專題三試驗方案設(shè)計和評價第1頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描第2頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描考點1

科學探究安徽省中考化學試題中相關(guān)試驗方案設(shè)計和評價主要以科學探究題形式出現(xiàn),試題往往以化學試驗為基礎(chǔ),聯(lián)絡(luò)生產(chǎn)、生活等領(lǐng)域,引導(dǎo)學生利用所學知識去發(fā)覺問題和處理問題。科學探究普通步驟:(1)發(fā)覺問題→(2)提出猜測(假設(shè))→(3)制訂計劃→(4)進行試驗→(5)搜集證據(jù)→(6)解釋與結(jié)論→(7)反思與評價→(8)表示與交流(遷移與知識拓展)。作為探究題,普通并不需要完全具備以上八個步驟,常因題目標需要而選擇其中主要步驟展現(xiàn)。

第3頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描解答科學探究題注意事項(1)不要答非所問:普通而言,最終結(jié)論與開始猜測與假設(shè)有一致性,最少也應(yīng)有一定關(guān)系。(2)注意猜測或假設(shè)合理性:即使猜測和假設(shè)有很多可能,不過所給猜測與假設(shè)不能脫離題目給出條件,不然就是無源之水。(3)正確選擇試驗用具:首先搞清試驗原理;設(shè)計試驗方案需緊緊圍繞假設(shè),正確選擇儀器和藥品。(4)答題發(fā)散性:探究性試題往往在假設(shè)提出、方案設(shè)計等方面答案并非唯一,所以,學生可從最熟悉、最符合題意答案入手,從而有效預(yù)防錯誤發(fā)生。

第4頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描典例1

(·安徽)某興趣小組用圖1裝置進行試驗時發(fā)覺:燒杯中飽和石灰水先變渾濁,后逐步澄清。(1)寫出甲裝置中發(fā)生反應(yīng)化學方程式:

;石灰水“變渾濁”是因為生成了

(填化學式)。

(2)為探究“飽和石灰水渾濁后變澄清原因”,該小組同學開展了以下活動:第5頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描【查閱文件】碳酸鈣(碳酸鈉等)與二氧化碳、水反應(yīng)生成可溶于水碳酸氫鈣(碳酸氫鈉等)。【提出假設(shè)】假設(shè)1:揮發(fā)出HCl使渾濁變澄清;假設(shè)2:

。

【設(shè)計試驗】為除去CO2中HCl,小華在圖1中甲、乙裝置之間增加圖2裝置,裝置連接次序是甲→

→

→乙(填字母序號);其中盛放試劑合理是

(填選項序號)。

A.濃硫酸B.NaOH溶液C.飽和Na2CO3溶液D.飽和NaHCO3溶液

第6頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描【試驗現(xiàn)象】飽和石灰水渾濁后,繼續(xù)通入足量CO2,沉淀部分溶解但最終并未完全澄清。【得出結(jié)論】由以上探究可得出結(jié)論是

。

[注意:若答對第(3)小題獎勵4分,化學試卷總分不超出60分。](3)該興趣小組在老師指導(dǎo)下,用pH傳感器測得圖1燒杯中溶液pH隨通入氣體時間改變曲線如圖3。①AB段pH幾乎不變原因可能是

;

