初中化學試驗探究題解題技巧

1、初中化學實驗探究題的解題技巧初中化學實驗探究性題表達了素質(zhì)教育的要求,不僅能考查學生的根本實驗技能,還能考查學生對科學探究方法和過程的理解程度,有效檢測學生的科學素養(yǎng),突出了新課標、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.從歷年的測試中看,初中化學實驗探究的題型主要有應用型探究、構建型探究和綜合型探究等,涉及的內(nèi)容主要是：利用限制變量法研究影響化學反響速率的因素、在類似物質(zhì)的干擾下定性探究物質(zhì)的組成、利用比照實驗法探索化學反響中的異?，F(xiàn)象及其發(fā)生原因等.為了更好的提升學生對化學

2、實驗及探究題的解題水平,本人通過對近幾年南京市化學實驗及探究題的研究,結合自己在教學實踐中改編、設計的一些實驗探究題,談談這類試題的設計新視角.一、創(chuàng)新類探究試題創(chuàng)新類探究試題涉及提出問題、作出猜測或假設、設計實驗、收集證據(jù)、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等要素.以探究為形式或情景,可考察考生化學根底知識和根本技能,測試考生解決化學問題的思路、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)想到相對應的 化學知識.第二,作出猜測或假設時,最重要的是要有科學依據(jù),要從化學的視角作出科學的猜 想或假設.第三,設計探究實驗方案,要圍繞尋找特征反響作為論證肯定或否認的

3、依據(jù),同時應注意排除其他因素的干擾.第四,對探究問題作出解釋與結論時 ,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),應用化學原理進行分析 推理,不能隨意編造,牽強附會.最后,從反響原理是否正確、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.例1 2021年南京中考空氣中氧氣含量測定的再熟悉.【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.

4、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【實驗回憶】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方程式 .興趣小組用該方法測出 的氧氣含量常常遠低于 21% .【提出問題】用紅磷燃燒的方法為什么不能準確地測定空氣中氧氣的含量?【進行猜測】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響后裝置內(nèi)氧氣濃度分別為8.85%和3.21% ,請從燃燒條件的角度答復產(chǎn)生上述結果的主要原因 .【實驗探究1】小明根據(jù)鐵生銹的原理,探究用鐵能

5、否準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% .【交流與反思】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】為了加快反響速率,小明通過查閱資料,利用鐵粉、炭粉、氧化鈉等物質(zhì)又實驗前的體積實驗后的體積集氣瓶內(nèi)空氣燒杯內(nèi)烝儲水燒杯內(nèi)剩余蒸儲水131mL90.0mL63.6mL進行了實驗裝置如圖 4, 8分鐘后測得的數(shù)據(jù)如表:科/一、 的廢撒,件J后再踐布,我y 用的第合物1_!請計算出空氣中氧氣含量 計算結果保存一位小數(shù)【結論與反思】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

6、差.【拓展延伸】銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反響而銹蝕,生成銅綠銅綠的主要成分為Cu2 OH 2CO 3,假設將圖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.【分析】【經(jīng)典賞析】根據(jù)使用汞的優(yōu)點進行分析解答；【實驗回憶】根據(jù)磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷解答；【進行猜測】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

7、優(yōu)點裝置內(nèi)殘留的氧氣更少,實驗結果更準確解答；【實驗探究2】根據(jù)燒杯內(nèi)蒸儲水減少的體積為氧氣的體積解答；【結論與反思】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.【解析】【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,應選BCD;【實驗回憶】磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷,反響的化學方程式為：5.4P+5O 22P2.5；【進行猜測】實驗中所取的紅磷缺乏或實驗前沒有夾彈簧夾、實驗裝置可能未冷卻就翻開彈簧夾等；【實驗與交流】 小

