1、第17课时探究性化学实验学生用书P84一、科学探究过程(c)1提出问题在科学研究上，能够发现并提出一个问题比解决一个问题更为重要。发现并提出问题的前提是用心观察，学会拓展自己的观察力。2建立假设建立假设也叫进行猜想，假设可以正向假设或反向假设。如不同时段花的颜色变化既可假设与光照有关，也可假设与光照无关。3设计实验方案设计实验方案的关键在于利用控制变量法设置对照实验，即在若干个相关的因素或变量中，选择一个有关变量相同而控制其他因素全部相同。4收集事实证据学会用不同的有效方法收集相关的事实与证据，对数据进行列表或作图等，再对数据进行相关分析。5得出结论(验证假设)对所收集的事实证据或实验数据进行
2、分析后，得出相关结论，并用以检验所建立的假设或猜想，得出相关结论。6评价与交流对探究的结论进行推广应用就需要评价与交流，对研究的课题总结成文、发表或会议交流都是其具体的形式。二、初中化学常考的实验探究点列举(c)1学会建立相关的科学假设或猜想2学习利用控制变量法设计对照实验3探究实验原理或实验过程是否合理4尝试对获得的事实证据或有关数据进行分析并得出正确结论5探究某种物质的元素组成6探究某种气体的成分组成7探究某种混合试剂的成分组成8探究某种物质的酸碱性9探究某种碱的变质情况10探究某种物质能否作为催化剂或催化效率如何11探究某种化学反应的产物成分12探究某种化学反应速率的影响因素13探究金属
3、生锈的条件类型一探究实验方案的设计典例 下列实验方案的设计不能达到实验目的的是(C)ABCD验证白磷的着火点比红磷低验证二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应比较镁、铝的活动性顺序探究温度对分子运动的影响【解析】 将等量的镁粉和铝粉加入过量等浓度的稀盐酸中，都能发生剧烈反应，无法比较其金属活动性顺序。其他三组实验都符合控制变量法的对照实验，且有明显的不同现象，均可验证相关结论。跟踪训练 宜昌中考物质除杂是科学实验中经常遇到的问题。【方法探究】为除去二氧化碳气体中混有的少量一氧化碳，小明设计了三种 方案。实验方案方案A方案B方案C上述方案中有两个是合理的，写出合理方案中任意一个反应的化学方程式：_COCu
4、OCuCO2(或2NaOHCO2=Na2CO3H2O，或Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O，任写一个即可)_。【方法提炼】上述两种合理方案体现了物质除杂的不同思路：思路一：将杂质直接转化为所需物质；思路二：将所需物质转化为中间物质，再将中间物质转化为所需物质。【方法运用】运用思路一：除去氯化镁粉末中混有的少量氯化钡，先加足量的水溶解，再向溶液中加入适量的_MgSO4(或硫酸镁)_溶液，过滤、蒸发，即得氯化镁固体。运用思路二：除去氯化镁粉末中混有的少量氯化钡、氯化钠和硫酸钾。图171(1)步骤中反应的化学方程式是_BaCl2K2SO4=2KClBaSO4_，滤液B中一定含有的溶质是_M
5、gCl2、KCl、NaCl(或氯化镁、氯化钾、氯化钠)_。(2)步骤中反应的化学方程式是_MgCl22NaOH=2NaClMg(OH)2或MgCl2Ca(OH)2=CaCl2Mg(OH)2_，滤液C中一定含有的阴离子是_OH、Cl_。(3)步骤中乙溶液是_HCl_(填化学式)溶液。类型二根据事实证据或实验数据得出结论典例 干燥剂的干燥性能可用干燥效率(1m3空气中实际余留水蒸气的质量)来衡量。某些干燥剂的干燥效率数据如表所示。根据表中数据作出的推测不合理的是(D)物质CaCl2CaBr2CaOCaSO4MgOAl2O3ZnCl2ZnBr2CuSO4干燥效率0.140.140.20.040.00
