高中化学高三素材09化学备考之探究性实验试题研究高中化学

高中化学高三素材09化学备考之探究性实验试题研究高中化学纵观近年来的高考试题，不难发觉探究性试题正在崭露头角，这也正是新课标的精神在高考中的具体表现，为高中的化学教学改革指明了方向。探究性试题具有条件的不完全性，结论的不确定性，知识的综合性等特点，学生必须从多角度多层次运用多种模式去解决咨询题。这类试题对学生的发散思维能力，分析咨询题的能力提出了较高要求。以2004年的江苏高考化学卷中第二十题为例，试题确实是从探究过氧化钠和二氧化硫反应产物的组成展开，考察了有关离子检验的知识，同时考察了学生设计及评判实验方案的能力。这给了我们一个明显的信号。因此在备战高考的复习过程中，要充分分析探究性实验试题的特点，把握命题趋势，制订相应的复习策略。近年来，本校备课组结合高考化学实验试题中相关内容，在复习中做了大量的尝试，现总结如下，以供同行们参考，研讨。探究性实验题的命题趋势及题型分析化学实验是化学认识的源泉。科学家的研究过程往往是发觉咨询题，提出假设，设计实验探究，分析实验结果，得出结论。探究性实验试题正起源于此。它考察了学生的科学素养，创新和实践能力，是选拔有潜质学生的有效途径，因此近年来成为各种高考实验试题中的热点。分析各类试题，我们注意到探究性试题的各种类型，现分析如下。对实验结果的探究例1：某研究性学习小组为了探究镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验：〔1〕将镁粉投入冷水中，未见任何现象；〔2〕将镁粉放入溴水中，观看到只是开始时产生极少量的气泡，但溴水的颜色逐步褪去；〔3〕将镁粉放入液溴中，未观看到任何明显现象；〔4〕向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观看到溴的红棕色专门快褪去。那么以下关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的选项是〔〕A镁粉只能直截了当与溴水中的溴反应B水是镁粉与溴发生反应的催化剂C〔2〕中产生的极少量气泡是由于镁粉与水反应得到D镁粉与溴水中的H+发生反应，导致平稳移动使溴水褪色评析：正确答案为B。多数学生选择了D答案。究其根源，要紧是受到用平稳移动原明白得释氯水变质这一咨询题的阻碍。学生只注意到了镁与溶液中H+的反应，而忽略了镁能够和溴反应这一事实，更没有注意到〔2〕中所述，〝镁粉与溴水反应时，只是开始时产生极少量气泡，而溴水的颜色逐步褪去〞这一实验事实。这充分讲明了学生没有深入地审题，受到了已有知识的干扰。能够举一反三因此是件好事，但用类推方法得出的结论并不是任何时候都正确的。2、对实验过程的探究例2：2002上海卷26为探究乙炔与溴的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：先取一定量工业用电石与水反应，将生成的气体通入溴水中，发觉溶液褪色，即证明乙炔与溴水发生了加成反应。乙同学发觉在甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，估量在制得的乙炔中还可能含有少量还原性的杂质气体，由此他提出必须先除去之，再与溴水反应。请你回答以下咨询题：〔1〕写出甲同学实验中两个要紧的化学方程式。〔2〕甲同学设计的实验〔填能或不能〕验证乙炔与澳发生加成反应，其理由是〔多项选择扣分〕。〔a〕使溴水褪色的反应，未必是加成反应〔b〕使溴水褪色的反应，确实是加成反应〔c〕使溴水褪色的物质，未必是乙炔〔d〕使溴水褪色的物质，确实是乙炔〔3〕乙同学估量此乙炔中必定含有的一种杂质气体是，它与溴水反应的化学方程式是；在验证过程中必须全部除去。〔4〕请你选用以下四个装置〔可重复使用〕来实现乙同学的实验方案，将它们的编号填入方框，并写出装置内所放的化学药品。〔a〕〔b〕〔c〕〔d〕→b→→d〔电石、水〕〔〕〔〕〔溴水〕〔5〕为验证这一反应是加成而不是取代，丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是。