实验方案的设计与评价
知识总结实验方案设计与评价
知识总结实验方案设计与评价一、实验方案设计实验方案设计是指设计一个实验的过程，包括确定实验的研究对象、实验的目的和假设、实验的步骤和操作方法、实验的数据处理方法等。
一个好的实验方案设计能够确保实验结果的可靠性和准确性。
1. 确定实验的研究对象和目的根据实验的目的和研究对象的特点来确定实验方案。
例如，如果研究对象是某种生物，那么需要确定实验的生长环境和饲养方式；如果研究对象是某种材料，那么需要确定实验的测试方法和测量仪器。
2. 确定实验的假设和变量根据实验的目的和研究对象的特征，确定实验的假设和变量。
假设是指对研究对象进行的一种猜测或预测，变量是指实验中可以被改变的因素。
实验的变量分为独立变量和依赖变量。
独立变量是实验中自行改变的变量，依赖变量是实验中被观察的、受独立变量影响的变量。
3. 确定实验的步骤和操作方法根据实验的目的和研究对象的特点，设计实验的步骤和操作方法。
在设计实验步骤时，需要思考每一步的目的和相应的操作方法。
同时，也需要考虑实验操作的安全性和实验室环境。
4. 确定实验的数据处理方法在确定实验方案时，需要确定实验的数据处理方法。
数据处理方法是指对实验数据进行分析、处理和计算的过程。
需要根据实验数据的特点和研究目的，选择合适的数据处理方法，保证实验结果的可靠性和准确性。
二、实验方案评价实验方案评价是指对已经设计出的实验方案进行评估，确定其可行性和实验结果的可靠性。
实验方案评价的主要内容包括实验方案的合理性、操作的有效性、实验数据的可靠性等。
1. 实验方案的合理性实验方案的合理性是指实验方案是否符合研究目的，并且能够有效地解决研究问题。
在评价实验方案的合理性时，需要考虑实验的操作方法、实验操作环境、实验的变量和数据处理方法等方面。
2. 操作的有效性在实验过程中，需要对实验操作的有效性进行评估，确保实验数据的可靠性和准确性。
操作的有效性包括实验操作的规范性、实验数据采集的准确性、实验量的测量精度等方面。
第十二章第4节 实验方案的设计与评价(共71张PPT)
[固本自测] 1. 设计实验方案证明H2SO3的酸性强于H2CO3。 答案：三种参考方案如下： 方案一：配制相同物质的量浓度的NaHSO3和 NaHCO3溶液，用酸度计(或pH试纸)测两溶液 的pH，前者的pH小于后者，证明H2SO3酸性强 于H2CO3；
方案二：将SO2气体依次通过NaHCO3(或 Na2CO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、 澄清石灰水，品红溶液不褪色，且澄清石灰水 变浑浊，证明H2SO3酸性强于H2CO3； 方案三：将CO2气体依次通过NaHSO3(或 Na2SO3)溶液、品红溶液，品红溶液不褪色， 证明H2SO3酸性强于H2CO3。
3. 实验各部分知识与技能的综合应用。 怎么考 本节内容在高考实验中处于核心位置，每年必考。通过近几年 的高考实验研究发现，以物质的制备、物质的性质探究为载 体，考查气体物质的实验室制法、化学实验的设计及评价能力 已成为高考实验的首选。
追本溯源拓认知
知识点一
实验方案的设计
1.实验方案设计的基本要求 基 本 要 求
知识点二
实验方案的评价
1.实验方案的评价解题要点 (1)理论上要科学 。 简单可行 。 (2)操作上要 节约 (3)原料用量要 。 (4)要环保，符合 绿色化学
原则。
2．实验评价题的常见考查角度 (1)从绿色化学的思想(操作简单、药品价廉、 安全无污染、现象明显)评价不同实验方案的优 劣。 (2)如果实验中提供试剂的价格，要注意成本的 核算。 [特别提醒] (1)有水蒸气生成的，先检验水蒸气， 再检验其他成分。 (2)对于需要进行转化才能检测的成分，要先转 化，然后再检测转化产物。 (3)要注意某些仪器的规格和药品的名称。
[固本自测] 2. 某无色混合气体中可能含有乙烯、二氧化碳、 二氧化硫和氧气，为确定其中一定含有二氧化 碳、二氧化硫，甲、乙、丙3位同学分别设计 了下述实验方案，并都认为：如果观察到的现 象与自己设计的方案一样，就可确认无色气体 中一定含有二氧化碳和二氧化硫。
实验方案的设计与评价
