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日志

 
 

初中化学科学探究试题探微  

2011-05-27 10:52:16|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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     亲爱的同学,你现在已经进入了紧张的复习备考了吧?你一定做了大量的练习题。你在做练习时觉得哪一类型的题既重要又棘手呢?我想一定是探究性试题。这种试题旨在考查你对科学探究的理解和科学探究的能力。许多同学都害怕做这种试题。

    如何突破这一难点呢?老师告诉你:一是你在平时的学习和生活中要多多地亲身经历和体验科学探究活动,自主、独立地发现问题,对可能的答案作出假设与猜想,并设计方案,通过实验、操作、调查、搜集证据,对获得的信息进行处理,得出初步结论;二是你要了解并练习一定数量的各种水平层次的探究性试题。 

    根据考查你的科学探究水平层次的不同,探究性试题大致可分为如下四类。  

    一、探究一级 

    探究的问题与假设现成,探究的程序现成,探究的结论现成,这样的试题属探究一级。这类试题探究性低,与传统试题无异。从科学探究的角度看,这类试题能使你在解题过程中了解科学探究的思想和方法。解答这类探究试题与解答传统试题没有多大区别,除需认真审题外,调动你的知识储备,科学、灵活地分析,找准解题突破口是关键。 

    例1  某化学兴趣小组的同学对过量炭粉与氧化铁反应产物中气体的成分进行研究。 初中化学科学探究试题探微

⑴假设:该反应的气体产物全部是二氧化碳。 

⑵设计方案:将一定量氧化铁在隔绝氧气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。   

⑶查阅资料:氮气不与碳、氧化铁反应,可用来隔绝氧气。

⑷实验:


操作步骤及实验现象

简   

①称取3.2g氧化铁与2g炭粉均匀混合,放入重48.48g的玻璃管中,按上图装置连接

写出装置中编号仪器的名称: 

A.           ,B.          

②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气

其目的是                      

③夹紧T处弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水变浑浊

该现象说明                        

④完全反应后,冷却至室温,称得玻璃管和固体的总质量为52.24g

──


⑸数据处理:经计算,参加反应的碳元素质量为0.48 g,氧元素质量为0.96 g。

⑹结论:根据数据处理结果,得出原假设不成立,理由是                         

分析  本题以过量炭粉与氧化铁反应后的气体产物的成分为研究对象,通过作出假设、设计方案、查阅资料等步骤向你展示了科学探究的要素。

⑷①了解常用仪器的名称、图形、用途及注意事项,是解答此问的关键。

⑷②玻璃管中空气里的氧气在高温下能与炭粉反应,若不除去,将影响实验结果。

⑷③能使澄清石灰水变浑浊,是二氧化碳的特性。

⑹炭与氧化铁在隔绝空气的条件下反应,气体产物的组成可能有三种情况:

①仅有二氧化碳;②仅有一氧化碳;③既有二氧化碳又有一氧化碳。

在二氧化碳中碳与氧的质量比为:12/2×16=3:8;而实验测得的气体产物中碳与氧的质量比为:0.48 g:0.96 g=1:2。所以,原假设不成立。

答案  ⑷①铁架台  集气瓶  ②赶尽装置中的空气(或氧气)  ③有二氧化碳生成

⑹实验所得碳、氧元素质量比与二氧化碳中碳、氧元素质量比不相等 

    二、探究二级

    探究的问题与假设现成,探究的程序现成,探究的结论开放,这样的试题属探究二级。这类试题探究性较低,但比探究一级高。由于探究的结论是开放的,解答这类试题时你应充分调动自己潜在的能力,抓住题中所给信息,从不同角度,不同侧面,不同层次去思考问题。只要你平时注重夯实基础,拓宽知识面,培养发散思维能力和创新能力,就能把握住这类试题。

    例2  现有一种由人工膜制成的袋,为探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否透过该膜,用铁架台、烧杯、人工膜袋、细棉线、1%的淀粉溶液、稀碘溶液等用品和试剂设计如图所示的实验装置。请你对实验结果作一预测并加以分析。初中化学科学探究试题探微

    分析  本题以淀粉和碘能否透过人工膜为研究背景,提供了试剂和用品,根据研究的需要给出了实验装置,要求你对实验结果作一预测,并对预测作出分析。由于探究的问题(探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否透过该膜)现成,探究的程序(探究的实验装置)现成,探究的结论开放,所以探究的水平较低,属探究二级。