评析：乙烯的性质实验来源于课本，而本实验是对教材实验的拓展和延伸。在实验过程中发觉了与预期结果不一致的现象，从而激起了疑咨询，这种可贵的质疑精神在科学进展过程中作出过庞大的奉献。为了解决那个疑咨询，需要先给出假设，然后再设计方案进行探究。此题涉及了有机化学差不多反应，化合物性质的检验，化学实验设计及评判等内容。答案：〔1〕CaC2＋2H2O→C2H2↑＋Ca(OH)2HC≡CH＋Br2→〔或HC≡CH＋2Br2→〕〔2〕不能a、c〔3〕H2SBr2＋H2S→S↓＋2HBr〔4〕cb〔CuSO4溶液〕〔CuSO4溶液〕〔5〕如假设发生取代反应，必定生成HBr，溶液酸性将会明显增强，故可用pH试纸验证。3、对实验方案的探究例3：某校研究小组的同学想研究氧化铜能否在氯酸钾的受热分解反应中起催化剂的作用，设计了以下的对比实验和操作步骤。任取两份氯酸钾，分不放入两支试管，在其中一份加入通过称量的ng氧化铜粉末。将两份氯酸钾同时在相同的条件下加热，将放出的气体通入水中，观看放出气体的快慢。停止加热，冷却，将原先混有氧化铜的混合物加水溶解，小心过滤，将滤出的固体物质洗涤并干燥。观看滤出物的颜色、状态。将滤出的固体和炭粉混合，在密闭容器中加热，并将反应生成的气体通入澄清石灰水中，观看实验现象。咨询题一：从以上有关实验步骤的表达中可发觉操作方案还存在一些缺陷，请指出并加以改进。〔其余略〕评析：此题是以学生熟知的KClO3分解制O2实验为载体，考查学生明白得催化剂概念的程度，解决咨询题的关键确实是紧扣催化剂的特点，改变反应速率而其反应前后的性质和质量都没有改变。在学生的答案中，多数同学都指出了步骤〔4〕中缺少称量干燥的滤出固体这一过程，而忽略了第一步中不严密之处〝任取两份氯酸钾〞。事实上，这是探究性实验设计的重要原那么之一，操纵变量原那么。这是一组对比实验，要使实验结果具有讲服力，必须操纵变量。因为对某个实验的阻碍，会有专门多的因素，实验正是要人为操纵条件，使众多变量中，只能有一个因素是变量，其余几个是一样的。4、对具体咨询题的探究例4：含有酚酞的氢氧化钠的溶液中，逐滴滴加新制氯水，边滴边振荡，直到红色褪去。咨询：〔1〕氯水中存在分子_________________和离子__________________。〔2〕氢氧化钠酚酞溶液褪色的缘故可能是：①____________________________________②_______________________。〔3〕如何用实验证明你对褪色的缘故的估量呢？简要表达你的实验设计思路。评析：解决咨询题的关键是找出红色消逝的缘故。因此第一分析氯水的组成，依照有关微粒的性质提出褪色缘故的假设。在解题过程中，一些学生没有全面分析氯水的组成，也有的没抓住有次氯酸的漂白特点，从而造成解题上的障碍。解答：向上述刚好褪色的溶液中再滴入一些NaOH溶液，假设红色重现，那么是因为HCl和HClO的酸性所致；假设红色不再重现，那么是因为HClO的强氧化性所致。例5：请结合所学知识设计实验，证实AlO2−结合H+的能力比CO32−强，供选试剂：NaOH溶液、AlCl3溶液、CuSO4溶液、pH试纸、NaHCO3溶液、FeCl3溶液〔仪器自选〕。⑴应选试剂；⑵操作要点；〔3〕能证明AlO2−结合H+的能力强于CO32−的反应的原理的离子方程式。评析：解决咨询题的关键在于把握有关化学原理。可如下分析：假如AlO2−和HCO3−相遇时，生成Al(OH)3白色沉淀，即可AlO2−结合H+的能力强于CO32−。解答：⑴应选试剂：NaOH溶液、AlCl3溶液、NaHCO3溶液〔2〕操作要点：①取少量的AlCl3溶液于试管中；②向试管中逐滴加入NaOH溶液直至产生白色沉淀恰好全部消逝；③向其中再滴入NaHCO3溶液至足量。〔3〕离子方程式：AlO2−+HCO3−+H2O=Al(OH)3↓+CO32−综上所述，在解决探究性试题的过程中，第一要明确实验目的和要求，然后结合咨询题运用有关化学知识和实验技能对实验的仪器、步骤、方法进行逐步的分析研究。