初中化学实验探究问题分类示例及解题思路.doc

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化学实验探究问题分类示例及解题思路
楚雄市教科室 熊文
化学实验探究是以化学实验为主要手段,在现实情景中通过发现问题、猜想、设计实验、实验、观察分析、得出结论等几个环节来解决化学问题的一种方法。实验探究能力的培养是中学化学科重要的教学内容之一，也是中考必须考查的重要内容。化学实验探究问题往往综合性强，对学生思维敏捷性、严密性、创新性要求较高，有一定难度,对这类问题我们要仔细分析、研究,找出基本解题思路和方法，避免复习陷入“题海"不能自拔。
一、 物质性质的实验探究
[例1]某研究性学习小组收集了某电厂经除尘后的废气样品，主要含有SO2、CO2、O2、N2等,他们对其中的二氧化硫与二氧化碳进行检验,探究过程如下：
[查阅资料］二氧化硫是一种无色、有刺激气味的有毒气体、易溶于水，密度比空气大；能与水反应生成亚硫酸(H2SO3)，能与石灰水反应生成白色的亚硫酸钙（CaSO3)沉淀，能与紫色高锰酸钾溶液反应并使其褪色。
二氧化硫与二氧化碳相似的化学性质有 。
［实验］实验装置如下(高锰酸钾溶液中加有硫酸，有利于观察现象)

请帮他们完成下表：
操作步骤
简答
1.将各装置按上图连接好并装入化学试剂
A装置的作用：
B装置的作用：
2。往A的导管口缓慢连继鼓入经除尘后的废气样品
A装置中的现象:
C装置中的现象:
［结论与讨论］通过上述探究实验，该小组获得了检验混合气体中二氧化硫与二氧化碳的方法，该方法是： 。
［分析]1.仔细审题,抓住探究目的,找到思路起点。
探究目的：检验混合气体中二氧化硫与二氧化碳的方法
2。仔细审题，抓住关键信息，找到解决问题的突破口。
关键信息：SO2三个重要性质①与水反应②与石灰水反应生成白色沉淀③能与高锰酸钾溶液反应并使其褪色。
3.仔细审图，推敲装置作用，最终解决问题.
废气中主要成分(SO2、CO2、O2、N2)通过A（KMnO4溶液)→谁会反应？（ SO2)剩余气体再通过B（KMnO4溶液)→谁会反应？（ SO2还有剩余吗？)→B装置作用：判断SO2是否已经反应完.剩余气体还有CO2、O2、N2通过C时，谁会反应?(CO2)
［解答］SO2、CO2①与水反应生成酸②与石灰水反应生成白色沉淀
A装置的作用：检验并除去SO2 B装置的作用：判断SO2是否已完全反应完 A装置的现象：溶液颜色变淡或褪去 c装置的现象：出现白色沉淀
检验方法：用酸性KMnO4溶液检验并除去SO2，再用酸性KMnO4溶液检验SO2是否已除尽，最后用澄清石灰水检验CO2。
［题后拓展］如果A、C装置调换一下，你认为观察到的现象会怎样?能否达到题目探究的目的？
解决物质性质的实验探究问题时,在仔细审题，搞清楚探究目的的同时，一定要紧紧抓住物质的相关性质,接下来的实验方案设计或评价都要围绕这个关键点展开,所以，准确把握探究物质的相关性质或正确地对该物质的性质进行猜想是顺利解决这类问题的重要一步。
二、 物质组分（成分)的实验探究
［例2］做中和反应实验时，我将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中，意外看到有气泡产生，小伟提醒：是不是拿错药品了？我查验后确认药品没错，只是瓶口发现有白色粉末状物质，我认为是NaOH溶液变质了.
（1）. NaOH溶液变质的原因是： 。
(2）。利用与上述实验不同的原理，我又设计了一个实验再次确定NaOH溶液变质了.
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量这种NaOH溶液于试管，再滴加

