初中化學(xué)實驗探究題解題技巧.doc

初中化學(xué)實驗探究題的解題技巧初中化學(xué)實驗探究性題體現(xiàn)了素質(zhì)教育的要求，不僅能考查學(xué)生的基本實驗技能，還能考查學(xué)生對科學(xué)探究方法和過程的理解程度，有效檢測學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，突出了新課標(biāo)、新教材的特點，代表了教材改革和中考改革的方向，在近幾年中考中起到了一定的導(dǎo)向作用，因此此類題在中考中頻頻出現(xiàn)，且分值相對較高，現(xiàn)已成為中考命題的熱點和亮點。從歷年的考試中看，初中化學(xué)實驗探究的題型主要有應(yīng)用型探究、構(gòu)建型探究和綜合型探究等，涉及的內(nèi)容主要是：利用控制變量法研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、在類似物質(zhì)的干擾下定性探究物質(zhì)的組成、利用對比實驗法探索化學(xué)反應(yīng)中的異?，F(xiàn)象及其發(fā)生原因等。為了更好的提高學(xué)生對化學(xué)實驗及探究題的解題能力，本人通過對近幾年南京市化學(xué)實驗及探究題的研究，結(jié)合自己在教學(xué)實踐中改編、設(shè)計的一些實驗探究題，談?wù)勥@類試題的設(shè)計新視角。一、創(chuàng)新類探究試題創(chuàng)新類探究試題涉及提出問題、作出猜想或假設(shè)、設(shè)計實驗、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價、表達(dá)與交流等要素。以探究為形式或情景,可考察考生化學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能,測試考生解決化學(xué)問題的思路、過程和方法。解答探究創(chuàng)新類試題一般步驟是:首先要能根據(jù)題干背景材料提出問題,聯(lián)想到相對應(yīng)的化學(xué)知識。第二,作出猜想或假設(shè)時,最重要的是要有科學(xué)依據(jù),要從化學(xué)的視角作出科學(xué)的猜想或假設(shè)。第三,設(shè)計探究(實驗)方案,要圍繞尋找特征反應(yīng)作為論證(肯定或否定)的依據(jù),同時應(yīng)注意排除其他因素的干擾。第四,對探究問題作出解釋與結(jié)論時,要通過實驗、觀察等多種手段獲取事實和證據(jù),或通過查閱資料獲取的信息,以事實為依據(jù),應(yīng)用化學(xué)原理進行分析推理,不能隨意編造,牽強附會。最后,從反應(yīng)原理是否正確、實驗方案是否完善、探究過程是否合理以及經(jīng)濟效益、資源利用、環(huán)境保護等方面對探究方案或過程進行反思與評價。探究題一般并不包括所有的探究要素,但上述要求是解答探究性試題的一般思路和方法?！纠?】（2016年南京中考）空氣中氧氣含量測定的再認(rèn)識。【經(jīng)典賞析】教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分（實驗裝置如圖1）該實驗中選擇使用汞的優(yōu)點有 。A實驗過程中沒有污染 B在汞槽中起到液封作用C生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣D能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣集合耗盡【實驗回顧】實驗室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量（裝置如圖2），寫出紅磷燃燒的化學(xué)方程式 。興趣小組用該方法測出的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于21%?！咎岢鰡栴}】用紅磷燃燒的方法為什么不能準(zhǔn)確地測定空氣中氧氣的含量？【進行猜想】（1）裝置漏氣；（2） 裝置內(nèi)氧氣有剩余；【實驗與交流】在老師的指導(dǎo)下，小明分別用過量的紅磷和白磷進行該實驗，用測氧氣濃度的傳感器測得反應(yīng)后裝置內(nèi)氧氣濃度分別為8.85%和3.21%，請從燃燒條件的角度回答產(chǎn)生上述結(jié)果的主要原因 ?！緦嶒炋骄?】小明根據(jù)鐵生銹的原理，探究用鐵能否準(zhǔn)確測定空氣中氧氣的含量，于是進行了實驗（裝置如圖3）通過7天測得的數(shù)據(jù)計算空氣中氧氣的含量為19.13%?！