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《化学科学探究专题复习》学案

复习目标：

1、知道科学探究的一般流程，了解实验探究题型及特点

2、学会根据题li的探究要求运川所学知识讲行合理探究推理

3、积累、培养良好审题、解题方法和习惯和逻辑思维能力

教学过程：

一、了解科学探究的一般过程?

提出问题——（）二制定计划——（）——收集处理信息——解释结论——（）——表达交流

二、实验探究的“四性”原则

要正确解答探究题，还要搞清楚探究方案设计的思路方法、过程类型及遵循的“四性”原

则，即科学性、安全环保性、可行性、简约性（步骤少、时间短、效果好等）。

三、实验探究的类型

不同的探究题型应采用不同的解题方法

1.根据提出的问题，作出猜想及假设类

认真阅读故事情景，清楚背景，根据提出问题，依据掌握的化学知识做出合理假设或猜想, 注意提出假设要周密，必须有一定的合理性，要有科学依据，然示结合猜想，依据已有的知识经验（如物质的颜色、状态、气味等去观性质和特征）去解答问题

（1）（10佛山）氯气（Cl2）是黄绿色气体，水溶液叫氯水。把品红试纸（染有品红的纸）伸入氯水屮，品红褪色。

【发现问题】氯水屮的哪些成分能使品红褪色呢？

【査阅资料】氯气溶于水，部分与水反应，方稈式为CI2+H2O=HC1+HC1O O其屮，HC1O 的名称叫次氯酸，是一种弱酸，具有强氧化性。

【猜想】

猜想1:是氯水屮的水使品红褪色的；

猜想2：是氯水屮的 _______ （填化学式）使品红褪色的；

猜想3：是氯水屮的盐酸使品红褪色的；

猜想4：是氯水屮的次氯酸使品红褪色的。

2.（08咸宁市）学习碳酸钠知识时，老师做碳酸钠溶液和澄清石灰水反应演示实验，并对浑浊液过滤，得到澄清滤液。课堂上老师的提问和同学们的冋答如下图所示：

滤液里可能含有哪些溶质呢？我们先猜想一下。

甲：应该含有NaOH、NazCOs和Ca（OH）2吧

乙：可能含有NaOH和Na￡O3

丙：可能恰好完全反应只含NaOH哦

T： ______________________________

假设你是丁同学，请你也提出一个与甲、乙、丙同学不同的猜想，把猜想写在横线上。

3.（10常州）某化学课外兴趣小组为探究Na与CO?的反应进行了如下实验（实验部分装置如右图所示）：向盛有Na的装置A屮通入纯净、干燥的CO?，当观察到装置B屮刚好岀现浑浊时，

点燃酒精灯，同时继续缓缓通入CO2, Na剧烈燃烧，产生白烟，燃烧结束后装置A屮有

黑色固体和白色同体生成。

【资料卡】

（1）K、Ca、Na等活泼金属的氧化物均可与水反应生成对应的碱；

（2）钠为银白色金属，过氧化钠为淡黄色固体。

【提出问题】白色固体含有什么物质？

【猜想与假设】假设1：白色固体含有____________ :

假设2：白色固体含有Na2O；

［反思】做出猜想时，依据______________________________

2、设计实验类

此类题目根据提出的问题或猜测与假设的问题，进行实验设计，从而验证提出问题与假设是正确的。要准确解答此为题H，先要注意方案设计的科学思想：

（1）对比实验思想。对比实验是设计的一种常用思想，是指设置两个或两个以上的实验纟R,通过实验现象的关系，进一步推理岀相应结论。如探究铁生锈的条件，就可按照对比实验的思想来设计，按右图实验。

现象：一周后，A试管内铁钉生锈，B和C试管内铁钉未生

锈。

分析：A和B对比，可得出铁生锈需要氧气；A和C对

比，可说明铁生锈需要水

（2）控制变量实验思想

一个问题常常受多方面的因素（变量）制约，此时可以把其他变量固定，只讨论其屮一个变量对问题的影响。如金属与酸反应速率的影响因素有金属活动性、酸溶液的浓度、温度、金属颗粒大小等，因此若要研究金属活动性对反应速率、金属颗粒大小都必须相同，然示选用不

