中学化学实验设计与评价方法_化学实验论文

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《化学课程标准》(实验稿)提倡学生进行科学探究。近年来中考试题中出现的有关实验方案的设计与评价试题恰恰吻合了新课标对学生科学探究精神的要求。实验设计与评价是化学实验中难度最大、综合性最强、能力要求相对较高的一类试题。它既需要牢固的基础知识,还需要较强的分析问题的能力和应用知识的能力。这类题能较好地考查学生灵活运用知识解决问题的能力和创造性思维能力。本文将具体结合有关题目谈谈化学实验设计与评价题型的解法。

一、实验方案设计与评价题考点概述

1.物质的鉴别、鉴定和检验的实验设计与评价。

2.物质的制备和性质的实验设计与评价。

3.物质的分离和提纯实验设计与评价。

4.实验操作步骤的设计与评价。

5.测定物质成分含量的实验设计与评价。

二、实验方案设计与评价原则

1.科学性原则

方案在理论上是否科学合理,是否严密。

2.可行性原则

要注意仪器的性能、所用原料是否资源丰富,价廉易得和多种物质共存时的种种复杂性。

3.简约性原则

实验装置是否简单,反应条件是否易达到,反应是否快速,操作是否简便,现象是否明显。

4.安全性原则

化学反应及操作是否安全。

5.环保原则

实验方案从环保角度考虑,是否会对环境造成污染,所选试剂是否属再生资源,反应能否循环进行。

三、实验方案设计与评价题解题思路例析

1.实验设计与评价题解题基本思路

(1)仔细审题,明确实验目的,设计合理的实验方案。

(2)根据实验目的,选择反应物和装置,设计实验步骤,明确操作过程,观察实验现象,收集实验数据,得出结论。

(3)对实验进行评价时,要遵循评价的五个原则,评价实验的优劣及误差。

2.典型例题

从理论、操作、经济、环保等方面考虑,对每个方案进行简要评价,并从中确定一个最优方案。

分析 甲方案从理论、操作、经济、环保等各方面考虑都比较好;乙方案生成了二氧化硫,从环保方面考虑,不可取;丙方案操作步骤较繁琐,不符合简约性原则,且硝酸银价格贵,不经济;丁方案中的铜与硫酸亚铁不反应,理论上不可行。所以,最优方案为甲方案。

例3 请完成以下探究过程:

提出问题:设计实验来粗略测定黄铜(铜和锌两种金属的合金)中锌的质量分数。(黄铜已加工成粉末。)

供选择的药品:足量的浓硫酸,足量的稀硫酸和氧化铜。

供选用的实验装置:

设计方案:请你在下表中完成三个实验小组设计的三种不同方案和计算式:

选用选用的组装时接口编号需测得的实 合金中锌

药品实验装的连接顺序(如验数据(从下的质量分

的名置序号不需要组装,则述可测得的 数的计算

称不填)数据中选取)式

方 稀硫AFE

案 酸

搜集数据:在实验中可测得的数据:

黄铜的质量ag。

充分反应后,生成氢气的体积为bL(在此实验条件下,2.0g的体积是22.4L)。

反应前仪器和药品的质量为cg。

充分反应后剩余固体的质量为dg。

充分反应后仪器和药品的质量为eg。

反思评价:你认为上述三个方案中,最佳方案是____。

分析 本题的实验目的是测定黄铜(铜、锌合金)中锌的质量分数。供选用的药品及供选用的实验装置已给出。为了达到实验目的,可通过下列几个途径:①黄铜中的锌与稀硫酸发生反应生成氢气,通过测氢气的体积可算出锌的质量。②黄铜中的锌与稀硫酸发生反应生成氢气,通过称量反应前仪器和药品的质量以及充分反应后仪器和药品的质量,测出它们的差值为氢气的质量,从而算出锌的质量。③黄铜中的锌与稀硫酸充分反应后,剩余固体为铜,将铜提纯后称量,这样就可以算出黄铜中锌的质量。

上述三个途径中,第②种途径步骤最简捷,操作最简单。

答案:

最佳方案:方案二。

近年来,全国各地中考化学试题中涉及的化学实验设计与评价题型越来越多,涉及的化学实验内容越来越广泛。这就要求我们教师在日常教学过程中,不仅要使学生能充分领会教材中实验的设计意图、实验原理和实验方法,还应注意对一些常见的实验进行拓展和改造,创设新情景,提出新问题,让学生自己设计实验方案,最后对实验进行评价与反思,培养学生的创新意识和创新能力。

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