知识讲解 定量实验设计与评价(提高)
4.3.3物质组成的定量认识教学设计---2024-2025学年九年级化学人教版(2024)上册
2.教学难点
-难点识别：学生对于化学方程式平衡的理解，以及从微观粒子层面理解质量守恒的原理。
-难点突破：通过动画演示和模型构建，帮助学生理解化学反应中原子数量不变的原理，从而理解质量守恒定律。
-方法教学：采用问题驱动的教学方法，通过设计问题链，引导学生逐步深入理解化学方程式的平衡条件和定量计算步骤，特别是在计算过程中的单位转换和数值精确处理。
（2）然后，根据题目所给条件，进行单位转换，将质量转换为摩尔。
（3）最后，运用质量守恒定律，计算反应物或生成物的质量。
（学生完成练习题，教师解答疑问）
5.总结与反思
现在，让我们一起来总结一下今天的重点内容：
（1）质量守恒定律是化学反应的基本原理。
（2）化学方程式的平衡是进行定量计算的前提。
（3）运用质量守恒定律和化学方程式进行定量计算的方法。
其次，学生在化学方程式的平衡和定量计算方面也遇到了一些问题。有的学生在书写方程式时容易忽略平衡，而有的学生在进行计算时单位转换和数值处理上出现错误。针对这些问题，我计划在下一节课中增加一些专项练习，重点训练学生的方程式平衡和计算能力。
另外，我也注意到，课堂讨论和互动环节学生的参与度还有待提高。可能是因为我对问题的设计不够贴近学生的实际生活，或者引导方式不够恰当。在接下来的教学过程中，我会尝试设计更具启发性和趣味性的问题，激发学生的学习兴趣，提高他们的课堂参与度。
-观看《质量守恒定律在日常生活中的应用》视频，通过生动的实例，理解质量守恒定律如何在我们的生活中发挥作用。
-完成课后拓展练习，运用本节课所学知识解决实际问题，提高知识运用能力。
-学生在自主学习过程中，遇到疑问可以记录下来，在课后辅导时间向老师寻求帮助。
八年级化学鲁教版(五四制)学全一册第五单元定量研究化学反应课优秀教学案例
五、案例亮点
1.实践性与理论性相结合：本案例通过实验操作，使学生直观地理解化学反应的定量关系，将理论知识与实际操作相结合，提高学生的实践能力。
在教学过程中，我充分运用了实验、讨论、小组合作等教学手段，引导学生从实际操作中感受化学反应的定量规律。通过设置合理的教学情境，激发学生的学习兴趣，培养学生的问题解决能力。在教学设计中，我注重理论与实践相结合，让学生在动手实验的过程中，体会化学反应的计量法则，从而提高学生的实际操作能力和科学素养。
二、教学目标
（一）导入新课
1.以生活实例引入，如氢能源的开发利用，引发学生对化学反应定量研究的兴趣。
2.设计实验情境，让学生亲身体验氢气与氧气反应的定量实验过程，激发学生的探究欲望。
3.通过多媒体展示化学反应微观过程，使学生直观理解化学反应的计量法则。
4.创设问题情境，引导学生思考实际化学反应中的过量与不足问题，培养学生解决问题的能力。
（一）知识与技能
1.掌握化学反应的化学计量学基本原理，理解物质的量、摩尔、反应物的化学计量关系等概念。
2.学会通过实验探究氢气与氧气反应的定量关系，并能运用化学计量学知识进行计算和分析。
3.能够运用所学的定量研究方法，解决实际化学反应中的过量与不足问题。
4.了解化学反应平衡的条件和原理，认识化学平衡在实际工业生产和科学研究中的应用。
在教学过程中，我将以学生为主体，关注学生的个体差异，充分调动学生的积极性，引导学生在实践中学习、思考，培养学生的综合素质。同时，注重教学与生活的联系，让学生感受到化学知识在生活中的应用，提高学生的学习兴趣和动力。
环境监测技术教案
环境监测技术教案一、教学目标本节课主要通过环境监测技术的介绍，使学生了解环境监测的基本概念、重要性以及相关技术和方法。
具体教学目标如下：1. 了解环境监测的定义和目的；2. 掌握常见的环境监测技术及其原理；3. 了解环境监测技术在实际应用中的重要性；4. 培养学生的环境意识和保护环境的能力。
二、教学内容环境监测技术是指通过对环境中的各类因素进行定量监测、分析和评价，来评估环境的质量和污染程度的方法和技术。
本节课的教学内容主要包括以下几个方面：1. 环境监测的概念和目的1.1 环境监测的定义1.2 环境监测的基本目的2. 环境监测的技术和方法2.1 环境监测的主要技术分类2.2 常见的环境监测方法及其原理2.3 环境监测设备的应用与选择原则3. 环境监测技术在实际应用中的重要性3.1 环境监测技术在环境保护中的作用3.2 环境监测技术在工业生产中的应用3.3 环境监测技术在城市规划中的应用4. 培养学生的环境意识和保护环境的能力4.1 环境意识的培养4.2 环境保护的重要性及个人责任三、教学过程本节课的教学过程分为三个环节：导入与引入、知识讲解与案例分析、总结与评价。
