專題20科學探究 解題技巧 科學探究是學習化學的重要而有效的學習方式 科學探究包括 提出問題 建立假設 搜集證據(jù) 包括設計實驗方案 進行實驗等 獲得結(jié)論 交流評價 這樣幾個基本環(huán)節(jié) 化學實驗是進行科學探究的重要途徑 實驗方案設計是實驗探究的重要環(huán)節(jié) 它必須保證實驗的公正性 科學探究是一個合作的過程 只有積極參與才能享受到探究的樂趣 解答時 要注意結(jié)合實踐經(jīng)驗和親自體驗 始終圍繞提出的問題 用觀察到的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù) 事實進行推理和判斷 思維要具有開放性 通過實驗以及對實驗現(xiàn)象的觀察 記錄和分析等可以發(fā)現(xiàn)和驗證化學原理 學習科學探究的方法并獲得化學知識 化學實驗設計的原則 科學性原則 可行性原則 安全性 節(jié)約性原則 效果明顯 化學實驗設計的內(nèi)容 實驗目的 實驗原理 實驗用品 實驗裝置和操作步驟 實驗注意事項 實驗記錄 實驗結(jié)果與討論 典例精析 例1 2015 廣東 如圖為某家長帶著小孩在下水道井蓋小孔上點燃鞭炮發(fā)生爆炸的畫面 現(xiàn)要探究某下水道的可燃性氣體成分 猜想 含可燃性氣體CO 含可燃性氣體CH4 含可燃性氣體CO和CH4 收集氣體 用大的可樂塑料瓶裝滿水 打開瓶蓋用繩子吊入下水道中 用鐵鉤將礦泉水瓶倒轉(zhuǎn) 使 將瓶提到井口迅速蓋好瓶蓋備用 進行實驗 作出判斷 根據(jù)上述實驗現(xiàn)象 甲同學認為猜想 正確 而乙同學認為甲的判斷不嚴謹 因為猜想也有相同的現(xiàn)象 如需進一步確認還應檢驗的存在 其方法是 拓展 若需要工人進入下水道清理淤泥 打開下水道井蓋后應首先進行的操作是 解析 收集氣體 用大的可樂塑料瓶裝滿水 打開瓶蓋用繩子吊入下水道中 用鐵鉤將礦泉水瓶倒轉(zhuǎn) 使瓶內(nèi)水倒完 將瓶提到井口迅速蓋好瓶蓋備用 這樣就收集了一瓶地下水道中的氣體 進行實驗 1 由于氫氧化鈉能與二氧化碳等酸性氣體反應 可用氫氧化鈉除去除去CO2等酸性氣體 2 由于濃硫酸具有吸水性 常用來干燥氣體 3 實驗室常用無水硫酸銅來檢驗水 澄清的石灰水檢驗二氧化碳 所以填表如下 作出判斷 根據(jù)上述實驗現(xiàn)象 甲同學認為猜想 正確 而乙同學認為甲的判斷不嚴謹 因為猜想 也有相同的現(xiàn)象 如需進一步確認還應檢驗CO的存在 由于一氧化碳具有還原性 其方法是將氣體通過熾熱的氧化銅粉末 看粉末是否變紅 拓展 由于地下水道中含有可燃性的氣體 若需要工人進入下水道清理淤泥 打開下水道井蓋后應首先進行的操作是通風 故答案為 收集氣體 瓶內(nèi)水倒完 進行實驗 見上圖 作出判斷 將氣體通過熾熱的氧化銅粉末 看粉末是否變紅 拓展 通風 針對訓練1 2015 安徽 某興趣小組為驗證質(zhì)量守恒定律 做了鎂條在空氣中燃燒的實驗 1 請寫出鎂條與氧氣反應的化學方程式 2 小明發(fā)現(xiàn)燃燒產(chǎn)物的質(zhì)量大于反應物鎂條的質(zhì)量 認為這個反應不遵循質(zhì)量守恒定律 我 同意 或 不同意 小明的觀點 因為 3 小紅按下圖裝置改進實驗 驗證了質(zhì)量守恒定律 卻發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物中還有少量黃色固體 2Mg O22MgO 不同意 任何反應都遵循質(zhì)量守恒定律 該反應前后質(zhì)量不相等的原因是空氣中有氣體參與了反應 提出問題 黃色固體是什么呢 查閱資料 氧化鎂為白色固體 鎂能與氮氣劇烈反應生成黃色的氮化鎂 Mg3N2 固體 氮化鎂可與水劇烈反應產(chǎn)生氨氣 該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍 做出猜想 黃色固體是Mg3N2 實驗探究 請設計實驗 驗證猜想 取燃燒后的產(chǎn)物于試管中 加少量水 再將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口 觀察現(xiàn)象 若產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體 說明燃燒產(chǎn)物中含有Mg3N2 反思與交流 空氣中N2的含量計遠大于O2的含量 而鎂條在空氣中燃燒生成的MgO卻遠多于Mg3N2 為什么呢 請給出合理的解釋 4 該興趣小組又做了鎂條與鹽溶液反應的實驗 發(fā)現(xiàn)均能產(chǎn)生H2 實驗現(xiàn)象如下 O2比N2活潑 上表中 用水進行實驗的目的是 根據(jù)上表中的實驗現(xiàn)象 請寫出三條結(jié)論 并分析可能的原因 不分析原因 不得分 對照實驗 或空白實驗 加熱時 各組反應均加快 原因是升高溫度反應加快 加熱時 實驗1的反應中氣泡明顯增多 原因是不僅有H2生成 還有NH3逸出 實驗2比實驗3反應快 原因是Cl 比SO42 的作用強