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第2講　實驗方案的設計與評價
知識清單·理脈絡
梯級訓練·提素能
知識清單·理脈絡
一、主要過程及設計原則
1.主要過程
明確實驗目的→確定實驗原理→設計實驗方案→進行實驗操作→記錄現象數據→分析得出結論→評價反思方案
2.設計原則
(1)科學性:
實驗原理、實驗操作程序和方法要正確,推斷要嚴密、完整。
(2)可行性:
切實可行,所選用的藥品、儀器、設備和方法等在中學現有的實驗條件下能得到滿足。
(3)安全性:
設計實驗時,應盡量避免使用有毒藥品和進行有一定危險性的實驗操作,點燃可燃性氣體時,要檢驗氣體的純度。
(4)簡約性:
要盡可能簡單易行,應選用簡單的實驗裝置、用較少的實驗步驟和實驗用品,并能短時間內完成實驗,實驗現象明顯。
(5)創造性:有創新意識。
二、實驗方案設計
根據提出的問題或猜想與假設,進行實驗設計,從而對所提問題的正確性進行驗證。
1.設計思路
(1)明確目的和原理,理解題目要求。
(2)選擇合適的儀器和藥品。
(3)設計流程、連接裝置:儀器的組裝順序一般為氣體的制取、除雜、干燥、主體裝置、實驗產物的驗證與尾氣的處理。
(4)記錄現象和數據,要全面、及時、準確。
(5)分析得出實驗結論。
2.常用方法
(1)對比法。
(2)控制變量法:
需設置對照組和實驗組,兩組只有一個條件不相同,除該條件外其余條件均相同;控制變量法在實驗數據表格上的反映為某兩次實驗只有一個條件不相同,若兩次實驗結果不同,則與該條件有關,否則無關。
三、實驗方案的評價
1.用質疑與創新的思想對所設計的實驗方案、實驗步驟、實驗裝置等提出不合理之處,使其達到最優化。
2.評價角度
(1)可行性
①實驗原理是否正確、可行。
②實驗操作和步驟是否簡單、易行、科學。
③實驗現象是否明顯。
④實驗結果是否與實驗目的一致等。
(2)綠色化
①原料是否易得、安全、無毒。
②原料利用率以及生成物的產率是否較高。
③反應過程中是否對環境造成污染。
(3)經濟性:從經濟角度評價,是否節約試劑、降低成本和提高產品質量。
(4)安全性:注意防揮發、變質、爆炸等。
【廣西真題鏈接】1.(2022·北部灣中考)下列實驗設計能達到目的的是( )
A
2.(2020·北部灣中考)下列實驗探究與結論不相符的是 ( )
A
3.(2023·廣西中考)下列實驗方案能達到實驗目的的是 ( )
選項 實驗目的 實驗方案
A 鑒別硫酸銨和氯化銨 取樣,分別加入熟石灰研磨后聞氣味
B 除去氯化鈉中少量的碳酸鈉 加入過量的氯化鈣溶液,過濾;濾液蒸發結晶
C 檢驗氫氧化鈉固體部分變質 取樣,加入足量氫氧化鋇溶液,過濾;濾液中加酚酞
D 分離二氧化錳和氯化鉀固體 加入足量水溶解,過濾,洗滌濾渣、干燥;濾液蒸發結晶
D
4.(2022·貴港中考)下列實驗方案能達到實驗目的的是 ( )
選項 實驗目的 實驗方案
A 檢驗二氧化碳 將燃著的木條伸入集氣瓶,觀察現象
B 除去CO2中混有的HCl氣體 將氣體通過足量NaOH溶液
C 分離碳酸鈣與氯化鈉固體 加足量稀鹽酸,過濾,洗滌,蒸發
D 鑒別NaCl、NH4NO3、NaOH、Mg(OH)2四種固體 取樣品,加水,觀察現象
D
5.(2022·梧州中考)下列操作能夠達到實驗目的的是 ( )
