知識和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上設(shè)計的,只要基礎(chǔ)扎實,掌握了科學(xué)探究的一般步驟(科學(xué)探究的一般步驟為提出問題→猜想與假設(shè)→制定計劃→進行實驗→收集證據(jù)→解釋與結(jié)論→反思與評價→表達與交流),可以說并不難解,本文結(jié)合近幾年典型探究類中考題,從科學(xué)探究的步驟出發(fā),剖析該類試題解題的一般思路和方法,供參考。
一、要在已學(xué)知識和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,敢于和大膽的做出合理的猜想和假設(shè)
實際上科學(xué)探究試題中的許多內(nèi)容都是平時學(xué)習(xí)時已學(xué)過的,或生活中司空見慣的,關(guān)鍵問題是很多同學(xué)做題時聯(lián)想不到,這就要求我們每一個同學(xué)在平時的學(xué)習(xí)和生活中要多問幾個為什么,要注意從化學(xué)的視角去觀察思考學(xué)習(xí)和生產(chǎn)生活中的各種問題,并能根據(jù)自己已有的化學(xué)知識和經(jīng)驗對問題做出有意義的猜想和假設(shè)。
例1.甲同學(xué)在某食品包裝袋內(nèi),發(fā)現(xiàn)有一個裝有白色顆粒狀固體A的小紙袋,上面寫著“生石灰干燥劑,請勿食用”。甲同學(xué)隨手將小紙袋拿出來放在空氣中,經(jīng)過一段時間后,發(fā)現(xiàn)紙袋內(nèi)的白色顆粒粘在一起成為塊狀固體B。請你與甲同學(xué)一起對塊狀固體B進行探究。
。1)猜想一:塊狀固體B中除氧化鈣外還可能有: 、 。
寫出白色顆粒狀固體A在空氣中轉(zhuǎn)化為塊狀固體B的化學(xué)反應(yīng)方程式:
; 。
。2)猜想二:塊狀固體B溶于水可能有 現(xiàn)象(填“放熱”或“吸熱”)。
請設(shè)計實驗方案驗證你的這一猜想(至少寫出兩種方案,如果寫出三種正確方案獎勵1分):
、 ;② ;③ 。
。3)取適量塊狀固體B加入盛有一定量水的試管中,振蕩、靜置、過濾,得到少量白色固體C。就白色固體C的成分,甲同學(xué)與乙同學(xué)進行討論,一起猜想。
甲同學(xué)認為,白色固體C可能是:氫氧化鈣;乙同學(xué)認為,白色固體C可能是:碳酸鈣;你認為,白色固體C還可能是: 。
請設(shè)計實驗證明你的猜想(填寫下表):
方 案 |
現(xiàn) 象 和 結(jié) 論 |
|
|
[思路點撥]本題是一道較為典型的探究性中考題,它的命題緊扣課標和各版本的教材,同時又對學(xué)生們知識的掌握情況及思維能力、實驗設(shè)計能力、探究能力及綜合能力提出了較高的要求。它以生活中司空見慣的食品干燥劑生石灰作為試題的情景,通過分析生石灰放在空氣中變成塊狀固體的原因進行猜想和探究。事實上本題考查的仍然是知識的應(yīng)用,考查的是相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)。解題的關(guān)鍵是抓住生石灰氧化鈣及其在空氣中變質(zhì)后一系列物質(zhì)的性質(zhì)(生石灰與水反應(yīng)生成熟石灰氫氧化鈣,同時放出熱;而氫氧化鈣是堿,水溶液顯堿性,并能與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水;所生成的碳酸鈣能與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳氣體)。一旦做到這一點,思維就很通暢,解題就很順手,所有設(shè)置的探究性問題也都會迎刃而解,這也就平時一再強調(diào)雙基重要性的原因,也是“問渠哪得清如許,惟有源頭活水來”的原因之所在。
[規(guī)范解題]⑴Ca(OH)2;CaCO3(填物質(zhì)名稱同樣對)CaO+H2O=Ca(OH)2;Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
、品艧;①取適量塊狀固體B放入燒杯中,加入少量水,用手觸摸燒杯外壁。②取適量塊狀固體B放入燒杯中,加入少量水,立即用溫度計測定溶液溫度的變化。③在試管中加入適量塊狀固體B,加入少量水,立即塞上帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞,同時將導(dǎo)管的另一端放入盛水的水槽中,觀察導(dǎo)管口是否有氣泡放出。④在試管中加入適量塊狀固體B,加入少量水,立即在試管口套上一只癟氣球,觀察氣球體積的變化。(只要寫出其中的正確答案或其他合理答案即可)
