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1、              對實驗結(jié)果的探究

例1：某研究性學習小組為了探索鎂粉與溴水反應的機理，做了如下四組實驗：（1）將鎂粉投入冷水中，未見任何現(xiàn)象；（2）將鎂粉放入溴水中，觀察到只是開始時產(chǎn)生極少量的氣泡，但溴水的顏色逐漸褪去；（3）將鎂粉放入液溴中，未觀察到任何明顯現(xiàn)象；（4）向含足量鎂粉的液溴中滴加幾滴水，觀察到溴的紅棕色很快褪去。則下列關(guān)于鎂與溴水的反應機理的論述中正確的是（      ）

A鎂粉只能直接與溴水中的溴反應

B水是鎂粉與溴發(fā)生反應的催化劑

C（2）中產(chǎn)生的極少量氣泡是由于鎂粉與水反應得到

D鎂粉與溴水中的H⁺發(fā)生反應，導致平衡移動使溴水褪色

評析：正確答案為B。多數(shù)學生選擇了D答案。究其根源，主要是受到用平衡移動原理解釋氯水變質(zhì)這一問題的影響。學生只注意到了鎂與溶液中H⁺的反應，而忽略了鎂可以和溴反應這一事實，更沒有注意到（2）中所述，“鎂粉與溴水反應時，只是開始時產(chǎn)生極少量氣泡，而溴水的顏色逐漸褪去”這一實驗事實。這充分說明了學生沒有深入地審題，受到了已有知識的干擾。能夠舉一反三固然是件好事，但用類推方法得出的結(jié)論并不是任何時候都正確的。

2、對實驗過程的探究

例2：2002 上海卷26

為探究乙炔與溴的加成反應，甲同學設計并進行了如下實驗：先取一定量工業(yè)用電石與水反應，將生成的氣體通入溴水中，發(fā)現(xiàn)溶液褪色，即證明乙炔與溴水發(fā)生了加成反應。

乙同學發(fā)現(xiàn)在甲同學的實驗中，褪色后的溶液里有少許淡黃色渾濁，推測在制得的乙炔中還可能含有少量還原性的雜質(zhì)氣體，由此他提出必須先除去之，再與溴水反應。

請你回答下列問題：

（1）寫出甲同學實驗中兩個主要的化學方程式                        。

（2）甲同學設計的實驗      （填能或不能）驗證乙炔與澳發(fā)生加成反應，其理由是      （多選扣分）。

（a）使溴水褪色的反應，未必是加成反應

（b）使溴水褪色的反應，就是加成反應

（c）使溴水褪色的物質(zhì)，未必是乙炔

（d）使溴水褪色的物質(zhì)，就是乙炔

（3）乙同學推測此乙炔中必定含有的一種雜質(zhì)氣體是         ，它與溴水反應的化學方程式是                                   ；在驗證過程中必須全部除去。

（4）請你選用下列四個裝置（可重復使用）來實現(xiàn)乙同學的實驗方案，將它們的編號填入方框，并寫出裝置內(nèi)所放的化學藥品。

（a）            （b）          （c）         （d）

    →  b  →     →  d

（電石、水）（    ）  （    ）  （溴水）

（5）為驗證這一反應是加成而不是取代，丙同學提出可用pH試紙來測試反應后溶液的酸性，理由是                                                          。

評析：乙烯的性質(zhì)實驗來源于課本，而本實驗是對教材實驗的拓展和延伸。在實驗過程中發(fā)現(xiàn)了與預期結(jié)果不一致的現(xiàn)象，從而激起了疑問，這種可貴的質(zhì)疑精神在科學發(fā)展過程中作出過巨大的貢獻。為了解決這個疑問，需要先給出假設，然后再設計方案進行探究。本題涉及了有機化學基本反應，化合物性質(zhì)的檢驗，化學實驗設計及評價等內(nèi)容。