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。
实验方案的设计与评价
实验方案的设计与评价1. 引言实验方案的设计与评价是科研和工程项目中非常重要的环节。
一个合理的实验方案能够保证实验结果的可靠性和可重复性，从而有效支持科学研究和工程开发。
本文将介绍实验方案的设计与评价的一般流程和方法，并分析其重要性和影响因素。
2. 实验方案设计实验方案设计是实验工作的基础，它涉及到实验目的、实验材料、实验方法、实验步骤等方面的内容。
2.1 实验目的实验目的是实验工作的出发点，是实验方案设计的首要考虑因素。
实验目的应该明确、具体、可操作性强，并符合科学研究或工程开发的要求。
在实验方案设计过程中，应该明确实验目的并在后续的设计中保持一致。
2.2 实验材料实验材料是实验方案设计中需要考虑的重要因素之一。
实验材料的选择应该与实验目的和实验方法相匹配，能够保证实验的可行性和准确性。
在选择实验材料时，还需要考虑其可获取性、可重复性和成本等因素。
2.3 实验方法实验方法是实验方案设计的核心内容，它包括了实验的基本原理、实验步骤和实验数据的采集方法等。
实验方法应该符合科学研究的规范和要求，能够保证实验结果的可靠性和准确性。
在设计实验方法时，需要综合考虑实验目的、实验材料和实验条件等多个因素。
2.4 实验步骤实验步骤是实验方案设计的实施指南，它描述了实验的具体操作过程。
实验步骤应该详细、清晰，并包含必要的实验注意事项和安全措施等。
在编写实验步骤时，应该遵循规范的科技写作要求，以确保实验能够顺利进行并获得可靠的实验结果。
3. 实验方案评价实验方案评价是对实验方案设计的客观评估和分析，旨在发现潜在问题并提供改进方案。
3.1 可行性评价可行性评价是对实验方案的可行性进行评估，主要考虑实验目的的实现、实验材料的可获取性和实验方法的可操作性等。
可行性评价的结果将影响实验方案的进一步开展和修订，以确保实验的成功进行。
3.2 可靠性评价可靠性评价是对实验方案的可靠性进行评估，主要考虑实验结果的准确性和可重复性。
实验方案的设计与评价
实验方案的设计与评价一、实验方案的设计（一)、一个相对完整的化学实验方案一般应包括的内容有：实验名称、实验目的、实验原理、实验用品和实验步骤、实验现象记录，及结果处理、问题和讨论等。
(二）、实验方案设计的基本要求1、科学性（1）、当制备具有还原性的物质时，不能用强氧化性酸，如:①、制氢气不能用HNO3、浓H2SO4，宜用稀H2SO4等。
另外，宜用粗锌（利用原电池原理加快反应速率),不宜用纯锌(反应速率慢）。
②、同理，制H2S、HBr、HI等气体时,皆不宜用浓H2SO4.前者宜用稀盐酸,后两者宜用浓磷酸.FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S↑H3PO4 + NaBr NaH2PO4 + HBr↑(制HI用NaI）(2）、与反应进行、停滞有关的问题用CaCO3制CO2，不宜用H2SO4。
生成的微溶物CaSO4会覆盖在CaCO3表面，阻止反应进一步进行。
（3)、MnO2和浓盐酸在加热条件下反应，制备的Cl2中含HCl气体和水蒸气较多；若用KMnO4代替MnO2进行反应,由于反应不需加热,使制得的Cl2中含HCl气体和水蒸气极少.(4）、酸性废气可用碱石灰或强碱溶液吸收,不用石灰水，因为Ca（OH）2属于微溶物质，石灰水中Ca（OH）2的含量少。
（5）、检查多个连续装置的气密性，一般不用手悟法,因为手掌热量有限.(6）、用排水法测量气体体积时,一定要注意装置内外压强应相同.（7）、实验室制备Al(OH）3的反应原理有两个:由Al3+制Al（OH）3,需加氨水;由AlO2-制Al（OH）3,需通CO2气体.（8）、装置顺序中，应先除杂后干燥。
如实验室制取Cl2的装置中,应先用饱和食盐水除去HCl气体，后用浓H2SO4吸收水蒸气。
2、可行性（1）、在制备Fe(OH)2时，宜将NaOH溶液煮沸，以除去NaOH溶液中溶解的O2；其次在新制的FeSO4溶液中加一层苯，可以隔离空气中的O2，防止生成的Fe（OH）2被氧化。
2024年中考化学专项复习----实验方案的设计与评价
①取一定量的NaOH溶液于试管中，滴加过量的BaCl2溶液
有白色沉淀产生