8、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響后裝置內(nèi)氧氣濃度分別為 8.85%和3.21%,請從燃燒條件的角度答復產(chǎn)生上述結果的主要原因.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,實驗結果更準確；【實驗探究2】燒杯內(nèi)蒸儲水減少的體積為氧氣的體積=90mL - 63.6mL=26.4mL26. 4mL ., 空氣中氧氣含量=13訊100% 20.2%【結論與反思】通過上述實驗探究, 選擇鐵粉、炭粉、氧化鈉和蒸福水或白磷等物質(zhì)進行實驗,可較為快速 地完

9、成實驗并減小實驗誤差.【拓展延伸】銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反響而銹蝕,生成銅綠銅綠的主要成分為Cu2 OH 2CO 3,假設將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進行實驗,不能比擬準確地測定空氣中氧氣的含量,由于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、實驗方案的設計與評價1 .實驗方案的設計實驗方案的設計 以選擇題、填空題和實驗探究題形式出現(xiàn),要求根據(jù)實驗目的, 對實驗過程中的用品、方法、步驟等進行方案的制定.(1)設計實驗方案的原那么科學：實驗原理正確,實驗流程合理.簡約：在實驗設計時,實驗材料容易獲得,實驗裝置比擬簡單,實驗操作過程比擬簡便,實驗步驟比擬

10、少,實驗時間比擬短.可行 符合一般實驗條件,易到達目的要求,操作正確.平安: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,應注意尾氣的處理等.(2)實驗步驟根據(jù)實驗目的、結合實驗原理一確定實驗裝置和藥品一制定實驗操作步驟一進行實驗一觀察實驗現(xiàn)象一得出結論.【例2】(2021年無錫中考)以下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比擬Fe、Cu和Ag的金屬活動性【考

11、點】化學實驗方案設計與評價；金屬活動性順序及其應用；酸堿指示劑及其性質(zhì)；化肥的簡易鑒別；酸、堿、鹽的鑒別.【分析】A.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)與同種試劑反響產(chǎn)生的不同現(xiàn)象來鑒別它們,假設兩種物質(zhì)與同種物質(zhì)反響的現(xiàn)象相同,那么無法鑒別它們.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)“反響那么活潑,不反響那么不活潑進行分析判斷,通過分析方案所能得到的結論,確定是否能得出Fe、Cu和Ag三種金屬的活動性順序.【解析】A.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

12、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,應選項實驗方案合理.C. NH 4NO 3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,應選項實驗方案合理.D. Cu和Ag與FeSO4溶液均不反響,說明了活動性鐵銅,鐵銀,但無法確定銀和銅的活動性強弱,應選項實驗方案不合理.應選：D.【點評】此題難度不是很大, 化學實驗方案的設計是考查學生水平的主要類型,同時也是實驗教與學難點,在具體設計時要對其原理透徹理解,可根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)結合實驗目的進行分析判斷.2.實驗方案的評價實驗方案的評價一般以選

13、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計的實驗方案、實驗步驟、實驗裝置、現(xiàn)象描述、結論分析等方面進行否認或指出不合理的地方,從而使實驗得到優(yōu)化.(2)原那么化學反響原理是否正確.實驗操作方法是否可行.是否經(jīng)濟合理.推理過程是否嚴密.對環(huán)境是否會產(chǎn)生危害等.【例3】(2021紹興中考)實驗小組的同學向盛有 2mL稀硫酸的試管中參加 2mL氫氧化鈉 溶液,未觀察到明顯現(xiàn)象.【提出問題】兩者是否發(fā)生了化學反響【實驗探究】將盛有上述實驗混合液的試管標為,如圖甲.小華：測得實驗所用稀硫酸

14、pH V 7,試管中溶液pH >7,于是得出結論:2mL ,逐滴滴小敏：取兩支試管,編號為和,分別參加稀硫酸和試管中溶液各 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論.【反思評價】小軍認為小敏在實驗設計中存在不夠嚴密的地方,請幫他指出:【交流討論】試管溶液中有哪些溶質(zhì)同學小孟分析了兩位同學的實驗過程,一致認為沒有H2SO4,其理由是 在此根底上同學小孟提出兩種推理：推理 1 :含有 Na2SO4、Na2CO3 和 NaOH推理 2：含有 Na2SO4、Na2CO3.【解析】【實驗探究】小華測得實驗所用稀硫酸pH V7,試管中溶液pH >7,酸堿

