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第五單元 科學(xué)探究,第19講 實驗方案的設(shè)計與評價,1．(2016，天水)化學(xué)學(xué)習(xí)小組做實驗時，記錄了下列實驗現(xiàn)象，其中正確的是( ) A．細(xì)鐵絲在空氣中劇烈燃燒，火星四射，有黑色固體生成 B．紅磷在空氣中燃燒，發(fā)出紅色的火焰，產(chǎn)生大量白色煙霧 C．少量高錳酸鉀固體溶于水可得到淺綠色溶液 D．電解水時，正極和負(fù)極產(chǎn)生的氣體體積比為1∶2,D,2．(2016，甘肅)某實驗小組的同學(xué)在做酸堿中和反應(yīng)的實驗時，向燒杯中的氫氧化鈣溶液加入一定量的稀鹽酸后，發(fā)現(xiàn)忘記了滴加酸堿指示劑。因此，他們停止滴加稀鹽酸，并對燒杯內(nèi)溶液中的溶質(zhì)成分進(jìn)行探究。 【提出問題】該燒杯內(nèi)溶液中的溶質(zhì)是什么？ 【猜想】猜想一：只有CaCl2；猜想二：_________________； 猜想三：含有CaCl2和Ca(OH)2；猜想四：含有CaCl2、HCl和Ca(OH)2。 同學(xué)們討論后一致認(rèn)為猜想四不合理，理由是______________________。 【查閱資料】氯化鈣溶液呈中性。,含有CaCl2和HCl,Ca(OH)2和HCl會發(fā)生反應(yīng),【進(jìn)行實驗】同學(xué)們設(shè)計了如下不同的實驗方案，證明猜想二是成立的。請你幫他們填寫有關(guān)實驗步驟或?qū)嶒灛F(xiàn)象。,溶液變?yōu)榧t色,黑色粉末逐漸減少，溶液變?yōu)樗{(lán)色,鋅粒,【反思交流】要使燒杯內(nèi)溶液的溶質(zhì)只含有CaCl2，需要除去雜質(zhì)，其中的一種方法是向燒杯中加入過量的________，然后過濾，該除雜原理用化學(xué)方程式表示為_________________________________。,碳酸鈣,CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑,3．(2016，天水)氯氣(Cl2)是黃綠色氣體，水溶液叫氯水，把品紅試紙(染有品紅的紙)伸入氯水中，品紅褪色。 【發(fā)現(xiàn)問題】氯水中的哪些成分能使品紅褪色呢？ 【查閱資料】氯氣溶于水，部分與水反應(yīng)，化學(xué)方程式為Cl2＋H2O===HCl＋HClO。其中，HClO的名稱叫次氯酸，是一種弱酸，具有強氧化性。 【做出猜想】 猜想1：是氯水中的水使品紅褪色的； 猜想2：是氯水中的Cl2使品紅褪色的； 猜想3：是氯水中的鹽酸使品紅褪色的； 猜想4：是氯水中的次氯酸使品紅褪色的。,【實驗探究】,不成立,把品紅試紙伸入到鹽酸中,【實驗結(jié)論】 綜合分析判斷：氯水中的______(填化學(xué)式)使品紅褪色，具有漂白作用(能使品紅等有色物質(zhì)褪色)。 【反思】 (1)HClO中氯元素的化合價為_____價。 (2)往氯水中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________。 (3)向氯水中加入適量Na2CO3溶液，觀察到的現(xiàn)象是________________。,HClO,＋1,HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3,有無色氣體生成,實驗方案的設(shè)計,1．實驗設(shè)計的基本要求 (1)科學(xué)性：實驗原理、實驗方法和操作過程必須科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、合理。 (2)安全性：實驗操作要盡量防止帶有危險性的操作，盡量避免與有毒物質(zhì)接觸。若無法避免有毒物質(zhì)，則應(yīng)采取安全措施，以防造成環(huán)境污染和人身傷害。 (3)可行性：設(shè)計的實驗方案要切實可行，所選藥品、儀器、裝置要經(jīng)濟(jì)可靠。 (4)簡約性：實驗設(shè)計應(yīng)簡單易行。裝置簡單，實驗操作簡便，實驗現(xiàn)象明顯。,2．解題思路和方法 (1)明確目的原理：明確實驗的目的要求，弄清題目給的新信息。 (2)選擇儀器藥品：選擇合理的化學(xué)儀器和藥品。 (3)設(shè)計裝置步驟：設(shè)計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟。 (4)記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù)：全面而準(zhǔn)確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。 (5)分析得出結(jié)論：根據(jù)實驗觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過分析、計算、畫圖表、推理等處理，得出正確的結(jié)論。,實驗方案的評價,1．這類試題的出現(xiàn)，使化學(xué)實驗命題思想得到更新和升華。對實驗方案的評價一般從以下角度進(jìn)行： (1)可行性 ①實驗原理是否正確、可行； ②實驗操作是否安全、合理； ③實驗步驟是否簡單、科學(xué)； ④實驗現(xiàn)象是否明顯； ⑤實驗結(jié)果是否與實驗?zāi)康囊恢碌取?(2)“綠色化學(xué)” ①原料是否易得、安全、無毒； ②反應(yīng)速率是否適中； ③原料利用率以及生成物質(zhì)的產(chǎn)率是否較高； ④合成過程中是否會造成環(huán)境污染。,有關(guān)物質(zhì)成分的探究,[命題解讀]關(guān)于物質(zhì)成分的探究是中考的重點，以物質(zhì)的性質(zhì)為基礎(chǔ)，對物質(zhì)的成分進(jìn)行探究，考查的命題點有溶液的組成、固體的組成等。,【例1】(2016，達(dá)州)實驗室有失去標(biāo)簽的四瓶無色溶液，分別為Ca(OH)2、Na2CO3、稀鹽酸、NaCl溶液中的一種，為鑒別它們，現(xiàn)將這四瓶無色溶液分別標(biāo)號為A、B、C、D，某?；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)邀你一同參與： 【提出問題】A、B、C、D分別是什么溶液？ 【實驗藥品】失去標(biāo)簽的四瓶溶液和無色酚酞試液。 【實驗儀器】試管、膠頭滴管、燒杯等。,【收集證明】,Na2CO3、稀鹽酸,Ca(OH)2、NaCl,NaCl,【反思與體會】鑒別物質(zhì)的關(guān)鍵是利用物質(zhì)的特征性質(zhì)。 【繼續(xù)探究】 將實驗操作(2)實驗后的四支試管中的液體，倒入一潔凈的燒杯中，充分反應(yīng)靜置后發(fā)現(xiàn)：燒杯底部有白色沉淀，上層清液為無色，則上層清液中一定含有的溶質(zhì)是______(指示劑除外)?？赡芎械娜苜|(zhì)是______。為驗證可能含有的溶質(zhì)是否存在，應(yīng)補充實驗的化學(xué)方程式為________________________________。 【方法指導(dǎo)】解答此類題目，猜想必須完整，圍繞猜想利用不同物質(zhì)的特性設(shè)計實驗，分析得出結(jié)論。,氯化鈉,氯化鈣,CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl,有關(guān)物質(zhì)變質(zhì)問題的探究,[命題解讀]有關(guān)物質(zhì)變質(zhì)是中考的高頻考點，常出現(xiàn)在實驗探究題，主要命題點有氫氧化鈉的變質(zhì)、生石灰的變質(zhì)、干燥劑的變質(zhì)等。,【例2】(2016，恩施州)在學(xué)習(xí)《常見的堿》課題時，某化學(xué)興趣小組在實驗室發(fā)現(xiàn)一瓶標(biāo)有澄清石灰水的試劑瓶底有一些白色固體物質(zhì)。