6、80.0030.81.11.4A.MgO的干燥性能比CaO好B干燥剂中金属元素对干燥效率影响可能比较大CMgSO4的干燥效率可能小于0.04D干燥剂中非金属元素对干燥效率无影响【解析】 1m3空气中实际余留水蒸气的质量，MgO为0.008，CaO为0.2，即有MgO的1m3空气中实际余留水蒸气的质量更少，MgO的干燥性能比CaO好。CaBr2和ZnBr2的干燥效率相差较大，而ZnCl2和ZnBr2的干燥效率相近，说明干燥剂中金属元素对干燥效率影响可能比较大，非金属元素影响较小。CaSO4的干燥效率为0.04，而Mg元素的干燥性能更好，所以 MgSO4的干燥效率可能小于0.04。跟踪训练 A、B
7、、C 三只小烧杯内分别依次盛有一定体积的浓氨水、酚酞试液、酚酞试液，按如图所示进行探究活动，不能得到的结论是(B)图172A氨水能使酚酞试液变红B碱能使酚酞试液变红C空气不能使酚酞试液变红D浓氨水易挥发，氨气易溶于水【解析】 氨水能使酚酞试液变红，因为氨水呈碱性。碱能使酚酞试液变红，这种说法正确，但不能通过这个实验得出。C烧杯不变色，说明空气不能使酚酞试液变红。通过对比实验，能说明浓氨水易挥发，氨气易溶于水，溶液呈 碱性。类型三探究酸、碱的性质典例 2018咸宁咸宁市某校2018年实验操作模拟考试的一个考题是：用碳酸钠溶液鉴别稀盐酸、食盐水和澄清石灰水。【进行实验】实验步骤实验现象实验结论分别
8、用a、b、c三支试管取样，各加入一定量碳酸钠溶液a中有气泡产生a中物质是稀盐酸b中无明显现象b中物质是食盐水c中_有白色沉淀生成(或溶液变浑浊)_c中物质是澄清石灰水写出a试管中发生反应的化学方程式：_Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O_。把c试管反应后的物质进行过滤，得到滤液。【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？猜想一：Na2CO3和NaOH；猜想二：NaOH；猜想三：_Ca(OH)2和NaOH_。提示：Ca(OH)2微溶于水。【实验过程】为验证猜想一是否正确，进行了如下实验：实验步骤实验现象实验结论取一定量滤液于试管中，加入一种盐溶液(写溶质化学式) _BaCl2或Ba(NO3)
9、2_。有白色沉淀猜想一正确写出上述有白色沉淀生成的化学方程式：_Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl或Na2CO3Ba(NO3)2=BaCO32NaNO3_。同学们还对a试管反应后废液的酸碱性感兴趣，决定用pH试纸测定其pH值。用pH试纸测定a试管反应后废液酸碱性的过程测定结果在白瓷板上放一小片pH试纸，用玻璃棒蘸取 _a试管中的废液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，读出溶液的pH值(合理即可)_。pH7(废液显酸性)【反思与交流】a试管中的废液显酸性，从环保、经济、操作简便等方面考虑，应向废液加入_Ca(OH)2(或CaCO3；CaO)_(填化学式)后再排放。类型四探
10、究混合物或反应产物的组成典例 2018杭州江干区三模小黄发现某薯片包装内的一个小袋，上面标有“成分：CaO、Fe；作用：防潮、防氧化；警告：禁止食用”等字样。撕开小袋，发现里面装的是固体粉末，大部分呈灰白色，少部分呈棕红色。经过初步分析成分，他认为棕红色粉末是Fe2O3，灰白色粉末中应该含有CaCO3和Fe。小黄想用实验来验证自己的判断，请你一同参与。【实验目的】证实灰白色粉末中含有CaCO3和Fe。【实验设计】装置如图所示：图173【实验预测与分析】(1)若要证实灰白色粉末中含有CaCO3和Fe，仪器的连接顺序是_(填序号)。(2)若观察到_D中黑色粉末变为红色，E中无水硫酸铜由白色变蓝色_
