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1、实验专题,09年高考二轮专题复习,09年高考二轮专题复习,实验探究题的设计与解法,安徽省潜山中学 储永红, 2018/9/15,2009年安徽省高考考试说明 理科综合化学部分,考试的能力要求 3化学实验与探究能力(1)了解并初步实践化学实验研究的一般过程，掌握化学实验的基本方法和技能。(2)在解决简单化学问题的过程中，运用科学的方法，初步了解化学变化规律，并对化学现象提出科学合理的解释。,化学是一门以实验为基础的学科，所以有化学实验即科学探究之说法。纵观近几年课改区高考，侧重于考察探究性实验。这些探究性实验的试题，综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，要求考生必须冷静的审题，
2、联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能正确作答。,命题规律：,一、实验探究题的设计思路,1、准确地把握实验目的,2、利用已学知识，分析如何实现这个目的-实验原理,3、结合实验材料，初步确定设计对策实验方案,例1 某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分，设计了如右图装置。倾斜A使稀硫酸(足量)与固体M充分反应，待反应停止后，B装置增重，C装置中溶液无变化，反应后进入量气管气体的体积为VmL（已折算成标准状况），由上述实验事实可知：,二、实验探究题设计的类型及解法,1、未知产物的探究,（1）固体M中一定有的物质是 （填化学式）理由是 。（
3、2）B装置的名称是 。写出B装置中反应的离子方程式 。（3）C装置的作用是 ，如果实验中没有B装置，则C装置中产生的现象是 。,生成黑色沉淀,FeS、Fe,B装置增重、量气管有气体,洗气瓶,2OH+H2S = 2H2O+S2,证明H2S已被B中NaOH溶液完全吸收,（4）稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体，该固体是 ，要分离出该固体，在实验操作中，除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是 。 （5）通过进一步实验，测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和，产生这种现象的原因可能是 。 aM中有未反应的铁和硫 b测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面 cA中留有反应生成的气
4、体 d气体进入D装置前未用浓硫酸干燥,硫,漏斗、玻璃棒,b、C,反思.心得,对未知产物的探究,通过化学反应原理猜测可能生成哪些物质，对这些物质一一的检验来推测出究竟含有哪些物质。,虽然探究性实验主要考察学生的探究能力，但在问题的设置上常常包含了对实验基础知识 的考查比如：,1、常见物质分离提纯方法： 结晶法、蒸馏法、过滤法、升华法、萃取、渗析法等2、常见气体的制备、净化、干燥、收集方法。3、熟悉重点操作： （1）气密性检查 （2）量气操作 （3）防倒吸、防污染操作,2、物质成分的探究,例2已知某混合金属粉末，除铝外还含有铁、铜中的一种 或两种，所含金属的量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合
5、金属粉末中铁、铜元素的存在。 仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；1 mol/L硫酸、2 mol/L硝酸、2 mol/L NaOH溶液、20% KSCN溶液。完成以下实验探究过程： (1)提出假设：假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有_元素； 假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有_ 元素； 假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素； (2)设计实验方案：基于假设3，设计出实验方案， 并叙述实验操作、预期现象和结论。,Cu,(顺序可交换),Fe,反思.心得,通过可能的组成方式合理猜想，设计具体的实验方案来验证对应的猜想。,物质成分的探究,设计中既包含了对
6、实验基础知识 的考查，又要考虑实验设计的科学性、安全性、简约性、可操作性。对于物质性质掌握的熟练程度是解题的关键，这种探究题要与元素化合物知识有机的联系起来。,例3某学生按图示方向将A装置与下面所示装置 相连 ，设计如下实验，请帮助完成实验报告。,3、物质性质的探究,（一）实验目的：研究铁与浓硫酸的反应 （二）实验药品：铁钉、浓硫酸、酸性高锰酸钾溶液、品红溶液、氧化铜、硫酸铜溶液 （三）实验步骤：,铁遇冷的浓硫酸 发生钝化,铁表面的氧化物被破坏并发生反应，溶液有Fe3+生成，并伴随有SO2气体产生。,未见明 显现象,（四） 问题探究： 该学生在实验过程中，观察到D装置中溶液颜色逐渐变浅，E装置
7、中溶液颜色未见明显变化，再过一段时间后， G装置中氧化铜粉末由黑色转变为红色，气球H逐渐鼓起，此时E装置中溶液颜色仍未明显变化。 G装置中氧化铜由黑变红，请结合化学方程式说明原因是：, 为证明铁钉与浓硫酸在不加热时是否发生反应，可采用的方法是：,取两根无锈铁钉，一根放置在冷的浓硫酸浸泡一段时间后，一根不做任何处理；然后将两根铁钉分别置于等浓度的硫酸铜溶液中，观察铁钉表面是否有红色物质析出：若在冷的浓硫酸中浸泡过的铁钉上没有红色物质析出，则表明在不加热时，铁钉与浓硫酸发生反应，否则铁钉与浓硫酸不发生反应。,对比实验：,2、无论是无机物、还是有机物性质的探究，都必须在牢牢掌握元素化合物知识的基础上