（3）. 该NaOH溶液是部分变质还是全部质？
实验步骤
实验现象
实验结论

该NaOH溶液 变质

［分析］1.审好题,抓住探究目的：①NaOH溶液是否变质?②NaOH溶液是部分变质还是全部变质?
2。剖析探究目的：①NaOH溶液变质生成了什么？(Na2CO3) ②部分变质后,溶液中的溶质是什么？（ Na2CO3和NaOH）③如何证明是全部变质还是部分变质?(溶液中有无NaOH）
3。围绕目的，设计方案：本题关键在于判断变质后溶液中是否还有NaOH。要鉴定有无NaOH,有的同学认为加入CuCl2或FeCl3溶液,观察有无蓝色或红褐色沉淀生成既可，行吗?不行，溶液中的Na2CO3同样能与CuCl2或FeCl3溶液生成沉淀。思路转换，Na2CO3的存在干扰了NaOH的鉴定，能否将Na2CO3转化成不影响鉴定的其他成分呢?利用BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl即可解决这个问题。
[解答］(1）。CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
（2).BaCl2(或Ca(OH)2)等
(3）取少量样品于试管，滴入BaCl2溶液直至不再生成沉淀，过滤，在滤液中滴入几滴酚酞试液，如变红色,说明NaOH部分变质，如不变色则已全部变质。
［题本拓展］ 1、本题（3)还有哪些实验方案?加Ba（OH)2行吗?为什么？
2、请你设计方案证明:BaCl2溶液与Na2SO4溶液已恰好完反应.
物质组成（或成分)的实验探究问题,要特别注意两个问题。①情境中给予的物质由哪些成分组成?要准确的进行判断或猜想，这是探究的前提。②在设计探究方案时，一定要注意，加入药品与各成分的反应及反应结果对下一步操作的影响，注意思维的严密性。
三、物质变化条件（或影响因素）的实验探究
［例3］某学习小组的同学小张发现不但铁会生锈,自己的铜制眼镜框表面出现了绿色的铜锈，他查阅有关资料：“铜锈”主要成分是Cu2（OH）2CO3(俗称铜绿）,小张就铜“生锈"的原因展开了实验探究：
[提出问题］：铜“生锈"的原因是什么？与哪些物质发生了反应？
［大胆假设]:铜“生锈"是铜与 发生反应的结果。
[实验探究］：将四小块铜片分别按下图所示放置一个月，观察现象如下：

（1)实验装置A要探究的是铜“生锈”与 有关。
（2)对比实验B和D，能得到的结论是 。
(3)实验装置C中氢氧化钠的作用是 对比C和D的实验现象，能得到的结论是 。
[分析］1.仔细审题，搞清探究目的：探究铜“生锈”的条件。
2.仔细分析,大胆猜想:由 Cu-—-(空)-气)-(中)--→Cu2(OH）2CO3，根据质量守恒定律及装置图的提示，不难推理出是空气中的O2、CO2、H2O使铜“生锈”了.
3。铜“生锈”有三个条件,是一个三变量的探究问题:故应设计三组实验，每组控制2个变量，对比一个变量。如对比A、D两装置，可知A、D相同的是都有CO2、O2，判断水分是否是铜生锈的条件；B、D是控制CO2和H2O1判断氧气;而C、D控制H2O、O2判断CO。
［解答] 铜与CO2、H2O、O2反应的结果
（1）A探究铜“生锈”与水有关；(2)对比B、D结论是,铜“生锈"与氧气有关;（3)C中NaOH溶液作用是吸收CO2；对比C和D结论是：铜“生锈与CO2有关。
［题后拓展］ 1、你认为影响可燃物燃烧剧烈程度的外部因素有哪些？请设计实证明你的猜想。
2、你认为影响气体在水中溶解度大小的外部因素有哪些？请设计实验证明你的想法。
控制度量、测量(或对比)变量是实验探究设计中最重要的基本方法，即设计一组对照实验，让两个实验的其他影响因素都相同，改变一个因素，观察其对结果的影响而得出结论。一般说来有几个因素（变量)就应设计几组实验.
四、反应中有效成份的实验探究
[例4］ 小明发现纯碱溶液呈碱性，他想，纯碱是由钠离子和碳酸根离子构成的，是哪一种离子导致水溶液呈碱性呢？通过查阅资料得知,是碳酸根离子与水作用产生OH —离子，导致水溶液呈碱性。请你设计一个实验方案，证明纯碱水溶液呈碱性是碳酸根离子引起的，而不是钠离子引起的。
实验步骤
实验现象
结论

［分析］ 1、仔细审题,搞清探究目的:纯碱溶液呈碱性是CO32-引起的，而不是Na+引起的.
2、围绕目的、设计方案：纯碱溶液呈碱性是由CO32—还是由Na+引起？
可认为是一个两变量探究问题，故方案为①证明不是由Na+引起（用什么试剂？）②证明是由CO32-引起（用什么试剂？）
［解答] （1)取少量NaCl溶液于试管,滴入几滴酚酞试液;无明显现象;Na+不能使水溶液呈碱性（2)取少量K2CO3溶液于试管滴入几滴酚酞试液;溶液呈红色；CO2-能使水溶液呈碱性。
［题后拓展］ 1、明矾(KAl(SO4)2·12H2O),有净水的作用,请你设计方案证明是明矾中的Al3+起到了净水的作用？
2、CuO能溶于H2SO4,H2SO4溶液中有H+、SO42—、H2O你认为是哪一种粒子起作用，设计实验证明你的猜想。
反应中有效成分的实验探究要注意：①搞清楚反应中的成分有哪些？②按控制变量，测量变量的思路，逐一对各成分设计实验进行判断即可。
由以上分析可见，解决好实验探究问题关键要解决好以下几个关键点：①审好题,审题过程中要解决好两个问题，一是搞清楚探究的目标,这是整个探究的核心和思维的起点，决定实验方案设计和评价的方向;二是要抓住题目中的关键信息，这是解决问题的“钥匙”。②注意思维的逻辑性和严密性，探究过程即是一个围绕探究目的展开的推理、分析过程，思维的逻辑性是正确推理、分析的重要保证，同时，要考虑探究中可能出现的多种问题,确保思维的严密性.③要能用简节、准确、富有条理性的语言对探究方案进行描述和评价.