探析實驗探究命題特點及突破策略

李愛軍

(山東省濱州市沾化區下洼鎮第一中學 256803)

以“重視基礎、關注探究、聯系實際，促進發展”為的命題原則下，實驗探究題成為中考的必考題.以理論和實際相結合，以社會生活和社會熱點為背景組織命題，主要考查學生的閱讀理解能力、猜想能力，獲取與處理信息能力，實驗方案的設計與評價能力，對實驗現象、數據的分析與對比能力及分類比較、抽象、概括等科學法的運用能力等，試題以中等或中等偏上難度為主，有較好的區分度.

一、探究物質的成分

例1某校甲、乙興趣小組同學在學習酸、堿、鹽、金屬的化學性質后，分別做了A、B、C三組實驗：

甲、乙小組同學都觀察到C組實驗的現象為____.

實驗結束后，甲、乙小組同學分別同時將三組實驗反應后的物質各倒入一個潔凈的燒杯中，都觀察到有氣泡產生，甲、乙小組同學分別對氣體成分及充分反應后燒杯中溶液的溶質成分進行探究.

【查閱資料】

【實驗探究】見表1.

表1

【交流與反思】(1)乙小組同學討論后認為，甲組同學得出氣體成分的結論不嚴謹，其理由是____.(2)甲、乙小組同學所做實驗相同，得出的實驗結論卻不同，原因是____.

【拓展與應用】只用一條化學方程式表示AlCl3與過量NaOH在溶液中的反應:____.

解析這是一道典型的信息與探究相結合的試題，不但能較好地考查實驗分析及靈活運用信息解答具體問題能力，而且還較好地考查酸堿鹽之間的復分解反應及有關反應先后等知識，突出了命題基礎與能力并重的命題思想.因碳酸鈉和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和氫氧化鈉，故觀察到白色沉淀.

【交流與反思】(1)由紫色石蕊試液變紅，證明溶液中含有鹽酸，又因碳酸鈣與稀鹽酸能反應生成二氧化碳，故僅憑有氣泡產生是無法得出有氫氣產生；(2)甲、乙小組同學所做實驗相同，但由于所用試劑的量不同，導致發生的反應不同.

【突破策略】解答時，首先讀題，明確實驗目的，并找出實驗中涉及的物質，寫出有關反應的化學方程式.其次對物質成分提出猜想，如本題中溶質成分的猜想：①可溶性的生成物，②過量的反應物(不包含固體)，③生成物與過量反應物.再次，根據猜想中物質的性質設計實驗.最后根據實驗現象得出實驗結論.

注意：(1)對于含雜質的混合物與另一種物質反應，若雜質是不反應的不溶物，則反應后過濾的濾渣中一定存在該物質，若雜質是不反應的可溶物，則過濾后的濾液溶質中一定存在該物質.(2)若發生多個反應，還要考慮生成物與其他反應中可能過剩的反應物繼續反應,再結合上述步驟綜合判斷，避免漏掉可能的猜想.

二、探究物質性質及其影響因素

例2丙酸鈣為白色固體，易溶于水，可作食品防霉劑，國家標準規定了其用于制作面食、糕點時每千克面粉中的最大使用量.小組同學實驗探究其性質和防霉的效果.

1.探究丙酸鈣的性質

進行實驗用下圖裝置(夾持儀器已略去)完成實驗，記錄結果見表2.

表2

解釋與結論(1)②中現象說明有CO2產生.CO2與石灰水反應的化學方程式為____.

(2)查閱資料得知丙酸鈣與鹽酸反應無氣體生成.由實驗②可得出的結論是____.

2.探究丙酸鈣防霉的效果

進行實驗分別按下列①～⑧的配方蒸制8個饅頭，冷卻后置于密封袋中，記錄結果見表3.

表3

解釋與結論(3)設計第1組實驗的目的是____.

(4)第2組，⑦中x為____.

(5)對比第1組、第2組實驗可得到的結論是____.

反思與評價(6)某同學認為“制作面食、糕點時，丙酸鈣用量越大越好”你是否同意此觀點，并說明理由：____.

解析這是屬于控制變量思想下的物質性質探究題.丙酸鈣從類別上看屬于含氧酸鹽，因而從鹽的通性及穩定性角度去思考，所以實驗從其穩定性及分解產物角度設計的.