同的金属来进行实验探究。

再就是必须有一定知识基础和分析、解决问题的能力。所涉及的知识主要有三种气体的制法、性质、检验（即：H2> 02、co2）,酸碱盐的实验,铁、铜生锈,金属活动性顺序等化学知识，涉及面广，我们要掌握好双基和实验基木操作，针对题目，综合分析，设计出合理的实验

方案并进行验证

（1）（08白贡市）期末化学实验老师幣理药品时，拿出--瓶久置的氢氧化钙粉末

［Ca（OH）2］, 他让小刘和小赵对这瓶氢氧化钙粉末的纽成进行实验探究。

（1）提出问题：这瓶氢氧化钙是否已经生成碳酸钙（CaCOs）而变质？

（2）进行猜想：A：氢氧化钙全部变为碳酸钙；B：氢氧化钙部分变为碳酸钙；C：氢氧化钙没有变质。

（3 ）设计实验方案、进行实验：下表是对猜想A进行实验探究的过程示例:

实验步骤实验现象实验结论

取样，加适量水，搅拌，过滤

①取少量滤液于试管屮，滴入酚瞅试液

②取少量滤渣于试管屮，加入盐酸①滤液不变色

②有气泡产生

氢氧化钙全部变

为碳酸钙

请你期选择一种猜想参与探究，完成下表。

A B C

实验步骤

实验现象 实验结论 取样，加适量水，搅拌，过滤

① 取少量滤液于试管屮，滴入酚駄试液

② 取少量滤渣于试管屮，加入盐酸

① ② 有一实验事实：铁粉与硫酸铜溶液反应，不但有铜生成，而且有较多的气体产生。为

确定气体的成分，进行下列实验探究。

（一） 探究：从物质组成元素角度分析，气体可能是SO2、02、出屮的一种或几种。

（二） 实验：

（1） 甲同学为确定是否含有S02,他将气体通入酸性高猛酸钾溶液小，溶液颜色未发生变 化，则该气体屮 ______ SO2（填“有”或“无”）。

（2） _________________________________ 乙同学认为只有02,则可用 来检验。实验证明乙同学的观点不正确。

（3） 丙同学为判断是否含有02,同时确定气体成分，通过查阅资料得知：

O 2+4KI+4HC1=2I 2+4KC1+2H 2O, L 为碘单质。于是他设计了如右验装置：

表面含有

A

B （三）实验现象与结论：A 屮观察到 _________________ ,证明无02；

B 屮观察到 _________________ ,证明该气体是比。

【反思】

（1） _______________________________________ 大家认为丙同学在加热前，应对气体先 以确保安全。

（2） _________________________________ 由上述实验可知，硫酸铜溶液显 性

（3）小明发现家中施用的碳酸氢钱（NH4HCO3）减少了,

好奇，于是和同学们进行探究，请你一同参与: 提出问题：碳酸氢

钱减少的原因是什么？

猜想假设：碳酸氢馋受热易分解，产物可能为水、二氧化 碳、氨

气.

实验设计：小明设计了如右图所示的装置进行实验（实验 装置中的

铁架台省略）. KI 、HC1淀粉t 眶

并闻到一股刺激性的气味.他很

（1）根据现彖 _________________________ ,证明实验后

气体

浓HzSO^^

生石灰和水澄渚石灰水

生成了水和氨气.

（2） ___________________________ 装置B屮澄清石灰水,证明产物屮有二氧化碳生成. （3）小红同学认为若将装置B屮澄清石灰水改为NaOH溶液，再经过某实验操作，也可以证

实验步骤

实验现象

反应的化学方程式

实验结论：碳酸氢僅受热易分解，其反应的化学方程式为_______________________________ ?

