安徽省届中考化学人教版大一轮考点梳理 教师用书专题三实验方案的设计和评价.docx
- 文档编号:13690252
- 上传时间:2023-06-16
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:229.16KB
安徽省届中考化学人教版大一轮考点梳理 教师用书专题三实验方案的设计和评价.docx
《安徽省届中考化学人教版大一轮考点梳理 教师用书专题三实验方案的设计和评价.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《安徽省届中考化学人教版大一轮考点梳理 教师用书专题三实验方案的设计和评价.docx(13页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
安徽省届中考化学人教版大一轮考点梳理教师用书专题三实验方案的设计和评价
专题三 实验方案的设计和评价
名师考点精讲学思结合 高效突破
考点1科学探究(必考)
科学探究的一般步骤:
(1)发现问题→
(2)提出猜想(假设)→(3)制订计划→(4)进行实验→(5)搜集证据→(6)解释与结论→(7)反思与评价→(8)表达与交流(知识的迁移与拓展)。
作为探究题,一般并不需要完全具备以上八个步骤,常因题目的需要而选择其中重要的步骤呈现。
解答科学探究题的注意事项
(1)不要答非所问:
一般而言,最终的结论与开始的猜想与假设有一致性,至少也应有一定的关系。
(2)注意猜想或假设的合理性:
虽然猜想和假设有很多可能,但是所给的猜想与假设不能脱离题目给出的条件,否则就是无源之水。
(3)正确选择实验用品:
首先弄清实验原理;设计实验方案需紧扣假设,正确选择仪器和药品。
(4)答题的发散性:
探究性试题往往在假设的提出、方案的设计等方面的答案并非唯一,所以,考生可从最熟悉、最符合题意的答案入手,从而有效防止错误的发生。
典例1 (2019·安徽)某兴趣小组为探究金属活动性强弱,分别做了镁、铝、铜与稀盐酸反应的实验。
(1)比较金属活动性强弱:
铝比铜 (填“强”或“弱”)。
写出镁与稀盐酸反应的化学方程式:
。
(2)小芳同学做镁与稀盐酸反应的实验时,发现试管中出现灰白色沉淀,该小组同学对灰白色沉淀的成分进行如下探究。
【提出假设】假设一:
含有氯化镁;
假设二:
含有镁粉;
假设三:
含有氢氧化镁;
……
【查阅资料】①氯化镁易溶于水。
②在一定条件下,镁可与冷水缓慢反应。
【设计并进行实验】各取少量灰白色沉淀加入2支试管中,进行如下实验。
编号
实验操作
实验现象
实验1
加入适量蒸馏水,搅拌
沉淀未见减少
实验2
加入适量稀盐酸
沉淀全部溶解,没有气泡产生
【得出结论】由实验1可知,假设 不成立;由实验2可知,沉淀中不含 。
假设三 (填“成立”“可能成立”或“不成立”)。
【实验反思】实验后同学们请教老师得知,灰白色沉淀的主要成分是碱式氯化镁,碱式氯化镁受热易分解产生氯化氢气体。
于是小芳再取少量灰白色沉淀于试管中加热,并将蘸有紫色石蕊溶液的滤纸条悬于试管口,预期的实验现象是 。
(3)为探究镁与稀盐酸反应生成碱式氯化镁的条件,该小组同学进行了如下实验:
在小烧杯中加入一定量的稀盐酸和去除氧化膜的镁带,观察实验现象,并测量溶液pH的变化。
结果见下表。
时间/min
0
2
4
8
12
16
20
24
溶液pH
2.0
5.3
7.0
8.6
9.3
9.8
10.0
10.0
实验现象
—
镁带溶解较快,产生大量气泡,无沉淀生成
镁带缓慢溶解,产生气泡速度减慢,溶液变浑浊,烧杯底部有灰白色沉淀
根据表中信息回答下列问题。
①请描述溶液pH变化的规律并解释原因:
。
②请对生成碱式氯化镁的条件提出猜想,并设计实验证明猜想:
。
【解析】