窘涣髋c反思】與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法測定的主要優(yōu)點及原因： 。【實驗探究2】為了加快反應(yīng)速率，小明通過查閱資料，利用鐵粉、炭粉、氧化鈉等物質(zhì)又進行了實驗（裝置如圖4），8分鐘后測得的數(shù)據(jù)如表：實驗前的體積實驗后的體積集氣瓶內(nèi)空氣燒杯內(nèi)蒸餾水燒杯內(nèi)剩余蒸餾水131mL90.0mL63.6mL請計算出空氣中氧氣含量 （計算結(jié)果保留一位小數(shù)）?！窘Y(jié)論與反思】通過上述實驗探究，選 （填物質(zhì)名稱）進行實驗，可較為快速地完成實驗并減小實驗誤差?！就卣寡由臁裤~也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)而銹蝕，生成銅綠銅綠的主要成分為Cu2（OH）2CO3，若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進行實驗，請判斷能否比較準(zhǔn)確地測定空氣中氧氣的含量，并說明理由。 【考點】測定空氣里氧氣含量的探究?！痉治觥俊窘?jīng)典賞析】根據(jù)使用汞的優(yōu)點進行分析解答；【實驗回顧】根據(jù)磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷解答；【進行猜想】根據(jù)本探究實驗一般要注意以下幾點：裝置的氣密性好；所用藥品紅磷的量，必須是足量；讀數(shù)時一定要冷卻到原溫度；生成物的狀態(tài)一般要求是固態(tài)等【實驗與交流】根據(jù)白磷的著火點比紅磷的著火點低解答；【交流與反思】根據(jù)用鐵絲生銹的方法測定的主要優(yōu)點裝置內(nèi)殘留的氧氣更少，實驗結(jié)果更準(zhǔn)確解答；【實驗探究2】根據(jù)燒杯內(nèi)蒸餾水減少的體積為氧氣的體積解答；【結(jié)論與反思】根據(jù)題中信息分析解答；【拓展延伸】根據(jù)生成銅綠的條件解答?！窘馕觥俊窘?jīng)典賞析】教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分（實驗裝置如圖1）該實驗中選擇使用汞的優(yōu)點有在汞槽中起到液封作用；生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣；能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣集合耗盡，故選BCD；【實驗回顧】磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4P+5O22P2O5；【進行猜想】實驗中所取的紅磷不足（或?qū)嶒炃皼]有夾彈簧夾、實驗裝置可能未冷卻就打開彈簧夾等）；【實驗與交流】小明分別用過量的紅磷和白磷進行該實驗，用測氧氣濃度的傳感器測得反應(yīng)后裝置內(nèi)氧氣濃度分別為8.85%和3.21%，請從燃燒條件的角度回答產(chǎn)生上述結(jié)果的主要原因。故答：白磷的著火點比紅磷的著火點低；【交流與反思】鐵絲在水、氧氣的條件下很容易生銹，與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法測定的主要優(yōu)點及原因：裝置內(nèi)殘留的氧氣更少，實驗結(jié)果更準(zhǔn)確；【實驗探究2】燒杯內(nèi)蒸餾水減少的體積為氧氣的體積=90mL63.6mL=26.4mL空氣中氧氣含量=100%20.2%【結(jié)論與反思】通過上述實驗探究，選擇鐵粉、炭粉、氧化鈉和蒸餾水或白磷等物質(zhì)進行實驗，可較為快速地完成實驗并減小實驗誤差。【拓展延伸】銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)而銹蝕，生成銅綠銅綠的主要成分為Cu2（OH）2CO3，若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進行實驗，不能比較準(zhǔn)確地測定空氣中氧氣的含量，因為空氣中二氧化碳含量約只有0.03%，銅不能將裝置中的氧氣幾乎耗盡。二、實驗方案的設(shè)計與評價1實驗方案的設(shè)計實驗方案的設(shè)計以選擇題、填空題和實驗探究題形式出現(xiàn)，要求根據(jù)實驗?zāi)康?