实验反思：根据以上实验，你认为化肥碳酸氢銭在保存时应注意的问题是 __________________

三.收集证据，解释与结论类：

此类探究题是运用调查、查阅资料等方式收集证据解决问题，并对所收集的证据和获得的信息进行简单的加工与整理，通过分析比较、分类、归纳概括等方法，认识知识Z河的联系，结合实验目的（提出问题），从而得出正确的结论，并对结论作出正确的解释。收集证据，要有较强的实证意识，会观察、记录，准确精练地表述，是解答此类题目的关键

（1）（2010常州）过碳酸钠（NazCOJ在洗涤、印染、纺织、造纸、医药一卫生等领域有大量应用，某化学研究性学习小组设计并完成了如下实验。

【实验目的】测定过碳酸钠样品（含有的杂质不溶于水且不与酸反应）的纯度。

【实验原理】2Na^CO4 + 4HC1 === 4NaCl + 2CO打 + 0介+ 2HQ

【实验装置】

⑤

【交流与讨论】

I .甲同学认为测定产物屮。2的体积即可测定样品的纯度。

（1）_________________________ 装置②的作用是：;

（2）_________________________ 装置③的作用是：:

（2）对NazCCh和NaCl的混合物屮Na^COq含量进行测定：

（1）该兴竝小组的同学设计了下图所示的实验装置。取lO.Og粗产品，进行实验。

B DEF

【说明】碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物。E装置中的饱和NaHCO?溶液是为了除去二氧化碳气体中的氯化氢，发生的反应为NaHCO?十HC1 = NaCl十CO? T十乩0。

（2）操作步骤

①连接好装置，检查气密性；②打开弹簧夹C,在A处缓缓通入一段时间空气；③称量G的质量；④关闭弹簧夹C,慢慢滴加浓盐酸至过量，直至D中无气泡冒出；⑤打开弹簧夹C, 再次缓缓通入一段时间空气；⑥再次称量G的质景，得前后两次质量差为0. 48go

（3）问题探究

F屮的试剂应为 _________ , B装置的作用是________________________ ,

H装置的作用是。

若疵有H装置,则测定的N/CCh的质量分数会（填“偏大”、“偏小”、“不

变”）。

（3）将炉甘石（ZnCCh）、赤铜矿（CgO）和过量的炭混合后，加热至800°C左右，充分反应后，即得金光闪闪的“假黄金”。请你协助课外活动小组的同学对“假黄金”进行探究，并冋答有关问题：

【提出问题】“假黄金”的化学组成是什么？

【查阅资料】高温时炭可将金属活动顺序屮铝以后的金属氧化物还原成金属单质；ZnCO3 高温时可分解成金属氧化物

【猜想】①“假黄金”可能由C、Zn、Cu三种单质组成；②“假黄金”可能由ZnO、CuO、C112O三种氧化物组成；③“假黄金”可能是单质和氧化物组成的混合物

【论证】他们经思考和推理后，首先排除了猜想______ （填“①”“②”或“③”），你觉得

他们的理由是____________________ 。进而排除了猜想______ （填“①” “②”或“③”），对余

下的一种猜想，该同学又排除了一种物质，你认为他们的依据是 ___________________________ 。

【设计实验】他们用实验鉴定了“假黄金”屮所含的两种物质，请将实验过稈填入下表屮:

【得出结论】“假黄金”的化学组成是____________________

四、结果分析，反思与评价类

此类探究题是对所获得的事实、证据进行总结、归纳，得出正确结论，对探究活动进行反思与评价。解答时可用比校、分类、概括、归纳等方法对证据和事实进行加工处理，利用逆向思维及缺点发现法对探究结果进行评价。而实验评价题是由题目提供一套或多套方案，从某一

角度或几个方面评价方案的优劣。一般从：①理论正确，②操作可行，③经济合理，④推理严密，⑤环保等方面评价

（2011?广安）某气体由H2、CO屮的一种或两种组成，某化学兴趣小组对该气体的组成进行探究.

［提出问题］该气体由什么物质组成？

［提出假设］猜想I :只冇氢气；

猜想II：只有一氧化碳；

猜想HI： ____________________________ ；

［提供信息］由H2、CO中的一种或两种纟H.成的气体能在氧气中安静地燃烧.

［设计实验］将该气体在氧气屮完全燃烧的产

［分析讨论］

（1）_____________________________________________ 装置A质量增加，说明气体燃烧的产物屮有生成，推知该气体成分屮一定含有

元索；装置B质量增加，说明该气体燃烧的产物屮有________________生成，推知该气体成分屮

_定含有___________ 元素.

