高考化学 实验探究题浅析课件.ppt

高考化学实验探究题浅析 中学化学教育必须以创新精神和实践能力为重点 中学化学课程标准 要让学生学得生动 主动 让学生亲自体验 手脑并用 让学生应用新技术 获取新信息 让学生参与教学 尝试成功 中学化学课程标准 实验探究题以化学实验为基础 考查实验方案设计是其重点 同时它对探究性教学也具有导向功能 激励功能和评价功能 实验探究题是近年沿海地区高考的热点题型 其情境新颖 取材广泛 考查灵活 具有探究性 开放性及灵活性等特点 对学生的化学素养和能力要求较高 需要学生具备广阔的化学视野和深厚的化学基础以及灵活的处理问题 设计方案的能力 一 实验探究题在近三年高考中的体现及趋势分析二 实验探究方案设计的命题分析三 实验探究方案设计的结构分析四 实验探究方案设计的策略分析五 实验探究题在教材中的体现六 实验探究题中学生常见的错误 报告目录 一 实验探究题在近三年高考中的体现及趋势分析 此类题主要依托实验题来考查学生的探究能力 命题者通过多视角选材 自然 社会 生产 生活 全面客观地考查学生所具备的实验能力和科学探究能力 以大量文字叙述 离子方程式 装置图 数据表格 关系曲线等方式 来呈现实验试题信息 通过学生对试题的理解 综合考查了学生实验设计和实验操作的综合能力 二 实验探究题的命题分析 案例1 铜锈主要成分是cu2 oh 2co3 但随着近年空气中二氧化硫含量增加 铜锈主要成分被认为是cuso4 3cu oh 2 铜锈的成分到底是什么 通过铜腐蚀反应限度的分析 铜锈可能完全转为为另一种成分吗 这类探究题一般以氧化还原理论 复分解反应规律 化学平衡移动原理 质量守恒定律等为手段对试题信息进行分析综合 初步判断出物质的可能组成 其次 运用元素观 分类观 价态观及变化观 设计实验探究方案 命题取向根据物质成分的多样性 探究物质成分的方案设计 2 根据物质性质的多样性 探究物质鉴别的方案设计 案例2 从分类角度分析 na2s2o3属于盐 可看成是na2so4中的一个o被一个s取代而成 na2s2o3与na2so4的化学性质有一定相似 na2s2o3有哪些化学性质 假设1 溶液呈中性 且不与酸反应 假设2 无还原性 不能被氧化剂氧化 假设1可通过依次测定na2s2o3溶液的ph和向na2s2o3溶液滴加稀硫酸进行探究 假设2可通过向na2s2o3溶液滴加新制氯水进行探究 利用分类原理迁移 成分假设 从分类角度预测性质 对假定成分进行实验论证 控制变量 得出最终结论 利用分类原理迁移 成分假设 从分类角度预测性质 对假定成分进行实验论证 控制变量 得出最终结论 3 根据反应机理的多向性 探究反应方向主次的方案设计 案例3 so2与na2o2反应的固体产物是什么 so2与na2o2反应可能发生类似co2与na2o2的历程 也可能两者直接发生氧化还原反应 假设1 只有na2so3 假设2 只有na2so4 假设3 同时存在na2so3和na2so4 限选试剂和仪器 酸性kmno4溶液 ba no3 2溶液 bacl2溶液 1mol l 1hno3溶液 4mol l 1盐酸 试管 胶头滴管 可设计方案如下 4 根据反应条件的差异性 探究条件对反应的影响的方案设计 案例4 实验室给定了下列仪器和药品 请设计一组实验探究固体的表面积 浓度 温度 催化剂对化学反应速率的影响 要求写出操作步骤 预期实验现象与结论 限选仪器 试管若干 药匙 镊子等 限选药品 锌粉 锌粒 0 1mol l盐酸 1mol l盐酸 3mol l盐酸 80 的热水 8 的双氧水 二氧化锰粉末 0 1mol lfecl3溶液 化学反应受很多条件的影响 通常在探究题中要学会控制一个变量 保证其它因素都相同的前提下来展开探究 化学反应受很多条件的影响 通常在探究题中要学会控制一个变量 保证其它因素都相同的前提下来展开探究 学生可分为4组 表面积组 浓度组 温度组 催化剂组 活动 然后进行表达交流评价 表面积组 取等质量的锌粉和锌粒分别与等体积的0 1mol l盐酸混合 放锌粉的产生气泡快 放锌粒的产生气泡慢 浓度组 取等体积 如10ml 0 1mol l盐酸 3mol l的盐酸分别与等质量的锌粒 大小 形状 温度相同 反应 3mol l的盐酸产生气泡快 0 1mol l盐酸产生气泡慢 温度组 在两只试管中分别加入等体积的0 1mol l盐酸和等质量的锌粒 