1. 导入与引入通过提问或展示一些环境污染的图片或视频，引起学生对环境问题的关注和思考，进而引出环境监测的概念和重要性。
2. 知识讲解与案例分析在此环节中，首先向学生介绍环境监测的定义和目的，然后详细介绍环境监测的技术和方法。
为了让学生更好地理解，可以结合实际案例进行分析和讨论，例如通过对某个地区空气质量的监测来说明环境监测技术的应用和意义。
3. 总结与评价在教学的最后，总结本节课的重点内容，强调环境意识的培养和个人保护环境的责任。
可以进行小组讨论或提问学生自己对环境监测技术的理解和认识，以及如何将所学知识应用到实际生活中去。
四、教学方法及教学手段1. 教学方法本节课采用讲授、案例分析和互动讨论相结合的教学方法。
其中，讲授主要用于对环境监测技术的介绍与解释，案例分析用于加深学生对环境监测技术应用的理解，互动讨论则能促进学生的思考和交流。
实验方案的设计与评价概要
15
核心考点整合
一
二
三
四
五
【例 3】(2014·枣庄中考)某化学兴趣小组的四位同学对氢氧化钠溶
液与稀盐酸混合后,所得溶液中溶质的成分进行了探究。
【作出猜想】小马猜想:溶质有 NaCl、HCl、NaOH
小程猜想:溶质只有 NaCl
小宫猜想:溶质有 NaCl、HCl
小尚猜想:溶质有 NaCl、NaOH
3
核心考点整合
一
二
三
四
五
3.解题思路和方法 (1)明确目的、原理——明确实验的目的、原理,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)分析得出结论——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。
4.实验方案的设计与评价
核心考点整合
一
二
三
四
五
一、实验方案的设计 实验方案设计题的难度较大、综合性较强,解答这类题时,一般 需要学生很好地掌握实验操作的基本知识,掌握操作的原理和实验 的一般步骤,具备较好的元素化合物知识,熟悉常见物质的一些性质 及其制备原理、变化规律等,要全面了解实验方案设计考查的内容、 基本要求和思路方法。 1.考查内容
方案预 估现象
pH=7
有白色 沉 淀生成
方案 结论
小程 猜 想正 确 小宫 猜 想正 确
【方案评价】(2)两位同学中
的方案正确。
【方案反思】(3)请分析错误方案的原因:
(都正确,不作答)。
17
核心考点整合
定量实验方案的设计与评价
（2012广东）苯甲酸广泛应用于制药和化工行业。某同学尝试用甲苯的氧化反
应制备苯甲酸。反应原理：
实验方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应， 分离出苯甲酸 按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
已知：苯甲酸分子量是122，熔点122.4℃，在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和 6.9g；纯净固体有机物一般都有固定熔点。 （1）操作Ⅰ为________，操作Ⅱ为________。 （ A是，定性检验 A的试剂是 ________ ，现象是 （2 4）无色液体 ）纯度测定：称取 纯度测定 1.220g 产品，配成 100ml甲醇溶液，移取 25.00ml溶液，
⑴气体A的主要成分是_____。为防止煮沸时发生爆沸，必须先向烧瓶中加入 ____； 通入N2的目的是_______。 ⑶ 甲方案第②步滴定前，滴定管需用NaOH 标准溶液润洗, 其操作方法是_____ ⑸ 若取样品w g,按乙方案测得消耗0.01000 mol· L－1 I2溶液V mL,则1Kg样品 中含 SO2的质量是________g ( 用含w 、V的代数式表示)。
气体法——问题思考：
浓H2SO4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、若读数时,装置⑶中液面如图所 示，所测结果 （填偏大、偏小 无影响）读数时应注意哪些问题？ 切记“同温、同压、平视” 2、如何改进实验，减 小A中滴加硫酸而引
浓H2SO4
平衡管 量气管
（ 3）
起的误差？
A B
（ 1）
C
方案三：氧化还原滴定法
原理： 5SO32-+2MnO4-+6H+ = 5SO42-+2Mn2++3H2O 步骤:
