中考化学总复习教案第23讲实验方案的设计与评价

第23讲专题八实验方案的设计与评价
通过结合学习和生活实际设置问题情境，考查相关实验方案的设计、实验方案的评价等。

一、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。

若无法避免有毒物质，则应采取安全措施，以防造成环境污染和人身伤害。

(3)可行性：设计的实验方案要切实可行，所选药品、仪器、装置要经济可靠。

(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。

(5)经济性：实验所用药品应廉价易得，原子利用率力求100%，实验力求绿色环保。

2．解题思路和方法
(1)明确目的原理：明确实验的目的要求，弄清题目给的新信息。

(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、画图表、推理等处理，得出正确的结论。

二、实验方案的评价
1．这类试题的出现，使化学实验命题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。

三、中考中的实验设计题种类
从实验题发展趋势来看，大概有如下几类：
1．给出正确的实验方案，要求指出实验现象，归纳出实验的结论；
2．给出实验方案，要求合理地评价方案，正确地写出实验现象或结论，要求学生改进实验方案；
3．给出实验的目的，要求设计实验方案。

此类题难度较大。

【例1】(2014，泸州)下列实验方案或措施合理的是( )
A．除去CaO中混有的CaCO3，先加足量水，然后过滤
B．除去MnO2粉末中混有的KCl，先加足量水溶解、过滤、洗涤、干燥
C．用无色酚酞试剂检测氢氧化钠是否变质
D．用碘化钾检测食品中是否含有淀粉
【例3】(2014，衡阳)下列实验不能达到实验目的的是( )
A．探究水的组成
B．探究化学反应是否遵循质量守恒定律
C．探究分子运动
D．探究二氧化锰能否加快过氧化氢分解
【例4】(2013，吉林)下列实验设计方案合理的是( )
A．用碳酸钾和氢氧化镁制备氢氧化钾
B．用氯化钙溶液检验氢氧化钠是否部分变质
C．用氢氧化钡溶液区分硫酸铵、硫酸镁和硫酸钠
D．用氢氧化钠溶液和浓硫酸除去氢气中混有的氯化氢和水蒸气
【例5】(2013，威海)实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，观察发现，样品表面出现了大量的白色粉末。

某兴趣小组的同学对该样品进行了探究，请回答下列问题：
(1)实验证明，这份氢氧化钠已经变质，但不能确定是否完全变质，请你从下列药品中选择合适的试剂，探究氢氧化钠是否完全变质。

药品：蒸馏水、酚酞试液、稀盐酸、氯化钙溶液。

你的实验方案是________。

用化学方程式表示该实验中所依据的化学反应原理：________。

(2)如果给你一份未知浓度的稀硫酸，要求通过定量实验，测定氢氧化钠变质的程度(即样品中氢氧化钠的含量)，请你给出具体的实验方案。

(3)实验证明，氢氧化钠部分变质，请你设计一个提纯该样品的实验方案，以得到纯净的氢氧化钠固体。

1．(2014陕西第14
一、实验设计
1．实验设计必须遵循科学性
实验设计的对象为制取物质或进行物质性质的实验，首先应了解实验的原理，这就要求实验设计必须遵循的科学性。

2．实验设计必须注意可行性
设计时要注意仪器的性能，所用原料资源丰富，廉价易得，这就要注意实验设计的可行性。

3．实验设计必须遵循有关原理的规律性
二、实验设计的主要内容有：仪器的组装、药品的选择、操作步骤的设计
仪器的组装顺序为先下后上，先左后右。

1．制气装置包括制气、净化、收集、尾气处理四部分
制气发生装置的确定，应该依据反应物的状态和反应条件：
(1)若原料为固体(一种或多种)，反应需加热就采用制氧气装置；
(2)若原料为固体和液体，反应不需加热，就采用制氢气装置。

2．净化装置的构成原则
先除杂后干燥，气体通过除杂的顺序是先“液”后“固”，且气体是“长
管”进，“短管”出。

3．密闭容器收集
如图所示的收集装置：
若瓶中为空气，收集密度比空气大的气体应从a管进，若收集密度比空气小的气体应从b管进；若瓶中为水，则用排水法收集气体时，气体应从b管进。

制气的操作顺序为：组装装置、检查装置气密性、添加试剂、制气、收集。

总之，实验的设计要科学、安全可靠、操作简便、现象明显、结论可信。

三、中考中的实验设计题种类
从实验题发展趋势来看，大概有如下几类：
1．给出正确的实验方案，要求指出实验现象，归纳出实验的结论；
2．给出实验方案，要求合理地评价方案，正确地写出实验现象或结论，要求学生改进实验方案；
3．给出实验的目的，要求设计实验方案。

此类题难度较大。

四、实验方案评价
实验评价与分析题是考查学生分析问题能力的题型之一。

近几年来中考和竞赛题中经常出现，是一类必须引起重视的题目。

解答这类试题时，可以从以下几个方面着手评价：(1)方案在理论上是否科学合理，是否具有严密性；(2)在满足安全性的前提下，操作上是否简单易行；(3)从经济角度评价，是否节约试剂及降低原料成本和提高产品质量；(4)从环保角度考虑，是否会给环境造成污染。

五、实验方案设计题的解题思路与方法
1．明确目的原理——明确实验的目的要求，弄清题给的新信息。

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、及时而准确地记录实验过程中的数据和现象。

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。

【例1】(2014，苏州)下列有关实验操作正确的是( )
A．稀释浓硫酸时，将水沿内壁注入盛有浓硫酸的烧杯中
B．排水法收集二氧化碳时，看到水槽内导管口有气泡冒出立即收集
C．实验室制取氧气时，先用分液漏斗将双氧水加入锥形瓶中，后检查装置气密性
D．氢氧化钠和稀盐酸两种无色溶液混合前后，插入温度计观察温度变化
【例2】(2013，北京)下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是( )
【例4】(2014，宜宾)小明家有包开启了的小苏打，久置在灶台上方，可能因受热而变质。

小明为此开展了探究，请分析其过程完成填空。

【查阅资料】
①2NaHCO 3=====△
Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O
②NaHCO 3＋NaOH===Na 2CO 3＋H 2O
③2NaHCO 3＋Ca(OH)2===CaCO 3↓＋Na 2CO 3＋2H 2O ④Ca(HCO 3)2＋Na 2CO 3===CaCO 3↓＋2NaHCO 3
⑤Na 2CO 3受热不分解，NaHCO 3、Ca(HCO 3)2都能溶于水。

【假设猜想】
假设一：小苏打没有变质，化学成分为 NaHCO 3；
假设二：小苏打完全变质，化学成分为___________________； 假设三：小苏打部分变质，化学成分为_____________________。

【实验方案】
可选药品：①Ca(OH)2溶液 ②CaCl 2溶液 ③NaOH 溶液 ④稀盐酸 【问题讨论】
有同学认为，取一定量样品直接加热，再将产生的气体通入澄清石灰水，根据实验现象，对上述三种假设的每一种是否成立都能进行判断。

请评价这种方案是否合理_____(填“是”或“否”)，理由是_____。