初中化学实验方案的设计和评价专题教案讲义

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1、一、 实验方案的设计1考察容化学实验设计a.物质的制备实验设计b.物质的性质实验设计c.物质的检验实验设计d.测定物质的组成实验设计e.物质的别离或提纯实验设计f.测定混合物的成分实验设计2实验方案设计的根本要求（1） 科学性：实验原理、试验方法和操作过程必须科学（2） 可行性：设计的实验方案要切实可行，所用药品、仪器、装置平安可靠（3） 平安性：实验操作要尽量防止带有危险性的操作，尽量防止与有毒物质接触。（4） 简约性：实验方案设计要求操作简便、装置简单、实验现象明显3.解题思路和方法（1） 明确目的原理明确实验的目的，弄清题给信息（2） 选择仪器药品选择合理的化学仪器和药品（3） 设计装置

2、步骤设计出合理的实验装置和实验操作步骤（4） 记录现象和数据全面、及时而又准确地记录实验过程中的现象和数据（5） 分析得到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二、 实验方案的评价实验方案的评价包括实验原理及方案的评价、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。进展评价时一般从以下几个方面入手：（1） 方案在理论上是否科学合理，是否具有严密性（2） 在满足平安性的前提下，操作上是否简单易行（3） 从经济角度评价，是否节约试剂，降低本钱和提高产品质量（4） 从环境角度考虑，是否会给环境造成污染问题探究问题1*工厂的废水只含硫酸镁

3、和少量硫酸，课外活动小组以此作为课题，探讨如何从中回收纯洁的硫酸镁固体。他们设计了两种不同的方案，请你参加讨论： (1)方案一，选用镁粉为试剂。往废水中逐次参加镁粉，当观察到时，说明参加镁粉的量已经足够。此过程发生反响的化学方程式是；接下来的操作方法依次是和；(2)方案二，选用氢氧化钠溶液为试剂。向废水中逐滴参加氢氧化钠溶液，当时，停顿滴入氢氧化钠溶液。此过程发生反响的化学方程式是；为了得到纯洁的硫酸镁溶液，接着应进展的实验操作是(请简要写出操作过程)；，得到硫酸镁固体。(3)比拟两个方案，假设实验中都没有损耗，则，最后得到的硫酸镁固体的质量是否一样?，原因是。(4)请你继续探究，设计新的方案

4、(使用的试剂必须是与镁粉和氢氧化钠属不同类别)：你选用的一种试剂是(写化学式)；该试剂发生反响的化学方程式是。分析 此题较为综合，即考察了根本的化学反响，又考察了实验操作，还考察了新的实验方案的设计。此题能表达同学们综合应用所学知识解决实际问题的能力，为同学们今后设计实验方案奠定根底。请同学们对从硫酸镁和少量硫酸的混合溶液中回收纯洁的硫酸镁固体的实验方案进展讨论，需要同学们熟悉有关物质的性质、实验现象和相关的实验操作。答案(1)镁粉有剩余，溶液中不再有气泡产生 Mg+H2SO4=MgSO4+H2过滤，蒸发 (2)不再生成沉淀 H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O MgSO4+2NaO

5、H=Mg(OH)2+Na2SO4过滤，取出沉淀，参加稀硫酸，至沉淀恰好完全溶解 (3)不同，方案一中参加镁粉，增加了硫酸镁的质量 (4)MgO，Mg0+H2SO4=MgSO4+H2O(还可能有其它合理答案)。问题2*校化学课外兴趣小组的同学在研究性学习课上展示了一套如右图所示的实验装置假设每步化学反响都完全，氧化铁样品中的杂质不参加反响。查阅资料：草酸在浓硫酸存在时加热发生如下反响：H2C2O4CO+CO2+H2O通过讨论，同学们对这套装置有了多种认识。1第一小组同学说：从实验平安和实验操作程序看,首先要检查装置的气密性,实验开场先加热_填A或D处，实验完毕时，应_填先或后停顿D处的加热；从环

6、保的角度讲，在E装置后还应对尾气进展处理，其方法是：。2第二小组的同学说：用该实验装置可以检验一氧化碳与氧化铁反响的产物，其中B装置的作用_；E装置的作用_；一氧化碳与氧化铁反响的化学方程式为 _。3第三小组的同学说：利用这套装置还可以测定氧化铁样品中氧化铁的质量分数。他们的测定方法是：称量氧化铁样品的质量10.0 g，样品与玻璃管的总质量为60.0 g,完全反响并冷却后再称量玻璃管与剩余固体的总质量为57.6 g。计算实验测得氧化铁样品中氧化铁的质量分数为。4第四小组同学说：利用这套装置还有另外测定样品中氧化铁的质量分数的方法：先称量氧化铁样品的质量,再分别称量E装置在反响前后的总质量，即可