（2）_____________________________________________ 装置A屮浓硫酸的作用.

［反思］若某纯净物完全燃烧，将其产物依次通过该套实验装置A、装置B,发现装置A、B的质

暈都增加了，则该纯净物可能是__________________ （任写一种物质的化学式或名称）.

五、综合性探究类

此詁探究题是对科学探究的基木过程屮的八要素进行全方血地考查，体现探究的全过程，解答时要注点结合实践经验和亲身体验，探究性地提出问题，有观察到的现彖和数据进行推理、判断，根据试题的目的和要求，结合题设屮的材料，进行解答，思维要有开放性。

（2011?安徽）为研究锌和铝的金属活动性，某研究小组进行了如下探究.

（1）小明设计的实验方案：向表面积相同的铝片和锌粒屮分别加入盐酸.写出锌与盐酸反应的化学方稈式：______________________________

（2）________________________________________________________________________ 小芳将去膜和未去膜的铝片分别放入盐酸屮，发现前者比后者反应快，原因是__________________

（3）小芳在（2）实验屮，还观察到有“灰黑色沉淀”这一异常现象出现.

【提出问题】铝与盐酸反应出现的灰黑色沉淀的组成是什么？

【查阅文献】铝在颗粒较小时为灰黑色；A1C13为无色透明品体或白色而微带浅黄色的固体，易溶于水和乙醇.

【提出合理假设】假设a：该灰黑色沉淀可能含有___________________________ ;

假设b：该灰黑色沉淀可能含有AIC13；

假设c：该灰黑色沉淀可能含有难溶于酸的物质.

【得出结论】由实验①可判断假设c __________ （填“成立”或“不成立”），再集合②和③可得

出该灰黑色沉淀的成分是________________

（4）你认为（1）屮小明的实验能否比较锌和铝的金属活动性强弱？

______________ （填“能”或“不能”），分别从设计方法和操作可行性的角度，具体说明理由:

六、如何进行探究中的定量分析

【接三屮第（1）题】

（3）称取适量样品与足量浓盐酸充分反应后，收集到的氧气的体积是0.25L （已知该实验条件下，氧气的密度为1.28g/L）,则称取的样品的质量应大于__________ ;

II乙同学认为测定产物屮C02的质量（即反应前后装置②的质量差）就可测定样品的纯度。但利用上述实验装置测得C02的质景并计算样品的纯度，结果会偏高，你认为原因可能是;（填丿予号）

A.浓盐酸易挥发，产生的氯化氢气体被装置②吸收

B二氧化碳气体逸出时带出的水蒸气在装置②屮冷凝而被吸收

C.装置①、②内空气中的二氧化碳被装置②吸收

III丙同学提出了一种新方案，得到了大家的一致认可：称取样品12. 5g,滴加足量浓盐酸至样品反应完全，再将烧瓶屮所有的液体蒸发、结晶、烘干，称得氯化钠固体11.7g o则该样品的纯度为0

【接三中第（2）题】

（4）事实上lO.Og粗产品只能产生0.44g CO2o请你仔细分析上述实验，解释实验值0.48g

比正确值0.44g偏大的原因（假设操作均正确）________________________

（5）数据计算（写出计算过稈）

根据正确值0.44g可求得粗产品屮NazCOs的质量分数为______ %。

【巩固练习】

I.三聚孰胺（化学式为C3H6N6）是一种白色结晶粉末，因其低毒、含氮量高，俗称“蛋白精S 不法分子为了提高奶粉屮的蛋白质含量而加入三聚氧胺，导致发生婴幼儿泌尿结石病例。某化学兴趣小组同学欲探究三聚氧胺的制取原理：

【杏阅资料】

（1）化工企业常用尿素合成法制取三聚氤胺。即以尿素［化学式CO（NH2）2］为反应物，硅胶为催化剂，在380°C至400°C的温度下，沸腾反应、冷凝得到三聚孰胺，同时产生两种无色气体, 其中一?种气体具有刺激性气味。

（2）N O是无色气体，不溶于水，在空气屮能迅速氧化为棕色NO?气体。

【提出问题】反应生成的两种气体是什么？

【假设猜想】根据资料及反应物判断，生成的两种气体可能是：

①二氧化碳和水熬气②二氧化碳和氨气（NH3）

③二氧化碳和氮气④二氧化碳和二氧化氮

提出以上猜想的依据是__________________________________ ;

你认为合理的猜想是（填序号）___________ ,理由是________________________________ 。

【设计实验】同学们在老师的指导下，设计如图所示的实验模拟制取三聚亂胺，并验证猜相.