原理： H2SO4(浓)+Na2SO3=H2O+SO2+Na2SO4 步骤: 称量
实验方案的设计及评价
用辽大教辅
考名牌大学
(4)从安全性角度评价 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要防止液体倒吸。 ②进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如 H2 还原 CuO 应 先通 H2，气体点燃前先验纯等)。 ③防氧化(如 H2 还原 CuO 后要“先灭灯再停氢”，白磷 切割宜在水中等)。 ④防吸水(如实验取用、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)。
用辽大教辅
考名牌大学
3．性质实验方案的设计 (1)探索性性质实验方案的设计 分析其结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质 可能具有的一系列性质，而后据此分别设计出合理的实验方 案，去探索它可能具有的性质。 (2)验证性性质实验方案的设计 对物质具备的性质去求证，关键是设计出简捷的实验方 案，操作简单、易行，现象明显，且安全可行。
用辽大教辅
考名牌大学
思维激活 思考：某研究性学习小组在网上收集到如下信息：钾、 钙、钠、镁等活泼金属都能在 CO2 气体中燃烧。他们对钠在 CO2 气体中燃烧后的产物中的白色物质进行了如下探究： 【实验】 将燃烧的钠迅速伸入到装满 CO2 的集气瓶中， 钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁 上粘附着白色物质。 【提出假设】 假设 1：白色物质是 Na2O。 假设 2：白色物质是 Na2CO3。 假设 3：白色物质是 Na2O 和 Na2CO3 的混合物。
定量实验设计方案与评价ppt课件
针对每个实验因素，设定合适的水平 范围，以便进行实验比较。
选择合适的实验设计方法
完全随机设计
适用于因素较少且水平 数不多的情况，简单易
行。
随机区组设计
适用于存在明显区组差 异的情况，可提高实验
的精确性。
析因设计
适用于多因素多水平的 情况，可全面分析各因 素对实验结果的影响。
正交设计
适用于多因素多水平且 需考虑交互作用的情况
3
数据分析方法
方差分析，比较不同处理组之间的差异显著性。
案例二：医学临床试验设计
实验目的
评价新药对患者病情的治疗效果。
实验设计
采用随机对照试验设计，将患者随机分为试验组和对照组，试验 组接受新药治疗，对照组接受常规治疗。
数据分析方法
生存分析、多因素回归分析等，比较两组患者的病情改善情况和 生存率。
定量实验设计方案与评价ppt课 件
演讲人： 日期：
目录
• 引言 • 定量实验设计基本原则 • 定量实验设计方法 • 定量实验设计步骤 • 定量实验设计评价指标 • 定量实验设计优化策略 • 定量实验设计案例分析
01
引言
目的和背景
01
探究定量实验设计的基本原理和方法
通过本课程的学习，使学生掌握定量实验设计的基本思想、原理和方法
减少系统性误差
通过随机化实验条件，消除或减少系统性误差，使实验结果更具 客观性。
提高实验的外部效度
随机化有助于实验结果推广到更广泛的总体，提高实验的外部效度 。
增强实验设计的灵活性
随机化原则允许在实验过程中灵活调整实验条件，以适应不同情况 。
局部控制原则
控制无关变量的影响
01
二年级上册《综合实践活动》全册教案(2024)
04
2024/1/28
学生的创意和表达能力。
03
学生的团队协作精神和环保意识。
11
03
主题活动二：小小发明家
2024/1/28
12
活动背景及意义
2024/1/28
培养学生的创新意识和实践能力
01
通过小小发明家活动，引导学生关注生活中的问题，激发他们
的创新思维，提高动手解决问题的能力。
评价方式
采用学生自评、互评和教师评价 相结合的方式，对学生的实践成 果进行综合评价。评价内容包括 创意性、美观性、实用性等方面
。
反思与总结
在活动结束后，教师和学生共同 进行反思和总结，分析活动中存 在的问题和不足，提出改进意见 和建议，为下次活动的顺利开展
提供借鉴和参考。
2024/1/28
19
05
二年级上册《综合实 践活动》全册教案
2024/1/28
1
目 录
2024/1/28
• 课程介绍与教学目标 • 主题活动一：我爱大自然 • 主题活动二：小小发明家 • 主题活动三：我们的节日 • 主题活动四：安全小卫士 • 课程总结与延伸拓展
