科学探究和化学实验

1、专题：化学实验探究研究化学的重要途径是科学探究，进行科学探究时，应先提出问题或猜想，再根据所学化学知识设计实验方案，确定实验步骤继而进行实验。实验时应仔细观察实验现象，并将其仔细记录下来，通过对实验现象的认真分析，从而得出结论。科学探究的步骤可归纳为：发现问题，提出猜想，设计实验方案，准备实验，进行实验并记录现象，分析现象、得出结论，反思。问题的设置通常就分布在这几个步骤中。 例题：1. 某初级中学学生发现实验室里有一瓶标签破损的无色溶液(如右图所示)，于是在老师的指导下进行如下探究。(1)甲、乙、丙三位同学对该溶液作出如下猜想：甲同学猜想：该溶液是碳酸；乙同学猜想：该溶液是过氧化氢溶液；丙同

2、学猜想：该溶液是 。(2)甲同学刚提出自己的猜想，就遭到乙、丙同学的反对，乙、丙同学反对的理由是 。(3)他们设计如下实验方案来验证乙、丙同学的猜想。取少量Cu0粉末于试管中(Cu0也可作为过氧化氢分解的催化剂)，加入适量该溶液(如果反应慢，可适当加热)，并将带火星的术条插入试管中。如果乙同学猜想正确，可观察到的现象是 。如果丙同学猜想正确，可观察到的现象是 。(4)如果乙同学猜想正确，写出上述实验中过氧化氢分解的化学方程式： 参考答案：(1)稀硫酸(2)碳酸不稳定,容易分解(3)产生气泡,带火星的术条复燃固体逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色(4)2H2O2CuO2H20+022.实验室制取氧气是

3、初中化学阶段的重要实验。小元同学准确称取7.9g纯净的高锰酸钾加热一段时间后，收集到氧气580mL（标准状况）。 （1）请写出两个实验室用固体反应物制取氧气的化学方程式： 、 。 （2）意外发现：根据化学方程式计算，7.9g高锰酸钾完全分解，应生成氧气560mL（标准状况）。小元通过数据分析，意外发现收集到的氧气体积和理论计算的氧气体积不相符合，并且在实验中还意外发现锰酸钾溶液呈墨绿色。（3）提出假设：小元取实验后的少量固体残渣再次加热，经检验又产生了氧气。根据小元发现的问题和上述实验结果可以做出如下假设：假设1：二氧化锰也可以受热分解产生氧气假设2：锰酸钾也可以受热分解产生氧气假设3：二氧化

4、锰和锰酸钾受热都可以放出氧气假设4： （只填一种）（4）设计实验：小元用最初加热所得的残渣及必要的实验用品，设计了如下实验流程验证假设2。请在下面实验流程方框中的相应位置填写各步骤的实验操作名称。 请简要叙述步骤5的操作 。（5）得出结论：若观察到 ，则假设2成立；若观察到 ，则假设2不成立。参考答案：（1） 等 （3）MnO2可以催化K2MnO4受热分解产生O2（或“K2MnO4可以催化MnO2受热分解产生O2”或“KMnO4在不同温度下以其它方式分解产生更多氧气”或“升高温度K2MnO4和MnO2相互反应产生O2”）（合理假设均给分）（4）溶解 过滤 蒸发 取干燥后的固体于试管中充分加热，

5、将带火星的木条（或燃烧的木条）插入试管中（2分，未表达出“充分加热”的含义扣1分，其它合理答案给分）（5）带火星的木条复燃（木条燃烧更旺） 带火星的木条没有复燃（木条没有燃烧更旺）3. 探究活动一：在室温条件下进行如图所示实验。已知：试管内的镁条和铁片表面均被打磨洁净，且形状、大小均相同；同时加入两支试管中的稀盐酸的质量和质量分数均相等。（1）该实验的目的是_、_。两支长颈漏斗中产生的现象的不同之处是_。（2）若实验所用的金属均过量，则甲装置中产生的H2比乙装置中产生的H2质量_（填“多”、“少”或“相等”）。（可能用到的相对原子质量：H1O16Mg24Cl35.5Fe56）探究活动二：为除去

6、铜屑中混有的少量铁屑，并测定该混合物中铁的质量分数，现有如下A、B两组实验方案。A：称取一定质量的样品 加入足量的稀盐酸 过滤、洗涤、干燥、称量所得固体质量 搅拌B：称取一定质量的样品 加入足量的硫酸铜溶液 过滤、洗涤、干燥、称量所得固体质量搅拌（3）两种方案，你认为不能达到目的的是_（填“A”或“B”），理由是_。（4）在你所选取的方案中，若采用加热烘干的方式干燥滤渣，会导致测定的铁的质量分数_（填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法判断”）。参考答案：（1）比较镁、铁与稀盐酸反应的剧烈程度比较相同时间内镁、铁与稀盐酸反应放出热量的多少甲装置长颈漏斗中的液面比乙装置中的高（2）相等（3）B铁