15、度發(fā)生了較大的改變,說明稀硫酸與氫氧化鈉發(fā)生了化學反響；【反思評價】小敏：取兩支試管,編號為和,分別參加稀硫酸和試管中顯堿性溶液各2mL,逐滴滴加Na 2CO 3溶液至過量,稀硫酸與碳酸鈉溶液反響產(chǎn)生氣泡,試管顯堿性與碳酸鈉溶液反響無氣泡產(chǎn)生,說明試管中的全部溶液與2mL稀硫酸作比照實驗,因此實驗設計不嚴密,由于試管和需要保證里面的硫酸量是相同的假設硫酸和氫氧化鈉沒發(fā)生反響,如果兩者沒有發(fā)生反響,試管中的全部溶液才含有2mL硫酸,因此該實驗應該用試管中的全部溶液與2mL稀硫酸作比照實驗；【交流討論】試管中的溶液 pH >7,顯堿性,試管中滴入碳酸鈉溶液無氣泡產(chǎn)生,說明不含 H2SO4.【

16、例4】2021年株洲中考甲、乙兩同學在學完酸的化學性質(zhì)后,做了如下實驗：【觀察與討論1】甲同學在做實驗時觀察到的明顯現(xiàn)象是 .再滴加無 色酚酗:溶液,無明顯現(xiàn)象CaCl2溶液呈中性.滴刖稀疝靦/ 占 *r- 足牲液七I 叢 W匕溶液二二鄴 匕廢液林【觀察與討論 2】乙同學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響表示疑心.甲同學通過查閱資料得知：在碳酸鈉溶液中滴加少量稀鹽酸,先發(fā)生反響Na 2CO3+HCINaCl+NaHCO 3,繼續(xù)滴加稀鹽酸,再發(fā)生反響NaHCO 3+HClNaCl+H 2O+CO 2" 所以甲同學認為,乙同學實驗時還應 ,才能觀 察到有氣泡產(chǎn)

17、生.【觀察與討論 3】甲同學先將廢液緩慢倒入一潔凈的廢液杯中,乙同學在觀察到氣泡產(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,甲同學的試管 中廢液含有的溶質(zhì)一定有 填化學式,下同,乙同學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)【猜測與假設】猜測 1：廢液中含有 兩種溶質(zhì).猜測2:廢液中含有 三種溶質(zhì).猜測3:廢液中含有 NaHCO 3、CaCl2、NaCl三種溶質(zhì).【活動與探究】甲、乙同學為了驗證猜測,進行了如下實驗：甲同學實驗：取少量廢液于試管中,向其中滴加鹽酸

18、,無氣泡產(chǎn)生.乙同學實驗：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.【結論與反思】1猜測填“1 “2或“3正確.2要得到相同的結論,還可采用很多種方法.如參加氧化鐵粉末,可觀察到溶液呈 色,該反響的化學方程式為 .【表達與交流】甲、乙同學確認了最終廢液中溶質(zhì)的成分,假設直接排放,可能造成的危害是, 你認為處理該廢液的方法【解析】【觀察與討論1】氫氧化鈣懸濁液能與稀鹽酸發(fā)生反響生成氯化鈣和水,所以懸濁液變澄清；【觀察與討論 2】由題給信息可知只有參加足量的稀鹽酸才能產(chǎn)生氣泡,所以需要繼續(xù)參加稀鹽酸,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的試管中廢液含有的溶質(zhì)一定有CaCl 2,乙同學的試管中廢液含有的溶質(zhì)一定有NaCl ;【猜測與假設】如果甲、乙實驗中都恰好完全反響,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