初中化学实验探究题的解题技巧Word文档格式.docx
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的化学知识。
第二,作出猜想或假设时,
最重要的是要有科学依据
要从化学的视角作出科学
的猜想或假设。
第三,设计探究(实验)方案,要围绕寻找特征反应作为论证
(肯定或否定)的依
据,同时应注意排除其他因素的干扰。
第四
对探究问题作出解释与结论时
要通过实验、观
察等多种手段获取事实和证据
或通过查阅资料获取的信息
以事实为依据,应用化学原理进
行分析推理,不能随意编造,牵强附会。
最后,从反应原理是否正确、实验方案是否完善、探
究过程是否合理以及经济效益、
资源利用、环境保护等方面对探究方案或过程进行反思与评
价。
探究题一般并不包括所有的探究要素
但上述要求是解答探究性试题的一般思路和方法。
【例1】
(2016年南京中考)空气中氧气含量测定的再认识。
【经典赏析】教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图
1).该
实验中选择使用汞的优点有
。
A.实验过程中没有污染
B.在汞槽中起到液封作用
C.生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
D.能将密闭装置内空气中的氧气集合耗尽
【实验回顾】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量(装置如图
2),写出红磷燃烧的化学方程式。
兴趣小组用该方法测出
的氧气含量常常远低于21%。
【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量?
【进行猜想】
(1)装置漏气;
(2)
⋯⋯
装置内氧气有剩余;
【实验与交流】在老师的指导下,小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验,用测氧气浓度
的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%,请从燃烧条件的角度回答产生
上述结果的主要原因。
【实验探究1】小明根据铁生锈的原理,探究用铁能否准确测定空气中氧气
的含量,于是进行了实验(装置如图3)通过7天测得的数据计算空气中氧
气的含量为19.13%。
【交流与反思】与用红磷燃烧的方法相比,用铁丝生锈的方法测定的主要优
点及原因:
。
【实验探究2】为了加快反应速率,小明通过查阅资料,利用铁粉、炭粉、氧化钠等物质又
进行了实验(装置如图
4),8
分钟后测得的数据如表:
实验前的体积
实验后的体积
集气瓶内空气
烧杯内蒸馏水
烧杯内剩余蒸馏水
131mL
90.0mL
63.6mL
请计算出空气中氧气含量
(计算结果保留一位小数)。
【结论与反思】通过上述实验探究,选(填物质名称)进行实验,可较
为快速地完成实验并减小实验误差。
【拓展延伸】铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀,生成铜绿[铜绿的主要成分
为Cu2(OH)2CO3],若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验,请判断能否比较
准确地测定空气中氧气的含量,并说明理由。
【考点】测定空气里氧气含量的探究。
【分析】【经典赏析】根据使用汞的优点进行分析解答;
【实验回顾】根据磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷解答;
【进行猜想】根据本探究实验一般要注意以下几点:
①装置的气密性好;
②所用药品红磷的量,必须是足量;
③读数时一定要冷却到原温度;
④生成物的状态一般要求是固态等.
【实验与交流】根据白磷的着火点比红磷的着火点低解答;
【交流与反思】根据用铁丝生锈的方法测定的主要优点装置内残留的氧气更少,
实验结果更
准确解答;
【实验探究
2】根据烧杯内蒸馏水减少的体积为氧气的体积解答;
【结论与反思】根据题中信息分析解答;
【拓展延伸】根据生成铜绿的条件解答。
【解析】
【经典赏析】
教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图
1).该实验中选择使
用汞的优点有在汞槽中起到液封作用;
生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气;
能将密闭
装置内空气中的氧气集合耗尽,故选
BCD;
【实验回顾】磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷,反应的化学方程式为:
4P+5O2
2P2O5;
【进行猜想】实验中所取的红磷不足
(或实验前没有夹弹簧夹、
实验装置可能未冷却就打开
弹簧夹等);
