文档介绍：专题复习化学实验(三)
实验设计与评价
一、实验设计的基本要求
,所谓科学性是指实验原理,实验操作程序和方法必须正确。例如,鉴别Na2SO3和NaI,在试剂的选择上就不宜选用HNO3等具有氧化性的酸,在操作程序的设计上,应取少量固体先溶解,然后再取少量配成的溶液并再加入试剂,而不能将样品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入试剂。
:实验设计时应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。
:实验设计应切实可行,所选用的化学药品、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。
:实验设计应尽可能简单易行,应采用简单的实验装置,用较少的实验步骤和实验药品,并能在较短的时间内完成实验。
二、化学实验方案设计的基本思路
: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。
: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、反应是否加热及温度是否控制在一定范围等,从而选择合理的化学仪器和药品。
:根据上述实验目的和原理,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,学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力,实验步骤应完整而又简明。
:根据观察、全面准确地记录实验过程中的现象和数据。
:根据实验观察的现象和记录的数据,通过分析、计算、图表、推理,得出正确的结论。
三、化学探究性实验方案的设计
其基本模式为: 实验课题→实验假设→实验探究方案→实验结论
在设计时,首先要对题目中给出的信息进行处理,弄清是对实验的哪一方面进行探究,然后深入分析实验,依据题目中提出的实验假设或自行提出的实验假设,合理运用化学知识,巧妙设计实验方案,通过实验现象的客观事实对实验进行探究性验证。
(1)、原理正确;(2)、方法简单;(3)、操作方便;(4)、现象明显;(5)、产率高;(6)、误差小;(7)、安全防污。
(1)、根据实验的目的,阐明实验原理,选择合适的仪器和药品;
(2)、根据实验的特点,设计实验装置,画出实验装置图;
(3)、根据实验的要求,设计可行的操作步骤和观察重点,分析实验中应注意的事项;
(4)、实验结束后应写出完整的实验报告。
四、物质性质实验方案的设计
:
(1)、无机物质的性质:与原子结构和物质的分类有关;
(2)、有机物质的性质:与官能团的种类和基团之间的相互影响有关
:
分析结构对比回顾相关知识预测性质拟订方案
分子结构同系物稳定性
原子结构元素周期表酸、碱性
氧化性、还原性
官能团反应
五、实验方案的评价
对给出的实验方案作出选择、评价或找出最佳方案,包含的知识点很多,能考查学生的分析问题和解决问题的能力。
(1)、选择:包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择包括发生装置(几种基本类型)、净化装置(除杂质的试剂和顺序)、反应装置、收集装置、尾气处理装置等;药品的选择,包括种类、浓度、物质聚集状态等;连接方式的选择,包括仪器的先后顺序、导管接口的连接等。
(2)、评价:对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确作出判断。要考虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。
(3)、最佳方案的选择:所谓最佳,无非是装置最简单、药品容易取得并价格低廉、现象明显、无干扰物质以及无污染等。
注意:实验评价问题是高考题经常考查的一类综合性实验试题,可以很好的考查学生分析问题和解决问题的能力。在比较几个实验方案及选择合理装置时,首先要明确实验原理和实验目的,体会各方案设计是否合理,确定不合理方案的原因。认真对比各方案、各装置的异同,重点分析其中的不同之处,体会在不同之处哪个方案、装置更合理有效。经过对不同之处逐一分析,选择各方案中的优点,重新组合可以得到最佳方案。
例1:(2005年全国)工业上生产的纯碱中往往含有少量的杂质(NaCl),我们可以怎样设计实验来测定样品中纯碱的质量分数呢?
目的分析:
思考:如何设计实验收集数据从而得到m(Na2CO3)
原理分析:
思路1:从生成气体的角度设计
原理:2H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑
思路2: 从生成沉淀角度设计
原理: Ba2+ +CO32-= BaCO3↓或Ca2+ +CO32-= Ca