专项十六 实验方案的设计与评价(讲解部分)

专项十六实验方案的设计与评价（讲解部分）１５１

知识结构

实验方案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

ï

实验

方案的ï

设计实验装置和操作步骤分析得出结论

设计与评价í实验方案评价的原那么是理论上是否科学合理具有严密性操作是否简单易行是否安全从经济角度评价

ï是否节约药品降低成本提高产品质量从环境角度考虑是î否会给环境造成污染

考点一实验方案的设计

１实验方案设计的基本要求

考点清单

式

小红利用图装置从

端吹入呼出的气体混合液由

谨合理科学性实验原理实验方

法和操作过程必须科学严可行性设计的实验方案要切实可行所用药品仪器

无色变蓝色由此填能或不能得出猜想正

确原因是为探究猜想

利用图装置设计实验方案

装置安全可靠

安全性要尽量避免带有危险性的操作尽量避免与有

毒物质接触假设无法避免接触有毒物质那么应采取防范措施以

防造成环境污染和人身伤害

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

２解题思路和方法

明确目的和原理明确实验的目的原理选择仪器和药品选择合理的化学仪器和药品设计装置和步骤设计出合理的实验装置和实验操

作步骤

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推理等得出正确的结论

例１〔２０１８安徽，１４，７分〕蓝瓶子实验是一个有趣的化学振荡实验盛有氢氧化钠亚甲蓝

葡萄糖混合液的试管经振荡静置后溶液颜色会出现反复变化如图

某兴趣小组开展如下探究回答以下问题

图图混合液中属于人类基本营养物质的有水和小明对振荡后溶液变蓝的原因进行如下猜想溶液中

溶入溶液中溶入溶液中溶入填化学

解析混合液中的水和葡萄糖属于人类基本营养物质空气中含有等气体振荡后溶液变蓝可能是因为溶液中溶有等由于人呼出的气体中含有二氧化碳氧气氮气等所以吹入人呼出的气体后混合液由无色变蓝色不能得出猜想正确为探究猜想是否正确可以向混合液中通入氧气通过混合液是否变蓝进行判断从端通入氧气假设溶液变蓝那么猜想正确假设溶液不变蓝那么猜想不正确

答案分葡萄糖分

分其他合理答案均给分

不能分人体呼出的气体中也含有氮气和氧气等分

从端通入氧气假设溶液变蓝那么猜想正确假设溶液不变蓝那么猜想不正确分

例２〔２０１５浙江杭州，３２，１０分〕在实验室小金分别用甲盐的晶体配制了溶质质量分数为的溶液和的溶液但忘了贴标签请你运用两种不同的科学原理分别设计两个简单实验来判别这两瓶溶液

请写出简要的实验方案和明确的判别依据有以下仪器物品供选择量筒天平小烧杯酒精灯三脚架石棉网漏斗玻璃棒滤纸温度计新鲜萝卜甲盐的晶体实验室的室温为甲盐的溶解度为方案

判别依据

方案

判别依据

专题十六实验方案的设计与评价４７

解析依据不同浓度的同种物质的溶液取同体积时其溶液质量不同取同质量时所含溶质质量不同等设计实验答案方案量取同样质量的

两种溶液分别加入两个同样质量的小烧杯中都加热到水蒸发完全再分别称量

烧杯

判别依据质量大的烧杯中的原溶液为溶液另一烧杯中原溶液为溶液方案量取同样体积的两种溶液分别加入两个同样质量的小烧杯中分别在天平上称量

判别依据质量大的烧杯中的溶液为溶液另一烧杯中溶液为溶液

方案量取同样体积的两种溶液分别加入两个小烧杯中再放入质量相同取自同一新鲜萝卜的萝卜条各一块经过一段时间后同时取出萝卜条用吸水纸吸干表面水分后分别称量

判别依据质量小的萝卜条所对应的烧杯中的原溶液为溶液另一烧杯中原溶液为溶液

方案称取克的两种溶液分别加入两个小烧杯中分别放入

克甲盐的晶体充分搅拌过滤后分别称量滤出物

判别依据滤出物质量大的烧杯中的原溶液为溶液另一

烧杯中原溶液为溶液

考点二实验方案的评价

１对方案可行性评价的原那么

化学实验设计的原理操作顺序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

２对方案优劣评价的原那么

设计简洁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表达实验设计的简约性原那么

效果明显效果明显就是按照实验设计进行操作产生的现象直观易于观察记录

安全可靠安全是指实验设计要尽量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可靠是指设计方案要确保成功

３最正确方案的评价标准

方案科学合理

原料来源广泛价格低廉种类和用量少

实验装置简单条件不高步骤简短操作简便现象明显产物容易提纯具有安全性和环保性

实验方案的设计不合理

易混易错

例〔２０１７陕西，１４，２分〕以下图示实验能达到目的的是

解析项中温度相同溶质种类和质量相同溶剂质量相同但溶剂种类不同可探究溶剂种类对物质溶解性的影响故正确木炭燃烧会生成二氧化碳气体导致最终装置内压强变化不大故错误氯化铵和硝酸铵都含有铵根离子加入氢氧化钠都会产生刺激性气味无法鉴别二者故错误探究二氧化锰的催化作用应保证过氧化氢溶液的浓度相同故错误

答案Ａ１５３

方法关于实验方案的设计与评价题目的解答方法

解答此类题首先应具备扎实的实验操作基本知识懂得操作的一般步骤和原理熟悉相关物质的性质制备原理和变化规律同时读懂题明确实验目的充分利用题中所给信息

如装置药品题干中描述的目的等分析题意作出相关的猜想假设提出问题设计实验的程序再分析现象得出相关的结论和启示

要环节请根据以下实验要求回答相关问题

活动与探究一用对比实验方法探究二氧化碳的性质

解答实验题还应具备整体全局意识即审题时要先统观全局逐字逐句地把整个题审读一遍再细致地读懂每步要求这样

才能在答题时做到不丢分

例〔２０１５山东泰安，２６，１０分〕实验设计是化学实验的重实验一中振荡个矿泉水塑料瓶观察到塑料瓶变瘪的程度为其中变浑浊的瓶内发生反应的化学方程式为