将其中一只试管放入80 的水中进行水浴加热 另一只试管处于常温 水浴加热的产生气泡快 常温下产生气泡慢 取双氧水 催化剂分别进行水浴加热和不加热也可 催化剂组 分别取8 的双氧水4ml于两只试管中 往其中一只试管中加入少量二氧化锰 或滴入几滴0 1mol lfecl3溶液 粉末 加二氧化锰的产生气泡快 未加二氧化锰的产生气泡慢 三 实验探究题方案设计的结构分析 探究过程包括8个要素 提出问题 猜想与假设 制定计划 进行实验 收集证据 解释与结论 反思与评价 表达与交流 高考中实验探究题整体结构一般为 情境信息 提出假设 提出方案 预期现象与结论 几个环节 方案设计的核心内容主要有 取样 样品预处理 配成溶液 加入试剂进行探究 现象记录和数据处理 预处理常见的方法有 酸化 碱化 灼烧 除氧 粉碎 溶解 浓缩等 案例5 三草酸合铁酸钾晶体k3 fe c2o4 3 3h2o可用于摄影和蓝色印刷 某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解 对所得气体产物和固体产物进行实验和探究 请利用实验室常用仪器 用品和以下限选试剂完成验证和探究过程 限选试剂 浓硫酸 1 0mol l 1hno3 1 0mol l 1盐酸 1 0mol l 1naoh 3 h2o2 0 1mol l 1ki 0 1mol l 1cuso4 20 kscn 澄清石灰水 氧化铜 蒸馏水 1 将气体产物依次通过澄清石灰水 a 浓硫酸 灼热氧化铜 b 澄清石灰水 c 观察到a c中澄清石灰水都变浑浊 b中有红色固体生成 则气体产物是 2 该小组同学查阅资料后推知 固体产物中 铁元素不可能以三价形式存在 而盐只有k2co3 验证固体产物中钾元素存在的方法是 现象是 3 固体产物中铁元素存在形式的探究 提出合理假设假设1 设2 假设3 设计实验方案证明你的假设 实验过程根据 中方案进行实验 在答题卡上按下表的格式写出实验步骤 预期现象与结论 实验步骤预期现象与结论步骤1 步骤2 步骤3 四 实验探究题方案设计的策略分析 实验方案设计首先需要从物质组成 结构 性质方面对猜想的物质进行系统分析 选择试剂 控制用量 加入顺序 反应变量的检测与结论 其次 可画出流程图 设计实验方案 1 注意两种设计方法 个别分析与系统分析2 注意两种假设模式 甲乙均有 和 甲乙均无 3 注意两种探究类型 局部探究与完整探究4 注意两种表达盲点 用量控制和过程控制 1 注意两种设计方法 个别分析与系统分析 案例6 某白色粉末可能是碳酸钠和亚硫酸钠的一种或两种组成 请完成对该白色粉末成分的探究 限选实验试剂 1mol l 1h2so4 3 h2o2 澄清石灰水 品红试液 提出合理假设 假设1 该白色粉末成分为亚硫酸钠 假设2 该白色粉末成分为碳酸钠 假设3 该白色粉末成分为碳酸钠和亚硫酸钠的混合物 实验操作步骤 预期现象与结论设计如下 2 注意两种假设模式 甲乙均有 和 甲乙均无 第一种类模式为 非甲即乙 甲乙均有 即 假设1 只存在甲 假设2 只存在乙 假设3 既存在甲 又存在乙 这种假设运用于化学反应物质过量或物质部分变质的情况 研究的物质间是能共存的 如 现有一瓶放置已久的na2so3固体 研究它的组成时 就可假设 假设1 固体全部是na2so3 假设2 固体全部是na2so4 假设3 固体是na2so3和na2so4的混合物 第二种模式为 非甲即乙 甲乙均无 即 假设1 只存在甲 假设2 只存在乙 假设3 既不存在甲 也不存在乙 这种假设适用于物质间不共存的情况 在不可逆化学反应中产物成分的讨论较为常见 如 一定量naclo溶液与feso4溶液相混合 可得到含有大量悬浮物的混合液 混合液除cl 和fe3 外的成分 还有什么物质呢 由于clo 和fe2 的不共存 剩余成分可假设为 假设1 feso4有剩余 假设2 naclo有剩余 假设3 feso4与naclo均无剩余 3 注意两种探究类型 局部探究与完整探究实验方案设计从研究范围的大小可分为 基于整体假设的方案设计和基于某个假设的方案设计 从方案设计的完整性程度可分为 无支架的方案设计和有支架方案设计 案例7 某混合金属粉末 除铝外 还含有铁 铜中的一种或两种 假设1 该混合金属粉末中除铝外还含有fe元素 假设2 该混合金属粉末中除铝外还含有cu元素 假设3 