分類解析中考實(shí)驗(yàn)探究題

宋娟

化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題是利用化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)基本技能知識(shí)對(duì)化學(xué)問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，旨在考查學(xué)生能否使用科學(xué)方法來(lái)分析和解決實(shí)際問(wèn)題，具有較強(qiáng)的綜合性和靈活性，能力要求較高?？v觀近幾年中考化學(xué)試題，化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題已逐步成為各省、市中考命題的重點(diǎn)和難點(diǎn)。現(xiàn)對(duì)常見(jiàn)中考化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題類型歸類解析如下。

一、物質(zhì)成分的探究

解決此類問(wèn)題，關(guān)鍵是熟練把握物質(zhì)的性質(zhì)，特別是酸堿鹽和氧化物類物質(zhì)的性質(zhì)，構(gòu)建起各類物質(zhì)間反應(yīng)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化圖，大膽推測(cè)，反復(fù)印證。

例1請(qǐng)你閱讀下列短文后，回答有關(guān)問(wèn)題。

“二氧化碳本身沒(méi)有毒性，但當(dāng)空氣中的二氧化碳超過(guò)正常含量時(shí)，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生有害影響，所以在人群密集的地方，應(yīng)該注意通風(fēng)換氣，保持空氣新鮮?！?/p>

（1）根據(jù)上述短文，提出一個(gè)你想探究的問(wèn)題： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

（2）對(duì)你的問(wèn)題做出一個(gè)比較合理的猜想： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

（3）請(qǐng)自選用品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想，并填寫(xiě)表1。

表1

操作過(guò)程實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論

思路點(diǎn)撥通過(guò)閱讀短文“二氧化碳超過(guò)正常含量對(duì)人體有害，人群密集地應(yīng)注意通風(fēng)換氣”，知道探究目的是“新鮮空氣和人群密集地空氣中二氧化碳含量高低問(wèn)題”，再根據(jù)“人群密集地，應(yīng)注意通風(fēng)換氣”提出猜想“人群密集地空氣中二氧化碳含量高”。最后設(shè)計(jì)如何收集空氣并檢驗(yàn)空氣中二氧化碳含量的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證猜想。

答案：（1）新鮮空氣中的二氧化碳量是否比人群密集的地方中的二氧化碳含量低（其他合理答案也可。但要注意應(yīng)表述成一個(gè)問(wèn)題，而不是一個(gè)肯定的說(shuō)法，比如“新鮮空氣中的二氧化碳量比人群密集的地方中的二氧化碳含量低”，類似這樣的表述就不符合題意。）

（2）新鮮空氣中的二氧化碳量比人群密集的地方中的二氧化碳含量低。（只要說(shuō)出合理猜想即可，不必作出解釋。）

（3）（只要學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝌?yàn)證猜想既可，但要注意應(yīng)該采用對(duì)比的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。）

操作過(guò)程實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論

分別用兩個(gè)注射器，在空曠地帶和人群密集地方取兩管氣體，分別注入到盛有澄清石灰水的燒杯中，觀察石灰水變渾濁程度注入在空曠地帶取到的氣體的石灰水，渾濁程度小于注入在人群密集地方取到的氣體的石灰水的渾濁程度新鮮空氣中的二氧化碳量比人群密集的地方中的二氧化碳含量低

二、物質(zhì)變化條件的探究

該探究是為了研究物質(zhì)變化的條件和影響物質(zhì)變化的因素而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)探究。這里所要探究的物質(zhì)變化的條件主要有點(diǎn)燃、加熱、催化劑、通電、高溫、高壓等等;而影響物質(zhì)變化的因素主要是指外界因素（如溫度、濃度、壓強(qiáng)、攪拌、物質(zhì)的形狀或接觸面積等）。并且，這里的變化既包括物理變化，又包括化學(xué)變化。圖1

例2實(shí)驗(yàn)小組欲證明氧化銅能加快氯酸鉀的分解，他們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

①稱取x g膽礬晶體，研細(xì)后加入10 mL蒸餾水溶解;

②將足量的NaOH溶液與上述溶液充分反應(yīng)，生成藍(lán)色沉淀，過(guò)濾后洗滌沉淀;

③將所得沉淀轉(zhuǎn)移到坩堝中，均勻緩慢加熱至完全變?yōu)楹谏?，研?xì)備用;