選項 實驗目的 實驗操作
A 除去氯化氫氣體中的水蒸氣 將混合氣體通過氫氧化鈉溶液
B 探究氣態石蠟是否易燃 將尖嘴玻璃導管插入燃著的蠟燭燭心附近,在尖嘴處點燃
C 探究水對鐵釘生銹的影響 將兩枚潔凈的鐵釘分別放入裝有蒸餾水和食鹽水的兩個小燒杯中
D 測定肥皂水的pH 用玻璃棒蘸取肥皂水滴到濕潤的pH試紙上
B
1.下列實驗不能達到相應目的的是 ( )
梯級訓練·提素能
C
2.(2023·廣州中考)關于下列實驗的說法,正確的是 ( )
A.滴有濃硫酸的部位變黑,說明濃硫酸有腐蝕性
B.試管壁發燙,說明物質溶解過程伴隨熱量變化
C.反應后總質量減小,說明該反應不符合質量守恒定律
D.氨氣用向下排空氣法收集,說明氨氣的密度比空氣大
A
3.根據下列實驗方案進行實驗,能達到相應實驗目的的是 ( )
編 號 A B C D
實 驗 方 案
C
編 號 A B C D
實驗 目的 探究影響物質溶解性的因素 探究燃燒條件之一需要可燃物 探究鐵釘生銹時O2是否參與反應 比較Zn和Fe的金屬活動性強弱
4.下列圖示實驗中,不能達到目的的是 ( )
A.探究CO2與NaOH能否發生反應
B.用硝酸鉀和水驗證質量守恒定律
C.探究燃燒的條件——溫度達到著火點
D.驗證濃硫酸溶于水放熱
B
5.(2023·邵陽中考)化學是一門以實驗為基礎的科學,許多化學的重大發現和研究成果是通過實驗得到的。下列實驗得出的結論錯誤的是 ( )
A.既可探究分子運動現象,又可說明氨水呈堿性
B.既可探究可燃物的燃燒條件,又可說明白磷的著火點比紅磷的低
C.既可探究CO2的密度比空氣大,又可說明CO2不能燃燒也不支持燃燒
D.既可探究水是由氫、氧兩種元素組成的,又可說明正負極產生氣體的質量比約為1∶2
D
6.(2023·煙臺中考)實驗設計的嚴謹性會直接影響實驗結論的準確性。下列設計不能達到實驗目的的是 ( )
A.探究鐵釘生銹需要氧氣
B.探究溫度對分子運動速率的影響
C.驗證質量守恒定律
D.探究木炭燃燒的劇烈程度與氧氣濃度有關
C
7.(2023·株洲中考)由下列實驗操作及現象所得到的結論正確的是 ( )
選項 實驗操作及現象 結論
A 將存放已久的少量氫氧化鈉固體配成溶液,滴加幾滴稀鹽酸,無氣泡產生 氫氧化鈉固體沒變質
B 向盛有紅棕色二氧化氮氣體的集氣瓶里投入幾小塊烘烤過的木炭,紅棕色消失 木炭與二氧化氮發生反應生成無色物質
C 在盛有2 mL水的試管中滴入2~3滴紅墨水,振蕩,再加入2 mL乙醇,再振蕩,溶液不分層 乙醇能溶解在水中
D 從布料的毛邊抽一根絲,用火點燃,無氣味 布料是羊毛織物
C
核心素養沖A+
1.(2023·廣東中考)下列實驗設計能達到實驗目的的是 ( )
D
2.FeC2O4·2H2O受熱分解的化學方程式為FeC2O4·2H2O FeO+CO↑+CO2↑
+2H2O。通過如圖裝置驗證該反應得到的氣體產物,其說法錯誤的是 ( )
A.①中固體無水硫酸銅變藍,可驗證原氣體產物中有水蒸氣
B.②中固體由黑色變紅色,可驗證原氣體產物中有一氧化碳
C.③中澄清石灰水變渾濁,可驗證原氣體產物中有二氧化碳
D.③中尾氣可點燃,可驗證原氣體產物中有一氧化碳
C

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