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中考化学之科学探究　专题复习

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增大字体作者：本站收集整理来源：本站收集整理发布时间：2010-05-01 12:09:26

【考点透视】

科学探究一般包括八个步骤：提出问题→猜想与假设→制定计划→进行实验→收集证据→解释与结论→反思与评价→表达与交流。科学探究题是新课标中考命题中一道亮丽的风景线，它往往从生活、生产实际出发，对身边常见物质或有趣的现象进行探究，既考查了学生综合运用知道的能力，又让学生体验科学探究的魅力，同时将探究结论应用在实际生活，体现了科学探究的意义和价值，这正是新课标中考的要求和方向。

科学探究题主要有以下三个基本类型：（1）通过实验探究物质的性质或变化规律。如金属活动性的探究、溶液酸碱性的探究、药品是否变质的探究、缺失标签的药品成分的探究等。（2）通过实验探究物质变化的条件和影响物质变化的因素。如探究金属锈蚀的条件、可燃物燃烧的条件、影响化学反应速率的因素等。（3）通过实验探究物质的组成成分以及含量。如食品干燥剂的成分探究、化肥有效成分含量的探究、味精中食盐含量的探究等。

解科学探究题，要注意以下几个方面：（1）敢于质疑，大胆猜想。科学探究题不仅要求学生结合题目进行科学猜想，而且还要求说出猜想的理由或依据，因此学生要善于从实验、生活、现象、图表、资料、图片等材料中发现问题。（2）提炼原理，学会迁移。科学探究题中的探究内容有些为教科书之外的内容，这就要求学生从题给的信息中获取有用的信息，从有用信息中提炼出规律和原理，并根据已学过的化学知识和生活经验，对未知的问题进行真正意义上的科学探究（3）设计实验，分析推理。科学探究注重过程和方法，学生要根据实际问题设计合理的实验方案并收集记录实验数据，或画出图像并运用科学的方法进行分析、比较，从而得出结论。

　　【经典回眸】

　　例1 在化工生产中，原料往往不能全部转化成产品。工业上常用电解纯净的饱和食盐水的方法来得到烧碱溶液，再经过浓缩、蒸发等步骤制成固体烧碱。现要分析一种仓库里存放的工业固体烧碱样品。

（1）猜测一下，该烧碱样品中可能含有的杂质是（填化学式）：___________________。

（2）设计一个实验方案，来验证你的猜想是正确的。

实验步骤	实验现象	实验结论

　　解析答题的关键是在于推测烧碱样品中可能含有的杂质。思维的起点在于分析题给信息，由信息“ 在化工生产中，原料往往不能全部转化成产品”可知：电解纯净的饱和食盐水的方法来得到烧碱时，NaCl不能全部转化为产品，可以推测出烧碱样品中可能含有NaCl,又由于烧碱生产和贮存过程中会吸收空气中的CO₂ 而生成Na₂CO₃ ，还可以推测烧碱样品中可能含有Na₂CO₃。检验Cl^－通常用A gNO₃溶液和稀硝酸；检验CO₃²^-通常用酸溶液，为防止对Cl^-鉴别产生干扰，酸溶液只能用稀硝酸。实验方案设计中一定要注意排除CO₃^2-对Cl^-鉴别的干扰以及OH^-对Cl^{^-}鉴别的干扰，因此实验顺序应为：溶解样品→检验CO₃²^-并除去CO₃^{2^-}、OH^-→检验Cl^-。

答案（1）NaCl、Na₂CO₃

(2)

实验步骤	实验现象	实验结论
用试管取少量烧碱样品，加入过量蒸馏水后，振荡，配成溶液
向所得溶液中滴加过量的稀硝酸	有气泡产生	样品中有Na₂CO₃
向上述溶液中滴加A gNO₃溶液	有白色沉淀生成	样品中有NaCl

　　例2 碱式碳酸铜［化学式Cu₂(OH)₂CO₃ ,相对分子质量为222］加热完全分解后生成的黑色固体是什么？甲、乙、丙、丁四位同学对此进行了探究。他们称取了4.44 g碱式碳酸铜在试管中高温加热的使之完全分解，冷却至室温，称量黑色固体产物的质量为3.2 g.