課后同學(xué)們對這瓶石灰水是否變質(zhì)進(jìn)行了探究。 【提出猜想】甲同學(xué)認(rèn)為：石灰水完全變質(zhì)； 乙同學(xué)認(rèn)為：石灰水部分變質(zhì)； 丙同學(xué)認(rèn)為：_______________。,石灰水沒有變質(zhì),【實驗方案】,【分析與討論】 大家通過分析和討論認(rèn)為：如果丙同學(xué)的猜想也正確，則瓶底的白色固體物質(zhì)是________(填化學(xué)式)，其產(chǎn)生的原因是______________________________。 【方法指導(dǎo)】解答此類題主要理解物質(zhì)變質(zhì)的原因，掌握變質(zhì)后的物質(zhì)和原物質(zhì)的性質(zhì)差異，設(shè)計實驗證明是沒有變質(zhì)、部分變質(zhì)還是全部變質(zhì)。,CaCO3,Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O,有關(guān)規(guī)律類探究,[命題解讀]規(guī)律類探究主要是對金屬活動性的探究。,【例3】(2016，永州)現(xiàn)有A、B兩種銀白色的金屬，某同學(xué)想要探究這兩種金屬的活動性。 【設(shè)計實驗】取大小相同的兩塊金屬，用砂紙打磨光亮，分別放入兩支試管中再加入等量的同種稀鹽酸，操作與現(xiàn)象如表：,【思考結(jié)論】 (1)通過上述實驗，判斷出兩種金屬的活動性順序是A__(填“＞”或“＜”)B。 (2)假設(shè)其中的一種金屬是鐵，除觀察到鐵的表面有氣泡產(chǎn)生外，還能觀察到反應(yīng)后的溶液呈_______(填“淺綠色”或“黃色”)。 (3)實驗前用砂紙打磨金屬片的目的是_____________________________。 (4)如果兩種金屬是鎂和鐵，還可以用鎂和一種化合物的溶液來證明兩者的金屬活動性強弱，你認(rèn)為該化合物可以是_______(填化學(xué)式)。 【方法指導(dǎo)】利用物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行對比實驗分析得出結(jié)論。,＜,淺綠色,除去金屬片表面的氧化物或污物,FeCl2,有關(guān)條件、影響因素的探究,[命題解讀]主要應(yīng)用對比實驗來探究一些化學(xué)反應(yīng)的條件進(jìn)行探究，主要有鐵生銹、復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素及催化劑等命題點。,【例4】(2016，重慶)為了比較鋁與相同pH的稀鹽酸和稀硫酸反應(yīng)的快慢，某化學(xué)興趣小組做了如下的探究實驗：,(1)鋁與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________。 (2)x＝___，實驗過程中，可以通過觀察__________________來比較鋁與稀鹽酸和稀硫酸反應(yīng)的劇烈程度。,2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑,5,產(chǎn)生氣泡的快慢,(3)實驗過程中，發(fā)現(xiàn)鋁與稀鹽酸反應(yīng)更加劇烈，同學(xué)們提出了以下猜想： 猜想一：試管Ⅰ中氯離子對反應(yīng)起了促進(jìn)作用； 猜想二：試管Ⅱ中硫酸根離子對反應(yīng)起了阻礙作用； 猜想三：以上兩種猜想同時成立。 為了驗證上述猜想是否正確，向試管Ⅰ中加入少量___(填序號)，向試管Ⅱ中加入少量_____(填序號)，做對比實驗。 A．硫酸銅 B．氯化鈉 C．硫酸鈉 D．濃鹽酸 (4)通過(3)中的對比實驗，觀察到試管Ⅰ中反應(yīng)快慢無明顯變化，試管Ⅱ中反應(yīng)明顯加劇，則猜想___成立。 【方法指導(dǎo)】通過控制變量法進(jìn)行實驗，認(rèn)真分析實驗的條件、實驗現(xiàn)象，得出實驗結(jié)論。,B,C,一,