(1)铝的金属活动性比铜强,镁与稀盐酸反应会生成氯化镁和氢气,反应的化学方程式为Mg+2HCl
MgCl2+H2↑。
(2)【得出结论】由氯化镁易溶于水和实验1中的现象可知灰白色沉淀中不含氯化镁,即假设一不成立;由于镁与稀盐酸反应会有氢气产生,因此由实验2可知沉淀中不含镁粉,即假设二不成立,因此假设三可能成立。
【实验反思】由于灰白色沉淀的主要成分是碱式氯化镁,碱式氯化镁受热易分解产生氯化氢气体,氯化氢气体溶于水会形成盐酸,从而使紫色石蕊溶液变红,因此预期的实验现象是滤纸条变红。
(3)①由题给表格信息可知溶液的pH逐渐增大,最后溶液由酸性变为碱性,同时可以观察到反应前期溶液pH变化较快,反应后期溶液pH变化较慢,20min后溶液pH不变。
溶液pH产生这种变化的原因是由于盐酸显酸性,刚开始时溶液pH小于7,随着反应的进行,盐酸逐渐被消耗,当盐酸恰好被消耗完时,溶液pH等于7。
由题给资料信息可知,当盐酸反应完后,镁在溶液中继续与水反应,生成碱性物质,使得溶液显碱性,最后反应结束。
②金属镁过量是生成碱式氯化镁的条件,设计实验时要注意控制变量。
【答案】
(1)强 Mg+2HCl
MgCl2+H2↑
(2)一 镁粉 可能成立 滤纸条变红
(3)①溶液pH逐渐增大,最后呈碱性;反应前期pH变化较快,反应后期pH变化较慢,最后pH不变。
因为前期盐酸浓度较大,反应较快,随着反应的进行盐酸逐渐被消耗,但镁在溶液中继续缓慢反应,生成碱性物质,最后反应完成
②猜想:
金属镁过量。
设计实验:
取两只烧杯,各加入等量的稀盐酸,分别加入少量和过量去除氧化膜的镁带,观察现象,如果前者无沉淀而后者有沉淀,证明猜想成立
针对训练
1.小明在做实验时,不小心将镁条掉入碳酸氢钠溶液中,发现产生大量的气泡和白色不溶物。
他非常好奇,进行了如下探究。
【实验探究1】镁条与碳酸氢钠溶液反应产生什么气体?
甲同学猜想:
可能是二氧化碳;
乙同学猜想:
可能是氢气。
同学们作出猜想的依据是 质量守恒定律 。
【设计实验】将产生的气体收集起来,做如下实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
将收集的气体通入澄清石灰水中
无明显现象
甲同学猜想错误
将收集的气体点燃
气体燃烧,火焰为淡蓝色,有尖锐的爆鸣声
乙同学猜想正确
【实验探究2】产生的白色不溶物是什么?
【查阅资料】Mg(OH)2难溶于水;MgCO3微溶于水;这两种物质受热都会分解成两种氧化物。
【提出猜想】猜想1:
Mg(OH)2;
猜想2:
MgCO3;
猜想3:
Mg(OH)2、MgCO3 。
【定性研究】取白色固体于试管中,滴加足量的稀盐酸,观察到 有气泡产生 ,得出猜想1一定不正确。
写出产生该现象的反应化学方程式:
MgCO3+2HCl
MgCl2+H2O+CO2↑ ,小明通过进一步实验验证得出猜想3成立,写出实验操作及实验现象:
取样,灼烧白色固体,把气体依次通入无水硫酸铜、澄清石灰水中,观察到无水硫酸铜变蓝,澄清石灰水变浑浊 。
【定量研究】若现有10.0g该白色固体,请设计实验方案并同时说明要测定的量(用a表示),并计算白色固体中MgCO3的质量分数(写出计算过程)。
取10.0g该白色固体,加入足量稀盐酸反应,测得生成CO2的质量为a。
解:
设碳酸镁的质量为x。
MgCO3+2HCl
MgCl2+H2O+CO2↑
84 44
x a
x=
×100%=
%
答:
白色固体中MgCO3的质量分数为
%。
考点2实验方案的设计(必考)
1.实验方案的设计原则
(1)科学性:
实验原理、实验操作程序和方法正确。
(2)可行性:
切实可行,所选用的药品、仪器、设备和方法等在中学现有的实验条件下能够得到满足。
(3)安全性:
设计实验时,应尽量避免使用有毒的药品和进行有一定危险性的实验操作。
(4)简约性:
