初中化学专题训练-实验与探究题的解法初探

初中化学专题复习实验与探究题的解法科学探究题是新课标中考命题中一道亮丽的风景线，它往往从生活、生产实际出发，对身边常见物质或有趣的现象进行探究，既考查了学生综合运用知道的能力，又让学生体验科学探究的魅力，同时将探究结论应用在实际生活，体现了科学探究的意义和价值，这正是新课标中考的要求和方向。实验与探究题考查的内容：提出问题建立假设设计实验方案得出结论科学探究的基本环节：交流评价进行实验一、考查探究中提出问题或猜想的能力二、考查设计和实施实验的能力三、考查解释和表达科学探究结果的能力科学探究题主要有以下三个基本类型：（1）通过实验探究物质的性质或变化规律。如金属活动性的探究、溶液酸碱性的探究、药品是否变质的探究、缺失标签的药品成分的探究等。（2）通过实验探究物质变化的条件和影响物质变化的因素。如探究金属锈蚀的条件、可燃物燃烧的条件、影响化学反应速率的因素等。（3）通过实验探究物质的组成成分以及含量。如食品干燥剂的成分探究、化肥有效成分含量的探究、味精中食盐含量的探究等。一、要在已学知识和经验的基础上，敢于和大胆的做出合理的猜想和假设实际上科学探究试题中的许多内容都是平时学习时已学过的，或生活中司空见惯的，关键问题是很多同学做题时联想不到，这就要求我们每一个同学在平时的学习和生活中要多问几个为什么，要注意从化学的视角去观察思考学习和生产生活中的各种问题，并能根据自己已有的化学知识和经验对问题做出有意义的猜想和假设。例1.甲同学在某食品包装袋内，发现有一个装有白色颗粒状固体A的小纸袋，上面写着“生石灰干燥剂，请勿食用”。甲同学随手将小纸袋拿出来放在空气中，经过一段时间后，发现纸袋内的白色颗粒粘在一起成为块状固体B。请你与甲同学一起对块状固体B进行探究。（1）猜想一：块状固体B中除氧化钙外还可能有：

、

。写出白色颗粒状固体A在空气中转化为块状固体B的化学反应方程式：

；

。（2）猜想二：块状固体B溶于水可能有

现象（填“放热”或“吸热”）。请设计实验方案验证你的这一猜想（至少写出两种方案，如果写出三种正确方案奖励1分）：①

；②

；③

。（3）取适量块状固体B加入盛有一定量水的试管中，振荡、静置、过滤，得到少量白色固体C。就白色固体C的成分，甲同学与乙同学进行讨论，一起猜想。甲同学认为，白色固体C可能是：氢氧化钙；乙同学认为，白色固体C可能是：碳酸钙；你认为，白色固体C还可能是：

。请设计实验证明你的猜想（填写下表）：方案现象和结论

二、根据试题的要求、结合已有的化学知识和生活经验，设计简单的化学探究性实验设计探究性实验是综合考察学生能力的题目，对学生的要求很高。它不仅要求学生对物质的性质、检验和制备很熟悉，而且还要求实验方案简单易行，原料价格低廉，无污染等。对于该类问题同学们实际上只要根据题意搞清或确定实验的原理，然后紧紧抓住原理进行设计，难点也就化解了。例2．铁暴露在空气中会生锈。不知你注意了没有，将苹果切开不久，果肉上就会产生一层咖啡色的物质，也好象是生了“锈”一样。某化学活动小组对此进行了探究。【提出问题】切开的苹果“生锈”与什么因素有关？【猜想与假设】猜想①：可能与空气没有关系，只是果肉内的物质自身相互反应而“生锈”。猜想②：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”；猜想③：可能是果肉中的物质与空气中的氮气作用而“生锈”；猜想④：可能是果肉中的物质与空气中的二氧化碳作用而“生锈”；猜想⑤：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”，并且苹果“生锈”的速度还可能与温度有关。【收集证据】（一）查阅有关资料：已知苹果“生锈”是果肉里的物质（酚和酶）与空气中的一种物质发生反应，生成咖啡色的物质。（二）实验探究：针对上面的猜想①至猜想⑤，化学活动小组依次设计了实验方案，进行了实验验证，并依次观察到下列实验现象。请你将他们设计的可行的实验探究方案，填写在下表中。猜想可行的实验方案观察到的实验现象猜想①将一小块果肉浸入盛有蒸馏水的烧杯中，观察现象。果肉表面不变色。猜想②

