化学实验的设计与评价

化学实验的设计与评价

【复习目标】

1．联系生产和生活实际，根据实验目的设计合理的实验方案，选择合适的试剂、仪器、装置及实验步骤。

2．能对实验方案进行分析、评价与改进。

【教学过程】

【实验探究】

氢氧化钠溶液能使无色酚酞试液变红，溶液中哪一种粒子(H2O、Na+、OH-)使酚酞试液变红色。

实验用品：盐酸、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液、氯化镁溶液、氯化钠溶液、蒸馏水；试管(或点滴板)、滴管。

你的猜想是：甲：；乙：；丙：。

你设计的实验方案是：

你的结论是：氢氧化钠溶液中能使酚酞试液变红。

根据你的实验过程思考下列问题？

①为使实验结论准确可靠，某同学用试管取少量蒸馏水滴加几滴酚酞试液作为对比实验。你认为有无必要？

②实验中的废液不能直接倒入下水道，应如何处理？

③在验证上述实验时，也可在点滴板上进行，体现了化学实验设计的什么原则？

化学实验设计的一般原则：

1．科学性：实验原理、实验方法和操作程序必须科学合理。

2．环保性：有毒物质必须处理，以防污染环境。

3．简约性：实验设计应尽可能简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的实验步骤，能在较短的时间内完成实验，且效果明显。

4．经济性：综合考虑原料的用量、价格。

5．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，若无法避免则应采取安全措施。

【变式训练】（2013·南通）通过观察下列实验现象，不能达到实验目的是()

【变式训练】（2013·南通）某化学兴趣小组同学对“制镁企业不能使用CO2灭火器作为消防器材”的问题进行探究，请你参与他们的活动．

探究镁与二氧化碳的反应

兴趣小组同学将点燃的镁条插入盛满CO2的集气瓶内，镁条继续剧烈燃烧，生成白色固体并有黑色物质附着于瓶内壁．同学们对镁与CO2反应的产物继续进行探究．

【提出猜想】猜想Ⅰ：产物是MgO和C；猜想Ⅱ：产物是MgO、MgC2和C．

【查阅资料】MgO+H2O=Mg(OH)2，Mg(OH)2在热水中溶解度增大；

MgC2+2H2O=Mg(OH)2+C2H2↑

【实验与分析】为探究白色固体的成分，兴趣小组同学进行了如下实验：

①取少量反应后的固体混合物放入试管，加入足量热水，无气体放出，说明猜想不正确；

②为了验证另一猜想中自色固体成分，请设计一个简单实验．

实验操作：；

实验现象：。

若该猜想正确，此时Mg与CO2反应的类型属于。

【例】实验室里有稀硫酸、氧化铜、铁粉三种物质，请你设计两种方案制取铜(用化学方程式表示)。

方案一：。方案二：。上述方案中你认为最合理的是。理由是

。

实验方案的评价原则：

⑴方案在理论上是否科学合理，是否具有严密性。

⑵在满足安全性的前提下，操作上是否简单易行。

⑶从经济角度考虑，是否节约试剂、降低成本和提高产品质量。

⑷从环境保护角度考虑，是否会给环境造成污染。

【变式训练】在实验室进行下列有关物质的制备流程中，理论上正确、操作上可行且经济上合理( )

1．某同学想用实验证明硫酸铜溶液显蓝色与SO 42- 无关，他设计的下列实验无意义的( )

A ．加水稀释硫酸铜溶液，溶液蓝色变浅

B ．向硫酸铜溶液中滴加适量的氯化钡溶液，振荡后静置，溶液蓝色未消失

C ．向硫酸铜溶液中滴加适量的氢氧化钠溶液，振荡后静置，溶液蓝色消失

D ．观察硫酸钠溶液没有颜色

2． (201401海安期末调研24题)④为探究由铜转化为氢氧化铜的途径，某化学研究学习小组的同学设计了以下四种方案。

方案一：Cu

CuSO 4

Cu(OH)2 方案二：Cu CuSO 4 Cu(OH)2

方案三：Cu CuO Cu(OH)2 方案四：Cu CuO CuSO 4 Cu(OH)2

Ⅰ.在上述四种方案中，你认为不符合化学反应原理，不能实验的是 。

Ⅱ.在可行的方案中，你认为最佳的是 ，理由是 和 。

3．（2012·南通）某化学学习小组为比较镁和铝的金属活动性强弱设计了如下实验方案． 实验准备：

⑴准备两块表面积相同的镁条和铝条，并除去表面的氧化膜．要求两种金属片表面积相同的原因是 ．

【方案一】将除去氧化膜的镁条、铝条，分别与相同体积相同质量分数的硫酸反应，观察到镁比铝反应更剧烈，说明 ．

【方案二】

(1)连接仪器组装成如右图所示实验装置．某学生用抽拉法检查该装置的气密性，发现被拉出的针筒活塞一段时间后又回到原来的位置，你认为该装置是否漏气？

．

(2)依次进行镁、铝与硫酸反应，写出镁与硫酸反应的化学方程式： ；要比较两种金属活动性强弱，可以测定两种金属与硫酸反应得到相同体积氢气所需要的时间；还可测定 ．

【方案三】请设计一个与上述实验不同的方案，比较镁和铝的金属活动性强弱： ．

稀H 2SO 4 NaOH 溶液 H 2SO 4(浓) NaOH 溶液 O 2 H 2O O 2 H 2SO 4(稀) △ △ NaOH 溶液

1. 一次趣味化学活动中，王老师向同学们展示了一瓶标签受损的无色溶液，如下图所示。要求同学们进行探究：确认这瓶溶液到底是什么溶液？

【提出猜想】王老师提示：这瓶无色溶液只能是四种溶液中的一种：①硫酸镁溶液、②硫酸钠溶液、③硫酸溶液、④硫酸铵溶液。

(2)(NH4)2SO4的水溶液显酸性。

【实验探究】

(1)通过查阅资料，小明同学认为猜想(填序号)不成立，原因是。

(2)

小雅同学认为小明实验操作②的结论不正确，她的理由是；

2323

成，进行了如下图所示的实验(假设实验过程无损耗)。

请回答：

(1)根据实验可以确定白色沉淀是；原固体粉末中一定含有，它的可能组成有种。

(2)若实验取固体粉末20g，生成白色沉淀10g，最后得到溶质质量分数为5.85%的X溶液200g(只含一种溶质)，则X溶液中溶质的质量是g，固体粉末由(填化学式，下同)组成，其中质量小于10g的是。