，對實驗過程中的用品、方法、步驟等進行方案的制定。(1)設(shè)計實驗方案的原則 科學(xué):實驗原理正確，實驗流程合理。 簡約:在實驗設(shè)計時，實驗材料容易獲得，實驗裝置比較簡單，實驗操作過程比較簡便，實驗步驟比較少，實驗時間比較短。 可行:符合一般實驗條件，易達(dá)到目的要求，操作正確。 安全:如點燃可燃性氣體前要先檢驗氣體的純度，以防發(fā)生爆炸。 經(jīng)濟:實驗設(shè)備、實驗原料、消耗的能源花費少。 環(huán)保:如進行有毒氣體的性質(zhì)實驗時，應(yīng)注意尾氣的處理等。 (2)實驗步驟 根據(jù)實驗?zāi)康?、結(jié)合實驗原理確定實驗裝置和藥品制定實驗操作步驟進行實驗觀察實驗現(xiàn)象得出結(jié)論?！纠?】（2015年無錫中考）下列實驗方案不合理的是（ ）A用觀察顏色的方法鑒別磷礦粉和硝酸鉀B用植物的花瓣制作指示劑，檢驗溶液的酸堿性C用水鑒別NH4NO3、Na0H、NaCl三種固體D用FeSO4溶液、Cu和Ag比較Fe、Cu和Ag的金屬活動性【考點】化學(xué)實驗方案設(shè)計與評價；金屬活動性順序及其應(yīng)用；酸堿指示劑及其性質(zhì)；化肥的簡易鑒別；酸、堿、鹽的鑒別?！痉治觥緼根據(jù)磷礦粉是灰白色的，硝酸鉀是白色的晶體，進行分析判斷。B根據(jù)某些植物的花瓣中含有能夠遇酸堿會變色的物質(zhì)分析判斷。C根據(jù)三種物質(zhì)與同種試劑反應(yīng)產(chǎn)生的不同現(xiàn)象來鑒別它們，若兩種物質(zhì)與同種物質(zhì)反應(yīng)的現(xiàn)象相同，則無法鑒別它們。D根據(jù)金屬活動性順序，驗證金屬的活動性順序是否合理，可根據(jù)“反應(yīng)則活潑，不反應(yīng)則不活潑”進行分析判斷，通過分析方案所能得到的結(jié)論，確定是否能得出Fe、Cu和Ag三種金屬的活動性順序?！窘馕觥緼磷礦粉是灰白色的，硝酸鉀是白色的晶體，用觀察顏色的方法可以鑒別磷礦粉和硝酸鉀，故選項實驗方案合理。B某些植物的花瓣中含有遇酸堿會變色的物質(zhì)，可檢驗溶液的酸堿性，故選項實驗方案合理。CNH4NO3溶于水吸熱，氫氧化鈉溶于水放出大量的熱，氯化鈉溶于水溫度幾乎無變化，可以鑒別，故選項實驗方案合理。DCu和Ag與FeSO4溶液均不反應(yīng)，說明了活動性鐵銅，鐵銀，但無法確定銀和銅的活動性強弱，故選項實驗方案不合理。故選：D?！军c評】本題難度不是很大，化學(xué)實驗方案的設(shè)計是考查學(xué)生能力的主要類型，同時也是實驗教與學(xué)難點，在具體設(shè)計時要對其原理透徹理解，可根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)結(jié)合實驗?zāi)康倪M行分析判斷。2實驗方案的評價實驗方案的評價一般以選擇題、填空題和實驗探究題形式出現(xiàn)，要求從某一角度或幾個方面對實驗方案進行評價，排除不合理的或不夠優(yōu)化的方案。 (1)實驗方案的評價是指用批判的思想對題中所設(shè)計的實驗方案、實驗步驟、實驗裝置、現(xiàn)象描述、結(jié)論分析等方面進行否定或指出不合理的地方，從而使實驗得到優(yōu)化。 (2)原則 化學(xué)反應(yīng)原理是否正確。 實驗操作方法是否可行。 是否經(jīng)濟合理。 推理過程是否嚴(yán)密。 對環(huán)境是否會產(chǎn)生危害等?！纠?】(2014紹興中考)實驗小組的同學(xué)向盛有2mL稀硫酸的試管中加入2mL氫氧化鈉溶液，未觀察到明顯現(xiàn)象?！咎岢鰡栴}】兩者是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)？【實驗探究】將盛有上述實驗混合液的試管標(biāo)為，如圖甲。小華：測得實驗所用稀硫酸pH7，試管中溶液pH7，于是得出結(jié)論：_。小敏：取兩支試管，編號為和，分別加入稀硫酸和試管中溶液各2mL，逐滴滴加Na2CO3溶液至過量，實驗過程與現(xiàn)象如圖乙，由此他得出了與小華一樣的實驗結(jié)論?！痉此荚u價】小軍認(rèn)為小敏在實驗設(shè)計中存在不夠嚴(yán)密的地方，請幫他指出：_?！窘涣饔懻摗吭嚬苋芤褐杏心男┤苜|(zhì)？同學(xué)小孟分析了兩位同學(xué)的實驗過程，一致認(rèn)為沒有H2SO4，其理由是_。在此基礎(chǔ)上同學(xué)小孟提出兩種推理：推理1：含有Na2SO4、Na2CO3和NaOH推理2：含有Na2SO4、Na2CO3?！