高考化学复习探究课件实验方案的设计与评价.ppt

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化学实验方案的设计某化学小某化学小组为测定一定定一定质量的某量的某铜铝混合物中混合物中铜的的质量分数。

量分数。

设计了如下了如下实验方案：

方案：

方案方案.铜铝混合物混合物测定生成气体的体定生成气体的体积方案方案：

铜铝混合物混合物测定剩余固体的定剩余固体的质量量下列有关判断中不正确的是（）下列有关判断中不正确的是（）A.溶液溶液A和和B均可以是均可以是盐酸或酸或NaOH溶液溶液B.若溶液若溶液B选用用浓硝酸，硝酸，则测得得铜的的质量分数偏小量分数偏小C.溶液溶液A和和B均可均可选用稀硝酸用稀硝酸D.实验室中方案室中方案更便于更便于实施施解析解析：

因：

因Al与盐酸或与盐酸或NaOH溶液均反应，而溶液均反应，而Cu均不反应，均不反应，A正正确；因确；因Al在浓在浓HNO3中钝化，会生成氧化膜使剩余固体质量偏中钝化，会生成氧化膜使剩余固体质量偏大，所以铜的质量分数偏小，大，所以铜的质量分数偏小，B正确；若用稀正确；若用稀HNO3，Cu、Al均反应，无固体剩余，故均反应，无固体剩余，故C不正确。

称量剩余固体比测量气体不正确。

称量剩余固体比测量气体简单易行，简单易行，D正确。

正确。

答案答案：

C1.实验方案设计的基本要求实验方案设计的基本要求

（1）科学性：

实验原理、实验操作程序和方法必须正确。

）科学性：

实验原理、实验操作程序和方法必须正确。

（2）安全性：

尽量避免使用有毒药品和进行有一定危险性）安全性：

尽量避免使用有毒药品和进行有一定危险性的实验操作，保护人身安全，保护仪器。

的实验操作，保护人身安全，保护仪器。

（3）环保性：

有毒的物质必须处理，以防污染环境。

）环保性：

有毒的物质必须处理，以防污染环境。

（4）可行性：

实验所选用的药品、仪器、设备和方法等在）可行性：

实验所选用的药品、仪器、设备和方法等在中学现有条件下能满足要求。

中学现有条件下能满足要求。

（5）简约性：

方案简单易行，尽可能采用简单的实验装置，）简约性：

方案简单易行，尽可能采用简单的实验装置，较少的实验步骤和药品。

还应遵循完成实验所用时间较短，副较少的实验步骤和药品。

还应遵循完成实验所用时间较短，副反应少，效果好等基本要求。

反应少，效果好等基本要求。

（6）经济性：

综合考虑原料的用量和价格。

）经济性：

综合考虑原料的用量和价格。

2.化学实验方案设计的步骤化学实验方案设计的步骤

（1）明确目的、原理）明确目的、原理

（2）选择仪器器药品品（3）设计装置步装置步骤根据上述根据上述实验目的和原理以及所目的和原理以及所选用的用的仪器和器和药品，品，设计出出合理的合理的实验装置和装置和实验操作步操作步骤。

学生。

学生应具具备识别和和绘制典型制典型的的实验仪器装置器装置图的能力，的能力，实验步步骤应完整而完整而简明。

明。

（4）记录现象数据象数据根据根据观察，全面而准确地察，全面而准确地记录实验过程中的程中的现象和数据。

象和数据。

（5）分析得出）分析得出结论根据根据实验观察的察的现象和象和记录的数据，通的数据，通过分析、分析、计算、算、图表、表、推理等推理等处理，得出正确的理，得出正确的结论。

3.化学实验方案设计时仪器选用及连接的顺序化学实验方案设计时仪器选用及连接的顺序4.化学实验方案设计的注意事项化学实验方案设计的注意事项

（1）药品和仪器是部分或刚好给出还是有剩余）药品和仪器是部分或刚好给出还是有剩余若药品和仪器只部分给出，则应作必要的补充，若有剩余，则应若药品和仪器只部分给出，则应作必要的补充，若有剩余，则应进行筛选和淘汰。

