1、初中化学实验探究题的解题技巧初中化学实验探究性题体现了素质教育的要求，不仅能考查学生的基本实验技能，还能考查学生对科学探究方法和过程的理解程度，有效检测学生的科学素养，突出了新课标、新教材的特点，代表了教材改革和中考改革的方向，在近几年中考中起到了一定的导向作用，因此此类题在中考中频频出现，且分值相对较高，现已成为中考命题的热点和亮点。从历年的考试中看，初中化学实验探究的题型主要有应用型探究、构建型探究和综合型探究等，涉及的内容主要是：利用控制变量法研究影响化学反应速率的因素、在类似物质的干扰下定性探究物质的组成、利用对比实验法探索化学反应中的异常现象及其发生原因等。为了更好的提高学生对化学实
2、验及探究题的解题能力，本人通过对近几年南京市化学实验及探究题的研究，结合自己在教学实践中改编、 设计的一些实验探究题，谈谈这类试题的设计新视角。一、创新类探究试题创新类探究试题涉及提出问题、作出猜想或假设、设计实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素。以探究为形式或情景,可考察考生化学基础知识和基本技能,测试考生解决化学问题的思路、过程和方法。解答探究创新类试题一般步骤是:首先要能根据题干背景材料提出问题,联想到相对应的化学知识。第二,作出猜想或假设时,最重要的是要有科学依据,要从化学的视角作出科学的猜想或假设。第三,设计探究(实验)方案,要围绕寻找特征反应作为论证(肯定或否定
3、)的依据,同时应注意排除其他因素的干扰。第四,对探究问题作出解释与结论时,要通过实验、观察等多种手段获取事实和证据,或通过查阅资料获取的信息,以事实为依据,应用化学原理进行分析推理,不能随意编造,牵强附会。最后,从反应原理是否正确、实验方案是否完善、探究过程是否合理以及经济效益、资源利用、环境保护等方面对探究方案或过程进行反思与评价。探究题一般并不包括所有的探究要素,但上述要求是解答探究性试题的一般思路和方法。【例 1】 （2016 年南京中考）空气中氧气含量测定的再认识。【经典赏析】教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图 1） 该实验中选择使用汞的优点有 。A实验过程中
4、没有污染 B在汞槽中起到液封作用C生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气D能将密闭装置内空气中的氧气集合耗尽【实验回顾】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图 2） ，写出红磷燃烧的化学方程式 。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于 21%。【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？【进行猜想】 （1）装置漏气；（2） 装置内氧气有剩余；【实验与交流】在老师的指导下，小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为 8.85%和 3.21%，请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因 。【实验探究 1】小明根据
5、铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量，于是进行了实验（装置如图 3）通过 7 天测得的数据计算空气中氧气的含量为 19.13%。【交流与反思】与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因： 。【实验探究 2】为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氧化钠等物质又进行了实验（装置如图 4） ，8 分钟后测得的数据如表：实验前的体积 实验后的体积集气瓶内空气 烧杯内蒸馏水 烧杯内剩余蒸馏水131mL 90.0mL 63.6mL请计算出空气中氧气含量 （计算结果保留一位小数） 。【结论与反思】通过上述实验探究，选 （填物质名称）进行实验，可较为快速地完成实验
6、并减小实验误差。【拓展延伸】铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿铜绿的主要成分为 Cu2（OH） 2CO3，若将图 3 装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明理由。 【考点】测定空气里氧气含量的探究。【分析】 【经典赏析】根据使用汞的优点进行分析解答；【实验回顾】根据磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷解答；【进行猜想】根据本探究实验一般要注意以下几点：装置的气密性好；所用药品红磷的量，必须是足量；读数时一定要冷却到原温度；生成物的状态一般要求是固态等【实验与交流】根据白磷的着火点比红磷的着火点低解答；【交流与反思】根据用铁丝生锈