猜想III成立
②实验①结束后进行过滤，向得到的滤液中滴加________。
溶液变成蓝色
【反思与评价】
(3)同学们讨论认为，小军的实验结论不严密，理由是___________。
【拓展实验】
(4)小慧实验②中所加的试剂替换为下列________操作，也可以实现相同的目的。
8.除去下列各组物质中的杂质，所用方法可行的是
选项
物质
杂质
除杂方法
A
N2
O2
通入足量水中
B
NaCl固体
Mg（OH）2
加足量的稀盐酸，蒸发结晶
C
CO2
CO
通过足量澄清石灰水，干燥
D
CuSO4溶液
H2SO4
加足量Cu（OH）2，过滤
A. AB. BC. CD. D
9.除去下列物质中的少量杂质，所用试剂及方法正确的是
A. AB. BC. CD. D
7.除去下列各物质中的少量杂质，所选用的试剂和方法均正确的是
编号
物质
杂质
试稀盐酸
过滤、洗涤、干燥
B
CaCl2溶液
HCl
过量CaCO3粉末
过滤
C
CO2
CO
O2
点燃
D
NaNO3溶液
NaCl
过量AgNO3溶液
过滤
A. AB. BC. CD. D
【提出问题】实验室制取二氧化碳后 废液中含有哪些溶质？
【猜想与假设】猜想一：CaCl2猜想二：CaCl2和HCl
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性
【探究活动一】取少量废液等分成2份，甲、乙两组同学分别利用其中一份进行如下探究：
中考化学实验方案的设计与评价
第20讲实验方案的设计与评价考点1 实验方案的设计1.实验设计以化学实验为基础，对实验过程中的材料、手段、方法、步骤等全部方案的制定，常联系科学研究、生产、生活、环境保护的实际去发现并提出问题，设计实验去探讨和解决实际问题并得出科学的发现和结论。
2.实验设计的基本要求：①科学性；②可行性;③安全性；④简约性;⑤单一性;⑥对比性。
3。
实验方案的设计原则:方法简便，现象明显，操作易行。
考点2 实验方案的评价1。
实验评价题由题目提供多套方案，要求从某一角度或几个方面评价方案的优劣，解题时要求学生以批判的思维和方法排除不合理的或不是最优的方案,选择、创造更好的方案。
2。
通常有如下的方面：（1）对典型装置的多种用途的评价；(2)对实验方案是否合理,实验现象和结论是否正确的评价；(3)依据实验条件和要求，设计物质的制取、成分的推断、定量组成测定等实验方案。
命题点1 实验方案的设计例1 (2014·泰安)某化学兴趣小组为验证Ag、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，设计了如图所示的实验操作。
其中可以达到实验目的的组合是（）A.①②或②③或②④⑤B.②④或①③或②④⑤C.①③或②③或①④⑤ D。
①②或②③或③④⑤思路点拨:要验证Ag、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,可以用金属与可溶性盐是否发生反应来判断,最简单的方法是用金属Cu与Ag和Fe的可溶性盐溶液进行反应来判断，或用金属Ag和金属Fe与Cu的可溶性盐溶液进行反应来判断,也可以用酸、金属Cu、金属Fe和Ag的可溶性盐溶液进行反应来判断。
1.(2014·河北）如图所示实验设计不能达到目的的是（ )A.鉴别碳酸钠和氢氧化钠溶液B.除去氢气中的氯化氢气体C.测定空气中的氧气含量D.验证化学反应前后质量守恒2.（2014·山西)实验目的操作或所用试剂A 除去NaCl固体中混有的泥沙溶解、过滤、蒸发B 除去CO中混有的CO2NaOH溶液、浓H2SO4C 鉴别食盐、蔗糖品尝D 鉴别H2O、KCl溶液AgNO3溶液命题点2 实验方案的评价例2 (2013·哈尔滨)实验室有四瓶失去标签的溶液，现标为A、B、C、D,分别是碳酸钠溶液、氯化钡溶液、硫酸钠溶液和稀盐酸中的一种。
实验方案的设计与评价教学设计
实验方案的设计与评价教学设计实验方案的设计是一个关键的教学环节，它直接影响学生对实验的理解、学习和实践能力的培养。
一个好的实验方案设计可以帮助学生更好地理解和掌握实验的原理和方法，并培养学生的科学思维、创新能力和实验操作技能。
以下是一个关于实验方案设计与评价教学设计的详细讨论。