他们结合碱式碳酸铜的化学式对黑色固体产物作出如下猜想：①可能是氧化铜 ②可能是碳粉③可能是碳粉和氧化铜的混合物。以上猜想的理由是___________________________。

（1）甲同学设计的实验方案是：向盛有少量该黑色固体的试管中加入足量的稀硫酸，充分振荡，静置后观察现象。

如果猜想①正确，现象应该是_______________________________________________。

如果猜想③正确，现象应该是_______________________________________________。

（2）乙同学从资料中得知：碳、氢气、一氧化碳在加热或高温条件下都能夺取金属氧化物中的氧，使其变为金属单质。他经过思考后，认为猜想③可以排除。他的理由是：______________________________________________________________________________。

（3）丙同学通过对得到的实验数据进行计算，排除了猜想②，她的理由是（通过计算式说明）：_____________________________________________________________________。

科学探究的方法和途径有多种。丁同学通过查找化学史料，证实了前几位同学的实验和推理是正确的。

解析因为碱式碳酸铜中含有Cu、C、H、O四种元素，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，碱式碳酸铜受热分解后的固体产物中也一定含有这四种元素,而这四种元素组成的黑色固体只有碳粉和氧化铜，故碱式碳酸铜受热分解后的黑色固体可能是碳粉、氧化铜或两者的混合物。（1）由于碳粉与稀硫酸不反应，则碳粉不溶于稀硫酸，而CuO与稀硫酸发生反应：CuO+H₂SO₄===CuSO₄ +H₂O ,氧化铜溶于稀硫酸，溶液会由无色变成蓝色。据此问题可迎刃而解。(2)高温下碳能还原氧化铜，因此高温下碳和氧化铜不能共存。（3）由碱式碳酸铜的化学式可知，4.44 gCu₂(OH)₂CO₃中m(C)=4.44 g×Ar(C)／Mr［Cu₂(OH)₂CO₃］=4.44 g×12／222=0.24 g＜3.2 g，因此3.2 g黑色固体不可能是碳粉。

　　答案根据质量定恒定律，化学反应前后元素种类不变，氧化铜和碳粉都是黑色的。（1）黑色粉末全部溶解，溶液呈蓝色；黑色粉末部分溶解，溶液呈蓝色。（2）碳和氧化铜在高温下能发生反应，因此高温下碳粉和氧化铜不可能共存。（3）4.44 gCu₂(OH)₂CO₃中m(C)=4.44 g×Ar(C)／Mr［Cu₂(OH)₂CO₃］=4.44 g×12／222=0.24 g＜3.2 g

　　【强化练兵】

　　1.青色的生虾煮熟后颜色会变成红色。一些同学认为这种红色物质可能就象酸碱指示剂一样，遇到酸、碱颜色会发生改变。就这些同学的看法而言应属于科学探究中的（）

A.假设 B.实验 C.观察 D.做结论

2.小华在一次探究实验中将一粒金属钠投入盛有蒸馏水的烧杯中，发现烧杯中反应剧烈并生成大量的气体，该气体可能是（）

A. N₂ B.CH₄ C.H₂ D.NH₃

3.同学们在做实验时发现，将镁条放入某CuCl₂溶液中，镁条表面有气泡产生。对于这一异常现象产生的原因，同学们设计了以下探究方案进行讨论。其中没有意义的是（）

A.甲同学推测该气体可能是H₂ ,并收集气体用点燃法检验。

B.乙同学猜想该CuCl₂溶液呈酸性，并用pH试纸检测。

C.丙同学用锌粒与该CuCl₂溶液反应，观察是否有气泡产生。

D.丁同学用镁粉与该CuCl₂溶液反应，观察产生气泡的快慢。

4.化学兴趣小组为了探究化学实验室一种黑色粉末和一瓶标签破损的无色溶液（如右图所示）可能是什么物质，大胆猜想并设计实验进行验证。

［发现问题］当把黑色粉末与无色溶液混合后即产生气泡。

［查阅资料］初中化学实验室常见的黑色粉末有CuO、MnO₂、Fe₃O₄、铁粉、炭粉等。

［提出假设］黑色粉末是__________，无色溶液是_______________。（只写一种假设）

［设计实验］①向盛有少许黑色粉末的试管中加入适里的无色溶液；

②检验试管中产生的气体（写出操作方法）_________________________。

［实验现象］ _____________________________________________。

［实验结论］①该反应的化学方程式是________________________________。

②此气体是______________，原假设成立。

　　5.某同学在实验结束进行废液处理时，将碳酸钠溶液、稀盐酸倒入指定的洁净容器中，看到有气泡产生，待不再产生气泡时，又倒入氢氧化钙溶液，发现该容器中有白色沉淀产生，这一现象引起了他的注意。为了解以上三种物质之间的反应情况。他决定从反应后溶液中的溶质入手进行探究。

