专题七专题七实验方案的设计与评价实验方案的设计与评价一二三实验方案的设计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.考查内容一二三2.实验方案设计的基本要求(1)科学性:实验原理、实验方法和操作过程必须科学、严谨、合理。(2)可行性:设计的实验方案要切实可行,所用药品、仪器、装置安全可靠。(3)安全性:实验操作要尽量避免带有危险性的操作,尽量避免与有毒物质接触。若无法避免有毒物质,则应采取防范措施,以防造成环境污染和人身伤害。(4)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。一二三3.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。一二三实验方案的评价实验方案的评价实验方案的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分析的评价等。进行评价时一般从以下几个方面入手:(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,是否会给环境造成污染。评价实验方案是一个复杂、深刻的思维活动,要通过分析、综合、比较和论证,才能评选出最佳方案。一二三科学探究科学探究1.解答科学探究题的基本方法(1)认真读题,审清题意,确立探究课题。(2)根据课题选择合适方法,提取相关化学知识,设计探究方案。(3)根据试题要求,将探究的问题与所学知识进行整合与提炼,迁移到要解决的问题中来。2.探究题的命题热点(1)针对给出的小课题,自主设计探究方案。(2)针对题给场景或信息,自己提出一个有价值的问题或猜想,并设计方案对该问题或猜想进行探究。(3)对题给探究方案或猜想进行改进或评价。(4)通过对现象、资料、数据的分析与对比,总结出一般规律或结论。(5)从探究过程中得到有用的启示或将结论推广和应用。一二三3.探究题题型分类要正确解答探究题,还要搞清楚探究方案设计的思路方法、过程类型及遵循的“四性”原则,即科学性、安全性、可行性、简约性(步骤少、时间短、效果好等)。不同的探究题型应采用不同的解题方法。(1)提出问题,作出猜想与假设类根据题目要求,从不同的角度提出问题,并进行猜想和假设。可用八种方法提出问题和进行猜想:从“对立面”中发现问题和猜想;从“逆向思维”中发现问题和猜想;从生活或实验中发现问题和猜想;从探究因果中发现问题和猜想;在异常中发现问题和猜想;在类比中发现问题和猜想;在归纳判断中发现问题和猜想;在“理所当然”中发现问题和猜想。然后结合猜想,依据已有的知识(如:物质的颜色、状态、气味等宏观性质和特征)去解答问题。注意提出的假设要周密,必须有一定的合理性,要有科学依据。一二三(2)设计实验及验证类此类题目根据提出的问题或猜想与假设的问题,进行实验设计,从而验证所提问题或猜想与假设是正确的。要准确解答此类题目,必须有一定的知识基础和分析、解决问题的能力。所涉及的知识主要有三种气体(即H2、O2、CO2)的制法、性质、检验,酸、碱、盐的实验,铁、铜生锈,金属活动性顺序等化学知识,涉及面广,我们要掌握好双基和实验基本操作,针对题目,综合分析,设计出合理的实验方案并进行验证。此类题是中考出现的重点题型之一,所占分值较高。一二三(3)收集证据,解释与结论类此类探究题是运用调查、查阅资料等方式收集解决问题的证据,并对所收集的证据和获得的信息进行简单的加工与整理,通过分析、比较、分类、归纳概括等方法,认识知识之间的联系,从而得出正确的结论并对结论作出正确的解释。收集证据时,要有较强的鉴别能力,会观察、会分析记录,准确精练的表述,是解答此类题目的关键。(4)分析结果,反思与评价类此类探究题是对所获得的事实、证据进行总结、归纳,得出正确结论,对探究活动进行反思与评价。解答时可用比较、分类、概括、归纳等方法对证据和事实进行加工处理,利用逆向思维及缺点发现法,对探究结果进行评价。而实验评价题是由题目提供一套或多套方案,从某一角度或几个方面评价方案的优劣。一般从理论正确;操作可行;经济合理;推理严密;环保等方面评价。一二三(5)综合性探究类此类探究题是对科学探究的基本过程中的各要素进行全方位的考查,体现探究的全过程,解答时要注意结合实践经验和亲身体验,探究性地提出问题,用观察到的现象和数据进行推理、判断,根据试题的目的和要求,结合题设中的材料,进行解答,思维要有开放性。类型1类型2实验方案的设计实验方案的设计某食品包装袋中有一个小纸袋,上面写着“生石灰干燥剂,请勿食用”。该食品已放置两月有余。请你对下列问题进行探究。(1)小纸袋中的物质能否继续作干燥剂?(2)猜想:小纸袋中的物质除含有CaO外,还可能含有Ca(OH)2和。(3)请设计实验证明(2)中你所填的物质是否存在。类型1类型2解析(1)若有生石灰,生石灰会与水发生反应,反应放热,若出现烧杯壁发热说明还可以继续作干燥剂。(2)氧化钙变质能生成氢氧化钙和碳酸钙,故还可能含有碳酸钙。(3)检验是否含有碳酸钙,可以加入足量的稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水中,若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则含有CaCO3,否则不含。答案(1)烧杯壁发热(2)CaCO3(3)将小纸袋中的固体加入到足量的稀盐酸中,将产生的气体通入澄清石灰水中,若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,证明含有CaCO3,否则不含类型1类型2实验方案的评价实验方案的评价下课后小科约老师继续探究铁粉和硫粉反应的实验:他们各自取一定量的铁粉和硫粉均匀混合后堆放在石棉网上,在其中插入烧红的玻璃棒,反应立即发生。拿掉玻璃棒后,反应继续剧烈进行,反应过程中有少量刺激性气味的气体X产生。反应结束后,都得到了黑色固体。老师得到的黑色固体不会被磁铁吸引,而小科的却会被磁铁吸引。(1)铁和硫的反应是(填“放热”或“吸热”)反应。(2)气体X的化学式为。类型1类型2(3)对比老师的实验结果,小科猜想自己得到的黑色固体可能是有剩余的铁或有生成的四氧化三铁。小科想验证是否有铁剩余。老师启发小科:硫化亚铁能与稀硫酸反应,产生硫化氢气体,该气体能被氢氧化钠溶液吸收。于是,小科认为正确连接如图所示的三个装置并进行实验,如果a处有水压出,就能验证有铁剩余。小科依次连接各装置的导管口:eba(填“cd”或“dc”)。老师指出设计不够合理,不能就此验证猜想。请你帮小科说出不够合理的原因:。于是小科改进了实验设计,继续进行探究类型1类型2解析(1)由于拿掉玻璃棒后,反应继续剧烈进行,说明铁和硫需要提供一个初始的反应温度,然后反应就能继续进行,因此,铁和硫的反应是放热反应。(2)由于反应物中有硫,又是在空气中进行,因此,少量刺激性气味的气体是硫与氧气反应生成的SO2。(3)“长管进,短管出”才能使H2S被氢氧化钠溶液充分吸收,所以各装置导管口的连接顺序是ecdba。小科认为铁和稀硫酸反应生成的氢气,不能被氢氧化钠溶液吸收,就会从b管进入集气瓶而把水压出来,但是他没有考虑到反应前锥形瓶和盛氢氧化钠溶液的集气瓶内都有空气,空气中主要是氮气和氧气,都不会和氢氧化钠溶液反应,a处也会有水压出。故a处有水压出,并不能验证有铁剩余。答案(1)放热(2)SO2(3)cd反应前装置内有空气存在