反

应

发

生

器

【实验现象和分析】

（1）__________________________________________ A装置的作用是o

（2）__________________________________________ 实验时观察到B屮棉花变红，证明生成了___________________________________________ ，同时看到D中 ________ 现象, 说明还生成了二氧化碳。

（3）__________________________________________ C屮浓硫酸的作用是o

【实验结论】根据资料和实验现象分析可知，用尿索分解制取三聚孰胺的化学方程式为

2.（2011-泰安）在化学实验技能考试屮，有一题目是鉴别碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液,

小红等几位同学进行了如右图所示的实验.

① （1）

写出试管②屮確酸钠与氢氧化钙反应的化学方程式： ______________________________ ?

（2） 实验结朿后，小红同学将①、②两支试管中的废液倒入同一个干净的烧杯中，看到废液浑 浊，就对废液进行了过滤，小红等几位同学对滤液的成分又进行了探究.

【提出问题】滤液屮除水外还含有哪些物质？

【猜想】小红认为：只含氢氧化钠；

小明认为：可能含有氢氧化钠、碳酸钠和氢氧化钙；

小亮认为：可能含有氢氧化钠和碳酸钠；

你认为还可能是 ___________________ （写一种猜想）.

【讨论】你认为小红、小明、小亮三位同学屮谁的猜想不合理，请说明理由. 【实验设计】设计一个简单的实验证明你的猜想正确.

实验步骤

实验现象

实验结论

取样于试管屮，

你的猜想正确

【实验分析】小亮同学针对自己的猜想进行了如下实验:

实验步骤 实验现象 实验结论

取样于试管中，滴入几滴稀 盐酸

没有气泡产生

白己的猜想不成立 你认为小壳同学对实验结果判断是否正确？请说明理由.

【反思拓展】①在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑 ___________ ②通过以上探究，你认为应怎样处理上述实验后的废液才能倒入下水道？

3.在化学课上，甲同学将燃烧的钠迅速伸入到盛有CO?的集气瓶屮，钠在其屮继续燃烧，反应 后

澄清石

灰水

氢氧化

钠滚病

②

冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上粘附着白色物质.

［提出问题］黑色颗粒和白色物质是什么？

［进行猜想］甲认为黑色颗粒是 ______ ，白色物质可能是N^O或___________________ ,乙同学

还认为H色物质是氢氧化钠.甲同学立刻认为乙同学的猜想是错误的，其理由是________

［查阅资料］氧化钠为白色粉末，溶于水生成氢氧化钠：NaQ+H^O—2NaOH ［实验探究］甲同学

［反思评价］丙同学认为方案1得到的结论不止确，其理由是___________________________ ?［得岀结论］钠在一?氧化碳屮燃烧的化学方程式为 ________________________ .

3.(2011-绥化)小明和小艳在实验室配制石灰水时，小明同学将两药匙熟石灰样品放入小烧

杯屮，向其

屮加入一定量的蒸馆水，充分搅拌后发现烧杯底部仍有不溶性的固体，于是他认为熟石灰样品已

经变质.小艳同学不同意他的判断，你认为小艳同学的理由是 _________________________ ?针对该熟石灰样品的成分同学们展开了讨论，请你参与讨论并完成实验报告.

【提出问题】熟石灰样品的主要成分是什么？

【作出猜想】甲同学猜想是Ca (OH) 2；

乙同学猜想是CaCO3；

你认为是_________________________ 【实验与结论】请你通过实验验证你的猜想：

【拓展与应用】小组同学反思了熟石灰变质的原因，认识到实验室应___________ 保存熟石灰.