2014仲恺化学汇编—— 实验方案的设计与评价(一)

初中化学实验方案的设计和评价专题教案讲义一、教学目标1. 知识与技能：（1）理解化学实验方案设计的基本原则；（2）掌握实验方案设计的步骤和方法；（3）学会对实验方案进行评价和优化。

2. 过程与方法：（1）通过实例分析，培养学生的实验设计能力；（2）通过小组讨论，培养学生的合作与交流能力；（3）通过实验操作，培养学生的动手能力。

3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对化学实验的兴趣和热情；（2）培养学生勇于探究、严谨治学的科学态度；（3）培养学生关注实验安全、环保和节约资源的意识。

二、教学内容1. 实验方案设计的基本原则（1）科学性原则：确保实验原理正确，方法合理；（2）安全性原则：确保实验操作安全，避免危险事故；（3）可行性原则：确保实验条件具备，易于操作实施。

2. 实验方案设计的步骤（1）确定实验目的和原理；（2）选择实验药品和仪器；（3）设计实验步骤和操作方法；（4）预测实验现象和结果；（5）写出实验报告。

三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）实验方案设计的基本原则；（2）实验方案设计的步骤和方法。

2. 教学难点：（1）实验方案的评价和优化；（2）实验操作的安全性和可行性。

四、教学方法与手段1. 教学方法：（1）讲授法：讲解实验方案设计的基本原则和步骤；（2）案例分析法：分析实例，引导学生学会设计实验方案；（3）小组讨论法：分组讨论，培养学生的合作与交流能力。

2. 教学手段：（1）多媒体课件：展示实验原理、方法和步骤；（2）实验视频：演示实验操作过程；（3）练习题：巩固所学知识，提高实验设计能力。

五、教学过程1. 引入新课：通过一个有趣的化学实验现象，引发学生对实验方案设计的兴趣，导入新课。

2. 讲解实验方案设计的基本原则和步骤：讲解实验方案设计的基本原则（科学性、安全性、可行性），引导学生理解实验方案设计的重要性。

3. 案例分析：分析实例，引导学生学会设计实验方案。

教师给出一个实验目的，学生分组讨论，设计实验方案，并展示成果。

专题五实验方案的设计与评价一、实验方案的设计1．设计原则(1)科学性：实验原理准确、实验流程合理。

(2)安全性：实验操作要尽量避免带有危险性的操作，尽量避免与有害性的物质接触。

若无法避免与有毒物质接触，则应采取安全措施，以免造成环境污染和人身伤害。

(3)可行性：条件允许，实验效果要明显，操作简单，设计的实验方案切实可行。

(4)简约性：步骤少、时间短、效果好。

2．实验方案设计的一般思路(1)目的明确：明确实验的目的要求，弄清题目的已知信息。

(2)选择仪器药品：选择合适的仪器和药品，组合实验装置性能安全可靠，易于操作，实验现象明显。

(3)设计实验步骤：设计步骤，思路清晰，步骤尽可能的少。

(4)记录现象和数据：全面、及时、准确地记录实验过程中的现象和数据。

(5)分析得出结论：根据记录的实验现象和数据，经过分析、计算、推理和理论论证，得出结论。

3．设计实验的几种方法(1)对比实验设计对比实验是实验设计中的一种基本方法。

目的是通过实验现象的对比，有利于推理论证结论。

(2)控制变量法实验设计某一问题，常受多个变量因素的制约，为了研究其中某一个因素对问题产生的影响，采用控制变量法，对变量因素逐个进行实验。

综合各个变量因素对问题的影响作出综合性判断。

(3)对比实验法和控制变量法同时应用对同一个问题研究既用对比实验法又用控制变量法。

如课本上燃烧条件的实验设计，既利用了控制变量法又利用了对比法。

二、实验方案的评价1．评价要求(1)实验方案理论上科学合理具有严密性。

(2)在实验安全的前提下，操作简单易解。

(3)从经济的角度考虑，节约试剂，节约能源，无仪器损坏，成本低。

(4)从环境角度考虑，对环境无污染。

2．评价细节(1)实验方案在理论上是否科学合理，设计脉络是否严密，无漏洞。

(2)可行性：①原理是否正确，可解；②实验步骤是否简单科学易解；③实验现象是否明显，实验结果是否与实验目的一致。

(3)实验成本：①是否从节约角度使用仪器和药品、药品的利用率是否较高；②实验中是否有节能措施。

《专题复习：实验方案的设计与评价》教学设计教学目标1、知识与技能：⑴能根据所要探究的具体问题设计简单的化学实验方案。

⑵能评价化学实验方案2、过程与方法：⑴结合对已有知识的回顾，激活学生已有的知识体系⑵学习从具体到抽象，从个别到一般的归纳方法。

3、情感态度与价值观：⑴通过讨论，合作学习，学会倾听合作者的意见。

⑵切身体验化学实验设计中的困惑、顿悟与喜悦。

教学重点、难点：１.重点：初步学会检验、鉴别、物质制备、仪器组装等实验题的设计或评价实验方案；能绘制和识别典型的实验仪器装置图。

２.难点：培养学生实验知识和技能的综合应用能力。

教法和学法１.教法：学生已进入初三总复习阶段，已经具备了一定的抽象思维能力和归纳概括能力，所以在本节课设计的环节注重发挥学生的主动性，教师只是进行点拨，注重学生的思考，讨论，归纳总结。