果肉表面变色。猜想③

果肉表面不变色。猜想④

果肉表面不变色。猜想⑤

温度高的先变色。

【得出结论】

。【反思与评价】（1）在②—⑤四种猜想中，你认为猜想

填代号）最不合理，理由是

。（2）在验证猜想①时，同学们发现，如果水不与空气隔绝，果肉放在水中时间长了也会变色，其可能的原因是

。【应用】根据上述结论，要防止果汁变质，果品加工厂加工和保存果汁时可采取的措施是

。三、要善于对实验所得出的事实证据通过比较、归纳、概括、总结等方式进行处理，从而得出科学的结论，并由此解释化学现象，说明问题对实验所得出的事实证据进行比较、归纳、概括、总结等是初中化学学习中的重要方法，也是中考考查的重要内容。近几年中考着重是通过呈现探究性实验的事实来考查上述能力的，而上述能力并不是一朝一夕养成的，这就要求同学们在平时的学习过程中要逐步培养这些能力，当中考面对探究性试题中相关内容时，也就不会束手无策。例3.“用双氧水和二氧化锰制氧气”的反应方程式为：

。某同学做了该实验后，展开了下列思考与探究：（1）催化剂MnO2的用量对反应速率有没有影响呢？他做了这样一组实验：每次均用30mL10%的H202溶液，采用不同量MnO2粉末做催化剂，测定各次收集到500mL氧气时所用的时间，结果如下：（其他实验条件均相同）实验次序12345678910MnO2粉末用量（克）0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0所用时间（秒分析表中数据回答：MnO2的用量对反应速率有没有影响呢？如果有，是怎样影响的呢？答：

。（2）H2O2溶液的溶质质量分数对反应速率有没有影响呢？他又做了一组实验：每次均取5mL30%的H2O2溶液，然后稀释成不同溶质质量分数的溶液进行实验。记录数据如下：（实验均在20℃室温下进行，其他实验条件也均相同）实验次序12345678H2O2溶液溶质质量分数1%3%5%10%15%20%25%30%MnO2粉末用量（克）0.20.20.20.20.20.20.20.2收集到540mL气体时所用时间（秒）6602202058025943反应后液体温度（℃）2434395665676970请分析表中数据回答：H2O2溶液的溶质质量分数对反应速率有没有影响呢？如果有，是怎样影响的呢？答：

。由表中数据还可看出，该反应是个

反应（填“放热”或“吸热”）。（3）还有哪些因素可能影响该反应的速率呢？请说出你的一个猜想：

。四、要会对简单的化学实验探究方案的优劣进行评价，并提出自己的建议科学探究的目的是为了让学生学会科学探究的方法，并在探究的过程中学会运用所学知识分析解决实际问题的能力，同时让学生学会创新，养成“勇于实践，敢于质疑”的科学品质。而近几年中考探究性试题中设置的对探究性实验方案的评价内容，应该说是上述精神最好的体现。对一个实验方案的评价，要注意从如下几个方面入手：①原理是否正确，即能否达到实验的目的；②所用原料是否常见易得、廉价；③是否节约药品，即原料的利用率是否高；④操作是否简单，即操作过程是否简捷优化；⑤是否对环境产生污染；⑥是否有实验误差；⑦方案是否有新创意；⑧安全性是否好等等。能达到上述八点要求的实验方案应该说不失为最优实验方案。至于提出合理化建议，也就是基于上述几个方面、结合题意来提出符合要求的建议。例4．化学活动小组的同学在探究金属的化学性质时，发现铜与稀硫酸在常温或短时间加热的条件下均不反应。那么，铜与浓硫酸能否发生反应呢？［猜想与假设］猜想①在常温下能反应；猜想②在常温下不能反应，但在加热条件下能反应；猜想③在加热条件下不能反应。［实验与事实］操作①将一小块铜片放入试管中，加入足量的浓硫酸，无明显现象；操作②加热该试管，铜片上有气泡产生，并闻到刺激性气味；操作③检验产生的有刺激性气味的气体（检验方法及现象略）；操作④立即停止加热；操作⑤将试管中的残液慢慢倒入少量水中，溶液呈蓝色。［结论与解释］（1）由以上探究可知：猜想_____________________是正确的；（2）经检验产生的气体是