2
01
课程介绍与教学目标
2024/1/28
3
综合实践活动课程概述
2024/1/28
17
活动过程设计与实施
活动准备
活动导入
知识讲解
实践操作
成果展示
教师提前准备好与节日 相关的资料、图片和视 频等素材，以及学生需 要用到的制作材料和工 具。
2024/1/28
通过播放节日相关的视 频或展示图片，激发学 生对节日的兴趣和好奇 心。
专题二十 实验方案的设计与评价(讲解部分)
栏目索引
3.从安全性方面对实验方案进行评价 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; (2)进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2,气体点燃 前先① 验纯 等); (3)防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”,白磷切割宜在② 水 中进行等); (4)污染性气体要进行尾气处理;有粉末状物质参加的反应,要注意防止导 气管堵塞。
答案 (1)平衡压强 直形冷凝管 (2)在b和f中加水,水浸没导管a和e末端 (3)①CD ②不受影响 ③充分吸收HF气体,防止其挥发损失
(4) 0.057(c1V1-c2V2 )
m
(5)寻找最佳实验条件
栏目索引
栏目索引
实践探究
1.综合实验题注重考查对实验原理的理解,对整个实验过程的把握,从而对 实验进行评价。考查内容通常为仪器名称、实验步骤、操作方法、化学 方程式的推断与书写、物质检验(有干扰)、滴定原理和计算等。 例1 (2019广东广州一模,26)二氧化钒(VO2)是一种新型热敏材料。+4价 的钒化合物在弱酸性条件下易被氧化。实验室以V2O5为原料合成用于制 备VO2的氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体,过程如下:
溶液V2 mL,则氟化稀土样品中氟的质量分数为
。
(5)用样品进行实验前,需要用0.084 g氟化钠代替样品进行实验,改变条件
(高氯酸用量、反应温度、蒸馏时间),测量并计算出氟元素质量,重复多
次。该操作的目的是
。
解题导引 一是要巧审题,明确实验目的和实验原理。实验原理可从题给 的化学情境并结合元素及其化合物等有关知识获取。二是要想过程,理清 实验操作的先后顺序,把握各步实验操作的要点。三是要看准图,分析各实 验装置的作用。四是要细分析,得出正确的实验结论。
高考化学二轮备考高频考点知识讲解与训练65---化学综合实验设计与评价(解析版)
高考化学二轮备考高频考点知识讲解与训练化学综合实验设计与评价1．FeCl2具有独有的脱色能力，适用于印染、造纸行业的污水处理。
FeCl3在加热条件下遇水剧烈水解。
FeCl3和FeCl2均不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯。
回答下列问题：(1)由FeCl3∙6H2O制得干燥FeCl2的过程如下：i.向盛有FeCl3∙6H2O的容器中加入过量SOCl2(液体，易水解)，加热，获得无水FeCl3。
ii.将无水FeCl3置于反应管中，通入一段时间的氢气后加热，生成FeCl2。
①FeCl3∙6H2O中加入SOCl2获得无水FeCl3的化学方程式为_________________。
(已知该反应为非氧化还原反应)② ii中通入一段时间的氢气后再加热的目的是___________________。
(2)利用反应2FeCl3 + C6H5ClΔ−−→ 2FeCl2+ C6H4Cl2 +HCl↑，制取无水FeCl2。
在三颈烧瓶中加入无水氯化铁和过量的氯苯，控制反应温度在一定范围内加热3 h，冷却、分离、提纯得到粗产品，实验装置如图。
(加热装置略去)①仪器B的名称是 _____。
反应前需向A中通入N2的目的是_________________。
②反应结束后，冷却实验装置A ，将三颈烧瓶内物质倒出，经____、____、干燥后，得到FeCl 2粗产品。
③该装置存在的不足之处是____________________________。
(3)FeCl 2的纯度测定。
①取a g 样品配制成100 mL 溶液；③用移液管移取所配溶液5.00mL ，放入500 mL 锥形瓶内并加水200mL ；③往上述锥形瓶中加入硫酸锰溶液20.00 mL ，用0.1 mol ∙L -1酸性KMnO 4标准溶液滴定，终点时消耗酸性KMnO 4标准溶液V mL 。