11、，可证实样品成分中含有Fe。(3)依据小黄的结论分析思路，灰白色粉末样品中应该还可以有别的成分，请你写出其中一种物质的名称：_氢氧化钙_。【解析】 碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳气体，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，铁与盐酸反应生成氢气，氢气具有还原性，和氧化铜反应生成铜和水。C中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，E中无水硫酸铜变蓝，说明有水生成，浓硫酸具有吸水性，能除去生成气体中的水蒸气。类型五探究混合气体的组成典例 青岛中考某混合气体中含有CO、CO2、SO2三种气体。某兴趣小组对此进行了探究。【查阅资料】.SO2能使品红溶液褪色，易与高锰酸钾溶液反应而被吸收，能与氢氧化钠溶液反应，能使澄
12、清石灰水变浑浊。.CO和CO2均不能使品红溶液褪色，也不与高锰酸钾溶液反应。.CO与CuO反应的化学方程式为：COCuOCuCO2。【实验探究】为验证这三种气体，同学们在老师指导下，设计并进行如下实验：图174【事实与结论】通过实验验证了以上三种气体的存在，请完成下列空格：(1)装置E的作用是_除去原气体中的二氧化碳气体_；装置F的作用是 _检验二氧化碳是否除尽_。(2)能证明气体中含有SO2的现象是_A中品红溶液褪色_，含有 CO2的现象是_D中澄清石灰水变浑浊_。【反思与评价】若将装置和装置互换，则无法验证的气体是_CO2和SO2_(填化学式)。【解析】 (2)二氧化硫能使品红溶液褪色，所
13、以若A中品红溶液褪色则说明气体中含有二氧化硫，若D中澄清石灰水变浑浊则说明气体中含有二氧化碳。 【反思与评价】因二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊，能与氢氧化钠溶液反应，所以若将装置和互换，则无法验证气体中是否含有二氧化碳和二氧化硫。1下列实验方案不能达到目的的是 (D)A用磁铁除去铜粉中混有的少量铁粉B用天然水制蒸馏水时加几粒碎瓷片，防止暴沸C将熟石灰与某固体混合后研磨并闻气味，检验该固体中是否含有NHD用银、硫酸亚铁溶液、氯化铜溶液探究银、铁、铜三种金属的活动性顺序【解析】 银与硫酸亚铁溶液、氯化铜溶液都不反应，不能确定银、铁、铜三种金属的活动性顺序。22018益阳下列“实验”“现象”及“结论
14、”完全相符的是 (C)选项实验现象结论A向某固体上滴加稀盐酸产生气泡该固体为碳酸盐B向某气体中伸入燃着的木条木条熄灭该气体是 CO2C将黄铜与铜片相互刻画铜片上有明显刻痕续表组成改变导致性能改变D电解水生成的 H2和O2的质量比为21水由氢、氧两种元素组成【解析】 向某固体上滴加稀盐酸，产生气泡，该固体不一定为碳酸盐，也可能是活泼金属。向某气体中伸入燃着的木条，木条熄灭，说明气体不能燃烧也不支持燃烧，该气体不一定是 CO2，也可能是氮气等气体。电解水，生成的H2和O2的体积比为21，氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的，说明水是由氢元素和氧元素组成的。3小明在实验室完成探究实验并填写了实验报
15、告，其中现象或结论正确的是(B)A用MnO2催化双氧水分解得到氧气后发现MnO2质量和性质未变，说明MnO2不参与反应B用小木棍蘸浓硫酸在白纸上写字后白纸和小木棍变黄、变黑，说明浓硫酸有脱水性C将铝片和锌粒分别投入稀硫酸中，锌粒表面产生的气泡更多，则锌的活动性大于铝D向装澄清石灰水试管中通入两小针筒空气，无浑浊现象，说明空气中不含二氧化碳42018绍兴义乌科学研究常常采用转换、模拟等研究方法，下列课本实验中与其他三个所采用的研究方法不同的是 (B)A B C D图175A研究潜水艇的浮沉 B研究二氧化碳的性质C研究板块张裂 D研究膈的升降与呼吸【解析】 转换法主要是指在保证效果相同的前提下，将