答案：（1）CaC₂＋2H₂O→C₂H₂↑＋Ca(OH)₂

        HC≡CH＋Br₂→

（或HC≡CH＋2Br₂→）

（2）不能    a、c

（3）H₂S     Br₂＋H₂S→S↓＋2HBr

（4） c          b

   （CuSO₄溶液）（CuSO₄溶液）

（5）如若發(fā)生取代反應，必定生成HBr，溶液酸性將會明顯增強，故可用pH試紙驗證。

3、對實驗方案的探究

例3：某校研究小組的同學想研究氧化銅能否在氯酸鉀的受熱分解反應中起催化劑的作用，設計了以下的對比實驗和操作步驟。

（1）  任取兩份氯酸鉀，分別放入兩支試管，在其中一份加入經(jīng)過稱量的ng氧化銅粉末。

（2）  將兩份氯酸鉀同時在相同的條件下加熱，將放出的氣體通入水中，觀察放出氣體的快慢。

（3）  停止加熱，冷卻，將原來混有氧化銅的混合物加水溶解，小心過濾，將濾出的固體物質(zhì)洗滌并干燥。

（4）  觀察濾出物的顏色、狀態(tài)。

（5）  將濾出的固體和炭粉混合，在密閉容器中加熱，并將反應生成的氣體通入澄清石灰水中，觀察實驗現(xiàn)象。

問題一：從以上有關(guān)實驗步驟的敘述中可發(fā)現(xiàn)操作方案還存在一些缺陷，請指出并加以改進。（其余略）

評析：本題是以學生熟知的KClO₃分解制O₂實驗為載體，考查學生理解催化劑概念的程度，解決問題的關(guān)鍵就是緊扣催化劑的特征，改變反應速率而其反應前后的性質(zhì)和質(zhì)量都沒有改變。在學生的答案中，多數(shù)同學都指出了步驟（4）中缺少稱量干燥的濾出固體這一過程，而忽略了第一步中不嚴密之處“任取兩份氯酸鉀”。事實上，這是探究性實驗設計的重要原則之一，控制變量原則。這是一組對照實驗，要使實驗結(jié)果具有說服力，必須控制變量。因為對某個實驗的影響，會有很多的因素，實驗正是要人為控制條件，使眾多變量中，只能有一個因素是變量，其余幾個是一樣的。

 4、對具體問題的探究

例4：含有酚酞的氫氧化鈉的溶液中，逐滴滴加新制氯水，邊滴邊振蕩，直到紅色褪去。

問：（1）氯水中存在分子_________________和離子__________________。

（2）氫氧化鈉酚酞溶液褪色的原因可能是：

①____________________________________②_______________________ 。

（3）如何用實驗證明你對褪色的原因的推測呢？簡要敘述你的實驗設計思路。

評析：解決問題的關(guān)鍵是找出紅色消失的原因。所以首先分析氯水的組成，根據(jù)有關(guān)微粒的性質(zhì)提出褪色原因的假設。在解題過程中，一些學生沒有全面分析氯水的組成，也有的沒抓住有次氯酸的漂白特點，從而造成解題上的障礙。

解答：向上述剛好褪色的溶液中再滴入一些NaOH溶液，若紅色重現(xiàn)，則是因為HCl和HClO的酸性所致；若紅色不再重現(xiàn)，則是因為HClO的強氧化性所致。

例5：請結(jié)合所學知識設計實驗，證實AlO₂⁻結(jié)合H⁺的能力比CO₃²⁻強，供選試劑：NaOH溶液、AlCl₃溶液、CuSO4溶液、pH試紙、NaHCO₃溶液、FeCl₃溶液（儀器自選）。

⑴應選試劑；⑵操作要點；（3）能證明AlO₂⁻結(jié)合H⁺的能力強于CO₃²⁻的反應的原理的離子方程式。

評析：解決問題的關(guān)鍵在于把握有關(guān)化學原理�？扇缦路治觯喝绻鸄lO₂⁻和HCO₃⁻相遇時，生成 Al(OH)₃白色沉淀，即可AlO₂⁻結(jié)合H⁺的能力強于CO₃²⁻  。

解答：⑴應選試劑：NaOH溶液、AlCl₃溶液、NaHCO₃溶液

（2）操作要點：①取少量的AlCl₃溶液于試管中；②向試管中逐滴加入NaOH溶液直至產(chǎn)生白色沉淀恰好全部消失；③向其中再滴入NaHCO₃溶液至足量。

（3）離子方程式：AlO₂⁻+HCO₃⁻+H₂O = Al(OH)₃↓+CO₃²⁻

綜上所述，在解決探究性試題的過程中，首先要明確實驗目的和要求，然后結(jié)合問題運用有關(guān)化學知識和實驗技能對實驗的儀器、步驟、方法進行逐步的分析研究。其中，有關(guān)方案的設計要特別明確：首先原理要具有科學性，不能憑空捏造。其次要有對照性，往往為了更能夠說明問題，一定要有正反兩個方面的實驗，考慮到各種因素可能對實驗有影響所以要控制變量，只能有一個因素是變量，其余幾個是一樣的。最后實驗裝置要簡易，操作必須安全可行，效果要明顯。

二、復習策略

探究性實驗題的解決對學生的綜合能力要求較高。學生的科學方法和實驗能力的培養(yǎng)并不是一朝一夕可以達到的，需要在教學中一點一滴持之以恒的訓練。當然，在高三總復習階段，我們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^一些針對性的訓練來啟迪學生的思維，提高解決問題的能力。所以我們在復習中著重做了以下幾方面的工作。

1、重視化學基本概念和理論的復習。探究性實驗試題涉及化學知識的范圍廣泛，有關(guān)于化學基本概念原理方面內(nèi)容的，也有關(guān)于元素化合物知識或有機官能團的性質(zhì)及反應的。所以要講究方法，注重實效，努力幫助學生弄清每一個概念和理論，為后續(xù)的復習工作打基礎(chǔ)。