滴定至终点的判断依据是_______________________。
若所配溶液中ω(FeCl 2)=kV(V 为消耗的酸性高锰酸钾标准溶液的毫升数)g ·L -1，k=____。
2023版三维设计高中化学总复习核心素养测评(三十八) 定性、定量实验的设计与评价
核心素养测评(三十八) 定性、定量实验的设计与评价1．(2021·福建三明市高三期末)某学习小组用如图装置探究NH4Cl与CuO的反应。
查阅资料：ⅰ.[Cu(NH3)4]Cl2溶液中存在平衡：[Cu(NH3)4]2＋Cu2＋＋4NH3ⅱ.相关物质的性质物质固体颜色水溶液颜色CuCl2棕色蓝绿色[Cu(NH3)4]Cl2深蓝色深蓝色CuCl 白色不溶于水(1)实验Ⅰ：如图1，一段时间后，固体部分溶解，固体表面无颜色变化，溶液变为蓝色。
固体溶解的原因是__________________。
(2)实验Ⅱ：如图2，将铜丝加热变黑后迅速插入疏松的氯化铵固体中，有白烟生成，2分钟后取出铜丝，黑色消失变回红色。
①已知氯化铵与氧化铜反应生成两种单质，其中一种为无色气体，写出该反应的化学方程式________________________________。
②若将氯化铵换为硫酸铵，观察不到上述现象，原因是_______________________。
(3)实验Ⅲ：如图3，加热试管，管内产生白烟，黑色混合物熔化、流动，持续加热15分钟，原黑色固体混合物变为暗红色。
取暗红色固体进行下列实验：序号加入试剂现象ⅰ水产生白色沉淀，一段时间后沉淀的颜色转变为蓝色、绿色、蓝绿色等ⅱ浓硝酸激烈反应，产生大量红棕色气体，溶液变为深蓝绿色根据现象推测白色沉淀可能是________(填化学式)，该物质与浓硝酸反应的离子方程式为____________________________________。
(4)实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ现象不同的可能原因是_________________________________________________________________________________________________________。
(写2点) 解析：(1)实验Ⅰ中，NH4Cl溶于水后，部分发生水解生成盐酸等，盐酸与CuO反应生成CuCl2和水，溶液变为蓝色；固体溶解的原因是氯化铵溶液呈酸性。
实验微型教案设计
实验微型教案设计教案标题：实验微型教案设计教学目标：1. 学生能够理解实验的定义和重要性。
2. 学生能够描述实验的基本步骤和实验设计的要素。
3. 学生能够设计一个简单的实验并记录实验结果。
4. 学生能够分析实验结果并得出结论。
教学内容：1. 实验的定义和重要性。
2. 实验的基本步骤：问题提出、假设设立、实验设计、数据收集、结果分析、结论得出。
3. 实验设计的要素：变量的定义、控制变量、实验组和对照组、样本选择等。
4. 实验结果的记录和分析。
教学步骤：1. 导入（5分钟）：- 引入实验的概念，让学生了解实验的定义和重要性。
- 引发学生对实验的兴趣，例如提出一个有趣的问题或故事。
2. 知识讲解（15分钟）：- 讲解实验的基本步骤，包括问题提出、假设设立、实验设计、数据收集、结果分析和结论得出。
- 介绍实验设计的要素，如变量的定义、控制变量、实验组和对照组、样本选择等。
3. 实践操作（20分钟）：- 学生分组进行实验设计，每组选择一个简单的问题进行实验设计。
- 学生讨论并确定变量、控制变量，并设计实验步骤。
- 学生进行实验并记录实验结果。
4. 结果分析（15分钟）：- 学生根据实验结果进行数据分析，并绘制图表或图像。
- 学生讨论实验结果，分析数据，并得出结论。
5. 总结与评价（5分钟）：- 教师总结实验的基本步骤和设计要素。
- 学生分享实验设计和结果，并互相评价。
教学资源：1. 实验材料和设备：根据学生选择的实验问题准备相应的材料和设备。
2. 实验记录表格或笔记本。
3. 图表或图像绘制工具，如纸和笔、计算机软件等。
评估方法：1. 学生实验设计的质量和合理性。
2. 学生对实验结果的分析和结论的准确性。
3. 学生的参与度和合作能力。
教学延伸：1. 鼓励学生进行更复杂的实验设计，并进行更深入的数据分析和结论得出。
2. 引导学生探索实验的应用领域，如科学研究、医学、环境保护等。
教学反思：1. 教师需要提前准备实验材料和设备，并确保实验的安全性。
高二湘教版选择性必修一教案