。3)Ca(OH)2和CaCO3的混合物;
方 案 |
現(xiàn)象和結(jié)論 |
步驟①:將所得固體C加入到試管中,加入少量水,振蕩,再向其中滴入兩滴酚酞試液; 步驟②:再向試管中滴入稀鹽酸。 |
①若溶液變紅,則白色固體C中含有Ca(OH)2 若溶液不變紅,則白色固體C中不含有Ca(OH)2 ②若有氣泡產(chǎn)生,則白色固體C中含有CaCO3 若無氣泡產(chǎn)生,則白色固體C中不含有CaCO3 |
。ㄆ渌侠矸桨,也對)
二、根據(jù)試題的要求、結(jié)合已有的化學(xué)知識和生活經(jīng)驗,設(shè)計簡單的化學(xué)探究性實驗
設(shè)計探究性實驗是綜合考察學(xué)生能力的題目,對學(xué)生的要求很高。它不僅要求學(xué)生對物質(zhì)的性質(zhì)、檢驗和制備很熟悉,而且還要求實驗方案簡單易行,原料價格低廉,無污染等。對于該類問題同學(xué)們實際上只要根據(jù)題意搞清或確定實驗的原理,然后緊緊抓住原理進行設(shè)計,難點也就化解了。
例2.鐵暴露在空氣中會生銹。不知你注意了沒有,將蘋果切開不久,果肉上就會產(chǎn)生一層咖啡色的物質(zhì),也好象是生了“銹”一樣。某化學(xué)活動小組對此進行了探究。
【提出問題】切開的蘋果“生銹”與什么因素有關(guān)?
【猜想與假設(shè)】
猜想①:可能與空氣沒有關(guān)系,只是果肉內(nèi)的物質(zhì)自身相互反應(yīng)而“生銹”。
猜想②:可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的氧氣作用而“生銹”;
猜想③:可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的氮氣作用而“生銹”;
猜想④:可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的二氧化碳作用而“生銹”;
猜想⑤:可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的氧氣作用而“生銹”,并且蘋果“生銹”的速度還可能與溫度有關(guān)。
【收集證據(jù)】
(一)查閱有關(guān)資料:已知蘋果“生銹”是果肉里的物質(zhì)(酚和酶)與空氣中的一種物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),生成咖啡色的物質(zhì)。
(二)實驗探究:針對上面的猜想①至猜想⑤,化學(xué)活動小組依次設(shè)計了實驗方案,進行了實驗驗證,并依次觀察到下列實驗現(xiàn)象。請你將他們設(shè)計的可行的實驗探究方案,填寫在下表中。
猜想 |
可行的實驗方案 |
觀察到的實驗現(xiàn)象 |
猜想① |
將一小塊果肉浸入盛有蒸餾水的燒杯中,觀察現(xiàn)象。 |
果肉表面不變色。 |
猜想② |
|
果肉表面變色。 |
猜想③ |
|
果肉表面不變色。 |
猜想④ |
|
果肉表面不變色。 |
猜想⑤ |
|
溫度高的先變色。 |
【得出結(jié)論】 。
【反思與評價】(1)在②—⑤四種猜想中,你認為猜想 填代號)最不合理,理由是 。
(2)在驗證猜想①時,同學(xué)們發(fā)現(xiàn),如果水不與空氣隔絕,果肉放在水中時間長了也會變色,其可能的原因是 。
【應(yīng)用】根據(jù)上述結(jié)論,要防止果汁變質(zhì),果品加工廠加工和保存果汁時可采取的措施是 。
[思路點撥]本題是一道有典型性和代表性的探究性中考題,命題設(shè)計新穎、獨特,題材鮮活,情景真實。試題聯(lián)系生活實際,從同學(xué)們的生活中切入,選擇同學(xué)們在生活中熟視無睹、但蘊涵著豐富化學(xué)知識的蘋果生“銹”作為探究試題的情景,探究的是蘋果生“銹”與哪些因素有關(guān)。該題實際上是源于課本——以教材中已學(xué)的探究鐵生銹條件為知識背景,但又高于課本——拓展引申為探究蘋果生銹的原因,同時還滲透了類比和遷移的科學(xué)研究方法的運用。該題不僅考查了學(xué)生進行信息獲取、整理、加工的能力,而且將科學(xué)探究的過程完成的呈現(xiàn)給學(xué)生,目的是引導(dǎo)學(xué)生在解題過程中領(lǐng)悟科學(xué)探究的過程。最后的應(yīng)用突出了探究的價值和社會意義,畫龍點睛?梢哉f本題很好的體現(xiàn)了“化學(xué)源與社會,服務(wù)于社會”的新課標理念,引導(dǎo)學(xué)生在平時的學(xué)習(xí)過程中要注意從化學(xué)的視角去觀察、去思考,體味“處處留心皆學(xué)問”,我想做到這一點,就能真正感受“萬變不離其宗”的涵義。至于本題中的設(shè)計可行的實驗方案,抓住各種猜想,在掌握基礎(chǔ)知識的情況下,設(shè)計是不難的。