7、计算求得样品中氧化铁的质量分数。但按此方法实际实验测定结果却偏大，分析造成偏大的原因可能是。分析此题较好的表达了“理在书中，题在书外，掌握好书本知识是解题的根底；利用化学计算的*些原理对实验中出现的数据进展处理是该题提出的能力要求；能否根据实验的具体情景对*些问题作出正确的分析表达了同学们思维的境界。此题1、2两问的思维原点为课本中重点出现的“一氧化碳复原氧化铁这一重要的化学实验；解答第3问，须运用“反响前固体的质量之差=参加反响的氧化铁中氧元素的质量；解答第4问需要考虑装置E和空气相连通这一具体的实验情景。答案1A 、先 、点燃或用气球收集 2除去CO2；检验CO与Fe2O3反响生成的二氧化

8、碳；3CO+Fe2O32Fe+3CO2 380 4原装置中空气含有的二氧化碳被E装置吸收问题3请完成以下探究过程：问题：如何鉴定孔雀石Cu2(OH)2 CO3加热分解的产物?假设：假设孔雀石加热分解的产物是H2O、CO2和CuO。设计实验：实验：按右图进展实验，证明分解产物中有H2O和CO2 。该装置的连接顺序是：a接 ，接；按此顺序连接的理由是：。实验：请你设计实验，证明孔雀石完全分解后，试管中剩余的黑色固体是CuO(用图示或文字说明均可)：。现象和结论：实验中：U形管中的无水硫酸铜变成蓝色，证明产物中有；证明产物中有CO2的现象是。实验中(你设计的)：因为有现象，所以黑色固体中有铜元素；因

9、为有现象，所以黑色固体中有氧元素；由此可得到结论：产物中有CuO。分析熟悉各套装置的功能、知道混合气体中各种成分检验的方法及实验的先后顺序、灵活运用有关物质的性质是解答此类问题所必须具备的根底或能力。要对混合气体中的各种成分进展检验须遵循“先验水，后验其它的原则，其中检验水用无水硫酸铜，检验二氧化碳用澄清石灰水。答案设计实验：d e b (或e，d，b) 必须先通过无水硫酸铜检验水蒸气，否则，因澄清石灰水中水的挥发或冷凝作用而干扰原产物中水蒸气的检出；气体通过澄清石灰水时须遵循长进短出的原则。 待反响后的试管冷却，拔下橡皮塞，用一根长导管向黑色固体通氢气，一会儿，加热试管，当看到黑色固体变红，

10、试管口有水珠时，停顿加热，冷却，停顿通入氢气(本问题是开放的：用图示、或其他合理解答均可)现象和结论：H2O(水) 澄清石灰水变浑浊 试管中黑色固体变红色 试管口有水珠出现 (解答要与设计实验相匹配)学以致用1.将一块光亮的纯铜片放在酒精灯火焰上灼烧，外表变黑。对黑色物质的来源，提出你的二个预测假设，并设计一个或几个实验来证明你预测的正确性。预测序号实验步骤和方法现象和结论预测1：可能来源于预测2：可能来源于2.用珍珠主要成分CaCO3加工成的“珍珠粉是一种名贵中药材、保健品，可近年来市场上出现了一些假冒的“珍珠粉，仅用肉眼观察难辨真假。为了向消费者提供鉴别方法，须找出真假“珍珠粉理化性质上的

11、差异。工商局提供了真、假“珍珠粉样品，请你展开探究：只要写出猜测、方案，不需要说出方案实施的具体结果猜测一： 真、假“珍珠粉的气味可能不同 。方案一： 取样，分别闻一闻它们的气味，分辨气味有无差异 。猜测二：。方案二：。猜测三：。方案三：。3.实验室可以选用以下图所示的装置，制取二氧化碳气体(混有氯化氢、水蒸气)和进展有关实验，答复以下问题：(1)写出制取二氧化碳反响的化学方程式；(2)如果要证明制得的气体中混有氯化氢气体，应把A装置与E装置连接，E装置中观察到的现象是，写出有关反响的化学方程式：；(3)如果要验证制得的气体是二氧化碳，除A装置外，还应选用上述装置中的(填装置序号，下同)。(4

