应立即用大量水冲洗，再用稀盐酸冲洗 2、下列实验操作中错误的是（ ）
1.方差分析在科学研究中有何意义？如何进行平方和与自由度的分解？如何进行F检验和 多重比较？ （1）方差分析的意义 方差分析，又称变量分析，其实质是关于观察值变异原因的数量分析，是科学研究的重要工具。方差分析得最大公用在于：a. 它能将引起变异的多种因素的各自作用一一剖析出来，做出量的估计，进而辨明哪些因素起主要作用，哪些因素起次要作用。b. 它能充分利用资料提供的信息将试验中由于偶然因素造成的随机误差无偏地估计出来，从而大大提高了对实验结果分析的精确性，为统计假设的可靠性提供了科学的理论依据。 （2）平方和及自由度的分解 方差分析之所以能将试验数据的总变异分解成各种因素所引起的相应变异，是根据总平方和与总自由度的可分解性而实现的。 （3）F检验和多重比较 ①F检验的目的在于，推断处理间的差异是否存在，检验某项变异原因的效应方差是否为零。实际进行F检验时，是将由试验资料算得的F值与根据df1=df t（分子均方的自由度）、df2=df e（分母均方的自由度）查附表4（F值表）所得的临界F值（F0.05（df1，df2）和F0.01（df1，df2））相比较做出统计判断。若F< F0.05（df1，df2），即P>0.05，不能否定H0，可认为各处理间差异不显著；若F0.05（df1，df2）≤F＜F0.01（df1，df2），即0.01
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