(1)二氧化碳與氫氧化鈣反應為：

(2)根據信息“丙酸鈣與鹽酸反應無氣體生成”及步驟②現象知，丙酸鈣受熱后產生的物質能與稀鹽酸反應且生成二氧化碳.

(3)對比第1組實驗配方可知，只有丙酸鈣的質量不同，故該實驗目的是探究丙酸鈣的質量大小是否對于丙酸鈣防霉效果有影響.

(4)對比第2組與第1組數據知，第2組加入蔗糖的質量應相同，故x=5.

(5)由表中數據可知，在只有蔗糖有無其它條件相同下，開始發霉的時間相同，故說明蔗糖對丙酸鈣防霉效果無影響.

(6)由題干信息“國家標準規定了丙酸鈣用于作面食、糕點時每千克面粉中的最大使用量”，說明過量使用可能有害.

突破策略物質性質探究題，一般先從物質類別、穩定性等角度做出大致猜測，以利于快速理解題意，然后再結合實驗過程、實驗現象及問題要求去推理與解答.至于性質的影響因素則需要從控制變量角度去設計，即只允許一個變量可變其它條件相同，如本題中探究丙酸鈣的量對發酵的影響.

三、對化學反應或現象的探究

例3欲證明“CO2與NaOH發生了化學反應”，某化學興趣小組進行以下探究實驗(實驗裝置中夾持儀器已略去).

【實驗1】配制溶液

(1)用NaOH固體配制20g20%NaOH溶液，無需用到的玻璃儀器有____(填標號).

A.膠頭滴管 B.酒精燈

C.量筒 D.燒杯 E. 玻璃棒

【實驗2】按如圖1所示裝置進行實驗.

圖1

實驗前U型管兩端液面相平，將NaOH溶液滴入試管中，恢復到室溫后，U型管中的液面左高右低.據此，甲同學得出“CO2與NaOH發生了化學反應”的結論.

(2)U型管中液面高度發生變化的原因是____.

(3)上述結論的證據不充足，理由是____.

【實驗3】按如圖2所示裝置進行實驗.

圖2

查閱資料：CaCl2溶液呈中性；

實驗步驟如下：

①檢查裝置的氣密性，往裝置中加入藥品；

②關閉K1、K2，將注射器中的NaOH溶液緩緩推入A中；

③A中物質充分作用后，打開K1，B中無色溶液倒吸入A中，A中產生沉淀且溶液顯紅色

④關閉K1，打開K2，將注射器活塞向上拉，C中溶液倒吸入A中.

(4)步驟③“產生沉淀”的現象仍不足以證明CO2與NaOH發生了化學反應，理由是____.

(5)步驟④中，若觀察到____(填現象)，證明CO2與NaOH發生了化學反應.CO2與NaOH反應的化學方程式為____.

解析實驗1是配制一定質量分數的氫氧化鈉溶液，因而根據實驗步驟稱量(托盤天平)；量取(量筒、膠頭滴管)、溶解(燒杯、玻璃棒)，故不需要的是酒精燈.實驗2是描述實驗現象，即氫氧化鈉與二氧化碳反應導致裝置內壓強減小，故U型管中右邊液面下降；(3)二氧化碳能溶于水，且能與水反應，也能使裝置內壓強減小，也會使U型管中右邊液面下降；(4)鈣離子能與氫氧根離子結合生成的氫氧化鈣微溶于水，也可能有沉淀產生，故步驟③“產生沉淀”的現象仍不足以證明氫氧化鈉和二氧化碳發生了反應；(5)步驟④中，稀鹽酸被吸入A中，故若觀察到有氣泡產生，說明二氧化碳與氫氧化鈉發生了反應.

突破策略實驗現象探究題的解答過程，一般是對常見物質性質熟悉的基礎上，然后根據反應前后物質種類及成分變化提出假設，進而設計實驗與分析實驗現象，從而解答問題.

綜上所述，探究性實驗就是提出假設、設計實驗、分析現象、得出結論的過程，因而需要對常見物質單質、氧化物、酸、堿、鹽之間的轉化關系要理解掌握，同時還需要對常見離子或物質的顏色、特性要記憶，進而順利解答具體問題.