其中，有关方案的设计要专门明确：第一原理要具有科学性，不能凭空捏造。其次要有对比性，往往为了更能够讲明咨询题，一定要有正反两个方面的实验，考虑到各种因素可能对实验有阻碍因此要操纵变量，只能有一个因素是变量，其余几个是一样的。最后实验装置要简易，操作必须安全可行，成效要明显。二、复习策略探究性实验题的解决对学生的综合能力要求较高。学生的科学方法和实验能力的培养并不是一朝一夕能够达到的，需要在教学中一点一滴持之以恒的训练。因此，在高三总复习时期，我们仍旧能够通过一些针对性的训练来启发学生的思维，提高解决咨询题的能力。因此我们在复习中着重做了以下几方面的工作。1、重视化学差不多概念和理论的复习。探究性实验试题涉及化学知识的范畴广泛，有关于化学差不多概念原理方面内容的，也有关于元素化合物知识或有机官能团的性质及反应的。因此要讲究方法，注重实效，努力关心学生弄清每一个概念和理论，为后续的复习工作打基础。2、重视复习课本实验差不多操作。关于每一个实验都弄清原理、相关的仪器装置，注重操作细节，关于每个实验，都要做到：〔1〕如何做？〔2〕什么缘故要如此做？〔3〕假如不如此做，会引起什么后果？〔4〕还能如何做？对实验中所涉及到的重要化学方程式和重要实验现象均应做到熟练。条件许可的话，尽可能地开放化学实验室，让学生重做一些重点实验，例如一些定量实验，感受实验细节，加深体验。3、在关于实验数据及现象的分析、处理过程中，注重学生思维的有序性和条理性的训练，关于有关结论的概括，要训练学生用规范的语言来表达。4、注重学生发散性思维的训练，化学实验中的一个实验多种现象，一个实验现象多种缘故，一种仪器多种用途，一种用途多种装置，一种仪器多种用法，一种物质多种制法，一组物质多种鉴不方法等咨询题，差不多上培养学生的发散性思维能力的好素材。5、针对有关咨询题，做一些专题训练。选取适当的例题，多让学生体验设计实验方案，综合运用高中时期所学的化学知识，积极主动地去摸索化学实验的实施过程，从而深化和进展知识。关于给出的不同方案要学会作出恰当的评判，让学生把握评判实验方案的常见角度和方法，达到熟能生巧的境域。三、专题训练：1、室温下，把铜片放入浓硫酸中，没有明显的反应现象。对此，甲认为这是铜在浓硫酸里发生钝化现象；乙认为室温下铜片放入浓硫酸中看不到明显的现象，要紧是因为铜与浓硫酸在室温下反应速率专门慢。设计方案对甲和乙的假设进行讲明。2、王老师在课堂上做了一个如右图所示的实验，发觉烧杯中酸性高锰酸钾溶液褪色。假设将烧杯中的溶液换成含有少量KSCN的FeCl3溶液，溶液呈血红色。判定以下讲法中正确的选项是〔〕A该条件下生成的水分子化学性质比较爽朗B该条件下H2被冷却为液态氢，液氢的水溶液具有还原性C该条件下H2燃烧生成了既具有氧化性又具有还原性的物质D该条件下H2燃烧的产物中可能还有一定量的H2O2分析是化学学习中重要的学习方法，也是我们学习中解决咨询题的重要思想。某同学在进行镁铝性质实验时，发觉用铝分不与H+浓度相同的稀硫酸和稀盐酸反应时，实验现象明显不同，在铝与硫酸的反应中，产生的气泡专门少。从反应本质看，两者的实验现象应该相同。在不考虑实验条件、操作和药品纯度的情形下，请你对产生上述实验现象的缘故提出假设，并设计一简单的实验来验证你的假设。4、某同学想用实验方案证明高锰酸钾溶液的紫红色是MnO4-的颜色，而不是K+的颜色，他设计以下实验步骤中没有意义的是〔〕A将高锰酸钾晶体加热分解，所得固体的质量减少B观看氯化钾溶液没有颜色，讲明溶液中K+无色C向氯化钾溶液中加入适量锌粉，振荡，静置后未见明显变化，讲明锌与K+不反应D向高锰酸钾溶液中加入适量锌粉，静置后见紫红色褪去，讲明MnO4-呈紫红色同学利用如下图的方法，通过比较加入苹果汁和橙汁的多少来比较它们中维生素C含量的相对多少。烧杯中显现何种现象时，停止滴加苹果汁和橙汁？要得出正确结论，实验过程中需要进行条件操纵，你认为该实验中必须操纵的条件是什么？假设要分不测定苹果汁和橙汁维生素C的绝对含量〔单位：mg/L〕，需要哪些玻璃仪器？