(1)他对反应后的溶液中的溶质组成作出了两种猜想（猜想①和猜想②）。请你再补充一种猜想（猜想③）

猜想①：溶质为氯化钠、氢氧化钠。

猜想②：溶质为氯化钠、氢氧化钠、氢氧化钙。

猜想③：溶质为_______________________________________。

（2）比较三种猜想，说明该同学作出猜想①的理由。

________________________________________________________________________。

（3）比较三种猜想的异同，如果猜想②成立，设计实验，用两种方法加以证明。按相关要求填写下表。

	实验操作	实验现象
方法一
方法二

　　6.化学复习课上，老师将CO₂分别通入澄清的石灰水和NaOH溶液中，我们观察到前者变浑浊，后者无明显现象。CO₂ 和NaOH是否确实发生了化学反应？

（1）我设计了甲、乙两个实验装置来验证，如下图所示，实验现象为：

甲──软塑料瓶变瘪，乙──“瓶吞鸡蛋”

小虎同学认为上述实验是可行的，其共同原理是_________________________________。

小余同学提出了质疑，他认为实验还不足以证明CO₂ 与NaOH确实发生了反应，其理由是______________________________________________________________________。

我思考后，又补充了一个实验来回答，这个实验是_______________________________。

（2）小余同学认为可利用与上述实验不同的原理，设计如下实验方案，我来帮他完成：

实验步骤

实验现象

实验结论

方法1

CO₂与NaOH

确实发生了化学反应

方法2

写出方案2中所涉及的化学方程式____________________________________________。

（3）由此探究，我得到的启示是_______________________________________________。

　　7.18世纪70年代，瑞典化学家舍勒首先发现并制得了氯气（Cl₂）。氯气是一种黄绿色、密度比空气大且有毒的气体，它能与水发生化学反应生成盐酸和次氯酸（HClO），次氯酸具有强氧化性，可将某些有色物质氧化成无色物质。氯气也能与碱溶液发生化学反应。

（1）某同学用滴管将饱和氯水（氯气的水溶液）逐滴滴入含有酚酞的NaOH溶液中，当滴到最后一滴时，溶液红色突然褪去变成无色。请猜想溶液红色褪去变成无色的两个原因（用简要文字说明）：

①_________________________________②___________________________________。

（2）请设计一个简单的实验，探究（1）中溶液红色褪去变成无色的原因是①还是②。

________________________________________________________________________。

参考答案

1.A 2.C 3.D

4.假设一：

［提出假设］二氧化锰（或MnO₂）,过氧化氢溶液（或双氧水）

［设计实验］将带火星的木条伸入试管内

［实验现象］带火星的木条复燃

［实验结论］①2H₂O₂2H₂O+O₂↑②O₂

假设二：

［提出假设］铁粉（或Fe）,稀硫酸（或稀H₂SO₄）

［设计实验］将燃着的木条移近试管口

［实验现象］气体燃烧，火焰呈淡蓝色

［实验结论］①Fe+H₂SO₄==FeSO₄+H₂↑②H₂

5.(1)氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠

（2）碳酸钠溶液与稀盐酸反应，生成氯化钠、二氧化碳和水，待不再有气泡时，加入氢氧化钙溶液后，出现白色沉淀，说明稀盐酸不足，碳酸钠有剩余；剩余的碳酸钠溶液与加入的氢氧化钙溶液恰好完全反应，生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀。此时溶液中含有的溶质是氯化钠和氢氧化钠。

（3）

	实验操作	实验现象
方法一	取少量上层清液于试管中，向清液中通入二氧化碳气体	有白色沉淀生成
方法二	取少量上层清液于试管中，向清液中加入碳酸钠溶液	有白色沉淀生成

　　6.(1)都是在密闭的体系里消耗CO₂ ,使气体压强减小，从而观察到明显现象。 NaOH溶液中有水，CO₂ 又能溶于水，究竟是CO₂ 溶于水使气压减小的结果，还是CO₂ 与NaOH反应使气压减小的结果。做一个对比实验：取一个与甲装置同样大小和质地的软塑料瓶，充满CO₂ 后，注入与NaOH溶液体积相同的水，振荡，比较瓶子变瘪的程度即可判断。

(2)

实验步骤

实验现象

实验结论

方法1

有气泡产生

方法2

将CO₂ 通入NaOH溶液后，再向溶液中滴加CaCl₂溶液［或石灰水或BaCl₂溶液或Ba(OH)₂溶液］［也可仿照方案1的图示］

出现白色浑浊（或产生白色沉淀

CO₂ +2NaOH====Na₂CO₃ +H₂O ,Na₂CO₃ +CaCl₂==CaCO₃↓+2NaCl(不唯一)

（3）对于无明显现象的化学反应，可通过改变实验装置，创新的情境来观察明显的反应现象判断反应的发生。或对比实验是学习化学，开展科学探究的有效方法。

7.(1) ①氯水中的盐酸和次氯酸中和了氢氧化钠，使溶液由碱性变为中性甚至酸性。 ②氯水中的次氯酸将溶液中的红色物质氧化成无色物质。