这样，不但能让学生在整节课的学习中始终处于积极的学习状态，而且还能使学生在探索中学习，充分展现学生个性。

２.学法：现代教育理论认为：现代的教学，应以发现为重点，帮助学生学会用解决问题的方法。

按照此观点，试图引导学生总结、应用实验设计和评价的一般思路，学会这类题型的一般方法，使学生看到这类题型之后能迅速找到思考方向。

因此本课学生的学习方法主要是应用自主学习、合作讨论的探究学习方法。

课时安排：１课时教学步骤：壱、情景导入：今天和大家一起走进实验方案的设计与评价，首先和大家一起观看一段视频。

师生共同观看湖南、浙江两地鞭炮塞入下水道井盖引发爆炸的视频，激发学生探究下水道内气体成分的兴趣。

弐、师生探究:１. 检验：根据视频探究：【资料】事发后浙江、湖南两地均成立了科研小组来探究下水道内气体的成分，经研究确定其成分分别为: ①浙江：C O2 和CO ②湖南：C O2 和CH4【讨论】假设你是科研小组中的一员，你将设计怎样的实验方案进行检验？（１）由学生根据二氧化碳的性质及一氧化碳和甲烷燃烧生成物的不同设计出自己的实验方案；（２）教师提供实验方案，学生进行解释和评价。

2014高考名师推荐化学制备实验方案的设计与评价（带解析）1．用如图所示装置制取表格中的四种干燥、纯净的气体(必要时可以加热；a、b、c、d 表示相应仪器中加入的试剂)。

其中正确的是选项气体a b c dA SO2浓硫酸Cu H2O浓硫酸B Cl2浓盐酸MnO2NaOH溶液浓硫酸C NH3饱和NH4Cl溶液消石灰空集气瓶固体NaOHD NO稀硝酸铜屑H2O浓硫酸【答案】D【解析】SO2能够溶解在水中，选项A错误；氯气能够溶解在NaOH溶液中，选项B错误；实验室中制备氨气采用的是加热固体NH4Cl和Ca(OH)2的方法，且氨气应该用向下排气法，选项C错误；稀硝酸与铜反应生成NO，装置体系中含有氧气，反应开始时，NO气体中含有少量的NO2，故c为水，可以除去NO2，d为浓硫酸，可以除去NO中的水蒸气，然后用注射器收集干燥的NO气体，选项D正确。

2．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源，对今后世界经济发展有着决定性作用。

下列有关说法正确的是A．整个过程可在实验室中模拟进行B．工段②是风化过程C．在工段③④⑤中溴元素均被氧化D．工段①中除去粗盐中的、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，加入的药品顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸【答案】A【解析】工段②是MgCl2·6H2O加热失水的过程，而不是在空气中自然失水，不属于风化，B错。

工段④中发生反应Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，溴被还原，C错。

除去粗盐中的可溶性杂质，所加试剂均需过量，要注意Na2CO3溶液要在BaCl2溶液后面加，以除去过量Ba2＋，D错。

3．下列药品和装置合理且能完成相应实验的是A．喷泉实验B．实验室制取并收集氨气C．制备氢氧化亚铁D．验证苯中是否有碳碳双键【答案】D【解析】NO不溶于水，也不与水反应，故不能用于喷泉实验，A项错误；加热固体混合物时，试管口应略向下倾斜，B项错误；Fe(OH)2具有较强的还原性，应将滴管插入液面以下，C项错误；通过溴水或酸性高锰酸钾溶液是否褪色，可以验证苯环中是否有碳碳双键，D项正确。

第3课时　学科素养——化学实验方案的设计及评价素养1　实践探索　化学实验方案的设计“实践探索”包括认知操作和行动操作两个方面，是个体改造世界的核心品质。

“实践探索”是信息输入和认知加工之后的必然结果，是完成认知学习和实践的关键环节。

化学实验方案的设计体现了《中国高考评价体系》中“研究探索”、“操作运用”等实践探索方面的要求，要求考生了解科学探究过程包括提出问题和假设、设计方案、实施实验、获取证据、分析解释和建构模型、形成结论及交流评价等核心要素。

1．化学实验方案设计的基本原则2．化学实验方案设计的基本内容3．化学实验方案设计的基本思路(1)明确目的和原理：首先必须认真审题，明确实验的目的要求，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，从而明确实验原理。