高二湘教版选择性必修一教案教案标题：高二湘教版选择性必修一教案教案目标：1. 理解并掌握高二湘教版选择性必修一课程的教学内容和要求；2. 设计和实施符合课程要求的教学活动；3. 培养学生的思维能力和解决问题的能力；4. 提高学生的学习兴趣和学习动力。
教学内容：选择性必修一课程的教学内容包括以下几个单元：1. 第一单元：人与自然环境2. 第二单元：人与社会环境3. 第三单元：人与科技环境4. 第四单元：人与文化环境教学步骤：第一步：导入（5分钟）通过提问或展示相关图片等方式引起学生的兴趣，激发学生对本节课内容的思考和探索。
第二步：知识讲解（10分钟）介绍本单元的主题和基本概念，向学生传授相关的知识和理论，帮助学生建立起对本单元内容的基本认识。
第三步：学习活动（30分钟）设计一系列学习活动，包括小组讨论、问题解答、案例分析等，让学生主动参与学习，培养他们的思维能力和解决问题的能力。
第四步：总结与评价（10分钟）引导学生对本节课的学习进行总结，并进行评价，包括对学习成果的评价和对教学方法的评价，以促进学生的反思和提高。
第五步：作业布置（5分钟）布置相关的作业，包括课后习题、实验报告等，巩固学生对本节课内容的理解和掌握。
教学资源：1. 教材：高二湘教版选择性必修一教材；2. 多媒体设备：投影仪、电脑等；3. 学习资料：相关的学习资料和案例分析。
教学评估：1. 学生的参与度和表现；2. 学生的作业完成情况；3. 学生对本节课内容的理解和掌握程度。
教案建议和指导：1. 教师应根据学生的实际情况和学习需求，灵活调整教学内容和教学方法，以提高教学效果；2. 教师应注重培养学生的思维能力和解决问题的能力，通过一系列的学习活动和案例分析等方式，激发学生的学习兴趣和学习动力；3. 教师应及时对学生的学习情况进行评估和反馈，以便及时调整教学策略和教学方法，提高教学效果。
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定量实验设计与评价（提高）【高考展望】一、考纲要求1．能根据实验试题要求，做到：（1）设计、评价或改进实验方案；（2）了解控制实验条件的方法；（3）分析或处理实验数据，得出合理结论；（4）绘制和识别典型的实验仪器装置图。
2．以上各部分知识与技能的综合应用。
二、高考动向新课程背景下的高考化学实验试题非常重视将定性实验和定量实验进行有机结合，试题中所设计的问题多为实验的基本操作知识及实验原理的分析、实验数据的处理和对实验流程的推理，旨在对学生实验基本素养和分析处理数据能力的考查。
本节主要涉及定量实验设计与评价。
【方法点拨】定量实验方案的设计的一般要求①根据题目要求设计定量实验的测定原理，如混合物组成测定的一般设计思路是使其中一种组分发生化学反应生成气体或沉淀，通过测定气体或固体的量进而求得各组分的含量。
②定量实验的关键是保证数据的准确性，因此确定了某一具体实验方案后，应注意在实验中保证所测数据是准确的：如除杂、数据的重复测定等特征设计，还要排除此方案中所有干扰因素，干扰因素全部排除了，此方案具体的实施程序就清晰且明确了。
因此教学中要尽量创造条件，让学生动手多做实验，让学生自选课题、设计实验、改进或创新实验，并对实验进行评价和分析，培养学生的创新意识的创新精神，训练学生用实验解决化学问题，使学生掌握评价实验方案的常见角度和方法。
总之，新课程理念下的高三化学复习备考应注重近年来高考实验试题考查的动向进行研究，从试题中去领略试题考查的意图和试题命制方向，从而在教学中有目标性地培养学生的实验创新意识和实验探究能力，真正做到有的放矢，提高实验备考复习效率。
【典型例题】类型一、混合物中某物质含量的测定例1、已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用下图中的装置进行实验。
主要实验步骤如下：①按图组装仪器，并检查装置的气密性②将ag试样放人入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液③称量盛有碱石灰的U 型管的质量，得到bg④从分液漏斗滴人6mo1·L -1的硫酸，直到不再产生气体时为止⑤从导管A 处缓缓鼓入一定量的空气⑥再次称量盛有碱石灰的U 型管的质量，得到cg⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到U 型管的质量基本不变，为dg请填空和回答问题：(1)在用托盘天平称量样品时，如果天平的指针向左偏转，说明______________________(2)装置中干燥管B 