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实验方案的设计与评价 【课标引领】 1.能结合具体探究活动说明科学探究的要素及各要素之间的关系。 2.能独立或经过启发发现和表述有探究价值的问题,提出猜想与假设。 3.能设计简单的实验方案或实践活动方案。 4.能独立或与他人合作开展化学实验,收集证据;能基于事实,分析实验结果与假设的关系,形成结论;能撰写简单的实验报告,并与他人交流和评价探究过程及结果。 【思维导图】 知识点一 实验方案的设计 1.化学实验设计的基本要求和基本思路 (2)基本思路 根据实验目的和原理及所选用的试剂和仪器,设计合理的装置,并且从几种方案中分析选择出最佳方案。 2.常用方法 (1)对照实验设计 设置对照实验是实验方案设计中的一种基本思路,有利于观察实验现象,并推理论证结论。如探究碳酸具有酸性而二氧化碳不具有酸性时,可按下图所示装置进行实验。 (2)控制变量法实验设计 控制变量法通常设置对照组和实验组,两组只有一个条件不相同。控制变量法在实验记录表上反映为某两次实验只有一个条件不相同,若两次实验结果不同,则实验问题与该条件有关,反之无关。如燃烧条件的探究实验和铁生锈条件的探究实验都采用了控制变量法。 (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、某气体的性质和组成等。 3.注意事项 (1)实验操作顺序 装置选择与连接 气密性检查 加固体试剂 加液体试剂 开始实验(按程序) 拆卸仪器 其他处理等。 (2)仪器选用及连接顺序 知识点二 实验方案的评价 1.评价方案优劣的原则 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、要求不高、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。 2.评价方法 (1)实验方案在理论上是否科学、严谨、合理。如用燃着的木条鉴别氮气和二氧化碳,由于氮气和二氧化碳均不燃烧也不支持燃烧,则该方案不能鉴别氮气和二氧化碳,设计不合理,应改用澄清石灰水鉴别。 (2)实验步骤是否简便、易行、安全,装置是否简单,现象是否明显等。 (3)从经济角度评价,原料是否常见、廉价,是否能节约试剂,是否能降低成本和提高产品质量。 (4)推理过程是否严密。 (5)从环保角度评价反应过程和后续是否会对环境造成污染,如一氧化碳还原氧化铁实验中是否有尾气处理装置。 (6)实验结论是否正确或是否与实验目的一致。 C 考点 实验方案的设计与评价 1.(2025 贵州中考)下列实验方案不能达到实验目的的是( )。 选项 实验目的 实验方案 A 证明分子之间有间隔 将100mL水与100mL酒精混合,观察体积变化 B 验证质量守恒定律 测定铜和氧气反应前后密闭装置的总质量 C 比较高锰酸钾和碘的溶解性 高锰酸钾加入水中,碘加入酒精中,比较溶解质量 D 探究水的组成 电解水,检验是否只生成氢气和氧气 2.(2024 贵州中考改编)下列实验方案能解决相应实际问题的是( )。 选项 实际问题 实验方案 A 配制质量分数为16%的NaCl溶液 在盛有16gNaCl的烧杯中,加入100g蒸馏水 B 鉴别NH4NO3和NaCl固体 取等量的固体,加入等量同温的水,溶解,测温度变化 选项 实际问题 实验方案 C 探究乙醇中是否有氧元素 取样,点燃,在火焰上方罩干冷烧杯 D 除去稀盐酸中少量的稀硫酸 加入过量的BaCl2溶液,过滤 B C 3.(2023 贵州中考改编)某同学对下列四个实验都分别设计了两种方案,其中两种方案均能达到实验目的的是( )。 选项 实验 方案一 方案二 A 除去CO2中的CO 点燃 通过灼热的炭层 B 除去CaO中的CaCO3 高温煅烧 加足量的稀盐酸 C 鉴别KOH溶液和Na2CO3溶液 取样,滴加BaCl2溶液 取样,滴加稀盐酸 D 鉴别CuO粉末和木炭粉 取样,观察颜色 取样,加入足量稀硫酸 D 4.(2022 遵义中考)烧碱常用于造纸、纺织等工业。工业上常用电解饱和食盐水的方法生产烧碱,反应原理为2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 +Cl2 ,下列设计方案不能达到目的的是( )。 选项 实验目的 设计方案 A 检验生产的氢氧化钠溶液中是否有氯化钠 取样,依次加入足量的稀硝酸和少量硝酸银溶液 B 测定固体产品中氢氧化钠的含量 取样称量,加水充分溶解,加入足量的氯化铜溶液,测定生成的固体质量,定量分析 C 测定反应生成氢气的质量 测定反应前后溶液减少的质量,定量分析 D 测定氢氧化钠溶液中氯化钠的质量分数 取样称量,依次加入足量的稀盐酸和硝酸银溶液,测定生成的固体质量,定量分析 5.(2022 黔东南州中考)物质的分离、鉴别、除杂是化学学习的重要内容,下列有关物质的分离、鉴别、除杂的方案中,正确的是( )。 选项 实验目的 实验方案 A 分离碳酸钙和氯化钙的混合物 加入足量的水溶解、过滤、洗涤、烘干 B 鉴别硫酸铵和硫酸钠 分别取样,溶于水后滴加硝酸银溶液,观察是否变浑浊 C 除去氯化钠中少量杂质碳酸钠 加入足量的稀盐酸充分反应,再蒸发结晶 D 除去氢气中混有的氯化氢 先通入足量的碳酸氢钠溶液,再通入浓硫酸 C 6.(2022 六盘水中考改编)下列实验方案能达到实验目的的是( )。 选项 实验目的 实验方案 A 除去NaCl固体中的CaCl2 依次加入足量水、碳酸钠溶液、稀盐酸,蒸发结晶 B 除去Fe粉中混有的Cu粉 加足量稀硫酸,过滤,洗涤,干燥 C 鉴别NaOH和CuSO4固体 取样,加水溶解,观察现象 D 鉴别Na2CO3和NaHCO3固体 滴加稀盐酸,观察有无气泡产生 C 7.(2020 黔南州中考)下列实验方案不能达到相应实验目的的是( )。 选项 实验目的 实验方案 A 除去CO2中的CO 将混合物通过灼热的CuO固体 B 鉴别CH4和H2 点燃,在火焰上方罩一个干燥的烧杯 C 鉴别羊毛和涤纶 点燃,闻燃烧产物的气味 D 分离铁粉、铜粉 用磁铁吸引固体粉末 B 8.(2022 遵义中考)下列实验设计能达到实验目的的是( )。 A 9.(2022 六盘水中考)下列实验设计正确的是( )。 A 10.(2022 安顺中考)下列实验不能达到目的的是( )。 B $