窘馕觥俊緦嶒炋骄俊啃∪A測得實驗所用稀硫酸pH7，試管中溶液pH7，酸堿度發(fā)生了較大的改變，說明稀硫酸與氫氧化鈉發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)；【反思評價】小敏：取兩支試管，編號為和，分別加入稀硫酸和試管(顯堿性)中溶液各2mL，逐滴滴加Na2CO3溶液至過量，稀硫酸與碳酸鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，試管(顯堿性)與碳酸鈉溶液反應(yīng)無氣泡產(chǎn)生，說明試管中的全部溶液與2mL稀硫酸作對比實驗，因此實驗設(shè)計不嚴(yán)密，因為試管和需要保證里面的硫酸量是相同的(假設(shè)硫酸和氫氧化鈉沒發(fā)生反應(yīng))，如果兩者沒有發(fā)生反應(yīng)，試管中的全部溶液才含有2mL硫酸，因此該實驗應(yīng)該用試管中的全部溶液與2mL稀硫酸作對比實驗；【交流討論】試管中的溶液pH7，顯堿性，試管中滴入碳酸鈉溶液無氣泡產(chǎn)生，說明不含H2SO4?！纠?】(2015年株洲中考)甲、乙兩同學(xué)在學(xué)完酸的化學(xué)性質(zhì)后,做了如下實驗:【觀察與討論1】甲同學(xué)在做實驗時觀察到的明顯現(xiàn)象是 。再滴加無色酚酞溶液,無明顯現(xiàn)象(已知CaCl2溶液呈中性)?！居^察與討論2】乙同學(xué)在做實驗時開始沒有觀察到氣泡產(chǎn)生,于是對碳酸鈉能否與鹽酸反應(yīng)表示懷疑。甲同學(xué)通過查閱資料得知:在碳酸鈉溶液中滴加少量稀鹽酸,先發(fā)生反應(yīng)Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3,繼續(xù)滴加稀鹽酸,再發(fā)生反應(yīng)NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2。所以甲同學(xué)認(rèn)為,乙同學(xué)實驗時還應(yīng) ,才能觀察到有氣泡產(chǎn)生。【觀察與討論3】甲同學(xué)先將廢液緩慢倒入一潔凈的廢液杯中,乙同學(xué)在觀察到氣泡產(chǎn)生后,也將實驗廢液緩慢倒入該廢液杯中,沒有觀察到明顯現(xiàn)象。經(jīng)過討論確定,甲同學(xué)的試管中廢液含有的溶質(zhì)一定有 (填化學(xué)式,下同),乙同學(xué)的試管中廢液含有的溶質(zhì)一定有 。 為了處理實驗后產(chǎn)生的廢液,甲、乙同學(xué)決定對廢液杯中最終廢液溶質(zhì)的成分進行探究。【提出問題】最終廢液中含有什么溶質(zhì)?【猜想與假設(shè)】猜想1:廢液中含有 兩種溶質(zhì)。猜想2:廢液中含有 三種溶質(zhì)。猜想3:廢液中含有NaHCO3、CaCl2、NaCl三種溶質(zhì)?！净顒优c探究】甲、乙同學(xué)為了驗證猜想,進行了如下實驗:甲同學(xué)實驗:取少量廢液于試管中,向其中滴加鹽酸,無氣泡產(chǎn)生。乙同學(xué)實驗:取少量廢液于試管中,向其中滴加紫色石蕊試液,溶液變紅色?！窘Y(jié)論與反思】(1)猜想 (填“1”“2”或“3”)正確。(2)要得到相同的結(jié)論,還可采用很多種方法。如加入氧化鐵粉末,可觀察到溶液呈 色,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 【表達(dá)與交流】甲、乙同學(xué)確認(rèn)了最終廢液中溶質(zhì)的成分,若直接排放,可能造成的危害是 , 你認(rèn)為處理該廢液的方法是 ?！窘馕觥?【觀察與討論1】氫氧化鈣懸濁液能與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈣和水,所以懸濁液變澄清；【觀察與討論2】由題給信息可知只有加入足量的稀鹽酸才能產(chǎn)生氣泡,所以需要繼續(xù)加入稀鹽酸,才能觀察到有氣泡產(chǎn)生；【觀察與討論3】根據(jù)上述討論可知甲同學(xué)的試管中廢液含有的溶質(zhì)一定有CaCl2,乙同學(xué)的試管中廢液含有的溶質(zhì)一定有NaCl；【猜想與假設(shè)】如果甲、乙實驗中都恰好完全反應(yīng),廢液中含有CaCl2、NaCl兩種溶質(zhì);如果鹽酸過量,廢液中含有CaCl2、NaCl、HCl三種溶質(zhì)；【活動與探究】廢液中滴加鹽酸,無氣泡產(chǎn)生,說明溶液中不含