进行筛选和淘汰。

（2）题目条件有无特殊要求）题目条件有无特殊要求如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑反应原如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑反应原理，选择药品和装置，确定操作步骤都作了限定，必须高度重视。

理，选择药品和装置，确定操作步骤都作了限定，必须高度重视。

（3）实验过程中的隐蔽性操作）实验过程中的隐蔽性操作如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不可少的，如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不可少的，但容易被忽略。

但容易被忽略。

（4）药品的描述）药品的描述有些题目要求指出药品的名称，这类问题学生最难答准确，如有有些题目要求指出药品的名称，这类问题学生最难答准确，如有些药品的准确描述为：

硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶些药品的准确描述为：

硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸、饱和液、浓硫酸、饱和NaHCO3溶液、溶液、NaOH溶液等。

此外也应注意某些溶液等。

此外也应注意某些仪器的规格。

仪器的规格。

（5）会画）会画简单的的实验装置装置图考考纲要求能要求能够绘制和制和识别典型的典型的实验仪器装置器装置图，可用，可用“示意装示意装置置图”表示。

表示。

（6）其他）其他应注意的注意的问题冷凝回流的冷凝回流的问题。

冷却冷却问题。

防止倒吸防止倒吸问题。

具有特殊作用的具有特殊作用的实验改改进装置。

如装置。

如为防止分液漏斗中的液体防止分液漏斗中的液体不能不能顺利流出，用橡皮管利流出，用橡皮管连接成接成连通装置；通装置；为防止气体从防止气体从长颈漏漏斗中逸出，可在斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套住一支小生装置中的漏斗末端套住一支小试管等。

管等。

实验仪器的拆卸要注意安全性和科学性，注意一定的拆卸器的拆卸要注意安全性和科学性，注意一定的拆卸顺序。

序。

探究性探究性实验方案的方案的设计以以实验为基基础的科学探究的科学探究过程如程如图所示：

所示：

根据根据图示看，一个示看，一个较为完整的科学探究方案包含以下几个方面：

完整的科学探究方案包含以下几个方面：

（1）课题：

即：

即实验研究主研究主题（实验目的）；目的）；

（2）假）假设与与预测：

对研究研究课题提出一种可以提出一种可以检测的解的解释及在及在检验假假设之前先提出之前先提出实验的的预期期结果；果；（3）步）步骤：

根据：

根据实验目的和提出的假目的和提出的假设来具体来具体设计实验的步的步骤和和方法。

一般要方法。

一般要设计对比比实验；（4）观察与察与记录：

在：

在实验过程中程中设计观察的内容和次数，并察的内容和次数，并按要求将按要求将观察的察的现象及数据象及数据记录下来；下来；（5）分析与）分析与评价：

价：

对观察到的察到的现象和收集的数据象和收集的数据进行推理行推理论证，得出，得出结论。

并用文字、。

并用文字、图表等形式将表等形式将结果表示出来。

果表示出来。

特特别提醒提醒由于探究型由于探究型实验注重考注重考查学生探索未知事物学生探索未知事物的科学猜想思的科学猜想思维，突出猜想思，突出猜想思维中中“发现问题分析分析问题验证假假设得出得出结论”的基本的基本过程。

因此，在程。

因此，在进行物行物质性性质探究探究实验方案方案设计时，必，必须采用猜想采用猜想论证法，首先要加工、分析法，首先要加工、分析课题给出的信息，搞清出的信息，搞清实验目的；在分析目的；在分析问题的基的基础上，有上，有针对性地性地提出尽可能多的合理的假提出尽可能多的合理的假设。

在假。

在假设的基的基础上，合理上，合理应用知用知识与技能制定探究与技能制定探究计划，开展研究并科学合理地划，开展研究并科学合理地进行行观察和察和记录，最最终得出得出结论。

