實驗方案的設計與評價----預習案1.草酸的分解實驗探究小組同學經(jīng)查閱資料知,草酸晶體在101℃時熔化并開始升華,繼續(xù)升溫會分解。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。設計實驗檢驗草酸晶體受熱分解的產(chǎn)物中有CO2和CO畫出裝置圖即可。2．某小組同學將一定濃度NaHCO3溶液加入到CuSO4溶液中發(fā)現(xiàn)生成了沉淀?！咎岢黾僭O】假設1：沉淀為CuCO3假設2：沉淀為假設3：沉淀為他們設計實驗通過測定沉淀中CuCO3的質(zhì)量分數(shù)來確定沉淀的組成。（1）按照假設1觀點，發(fā)生反應的離子方程式為：。（2）兩同學利用下圖所示裝置進行測定：②裝置E中堿石灰的作用是。③實驗過程中有以下操作步驟:a．關閉，打開，通入過量空氣，目的是：b．關閉，打開，充分反應c．關閉，打開，通入過量空氣，目的是：若沉淀質(zhì)量為m，C中濃硫酸增重x，D中堿石灰增重為y，則CuCO3的質(zhì)量分數(shù)為______。若未進行步驟a，將使測量結果。3、氮化鋁（AlN）是一種新型無機非金屬材料，某氮化鋁樣品中含有氧化鋁雜質(zhì)，設計方案測定氮化鋁的含量。查閱資料知：氮化鋁溶于濃的強堿生成氨氣。（1）實驗原理（2）畫出裝置圖（3）你認為需要注意問題是：4．硼位于ⅢA族，三鹵化硼是物質(zhì)結構化學的研究熱點，也是重要的化工原料。三氯化硼(BCl3)可用于制取乙硼烷(B2H6)，也可作有機合成的催化劑。查閱資料①BCl3的沸點為12.5℃，熔點為－107.3℃；②2B＋6HCleq\o(=,\s\up7(△))2BCl3↑＋3H2↑；③硼與鋁的性質(zhì)相似，也能與氫氧化鈉溶液反應。試設計實裝置制備三氯化硼，畫出裝置圖并寫出實驗步驟。設計實驗驗證明的產(chǎn)品中是否含有硼粉，寫出方法即可。實驗方案的設計與評價---課堂探究與評價案一、學習目標：①設計實驗方案；②正確選用實驗裝置；③掌握控制實驗條件的方法；④預測或描述實驗現(xiàn)象、分析或處理實驗數(shù)據(jù)，得出合理結論；⑤評價或改進實驗方案。二．學習過程1、實驗方案的評價原則（1）原理上要。（2）操作上要。（3）原料用量要。（4）要環(huán)保，符合原則。2、熱身訓練試設計實驗測量已部分氧化變質(zhì)的m克亞硫酸鈉中亞硫酸鈉的質(zhì)量分數(shù)。3、實驗設計和評價的注意事項--------“八防”___：點燃或加熱可燃性氣體(H2、CO、CH4等)前，應先________。_______：制取在空氣中易______的物質(zhì)如Al3S2、AlCl3、Mg3N2、FeCl3等，要在生成此物質(zhì)的裝置_______連接_______裝置，吸收水蒸氣。_______：如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”；制備Fe(OH)2要隔絕空氣以及除去溶液中溶解氧等。④防暴沸，液體加熱要加_____，液體與濃硫酸混合要把濃硫酸滴入其他液體中。⑤防干擾：測定二氧化碳和水蒸氣的量，要防止空氣中二氧化碳和水蒸氣對實驗結果造成干擾等，⑥防倒吸：處理極__________的氣體時，如________要注意防倒吸。⑦防揮發(fā)：低沸點液體或固體反應物，在受熱易揮發(fā)，為減少損耗，要添加冷凝裝置，如冷凝管等。⑧防污染：有毒有害氣體（如Cl2、SO2、NO2等）必須設置尾氣處理裝置。4.對自己預習學案第一題實驗設計的評價。優(yōu)點：不足之處：5.對自己預習學案第三題實驗設計的評價。優(yōu)點：不足之處：6.變式訓練（濟寧一模）有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物,某同學設計如圖所示的實驗裝置,通過測量反應產(chǎn)生的CO2和H2O的質(zhì)量,來確定該混合物中各組分的質(zhì)量分數(shù)。實驗步驟:①按圖(夾持儀器未畫出)組裝好實驗裝置后,首先進行的操作是________。②稱取樣品,并將其放入硬質(zhì)玻璃管中;稱量裝濃硫酸的洗氣瓶C的質(zhì)量和裝堿石灰的U形管D的質(zhì)量。③打開活塞________,關閉________,緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘,其目的______。④關閉活塞________打開________,點燃酒精燈加熱至不再產(chǎn)生氣體。