8、，大胆猜想，细心论证，脱离了元素化合物知识孤立的看实验问题是不科学的。只有灵活运用已有的元素化合物知识，就能变探究性实验为验证性实验，使复杂问题简单化。,反思,1、在探究过程中往往可以通过对比实验，即设置几组平行实验来对照，比较，从而研究和揭示某种规律，解释某种现象形成的原因或证明某种反应机理。,4、物质变化条件的探究,例4铁暴露在空气中会生锈。不知你注意了没有，将苹果切开不久，果肉上就会产生一层咖啡色的物质，也好象是生了“锈”一样。某化学活动小组对此进行了探究。 【提出问题】切开的苹果“生锈”与什么因素有关？,【收集证据】 （一）查阅有关资料：已知苹果“生锈”是果肉里的物质（酚和酶）与空气中
9、的一种物质发生反应，生成咖啡色的物质。,（二）实验探究：针对上面的猜想至猜想，化学活动小组依次设计了实验方案，进行了实验验证，并依次观察到下列实验现象。请你将他们设计的可行的实验探究方案，填写在下表中。,将一小块切开的苹果放入盛有氧气的集气瓶中，观察现象。,将切开的苹果放入盛有氮气的集气瓶中，观察现象。,将切开的苹果放入盛有二氧化碳的集气瓶中，观察现象。,各取一小块苹果分别放入两支集满氧气的试管中，将其中一支试管放入热水中，观察两试管中苹果的变色速度。,【反思与评价】 （1）在四种猜想中，你认为猜想 （填代号）最不合理，理由是 。 （2）在验证猜想时，同学们发现，如果水不与空气隔绝，果肉放在水
10、中时间长了也会变色，其可能的原因是 。,【得出结论】 。,是果肉中的成分与氧气作用的结果，“生锈”的速度与温度有关，温度越高，果肉变色速度越快。,氮气化学性质很稳定，通常不与其它物质反应。,水中溶解了氧气,【应用】根据上述结论，要防止果汁变质，果品加工厂加工和保存果汁时可采取的措施是：,将水果在隔绝空气的条件下加工，采用真空包装并低温保存。,5、化学反应原理的探究,【例5】：某研究性学习小组为了探究镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验： （1）将镁粉投入冷水中，未见任何现象； （2）将镁粉放入溴水中，观察到只是开始时产生极少量的气泡，但溴水的颜色逐渐褪去； （3）将镁粉放入液溴中，未观察到任
11、何明显现象； （4）向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去。 则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是（ ） A 、 镁粉只能直接与溴水中的溴反应 B 、 水是镁粉与溴发生反应的催化剂 C 、（2）中产生的极少量气泡是由于镁粉与水反应得到 D 、镁粉与溴水中的H+发生反应，导致平衡移动使溴水褪色,B,【变式】在溴水中加入镁粉，溴水褪色。对于褪 色的原因，甲认为是溴溶于水后，溴和水发 生了可逆反应:Br2+H2O HBr+HBrO 当向溴水中加入镁粉之后，则发生以下两种反应： Mg+2HBr=MgBr2H2 Mg+2HBrO=Mg(BrO)2+H2 由于上述反应的发生，使溴
12、水中的平衡向正反应方向移动，从而使溴水褪色。乙认为，镁是活泼金属，在溴水中存在大量的溴，应该是溴与镁粉直接反应：Mg+Br2=MgBr2，而使溴水褪色。 如何设计方案探究甲和乙的解释是否正确？,探究方案：,1：在溴水中加入镁粉，立即观察现象，若 短时间内有有大量气体产生，则甲的解 释正确。若短时间内没有大量气体产 生，则乙的解释正确。,2：把镁粉加入到溴的四氯化碳溶液中， 看溴的四氯化碳溶液是否褪色，若不褪色，说明镁不能与干燥的溴发生反应。若褪色，说明乙是对的。,重大的发现可能就来自于平时的生活中，只要我们鼓励学生勤于发现，勇于探究；在对所研究事物或现象的原因未知情况下，根据已有的认识，在观察
13、和实验的基础上，通过对化学事实和现象的归纳、类比，作出判断性解释或说明，这就是化学中的假说；事实上，在化学发展史上，化学理论的形成和发展就是化学假说不断被提出、证实和证伪的过程。,反思,6、对实验方案的探究,【例6】 Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后，产生蓝色沉淀，请你推测可能有哪些产物？并设计实验来验证。,提示 经查资料得知：CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水。,假设一：_,假设二：_,假设三:_,Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后直接发生沉淀反应，生成CuCO3沉淀。,Na2CO3溶液和CuSO4溶液混合后发生双水解反应，生成Cu(OH)2沉淀。,Na2CO3溶液和CuSO4
14、溶液混合后既发生沉淀反应，又发生双水解反应，生成CuCO3和Cu(OH)2两种沉淀的混合物。,方案一：向洗涤干净并低温烘干的沉淀中加入盐酸，证明生成物中含CuCO3，另取沉淀加热灼烧，检验生成的水，证明生成物中含Cu(OH)2。,方案二：将洗涤干净并低温烘干的沉淀直接加热灼烧，将生成的气体依次通过无水硫酸铜、澄清石灰水，检验生成的水或二氧化碳，证明生成物中含Cu(OH)2或CuCO3或两者兼有。,【思考】装置B、C能否调换位置？该装置有没有不严密之处？,更严密,【反思】,对实验方案的探究，首先要明确实验目的和要求，然后结合问题运用有关化学知识和实验技能对实验的仪器、步骤、方法进行逐步的分析研究。其中，有关方案的设计要特别明确：首先原理要具有科学性，不能凭空捏造。最后实验装置要简易，操作必须安全可行，效果要明显。,【小结】探究性实验习题，充分体现了新课程理念，考察了学生通过化学实验获取化学知识的能力。在探究过程中要力求做到：,依据信息,提出假设,实验探究,得出结论,我们应提醒学生,实验探究题的解答注意点：1、细心审题是关键：目的、原理要明确。2、认真分析是核心：原理分析 材料分析 变量 分析 结果分析 3、正确表达是保障：大多数学生有实验思路，就是 拿不到分，因此我们在表达过程中一定要按格式答 题，同时要体现出科学、等量、单一变量与对照性等原则，提高实验的得分率。,