(2)选择仪器和药品：根据实验的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、能否腐蚀仪器和橡皮塞、反应是否需要加热及温度是否需要控制在一定范围等，从而选择合理的化学仪器和药品。

(3)设计装置和步骤：根据实验目的和原理，以及所选用的实验仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤，并能够识别和绘制典型的实验仪器装置图，实验步骤应完整而又简便。

(4)记录现象和数据：根据观察，全面准确地记录实验过程中的现象和数据。

(5)分析得出结论：根据实验中观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。

[提升1] (1)(2020·全国卷I ，27题节选)实验前需要对铁电极表面活化。

在FeSO 4溶液中加入几滴Fe 2(SO 4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。

检验活化反应完成的方法是____________________________________。

(2)(2020·江苏卷，19题节选)将提纯后的FeSO 4溶液与氨水－NH 4HCO 3混合溶液反应，生成FeCO 3沉淀。

化学实验方案的设计与评价
一、实验设计要遵循以下四个基本原则
1、科学性——实验原理、实验操作程序和方法必须正确。

2、安全性——尽量避免使用有毒药品和进行具有一定危险性的实验操作。

（尾气处理）
3、可行性——实验原理、实验操作程序和方法必须正确。

4、简约性——方案简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的步骤和药品，并能在较短的时间内完成实验。

二、设计实验的步骤：
明确实验原理，选择仪器药品，设计装置步骤，记录实验数据，分析得出结论 三、实验操作的顺序：
1、连接仪器（发生装置—除杂质—干燥—主体实验—尾气处理）
2、检查气密性
3、装药品，进行实验 四、实验方案的评价
1、对实验方案的可行性评价
（1）理论上要科学合理（2）操作上要简单可行
2、从经济效益角度（，经济角度，考虑是否切合实际）
3、从环保角度（控制三废排放，不可忽视环保的重要性）
4、从安全性角度（防倒吸，防中毒，防冷凝回流，防爆炸，防泄漏等）
铁与水蒸气反应
1 反应条件：红热的铁粉与水蒸气 装置组成：a 、水蒸气发生
b 、水蒸气与铁粉反应
c 、检验产生的气体
2 反应现象：有气体产生，吹起的肥皂泡遇火能够产生爆鸣声；
灰黑色的粉末变成黑色的晶体。

3 反应原理：3Fe ＋4H 2O （g ）===== Fe 3O 4＋4H 2
4 结论：生产氢气和Fe 3O 4
方案2 方案3
方案4 方案5
方案6 方案7
水
△。

考点20 化学实验方案的设计与评价一、选择题1.(2014·北京高考)用下图装置(夹持、加热装置已略)进行实验,由②中现象,不能证实①中反应发生的是( )上浮,点燃有爆鸣声,错误;B选项,加热氯化铵和氢氧化钙的混合物,酚酞溶液变红色,说明有碱性气体产生,说明①中反应发生;C选项,碳酸氢钠受热分解,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊,产生了二氧化碳,说明①中反应发生;D选项,石蜡油主要是18个碳原子以上的烷烃,不能使Br2的CCl4溶液褪色,加热之后,Br2的CCl4溶液褪色,说明有含有不饱和键的新物质生成,说明①中发生反应。

【误区提醒】(1)本题A项中很多同学看到肥皂水冒泡就误认为产生了H2,而实际上即使不反应,水蒸气加热也会使肥皂水冒泡。

(2)本题D项中很多同学搞不清楚石蜡的成分,误以为石蜡含有低沸点的烯烃,石蜡油受热汽化进入②也能使Br2的CCl4溶液褪色,实际上石蜡油主要是18个碳原子以上的烷烃,不含有不饱和键。

2.(2014·四川高考)下列实验方案中,不能达到实验目的的是( )(1)卤代烃中的卤素原子不能与硝酸银溶液反应生成卤化银沉淀;(2)二价铁离子有还原性,当遇到强氧化性的物质,如硝酸,会被氧化成三价铁离子。

【解析】选B。

A项,溴乙烷在氢氧化钠溶液中加热水解生成乙醇和溴化钠,酸性条件下溴化钠与硝酸银溶液反应生成淡黄色的溴化银沉淀,能达到实验目的;B 项,在酸性条件下,硝酸根离子有氧化性,能够将二价铁离子氧化成三价铁离子,三价铁离子与KSCN溶液反应,使溶液变红,因此不能达到实验目的;C项,溴单质与碘离子发生氧化还原反应生成碘单质,生成的碘单质溶解在四氯化碳溶液中,显紫色,故C能达到实验目的;D项,此过程中发生了沉淀的转化,由难溶物生成了更难溶的物质,因此D能达到实验目的。

【误区提醒】检验卤代烃中的卤素原子时,容易出现两种错误,一是混淆卤素离子和卤素原子的区别直接加硝酸银溶液,二是将卤代烃在碱性条件下水解了之后未经酸化,直接加硝酸银溶液。