【实验与交流】小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验,用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%,请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因。
故答:
白磷的着火点比红磷的着火点低;
【交流与反思】铁丝在水、氧气的条件下很容易生锈,与用红磷燃烧的方法相比,用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因:
装置内残留的氧气更少,实验结果更准确;
【实验探究2】烧杯内蒸馏水减少的体积为氧气的体积=90mL﹣63.6mL=26.4mL
空气中氧气含量=
100%≈20.2%
【结论与反思】
通过上述实验探究,选择铁粉、炭粉、氧化钠和蒸馏水或白磷等物质进行实验,可较为快速地完成实验并减小实验误差。
为Cu2(OH)2CO3],若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验,不能比较准确地
测定空气中氧气的含量,因为空气中二氧化碳含量约只有0.03%,铜不能将装置中的氧气几乎耗尽。
二、实验方案的设计与评价
1.实验方案的设计
实验方案的设计以选择题、填空题和实验探究题形式出现,要求根据实验目的,对实验
过程中的用品、方法、步骤等进行方案的制定。
(1)设计实验方案的原则
①科学:
实验原理正确,实验流程合理。
②简约:
在实验设计时,实验材料容易获得,实验装置比较简单,实验操作过程比较简
便,实验步骤比较少,实验时间比较短。
③可行:
符合一般实验条件,易达到目的要求,操作正确。
④安全:
如点燃可燃性气体前要先检验气体的纯度,以防发生爆炸。
⑤经济:
实验设备、实验原料、消耗的能源花费少。
⑥环保:
如进行有毒气体的性质实验时,应注意尾气的处理等。
(2)实验步骤
根据实验目的、结合实验原理→确定实验装置和药品→制定实验操作步骤→进行实验→
观察实验现象→得出结论。
【例2】
(2015年无锡中考)下列实验方案不合理的是(
)
A.用观察颜色的方法鉴别磷矿粉和硝酸钾
B.用植物的花瓣制作指示剂,检验溶液的酸碱性
C.用水鉴别
NH4NO3、Na0H、NaCl三种固体
D.用
FeSO4溶液、
Cu和
Ag比较
Fe、Cu和
Ag的金属活动性
【考点】化学实验方案设计与评价;
金属活动性顺序及其应用;
酸碱指示剂及其性质;
化肥
的简易鉴别;
酸、碱、盐的鉴别。
【分析】A.根据磷矿粉是灰白色的,硝酸钾是白色的晶体,进行分析判断。
B.根据某些植物的花瓣中含有能够遇酸碱会变色的物质分析判断。
C.根据三种物质与同种试剂反应产生的不同现象来鉴别它们,若两种物质与同种物
质反应的现象
相同,则无法鉴别它们。
D.根据金属活动性顺序,验证金属的活动性顺序是否合理,可根据“反应则活泼,
不反应则不活
泼”进行分析判断,通过分析方案所能得到的结论,确定是否能得出Fe、Cu和Ag三种金属的活动性顺序。
【解析】A.磷矿粉是灰白色的,硝酸钾是白色的晶体,用观察颜色的方法可以鉴别磷矿粉
和硝酸钾,故
选项实验方案合理。
B.某些植物的花瓣中含有遇酸碱会变色的物质,可检验溶液的酸碱性,故选项实验方案合
理。
C.NH4NO3溶于水吸热,氢氧化钠溶于水放出大量的热,氯化钠溶于水温度几乎无变化,
可以鉴别,故选项实验方案合理。
D.Cu和Ag与FeSO4溶液均不反应,说明了活动性铁>铜,铁>银,但无法确定银和铜的活动性强弱,故选项实验方案不合理。
故选:
D。
【点评】本题难度不是很大,化学实验方案的设计是考查学生能力的主要类型,同时也是实验教与学难点,在具体设计时要对其原理透彻理解,可根据物质的物理性质和化学性质结合实验目的进行分析判断。
2.实验方案的评价
实验方案的评价一般以选择题、填空题和实验探究题形式出现,要求从某一角度或几个
方面对实验方案进行评价,排除不合理的或不够优化的方案。
(1)实验方案的评价是指用批判的思想对题中所设计的实验方案、实验步骤、实验装置、
现象描述、结论分析等方面进行否定或指出不合理的地方,从而使实验得到优化。
(2)原则
①化学反应原理是否正确。
②实验操作方法是否可行。
③是否经济合理。
④推理过程是否严密。
⑤对环境是否会产生危害等。
【例3】(2014绍兴中考)实验小组的同学向盛有
液,未观察到明显现象。
【提出问题】两者是否发生了化学反应?
2mL
稀硫酸的试管中加入
氢氧化钠溶
【实验探究】将盛有上述实验混合液的试管标为①,如图甲。
小华:
测得实验所用稀硫酸pH<7,试管①中溶液pH>7,于是得出结论:
________。
小敏:
取两支试管,编号为②和③,分别加入稀硫酸和试管①中溶液各2mL,逐滴滴
加Na2CO3溶液至过量,实验过程与现象如图乙,由此他得出了与小华一样的实验结论。
【反思评价】小军认为小敏在实验设计中存在不够严密的地方,请帮他指出:
________________________________________________________________________。
【交流讨论】试管③溶液中有哪些溶质?