的作用是___________________________________(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果__________ (填偏高、偏低或不变)(4)步骤⑤的目的是____________________________(5)步骤⑦的目的是________________________________(6)该试样中纯碱的质量分数的计算式为______________________________(7)还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数。
请简述一种不同的实验方法。
【思路点拨】对于实验问题，首先要明确实验目的（测定纯碱样品的质量分数），并据此找出实验原理（如①测得与酸反应生成的CO 2的质量求出Na 2CO 3的质量并进一步求出其质量分数；②测得与酸反应生成的CO 2的质量求出Na 2CO 3的质量并进一步求出其质量分数；③在酸性环境下把NaCl 转化为AgCl 并测出沉淀的质量求出NaCl 质量，从尔求得Na 2CO 3的质量和质量分数等）；根据实验原理找出实验仪器并组装装置；进一步检验装置、分析存在的误差、消除误差；得出最终的设计方案。
【答案】(1)样品重，砝码轻 (2)防止空气中的CO 2和水气进入U 型管中(3)偏高 (4)把反应产生的CO 2全部导入U 型管中(5)判断反应产生的CO 2是否全部排出，并被U 型管中的碱石灰吸收 (6)%10044)(106⨯-ab d (7)答案略。
【解析】此题是典型的定量测量设计题目，抛开题目中的具体问题，要测量此混合物碳酸钠的质量分数，可以根据不同原理设计出下列实验方案。
利用Na+离子守恒或CO32—、Cl—的共性加入足量盐酸测量蒸发后溶液中NaCl的质量方案(6) 加入足量的AgNO3测量沉淀Ag2CO3和AgCl的质量方案(7)方案(1)(2)(3)(4)是利用测量参数及关系式求混合物中Na2CO3的质量；方案(5)是利用AgCl 的质量求混合物中NaCl的质量，进一步求的Na2CO3的质量；方案(6)是利用反应前后的固体的质量差或利用二元一次方程组求得混合物中各成分的质量；方案(7)的测定原理类似方案(6)。
而试题中设问只是其中的方案(1)实施过程而已，了解方案(1)中影响准确性的干扰因素(主要是二中(3)(6)导致)并将它排除，各种装置的作用、误差分析、方案设计等等都迎刃而解了。
其他实验方案中的干扰因素，及解决办法见下表。
方案干扰因素解决办法方案(1) 1．生成的CO2中混有H2O，被D吸收，使结果偏高。
2．空气中的CO2和水进入D，使结果偏高。
3．烧瓶中残留的CO2无法被D吸收，使结果偏低。
方案(2) 排水量气，CO2会有一部分溶解于水，可以排饱和NaHCO3溶液。
方案(3) 影响中和滴定准确的因素见中和滴定误差分析方案(4) 1．溶液中的CO32—如何确定全部转移到沉淀中。
2．过滤后的滤纸上会粘有部分沉淀。
3．沉淀上会吸附一些杂质离子。
4．沉淀如何确定完全干燥。
1．取上层清液，继续加钙盐，看是否有沉淀。
2．将滤纸和沉淀一起干燥，滤纸和沉淀一起称量，或使用无灰滤纸，干燥后将滤纸点燃。
3．将沉淀进行洗涤2——3次。
4．利用连续两次干燥，是否存在质量差。
方案(5) 如何确定沉淀中没有碳酸银。
加过量的HNO3，并用pH试纸进行检验，使溶液成酸性。
方案(6) 如何确定CO32—完全转移到气体中。
加入足量的盐酸，并用pH试纸进行检验，使溶液成酸性。
方案(7) 分析类似方案(4) 分析方法类似方案(4)【总结升华】此题以纯碱为载体，综合考查了实验的基本操作（检查气密性、溶解、称量等）、误差分析（天平指针未在中间、B 的作用、硫酸换成盐酸）、计算（计算纯碱的质量分数）及实验设计（简述一种不同的实验方案）等，是一道综合实验题。
举一反三：【变式1】(2014 海淀期中)某课外小组欲测定过氧化钠与碳酸钠混合物中过氧化钠的质量分数，准确称量a 克样品，下列后续实验方案中，不合理．．．的是 A ．隔绝空气加热，冷却后，称量剩余固体质量 m 1gB ．与足量稀盐酸反应并蒸干，，称量剩余固体质量 m 2 gC ．与足量水反应并加热，收集到标准状况下V 1 L 干燥气体D ．与足量稀硫酸反应并加热，收集到标准状况下V 2 L 干燥气体【答案】A【解析】B 中碱石灰能吸收二氧化碳和水；C 中CO 2挥发带出水蒸气；D 中CO 2能溶于水。