12、)如果要收集一瓶纯洁、枯燥的二氧化碳气体，请从上述各装置中选择适当的装置进展连接，连接顺序是，其中B装置中浓硫酸的作用是。4.为验证Fe、Ag、CU的活动性顺序，小红同学用了三种试剂其中只有一种盐溶液进展实验，小朗同学用了与小红完全不同的三种试剂其中有两种盐溶液进展实验，她们都取得了一样的实验结果。请写出两位同学在实验中所用的试剂的化学式：1小红同学；2小朗同学。5.课堂上同学们利用甲图装置做过氧化氢分解实验时，带火星的木条很难复燃，于是教师加了一个u形管，如乙图，带火星的木条较易复燃。请答复：1写出实验室制取氧气的化学方程式：_。2改用乙装置后能使带火星的木条复燃的原因：_。3根据(2)中推

13、测的原因，请你设计一个新的改良装置可用图示或用文字表达改良要点。6.我国湖地区素有“夏天晒盐，冬天捞碱之说，其中捞出的碱主要是碳酸钠和少量氯化钠的混合物。小王同学以捞出的碱作为样品，并用以下一套装置对样品进展分析，根据量筒中收集到的液体的体积相当于二氧化碳的体积来计算样品中碳酸钠的含量。：HCl+NaHCO3=NaCl+CO2+H2O；CO2在饱和NaHCO3溶液中溶解度很小1在A和B 两套装置中，哪一套装置更合理_选填“A或“B。2准确读取量筒液体体积的方法是_。3锥形瓶中原有的空气对实验结果是否有明显影响. _填“有或“没有。4假设实验中用的盐酸是浓盐酸，则测得的样品中碳酸钠的含量与实际值

14、相比会_填“偏大或“偏小或“不变。5在实验过程中，对取用样品的量的多少有一定要求，为什么._。7.*蔬菜基地在种植蔬菜时，常采用以下方法。(1)施用适量的氮肥可以使种植的蔬菜叶色浓绿。 以下化肥中，属于氮肥的是。(填字母)A.碳酸氢铵NH4HCO3 B.草木灰(主要成分K2CO3C.磷矿粉Ca3(P04)2草木灰呈碱性，你认为它(“能或“不能)与所选的氮肥混合施用，理由是。(2)用大棚种植蔬菜时，常向大棚中补充气体肥料CO2目的是促进绿色植物的作用。 假设提供的气体肥料CO2中混有少量的SO2，为了除去SO2，现设计以下两种方法。甲方法：将气体通过足量的碳酸氢钠溶液。乙方法：将气体通过足量的氢

15、氧化钠溶液。【提供资料】I.CO2与NaHCO3不会发生反响。.SO2+2NaHCO3=Na2SO3+H2O+2CO2.SO2+2Na0H=NaSO3+H2O请你利用提供的资料和所学的知识分析：上述方法(填“甲或“乙)可行，理由是、8.在学校的元旦联欢会上，*同学表演了“水能生火的魔术。他向包有过氧化钠(Na2O2)粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。小军很感兴趣，于是，他和同学们进展探究。【提出问题】过氧化钠与水反响生成了什么物质?为什么脱脂棉会燃烧【猜测】可能有一种气体和另一种物质生成反响过程中可能有能量变化【设计装置】如右图所示【实验探究】实验一：探究反响后生成的气体是什么(1)翻开图上

16、装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃。说明生成的气体是。(2)实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，请解释产生该现象的原因：。实验二：继续探究反响后生成的另一种物质是什么(1)小猜测另一种物质是Na2CO3，小军认为不可能。小军的依据是：为了证实小军的看法，请你设计一个证明CO2不存在的实验。实验步骤实验现象实验结论(2)小军取反响后所得的溶液于试管中，滴人无色酚酞试液，发现酚酞试液变红色，说明反响后所得的溶液呈性。【表达】由实验探究的结果，写出过氧化钠和水反响的化学方程式9.在实验探究课上，教师给了同学们一包红色粉未，该粉末是

17、铜粉和和氧化铁粉中的一种或两种。同学们为了确定该粉末的成分，进展如下探究。请你参与他们的探究并答复以下问题。 (1)提出问题假设l：红色粉末是铜粉；假设2：红色粉末是氧化铁粉； 假设3：红色粉末是。 (2)设计实验方案同学们对实验作了如下设想和分析：取少量红色粉末放入硬质玻璃管中，通入一氧化碳片刻后加热至充分反响(实验装置图如下)。请你完成下表：实验中可能出现的现象结论假设1成立假设2成立假设3成立(3)进展实验通过实验及分析，确认假设3成立。(4)反思与评价实验过程中，硬质玻璃管发生的化学反响方程式是。实验时通入一氧化碳片刻后再加热的原因是。从环保角度看，上面的实验装置有缺乏之处，请你对该装