同学小孟分析了两位同学的实验过程,
一致认
为没有H2SO4,其理由是________。
在此基础上同学小孟提出两种推理:
推理1:
含有Na2SO4、Na2CO3和NaOH
推理2:
含有Na2SO4、Na2CO3。
【实验探究】小华测得实验所用稀硫酸
pH<7,试管①中溶液pH>7,酸碱度发生了较
大的改变,说明稀硫酸与氢氧化钠发生了化学反应;
【反思评价】小敏:
取两支试管,编号为
②和③,分别加入稀硫酸和试管
①(显碱性)中
溶液各2mL,逐滴滴加Na2CO3溶液至过量,稀硫酸与碳酸钠溶液反应产生气泡,
试管①(显
碱性)与碳酸钠溶液反应无气泡产生,说明试管
①中的全部溶液与2mL稀硫酸作对比实验,
因此实验设计不严密,因为试管
②和③需要保证里面的硫酸量是相同的
(假设硫酸和氢氧化
钠没发生反应),如果两者没有发生反应,试管①中的全部溶液才含有2mL硫酸,因此该实
验应该用试管①中的全部溶液与2mL稀硫酸作对比实验;
【交流讨论】试管①中的溶液pH>7,显碱性,试管③中滴入碳酸钠溶液无气泡产生,
说明不含H2SO4。
【例
4】(2015
年株洲中考
)甲、乙两同学在学完酸的化学性质后
做了如下实验
【观察与讨论1】甲同学在做实验时观察到的明显现象是色酚酞溶液,无明显现象(已知CaCl2溶液呈中性)。
再滴加无
【观察与讨论2】乙同学在做实验时开始没有观察到气泡产生,于是对碳酸钠能否与盐
酸反应表示怀疑。
甲同学通过查阅资料得知:
在碳酸钠溶液中滴加少量稀盐酸,先发生反应
Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3,继续滴加稀盐酸,再发生反应NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑。
所
以甲同学认为
乙同学实验时还应
才能观察到有气泡产生。
【观察与讨论
3】甲同学先将废液缓慢倒入一洁净的废液杯中
乙同学在观察到气泡产
生后,也将实验废液缓慢倒入该废液杯中
没有观察到明显现象。
经过讨论确定
甲同学的试
管中废液含有的溶质一定有(填化学式,下同),乙同学的试管中废液含有的溶质一
定有。
为了处理实验后产生的废液,甲、乙同学决定对废液杯中最终废液溶质的成分进行探究。
【提出问题】最终废液中含有什么溶质
?
【猜想与假设】猜想
1:
废液中含有
两种溶质。
猜想
2:
三种溶质。
3:
NaHCO3、CaCl2、NaCl三种溶质。
【活动与探究】甲、乙同学为了验证猜想,进行了如下实验:
甲同学实验:
取少量废液于试管中,向其中滴加盐酸,无气泡产生。
乙同学实验:
取少量废液于试管中,向其中滴加紫色石蕊试液,溶液变红色。
【结论与反思】
(1)猜想(填“1”“2”或“3”)正确。
(2)要得到相同的结论,还可采用很多种方法。
如加入氧化铁粉末,可观察到溶液呈色,
该反应的化学方程式为。
【表达与交流】甲、乙同学确认了最终废液中溶质的成分,若直接排放,可能造成的危害
是,你认为处理该废液的方法
是
1】氢氧化钙悬浊液能与稀盐酸发生反应生成氯化钙和水
所以悬浊液变澄
清;
【观察与讨论2】由题给信息可知只有加入足量的稀盐酸才能产生气泡,所以需要继续加
入稀盐酸,才能观察到有气泡产生;
【观察与讨论3】根据上述讨论可知甲同学的试管中废液含有的溶质一定有CaCl2,乙同
学的试管中废液含有的溶质一定有NaCl;
【猜想与假设】如果甲、乙实验中都恰好完全反应,废液中含有CaCl2、NaCl两种溶质;
如果盐酸过量,废液中含有CaCl2、NaCl、HCl三种溶质;
【活动与探究】废液中滴加盐酸,无气泡产生,说明溶液中不含有碳酸氢钠;
废液中滴加紫
色石蕊试液,溶液变红色,说明溶液中含有氯化氢;
【结论与反思】
(1)由以上分析可知,猜想2正确;
(2)由于废液中含有稀盐酸,加入氧化铁
粉末后能生成黄色的氯化铁溶液;
【表达与交流】含有稀盐酸的废液直接排放,会腐蚀下水道、酸化水体、土壤等;
向废液
中加入适量的大理石或熟石灰调节成中性再排放。
【小结】本题是一道能力较高的综合题,以实验探究为背景,考查了化学方程式的书写、
实验过程中物质成分的推断等。
对考生要求较高,需要掌握牢固的基础知识,综合运用知识分
析解决问题的能力,平时加强此类题的训练,掌握解题方法、解题技巧。
当然,化学实验探究题的设计视角还有很多,教师在教学中还可以在知识的跨度、广度、
与实际的联系上多综合,在知识的迁移上多思考,在实验的异常现象上多分析,精心挑选素
材,从化学学科的基本思想、基本方法入手,以能力立意为核心,突出知识的应用,突出对
学习方法、学习能力的考查,调整设问的角度和层次,同时要遵“本”(遵守教材、课程标
准)、循纲(考试说明、教学要求),在不超越学生应有的知识和技能的前提下,设计出更新、
更有价值的实验探究题,引导学生展开探究,培养学生应用知识解决实际问题的能力。