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1、专项四专项四 实验的设计与评价实验的设计与评价 实验方案的设计实验方案的设计1.1.高频考点高频考点主要包括：制备型实验设计；性质型实验设计；验证型实验设主要包括：制备型实验设计；性质型实验设计；验证型实验设计；开放型实验设计等。计；开放型实验设计等。2.2.题型攻略题型攻略实验设计题是指为了达到一定的实验目的而综合运用元素化合实验设计题是指为了达到一定的实验目的而综合运用元素化合物知识和实验基本操作所进行的化学实验的设计。常见考查方物知识和实验基本操作所进行的化学实验的设计。常见考查方式式:由题目提出实验目标，自己设计实验步骤，选择实验用品，由题目提出实验目标，自己设计实验步骤，选择实验用品
2、，设计实验装置，记录实验现象，分析实验结果，得出正确结论，设计实验装置，记录实验现象，分析实验结果，得出正确结论，从而解决题目提出的问题，属于实践性、综合性很强的题目，从而解决题目提出的问题，属于实践性、综合性很强的题目，因此解答这类题目时应注意：因此解答这类题目时应注意：(1)(1)明确设计原则。明确设计原则。即原理正确、操作简便、现象明显、药品经济、安全环保、结即原理正确、操作简便、现象明显、药品经济、安全环保、结论可信。论可信。(2)(2)明确设计内容。明确设计内容。实验名称：知道要做什么。实验名称：知道要做什么。实验目的：明确目的是什么。实验目的：明确目的是什么。实验原理：明确可能发生
3、的反应及变化。实验原理：明确可能发生的反应及变化。实验用品实验用品(仪器、试剂仪器、试剂)及规格。及规格。注意事项。注意事项。实验现象及结论记录表和结果处理。实验现象及结论记录表和结果处理。问题和讨论。问题和讨论。(3)(3)以物质制备、性质实验为背景的实验设计思路。以物质制备、性质实验为背景的实验设计思路。主要有对某气体从制取到组成成分含量的测定、性质实验、尾主要有对某气体从制取到组成成分含量的测定、性质实验、尾气处理等多项内容进行的实验设计。气处理等多项内容进行的实验设计。制取气体的发生装置的确定原则制取气体的发生装置的确定原则应依据反应物的状态和反应条件来确定。应依据反应物的状态和反应条
4、件来确定。a.a.若反应物为固体若反应物为固体(一种或多种一种或多种)，反应条件为加热或高温，则，反应条件为加热或高温，则采用固采用固+固固 气体的装置，如用高锰酸钾加热制取气体的装置，如用高锰酸钾加热制取O O2 2的装的装置；置；b.b.若反应物为固体和液体，反应条件为常温，则采用固若反应物为固体和液体，反应条件为常温，则采用固+液液 气体的装置，如用双氧水和二氧化锰制取气体的装置，如用双氧水和二氧化锰制取O O2 2的装置。的装置。加热加热 常温常温 收集方法的确定依据收集方法的确定依据依据气体的密度和水溶性来确定。依据气体的密度和水溶性来确定。尾气的处理方法尾气的处理方法可以采用溶液吸
5、收法、燃烧法或用气球收集的方法处理，具体可以采用溶液吸收法、燃烧法或用气球收集的方法处理，具体采用哪种尾气处理方法，应根据气体的性质进行分析、确定。采用哪种尾气处理方法，应根据气体的性质进行分析、确定。气体净化装置的连接原则气体净化装置的连接原则净化气体时，是先除杂后干燥，且用洗气瓶洗气时是净化气体时，是先除杂后干燥，且用洗气瓶洗气时是“长管进、长管进、短管出短管出”。如图：如图：(4)(4)开放型实验设计题应注意的问题。开放型实验设计题应注意的问题。开放型的实验设计是指对某一实验课题有多种方案的实验设计，开放型的实验设计是指对某一实验课题有多种方案的实验设计，一般从提出问题、设计实验、选择仪
6、器、组装仪器、观察记录一般从提出问题、设计实验、选择仪器、组装仪器、观察记录现象到结论的推理完全由学生自主完成。开放型的实验设计，现象到结论的推理完全由学生自主完成。开放型的实验设计，一般在物质的制备、检验、分离、除去杂质的实验中出现较多，一般在物质的制备、检验、分离、除去杂质的实验中出现较多，它能够全面综合考查学生的化学知识、实验技能、思维及表达它能够全面综合考查学生的化学知识、实验技能、思维及表达能力，属于较难的题目。解答时应遵循以下几个原则：能力，属于较难的题目。解答时应遵循以下几个原则：科学性科学性 即实验设计理论上科学、合理、严密即实验设计理论上科学、合理、严密可行性可行性 即所用药
7、品资源丰富、廉价易得，实际上可行即所用药品资源丰富、廉价易得，实际上可行安全性安全性 点燃可燃性气体前一定要验纯，以免发生爆炸点燃可燃性气体前一定要验纯，以免发生爆炸有毒气体的性质实验，应在通风橱中进行、注有毒气体的性质实验，应在通风橱中进行、注意尾气处理：意尾气处理：COCO要燃烧掉、要燃烧掉、SOSO2 2等用碱液吸收等用碱液吸收简约性简约性 实验装置简单、步骤简洁、药品用量要少实验装置简单、步骤简洁、药品用量要少 【典例典例1 1】(2011(2011怀化中考怀化中考)“五一五一”劳动节，小军给妈妈帮劳动节，小军给妈妈帮厨，发现一瓶没有标签的无色液体，小军问妈妈这是什么物质，厨，发现一瓶
