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一、化学实验方案的设计
1.实验方案设计的基本要求
根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器,设计合理的实验方案,并且从几种方案中分析选择出最佳方案。
(1)制备实验方案的设计思路(如图1所示)
(2)性质实验方案的设计思路(如图2所示)
(3)物质的检验实验方案的设计思路
①对试样进行外观观察。
②对固体、液体样品只能取少量进行检验,留一定的试样备用。
③检验时除了要考虑各物质的特征反应外,还要排除物质间的干扰。
④充分利用离子的特征反应。
⑤确定检验操作顺序要“先简后繁”。
⑥确定物质检出顺序要“先活后惰”。
2.了解实验设计的基本步骤
(1)首先必須认真审题,明确实验的目的,弄清题目有哪些新的信息,综合已学过的知识,通过类比、迁移、分析,从而确定实验原理。
(2)选择仪器、药品根据实验目的和原理,以及反应物和生成物的性质、反应条件,如反应物和生成物的状态、反应物和生成物是否腐蚀仪器、反应是否需要加热及温度是否需要控制在一定的范围等,选择合理的化学仪器和药品。
(3)设计装置、步骤根据实验目的和原理,以及所选用的仪器和药品,设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型实验装置图的能力,实验步骤应既完整又简明。
(4)记录现象、数据全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。
(5)分析得出结论
根据实验观察到的现象和记录的数据,通过分析、计算、推理等方法,得出正确的结论。
二、化学实验探究
化学实验探究的基本程序梳理,可用如图3所示的流程图表示:
1.提出问题
要提出问题,首先得发现问题,在学习新知识、实践新方法中进行思考、对比、质疑,通过思考提出值得探究的问题。通过探究能更好地理解并掌握物质的性质。此外,实验中出现异常现象也是发现问题、提出问题的重要契机。
2.提出猜想
在实验中,发现了问题不要轻易放过,要查阅资料并与同学和老师交流、讨论,这时有许多问题就可能得到解决,而有一些问题的结论有多种可能(这就是猜想),只能通过实验进行验证。所谓猜想就是根据已有的知识对问题的解决提出的几种可能的情况。
3.设计验证方案
提出猜想后,就要结合实验室的条件,设计出科学、合理、安全的实验方案,对可能的情况进行探究。实验设计中,最关键的是试剂的选择和实验条件的控制。在进行实验的过程中,实验方案可能会出现问题,要及时进行调整。
4.观察实验现象,得出结论
根据设计的实验方案,认真进行实验,观察实验中出现的现象并及时记录,根据实验现象进行推理分析或计算分析得出结论,如不能得出结论,则要加做实验,或进行对比实验,或将设计的实验改进。若实验中遇到新的问题,则可以推出新的问题进行探究。
例(2015·新课标全国卷Ⅰ)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其
K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热脱水、升华,170℃以上分解。回答下列问题:
(1)甲组同学按照如图4所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是,由此可知草酸晶体分解的产物中有
。装置B的主要作用是。
(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和图5所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、。装置H反应管中盛有的物质是。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是。
(3)设计实验证明:
①草酸的酸性比碳酸的强。
②草酸为二元酸。
答案:(1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊 CO2 冷凝(水蒸气、草酸等),防止草酸进入装置C反应生成沉淀,干扰CO2的检验
(2)①F、D、G、H、D、I CuO
②H中黑色粉末变为红色,其后的D中澄清石灰水变浑浊。
(3)①向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液,有气泡产生。
②用NaOH标准溶液滴定草酸溶液,消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍。
解析该试题属于典型的化学实验综合能力测试题,问题(1)与(2),为化学实验基本知识的考查,问题(3),注重侧重能力的考查,考查化学实验探究能力和创新应用能力,具体解答见答案部分。
(收稿日期:2016-01-30)
1.实验方案设计的基本要求
根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器,设计合理的实验方案,并且从几种方案中分析选择出最佳方案。
(1)制备实验方案的设计思路(如图1所示)
(2)性质实验方案的设计思路(如图2所示)
(3)物质的检验实验方案的设计思路
①对试样进行外观观察。
②对固体、液体样品只能取少量进行检验,留一定的试样备用。
③检验时除了要考虑各物质的特征反应外,还要排除物质间的干扰。
④充分利用离子的特征反应。
⑤确定检验操作顺序要“先简后繁”。
⑥确定物质检出顺序要“先活后惰”。
2.了解实验设计的基本步骤
(1)首先必須认真审题,明确实验的目的,弄清题目有哪些新的信息,综合已学过的知识,通过类比、迁移、分析,从而确定实验原理。
(2)选择仪器、药品根据实验目的和原理,以及反应物和生成物的性质、反应条件,如反应物和生成物的状态、反应物和生成物是否腐蚀仪器、反应是否需要加热及温度是否需要控制在一定的范围等,选择合理的化学仪器和药品。
(3)设计装置、步骤根据实验目的和原理,以及所选用的仪器和药品,设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型实验装置图的能力,实验步骤应既完整又简明。
(4)记录现象、数据全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。
(5)分析得出结论
根据实验观察到的现象和记录的数据,通过分析、计算、推理等方法,得出正确的结论。
二、化学实验探究
化学实验探究的基本程序梳理,可用如图3所示的流程图表示:
1.提出问题
要提出问题,首先得发现问题,在学习新知识、实践新方法中进行思考、对比、质疑,通过思考提出值得探究的问题。通过探究能更好地理解并掌握物质的性质。此外,实验中出现异常现象也是发现问题、提出问题的重要契机。
2.提出猜想
在实验中,发现了问题不要轻易放过,要查阅资料并与同学和老师交流、讨论,这时有许多问题就可能得到解决,而有一些问题的结论有多种可能(这就是猜想),只能通过实验进行验证。所谓猜想就是根据已有的知识对问题的解决提出的几种可能的情况。
3.设计验证方案
提出猜想后,就要结合实验室的条件,设计出科学、合理、安全的实验方案,对可能的情况进行探究。实验设计中,最关键的是试剂的选择和实验条件的控制。在进行实验的过程中,实验方案可能会出现问题,要及时进行调整。
4.观察实验现象,得出结论
根据设计的实验方案,认真进行实验,观察实验中出现的现象并及时记录,根据实验现象进行推理分析或计算分析得出结论,如不能得出结论,则要加做实验,或进行对比实验,或将设计的实验改进。若实验中遇到新的问题,则可以推出新的问题进行探究。
例(2015·新课标全国卷Ⅰ)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其
K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热脱水、升华,170℃以上分解。回答下列问题:
(1)甲组同学按照如图4所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是,由此可知草酸晶体分解的产物中有
。装置B的主要作用是。
(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和图5所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、。装置H反应管中盛有的物质是。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是。
(3)设计实验证明:
①草酸的酸性比碳酸的强。
②草酸为二元酸。
答案:(1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊 CO2 冷凝(水蒸气、草酸等),防止草酸进入装置C反应生成沉淀,干扰CO2的检验
(2)①F、D、G、H、D、I CuO
②H中黑色粉末变为红色,其后的D中澄清石灰水变浑浊。
(3)①向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液,有气泡产生。
②用NaOH标准溶液滴定草酸溶液,消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍。
解析该试题属于典型的化学实验综合能力测试题,问题(1)与(2),为化学实验基本知识的考查,问题(3),注重侧重能力的考查,考查化学实验探究能力和创新应用能力,具体解答见答案部分。
(收稿日期:2016-01-30)