实验方案设计

实验方案设计一、相关知识点考点1：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。

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。

考点2：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。

二、实验探究分类题型一、探究物质变化的条件和影响物质变化的因素方法总结：物质变化的条件和影响物质变化的原因可能有多种，探究其中一个条件或一种因素对变化的影响时，要注意保持其他因素是相同的。

即利用控制变量的方法解决问题。

1：为了探究影响锌与盐酸反应剧烈程度的因素，某学习小组设计了下列实验，下列说法正确的是( )A.对比实验①和②，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响B.对比实验②和③，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响C.对比实验②和③，可研究温度对反应剧烈程度的影响D.对比实验①和②，可研究温度对反应剧烈程度的影响2、如图所示，某校化学兴趣小组用过氧化氢(H2O2)溶液(MnO2作催化剂)制取干燥的氧气，并用来测定，10g某铜粉样品(含杂质碳)中铜的质量分数。

回答下列问题：(1)仪器a的名称是。

(2)装置A中发生反应的化学方程式是。

装置B的作用是。

(3)通过称量反应前后装置的质量，进行计算便可求出样品中铜的质量分数。

(4)实验完毕。

小丽同学误将用剩的H2O2溶液和装置C玻璃管中的剩余固体一起倒入烧杯中，发现有大量的气泡产生，经检验确认产生的气体是氧气。

小刚和小明两位同学对此颇感兴趣。

进而展开了他们的探究之旅。

【提出问题】是哪种物质加快了H2O2的分解速率？【大胆猜想】猜想Ⅰ：剩余固体中的氧化铜加快了H2O2溶液的分解。

猜想Ⅱ：剩余固体中的加快了H2O2溶液的分解。

猜想Ⅲ：氧化铜能做H2O2分解的催化剂。

【实验验证】实验方案实验现象分析及结论实验一：将带火星的木条伸入盛有5mL 5% H2O2溶液的试管。

带火星木条不复燃。

H2O2溶液常温下产生氧气的量很少，不足以使带火星的木条复燃。

实验二：向盛有5mL 5% H2O2溶液的试管中加入1g氧化铜固体，将一根带火星的木条伸入试管。

观察现象。

待反应结束后将试管里的剩余物进行、洗涤、干燥、称量，对比反应前后氧化铜的质量。

___________称得固体质量为1g。

猜想Ⅰ成立。

反应前后氧化铜的质量相等。

实验三：向盛有5mL 5% H2O2溶液的试管中加入1g____，将一根带火星的木条伸入试管，观察现象。

没有气泡产生，带火星木条不复燃。

猜想Ⅱ____(填”成立“或“不成立”)。

【讨论交流】小刚同学认为，根据实验二得出的两个结论就能判断Ⅲ成立，你是否支持他的观点？并简述理由。

答：。

3、“五一”假期，小兵对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。

【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？【猜想与假设】a.可能与硫酸的质量分数有关；b.可能与锌的形状有关。

【设计并实验】小兵用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。

实验编号硫酸的质量分数（均取20mL）锌的形状（均取1g）氢气的体积（mL）（均收集3分钟）①20% 锌粒31.7②20% 锌片50.9③30% 锌粒61.7④30% 锌片79.9（1）写出稀硫酸与锌反应的化学方程式________________________。

（2）小兵用如图所示装置收集并测量氢气的体积，其中量筒的作用是___________________，氢气应从________（填e 或f或g）管通入。

a【收集证据】（3）要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，应选择的实验编号是_______。

【得出结论】（4）结论是________________________________________________。

【评价与反思】（5）下表是小兵第①组实验的详细数据。

时段（均为1分钟）第1分钟第2分钟第3分钟第4分钟第5分钟第6分钟H2的体积 3.1mL 16.7mL 11.9mL 9.6mL 7.6mL 6.0mL请描述锌与硫酸反应的快慢的变化并解释原因______________________________。

（6）锌与硫酸反应的快慢可能还受哪些因素影响？设计实验验证_________。

6、逻辑推理是化学学习常用的思维方法。

某校研究性学习小组在做“寻找新的催化剂”课题时，发现将生锈的铁钉放到过氧化氢溶液中，也可以加快过氧化氢的分解速率。

于是，他们对此展开探究：(1)提出问题：什么物质是该反应催化剂?(2)设猜想与假设：下面是组内两位同学所作的猜想，请你完成小华的猜想。

【假设一】小芳同学：铁钉表面的氧化铁是H202溶液分解反应的催化剂。

【假设二】小华同学：铁钉里的是H202溶液分解反应的催化剂。

(3)实验与结论：实验操作实验现象实验结论实验I：把一定质量的氧化铁粉末加入到装有10mL5％的过氧化氢溶液的试管中，并用一根带火星的小木条置于试管口，观察现象。