④按表2中的質(zhì)量混合好固體后，在相同條件下加熱，并與MnO2的催化效果做比較，實(shí)驗(yàn)時(shí)間均以生成50 mL氣體為準(zhǔn)（見(jiàn)圖1甲），其他可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均忽略。

表2

編號(hào)KClO3質(zhì)量（g）其他物質(zhì)質(zhì)量（g）待測(cè)數(shù)據(jù)

12.0/

22.0CuO 0.5

32.0MnO2 0.5

回答下列問(wèn)題：

（1）步驟①中的x應(yīng)至少稱取g（結(jié)果保留1位小數(shù)），上述實(shí)驗(yàn)步驟中需要使用玻璃棒的是（填序號(hào)）。

（2）表2中的“待測(cè)數(shù)據(jù)”是指。

（3）為了較準(zhǔn)確地測(cè)量氣體體積，在讀取反應(yīng)前后量氣管中液面的讀數(shù)的過(guò)程中，應(yīng)注意（填字母編號(hào)）。

a.視線與凹液面最低處相平;

b.讀數(shù)前不能移動(dòng)量氣管和水準(zhǔn)管;c.保持水準(zhǔn)管靜止，待水準(zhǔn)管中液面不再上升時(shí)，立刻讀數(shù);d.讀數(shù)前應(yīng)上下移動(dòng)水準(zhǔn)管，待兩管液面相平再讀數(shù)。

（4）若50 mL量氣管中液面的位置如圖1乙所示，A與B刻度間相差1 mL，刻度A為20，則此時(shí)氣體的讀數(shù)為。

（5）如果要進(jìn)一步探究CuO在反應(yīng)中是否起到催化作用，請(qǐng)完成表3后續(xù)實(shí)驗(yàn)。（提示：可從催化劑的概念完成實(shí)驗(yàn)。）

表3

實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)這一步驟的目的

實(shí)驗(yàn)表明，加入CuO后產(chǎn)生O2的速率比未加入時(shí)快得多 CuO能加快KClO3的分解

解析本探究題的目的是證明氧化銅對(duì)氯酸鉀的催化作用，過(guò)程是先用膽礬通過(guò)化學(xué)方法制取氧化銅，再讓氧化銅與氯酸鉀混合加熱，并與二氧化錳與氯酸鉀混合加熱比較生成等量氧氣所需的時(shí)間，來(lái)證明氧化銅對(duì)氯酸鉀分解也具有催化作用.計(jì)算膽礬的質(zhì)量應(yīng)根據(jù)需要的氧化銅的質(zhì)量，可依據(jù)銅元素的質(zhì)量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。由于①②③步中有溶解，過(guò)濾，轉(zhuǎn)移固體等操作，所以都要用到玻璃棒，表格中的“待測(cè)數(shù)據(jù)”應(yīng)是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，就是測(cè)定反應(yīng)時(shí)間，讀取反應(yīng)前后量氣管中液面的讀數(shù)要準(zhǔn)確，方法要規(guī)范，如果要進(jìn)一步探究CuO在反應(yīng)中是否起到催化作用時(shí)，要從催化劑的特點(diǎn)入手，即反應(yīng)前后催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不改變。

解（1）設(shè)需要膽礬的質(zhì)量為x。

CuSO4·5H2O～CuO

250 ? ? ? ? ? 80

x ? ? ? ? ? ?0.5 g

x=1.6 g

由于①②③步中有溶解，過(guò)濾，轉(zhuǎn)移固體等操作，所以都要用的是玻璃棒。

（2）本題的目的是驗(yàn)證氧化銅的催化作用，關(guān)鍵是測(cè)定反應(yīng)時(shí)間，所以表格中的“待測(cè)數(shù)據(jù)”就是測(cè)定反應(yīng)時(shí)間。

（3）為了較準(zhǔn)確地測(cè)量氣體體積，在讀取反應(yīng)前后量氣管中液面的讀數(shù)的過(guò)程中，視線與凹液面最低處相平，讀數(shù)前應(yīng)上下移動(dòng)水準(zhǔn)管，待兩管液面相平再讀數(shù)。

（4）注意量氣管的刻度是上面小，下面大，所以讀數(shù)應(yīng)是20.8 mL。

（5）如果要進(jìn)一步探究CuO在反應(yīng)中是否起到催化作用，要從催化劑的特點(diǎn)入手，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證反應(yīng)前后催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不改變。