D點所得澄清溶液成份除H2O外還有

。

②BC段發(fā)生反應(yīng)化學方程式主要有

。

第7頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描【解析】(1)甲裝置中石灰石主要成份碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳,反應(yīng)化學方程式為CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。二氧化碳能與石灰水中氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水,故石灰水“變渾濁”是因為生成了碳酸鈣(CaCO3)。(2)【提出假設(shè)】由題給信息可知,飽和石灰水渾濁后變澄清原因也可能是產(chǎn)生CO2使渾濁變澄清。【設(shè)計試驗】題圖2裝置用于洗氣時,應(yīng)“長進短出”,故裝置連接次序是甲→b→a→乙;濃硫酸與HCl不反應(yīng);NaOH和Na2CO3不但與HCl反應(yīng),還會與CO2反應(yīng);飽和NaHCO3溶液與CO2不反應(yīng),與HCl反應(yīng)生成NaCl、H2O和CO2。故盛放試劑合理是飽和NaHCO3溶液。【得出結(jié)論】因為飽和石灰水渾濁后,繼續(xù)通入足量CO2,沉淀部分溶解但最終并未完全澄清,故CO2只能使飽和石灰水生成沉淀部分溶解,不能最終使其變澄清,由此可知,揮發(fā)出HCl能使飽和石灰水產(chǎn)生渾濁最終變澄清。第8頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描(3)①剛開始排出氣體是空氣,對飽和石灰水pH無影響,故AB段pH幾乎不變。D點溶液顯酸性,所得澄清溶液成份除H2O外,還有氯化氫氣體溶于水生成鹽酸以及鹽酸與Ca(OH)2、CaCO3反應(yīng)生成CaCl2。②BC段發(fā)生化學反應(yīng)使溶液靠近中性,反應(yīng)化學方程式主要有CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O、Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2O。【答案】

(1)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑

CaCO3(2)【提出假設(shè)】產(chǎn)生CO2使渾濁變澄清(或HCl和CO2共同作用使渾濁變澄清)【設(shè)計試驗】b

a

D【得出結(jié)論】揮發(fā)出HCl使飽和石灰水產(chǎn)生渾濁最終變澄清;CO2只能使飽和石灰水生成沉淀部分溶解,不能最終使其變澄清(合理即可)(3)①先排出是裝置內(nèi)空氣,不會使溶液pH顯著改變(合理即可)

CaCl2和HCl(或Ca2+、H+和Cl-)②CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O、Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2O第9頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描針對訓(xùn)練1.(·合肥廬陽區(qū)二模)鎂與NH4Cl溶液反應(yīng)時不但生成一個鹽,還有氣泡產(chǎn)生。為確定氣體成份,某化學興趣小組同學進行以下試驗探究。【提出問題】鎂能與NH4Cl溶液反應(yīng)生成何種氣體【猜測與假設(shè)】小華說:生成氣體可能是HCl、NH3、H2中一個或幾個。(1)小華提出上述猜測理論依據(jù)是化學反應(yīng)前后元素種類不變(或質(zhì)量守恒定律)。

【進行試驗】修正后該小組同學認為該氣體中可能含有NH3和H2或NH3,他們設(shè)計以下裝置進行試驗:第10頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描【現(xiàn)象與結(jié)論】(2)A中觀察到酚酞水溶液變紅,證實生成氣體中含有NH3。B裝置中濃硫酸作用:①干燥氣體;②吸收NH3

。C中有肥皂泡飄到空中,用燃著木條靠近肥皂泡,有爆鳴聲,說明生成氣體中還含有氫氣。

【試驗反思】(3)寫出Mg與NH4Cl溶液反應(yīng)化學方程式:

Mg+2NH4ClMgCl2+2NH3↑+H2↑

。

(4)氨氣極易溶于水,上述試驗中有氨氣逸出原因可能是反應(yīng)放熱,溫度升高,使氨氣在水中溶解度減小(或反應(yīng)生成氣體速率太快,無法完全溶解,合理即可)

。

第11頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描考點2

試驗方案設(shè)計該考點是安徽省中考高頻考點,也是中考難點,主要考查試驗方案設(shè)計內(nèi)容、標準和思緒。1.試驗方案設(shè)計標準(1)科學性:試驗原理、試驗操作程序和方法正確。(2)可行性:切實可行,所選取藥品、儀器、設(shè)備和方法等在中學現(xiàn)有試驗條件下能夠得到滿足。(3)安全性:設(shè)計試驗時,應(yīng)盡可能防止使用有毒藥品和進行有一定危險性試驗操作。(4)簡約性:要盡可能簡單易行,應(yīng)選取簡單試驗裝置、用較少試驗步驟和試驗用具,在短時間內(nèi)完成試驗。(5)創(chuàng)造性:有創(chuàng)新意識。

