探析實(shí)驗(yàn)探究命題特點(diǎn)及突破策略

李愛軍

(山東省濱州市沾化區(qū)下洼鎮(zhèn)第一中學(xué) 256803)

以“重視基礎(chǔ)、關(guān)注探究、聯(lián)系實(shí)際，促進(jìn)發(fā)展”為的命題原則下，實(shí)驗(yàn)探究題成為中考的必考題.以理論和實(shí)際相結(jié)合，以社會(huì)生活和社會(huì)熱點(diǎn)為背景組織命題，主要考查學(xué)生的閱讀理解能力、猜想能力，獲取與處理信息能力，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)能力，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)的分析與對比能力及分類比較、抽象、概括等科學(xué)法的運(yùn)用能力等，試題以中等或中等偏上難度為主，有較好的區(qū)分度.

一、探究物質(zhì)的成分

例1某校甲、乙興趣小組同學(xué)在學(xué)習(xí)酸、堿、鹽、金屬的化學(xué)性質(zhì)后，分別做了A、B、C三組實(shí)驗(yàn)：

甲、乙小組同學(xué)都觀察到C組實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象為____.

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，甲、乙小組同學(xué)分別同時(shí)將三組實(shí)驗(yàn)反應(yīng)后的物質(zhì)各倒入一個(gè)潔凈的燒杯中，都觀察到有氣泡產(chǎn)生，甲、乙小組同學(xué)分別對氣體成分及充分反應(yīng)后燒杯中溶液的溶質(zhì)成分進(jìn)行探究.

【查閱資料】

【實(shí)驗(yàn)探究】見表1.

表1

【交流與反思】(1)乙小組同學(xué)討論后認(rèn)為，甲組同學(xué)得出氣體成分的結(jié)論不嚴(yán)謹(jǐn)，其理由是____.(2)甲、乙小組同學(xué)所做實(shí)驗(yàn)相同，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論卻不同，原因是____.

【拓展與應(yīng)用】只用一條化學(xué)方程式表示AlCl3與過量NaOH在溶液中的反應(yīng):____.

解析這是一道典型的信息與探究相結(jié)合的試題，不但能較好地考查實(shí)驗(yàn)分析及靈活運(yùn)用信息解答具體問題能力，而且還較好地考查酸堿鹽之間的復(fù)分解反應(yīng)及有關(guān)反應(yīng)先后等知識(shí)，突出了命題基礎(chǔ)與能力并重的命題思想.因碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和氫氧化鈉，故觀察到白色沉淀.

【交流與反思】(1)由紫色石蕊試液變紅，證明溶液中含有鹽酸，又因碳酸鈣與稀鹽酸能反應(yīng)生成二氧化碳，故僅憑有氣泡產(chǎn)生是無法得出有氫氣產(chǎn)生；(2)甲、乙小組同學(xué)所做實(shí)驗(yàn)相同，但由于所用試劑的量不同，導(dǎo)致發(fā)生的反應(yīng)不同.

【突破策略】解答時(shí)，首先讀題，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，并找出?shí)驗(yàn)中涉及的物質(zhì)，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式.其次對物質(zhì)成分提出猜想，如本題中溶質(zhì)成分的猜想：①可溶性的生成物，②過量的反應(yīng)物(不包含固體)，③生成物與過量反應(yīng)物.再次，根據(jù)猜想中物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.

注意：(1)對于含雜質(zhì)的混合物與另一種物質(zhì)反應(yīng)，若雜質(zhì)是不反應(yīng)的不溶物，則反應(yīng)后過濾的濾渣中一定存在該物質(zhì)，若雜質(zhì)是不反應(yīng)的可溶物，則過濾后的濾液溶質(zhì)中一定存在該物質(zhì).(2)若發(fā)生多個(gè)反應(yīng)，還要考慮生成物與其他反應(yīng)中可能過剩的反應(yīng)物繼續(xù)反應(yīng),再結(jié)合上述步驟綜合判斷，避免漏掉可能的猜想.

二、探究物質(zhì)性質(zhì)及其影響因素

例2丙酸鈣為白色固體，易溶于水，可作食品防霉劑，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其用于制作面食、糕點(diǎn)時(shí)每千克面粉中的最大使用量.小組同學(xué)實(shí)驗(yàn)探究其性質(zhì)和防霉的效果.

1.探究丙酸鈣的性質(zhì)

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)用下圖裝置(夾持儀器已略去)完成實(shí)驗(yàn)，記錄結(jié)果見表2.

表2

解釋與結(jié)論(1)②中現(xiàn)象說明有CO2產(chǎn)生.CO2與石灰水反應(yīng)的化學(xué)方程式為____.

(2)查閱資料得知丙酸鈣與鹽酸反應(yīng)無氣體生成.由實(shí)驗(yàn)②可得出的結(jié)論是____.

2.探究丙酸鈣防霉的效果

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分別按下列①～⑧的配方蒸制8個(gè)饅頭，冷卻后置于密封袋中，記錄結(jié)果見表3.

表3

解釋與結(jié)論(3)設(shè)計(jì)第1組實(shí)驗(yàn)的目的是____.

(4)第2組，⑦中x為____.

(5)對比第1組、第2組實(shí)驗(yàn)可得到的結(jié)論是____.