7、的方法测定的主要优点装置内残留的氧气更少，实验结果更准确解答；【实验探究 2】根据烧杯内蒸馏水减少的体积为氧气的体积解答；【结论与反思】根据题中信息分析解答；【拓展延伸】根据生成铜绿的条件解答。【解析】【经典赏析】教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图 1） 该实验中选择使用汞的优点有在汞槽中起到液封作用；生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气；能将密闭装置内空气中的氧气集合耗尽，故选 BCD；【实验回顾】磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：4P+5O 22P2O5；【进行猜想】实验中所取的红磷不足（或实验前没有夹弹簧夹、实验装置可能未冷却就打开弹簧夹
8、等） ；【实验与交流】小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为 8.85%和 3.21%，请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因。故答：白磷的着火点比红磷的着火点低；【交流与反思】铁丝在水、氧气的条件下很容易生锈，与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因：装置内残留的氧气更少，实验结果更准确；【实验探究 2】烧杯内蒸馏水减少的体积为氧气的体积=90mL63.6mL=26.4mL空气中氧气含量= 100%20.2%【结论与反思】通过上述实验探究，选择铁粉、炭粉、氧化钠和蒸馏水或白磷等物质进行实验，可较为快速地完成实验并减小
9、实验误差。【拓展延伸】铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿铜绿的主要成分为 Cu2（OH） 2CO3，若将图 3 装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，不能比较准确地测定空气中氧气的含量，因为空气中二氧化碳含量约只有 0.03%，铜不能将装置中的氧气几乎耗尽。二、实验方案的设计与评价1实验方案的设计实验方案的设计以选择题、填空题和实验探究题形式出现，要求根据实验目的，对实验过程中的用品、方法、步骤等进行方案的制定。(1)设计实验方案的原则科学:实验原理正确，实验流程合理。简约:在实验设计时，实验材料容易获得，实验装置比较简单，实验操作过程比较简便，实验步骤比较少，实验时间比较短
10、。可行:符合一般实验条件，易达到目的要求，操作正确。安全:如点燃可燃性气体前要先检验气体的纯度，以防发生爆炸。经济:实验设备、实验原料、消耗的能源花费少。环保:如进行有毒气体的性质实验时，应注意尾气的处理等。(2)实验步骤根据实验目的、结合实验原理确定实验装置和药品制定实验操作步骤进行实验观察实验现象得出结论。【例 2】（2015 年无锡中考）下列实验方案不合理的是（ ）A用观察颜色的方法鉴别磷矿粉和硝酸钾B用植物的花瓣制作指示剂，检验溶液的酸碱性C用水鉴别 NH4NO3、Na0H、NaCl 三种固体D用 FeSO4溶液、Cu 和 Ag 比较 Fe、Cu 和 Ag 的金属活动性【考点】化学实验
11、方案设计与评价；金属活动性顺序及其应用；酸碱指示剂及其性质；化肥的简易鉴别；酸、碱、盐的鉴别。【分析】A根据磷矿粉是灰白色的，硝酸钾是白色的晶体，进行分析判断。B根据某些植物的花瓣中含有能够遇酸碱会变色的物质分析判断。C根据三种物质与同种试剂反应产生的不同现象来鉴别它们，若两种物质与同种物质反应的现象相同，则无法鉴别它们。D根据金属活动性顺序，验证金属的活动性顺序是否合理，可根据“反应则活泼，不反应则不活泼”进行分析判断，通过分析方案所能得到的结论，确定是否能得出 Fe、Cu 和 Ag 三种金属的活动性顺序。【解析】A磷矿粉是灰白色的，硝酸钾是白色的晶体，用观察颜色的方法可以鉴别磷矿粉和硝酸钾
12、，故选项实验方案合理。B某些植物的花瓣中含有遇酸碱会变色的物质，可检验溶液的酸碱性，故选项实验方案合理。CNH 4NO3 溶于水吸热，氢氧化钠溶于水放出大量的热，氯化钠溶于水温度几乎无变化，可以鉴别，故选项实验方案合理。DCu 和 Ag 与 FeSO4 溶液均不反应，说明了活动性铁铜，铁银，但无法确定银和铜的活动性强弱，故选项实验方案不合理。故选：D。【点评】本题难度不是很大，化学实验方案的设计是考查学生能力的主要类型，同时也是实验教与学难点，在具体设计时要对其原理透彻理解，可根据物质的物理性质和化学性质结合实验目的进行分析判断。2实验方案的评价实验方案的评价一般以选择题、填空题和实验探究题形
13、式出现，要求从某一角度或几个方面对实验方案进行评价，排除不合理的或不够优化的方案。 (1)实验方案的评价是指用批判的思想对题中所设计的实验方案、实验步骤、实验装置、现象描述、结论分析等方面进行否定或指出不合理的地方，从而使实验得到优化。(2)原则化学反应原理是否正确。实验操作方法是否可行。是否经济合理。推理过程是否严密。对环境是否会产生危害等。【例 3】(2014 绍兴中考)实验小组的同学向盛有 2mL 稀硫酸的试管中加入 2mL 氢氧化钠溶液，未观察到明显现象。【提出问题】两者是否发生了化学反应？【实验探究】将盛有上述实验混合液的试管标为，如图甲。小华：测得实验所用稀硫酸 pH7，试管中溶液