2、重視復習課本實驗基本操作。對于每一個實驗都弄清原理、相關(guān)的儀器裝置，注重操作細節(jié)，對于每個實驗，都要做到：（1）怎么做？（2）為什么要這樣做？（3）如果不這樣做，會引起什么后果？（4）還能怎么做？對實驗中所涉及到的重要化學方程式和重要實驗現(xiàn)象均應做到熟練。條件許可的話，盡可能地開放化學實驗室，讓學生重做一些重點實驗，例如一些定量實驗，感受實驗細節(jié)，加深體驗。

3、在對于實驗數(shù)據(jù)及現(xiàn)象的分析、處理過程中，注重學生思維的有序性和條理性的訓練，對于有關(guān)結(jié)論的概括，要訓練學生用規(guī)范的語言來表達。

4、注重學生發(fā)散性思維的訓練，化學實驗中的一個實驗多種現(xiàn)象，一個實驗現(xiàn)象多種原因，一種儀器多種用途，一種用途多種裝置，一種儀器多種用法，一種物質(zhì)多種制法，一組物質(zhì)多種鑒別方法等問題，都是培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維能力的好素材。

5、針對有關(guān)問題，做一些專題訓練。選取適當?shù)睦�題，多讓學生體驗設計實驗方案，綜合運用高中階段所學的化學知識，積極主動地去思考化學實驗的實施過程，從而深化和發(fā)展知識。對于給出的不同方案要學會作出恰當?shù)脑u價，讓學生掌握評價實驗方案的常見角度和方法，達到熟能生巧的境界。

1、室溫下，把銅片放入濃硫酸中，沒有明顯的反應現(xiàn)象。對此，甲認為這是銅在濃硫酸里發(fā)生鈍化現(xiàn)象；乙認為室溫下銅片放入濃硫酸中看不到明顯的現(xiàn)象，主要是因為銅與濃硫酸在室溫下反應速率很慢。設計方案對甲和乙的假設進行說明。

2、王老師在課堂上做了一個如右圖所示的實驗，發(fā)現(xiàn)燒杯中酸性高錳酸鉀溶液褪色。若將燒杯中的溶液換成含有少量KSCN的FeCl₃溶液，溶液呈血紅色。判斷下列說法中正確的是                                                                 （    ）

A該條件下生成的水分子化學性質(zhì)比較活潑          

B該條件下H₂被冷卻為液態(tài)氫，液氫的水溶液具有還原性

C該條件下H₂燃燒生成了既具有氧化性又具有還原性的物質(zhì)

D該條件下H₂燃燒的產(chǎn)物中可能還有一定量的H₂O₂

3、              分析是化學學習中重要的學習方法，也是我們學習中解決問題的重要思想。某同學在進行鎂鋁性質(zhì)實驗時，發(fā)現(xiàn)用鋁分別與H⁺濃度相同的稀硫酸和稀鹽酸反應時，實驗現(xiàn)象明顯不同，在鋁與硫酸的反應中，產(chǎn)生的氣泡很少。從反應本質(zhì)看，兩者的實驗現(xiàn)象應該相同。在不考慮實驗條件、操作和藥品純度的情況下，請你對產(chǎn)生上述實驗現(xiàn)象的原因提出假設，并設計一簡單的實驗來驗證你的假設。

4、某同學想用實驗方案證明高錳酸鉀溶液的紫紅色是MnO₄^-的顏色，而不是K⁺的顏色，他設計下列實驗步驟中沒有意義的是                                     （   ）

A將高錳酸鉀晶體加熱分解，所得固體的質(zhì)量減少

B 觀察氯化鉀溶液沒有顏色，表明溶液中K⁺無色

C向氯化鉀溶液中加入適量鋅粉，振蕩，靜置后未見明顯變化，表明鋅與K⁺不反應

D向高錳酸鉀溶液中加入適量鋅粉，靜置后見紫紅色褪去，表明MnO₄^-呈紫紅色

5、              同學利用如圖所示的方法，通過比較加入蘋果汁和橙汁的多少來比較它們中維生素C含量的相對多少。

燒杯中出現(xiàn)何種現(xiàn)象時，停止滴加蘋果汁和橙汁？

要得出正確結(jié)論，實驗過程中需要進行條件控制，你認為該實驗中必須控制的條件是什么？

若要分別測定蘋果汁和橙汁維生素C的絕對含量（單位：mg/L），需要哪些玻璃儀器？

6、              在少量Mg(OH)₂懸濁液中，滴加適量飽和NH₄Cl溶液，固體溶解。對于固體的溶解，甲同學認為在氫氧化鎂懸濁液中存在下列平衡：

Mg(OH)₂      Mg²⁺ +2OH^- 

加入NH₄Cl溶液，由于NH₄⁺水解產(chǎn)生H⁺中和了Mg(OH)₂電離產(chǎn)生的OH^-而使平衡右移導致Mg(OH)₂ 溶解。而乙同學卻認為NH₄Cl電離產(chǎn)生的NH₄⁺結(jié)合了OH^-生成了弱電解質(zhì)NH₃?H₂O，使C（OH^-）減小，平衡右移而導致Mg(OH)₂ 溶解。設計方案說明問題。