实验设计与实验评价

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1、例1(2009年福建卷)某研究性小组借助A〜D的仪器装置完成有关实验。【实验一】收集NO气体。(1)用装置A收集NO气体，正确的操作上(填序号)。a.从①口进气，用排水法集气b.从①口进气，用排气法集气c.从②口进气，用排水法集气d.从②口进气，用排气法集气【实验二】为了探究镀锌薄铁板上的锌的质量分数vv(Zii)和镀层厚度，查询得知锌易溶于碱：Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2t据此，截取面积为S的双面镀锌薄铁板试样，剪碎、称得质量为m,go用固体烧碱和水作试剂，拟出下列实验方案并进行相关实验。方案甲：通过测量试样

2、与碱反应生成的氢气体积来实现探宄木目标(2)选用B和(填仪器标号)两个装置进行实验。(3)测得充分反应后生成氢气的体积为VL(标准状况)，iv(Zn)=(4)计算镀层厚度，还需要检索的一个物理量是(5)若装置B中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗，测量结果将(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。方案乙：通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标。选用仪器C做实验，试样经充分反应，滤出不溶物、洗涤、烘干，称得其质量为m2g。(6)iv(Zn)=o方案丙：通过称量试样与碱反应前后仪器、试样和试剂的总质量(其差值即为112的质量)

3、实现探究目标。实验同样使用仪器C。(7)从实验误差角度分析，方案丙方案乙(填优于、劣于或等同于)。答案：(1)C;(2)D;(3)(或等其他合理答案);(4)金属锌的密度(或其他合理答案)；(5)偏大；(6)(或其他合理答案)；tnl(7)劣于。【解析】本题属于实验探究，涉及NO气体的收集，混合物中金属含量的计算等。(1)NO遇空气立即被氧化，故不能用排空气法收集，只能用排水法收集。排水时应用短进长出。(2)方案甲：Zn和Fe中只有Zn可以与NaOH产生气体，通过排水收集气体，依据反应方程式即可算出Zn的质量分数。所以需

4、要的装置有测H2的体积的D装置。65V(3)Zn与Hb之间量为1:1，则«(Zn)=V/22.4mobw(Zn)=m(Zn)/mi=°(4)有了Zn的质量，如果有密度，则可以求出Zn的体积，再由Zn的截面积，即可求出Zn的高度(厚度)。(1)恒压式分液漏斗产生的气体有部分残留在分液漏斗上方，故排气时收集少了，所以用普通漏斗时收集的112多一些，则计算出的Zn的量偏大。（6）减少的质量即为Zn的质量。（7）丙方案根据H2的质量差值，显然误差大，因为产生的H2质量很小，计算偏差大。例2（2008年宁夏卷）为测试一铁片中铁元素

5、的含量，某课外活动小组提出下面两种方案并进行了实验（以下数据为多次平行实验测定结果的平均值）：方案一：将ag铁片完全溶解于过量稀硫酸中，测得生成氢气的体积为580mL（标准状况）；方案二：将0.1ag铁片完全溶解于过量稀硫酸中，将反应后得到的溶液用0.02000mol.L4的KMnO4溶液滴定，达到终点时消耗了25.00mLKMnO4溶液。请回答下列问题：（1）配平下面的化学方程式（将有关的化学计量数填入答题卡的横线上）：_KMnO4+FeSO4+H2SO4=Fe2（SO4）3+MnSO4+K2SO4+H2O（3）根据方

6、案一和方案二测定的结果计算，铁片中铁的质量分数依次为_和（铁的相对原子质量以55.9计）。（4）若排除实验仪器和操作的影响因素，试对上述两种方案测定结果的准确性做出判断和分析。①方案一（填“准确”、“不准确”、“不一定准确”），理由是②方案二（填“准确”、“不准确”、“不一定准确”），理由是答案:(3)1.451.45“O（4）①不一定准确。如果铁片中存在与稀硫酸反应并能生成氢气的其它金属，会导致结果偏高；铁片中存在与稀硫酸反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物，会导致结果偏低；如果上述情况均不存在，则结果准确。②不一定准

7、确。如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其它金属，生成的金属离子在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏高；如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的铁的氧化物，生成的Fe3+离子在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏低；如果上述情况均不存在，则结果准确。注：本小题属于开放性试题，若考生回答“准确”或“不准确”且理由合理，可酌性给分。例如：考生回答方案一准确，因为铁片中不存在能与稀硫酸反应并能生成氢气的其它金属，也不存在铁的氧化物；方案一不准确，如果铁片中存在与稀硫酸反应生成氢气的其它金属，会导致结果偏髙；如果存在与稀硫酸

8、反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物，会导致结果偏低。方案二准确，铁片溶于稀硫酸后，除Fe2+外，其它可能存在的金属离子在酸性溶液中均不能被高锰酸钾氧化，也不存在氧化铁。方案二不准确，如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其它金属，生成的金属离子在酸性溶液中能被髙锰酸钾氧化，会导致结果偏髙；如果存在与稀硫酸反应而溶解的铁