7、未被完全除尽（4）偏小知识链接1化学实验设计的一般类型制备型实验设计；性质型实验设计；验证型实验设计；探索型实验设计；综合型实验设计。2化学实验设计（评价）的一般原则科学性：实验原理、实验方法和操作程序必须具有科学性。安全性：实验操作要防止危险性的操作，避免与有毒物质接触，要有安全措施。环保性：有毒物质必须处理，以防污染环境。简约性：实验设计应简单易行，在较短的时间内完成实验，且效果明显。可行性：设计的实验方案，所选用的药品、仪器、设备和方法应在现有条件下能进行实验。经济性：原料的用量及价格，尽量价廉物美，满足实验的要求。3制备型实验方案的设计（解题）思路4验证型实验方案的设计（解题）思路5探

8、索型实验方案的设计（解题）思路6性质型实验方案设计的一般方法：接受、分析、筛选信息；明确完整设计课题和要求，初步评价；从必要的几个方面加以推测，选定实验方法、对方案的细节进行具体设计；完成实验，分析和处理实验结果，得出结论。练习：1.化学实验中常常会出现意外情况，这是提升我们学科素养的良好机会，要根据具体情况区别对待，善于发现和解决问题。例如：(1)用高锰酸钾制氧气时，用排水法收集到的氧气呈红色。原因是 ，相应的改进措施是 。(2)做细铁丝在氧气中燃烧的实验时，集气瓶底部破裂。原因是 ，相应的改进措施是 。(3)用盐酸和碳酸钙固体反应，将得到的气体X通入澄清石灰水中，始终没有发现石灰水变浑浊。

9、针对此现象，同学们提出了自己的想法和做法，请你帮助他们完成以下探究。假设小英的假设：澄清石灰水已变质小青的假设：气体X中除了有CO2外，还有 实验探究小英的探究：实验目的实验步骤可能的实验现象化学方程式和实验结沦 探究所用 澄清石灰 水是否变质用一支试管另取少量原澄清石灰水取稀硫酸与碳酸钠反应制取CO2 步骤中现象为： 步骤中反应方程式为： 步骤可能的反应方程式略实验结论： 小青的探究 实验目的 实验步骤 实验现象 化。学方程式和实验结论探究气体X中是否含有 气体将气体X通入硝酸银溶液 反应方程式为： 实验结论：气体X中含有 气体实验反思同学们经过讨论发现，只用一组实验装置就可以同时完成上述两

10、个假设的探究。请你从下图中选择一组合理的装置 (填序号)。A B C 在上述合理装置的第二支试管内应放入 溶液，其作用是 。参考答案：(1) 试管口未放蓬松的棉花团试管口放蓬松的棉花团或少量的玻璃棉(2) 集气底未放少量水或铺一薄层细沙集气底放少量水或铺一薄层细沙(3) 氯化氢或HCl 小英的探究：实验目的实验步骤可能的实验现象化学方程式和实验结沦 探究所用 澄清石灰 水是否变质用一支试管另取少量原澄清石灰水取稀硫酸与碳酸钠反应制取CO2将产生的气体通入所用澄清石灰水中步骤中现象为： 石灰水变浑浊或未变浑浊步骤中反应方程式为： H2SO4+Na2CO3Na2SO4+H2O+CO2步骤可能的反应

11、方程式略实验结论：所用澄清石灰水没有变质或所用澄清石灰水已变质小青的探究 实验目的 实验步骤 实验现象 化。学方程式和实验结论探究气体X中是否含有氯化氢或HCl 气体将气体X通入硝酸银溶液 有白色沉淀生成 反应方程式为： HCl+AgNO3AgCl+HNO3 实验结论：气体X中含有 氯化氢或HCl 气体AAgNO3溶液验证HCl气体已除尽2.某化学课外兴趣小组探究氢气还原氧化铜的反应，有如下实验装置：（1）上述A装置可用于实验室制取氢气和二氧化碳，请分别写出实验室制取氢气和二氧化碳的化学方程式、；上述可用于收集二氧化碳装置是（填序号）。（2）请你参与探究氢气还原氧化铜得到的红色固体的成分，完成下列各题：已知信息：氢气还原氧化铜除生成铜外还可能生成氧化亚铜（Cu2O）；Cu和Cu2O均为不溶于水的红色固体；Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O。提出问题：红色固体含有什么物质？猜想假设：假设一：红色固体只含Cu；假设二：红色固体只含Cu2O；假设三： 。实验探究：（填写表中空格）实验操作实验现象实验结论a取少量红色固体加入到足量硫酸溶液中无