[規(guī)范解題]
【收集證據(jù)】
猜想 |
可行的實驗方案 |
猜想② |
將一小塊切開的蘋果放入盛有氧氣的集氣瓶中,觀察現(xiàn)象。 |
猜想③ |
將切開的蘋果放入盛有氮氣的集氣瓶中,觀察現(xiàn)象。 |
猜想④ |
將切開的蘋果放入盛有二氧化碳的集氣瓶中,觀察現(xiàn)象。 |
猜想⑤ |
各取一小塊蘋果分別放入兩支集滿氧氣的試管中,將其中一支試管放入熱水中,觀察兩試管中蘋果的變色速度。 |
【得出結(jié)論】是果肉中的成分與氧氣作用的結(jié)果,“生銹”的速度與溫度有關(guān),溫度越高,果肉變色速度越快。
【反思與評價】
(1)③ 氮氣化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,通常不與其它物質(zhì)反應(yīng)。(2)水中溶解了氧氣
【應(yīng)用】將水果在隔絕空氣的條件下加工,采用真空包裝并低溫保存。
三、要善于對實驗所得出的事實證據(jù)通過比較、歸納、概括、總結(jié)等方式進行處理,從而得出科學(xué)的結(jié)論,并由此解釋化學(xué)現(xiàn)象,說明問題
對實驗所得出的事實證據(jù)進行比較、歸納、概括、總結(jié)等是初中化學(xué)學(xué)習(xí)中的重要方法,也是中考考查的重要內(nèi)容。近幾年中考著重是通過呈現(xiàn)探究性實驗的事實來考查上述能力的,而上述能力并不是一朝一夕養(yǎng)成的,這就要求同學(xué)們在平時的學(xué)習(xí)過程中要逐步培養(yǎng)這些能力,當(dāng)中考面對探究性試題中相關(guān)內(nèi)容時,也就不會束手無策。
例3.“用雙氧水和二氧化錳制氧氣”的反應(yīng)方程式為: 。
某同學(xué)做了該實驗后,展開了下列思考與探究:
。1)催化劑MnO2的用量對反應(yīng)速率有沒有影響呢?
他做了這樣一組實驗:每次均用30mL10%的H202溶液,采用不同量MnO2粉末做催化劑,測定各次收集到500mL氧氣時所用的時間,結(jié)果如下:(其他實驗條件均相同)
實驗次序 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
MnO2粉末用量(克) |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
所用時間(秒) |
17 |
8 |
7 |
5 |
4 |
3 |
2 |
2 |
2 |
2 |
請分析表中數(shù)據(jù)回答:MnO2的用量對反應(yīng)速率有沒有影響呢?如果有,是怎樣影響的呢?
答: 。
(2)H2O2溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)對反應(yīng)速率有沒有影響呢?
他又做了一組實驗:每次均取5mL30%的H2O2溶液,然后稀釋成不同溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的溶液進行實驗。記錄數(shù)據(jù)如下:(實驗均在20℃室溫下進行,其他實驗條件也均相同)
實驗次序 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 | ||||||||||||||||||||
H2O2溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù) |
1% |
3% |
5% |
10% |
15% |
20% |
25% |
30% | ||||||||||||||||||||
MnO2粉末用量(克) |
0.2 |
|
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