要尽可能简单易行,应选用简单的实验装置、用较少的实验步骤和实验用品,在短时间内完成实验。
(5)创造性:
有创新意识。
2.实验方案的内容
(1)一个比较完整的化学实验方案,一般包括以下几个内容:
①实验目的;②实验原理;③实验用品(包括仪器和药品等)及规格;④实验装置、实验步骤、操作方法及注意事项;⑤实验现象及结论;⑥反思与交流。
(2)对于给出实验目的,要求设计实验方案的试题一般可以按以下思维程序进行:
①根据实验目的,确定实验原理(或假设);②根据实验原理(或假设),选择需要的仪器和药品(或实验装置图);③写出实验操作步骤及注意事项;④记录实验现象,分析实验结果,得出正确结论。
(3)实验设计要科学合理、安全可靠、操作简便、现象明显、结论可信、绿色环保。
3.实验方案的设计思路
(1)设计实验方案时要有完整的步骤和清晰的思路。
(2)设计实验时要考虑对照性原则和控制变量原则。
典例2 (2018·安徽)对比实验是实验探究的重要方法,下列对比实验设计能实现相应实验目的的是( )
选项
实验目的
实验设计
A
探究温度对分子运动快慢的影响
B
探究水对铁钉锈蚀的影响
C
探究空气是燃烧的必要条件
D
探究CO2与水发生反应
【解析】设计对比实验时要注意控制变量。
A项,通过观察热水和冷水变红时间的快慢,可以探究温度对分子运动快慢的影响,正确;B项,探究水对铁钉锈蚀的影响需要控制两试管中的铁钉与等量氧气接触,而题给实验中两根铁钉接触的氧气不同,错误;C项,探究空气是燃烧的必要条件需要控制空气为唯一变量,而题给实验有两个变量(可燃物和空气),错误;D项,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸不能使酚酞溶液变红,两集气瓶中均无明显现象,错误。
【答案】A
针对训练
2.(2019·湖北仙桃)下列实验操作的现象足以说明结论的是(A)
选项
操作
现象
结论
A
向某无色溶液中滴加2滴酚酞试液
溶液变为红色
该溶液不一定是碱溶液
B
向某硫酸铜溶液中,加入一定量的铁粉
有红色固体生成
铜全部被置换出来
C
向某无色溶液中加入氯化钡溶液,再加稀硝酸
先产生白色沉淀,后白色沉淀不溶解
该无色溶液中一定含有硫酸根离子
D
把燃着的木条插入某瓶无色气体中
木条火焰熄灭
该气体一定是二氧化碳
【解析】A项,向某无色溶液中滴加2滴酚酞试液,溶液变红,该溶液不一定是碱溶液,也可能是盐溶液,如碳酸钠溶液显碱性,能使酚酞试液变红,正确;B项,有红色固体生成,说明反应生成了铜,不能说明铜全部被置换出来,错误;C项,该无色溶液中不一定含有硫酸根离子,也可能是含有银离子,因为银离子能和氯离子结合生成白色氯化银沉淀,氯化银也不溶于稀硝酸,错误;D项,木条火焰熄灭,不能说明该气体一定是二氧化碳,也可能是氮气、稀有气体等,错误。
考点3实验方案的评价(5年4考)
1.实验方案的评价原则
(1)可行性:
原理是否正确、可行;操作是否安全、合理;步骤是否简单、方便;现象是否明显等。
(2)绿色化:
原料是否易得、安全、无毒;反应速率是否较快;原料利用率、产物产率是否较高;反应过程中是否有环境污染物产生。
(3)安全性:
防倒吸、防爆炸、防氧化、防吸水、防挥发等。
2.实验方案的设计和评价思路
(1)根据实验目的,阐明实验原理,选择合适的仪器和药品。
(2)根据实验特点,设计实验装置。
(3)根据实验要求,设计可行的操作步骤,分析实验中的注意事项。
(4)通过对比和归纳,选出最佳方案。
(5)实验结束后写出完整的实验报告。
3.复习时可依据以下思路,在理解的前提下加以掌握
(1)实验方案的评价不是简单的“对、错”,而是分析实验方案是否合理、是否符合化学原理等。
(2)绿色化学是化学学科发展的目标之一,一些实验的可行性不是只要能够出现实验现象即可,还要注意环保方面的问题。