⑤打開活塞________,緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘,其目的_____________。然后拆下裝置,再次稱量洗氣瓶C的質(zhì)量和U形管D的質(zhì)量。7.對自己預習學案第四題實驗設計的評價。優(yōu)點：不足之處：課后對點訓練1.(2015全國）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。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無色，熔點為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解?；卮鹣铝袉栴}：（1)甲組同學按照如圖所示的裝置，通過實驗檢驗草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是_________，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有_______。裝置B的主要作用是________。(2)乙組同學認為草酸晶體分解的產(chǎn)物中含有CO，為進行驗證，選用甲組實驗中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復選用)進行實驗。①乙組同學的實驗裝置中，依次連接的合理順序為A、B、______。裝置H反應管中盛有的物質(zhì)是_______。②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是_______。(3)①設計實驗證明：①草酸的酸性比碳酸的強______。②草酸為二元酸______。2.(15分）（青島一模）氯化鐵可用作金屬蝕刻、有機合成的催化劑，研究其制備及性質(zhì)是一個重要的課題。(1)氯化鐵晶體的制備：①實驗過程中裝置乙發(fā)生反應的離子方程式有________，儀器丙的作用為_________。②為順利達成實驗目的，上述裝置中彈簧夾打開和關閉的順序為_______________。③反應結束后，將乙中溶液邊加入_____________，邊進行加熱濃縮、______、過濾、洗滌、干燥即得到產(chǎn)品。(2)氯化鐵的性質(zhì)探究：某興趣小組將飽和FeC13溶液進行加熱蒸發(fā)、蒸干灼燒，在試管底部得到固體。為進一步探究該固體的成分設計了如下實驗。（查閱文獻知：①FeC13溶液濃度越大，水解程度越?、诼然F的熔點為306℃、沸點為315℃，易升華，氣態(tài)FeCl3會分解成FeCl2和Cl2③FeC12熔點670℃)操作步驟 實驗現(xiàn)象解釋原因打開K,充入氮氣D中有氣泡產(chǎn)生①充入N2的原因________關閉K,加熱至600℃，充分灼燒固體B中出現(xiàn)棕黃色固體②產(chǎn)生現(xiàn)象的原因__________實驗結束，振蕩C靜置=3\*GB3③______________④________________（用相關的方程式說明）合以上實驗和文獻資料，該固體可以確定的成分有______________________。3、（2017高三大聯(lián)考）（14分）草酸亞鐵晶體（化學組成為FeC2O4·2H2O）是一種淡黃色晶體粉末，是生產(chǎn)鋰電池的原材料。已知FeC2O4·2H2O在300℃左右完全分解生成FeO、CO2、CO、H2O四種氧化物。某學習小組欲驗證草酸亞鐵晶體的分解產(chǎn)物。I．甲組同學設計了如下實驗裝置：（1）實驗開始前，鼓入氮氣的目的是____________。（2）實驗中，裝置B中的現(xiàn)象是。（3）裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是_________，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有_______。（4）設計實驗驗證裝置A中黑色殘留物不含有Fe3O4（簡要說明實驗操作，現(xiàn)象和結論）。II．乙組同學選用甲組實驗中的裝置A（接口用x表示）和下圖所示的裝置（可以重復選用）驗證分解產(chǎn)物CO。（5）乙組同學的實驗裝置中，依次連接的合理順序為x→______g→h→a（用接口字母和“→”表示）。裝置G反應管中盛有的物質(zhì)是_______。