化學(xué)批判性（評價(jià)實(shí)驗(yàn)方案）思維測評試題一、基礎(chǔ)評價(jià)題（共30分）（一）實(shí)驗(yàn)原理分析題（15分）題目1：某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)"乙醛還原性實(shí)驗(yàn)方案"如下：取2mL10%NaOH溶液于試管中，加入5滴5%CuSO?溶液，振蕩后得到藍(lán)色懸濁液向懸濁液中加入0.5mL40%乙醛溶液，加熱至沸騰，觀察到磚紅色沉淀請從以下角度評價(jià)該方案的合理性：（1）指出NaOH與CuSO?的用量比例是否合理，并說明理由（2）若將乙醛替換為苯甲醛，預(yù)測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并解釋原因（3）設(shè)計(jì)一個(gè)對照實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證"堿性環(huán)境是該反應(yīng)的必要條件"評價(jià)要點(diǎn)：是否能識別強(qiáng)堿環(huán)境對[Cu(OH)?]2?生成的重要性（n(NaOH):n(CuSO?)應(yīng)≥2:1）是否理解醛基與酮基的結(jié)構(gòu)差異對反應(yīng)活性的影響對照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否遵循單一變量原則（如設(shè)置酸性、中性對照組）（二）裝置缺陷改進(jìn)題（15分）題目2：實(shí)驗(yàn)室用下圖裝置制備氯氣并驗(yàn)證其性質(zhì)（夾持裝置略）：濃鹽酸MnO?飽和食鹽水紫色石蕊試液NaOH溶液[分液漏斗]→[圓底燒瓶]→[洗氣瓶]→[洗氣瓶]→[尾氣吸收瓶]（1）指出該裝置存在的兩處明顯缺陷（2）若要驗(yàn)證干燥Cl?是否具有漂白性，需在現(xiàn)有裝置中增加哪個(gè)環(huán)節(jié)？畫出裝置圖并說明試劑選擇依據(jù)（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)尾氣吸收瓶內(nèi)溶液溫度升高，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究溫度對Cl?溶解度的影響評價(jià)要點(diǎn)：是否能識別缺少加熱裝置（MnO?與濃鹽酸反應(yīng)需加熱）和防倒吸裝置干燥裝置的位置是否合理（應(yīng)在石蕊試液前）溫度影響實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否體現(xiàn)控制變量思想（如不同溫度下測定Cl?飽和溶液濃度）二、進(jìn)階分析題（共40分）（一）數(shù)據(jù)可靠性判斷題（20分）題目3：某同學(xué)測定Na?CO?樣品純度（含少量NaCl）的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：|實(shí)驗(yàn)次數(shù)|樣品質(zhì)量/g|消耗0.1000mol/LHCl體積/mL|平行實(shí)驗(yàn)相對偏差||----------|------------|------------------------------|------------------||1|0.1500|26.52|-1.8%||2|0.1500|27.00|0.0%||3|0.1500|27.54|+2.0%|已知：Na?CO?+2HCl=2NaCl+CO?↑+H?O，M(Na?CO?)=106.0g/mol（1）計(jì)算第2組數(shù)據(jù)的樣品純度，并判斷三組數(shù)據(jù)是否應(yīng)全部保留（2）若滴定管起始讀數(shù)時(shí)仰視，終點(diǎn)讀數(shù)時(shí)俯視，分析對結(jié)果的影響（3）提出兩種提高測定精密度的改進(jìn)措施評價(jià)要點(diǎn)：是否能正確計(jì)算純度（純度=73.5%）并運(yùn)用Q檢驗(yàn)法判斷可疑值（27.54mL應(yīng)保留）誤差分析是否考慮兩次讀數(shù)誤差的疊加效應(yīng)（結(jié)果偏低）改進(jìn)措施是否具體可行（如增加樣品質(zhì)量、使用棕色滴定管等）（二）方案創(chuàng)新性評價(jià)題（20分）題目4：現(xiàn)有兩套實(shí)驗(yàn)室制備乙酸乙酯的方案：傳統(tǒng)方案：乙醇+乙酸（濃硫酸催化，加熱回流，飽和Na?CO?