16、不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象；将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题；将难以测量或测不准的科学量转换为能够测量或测准的科学量的方法。模拟法是在实验室里先设计出某被研究现象或过程(即原型)相似的模型，通过模型，间接地研究原型规律性的实验方法。研究二氧化碳的性质，因为水与二氧化碳反应没有任何现象，为了能够观察实验现象，通过瓶子的变形与否来判断是否发生反应，是转化法。其余三项都是通过模拟来直接体现实验现象的，是模拟实验。52018绍兴义乌小敏研究影响锌与盐酸反应快慢的因素。甲序号盐酸溶液浓度2min内产生氢气的体积15%10mL215%28mL乙图176(1)图甲中A、B仪器可以组装
17、一套测量气体体积的装置，利用该装置时A中的_b_管接c。(2)她选用2g完全相同的锌片分别和同体积5%、15%的稀盐酸进行实验。获得表格数据。由此推断实验是通过_相同时间内产生气体多少_来体现反应快 慢的。(3)小敏分析数据得到如下结论：锌与盐酸反应快慢与盐酸浓度有关，盐酸浓度越大反应越快。其他同学认为结论不可靠，他们的依据是：_没有换用不同浓度盐酸多次实验(合理即可)_。(4)实验中小敏发现锌与盐酸反应时，一开始产生氢气速度并没有随盐酸浓度的减少而减慢。查阅资料得知化学反应中往往伴随着能量变化。由此作出猜想：锌与盐酸反应快慢还与_温度_有关。【解析】 (1)测量气体体积，需要把水压入量筒中，
18、所以应该是b管接c。 (3)小敏只做了两组实验，不能排除实验中的偶然性，若要得到正确的结论，应换用不同浓度盐酸多次实验。(4)锌与盐酸反应是放热反应，开始时温度升高，产生气体速度较快，不会因为盐酸浓度的减少而减慢。62018重庆A卷(1)不同实验对反应速率有不同要求。某同学探究CO2制取实验，按要求答题。限选控制反应速率的方法：反应物的浓度反应物的状态限选试剂：A.稀盐酸B浓盐酸C块状石灰石D碳酸钠溶液E粉末状石灰石填写表格并回答相关问题。实验名称控制速率的方法所选用的最佳试剂灭火器反应原理_B_和DCO2的实验室制法_A和C写出灭火器反应原理的化学方程式：_Na2CO32HCl=2NaClH
19、2OCO2_。(2)已知：CO2和SO2既有相似性，又有差异性。实验一：水槽中滴入紫色石蕊试液，将收集满两种气体的试管同时倒立于其中，片刻后实验现象如图所示，说明相同条件下的溶解性：SO2_(选填“”或“”)CO2，试管内溶液变成_红_色。图177实验二：已知镁条在CO2中剧烈燃烧的化学方程式为：2MgCO22MgOC。试推测镁条在SO2中燃烧的现象为：剧烈燃烧，_产生白色和黄色固体_。【解析】 (1)灭火器中需要快速产生二氧化碳，故不能使用稀盐酸；实验室制取二氧化碳反应的速率不能过快，故使用的是块状的石灰石。(2)根据图示可以看出，二氧化硫的这支试管内液面上升得明显，故二氧化硫的溶解性强于二
20、氧化碳，二氧化硫的水溶液呈酸性，能使紫色石蕊试液变成红色；根据二氧化碳与镁的反应可以推知镁在二氧化硫中燃烧生成氧化镁和硫，氧化镁是白色的，硫是黄色的，故会观察到产生白色和黄色固体。72018金华丽水某拓展性学习小组在学校科学实验创新比赛中，做了一个有趣的实验，装置如图。图178实验设计：三颈烧瓶中充满二氧化碳气体，A颈、B颈分别连接充满氢氧化钠溶液和盐酸的注射器，C颈插有两端开口的玻璃导管(伸入瓶内的一端连有小气球)，装置气密性良好。实验操作：先通过A颈往瓶内注入氢氧化钠溶液，观察到小气球的形状发生了变化；过一段时间后再通过B颈往瓶中注入盐酸，发现小气球的形状又发生了改变。请描述小气球形状的变化情况，并对此作出合理的解释。【答案】 小气球形状的变化情况：气球“先膨胀，后变瘪”(或“先变大，后变小”)。三颈烧瓶中充满二氧化碳气体，通过A颈往瓶内注入氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液吸收了二氧化碳气体生成碳酸钠，烧瓶内气压减小，小气球通过细玻璃管连通瓶外大气，在大气压作用下，小气球膨胀。过一段时间后再通过B颈往瓶中注入盐酸，盐酸与碳酸钠反应，又产生二氧化碳气体，瓶内气压增大，所以小气球又变瘪。