能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是_______。（6）按照題目提供的裝置和要求設計的實驗明顯存在的一個不足是________________。學情分析化學核心素養(yǎng)要求學生具有證據(jù)推理與模型認識、實驗與創(chuàng)新意識。高考實驗題更多是對學生解決問題能力的考察。通過一輪復習，我班學生對常用儀器的使用方法和主要用途；化學實驗的基本操作；常見氣體的實驗室制法；物質(zhì)的分離、提純和鑒別等內(nèi)容基本掌握。但主要存在下列不足：（1）發(fā)現(xiàn)和提出實驗問題的能力較差，其主要原因是學生的批判性思維能力較差。（2）猜想與假設實驗問題結論的能力不足。多數(shù)學生只能根據(jù)元素守恒以及之前學過的知識進行猜測和假設，而不能根據(jù)各種化學反應的發(fā)生條件以及實驗結果進行猜測和假設。（3）設計實驗問題解決方案的能力不足。無法正確選擇合適的藥品和實驗儀器；對實驗條件的控制意識不足；學生的環(huán)保意識薄弱，對實驗產(chǎn)生的尾氣處理不到位或者是沒有對尾氣進行處理；對實驗方案的制訂和選擇過程無法做到科學合理的測評和對比。（4）評價與反思的能力不足，不能對實驗裝置中存在問題進行較準確的評價。（5）對實驗設計的安全問題意識淡薄。如防倒吸、防爆炸、防氧化、防吸水、易揮發(fā)液體產(chǎn)物等沒有強烈的意識，需要強化。具有特殊作用的實驗裝置的改進問題。例如，為保證分液漏斗中液體順利流出，可用橡皮管連接成連通裝置也需要會應用?；谏鲜鰡栴}，我在預習學案中以往年高考題或模擬題的信息、情景為依據(jù)，重點設置了三個開放性的題目，分別是草酸的分解實驗、三氯化硼的制取實驗、氮化鋁含量測定實驗。讓學生分別畫出裝置圖，或?qū)懨鲗嶒灢襟E，或?qū)懗鰬⒁獾膯栴}。收繳并批改后，針對同學實驗設計中優(yōu)點和不足集中在課堂上展示，并讓學生評價。效果分析本節(jié)課以學生預習設計的實驗裝置為依據(jù)，在課堂上集中展示，針對學生實驗設計中的優(yōu)點和不足，師生展開評價，充分體現(xiàn)課堂教學的生成性，切實發(fā)揮學生的主體作用，學生大膽發(fā)言，勇于質(zhì)疑，思維發(fā)散，具有創(chuàng)新精神，取得了良好的教學效果。通過實驗中“八防”的分析，增強了學生的安全意識、環(huán)保意識、條件控制意識。通過對實驗步驟的分析和評價學生懂得了如何掌控實驗進程，取得了很好的教學效果。通過課后測評，學生對氣體流向、實驗步驟、防倒吸設置、防氧化設置等均具有較好的意識，正答率較高，說明課堂效果理想。教材分析本節(jié)是二輪專題復習課，雖然教材中沒有本節(jié)課，但是仍然在教材中找到實驗設計的影子。例如實驗室制取乙酸乙酯，魯科版課后練習中鎂、鋁合金測鎂的質(zhì)量分數(shù)的習題等。新考綱中明確要求學生會設計實驗方案；能正確選用實驗裝置；掌握控制實驗條件的方法；預測或描述實驗現(xiàn)象、分析或處理實驗數(shù)據(jù)，得出合理結論；評價或改進實驗方案。因為學生對常用儀器的使用方法和主要用途；化學實驗的基本操作；常見氣體的實驗室制法；物質(zhì)的分離、提純和鑒別等內(nèi)容基本掌握。在預習學案中以往年高考題或模擬題的信息、情景為依據(jù)，重點設置了開放性的題目，讓學生分別畫出裝置圖，或?qū)懨鲗嶒灢襟E，或?qū)懗鰬⒁獾膯栴}。收繳并批改后，針對同學實驗設計中優(yōu)點和不足集中在課堂上展示，并讓學生評價。評測練習一、選擇題1.(2016·海南高考·7)下列實驗設計正確的是()A.將SO2通入溴水中證明SO2具有漂白性B.將鐵屑放入稀HNO3中證明Fe比H2活潑C.將澄清石灰水滴入某溶液證明其中存在D.將乙烯通入KMnO4酸性溶液證明乙烯具有還原性2.(2016·浙江高考·13)為落實“五水共治”,某工廠擬綜合處理含QUOTEQUOTEH4+H4+廢水和工業(yè)廢氣(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考慮其他成分),設計了如下流程:下列說法不正確的是()A.固體1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3B.X可以是空氣,且需過量C.捕獲劑所捕獲的氣體主要是COD.處理含廢水時,發(fā)生反應的離子方程式為+N2↑+2H2O3.