8、没有标签的无色液体，小军问妈妈这是什么物质，小军妈妈要他猜一猜。假如你是小军，你认为该无色液体会是小军妈妈要他猜一猜。假如你是小军，你认为该无色液体会是_。(1)(1)小军打开瓶盖闻了闻，初步判断为白醋。请问小军是利用小军打开瓶盖闻了闻，初步判断为白醋。请问小军是利用了白醋的了白醋的_(_(填填“物理物理”或或“化学化学”)性质作出的判断。性质作出的判断。(2)(2)为进一步判断该液体是否为白醋，小军又进行了以下实验。为进一步判断该液体是否为白醋，小军又进行了以下实验。取少量该液体放入玻璃杯中，加入适量小苏打粉末取少量该液体放入玻璃杯中，加入适量小苏打粉末(碳酸氢钠碳酸氢钠)，观察，有气泡产生
9、，说明该液体中含有，观察，有气泡产生，说明该液体中含有_(_(填填“酸酸”“”“碱碱”或或“中中”)性物质。性物质。(3)(3)请你再设计一个简单实验，说明该液体的酸碱性请你再设计一个简单实验，说明该液体的酸碱性(参照小军参照小军的实验方案，要求有简单的实验操作过程和现象，并得出结论的实验方案，要求有简单的实验操作过程和现象，并得出结论)。_。【解析解析】本题为一联系生活实际的实验设计题。厨房中的无色本题为一联系生活实际的实验设计题。厨房中的无色液体可能为白酒、白醋或水；液体可能为白酒、白醋或水；(1)(1)通过闻气味的方法鉴别该液通过闻气味的方法鉴别该液体为白醋，这是利用了白醋的物理性质；体
10、为白醋，这是利用了白醋的物理性质；(2)(2)向该液体中加入向该液体中加入小苏打粉末，有气泡产生，说明该液体是一种酸性溶液；小苏打粉末，有气泡产生，说明该液体是一种酸性溶液；(3)(3)验证该液体的酸碱性，可用石蕊溶液或验证该液体的酸碱性，可用石蕊溶液或pHpH试纸。试纸。答案：答案：白酒白酒(或白醋或水或白醋或水)(1)(1)物理物理 (2)(2)酸酸(3)(3)取少量该液体放入烧杯中，滴入紫色石蕊溶液，紫色石蕊取少量该液体放入烧杯中，滴入紫色石蕊溶液，紫色石蕊溶液变红，说明该液体中含有酸性物质溶液变红，说明该液体中含有酸性物质 实验方案的评价实验方案的评价1.1.高频考点高频考点包括对实验
11、原理及实验方案的评价、实验装置的评价、实验操包括对实验原理及实验方案的评价、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。作的评价、实验现象的描述与结论分析的评价等。2.2.题型攻略题型攻略实验方案的评价是一个复杂的、深刻的思维活动，要通过分析实验方案的评价是一个复杂的、深刻的思维活动，要通过分析和综合、比较和论证，才能选出最优方案，为此，必须明确评和综合、比较和论证，才能选出最优方案，为此，必须明确评价的基本内容：价的基本内容：(1)(1)科学性：反应能否发生，即方案在理论上是否科学、合理、科学性：反应能否发生，即方案在理论上是否科学、合理、严密；严密；(2)(2)简约性
12、：操作是否简便易行、优化，反应条件是否易达到；简约性：操作是否简便易行、优化，反应条件是否易达到；(3)(3)可行性：所有原料是否常见、易得、廉价；可行性：所有原料是否常见、易得、廉价；(4)(4)安全性：操作是否安全可靠；安全性：操作是否安全可靠；(5)(5)注意环保：反应过程是否节能与环保；注意环保：反应过程是否节能与环保；(6)(6)要有创意：操作更简单，实验误差更小。要有创意：操作更简单，实验误差更小。【典例典例2 2】(2012(2012山西中考山西中考)下列实验方案能达到目的的是下列实验方案能达到目的的是()()A.A.探究燃探究燃烧条件烧条件 B.B.探究铁生锈探究铁生锈的条件的
13、条件 C.C.探究探究MnOMnO2 2对反对反应速率的影响应速率的影响 D.D.探究溶解性探究溶解性的影响因素的影响因素 【解析解析】选选C C。本题属于实验方案评价题，考查学生对实验方。本题属于实验方案评价题，考查学生对实验方案的评价能力。案的评价能力。A A项中，只能探究温度需要达到物质燃烧的着项中，只能探究温度需要达到物质燃烧的着火点，不能探究氧气的影响，故错。火点，不能探究氧气的影响，故错。B B项中，只能对照氧气对项中，只能对照氧气对铁生锈的影响，不能对照水的影响，故错。铁生锈的影响，不能对照水的影响，故错。C C项中，二氧化锰项中，二氧化锰加入到浓度低的过氧化氢溶液中产生气泡速率加快，更能说明加入到浓度低的过氧化氢溶液中产生气泡速率加快，更能说明二氧化锰对反应速率的影响，故正确。二氧化锰对反应速率的影响，故正确。D D项中，不同溶质，不项中，不同溶质，不同的溶剂，无法来比较，故错。故选同的溶剂，无法来比较，故错。故选C C。