化学专题简单实验方案的设计和评价.doc
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专题七 简单实验方案的设计与评价
归纳整理
通过实验活动,探讨研究并解决科学研究、生产、生活、环境保护中面临的一些问题是化学学科永恒的主题。在学习中,要求同学们能根据实际情况提出问题、设计实验研究问题、解决问题,在实践活动中巩固知识、提高认识、增强能力。
1.实验方案的设计
实验设计考查的发展方向是以化学实验为基础,联系科学研究、生产、生活、环境保护的实际去发现并提出问题、设计实验去探讨和解决实际问题并得出科学的发现和结论,它包括物质的制备、物质的鉴别、物质的分离、物质的组成分析、气体的净化与转化等的实验方案的设计。设计实验方案的试题大多思考性、综合性较强,解答时必须联系自己掌握的基础知识和技能,在进行适当的类比、迁移、重组后从已知条件出发,找到解决问题的突破口,设计出合理的实验步骤。
2.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。进行评价时一般从这几个方面入手:理论上是否正确、操作上是否简便、会不会造成环境的污染、所需药品或原料的来源是否丰富、实验方案是否安全等等。实验评价的考查范围包括对课本中重要的化学实验方案的评价,对为解决科学研究、生产、生活、环境保护中所出现的实际问题所设计出的实验方案的评价。
问题探究
问题1某工厂的废水只含硫酸镁和少量硫酸,课外活动小组以此作为课题,探讨如何从中回收纯净的硫酸镁固体。他们设计了两种不同的方案,请你参加讨论:
(1)方案一,选用镁粉为试剂。
①往废水中逐次加入镁粉,当观察到 时,说明加入镁粉的量已经足够。此过程发生反应的化学方程式是 ;
②接下来的操作方法依次是 和 ;
(2)方案二,选用氢氧化钠溶液为试剂。
①向废水中逐滴加入氢氧化钠溶液,当 时,停止滴入氢氧化钠溶液。此过程发生反应的化学方程式是 ;
②为了得到纯净的硫酸镁溶液,接着应进行的实验操作是(请简要写出操作过程)
;
③……,得到硫酸镁固体。
(3)比较两个方案,假设实验中都没有损耗,那么,最后得到的硫酸镁固体的质量是否相同? ,
原因是 。
(4)请你继续探究,设计新的方案(使用的试剂必须是与镁粉和氢氧化钠属不同类别):你选用的一种试剂是(写化学式) ;该试剂发生反应的化学方程式是 。
问题2某校化学课外兴趣小组的同学在研究性学习课上展示了一套如右图所示的实验装置(假设每步化学反应都完全,氧化铁样品中的杂质不参加反应)。
查阅资料:草酸在浓硫酸存在时加热发生如下反应:
H2C2O4 CO↑+CO2+H2O
通过讨论,同学们对这套装置有了多种认识。
(1)第一小组同学说:从实验安全和实验操作程序看,首先要检查装置的气密性,实验开始先加热___(填A或D)处,实验结束时,应_____(填先或后)停止D处的加热;从环保的角度讲,在E装置后还应对尾气进行处理,其方法是: 。
(2)第二小组的同学说:用该实验装置可以检验一氧化碳与氧化铁反应的产物,其中B装置的作用_______ ;E装置的作用___ ;
一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为 ___________________ __。
(3)第三小组的同学说:利用这套装置还可以测定氧化铁样品中氧化铁的质量分数。他们的测定方法是:称量氧化铁样品的质量10.0 g,样品与玻璃管的总质量为60.0 g,完全反应并冷却后再称量玻璃管与剩余固体的总质量为57.6 g。计算实验测得氧化铁样品中氧化铁的质量分数为 。
(4)第四小组同学说:利用这套装置还有另外测定样品中氧化铁的质量分数的方法:先称量氧化铁样品的质量,再分别称量E装置在反应前后的总质量,即可计算求得样品中氧化铁的质量分数。但按此方法实际实验测定结果却偏大,分析造成偏大的原因可能是 。
问题3请完成以下探究过程:
问题:如何鉴定孔雀石[Cu2(OH)2 CO3]加热分解的产物?
假设:假设孔雀石加热分解的产物是H2O、CO2和CuO。
设计实验:实验①:按右图进行实验,证明分解产物中有H2O和CO2 。
该装置的连接顺序是:a接 ,
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