；立即停止加热是为了避免产生更多的

；（3）铜跟浓硫酸在加热条件下反应的产物是SO2和CuSO4。［反思与评价］（1）操作⑤中，从安全角度考虑（填“能”或“不能”）____________________将水倒入剩余的液体里。（2）探究结论中对产物是SO2和CuSO4的判断是否正确______________，理由是________________。［拓展与应用］根据以上探究和已掌握的知识，同学们又设计了两个利用废铜屑、硫酸为原料制取硫酸铜的实验方案。甲方案：利用废铜屑跟浓硫酸在加热条件下反应制取。乙方案：在加热条件下将废铜屑在空气中氧化成CuO，再将CuO与稀硫酸反应制取。请你从安全、节约、环保等方面进行评价，较好的方案是___________，理由是（答出一点即可）_______________。

例1

为了使袋装内的食品不受潮，现在的食品生产厂家会在袋内放一小袋干燥剂以保持食品干燥。现实验桌上有一袋已露置很长时间的“旺旺雪饼”的干燥剂，它的说明如图：干燥剂主要成份：生石灰注意：切勿入口请同学们面对上述说明和干燥剂的说明书，你能提出什么问题或猜想？.对“高低不同的燃着的蜡烛罩上茶杯后谁先熄灭?”这一问题，甲、乙两同学有不同的认识：甲同学认为高的蜡烛先熄灭，乙同学认为低的蜡烛先熄灭，谁也说服不了谁，于是他们设计了如图所示的实验来验证自己的猜想。(1)实验中将两支燃着的蜡烛罩上茶杯，一会儿后，都熄灭了。原因是:

(2)甲同学认为高的蜡烛先熄灭，理由是

乙同学认为低的蜡烛先熄灭，理由是

(3)本实验条件下，甲同学的猜想被证明是正确的，同时还观察到茶杯内壁变黑。此我们可以得到启发：从着火燃烧的高楼房间中逃离，正确的方法是()

A.用毛巾捂住鼻子 B.成站立姿势跑出C.沿墙角迅速爬向门外 D.打开窗户跳出例2小森同学在滴加FeCI3溶液时，不小心把滴加FeCI3溶液的滴管放入到盛“双氧水”(过氧化氢)的试剂瓶中，发现有大量的气泡产生。小森联想FeCI3溶液能否也可以作过氧化氢分解的催化剂呢?于是他进行了探究。得出结论：FeCI3溶液能作过氧化氢分解的催化剂。小森同学知道FeCI3溶液中含有H2O、Fe3+和CI-三种微粒，于是又做了三种猜想：猜想1：真正催化分解H2O2的是FeCI3溶液中的H2O猜想2：真正催化分解H2O2的是FeCI3溶液中的Fe3+猜想3：真正催化分解H2O2的是FeCI3溶液中的CI-你认为最不可能的是那一种猜想,理由是