第12頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描2.試驗方案內(nèi)容(1)一個比較完整化學試驗方案,普通包含以下幾個內(nèi)容:①試驗?zāi)繕?②試驗原理;③試驗用具(包含儀器和藥品等)及規(guī)格;④試驗裝置、試驗步驟、操作方法及注意事項;⑤試驗現(xiàn)象及結(jié)論;⑥反思與交流。(2)對于給出試驗?zāi)繕?要求設(shè)計試驗方案試題普通能夠按以下思維程序進行:①依據(jù)試驗?zāi)繕?確定試驗原理(或假設(shè));②依據(jù)試驗原理(或假設(shè)),選擇需要儀器和藥品(或試驗裝置圖);③寫出試驗操作步驟及注意事項;④統(tǒng)計試驗現(xiàn)象,分析試驗結(jié)果,得出正確結(jié)論。(3)試驗設(shè)計要科學合理、安全可靠、操作簡便、現(xiàn)象顯著、結(jié)論可信、綠色環(huán)境保護。

第13頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描3.試驗方案設(shè)計思緒(1)設(shè)計試驗方案時要有完整步驟和清楚思緒。(2)設(shè)計試驗時要考慮對照性標準和控制變量標準。

第14頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描典例2

(·內(nèi)蒙古赤峰)以下探究試驗不能到達目標是

(

)第15頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描【解析】A項,鐵絲表面附著一層紅色固體,說明鐵比銅活潑,銀絲表面無顯著現(xiàn)象,說明銅比銀活潑,由此可知金屬活動性次序:Fe>Cu>Ag,正確;B項,該試驗中有兩個變量:水溫度和硝酸鉀狀態(tài),故無法探究影響物質(zhì)溶解速率原因,錯誤;C項,銅片上白磷燃燒,水中白磷不燃燒,說明燃燒需要氧氣參加,銅片上白磷燃燒,紅磷不燃燒,說明燃燒需要溫度到達可燃物著火點,正確;D項,將3個試管依次編號為①②③,①②對比可得出鐵生銹需要與氧氣接觸,①③對比可得出鐵生銹需要與水接觸,正確。【答案】B第16頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描針對訓(xùn)練2.如圖所表示試驗設(shè)計能實現(xiàn)其對應(yīng)試驗?zāi)繕耸?/p>

(B)第17頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描【解析】A項,應(yīng)利用控制變量法設(shè)計對比試驗,即H2O2溶液濃度和體積應(yīng)保持相同,CuSO4、FeCl2量也應(yīng)保持相同,依據(jù)題圖無法得出CuSO4、FeCl2量是否相同,錯誤;C項,反應(yīng)有氣體生成,且該反應(yīng)在敞口容器中進行,故生成氣體會逸出,反應(yīng)后燒杯內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量會降低,故無法驗證質(zhì)量守恒定律,錯誤;D項,塑料瓶變癟也可能是二氧化碳溶于水造成,錯誤。

第18頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描考點3

試驗方案評價該考點是安徽省中考重點,通常結(jié)合試驗方案及試驗現(xiàn)象和結(jié)論,要求考生從試驗合理性、可行性和安全性等角度評價試驗方案并改進試驗方案。1.試驗方案評價標準(1)可行性:原理是否正確、可行;操作是否安全、合理;步驟是否簡單、方便;現(xiàn)象是否顯著等。(2)綠色化:原料是否易得、安全、無毒;反應(yīng)速率是否較快;原料利用率、產(chǎn)物產(chǎn)率是否較高;反應(yīng)過程中是否有環(huán)境污染物產(chǎn)生。(3)安全性:防倒吸;防爆炸;防氧化;防吸水;防揮發(fā)等。

