高中化学探究性实验设计的一般思路《以SO2与可溶性钡盐反应为例》

1、探究性实验设计的一般思路以SO2与可溶性钡盐反应为例学习任务与目标学习任务与目标 通过分析探讨通过分析探讨SOSO2 2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSOBaSO3 3沉淀沉淀的实验方案，能够的实验方案，能够逐步体会和构建逐步体会和构建“提出问题提出问题猜想与假设猜想与假设设计实验方案设计实验方案实施实验与收集证据实施实验与收集证据得得出结论出结论”科学探究的一般思路，在存在多因素影响的情况下学科学探究的一般思路，在存在多因素影响的情况下学会用对比实验和控制变量的思想排除干扰因素，学会从多角度会用对比实验和控制变量的思想排除干扰因素，学会从多角度寻找反

2、应证据和将寻找反应证据和将“隐性隐性” ” 反应证据反应证据“显性显性”化。化。二氧化硫的性质回顾二氧化硫的性质回顾SOSO2 2与碱性氧化物反应与碱性氧化物反应与碱反应与碱反应还原性还原性氧化性氧化性酸性氧化物酸性氧化物+4+4价价漂白性漂白性特特 性性与水反应与水反应较强较强提出问题提出问题：SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀沉淀提出问题提出问题提出问题提出问题：SOSO2 2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSOBaSO3 3沉淀沉淀猜想与假设猜想与假设BaCl2/Ba(NO3)2猜想与假设猜想与

3、假设：SOSO2 2与与BaClBaCl2 2、BaBa(NO(NO3 3) )2 2反应反应均不能均不能生成白色生成白色BaSOBaSO3 3沉淀沉淀，但但 SO SO2 2与与BaBa(NO(NO3 3) )2 2反应反应可能会可能会生成白色生成白色BaSOBaSO4 4沉淀沉淀。 提出问题提出问题：SOSO2 2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSOBaSO3 3沉淀沉淀设计实验方案设计实验方案BaCl2/Ba(NO3)2猜想与假设猜想与假设：SOSO2 2与与BaClBaCl2 2、BaBa(NO(NO3 3) )2 2反应反应均不能均不能生成白色

4、生成白色BaSOBaSO3 3沉淀沉淀，但但 SO SO2 2与与BaBa(NO(NO3 3) )2 2反应反应可能会可能会生成白色生成白色BaSOBaSO4 4沉淀沉淀。 设计实验方案：设计实验方案：SO2Ba(NO3)2溶液溶液SO2BaCl2溶液溶液提出问题提出问题：SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀沉淀实施实验收集证据实施实验收集证据BaCl2/Ba(NO3)2猜想与假设猜想与假设：SO2与与BaCl2、Ba(NO3)2反应反应均不能均不能生成白色生成白色BaSO3沉淀沉淀，但但 SO2与与Ba(NO3)2反应反应可能会可能会生成白

5、色生成白色BaSO4沉淀沉淀。 设计实验方案：设计实验方案：SO2Ba(NO3)2溶液溶液SO2BaCl2溶液溶液实施实验与收集证据实施实验与收集证据均出现了不溶于稀盐酸的白色均出现了不溶于稀盐酸的白色BaSO4沉淀沉淀实施实验收集证据实施实验收集证据提出新问题提出新问题： 氯化钡溶液中为什么会产生氯化钡溶液中为什么会产生BaSOBaSO4 4沉淀沉淀？ 猜想与假设猜想与假设：氯化钡溶液中可能是空气中的氧气参与了反应氯化钡溶液中可能是空气中的氧气参与了反应设计实验方案：设计实验方案：进行实验与收集证据进行实验与收集证据第二轮探究第二轮探究无白色沉淀无白色沉淀有白色沉淀有白色沉淀提出新问题提出新

6、问题： SOSO2 2通入通入BaBa(NO(NO3 3) )2 2溶液时产生的白色沉淀，溶液中的氧气和硝溶液时产生的白色沉淀，溶液中的氧气和硝酸根离子是否都起到了氧化剂的作用，如果均起到氧化剂作用，在该条件下酸根离子是否都起到了氧化剂的作用，如果均起到氧化剂作用，在该条件下下，谁的氧化作用更强下，谁的氧化作用更强? ?猜想与假设猜想与假设：在该条件下：在该条件下硝酸根离子的氧化作用更强硝酸根离子的氧化作用更强设计实验方案：设计实验方案：如何控制单一变量？如何控制单一变量？排除硝酸根干扰排除硝酸根干扰排除氧气的干扰排除氧气的干扰第三轮探究第三轮探究进行实验与收集证据进行实验与收集证据均有白色沉

7、淀均有白色沉淀SO2BaCl2溶液溶液(有氧）有氧）SO2Ba(NO3)2溶液溶液（无氧）（无氧）基于反应原理选择实验证据基于反应原理选择实验证据沉淀或气体生成沉淀或气体生成颜色变化颜色变化温度变化温度变化压强变化压强变化 pH pH变化变化电导率变化电导率变化实施实验收集证据实施实验收集证据对比实验对比实验无氧无氧有氧有氧无氧无氧有氧有氧(1)(1) (2)(1) (3)(1)(2) (3)(1)(1) (2)(1) (3)(1)(2) (3)提出新问题提出新问题： SOSO2 2通入通入BaBa(NO(NO3 3) )2 2溶液时，溶液时，如果氧气和硝酸根离子均发挥氧化剂的作如果氧气和硝酸根离子均发挥氧化剂的作用，在该条件下，谁的氧化作用更强？用，在该条件下，谁的氧化作用更强？有氧的有氧的BaCl2溶液对应的溶液对应的pH曲线下降趋势曲线下降趋势大于无氧的大于无氧的Ba(NO3)2溶液对应的溶液对应的pH曲线，曲线，且变化速率更快，且变化速率更快，表明在该条件下，氧气表明在该条件下，氧气的氧化作用强于硝酸根离子。的氧化作用强于硝酸根离子。概括整合概括整合提出问题提出问题猜想与假设猜想与假设设计实验方案设计实验方案实施实验收集证据实施实验收集证据得出结论得出结论二二次次探探究究多因