科學(xué)探究試題的一般解題方法

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


 科學(xué)探究是人們獲取科學(xué)知識(shí)的,認(rèn)識(shí)世界的重要途徑,它既是新課標(biāo)理念實(shí)施中的一種全新的學(xué)習(xí)方法,也是九年級(jí)化學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容?茖W(xué)探究活動(dòng)能有效激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,能讓學(xué)生學(xué)會(huì)從日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究中或從化學(xué)問(wèn)題的實(shí)際情景中,發(fā)現(xiàn)有探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題。科學(xué)探究活動(dòng)可有效的培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰、探究能力、?chuàng)新能力。因而科學(xué)探究能力也就理所當(dāng)然成為中考考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn),但不少同學(xué)對(duì)于科學(xué)探究類試題,往往不知如何入手去解答。實(shí)際上該類問(wèn)題一般來(lái)說(shuō)是在同學(xué)們已有

知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的,只要基礎(chǔ)扎實(shí),掌握了科學(xué)探究的一般步驟(科學(xué)探究的一般步驟為提出問(wèn)題→猜想與假設(shè)→制定計(jì)劃→進(jìn)行實(shí)驗(yàn)→收集證據(jù)→解釋與結(jié)論→反思與評(píng)價(jià)→表達(dá)與交流),可以說(shuō)并不難解,本文結(jié)合近幾年典型探究類中考題,從科學(xué)探究的步驟出發(fā),剖析該類試題解題的一般思路和方法,供參考。

一、要在已學(xué)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,敢于和大膽的做出合理的猜想和假設(shè)

實(shí)際上科學(xué)探究試題中的許多內(nèi)容都是平時(shí)學(xué)習(xí)時(shí)已學(xué)過(guò)的,或生活中司空見(jiàn)慣的,關(guān)鍵問(wèn)題是很多同學(xué)做題時(shí)聯(lián)想不到,這就要求我們每一個(gè)同學(xué)在平時(shí)的學(xué)習(xí)和生活中要多問(wèn)幾個(gè)為什么,要注意從化學(xué)的視角去觀察思考學(xué)習(xí)和生產(chǎn)生活中的各種問(wèn)題,并能根據(jù)自己已有的化學(xué)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)問(wèn)題做出有意義的猜想和假設(shè)。

  例1.甲同學(xué)在某食品包裝袋內(nèi),發(fā)現(xiàn)有一個(gè)裝有白色顆粒狀固體A的小紙袋,上面寫著“生石灰干燥劑,請(qǐng)勿食用”。甲同學(xué)隨手將小紙袋拿出來(lái)放在空氣中,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)紙袋內(nèi)的白色顆粒粘在一起成為塊狀固體B。請(qǐng)你與甲同學(xué)一起對(duì)塊狀固體B進(jìn)行探究。

 。1)猜想一:塊狀固體B中除氧化鈣外還可能有:             、              。

  寫出白色顆粒狀固體A在空氣中轉(zhuǎn)化為塊狀固體B的化學(xué)反應(yīng)方程式:

                                   ;                            。

  (2)猜想二:塊狀固體B溶于水可能有        現(xiàn)象(填“放熱”或“吸熱”)。

  請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證你的這一猜想(至少寫出兩種方案,如果寫出三種正確方案獎(jiǎng)勵(lì)1分):

  ①               ;②                ;③                  

 。3)取適量塊狀固體B加入盛有一定量水的試管中,振蕩、靜置、過(guò)濾,得到少量白色固體C。就白色固體C的成分,甲同學(xué)與乙同學(xué)進(jìn)行討論,一起猜想。

  甲同學(xué)認(rèn)為,白色固體C可能是:氫氧化鈣;乙同學(xué)認(rèn)為,白色固體C可能是:碳酸鈣;你認(rèn)為,白色固體C還可能是:                            

  請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明你的猜想(填寫下表):

方       案

現(xiàn)  象  和  結(jié)  論

 

 

 

 

 

 

 

 

  

  [思路點(diǎn)撥]本題是一道較為典型的探究性中考題,它的命題緊扣課標(biāo)和各版本的教材,同時(shí)又對(duì)學(xué)生們知識(shí)的掌握情況及思維能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、探究能力及綜合能力提出了較高的要求。它以生活中司空見(jiàn)慣的食品干燥劑生石灰作為試題的情景,通過(guò)分析生石灰放在空氣中變成塊狀固體的原因進(jìn)行猜想和探究。事實(shí)上本題考查的仍然是知識(shí)的應(yīng)用,考查的是相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)。解題的關(guān)鍵是抓住生石灰氧化鈣及其在空氣中變質(zhì)后一系列物質(zhì)的性質(zhì)(生石灰與水反應(yīng)生成熟石灰氫氧化鈣,同時(shí)放出熱;而氫氧化鈣是堿,水溶液顯堿性,并能與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水;所生成的碳酸鈣能與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w)。一旦做到這一點(diǎn),思維就很通暢,解題就很順手,所有設(shè)置的探究性問(wèn)題也都會(huì)迎刃而解,這也就平時(shí)一再?gòu)?qiáng)調(diào)雙基重要性的原因,也是“問(wèn)渠哪得清如許,惟有源頭活水來(lái)”的原因之所在。

