2019年浙江省杭州市中考科学二轮复习专题课件(化学部分)：专题5 化学实验设计和评价 (共35张PPT)

这一实验基于的假设是 反应过程中生成的硫酸锰对该反应有催化作用 。
类型1 实验方案的设计
【变式 1】 小明把过量锌粒加入到有盐酸的试管中,发现随着反应的进行,产生气体的速度逐渐加快,一段时 间后逐渐减慢,最后停止产生气体。在反应过程中,溶液的温度也先随之升高,最后下降到室温。于是,小明设 计实验来探究“一定质量的某种金属和同体积盐酸反应快慢的影响因素”。测得实验数据如下: 某金属与同体积盐酸溶液反应实验数据表
资料 2:通常情况下,反应物浓度变大,反应加快;温度升高,反应加快。 (1)根据这些资料,小明提出了两个假设。 假设一:褪色速度突然加快是由反应物浓度变大引起的; 假设二:褪色速度突然加快由反应过程中温度升高引起的。 小明经过分析,否定了假设一,理由是 随着反应进行,反应物浓度变小 。
类型1 实验方案的设计
方法要点
(2)对方案优劣的评价的原则 ①设计简洁 就是要尽可能采用简单的仪器或实验装置,在常规条件下进行;用较少的实验步骤和试剂,在较短的时间内完 成实验,充分体现实验设计的简约性原则。 ②效果明显 就是按照实验设计进行操作,产生的现象生动直观,易于观察记录。 ③安全可靠 实验设计要尽可能避免选用有毒药品和具有一定危险性的实验操作,如果必须选用,应在设计方案中给出明 确提示和预防措施,以避免造成环境污染或实验事故;此外,还要确保实验成功。
方法要点
2.实验方案的评价 (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、降低成本和提高产品质量; (4)从环境角度考虑,是否会对环境造成污染。
方法要点
3.实验方案评价的原则 实验方案的评价主要包括对实验方案可行性的评价和对方案优劣的评价。 (1)对实验方案可行性评价的原则 化学实验设计的原理、操作步骤和方法,必须与化学知识的科学性和实验操作的合理性相一致,即要科学、 合理。
(1)分析实验数据得出:一定质量的某种金属和同体积盐酸反应,影响金属和酸反应快慢的主要因素 有 盐酸溶液浓度 ; 反应时溶液温度。 (2)可以通过比较 反应开始到2分钟产生的气体体积(或相同时间内产生的气体体积) 的实验数据来确定金 属和酸反应的快慢。
类型1 实验方案的设计
(3)量锌粒加入盐酸中,反应开始的一段时间,反应速率逐渐加快,而不是逐渐减慢。请分析原因:
类型1 实验方案的设计
例 1 [2018·湖州] 高锰酸钾是初中常用的一种试剂,它可以和很多物质反应,发生颜色变化。小明和小丽把经 硫酸酸化的高锰酸钾溶液和草酸(H2C2O4)溶液混合,发现刚开始反应时溶液褪色不明显,但不久后褪色速度 突然加快。为了探究反应过程中褪色速度加快的原因,小明查到了如下资料: 资料 1:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑;
(2)小丽针对假设二进行实验探究后,经过思考,又做了如下实验:把经硫酸酸化的高锰酸钾溶液等分为两份, 分装 A、B 两试管,同时向两支试管中加入等量、等浓度的草酸溶液,并置于同一水浴中。迅速向 A 试管中 加入一定量的 MnSO4,发现 A 试管中溶液褪色明显快于 B 试管。上述实验中,把 2 支试管置于同一水浴中的 目的是 减小反应过程中温度变化对实验结果的影响 。
方法要点
(2)实验方案设计的几种思路 实验设计的总体思路是明确实验目的,弄清实验原理,根据要求正确选择仪器和药品,设计实验装置和操作步 骤,分析得出结论。 ①对比实验设计：对比实验是实验设计的一种基本思路,有利于实验现象观察对比,有利于推理论证结论。 ②控制变量实验设计：一个问题常常受多方面的因素制约,为了研究每一个因素对问题的影响程度,常常采 取控制变量法逐个检验,每一个现象只说明一个问题,换一个条件再检验。综合各个因素对问题的影响作出 综合性的判断。 ③综合实验设计：设计一个实验探究多方面的问题,如设计一个组合实验探究某一混合气体的成分、某一气 体的性质和组成等。
分析的评价。以批判的思维方法对所设计的实验方案、实验方法、实验装置、实验操作从某个角度否定,排除 不合理或可行但不是最优的方法,选择、创新更好的方法。
方法要点
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、方法和操作等科学、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体伤害。 ③可行性：设计的实验方案要真正切实可行,所选药品、仪器、装置经济可靠。 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。
计要精密一些,要尽可能地回避一些误差的引入。④开放型实验设计:试题从提出问题、实验的方向、仪器的选 择、装置的设计、现象的观察记录到结论的推理完全自主完成。解答此类试题,过程要合理完整,方法简便,现象 叙述要准确,推理要符合逻辑。
实验方案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
专题 5
化学实验设计和评价
专题简介
【命题重点】实验设计包括:①单项实验设计:设计实验求证某一单项问题,或求证某一规律;特点是围绕某一问 题设计一个指向很单一的实验,而且实验通常一步到位。②综合实验设计:设计实验求证多个问题,其特点是多步
操作、装置复杂、现象多样。③定量实验设计:通过实验,获取有关数据,然后分析数据推理出结论。定量实验设
盐酸溶
反应开始时酸
反应开始到2分钟
反应结束共产
液浓度
5% 10% 15%
溶液的温度
20 ℃ 20 ℃ 20 ℃
产生的气体体积
10 mL 19 mL 28 mL
生气体体积
60 mL 118 mL 175 mL
类型1 实验方案的设计
(续表) 盐酸溶液浓度 反应开始时酸溶液的温度 反应开始到 2 分钟产生的气体体积 反应结束共产生气体体积 5% 10% 15% 35 ℃ 35 ℃ 35 ℃ 28 mL 72 mL 103 mL 60 mL 118 mL 175 mL