【高清课堂：407450例2】【变式3】下列实验方案中，不能测定Na 2CO 3和NaHCO 3混合物中Na 2CO 3质量分数A.取a 克混合物充分加热，减重b 克B.取a 克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b 克固体C.取a 克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b 克D.取a 克混合物与足量B a (O H )2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b 克固体【答案】C【解析】在Na 2CO 3和NaHCO 3中，加热能分解的只有NaHCO 3，A 项成立；B 项得到的固体产物是NaCl ，Na 2CO 3和NaHCO 3转化为NaCl 时的固体质量变化不同，B 项成立；同理，Na 2CO 3和NaHCO 3转化为BaCO 3时的固体质量变化也不同，D 项成立；C 项中碱石灰可以同时吸收CO 2和水蒸气，C 项明显错误；选C 。
【变式4】某化学小组在常温下测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案Ⅰ：铜铝混合物A−−−−−→足量溶液充分反应测定生成气体的体积 方案Ⅱ：铜铝混合物B −−−−−→足量溶液充分测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是（）。
A．溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B．溶液A和B均可以选用稀硝酸C．若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小D．实验方案Ⅱ更便于实施【答案】B【解析】因铝具有两性，而铜不能与碱、无氧化性酸反应，所以A和B是盐酸或氢氧化钠时，都与铝反应，故A可行；又因测固体质量比测气体体积易进行，故D正确；若A 和B都是稀硝酸时则方案Ⅱ无法实施，故B错；若B是浓硝酸，则铝钝化，导致剩余固体质量增加，所以测得铜的质量分数偏小，故C正确。
例2、北京市场销售的某种食用精制盐包装袋上有如下说明：（1）碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生如下反应，配平化学方程式（将化学计量数填于空白处）KIO3＋KI＋H2SO4＝K2SO4＋I2＋H2O（2）上述反应生成的I2可用四氯化碳检验。
向碘的四氯化碳溶液中加入Na2SO3稀溶液，将I2还原，以回收四氯化碳。
①Na2SO3稀溶液与I2反应的离子方程式是。
②某学生设计回收四氯化碳的操作步骤为：a.将碘的四氯化碳溶液置于分液漏斗中；b.加入适量Na2SO3稀溶液；c.分离出下层液体。
以上设计中遗漏的操作及在上述步骤中的位置是。
（3）已知：I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－。
某学生测定食用精制盐的碘含量，其步骤为：a. 准确称取wg食盐，加适量蒸馏水使其完全溶解；b.用稀硫酸酸化所得溶液，加入足量KI溶液，使KIO3与KI反应完全；c.以淀粉为指示剂，逐滴加入物质的量浓度为2.0×10－3mol·L－1的Na2S2O3溶液10.0mL，恰好反应完全。
①判断c中反应恰好完全依据的现象是。
②b中反应所产生的I2的物质的量是mol。
③根据以上实验和包装袋说明，所测精制盐的碘含量是（以含w的代数式表示）mg/kg。
【答案】（1）1、5、3、3、3、3（2）①I2＋SO32－＋H2O=2I－＋SO42－＋2H+②在步骤b后，增加操作：将分液漏斗充分振荡后静置（3）①溶液由蓝色恰好变为无色②1.0×10－5 ③4.2 ×102/w【解析】（1）首先标出化学方程式中变价元素的化合价：然后利用氧化还原反应中化合价升高的数值和降低的数值相等配平KIO3和KI的系数：最后利用质量守恒（原子守恒）配平其他物质：（2）Na2SO3稀溶液与I2的反应中I2被还原，所以Na2SO3做还原剂被氧化，化合价应升高，即生成Na2SO4，所以反应的离子方程式为I2＋SO32－＋H2O=2I－＋SO42－＋2H＋。
在实验过程中I2在有机相CCl4中，而Na2SO3在水相中，二者不相溶，因此为了使二者充分反应应对分液漏斗进行必要的震荡，因此应在b、c之间加上操作：将分液漏斗充分震荡并静置。