14、 pH 7，于是得出结论：_。小敏：取两支试管，编号为和，分别加入稀硫酸和试管中溶液各 2mL，逐滴滴加 Na2CO3 溶液至过量，实验过程与现象如图乙，由此他得出了与小华一样的实验结论。【反思评价】小军认为小敏在实验设计中存在不够严密的地方，请帮他指出：_。【交流讨论】试管溶液中有哪些溶质？同学小孟分析了两位同学的实验过程，一致认为没有 H2SO4，其理由是_。在此基础上同学小孟提出两种推理：推理 1：含有 Na2SO4、Na 2CO3 和 NaOH推理 2：含有 Na2SO4、Na 2CO3。【解析】【实验探究】小华测得实验所用稀硫酸 pH7，试管中溶液 pH7，酸碱度发生了较大的改变，说
15、明稀硫酸与氢氧化钠发生了化学反应；【反思评价】小敏：取两支试管，编号为和，分别加入稀硫酸和试管(显碱性)中溶液各 2mL，逐滴滴加 Na2CO3 溶液至过量，稀硫酸与碳酸钠溶液反应产生气泡，试管(显碱性 )与碳酸钠溶液反应无气泡产生，说明试管中的全部溶液与 2mL 稀硫酸作对比实验，因此实验设计不严密，因为试管和需要保证里面的硫酸量是相同的(假设硫酸和氢氧化钠没发生反应)，如果两者没有发生反应，试管 中的全部溶液才含有 2mL 硫酸，因此该实验应该用试管中的全部溶液与 2mL 稀硫酸作对比实验；【交流讨论】试管中的溶液 pH7，显碱性，试管中滴入碳酸钠溶液无气泡产生，说明不含 H2SO4。【例
16、 4】(2015 年株洲中考)甲、乙两同学在学完酸的化学性质后,做了如下实验:【观察与讨论 1】甲同学在做实验时观察到的明显现象是 。再滴加无色酚酞溶液,无明显现象(已知 CaCl2溶液呈中性)。【观察与讨论 2】乙同学在做实验时开始没有观察到气泡产生,于是对碳酸钠能否与盐酸反应表示怀疑。甲同学通过查阅资料得知:在碳酸钠溶液中滴加少量稀盐酸,先发生反应Na2CO3+HCl NaCl+NaHCO3,继续滴加稀盐酸,再发生反应 NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2。所以甲同学认为,乙同学实验时还应 ,才能观察到有气泡产生。【观察与讨论 3】甲同学先将废液缓慢倒入一洁净的废液杯中,乙同学在
17、观察到气泡产生后,也将实验废液缓慢倒入该废液杯中,没有观察到明显现象。经过讨论确定,甲同学的试管中废液含有的溶质一定有 (填化学式,下同), 乙同学的试管中废液含有的溶质一定有 。 为了处理实验后产生的废液,甲、乙同学决定对废液杯中最终废液溶质的成分进行探究。【提出问题】最终废液中含有什么溶质?【猜想与假设】猜想 1:废液中含有 两种溶质。猜想 2:废液中含有 三种溶质。猜想 3:废液中含有 NaHCO3、CaCl 2、NaCl 三种溶质。【活动与探究】甲、乙同学为了验证猜想,进行了如下实验:甲同学实验:取少量废液于试管中,向其中滴加盐酸,无气泡产生。乙同学实验:取少量废液于试管中,向其中滴加
18、紫色石蕊试液,溶液变红色。【结论与反思】(1)猜想 (填“1” “2”或“3”)正确。(2)要得到相同的结论,还可采用很多种方法。如加入氧化铁粉末,可观察到溶液呈 色,该反应的化学方程式为 。 【表达与交流】甲、乙同学确认了最终废液中溶质的成分,若直接排放,可能造成的危害是 , 你认为处理该废液的方法是 。【解析】 【观察与讨论 1】氢氧化钙悬浊液能与稀盐酸发生反应生成氯化钙和水,所以悬浊液变澄清；【观察与讨论 2】由题给信息可知只有加入足量的稀盐酸才能产生气泡,所以需要继续加入稀盐酸,才能观察到有气泡产生；【观察与讨论 3】根据上述讨论可知甲同学的试管中废液含有的溶质一定有 CaCl2,乙同
19、学的试管中废液含有的溶质一定有 NaCl；【猜想与假设】如果甲、乙实验中都恰好完全反应,废液中含有 CaCl2、NaCl 两种溶质;如果盐酸过量,废液中含有 CaCl2、NaCl、HCl 三种溶质；【活动与探究】废液中滴加盐酸,无气泡产生,说明溶液中不含有碳酸氢钠;废液中滴加紫色石蕊试液,溶液变红色,说明溶液中含有氯化氢；【结论与反思】(1)由以上分析可知,猜想 2 正确;(2)由于废液中含有稀盐酸,加入氧化铁粉末后能生成黄色的氯化铁溶液；【表达与交流】含有稀盐酸的废液直接排放,会腐蚀下水道、酸化水体、土壤等;向废液中加入适量的大理石或熟石灰调节成中性再排放。【小结】 本题是一道能力较高的综合
20、题,以实验探究为背景,考查了化学方程式的书写、实验过程中物质成分的推断等。对考生要求较高,需要掌握牢固的基础知识,综合运用知识分析解决问题的能力,平时加强此类题的训练,掌握解题方法、解题技巧。当然，化学实验探究题的设计视角还有很多，教师在教学中还可以在知识的跨度、广度、与实际的联系上多综合，在知识的迁移上多思考，在实验的异常现象上多分析，精心挑选素材，从化学学科的基本思想、基本方法入手，以能力立意为核心，突出知识的应用，突出对学习方法、学习能力的考查，调整设问的角度和层次，同时要遵“本” （遵守教材、课程标准） 、循纲（考试说明、教学要求） ，在不超越学生应有的知识和技能的前提下，设计出更新、更有价值的实验探究题，引导学生展开探究，培养学生应用知识解决实际问题的能力。