1.目标设定：在设计实验方案之前，需要明确实验的目标和学生应该达到的能力水平。
实验的目标可以分为知识目标、技能目标和态度目标三个层次。
知识目标是指学生通过实验能够掌握和理解相关知识的能力；技能目标是指学生能够独立进行实验和数据处理的能力；态度目标是指培养学生的科学态度和实验道德观。
2.实验内容选择：根据实验目标和学生的基础，选择合适的实验内容。
实验内容应具有一定的代表性和实用性，能够拓宽学生的知识面。
同时，还应考虑实验装置的可行性和材料的可获得性。
3.实验步骤设计：实验步骤设计是实验方案的核心内容之一、实验步骤应该具有科学严谨性，能够清晰地描述实验的操作过程。
同时，还需要注意实验步骤的可操作性，避免存在无法操作的环节。
4.实验设计评估和数据处理：一个好的实验方案应该能够给予学生足够的自主性和探究性。
在实验设计的过程中，需要考虑合适的评估方法，通过设计实验记录表、实验报告等评价学生实验能力的材料，并提供合理的数据处理方法。
教学设计的评价主要包括以下几个方面：1.目标达成度评价：通过对学生实际操作的观察和评价，评估学生是否达到了实验目标和考察的知识、能力和态度。
2.实验记录和报告评价：通过评估学生的实验记录和报告，评价学生对实验过程和结果的理解和分析能力。
3.实验操作能力评价：通过观察学生实际操作的情况，评价学生的实验操作技能和安全意识。
4.学生反馈评价：通过学生的反馈信息，了解学生对实验方案和教学过程的评价和建议，并进行调整和改进。
综上所述，实验方案的设计与评价教学设计是教学过程中非常重要的环节。
一个好的实验方案设计可以帮助学生更好地理解和掌握实验的原理和方法，并培养学生的科学思维、创新能力和实验操作技能。
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(4)反应生成HCl 3.65 g(0.1 mol)，生成H2O 9.90 g(0.55 mol)， 根据2 mol HCl～(5＋2x)mol H2O可得2∶(5＋2x)＝0.1∶0.55， 解得x＝3。若取消冷却玻管B，导致气体温度过高，流速快， H2O(g)可能不能被浓H2SO4完全吸收，导致所测x值偏低。 (5)Mg2Al(OH)6Cl1 － 2x(CO3)y·zH2O 分 解 产 生 的 气 体 除 HCl 、 H2O(g)外，还有CO2，而C装置质量增加包含CO2、HCl的质 量，所以需要测定装置C的增重、D的增重及样品质量。
第四节 实验方案的设计与评价
[考纲展示] 1．根据实验试题要求设计、评价或改进实验方案。 2．分析或处理实验数据，得出合理结论。 3．识别典型的实验仪器装置图。
本节目录
教
考
学
真知
材
点
科
题能
回
串
规
集演
顾
讲
律训练夯深来自方把高实
度
法
脉分
双
剖
提
高跨
基
析
升
考栏
教材回顾夯实双基
体验高考
(2012·高考重庆卷)氯离子插层镁铝水滑石 [Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]是一种新型离子交换材料，其在高温下 完全分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气。现用如图装置进行 实验确定其化学式(固定装置略去)。
即时应用
1．(2012·高考四川卷)甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分 子中氮、氢原子个数比，设计了如下实验流程：
装有足量干燥
装有氧化铜
制取氨气 ―→ 剂的干燥管 ―→ 的硬质玻管 ―→
盛有足量浓
测定生成
硫酸的洗气瓶 ―→ 氮气的体积
实验中，先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气， 再连接洗气瓶和气体收集装置，立即加热氧化铜。反应完成 后，黑色的氧化铜转化为红色的铜。
考点串讲深度剖析
考点1 化学实验方案的设计
1．化学实验方案设计的基本要求
2．化学实验设计的基本内容 一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容： (1)实验名称； (2)实验目的； (3)实验原理； (4)实验用品(药品、仪器、装置、设备)及规格； (5)实验装置图、实验步骤和操作方法； (6)实验注意事项； (7)实验现象的记录及结果处理； (8)问题与讨论。