  

  [規(guī)范解題]⑴Ca(OH)2;CaCO3(填物質(zhì)名稱同樣對(duì))CaO+H2O=Ca(OH)2;Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

 、品艧;①取適量塊狀固體B放入燒杯中,加入少量水,用手觸摸燒杯外壁。②取適量塊狀固體B放入燒杯中,加入少量水,立即用溫度計(jì)測(cè)定溶液溫度的變化。③在試管中加入適量塊狀固體B,加入少量水,立即塞上帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞,同時(shí)將導(dǎo)管的另一端放入盛水的水槽中,觀察導(dǎo)管口是否有氣泡放出。④在試管中加入適量塊狀固體B,加入少量水,立即在試管口套上一只癟氣球,觀察氣球體積的變化。(只要寫出其中的正確答案或其他合理答案即可)

 。3)Ca(OH)2和CaCO3的混合物;

方       案

現(xiàn)象和結(jié)論

步驟①:將所得固體C加入到試管中,加入少量水,振蕩,再向其中滴入兩滴酚酞試液;

步驟②:再向試管中滴入稀鹽酸。

 

①若溶液變紅,則白色固體C中含有Ca(OH)2

若溶液不變紅,則白色固體C中不含有Ca(OH)2

②若有氣泡產(chǎn)生,則白色固體C中含有CaCO3

若無(wú)氣泡產(chǎn)生,則白色固體C中不含有CaCO3

  (其他合理方案,也對(duì))

二、根據(jù)試題的要求、結(jié)合已有的化學(xué)知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)是綜合考察學(xué)生能力的題目,對(duì)學(xué)生的要求很高。它不僅要求學(xué)生對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)、檢驗(yàn)和制備很熟悉,而且還要求實(shí)驗(yàn)方案簡(jiǎn)單易行,原料價(jià)格低廉,無(wú)污染等。對(duì)于該類問(wèn)題同學(xué)們實(shí)際上只要根據(jù)題意搞清或確定實(shí)驗(yàn)的原理,然后緊緊抓住原理進(jìn)行設(shè)計(jì),難點(diǎn)也就化解了。

例2.鐵暴露在空氣中會(huì)生銹。不知你注意了沒(méi)有,將蘋果切開(kāi)不久,果肉上就會(huì)產(chǎn)生一層咖啡色的物質(zhì),也好象是生了“銹”一樣。某化學(xué)活動(dòng)小組對(duì)此進(jìn)行了探究。

【提出問(wèn)題】切開(kāi)的蘋果“生銹”與什么因素有關(guān)?

【猜想與假設(shè)】

猜想①:可能與空氣沒(méi)有關(guān)系,只是果肉內(nèi)的物質(zhì)自身相互反應(yīng)而“生銹”。

猜想②:可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的氧氣作用而“生銹”;

猜想③:可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的氮?dú)庾饔枚吧P”;

猜想④:可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的二氧化碳作用而“生銹”;

猜想⑤:可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的氧氣作用而“生銹”,并且蘋果“生銹”的速度還可能與溫度有關(guān)。

【收集證據(jù)】

(一)查閱有關(guān)資料:已知蘋果“生銹”是果肉里的物質(zhì)(酚和酶)與空氣中的一種物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),生成咖啡色的物質(zhì)。

(二)實(shí)驗(yàn)探究:針對(duì)上面的猜想①至猜想⑤,化學(xué)活動(dòng)小組依次設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并依次觀察到下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。請(qǐng)你將他們?cè)O(shè)計(jì)的可行的實(shí)驗(yàn)探究方案,填寫在下表中。

猜想

可行的實(shí)驗(yàn)方案

觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

猜想①

將一小塊果肉浸入盛有蒸餾水的燒杯中,觀察現(xiàn)象。

果肉表面不變色。

猜想②

 

 

果肉表面變色。

猜想③

 

 

果肉表面不變色。

猜想④

 

果肉表面不變色。

猜想⑤

 

溫度高的先變色。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【得出結(jié)論】                                                               

【反思與評(píng)價(jià)】(1)在②—⑤四種猜想中,你認(rèn)為猜想       填代號(hào))最不合理,理由是              。

(2)在驗(yàn)證猜想①時(shí),同學(xué)們發(fā)現(xiàn),如果水不與空氣隔絕,果肉放在水中時(shí)間長(zhǎng)了也會(huì)變色,其可能的原因是                                                     