(2016·江蘇高考·13)根據(jù)下列實驗操作和現(xiàn)象所得到的結論正確的是()選項實驗操作和現(xiàn)象結論A室溫下,向苯酚鈉溶液中通入足量CO2,溶液變渾濁碳酸的酸性比苯酚的強B室溫下,向濃度均為0.1mol·L-1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液,出現(xiàn)白色沉淀Ksp(BaSO4)<Ksp(CaSO4)C室溫下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加幾滴淀粉溶液,溶液變藍色Fe3+的氧化性比I2的強D室溫下,用pH試紙測得:0.1mol·L-1Na2SO3溶液的pH約為10;0.1mol·L-1NaHSO3溶液的pH約為5結合H+的能力比QUOTEQUOTEO32-O32-的強4.(2016·四川高考·2)根據(jù)下列實驗操作和現(xiàn)象得出的結論正確的是()選項實驗操作現(xiàn)象結論A將某溶液與稀鹽酸反應產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水石灰水變渾濁該溶液中一定含有B常溫下,將鐵片浸入足量濃硫酸中鐵片不溶解常溫下,鐵與濃硫酸一定沒有發(fā)生化學反應C向某食鹽溶液中滴加淀粉溶液溶液顏色不變該食鹽中一定沒有添加KIO3D向苯酚鈉溶液中滴加乙酸溶液溶液變渾濁相同條件下,乙酸的酸性一定比苯酚強5.(2016·全國卷Ⅱ·13)下列實驗操作能達到實驗目的的是()實驗目的實驗操作A制備Fe(OH)3膠體將NaOH濃溶液滴加到飽和的FeCl3溶液中B由MgCl2溶液制備無水MgCl2將MgCl2溶液加熱蒸干C除去Cu粉中混有的CuO加入稀硝酸溶解,過濾、洗滌、干燥D比較水與乙醇中氫的活潑性分別將少量鈉投入到盛有水和乙醇的燒杯中二、非選擇題6、(18分)亞硝酸鈉(NaNO2)被稱為工業(yè)鹽，在漂白、電鍍等方面應用廣泛。以木炭、濃硝酸、水為原料制備亞硝酸鈉的裝置如圖所示。已知：室溫下，①2NO＋Na2O2=2NaNO2；②3NaNO2＋3HCl=3NaCl＋HNO3＋2NO↑＋H2O；③酸性條件下，NO或NOeq\o\al(－,2)都能與MnOeq\o\al(－,4)反應生成NOeq\o\al(－,3)和Mn2＋。請按要求回答下列問題：(1)檢查完該裝置的氣密性，裝入藥品后，實驗開始前通入一段時間氣體X，然后關閉彈簧夾，再滴加濃硝酸，加熱控制B中導管均勻地產(chǎn)生氣泡。則X為________，上述操作的作用是__________________。(2)B中觀察到的主要現(xiàn)象是__________________。(3)A中盛裝濃HNO3的儀器名稱為，A裝置中反應的化學方程式為__________________。(4)D裝置中反應的離子方程式為__________________。(5)預測C中反應開始階段，產(chǎn)物除NaNO2外，還含有的副產(chǎn)物有Na2CO3和________。為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物，應在B、C裝置間增加裝置E，則E中盛放的試劑名稱為________。(6)利用改進后的裝置，將3.12gNa2O2完全轉(zhuǎn)化成為NaNO2，理論上至少需要木炭________g。7、硫代硫酸鈉是一種重要的化工產(chǎn)品。某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O)。Ⅰ.【查閱資料】(1)Na2S2O3·5H2O是無色透明晶體，易溶于水，其稀溶液與BaCl2溶液混合無沉淀生成。(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得產(chǎn)品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。(3)Na2SO3易被氧化；BaSO3難溶于水，可溶于稀HCl。Ⅱ.【制備產(chǎn)品】實驗裝置如圖所示(省略夾持裝置)：實驗步驟：(1)檢查裝置氣密性，按圖示加入試劑。儀器a的名稱是________；E中的試劑是________________(填字母)。A．稀H2SO4 B．NaOH溶液C．飽和NaHSO3溶液(2)先向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中燒瓶滴加濃H2SO4。(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后，結束反應。