18、置进展改良，具体措施是。(5)拓展为了进一步探究铁和铜的金属活动性强弱，你认为可选用以下试剂中的(填序号)。A.硝酸铜溶液 B.稀盐酸 C.氯化亚铁溶液10. *兴趣小组对氢氧化钠固体暴露在空气中的变质情况进展了研究。把一小块固体氢氧化钠放在外表皿里，长时间暴露在空气中，发现其固体外表逐渐湿润，局部溶化成液体后又逐渐形成晶体，最终变成粉末。请答复兴趣小组产生的以下问题：(1)实验室中，氢氧化钠固体应怎样保存? _。(2)氢氧化钠固体暴露在空气中，外表容易变湿，主要原因是什么?_。(3)氢氧化钠固体长期暴露在空气中，最终产物主要是什么 _ 。(4)用酚酞试液_(填“能或“不能)检验氢氧化钠变质。

19、为什么_。(5)除加酸以外，怎样用其他方法检验氢氧化钠固体已经变质?_。(6)为了检验氢氧化钠是否已经全部变质，兴趣小组中小薇同学设计了如下实验方案：准确称取一定质量的变质固体样品，放在右图所示装置中，然后从分液漏斗中参加足量的盐酸，用排水法收集产生的二氧化碳，根据二氧化碳的体积和密度计算变质产物的质量，确定是否全部变质。你认为这个方案_(填“行或“不行)。理由是什么. _。请你另外设计一个方案，并简要说明实验方法和结论。 _，_。11.2、小亮同学设计了如以下图所示装置进展趣味实验。1使用甲装置进展实验时，将滴管中的物质挤入烧瓶，然后翻开止水夹，可以观察到烧瓶产生美丽的喷泉。你推测原烧瓶的物

20、质可能是填一种，下同，滴管中的物质可能是。2是用以装置进展实验时，也同样形成了喷泉。小亮同学参加的物质不可能是填字母 盐酸A、锌粒 B、碳酸钙 C木炭 D镁粉 水 固体3公园中常见的喷泉以及自然界中常见的火山爆发原理与上述填“甲或“乙 甲 乙装置原理一样。12. 请根据下面图一、图二的有关信息，按题目要求答复以下问题：1图一是向氢氧化钠溶液中逐滴参加盐酸时溶液温度与盐酸溶液体积之间的变化关系图。图中M点的意义是，此时反响中氢氧化钠和氯化氢的质量比是，氢氧化钠和盐酸的反响是反响填“放热或“吸热。2图二是向碳酸钠溶液中逐滴参加盐酸时有关反响图像，该图像说明向碳酸钠溶液中参加盐酸时反响分两步完成。第

21、一步，当参加盐酸的体积在0-V1 mL时无气泡产生，此时发生的反响是Na2CO3HClNaHCO3NaCl；第二步，当参加盐酸的体积大于V1 mL后，NaHCO3与盐酸反响产生气体，反响的化学方程式为_。当所加盐酸的体积等于V2 mL时，溶液中存在的溶质是，所加盐酸体积大于V2 mL时，溶液的PH7。13.右图是“牌发酵粉的局部信息，课外化学兴趣小组的同学对其进展了如下探究请你完成相应填空：【查阅资料】1酒石酸是一种易溶解于水的固体有机酸；2发酵粉能够使面团松软、发泡是因为发酵粉产生了CO2所致；3Na2CO 3受热不分解。【提出问题】NaHCO3在发酵粉加水或加热时如何产生CO2.【猜 想】

22、甲乙酒石酸与NaHCO3在溶液中反响产生CO2丙NaHCO3加热产生CO2【实验探究】1小明同学取少量NaHCO3粉末于试管中，参加适量水，无气体产生，从而否认了猜测甲，则猜测甲是。小明又将酒石酸溶液和NaHCO3溶液混合，产生了CO2，从而验证了猜测乙，说明了NaHCO3具有的性质之一是；2小英同学为探究猜测丙设计了右图所示的实验装置：小英另取适量NaHCO3粉末参加a试管中，加热，观察到a试管口有水生成，b试管中澄清石灰水变浑浊。b试管中反响的化学方程式为。持续加热直至两支试管均不再发生变化时，发现a试管中仍残留有较多白色固体粉末，向该粉末中滴加稀盐酸，有CO2产生，说明该粉末是。【小 结】NaHCO3在发酵粉中产生CO2的条件是；NaHCO3受热发生变化的化学方程式为；z