【應(yīng)用】根據(jù)上述結(jié)論,要防止果汁變質(zhì),果品加工廠加工和保存果汁時(shí)可采取的措施是        

[思路點(diǎn)撥]本題是一道有典型性和代表性的探究性中考題,命題設(shè)計(jì)新穎、獨(dú)特,題材鮮活,情景真實(shí)。試題聯(lián)系生活實(shí)際,從同學(xué)們的生活中切入,選擇同學(xué)們?cè)谏钪惺煲暉o(wú)睹、但蘊(yùn)涵著豐富化學(xué)知識(shí)的蘋果生“銹”作為探究試題的情景,探究的是蘋果生“銹”與哪些因素有關(guān)。該題實(shí)際上是源于課本——以教材中已學(xué)的探究鐵生銹條件為知識(shí)背景,但又高于課本——拓展引申為探究蘋果生銹的原因,同時(shí)還滲透了類比和遷移的科學(xué)研究方法的運(yùn)用。該題不僅考查了學(xué)生進(jìn)行信息獲取、整理、加工的能力,而且將科學(xué)探究的過(guò)程完成的呈現(xiàn)給學(xué)生,目的是引導(dǎo)學(xué)生在解題過(guò)程中領(lǐng)悟科學(xué)探究的過(guò)程。最后的應(yīng)用突出了探究的價(jià)值和社會(huì)意義,畫龍點(diǎn)睛?梢哉f(shuō)本題很好的體現(xiàn)了“化學(xué)源與社會(huì),服務(wù)于社會(huì)”的新課標(biāo)理念,引導(dǎo)學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中要注意從化學(xué)的視角去觀察、去思考,體味“處處留心皆學(xué)問(wèn)”,我想做到這一點(diǎn),就能真正感受“萬(wàn)變不離其宗”的涵義。至于本題中的設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案,抓住各種猜想,在掌握基礎(chǔ)知識(shí)的情況下,設(shè)計(jì)是不難的。

[規(guī)范解題]

【收集證據(jù)】

猜想

可行的實(shí)驗(yàn)方案

猜想②

將一小塊切開(kāi)的蘋果放入盛有氧氣的集氣瓶中,觀察現(xiàn)象。

猜想③

將切開(kāi)的蘋果放入盛有氮?dú)獾募瘹馄恐校^察現(xiàn)象。

猜想④

將切開(kāi)的蘋果放入盛有二氧化碳的集氣瓶中,觀察現(xiàn)象。

猜想⑤

各取一小塊蘋果分別放入兩支集滿氧氣的試管中,將其中一支試管放入熱水中,觀察兩試管中蘋果的變色速度。

【得出結(jié)論】是果肉中的成分與氧氣作用的結(jié)果,“生銹”的速度與溫度有關(guān),溫度越高,果肉變色速度越快。

【反思與評(píng)價(jià)】

(1)③  氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,通常不與其它物質(zhì)反應(yīng)。(2)水中溶解了氧氣

【應(yīng)用】將水果在隔絕空氣的條件下加工,采用真空包裝并低溫保存。

三、要善于對(duì)實(shí)驗(yàn)所得出的事實(shí)證據(jù)通過(guò)比較、歸納、概括、總結(jié)等方式進(jìn)行處理,從而得出科學(xué)的結(jié)論,并由此解釋化學(xué)現(xiàn)象,說(shuō)明問(wèn)題

對(duì)實(shí)驗(yàn)所得出的事實(shí)證據(jù)進(jìn)行比較、歸納、概括、總結(jié)等是初中化學(xué)學(xué)習(xí)中的重要方法,也是中考考查的重要內(nèi)容。近幾年中考著重是通過(guò)呈現(xiàn)探究性實(shí)驗(yàn)的事實(shí)來(lái)考查上述能力的,而上述能力并不是一朝一夕養(yǎng)成的,這就要求同學(xué)們?cè)谄綍r(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中要逐步培養(yǎng)這些能力,當(dāng)中考面對(duì)探究性試題中相關(guān)內(nèi)容時(shí),也就不會(huì)束手無(wú)策。

  例3.“用雙氧水和二氧化錳制氧氣”的反應(yīng)方程式為:                                。

  某同學(xué)做了該實(shí)驗(yàn)后,展開(kāi)了下列思考與探究:

 。1)催化劑MnO2的用量對(duì)反應(yīng)速率有沒(méi)有影響呢?

  他做了這樣一組實(shí)驗(yàn):每次均用30mL10%的H202溶液,采用不同量MnO2粉末做催化劑,測(cè)定各次收集到500mL氧氣時(shí)所用的時(shí)間,結(jié)果如下:(其他實(shí)驗(yàn)條件均相同)

實(shí)驗(yàn)次序

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

MnO2粉末用量(克)

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

所用時(shí)間(秒)

17

8

7

5

4

3

2

2

2

2

請(qǐng)分析表中數(shù)據(jù)回答:MnO2的用量對(duì)反應(yīng)速率有沒(méi)有影響呢?如果有,是怎樣影響的呢?

答:                                                                    

(2)H2O2溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)反應(yīng)速率有沒(méi)有影響呢?

他又做了一組實(shí)驗(yàn):每次均取5mL30%的H2O2溶液,然后稀釋成不同溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。記錄數(shù)據(jù)如下:(實(shí)驗(yàn)均在20℃室溫下進(jìn)行,其他實(shí)驗(yàn)條件也均相同)

實(shí)驗(yàn)次序

1

2

3

4

5

6

7

8

H2O2溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)

1%

3%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

MnO2粉末用量(克)

0.2


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