典例3 (2016·安徽)氨水和盐酸是常见的化学试剂,可将氨气(NH3)、氯化氢气体分别溶于水制得。
(1)工业上利用氮气和氢气反应制氨气,反应的化学方程式为 (不要求注明条件)。
(2)小华为探究氨气溶于水是否发生化学反应,设计并完成如下实验(填写表中空白)。
(3)小明将滴有酚酞的稀氨水加热,观察到溶液红色变浅,原因可能是
。
(4)小芳将滴有石蕊的稀盐酸加热,溶液颜色无明显变化。
为进一步研究,取稀盐酸分成2份:
①未经加热;②加热煮沸一段时间后冷却,分别中和等量的氢氧化钠,消耗二者的质量:
①>②,则稀盐酸经加热煮沸后浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)为除去氯化钠溶液中的碳酸钠,小林设计了如下方案。
【解析】
(1)氢气和氮气在一定条件下反应生成氨气,反应的化学方程式为N2+3H2
2NH3。
(2)氨水呈碱性,能使酚酞溶液变红,而氨水由氨气溶于水制得,由此可说明氨气溶于水发生了化学反应。
(3)溶液红色变浅的原因可能是氨水不稳定,受热易分解,随温度升高,氨气溶解度减小,部分氨气逸出,导致氨水浓度降低。
(4)根据题意“中和等量的氢氧化钠,消耗盐酸的质量:
①>②”可知,①的盐酸浓度小于②,由此可知稀盐酸经加热煮沸后浓度增大。
【答案】
(1)N2+3H2
2NH3
(2)①向上述集气瓶中的滤纸上滴入少量水 ②滤纸变红,说明二者发生了反应
(3)氨水受热分解,随温度升高,氨气溶解度减小,导致氨水浓度降低(合理即可)
(4)增大
(5)不合理 根据上述实验,加热煮沸无法除去溶液A中混有的过量HCl。
改进方案:
向含碳酸钠的氯化钠溶液中边逐滴滴加盐酸,边测定溶液的pH,至溶液呈中性即可(合理即可)
针对训练
3.(2019·阜阳颍上模拟)氯气(Cl2)是一种重要的化工原料。
某化学兴趣小组对氯气的性质进行了如下探究。
【查阅资料】①氯气(Cl2)是一种黄绿色的有毒气体,能溶于水;
②石蕊纸花是用石蕊溶液染成的紫色的干燥纸花。
【实验探究1】氯气与水反应
实验1:
收集一塑料瓶(250mL)氯气,然后小心地向塑料瓶中加入约三分之一体积的水,立即旋紧瓶盖,充分振荡,塑料瓶变瘪。
实验2:
利用如图装置将干燥的氯气依次通过干燥的石蕊纸花和湿润的石蕊纸花。
实验过程中,同学们看到装置D中石蕊纸花 不变色 ,E中湿润的石蕊纸花先变红后褪色。
【得出结论】由实验2可得出氯气能与水反应,若其与水反应生成HCl(盐酸)和HClO(次氯酸),则氯气和水反应的化学方程式为 Cl2+H2O
HClO+HCl 。
【反思与评价】
(1)小明认为实验1就可以说明氯气能与水反应,你 不同意 (填“同意”或“不同意”)他的看法。
(2)若进入装置D中的氯气是纯净干燥的,则装置B的作用是 吸收挥发出的HCl气体 ,装置C的作用是 吸收水蒸气 。
【实验探究2】氯气的助燃性
把燃着的氢气放入盛满氯气的集气瓶中,氢气能继续燃烧,并生成一种有刺激性气味的无色气体,由此你对物质燃烧条件有什么新的认识?
燃烧不一定需要氧气 。
【拓展探究】E中使变红后的石蕊纸花褪色的物质是什么?
是盐酸,还是次氯酸?
请设计实验方案验证:
实验步骤:
取两支试管,分别加入适量盐酸和次氯酸,再分别滴加几滴石蕊试液 。
实验现象:
盛有盐酸的试管中的紫色石蕊变红,盛有次氯酸的试管中的紫色石蕊先变红,后褪色 。
实验结论:
E中使变红后的石蕊纸花褪色的物质是次氯酸 。
本节课后练☞见强化练习册P37
模块五检测卷(☞见活页卷5-1)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 安徽省届中考化学人教版大一轮考点梳理 教师用书专题三实验方案的设计和评价 安徽省 中考 化学 人教版大 一轮 考点 梳理 教师 专题 实验 方案 设计 评价