。小森同学又对余下的两种猜想，进行了实验探究，请你帮助他填写下表：

实验步骤实验现象实验结论无明显现象猜想3错误向盛有5ml15%的H2O2溶液的试管中加入少量的

，然后把带火星的木条伸入试管中。

。

。向盛有5ml15%的H2O2溶液的试管中加入少量的HCI，然后把带火星的木条伸入试管中。过氧化氢溶液里有水分子硫酸铁溶液有大量气泡冒出猜想2正确例3小红的家庭化学实验室有如下物品：①试管②导管与橡皮塞③煤气和煤气炉④托盘天平⑤筷子⑥铁钉⑦铜丝⑧食盐⑨食醋⑩石灰水小红若要探究牙膏中是否含有碳酸钙，需要用到的物品是_________________试管、导管与橡皮塞、食醋、石灰水练1已知过氧化钠加入水中能发生如下反应：Na202+2H20=2NaOH+H202，过氧化氢又能分解放出氧气。小华为了证明过氧化钠加入水中生成了氢氧化钠，在生成的溶液中滴加了几滴无色酚酞试液，观察到的现象是溶液先变红后褪为无色。请你对此现象进行探究。(只要提出假设、方案，不需要说出方案实施的具体结果)假设一：生成的过氧化氢使溶液褪色。方案一：在稀氢氧化钠溶液中滴加酚酞试液，再滴加过氧化氢溶液，观察溶液颜色变化。假设二：_____________________________。方案二：_____________________________。生成的氧气使溶液褪色。向稀NaOH溶液中滴加几滴酚酞试液，通入氧气观察指示剂变质或氢氧化钠溶液太浓或过氧化钠变质等练2实验室里某小组正在探究一个问题。根据设计方案，小英向试管中加入2mL氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，溶液显红色。然后她又用滴管连续滴入一定量的稀硫酸，溶液由红色变为无色。（1）他们探究的问题是____________（填Ⅰ或Ⅱ）Ⅰ．酚酞溶液遇酸、碱溶液能显示不同颜色吗？Ⅱ．酸和碱溶液能发生反应吗？（2）大家对小英得到的无色溶液继续探究。小斌认为反应后溶液中的溶质是硫酸钠，小亮认为溶质有两种，它们是______。同学们根据以下两种方案进行实验后，一致认为小亮的观点是正确的。请你补填下表的空缺。实验操作实验现象实验结论方案一：取少许反应后的溶液置于试管中，向其中加入________小亮的观点正确方案二：取少许反应后的溶液置于试管中，向其中加入________Ⅱ硫酸钠和硫酸石蕊试液石蕊试液变成红色碳酸钠溶液有气泡冒出练3在做氢氧化钠的性质实验时，甲同学将稀盐酸滴入到装有氢氧化钠固体的试管中，触摸试管有灼热感，他马上得出结论：氢氧化钠与稀盐酸反应会放出大量的热。但是乙同学提出异议：热量不一定是氢氧化钠与稀盐酸反应放出的。（1）你认为乙同学提出异议的理由是

。（2）针对乙同学提出的异议，甲、乙同学对上述实验进行了探究：[提出问题]：氢氧化钠与稀盐酸反应是否会放出热量？[猜想与假设]：氢氧化钠与稀盐酸反应会放出热量。[实验方案]：可能用到的实验仪器与药品：氢氧化钠固体、稀盐酸、蒸馏水、烧杯、温度计、玻璃棒、胶头滴管实验过程：（请补充完成下列空格）（3）丙同学取步骤②反应后所得的溶液，继续进行探究。他向溶液中滴入无色酚酞试液，发现酚酞试液不变色。因此他得出溶液呈中性的结论。你认为他的结论是否正确？（填“是”或“否”）

，理由是

。实验步骤实验现象实验结论步骤

取适量NaOH固体放入烧杯中，加入适量的水，

。

。步骤

，用胶头滴管将稀盐酸滴入到步骤

所得的溶液中。

。氢氧化钠与稀盐酸反应会放出热量。固体氢氧化钠溶于水放热搅拌并用温度计测温度温度计示数升高将所得溶液冷却至室温，温度升高溶液呈酸性酚酞也是无色否例4某校化学兴趣小组的同学对部分日常生活用品的酸碱度进行了测定，分析测定结果，发现各类洗发液的pH差别较大，约在7－9之间，护发素的pH均略小于7。同学们联想到洗发、护发的程序，决定探究溶液的酸碱度对头发的影响。【提出问题】溶液的酸碱度对头发有什么影响？【设计实验】