（2010年高考安徽理综）某研究性学习小组在网上收集到如年高考安徽理综）某研究性学习小组在网上收集到如下信息：

下信息：

Fe（NO3）3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。

他们对溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。

他们对饰刻银的原因进行了如下探究：

饰刻银的原因进行了如下探究：

【实验实验】制备银镜，并与制备银镜，并与Fe（NO3）3溶液反应，发现银镜溶解。

溶液反应，发现银镜溶解。

（1）下列有关制备银镜过程的说法正确的是）下列有关制备银镜过程的说法正确的是。

a.边振荡盛有边振荡盛有2%的的AgNO3溶液的试管，边滴入溶液的试管，边滴入2%的氨水，至的氨水，至最初的沉淀恰好溶解为止最初的沉淀恰好溶解为止b.将几滴银氨溶液滴入将几滴银氨溶液滴入2mL乙醛中乙醛中c.制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热d.银氨溶液具有较弱的氧化性银氨溶液具有较弱的氧化性e.在银氨溶液配制过程中，溶液的在银氨溶液配制过程中，溶液的pH增大增大【答案答案】

（1）a、d、e

（2）AgFe3=AgFe2（3）答案答案：

（：

（1）Na2SO3H2O

（2）Na2SO3（3）只存在只存在ClO化学化学实验方案的方案的评价价对几个几个实验方案的正确与方案的正确与错误、严密与不密与不严密、准确与不密、准确与不准确做出判断，要考准确做出判断，要考虑是否完全合理、有无干是否完全合理、有无干扰现象、象、经济上是否合算和上是否合算和对环境有无境有无污染等。

染等。

1.从可行性方面对实验方案做出评价从可行性方面对实验方案做出评价科学性和可行性是科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原方案的两条重要原则，任何，任何实验方案都必方案都必须科学可行。

科学可行。

评价价时，从以下，从以下4个方面分析：

个方面分析：

2.从从“绿色化学绿色化学”视角对实验方案做出评价视角对实验方案做出评价“绿色化学绿色化学”要求设计更安全的、对环境友好的合成线路，要求设计更安全的、对环境友好的合成线路，降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。

根据的产生和排放。

根据“绿色化学绿色化学”精神，对化学实验过程或方案精神，对化学实验过程或方案从以下从以下4个方面进行综合评价：

个方面进行综合评价：

（1）反应原料是否易得、安全、无毒；）反应原料是否易得、安全、无毒；

（2）反应速率是否较快；）反应速率是否较快；（3）原料利用率以及合成物质的产率是否较高；）原料利用率以及合成物质的产率是否较高；（4）合成过程是否造成环境污染。

）合成过程是否造成环境污染。

3.从从“安全性安全性”方面对实验方案做出评价方面对实验方案做出评价化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：

化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：

（1）净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；）净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；

（2）进行某些易燃易爆实验时要防爆炸（如）进行某些易燃易爆实验时要防爆炸（如H2还原还原CuO应先通应先通H2，气体点燃先验纯等）；，气体点燃先验纯等）；（3）防氧化（如）防氧化（如H2还原还原CuO后要后要“先灭灯再停氢先灭灯再停氢”，白磷切割宜，白磷切割宜在水中等）；在水中等）；（4）防吸水（如实验取用或制取易吸水、潮解、水解的物质时宜）防吸水（如实验取用或制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的）；采取必要措施，以保证达到实验目的）；（5）冷凝回流（有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和）冷凝回流（有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等）；装的干燥管及冷凝管等）；（6）易挥发液体产物（导出时可为蒸气）的及时冷却；）易挥发液体产物（导出时可为蒸气）的及时冷却；（7）仪器拆卸的科学性与安全性（也从防污染、防氧化、防倒吸、）仪器拆卸的科学性与安全性（也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑）；防爆炸、防泄漏等角度考虑）；（8）其他（如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序）其他（如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等）。

等）。

特特别提醒提醒近几年高考中，有些省份近几年高考中，有些省份对实验评价的考价的考查涉及到定量涉及到定量评价，即通价，即通过对所所给化学化学实验数据的分析数据的分析处理，理，对实验进行行评价。

价。

评价的关价的关键是准确破是准确破译数据的含数据的含义，进行行合理取舍，提合理取舍，提炼出有效数据。

一些数据出有效数据。

一些数据隐含着化学含着化学规律及化律及化学原理，要找出数据的具体含学原理，要找出数据的具体含义，分析比，分析比较数据之数据之间的内在的内在联系，