化學實驗探究問題分類示例及解題思路 楚雄市教科室 熊文化學實驗探究是以化學實驗為主要手段，在現實情景中通過發現問題、猜想、設計實驗、實驗、觀察分析、得出結論等幾個環節來解決化學問題的一種方法。實驗探究能力的培養是中學化學科重要的教學內容之一，也是中考必須考查的重要內容。化學實驗探究問題往往綜合性強，對學生思維敏捷性、嚴密性、創新性要求較高，有一定難度，對這類問題我們要仔細分析、研究，找出基本解題思路和方法，避免復習陷入“題海”不能自拔。一、 物質性質的實驗探究例1某研究性學習小組收集了某電廠經除塵后的廢氣樣品，主要含有SO2、CO2、O2、N2等，他們對其中的二氧化硫與二氧化碳進行檢驗，探究過程如下： 查閱資料二氧化硫是一種無色、有刺激氣味的有毒氣體、易溶于水，密度比空氣大；能與水反應生成亞硫酸(H2SO3)，能與石灰水反應生成白色的亞硫酸鈣(CaSO3)沉淀，能與紫色高錳酸鉀溶液反應并使其褪色。 二氧化硫與二氧化碳相似的化學性質有 。實驗實驗裝置如下(高錳酸鉀溶液中加有硫酸，有利于觀察現象)請幫他們完成下表：操作步驟簡答1.將各裝置按上圖連接好并裝入化學試劑A裝置的作用： B裝置的作用： 2.往A的導管口緩慢連繼鼓入經除塵后的廢氣樣品A裝置中的現象： C裝置中的現象： 結論與討論通過上述探究實驗，該小組獲得了檢驗混合氣體中二氧化硫與二氧化碳的方法，該方法是： 。分析1.仔細審題，抓住探究目的，找到思路起點。 探究目的：檢驗混合氣體中二氧化硫與二氧化碳的方法2.仔細審題，抓住關鍵信息，找到解決問題的突破口。 關鍵信息：SO2三個重要性質與水反應與石灰水反應生成白色沉淀能與高錳酸鉀溶液反應并使其褪色。3.仔細審圖，推敲裝置作用，最終解決問題。廢氣中主要成分(SO2、CO2、O2、N2)通過A(KMnO4溶液)誰會反應?( SO2)剩余氣體再通過B(KMnO4溶液)誰會反應?( SO2還有剩余嗎?)B裝置作用：判斷SO2是否已經反應完。剩余氣體還有CO2、O2、N2通過C時，誰會反應?(CO2)解答SO2、CO2與水反應生成酸與石灰水反應生成白色沉淀 A裝置的作用：檢驗并除去SO2 B裝置的作用：判斷SO2是否已完全反應完 A裝置的現象：溶液顏色變淡或褪去 c裝置的現象：出現白色沉淀檢驗方法：用酸性KMnO4溶液檢驗并除去SO2，再用酸性KMnO4溶液檢驗SO2是否已除盡，最后用澄清石灰水檢驗CO2。題后拓展如果A、C裝置調換一下，你認為觀察到的現象會怎樣?能否達到題目探究的目的?解決物質性質的實驗探究問題時，在仔細審題，搞清楚探究目的的同時，一定要緊緊抓住物質的相關性質，接下來的實驗方案設計或評價都要圍繞這個關鍵點展開，所以，準確把握探究物質的相關性質或正確地對該物質的性質進行猜想是順利解決這類問題的重要一步。二、 物質組分(成分)的實驗探究例2做中和反應實驗時，我將稀鹽酸滴入氫氧化鈉溶液中，意外看到有氣泡產生，小偉提醒：是不是拿錯藥品了?我查驗后確認藥品沒錯，只是瓶口發現有白色粉末狀物質，我認為是NaOH溶液變質了。(1). NaOH溶液變質的原因是： 。 (2).利用與上述實驗不同的原理，我又設計了一個實驗再次確定NaOH溶液變質了。實驗步驟實驗現象實驗結論取少量這種NaOH溶液于試管，再滴加 (3). 該NaOH溶液是部分變質還是全部質?實驗步驟實驗現象實驗結論該NaOH溶液 變質分析1.審好題，抓住探究目的：NaOH溶液是否變質?NaOH溶液是部分變質還是全部變質? 2.剖析探究目的：NaOH溶液變質生成了什么?(Na2CO3) 部分變質后，溶液中的溶質是什么?( Na2CO3和NaOH)如何證明是全部變質還是部分變質?(溶液中有無NaOH) 3.圍繞目的，設計方案：本題關鍵在于判斷變質后溶液中是否還有NaOH。要鑒定有無NaOH，有的同學認為加入CuCl2或FeCl3溶液，觀察有無藍色或紅褐色沉淀生成既可，行嗎?不行，溶液中的Na2CO3同樣能與CuCl2或FeCl3溶液生成沉淀。思路轉換，Na2CO3的存在干擾了NaOH的鑒定，能否將Na2CO3轉化成不影響鑒定的其他成分呢?利用BaCl2+Na2CO3=BaCO3+2NaCl即可解決這個問題。 