2019年
学案九 化学实验方案的设计与评价
【教学目标】
知识目标：1.运用化学实验知识，对实验方案作出分析和判断。了解实验设计的基本要求。2.通过对实验设计的分析和判断，了解实验设计的一般思路。
能力目标：1.通过分析实验方案是否合理，实验现象和结论是否正确，培养分析评价能力和实践能力。2.培养学生观察、描述实验的能力，启发学生学习化学的兴趣，激发学生学习化学的自觉性和积极性。 情感与价值观：以化学实验为载体，激发学生对化学的兴趣和对科学的探究欲望。 【教学重点】 化学实验设计的一般思路以及对化学实验设计的评价。 【教学难点】 化学实验设计的一般思路。 【考情分析】
近年的新课标高考中常考的有两类实验：一是探究类实验，主要探究物质分解的产物和物质的性质；设计并完成实验报告，包括补充实验步骤或实验步骤的排序、选择试剂和现象的描述等。二是评价类实验，根据题目提供的实验方案，评价是否合理，并要求设计合理的方案。如2017年全国新课标Ⅰ卷T26，2015年全国新课标Ⅰ卷T26，2014年全国新课标Ⅱ卷T28。
1．实验方案设计的基本原则
2．实验方案设计的基本内容
2019年
3．实验方案评价的基本原则 (1)可行性原则
①分析实验方案是否科学可行； ②实验操作是否安全合理； ③实验步骤是否简单方便； ④实验效果是否明显。 (2)绿色化学原则
①实验过程中是否造成环境污染； ②原料是否无毒、安全、易得； ③原料利用率是否较高； ④反应速率是否较快。 (3)安全性原则
①化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下： ②净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸； ③进行某些易燃易爆实验时要防爆炸； ④防氧化；
⑤污染性的气体要进行尾气处理；有粉末状态物质参加的反应，要注意防止导气管堵塞；防吸水。 (4)规范性原则
①冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)； ②易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；
③仪器拆卸与组装顺序相反，按照从右向左，从高到低的顺序；
④其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。
考点指导1 “假设判断”型实验方案设计
【典例1】 漂白粉是生产生活中常用的消毒剂和杀菌剂
实验室有一瓶密封不严的漂白粉样品，其中肯定存在CaCl2，请设计实验，探究该样品中可能存在的其他固体物质。
(1)提出合理假设。
2019年
假设1：该漂白粉未变质，只含有________； 假设2：该漂白粉全部变质，只含有________；
假设3：该漂白粉部分变质，既含有Ca(ClO)2，又含有CaCO3。 (2)设计实验方案，进行实验。请写出实验步骤、预期现象和结论。
限选用的仪器和药品：试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、自来水、1 mol·L盐酸、品红溶液、新制澄清石灰水。(提示：不必检验Ca和Cl)
实验步骤 ① ② 【思维提示】 第一步 明确目的原理
设计实验探究漂白粉变质后物质的成分，涉及反应： ①2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。 ②Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO。 第二步 提出合理假设
根据假设3提供的物质及反应原理判断样品中可能含有Ca(ClO)2或CaCO3或二者的混合物。 第三步 寻求验证方法
用CaCO3与盐酸反应产生澄清石灰水变浑浊的CO2来验证CaCO3的存在。 用Ca(ClO)2与盐酸反应生成能使品红溶液褪色的HClO来验证Ca(ClO)2的存在。 第四步 设计操作步骤
①固体样品中加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中(用于检验CO2)。 ②向步骤①反应后的溶液中滴入1～2滴品红溶液，振荡(用于检验HClO)。 第五步 分析得出结论
若步骤①中石灰水未变浑浊，则说明样品中无CaCO3，即假设1成立。
若步骤①中石灰水变浑浊，且步骤②中品红溶液不褪色，说明CaCO3存在，不存在Ca(ClO)2，即假设2成立。 若步骤①中石灰水变浑浊，且步骤②中品红溶液褪色，说明有CaCO3和Ca(ClO)2存在，即假设3成立。 答案 (1)假设1：只含有Ca(ClO)2；假设2：只含有CaCO3 (2)
实验步骤 ① 加入适量1 mol·L盐酸溶解后，－12＋
－
－1
预期现象和结论 ________ ________ 取少量上述漂白粉于试管中，______ ________________________________ 预期现象和结论 若澄清石灰水未见浑浊，则假设1成
2019年 再将产生的气体通入澄清石灰水中 立； 若澄清石灰水变浑浊，则假设2或假设3成立 向步骤①反应后的试管中滴入1～2若品红溶液褪色，则假设3成立；若品② 滴品红溶液，振荡(或另外取样操红溶液不褪色，则假设2成立 作) 【课堂对点训练】
1．将含有水蒸气的氯气通入到干燥疏松的碳酸钠中可以得到一种固体物质X，利用下图实验装置可以探究固体物质X的成分。
(1)试剂甲的名称为________，试剂乙的名称为________。
(2)经测定可知固体X中至少含有NaHCO3和一种含氯的盐类物质，装置D中的物质为含氯氧化物。下面对固体X的成分进行猜想和探究。 ①提出合理猜想。
猜想1 固体X含有两种成分：NaHCO3和________； 猜想2 固体X含有三种成分：NaHCO3和________。
②下面是针对固体X中的成分猜想进行的实验探究。请填写下表中的空格(可不填满)。
实验步骤 步骤1：取少量固体X样品，加入适量蒸馏水，使固体完全溶解，将溶液分装到两支试管中 步骤2：________________ 步骤3：________________ ________________ ________________ 预期现象和结论 限选试剂：酸性KMnO4溶液、BaCl2溶液、稀HNO3、蒸馏水、AgNO3溶液、澄清石灰水
(3)上述装置C中，如果标准状况下的氯气2.24 L与0.1 mol碳酸钠正好完全反应，则湿润的氯气与碳酸钠反应的化学方程式为___________________________。
解析 (1)实验室制备氯气一般用浓盐酸与MnO2反应，制得的氯气中含有HCl杂质，一般用饱和食盐水除去。(2)①反应物为Cl2、H2O、Na2CO3，而D中物质为含氯氧化物，其中Cl元素显正价，则C中含氯的盐中Cl元素必显负