反思與評(píng)價(jià)(6)某同學(xué)認(rèn)為“制作面食、糕點(diǎn)時(shí)，丙酸鈣用量越大越好”你是否同意此觀點(diǎn)，并說明理由：____.

解析這是屬于控制變量思想下的物質(zhì)性質(zhì)探究題.丙酸鈣從類別上看屬于含氧酸鹽，因而從鹽的通性及穩(wěn)定性角度去思考，所以實(shí)驗(yàn)從其穩(wěn)定性及分解產(chǎn)物角度設(shè)計(jì)的.

(1)二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)為：

(2)根據(jù)信息“丙酸鈣與鹽酸反應(yīng)無氣體生成”及步驟②現(xiàn)象知，丙酸鈣受熱后產(chǎn)生的物質(zhì)能與稀鹽酸反應(yīng)且生成二氧化碳.

(3)對比第1組實(shí)驗(yàn)配方可知，只有丙酸鈣的質(zhì)量不同，故該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄勘徕}的質(zhì)量大小是否對于丙酸鈣防霉效果有影響.

(4)對比第2組與第1組數(shù)據(jù)知，第2組加入蔗糖的質(zhì)量應(yīng)相同，故x=5.

(5)由表中數(shù)據(jù)可知，在只有蔗糖有無其它條件相同下，開始發(fā)霉的時(shí)間相同，故說明蔗糖對丙酸鈣防霉效果無影響.

(6)由題干信息“國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了丙酸鈣用于作面食、糕點(diǎn)時(shí)每千克面粉中的最大使用量”，說明過量使用可能有害.

突破策略物質(zhì)性質(zhì)探究題，一般先從物質(zhì)類別、穩(wěn)定性等角度做出大致猜測，以利于快速理解題意，然后再結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及問題要求去推理與解答.至于性質(zhì)的影響因素則需要從控制變量角度去設(shè)計(jì)，即只允許一個(gè)變量可變其它條件相同，如本題中探究丙酸鈣的量對發(fā)酵的影響.

三、對化學(xué)反應(yīng)或現(xiàn)象的探究

例3欲證明“CO2與NaOH發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)”，某化學(xué)興趣小組進(jìn)行以下探究實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)裝置中夾持儀器已略去).

【實(shí)驗(yàn)1】配制溶液

(1)用NaOH固體配制20g20%NaOH溶液，無需用到的玻璃儀器有____(填標(biāo)號(hào)).

A.膠頭滴管 B.酒精燈

C.量筒 D.燒杯 E. 玻璃棒

【實(shí)驗(yàn)2】按如圖1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

圖1

實(shí)驗(yàn)前U型管兩端液面相平，將NaOH溶液滴入試管中，恢復(fù)到室溫后，U型管中的液面左高右低.據(jù)此，甲同學(xué)得出“CO2與NaOH發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)”的結(jié)論.

(2)U型管中液面高度發(fā)生變化的原因是____.

(3)上述結(jié)論的證據(jù)不充足，理由是____.

【實(shí)驗(yàn)3】按如圖2所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

圖2

查閱資料：CaCl2溶液呈中性；

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①檢查裝置的氣密性，往裝置中加入藥品；

②關(guān)閉K1、K2，將注射器中的NaOH溶液緩緩?fù)迫階中；

③A中物質(zhì)充分作用后，打開K1，B中無色溶液倒吸入A中，A中產(chǎn)生沉淀且溶液顯紅色

④關(guān)閉K1，打開K2，將注射器活塞向上拉，C中溶液倒吸入A中.

(4)步驟③“產(chǎn)生沉淀”的現(xiàn)象仍不足以證明CO2與NaOH發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，理由是____.

(5)步驟④中，若觀察到____(填現(xiàn)象)，證明CO2與NaOH發(fā)生了化學(xué)反應(yīng).CO2與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為____.

解析實(shí)驗(yàn)1是配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氫氧化鈉溶液，因而根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟稱量(托盤天平)；量取(量筒、膠頭滴管)、溶解(燒杯、玻璃棒)，故不需要的是酒精燈.實(shí)驗(yàn)2是描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，即氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)導(dǎo)致裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，故U型管中右邊液面下降；(3)二氧化碳能溶于水，且能與水反應(yīng)，也能使裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，也會(huì)使U型管中右邊液面下降；(4)鈣離子能與氫氧根離子結(jié)合生成的氫氧化鈣微溶于水，也可能有沉淀產(chǎn)生，故步驟③“產(chǎn)生沉淀”的現(xiàn)象仍不足以證明氫氧化鈉和二氧化碳發(fā)生了反應(yīng)；(5)步驟④中，稀鹽酸被吸入A中，故若觀察到有氣泡產(chǎn)生，說明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng).

突破策略實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象探究題的解答過程，一般是對常見物質(zhì)性質(zhì)熟悉的基礎(chǔ)上，然后根據(jù)反應(yīng)前后物質(zhì)種類及成分變化提出假設(shè)，進(jìn)而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而解答問題.

綜上所述，探究性實(shí)驗(yàn)就是提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析現(xiàn)象、得出結(jié)論的過程，因而需要對常見物質(zhì)單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系要理解掌握，同時(shí)還需要對常見離子或物質(zhì)的顏色、特性要記憶，進(jìn)而順利解答具體問題.