(3)实验中试剂或产物防止变质或损失 ①实验中反应物或产物若易吸水、潮解、水解等，要采取措 施防止吸水； ②易挥发的液体产物要及时冷却； ③易挥发的液体反应物，需在反应装置中加装冷凝回流装置 (如长导管、竖直的干燥管、冷凝管等)； ④注意防止倒吸的问题。
(4)选用仪器及连接顺序
(5)仪器药品的准确描述 ①实验中所用试剂名称：如无水硫酸铜(CuSO4)、硫酸 铜溶液、酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水、饱和碳酸氢 钠溶液等。 ②仪器名称：如坩埚、研钵、100 mL容量瓶。
(3)该实验是定量实验，Mg2Al(OH)6Cl·xH2O分解产生的HCl、 H2O(g)要完全被C、D装置中的药品吸收，这样实验结果才准 确，同时要防止装置内空气中的CO2被NaOH溶液吸收。所以 实验前需通入N2赶走装置中的空气，反应后也需持续通入N2， 将装置中产生的HCl、H2O(g)全部赶入装置C、D中，从而减 小实验误差。停止加热后，H2O(g)、HCl被浓H2SO4、NaOH 溶液吸收过程中可导致装置压力迅速减小，可能发生倒吸现
(4)完全分解后测得C增重3.65 g、D增重9.90 g，则x＝ ________。若取消冷却玻管B后进行实验，测定的x值将 ________(填“偏高”或“偏低”)。 (5)上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成 [Mg2Al(OH)6Cl1－2y(CO3)y·zH2O]，该生成物能发生类似的热分 解反应，现以此物质为样品，用(2)中连接的装置和试剂进行 实验测定z，除测定D的增重外，至少还需测定 ____________________________________________________。
解析：本题涉及化学反应方程式的书写、实验设计与数据处
理等知识。题目情境陌生，考查内容灵活，但其考查基本点
是元素及其化合物知识与实验设计的融合，旨在考查考生的
实 验 设 计 与 实 验 数 据 分 析 、 处 理 能 力 。 (1) 根 据 题 目 信 息 ， Mg2Al(OH)6Cl·xH2O热分解得到MgO、Al2O3、HCl、H2O(g)， 根据原子守恒即可写出反应方程式。
(1)Mg2Al(OH)6Cl·xH2O热分解的化学方程式为 ____________________________________________________。 (2)若只通过测定装置C、D的增重来确定x，则装置的连接顺 序为________(按气流方向，用接口字母表示)，其中C的作用 是________。装置连接后，首先要进行的操作的名称是 ________。 (3)加热前先通N2排尽装置中的空气，称取C、D的初始质量后， 再持续通入N2的作用是_____________、__________等。
(2)装置D用于吸收Mg2Al(OH)6Cl·xH2O分解产生的H2O(g)，装 置C用于吸收Mg2Al(OH)6Cl·xH2O分解产生的HCl。根据装置 D的增重可得H2O(g)的质量，根据装置C的增重可得HCl的质 量，根据HCl的物质的量可得样品的物质的量，结合H2O(g)的 质量即可得出x。连接装置时应该首先用浓硫酸吸收H2O(g)， 然后用NaOH溶液吸收HCl。
3．化学实验方案设计的基本思路 根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器，设计合理的装 置，并且从几种方案中分析选择出最佳方案。
4．化学实验方案设计的注意事项 (1)实验操作顺序 装置选择与连接→气密性检查→加固体药品→加液体药品→ 开始实验(按程序)→拆卸仪器→其他处理等。 (2)加热操作先后顺序的选择 若气体制备实验需加热，应先加热气体发生装置，通入气体 排出装置中的空气后，再给实验中需要加热的物质加热。目 的：①防止爆炸(如氢气还原氧化铜)；②保证产品纯度，防止 反应物或生成物与空气中的物质反应。熄灭酒精灯的顺序 则相反。