反应的化学方程式假设一成立实验Ⅱ：取10mL5％的过氧化氢溶液于另一支试管中，加入, 并用一根带火星的小木条置于试管口，观察现象。

无现象假设二(填“成立”或“不成立”)(4)讨论交流：同学们讨论后认为，小芳的“实验I”还不能够确切的说明氧化铁就是过氧化氢分解制取氧气的催化剂，理由是：。

请你设计实验(写出实验步骤、实验现象及结论)证明其中的某一点理由：。

掌握：催化剂的实验题勿忘验证催化剂的性质：在化学反应前后和不变。

设计实验：验证质量不变分别称量反应前、后的催化剂质量，相互比较。

验证化学性质不变收集反应后的催化剂，加入到新的反应物溶液中，观察现象（仍可起催化作用）题型二、比较金属活动性强弱7、小刚设计实验探究铁、铜、银三种金属的活动性顺产并分析相关问题．请填空：（1）他设计的四种实验方案，所需试剂如下：①铜、银、硫酸亚铁溶液②铁、银、硫酸铜溶液③银、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液④铜、硫酸亚铁溶液，硝酸银溶液上述方案中，正确的是（填写序号）．（2）某化工厂生产过程中的残液含有硝酸银和硝酸铜两种物质．小刚取少量该残夜，分别盛在A、B两支试管中，再分别加入不同质量的铁粉，充分反应后过滤，分别取滤渣或滤液进行下表所示实验：实验操作实验现象分析与结论将A试管滤出的滤渣洗涤后加入到稀盐酸中有气泡产生从A试管得到的滤液中的溶质是向B试管得到的滤液中滴加少量稀盐酸有白色沉淀生成B试管滤出的滤渣的成分是题型三、探究物质的变质8、提出问题：长期放置的氢氧化钠溶液中的溶质是什么？建立假设：1.溶质全部是氢氧化钠；2.溶质全部是碳酸钠；3.溶质既有氢氧化钠，又有碳酸钠。

实验方案：取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加过量的氯化钙溶液，并不断振荡，静置后取试管中的上层清液，滴加酚酞试液。

进行实验：实验步骤实验现象取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加过量的氯化钙溶液，并不断振荡。

静置后取试管中的上层清液，滴加酚酞试液。

1.没有沉淀，酚酞变红2.有白色沉淀，酚酞不变色3.有白色沉淀，酚酞变红实验结论：1.溶质全部是氢氧化钠；2.溶质全部是碳酸钠；3.溶质既有氢氧化钠，又有碳酸钠。

反思与交流：1.在对溶质的成分的进行探究时，如果用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液，你认为这种做法是否可行? 2.通过这次探究，你认为在实验室中应如何保存氢氧化钠溶液，为什么？你还知道哪些化学药品的保存方法？你能说出这样保存的理由吗？方法总结：1.先分析物质为什么会变质？变质后会变成哪种物质？2.物质变质的情况有三种：没有变质、部分变质、全部变质。

3.根据不同物质的化学性质设计实验方案来检验原来的物质和变质后生成的物质。

9：小明和小艳在实验室配制石灰水时，小明同学将两药匙熟石灰样品放入小烧杯中，向其中加入一定量的蒸馏水，充分搅拌后发现烧杯底部仍有不溶性的固体，于是他认为熟石灰样品已经变质。

小艳同学不同意他的判断，你认为小艳同学的理由是_____________。

同学们针对该熟石灰样品的成分展开了讨论，请你参与讨论并完成实验报告。

【提出问题】熟石灰样品的主要充分是什么？【作出猜想】甲同学猜想是Ca(OH)2；乙同学猜想是CaCO3；你认为是______________。

【实验与结论】请你通过实验验证你的猜想。

实验步骤实验现象实验结论取少量的熟石灰样品于烧杯中，加适量的水充分溶解后过滤。

向滤液中加入适量的____溶液；向滤出固体中加入适量_____溶液。

____________;____________。

猜想正确10：某兴趣小组对Ca(OH)2和Na2CO3反应后的滤液产生了兴趣，于是他们取来滤液探究其成分。

【猜想与假设】他们都认为滤液中一定有NaOH 。

生成氢氧化钠的化学方程式为_______________。

对其他成分他们分别做出了如下猜想：小亮猜想：还可能有Na2CO3小强猜想：还可能有Ca(OH)2和Na2CO3你认为谁的猜想是错误的________，理由是___________。

你还能做出的猜想是：还可能有______________________。

【活动与探究】请你选择CO2以外的物质，设计一个实验方案验证你的猜想。

实验步骤现象及相应结论小亮取一定量的滤液于试管中，向其中滴加了几滴稀盐酸，振荡，没有气泡，于是他得出结论：没有Na2CO3。

【反思】小强认为小亮的结论不严密，理由是: ___________。

11：化学课后，化学兴趣小组的同学在整理实验桌时，发现有一瓶氢氧化钠溶液没有塞橡皮塞，征得老师同意后，开展了以下探究：[提出问题1] 该氢氧化钠溶液是否变质了呢？[实验探究1]实验操作实验现象实验结论取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加稀盐酸，并不断振荡氢氧化钠溶液一定变质了[提出问题2] 该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质呢？[猜想与假设]猜想1：氢氧化钠溶液部分变质。