答案為：（1）1.6;①②③（2）生成50mL氣體所需時(shí)間（3）ad（4）20.8mL

（5）

實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)這一步驟的目的

將加熱后殘留的固體溶于足量的水，過(guò)濾后稱重CuO的質(zhì)量CuO的質(zhì)量在反應(yīng)前后是否保持不變

將過(guò)濾后的CuO重新與KClO3混合加熱，觀察是否依舊能加快KClO3的分解CuO的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后是否保持不變

三、物質(zhì)性質(zhì)的探究

該類探究題要充分利用教材中已有的代表物的性質(zhì)。在平時(shí)的教學(xué)中不斷地滲透探究精神，貫穿探究過(guò)程，使學(xué)生遇到探究性試題有章可循，有方法去突破，找到解題的有效途徑，做到由此及類、一題多解、多題一解的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法。

例3如圖2是某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳并驗(yàn)證其性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)裝置圖。

圖2

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）將A、E裝置連接時(shí)，應(yīng)將A裝置的導(dǎo)管a與E裝置的導(dǎo)管 ? （選填“b”或“c”）相連接。檢驗(yàn)E裝置中二氧化碳已收集滿的方法是 ? ? 。

（2）將A、B裝置連接，觀察到的現(xiàn)象是 ? ，可驗(yàn)證二氧化碳的性質(zhì)是 ? ? ? ? 。

（3）將A、C裝置連接，可驗(yàn)證二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為： ? ? 。

（4）用E裝置收集一瓶二氧化碳?xì)怏w，取下雙孔橡皮塞，將瓶中的氣體沿D裝置燒杯左側(cè)內(nèi)壁緩慢倒入，觀察到的現(xiàn)象是 ? ? ? ? ? ? ，這些現(xiàn)象說(shuō)明二氧化碳具有的物理性質(zhì) ? ? ? ，化學(xué)性質(zhì) ? ? ? ? ? ， ? ? ? ? ? 。

解析（1）將A、E裝置連接時(shí)，應(yīng)將A裝

置的導(dǎo)管a與E裝置的導(dǎo)管c相連，因?yàn)槎趸嫉拿芏缺瓤諝獾拿芏却?，二氧化碳的?yàn)滿方法是：將一根燃著的木條平放在集氣瓶口，木條熄滅，證明滿了;故答案為：c;用燃著的木條靠近E瓶b導(dǎo)管口，木條火焰熄滅。

（2）將A、B裝置連接，觀察到的現(xiàn)象是溶液由紫色變?yōu)榧t色，因?yàn)槎趸寄芘c水反應(yīng)生成碳酸，碳酸能使紫色變紅色，故答案為：溶液由紫色變?yōu)榧t色;二氧化碳能與水反應(yīng)生成碳酸。

（3）二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和水，可以用于檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w的存在，故答案為：Ca（OH）2+CO2CaCO3↓+H2O。

（4）將瓶中的氣體沿D裝置燒杯左側(cè)內(nèi)壁緩慢倒入，觀察到的現(xiàn)象是：燃著的蠟燭由下至上依次熄滅，這些現(xiàn)象說(shuō)明二氧化碳具有的性質(zhì)是：二氧化碳的密度比空氣大;不能燃燒，不支持燃燒，故答案為：燃著的蠟燭由下至上依次熄滅;密度比空氣大;不能燃燒;不支持燃燒;

答案：（1） c ? 用燃著的木條靠近E瓶b導(dǎo)管口，木條火焰熄滅。

（2）溶液由紫色變?yōu)榧t色 ? ? 二氧化碳能與水反應(yīng)生成碳酸。

（3）Ca（OH）2+CO2CaCO3↓+H2O。

（4）燃著的蠟燭由下至上依次熄滅， 密度比空氣大， 不能燃燒，不支持燃燒。

解化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題一定要審好題，明白出題者的考察意圖，思路清晰、層層遞進(jìn)，把握好推理的思路、方法，注重答題的規(guī)范有序;特別是文字?jǐn)⑹鲆欢ㄒ?jiǎn)單明了說(shuō)明問(wèn)題即可，同時(shí)也要注意書(shū)寫(xiě)的工整，注重卷面的規(guī)范，定會(huì)取得滿意之效。

（收稿日期：2015-07-15）