该混合金属粉末中除铝外还含有fe cu元素 为了验证假设3 实验设计方案如下 对于整体假设的方案设计 除了要考虑所有可能物质 同时也要考虑各种可能的实验现象 再根据实验现象最后确定假设1或假设2或假设3的成立情况 现象和结论描述注意从正反两方面入手 通常表述为 若出现某种现象 即证明假设 成立 若不出现某种现象 即证明假设 或假设 成立 每种假设都必须有对应的现象 某些假设还需从多个角度 多个现象进行验证 如 案例8 化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究 假设1 催化剂中铁元素的价态为 3 假设2 催化剂中铁元素的价态为 2 假设3 催化剂中铁元素的价态既有 3也有 2 设计方案如下 4 注意两种表达盲点 用量控制和过程控制 控制试剂用量渗透绿色化的生态思想 体现了节能减排增效的持续发展追求 常见的控制用量有 少量 适量 过量 逐滴滴入等 少量常用于样品的取用 适量常用于加入试剂量的控制 过量主要从化学反应限度 反应环境要求等方面来考虑 若通过颜色变浅或褪色来判断反应发生或证明物质存在时 加入试剂一般为少量或逐滴滴入 案例9 在实验中若用稀盐酸代替浓盐酸与mno2混合加热没有氯气生成 影响氯气生成的原因是什么呢 同学们作了如下探究 提出合理假设 假设1 cl 的浓度对反应的影响 假设2 h 的浓度对反应的影响 设计实验方案 进行实验 限选实验试剂 浓h2so4 nacl固体 mno2固体 稀盐酸 实验方案设计如下 探究cl 的浓度对氯气产生的影响时 通过加入nacl固体增大cl 的浓度 同时也避免了h 浓度变化 从而判断cl 的浓度大小与氯气产生是否有关系 h 的浓度大小对氯气产生是否有关系分析同上 五 实验探究题方案设计在教材中的体现 教材是化学知识的集合体 课本上设计了很多实验证明 但并不能把知识的生成过程还原为科学发现的过程 这就为探究性实验教学提供了很丰富的资源 化学实验的直观性 生动性和变化性使其自身充满了探究的悬念 利用化学实验创设问题情境是探究性实验教学中最重要的创设途径之一 探究性实验的选题范围很广 可以来源于教学实验中出现的异常现象和疑难问题 如碳酸钠 硫酸镁 氯化钠导电性差异的探究 也可以是对教材中学生未知的理论事先进行探究 使学生通过探究学习而获得 如探究不同组成的盐溶液的酸碱性等 还可以是与生活和环境密切相关的现象或事物等的探究 如制作番茄电池 探究原电池的工作原理等 另外教师要充分挖掘教材 尤其要关注重要基础实验的规范操作 装置设计 现象的观察与描述 现象的变化及变化原因的分析推理等 对教材中不同性质的实验进行组合 对教材中原有实验进行改进 改编 再设计 让学生深刻理解教材中的知识 学会正确的方法 形成科学的思维 如课本上提到氨气溶于水的喷泉实验仅简单介绍 教师可通过喷泉原理挖掘出co2溶于naoh溶液喷泉 某气体易溶于某溶液的喷泉 还可以依据物理原理从装置上进行延伸探究 六 实验探究题中学生常见的错误 1 思维型错误2 知识型错误3 细节型错误4 表达型错误5 经验型错误 六 实验探究题中学生常见的错误 1 思维型错误 分析问题能力差 学生不能根据物质成分 性质 反应机理的多样性 顺应题意提出合理的假设 控制变量的能力差 化学反应受很多条件的影响 学生不明白应该在保证其它因素都相同的前提下调控一个变量 来展开探究 缺乏开放性的思维 解答开放性的题目时 漫无目的的瞎想 不能在题设条件框架内发散 六 实验探究题中学生常见的错误 2 知识型错误 实验设计存在原理上的错误 尤其在对比实验设计时不严谨 存在漏洞 在进行实验操作描述时存在错误 萃取 分液 蒸馏 过滤 蒸发 重结晶等 六 实验探究题中学生常见的错误 3 细节型错误 在试剂的使用上要注意是溶液还是固体粉末 用量上是少量 适量 过量 几滴 试剂是一次性加入还是逐滴加入 试剂的加入的先后顺序等 条件的选择和描述不准确 直接加热 水浴加热 冷却至室温 六 实验探究题中学生常见的错误 4 表达型错误 回答问题 尤其是在下结论时 往往只表述结论的一个方面而忽略反面结论的表述 表达不够严谨 例如某正确描述 结合步骤3 若溶液呈紫红色 则假设1成立 若溶液的紫红色褪去 则假设3或2成立 把探究性问题描述成验证型问题 如探究某未知溶液成分 描述成向xx溶液中加入xx试剂 六 实验探究题