解答(1).CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O(2).BaCl2(或Ca(OH)2)等(3)取少量樣品于試管，滴入BaCl2溶液直至不再生成沉淀，過濾，在濾液中滴入幾滴酚酞試液，如變紅色，說明NaOH部分變質，如不變色則已全部變質。題本拓展 1、本題(3)還有哪些實驗方案?加Ba(OH)2行嗎？為什么？ 2、請你設計方案證明：BaCl2溶液與Na2SO4溶液已恰好完反應。物質組成(或成分)的實驗探究問題，要特別注意兩個問題。情境中給予的物質由哪些成分組成？要準確的進行判斷或猜想，這是探究的前提。在設計探究方案時，一定要注意，加入藥品與各成分的反應及反應結果對下一步操作的影響，注意思維的嚴密性。三、物質變化條件(或影響因素)的實驗探究例3某學習小組的同學小張發現不但鐵會生銹，自己的銅制眼鏡框表面出現了綠色的銅銹，他查閱有關資料：“銅銹”主要成分是Cu2(OH)2CO3（俗稱銅綠），小張就銅“生銹”的原因展開了實驗探究：提出問題：銅“生銹”的原因是什么？與哪些物質發生了反應？大膽假設：銅“生銹”是銅與 發生反應的結果。實驗探究：將四小塊銅片分別按下圖所示放置一個月，觀察現象如下：(1)實驗裝置A要探究的是銅“生銹”與 有關。(2)對比實驗B和D，能得到的結論是 。(3)實驗裝置C中氫氧化鈉的作用是 對比C和D的實驗現象，能得到的結論是 。分析1.仔細審題，搞清探究目的：探究銅“生銹”的條件。2.仔細分析，大膽猜想：由 Cu-Cu2(OH)2CO3，根據質量守恒定律及裝置圖的提示，不難推理出是空氣中的O2、CO2、H2O使銅“生銹”了。3.銅“生銹”有三個條件，是一個三變量的探究問題：故應設計三組實驗，每組控制2個變量，對比一個變量。如對比A、D兩裝置，可知A、D相同的是都有CO2、O2，判斷水分是否是銅生銹的條件；B、D是控制CO2和H2O1判斷氧氣；而C、D控制H2O、O2判斷CO。解答 銅與CO2、H2O、O2反應的結果 (1)A探究銅“生銹”與水有關；(2)對比B、D結論是，銅“生銹”與氧氣有關；(3)C中NaOH溶液作用是吸收CO2；對比C和D結論是：銅“生銹”與CO2有關。題后拓展 1、你認為影響可燃物燃燒劇烈程度的外部因素有哪些？請設計實證明你的猜想。 2、你認為影響氣體在水中溶解度大小的外部因素有哪些？請設計實驗證明你的想法。控制度量、測量(或對比)變量是實驗探究設計中最重要的基本方法，即設計一組對照實驗，讓兩個實驗的其他影響因素都相同，改變一個因素，觀察其對結果的影響而得出結論。一般說來有幾個因素(變量)就應設計幾組實驗。四、反應中有效成份的實驗探究例4 小明發現純堿溶液呈堿性，他想，純堿是由鈉離子和碳酸根離子構成的，是哪一種離子導致水溶液呈堿性呢？通過查閱資料得知，是碳酸根離子與水作用產生OH -離子，導致水溶液呈堿性。請你設計一個實驗方案，證明純堿水溶液呈堿性是碳酸根離子引起的，而不是鈉離子引起的。實驗步驟實驗現象結論分析 1、仔細審題，搞清探究目的：純堿溶液呈堿性是CO32-引起的，而不是Na+引起的。 2、圍繞目的、設計方案：純堿溶液呈堿性是由CO32-還是由Na+引起？可認為是一個兩變量探究問題，故方案為證明不是由Na+引起(用什么試劑？)證明是由CO32-引起(用什么試劑？)解答 (1)取少量NaCl溶液于試管，滴入幾滴酚酞試液；無明顯現象；Na+不能使水溶液呈堿性(2)取少量K2CO3溶液于試管，滴入幾滴酚酞試液；溶液呈紅色；CO2-能使水溶液呈堿性。題后拓展 1、明礬(KAl(SO4)212H2O)，有凈水的作用，請你設計方案證明是明礬中的Al3+起到了凈水的作用？ 2、CuO能溶于H2SO4，H2SO4溶液中有H+、SO42-、H2O你認為是哪一種粒子起作用，設計實驗證明你的猜想。反應中有效成分的實驗探究要注意：搞清楚反應中的成分有哪些？按控制變量，測量變量的思路，逐一對各成分設計實驗進行判斷即可。 由以上分析可見，解決好實驗探究問題關鍵要解決好以下幾個關鍵點：審好題，審題過程中要解決好兩個問題，一是搞