收集）改進(jìn)方案：乙醇+乙酸（固體酸催化，微波輻射，離子液體吸收）（1）從原子經(jīng)濟(jì)性、能耗、安全性三個(gè)維度比較兩套方案（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證"微波輻射能加快酯化反應(yīng)速率"，寫出關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)步驟（3）指出改進(jìn)方案可能存在的新問題并提出解決思路評價(jià)要點(diǎn)：是否理解原子經(jīng)濟(jì)性概念（傳統(tǒng)方案生成H?O，原子利用率較低）對照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否控制微波功率、反應(yīng)時(shí)間等變量能否預(yù)見離子液體回收困難等問題并提出精餾分離方案三、綜合探究題（共30分）題目5：某研究小組探究"Fe3?與I?反應(yīng)限度"的實(shí)驗(yàn)方案如下：向5mL0.1mol/LKI溶液中加入2mL0.1mol/LFeCl?溶液，振蕩后分層取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅結(jié)論：Fe3?與I?的反應(yīng)存在限度（1）寫出該反應(yīng)的離子方程式并計(jì)算平衡常數(shù)（已知φ°(Fe3?/Fe2?)=0.77V，φ°(I?/I?)=0.54V）（2）有同學(xué)認(rèn)為"溶液變紅"不能證明反應(yīng)存在限度，提出可能的干擾因素并設(shè)計(jì)方案排除（3）若要進(jìn)一步測定平衡時(shí)c(Fe3?)，需補(bǔ)充哪些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？簡述測定思路評價(jià)要點(diǎn)：是否能通過能斯特方程計(jì)算K值（lgK=(0.77-0.54)×2/0.0591≈7.78，K≈6×10?）是否考慮I?與SCN?的氧化還原干擾（需先除盡I?再檢驗(yàn)Fe3?）濃度測定方案是否科學(xué)（如采用返滴定法或分光光度法）四、評分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)（示例）維度評分表（以題目5為例）評價(jià)維度水平1（0-2分）水平2（3-4分）水平3（5-6分）質(zhì)疑意識未提出任何質(zhì)疑僅指出KSCN檢驗(yàn)的干擾系統(tǒng)分析I?、Fe2?等多種干擾證據(jù)分析數(shù)據(jù)處理錯(cuò)誤能正確計(jì)算K值但未分析意義結(jié)合K值判斷反應(yīng)限度合理性邏輯推理推理過程存在明顯矛盾基本合理但忽略次要因素邏輯嚴(yán)密且考慮離子強(qiáng)度影響反思創(chuàng)新無改進(jìn)建議提出簡單改進(jìn)（如加萃取劑）設(shè)計(jì)三組對照實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)整體評分說明基礎(chǔ)評價(jià)題側(cè)重考查實(shí)驗(yàn)原理掌握度，要求能識別方案中的明顯錯(cuò)誤進(jìn)階分析題強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)解讀能力，需結(jié)合誤差理論和反應(yīng)原理進(jìn)行系統(tǒng)分析綜合探究題注重思維完整性，評價(jià)從問題提出到方案設(shè)計(jì)的全過程開放性問題采用SOLO分類評價(jià)法，從"前結(jié)構(gòu)-單點(diǎn)結(jié)構(gòu)-多點(diǎn)結(jié)構(gòu)-關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)-抽象拓展結(jié)構(gòu)"五個(gè)層次賦分五、典型錯(cuò)誤分析原理性錯(cuò)誤：在乙醛還原性實(shí)驗(yàn)中，誤認(rèn)為"只要有Cu(OH)?就能氧化醛基"，忽略堿性環(huán)境要求裝置設(shè)計(jì)缺陷：氯氣制備中遺漏加熱裝置，反映對反應(yīng)條件的認(rèn)知不足數(shù)據(jù)處理偏差：計(jì)算樣品純度時(shí)未進(jìn)行空白校正，導(dǎo)致結(jié)果偏高變量控制不當(dāng)：驗(yàn)證微波效應(yīng)時(shí)未保持反應(yīng)溫度一致，實(shí)驗(yàn)缺乏說服力干擾因素忽略：Fe3?檢驗(yàn)中未排除I?的顏色干擾，直接觀察到紅色即下結(jié)論本套試題通過