過濾C中混合物，濾液經(jīng)________(填操作名稱)、結晶、過濾、洗滌、干燥，得到產(chǎn)品。Ⅲ.【探究與反思】(1)為驗證產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4，該小組設計了以下實驗方案，請將方案補充完整(所需試劑從稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸餾水中選擇)取適量產(chǎn)品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，____________________，若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，則可確定產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4。(2)為減少裝置C中生成Na2SO4的量，在不改變原有裝置的基礎上對實驗步驟(2)進行了改進，改進后的操作是________________。(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度隨溫度升高顯著增大，所得產(chǎn)品通過________方法提純。課后反思化學實驗課，特別是二輪專題復習實驗課很難上，老師都有這樣的體會。有同行說“化學實驗方案的設計與評價”這節(jié)課你也敢上，怎么講！因為有“三疑三探”教學法的強大理論指導，有我對學生三年來有素的訓練，我有信心上好這節(jié)課?！叭扇健苯虒W法的關鍵是找到學生的疑點。通過批改預習學案中學生設計的實驗方法，我發(fā)現(xiàn)，學生對氣體流向、裝置的選擇、實驗條件的控制、實驗步驟的排序、實驗的安全意識存在明顯不足。對于上述問題，如果是只對同學出現(xiàn)的錯誤進行簡單講評，學生很難形成深刻印象，也達不到我們所需要的效果。為此，我大膽創(chuàng)新，以學生的預習設計為主線，以對師生對學生設計的質(zhì)疑和評價為內(nèi)容，展開豐富的討論和探索，最終達成了課堂教學目標。教學過程中的優(yōu)點：1、學生參與度強：每個人都能積極的參與到課堂中，課堂效果好，學生也提出有了許多有深度的問題，并且勇于向同學、向老師質(zhì)疑。2、教學設計大膽創(chuàng)新：充分體現(xiàn)課堂教學的生成性。3、突出了學生的主體地位：充分扮演好組織者、引導者和合作者的角色，在教學中我努力讓學生成為學習主體，發(fā)揮學生的主體性作用。4、本節(jié)課由于我在課前做了大量的統(tǒng)計工作，找出學生的薄弱環(huán)節(jié)，課堂講解思路清晰，重點突出，設計均由學生評價，充分調(diào)動學生積極性，提高了學生的思維能力和語言表達能力。因此，本節(jié)課受到了本校領導和老師的一致好評。教學過程中的不足：1、教學環(huán)節(jié)達標測試題沒有完成：本節(jié)課的教學充分重視學生的活動過程，但也造成了時間緊迫，致使當堂檢測沒有時間完成。2、課件制作技術有待進一步提高：課件制作與電腦操作還不夠嫻熟，課件制作就顯得不夠精美，今后，我將加強這方面的訓練。課標分析一、2017最新考綱設計實驗方案；正確選用實驗裝置；③掌握控制實驗條件的方法；④預測或描述實驗現(xiàn)象、分析或處理實驗數(shù)據(jù)，得出合理結論；⑤評價或改進實驗方案。二、變化及解讀實驗要求的改動是初步要求變成了掌握、選擇、預測或描述、設計等能力，增大了考查力度，對實驗和探究能力的要求提高了?？荚囈笈c范圍化學實驗部分，2017年增加了“①設計實驗方案”，“②正確選用實驗裝置”，“④預測或描述實驗現(xiàn)象”，③控制實驗條件的方法由“了解”調(diào)整為“掌握”，刪去了高考從未考過的“繪制和識別典型實驗儀器裝置圖?！?，通過這些變化可以看出，2017年高考增加了對考生思維層次要求更高、靈活性更強的知識點，提升了對實驗變量控制的要求，刪除了幾乎從來不考的知識點。綜合實驗題，是以物質(zhì)制備和實驗探究為設計理念，通過實驗設計，把實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗藥品、實驗操作、實驗現(xiàn)象、實驗結論及數(shù)據(jù)處理、問題討論、實驗評價等綜合起來，靈活的從以上各個方面進行設問，從而考查學生化學實驗知識和技能。針對化學學科的特點，化學考題大幅度增加了實驗探究活動，強調(diào)