第19頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描2.試驗方案設(shè)計和評價思緒(1)依據(jù)試驗?zāi)繕?說明試驗原理,選擇適當儀器和藥品。(2)依據(jù)試驗特點,設(shè)計試驗裝置。(3)依據(jù)試驗要求,設(shè)計可行操作步驟,分析試驗中注意事項。(4)經(jīng)過對比和歸納,選出最正確方案。(5)試驗結(jié)束后寫出完整試驗匯報。3.復(fù)習時可依據(jù)以下思緒,在了解前提下加以掌握

第20頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描(1)試驗方案評價不是簡單“對、錯”,而是分析試驗方案是否合理、是否符合化學原理等。(2)綠色化學是化學學科發(fā)展目標之一,一些試驗可行性不是只要能夠出現(xiàn)試驗現(xiàn)象即可,還要注意環(huán)境保護方面問題。

第21頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描典例3

(·安徽)氨水和鹽酸是常見化學試劑,可將氨氣(NH3)、氯化氫氣體分別溶于水制得。(1)工業(yè)上利用氮氣和氫氣反應(yīng)制氨氣,反應(yīng)化學方程式為

(不要求注明條件)。

(2)小華為探究氨氣溶于水是否發(fā)生化學反應(yīng),設(shè)計并完成以下試驗(填寫表中空白):第22頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描(3)小明將滴有酚酞稀氨水加熱,觀察到溶液紅色變淺,原因可能是

。

(4)小芳將滴有石蕊稀鹽酸加熱,溶液顏色無顯著改變。為深入研究,取稀鹽酸分成2份:①未經(jīng)加熱;②加熱煮沸一段時間后冷卻,分別中和等量氫氧化鈉,消耗二者質(zhì)量:①>②,則稀鹽酸經(jīng)加熱煮沸后濃度

(填“增大”“減小”或“不變”)。

[注意:若答對第(5)小題獎勵4分,化學試卷總分不超出60分。](5)為除去氯化鈉溶液中碳酸鈉,小林設(shè)計了以下方案:你認為上述方案

(填“合理”或“不合理”),請分析:

(若合理,說明原因;若不合理,說明原因并設(shè)計改進方案)。

第23頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描【解析】(1)氫氣和氮氣在一定條件下反應(yīng)生成氨氣,反應(yīng)化學方程式為N2+3H22NH3。(2)氨水呈堿性,能使酚酞溶液變紅,而氨水由氨氣溶于水制得,由此可說明氨氣溶于水發(fā)生了化學反應(yīng)。(3)溶液紅色變淺原因可能是氨水不穩(wěn)定,受熱易分解,隨溫度升高,氨氣溶解度減小,部分氨氣逸出,造成氨水濃度降低。(4)依據(jù)題意“中和等量氫氧化鈉,消耗鹽酸質(zhì)量:①>②”可知,①鹽酸濃度小于②,由此可知稀鹽酸經(jīng)加熱煮沸后濃度增大。【答案】(1)N2+3H22NH3(2)①向上述集氣瓶中濾紙上滴入少許水②濾紙變紅,說明二者發(fā)生了反應(yīng)(3)氨水受熱分解,隨溫度升高,氨氣溶解度減小,造成氨水濃度降低(合理即可)(4)增大(5)不合理依據(jù)上述試驗,加熱煮沸無法除去溶液A中混有過量HCl。改進方案:向含碳酸鈉氯化鈉溶液中邊逐滴加鹽酸,邊測定溶液pH,至溶液呈中性即可(合理即可)第24頁知識網(wǎng)絡(luò)考點掃描針對訓(xùn)練3.(·黑龍江龍東地域)小維與家人聚餐時,對火鍋燃料“固體酒精”產(chǎn)生了好奇,于是他與同學對其成份進行以下探究。【查閱資料】(1