碘遇淀粉变蓝。碘若透过了膜,袋内液体变蓝;碘若没有透过膜,袋内液体不变色。淀粉若透过了膜,袋外液体变蓝;淀粉若没有透过膜,袋外液体不变色。

袋内、袋外液体的颜色变化有以下可能:袋内、袋外液体均不变蓝;袋内、袋外液体均变蓝;袋内液体变蓝,袋外液体不变蓝;袋外液体变蓝,袋内液体不变蓝。

答案  一段时间后,                                          

⑴袋内外液体均不变蓝,表明淀粉和碘均不能透过

⑵袋内外液体均变蓝,表明淀粉和碘均能透过

⑶袋内液体变蓝,袋外液体不变蓝,表明碘能透过,淀粉不能透过

⑷袋外液体变蓝,袋内液体不变蓝,表明淀粉能透过,碘不能透过 

    三、探究三级

    探究的问题与假设现成,探究的程序开放,探究的结论开放,这样的试题属探究三级。这类试题的探究性较高。由于探究的程序是开放的,所以你要注意从不同的角度来设计不同的方案,然后根据题目要求选取最佳方案。设计探究性实验对你来说要求很高,它不仅要求你对物质的性质、检验和制备等很熟悉,而且还要求你设计的实验方案材料易得、简单易行、节约和环保等。你在解答这类试题时,只要能根据题意弄清楚了或确定了实验的原理,然后抓住原理进行设计,难点一般能化解。

    例3 小强同学在化学实验室发现一瓶盛有无色溶液的试剂瓶,其标签严重破损(如图所示)。老师告诉他,这瓶试剂可能是硫酸、硫酸钠、硫酸镁溶液中的一种。小强同学通过查阅资料得知,常温下这三种物质的溶解度如下表:初中化学科学探究试题探微

物 质

H2SO4

Na2SO4

MgSO4

溶解度/g

与水任意

比互溶

19.0

39.0

⑴小强同学根据上述信息,分析认为该溶液一定不是_________溶液。
⑵为确定其成分,小强认为该溶液可能是H2SO4溶液。
⑶若小强的猜想是正确的,请你通过实验证明。写出实验步骤、实验现象和实验结论。

    分析  本题要求你通过化学实验来解决实验室经常出现的问题,是对你实验综合能力的一次深层次的考查。

⑴Na2SO4饱和溶液中Na2SO4的质量分数=(19.0g/100g+19.0g)×100%=16.0%;

MgSO4饱和溶液中MgSO4的质量分数=(39.0g/100g+39.0g)×100%=28.1%。因为标签破损的试剂瓶中的试剂,其溶质的质量分数为20.0%,所以它一定不是Na2SO4溶液。

⑶由于试剂瓶中的试剂可能有2种,同一试剂的检验方法有多种,因此,本题有着较大的开放性和思维深度,在这样的情景中,你应灵活运用所学知识,从不同的角度设计多个方案,然后选择一个简单的方案作答。

答案

⑴Na2SO4  

⑶ 取该溶液少许于试管中,滴入紫色石蕊试液,紫色石蕊试液变红;

取该溶液少许于试管中,加入锌粒,锌粒表面有气泡产生;

取该溶液少许于试管中,加入氧化铜,固体逐渐溶解,溶液变蓝;

取该溶液少许于试管中,加入氢氧化铜,固体逐渐溶解,溶液变蓝;

取该溶液少许于试管中,滴入碳酸钠溶液,有气泡产生。 (以上只要答出一种即可)

    四、探究四级 

    探究的问题与假设开放,探究的程序开放,探究的结论开放,这样的试题属探究四级。这类试题的探究性高。由于探究的问题与假设是开放的,因此,此类试题具有更大的开放性。解答这类试题很重要的一点是你能够作出合理的猜想与假设。你应在平时的学习和生活中,养成在观察、调查、阅读等情境中提出可以通过科学探究来解决的问题的习惯,然后收集相关信息,将已有的科学知识与经验和问题相联系,提出可以检验的猜想与假设,最后再根据猜想与假设设计探究方案和得出结论等。  

    例4  在烧杯A中装入20mL无色的甲溶液。在烧杯B中装入10mL无色的乙溶液。用一只大烧杯把两烧杯罩在一起。过过几分钟,看到小烧杯A中装有的溶液变成了红色。初中化学科学探究试题探微
提出问题:上述现象说明了什么?

对上述现象的看法不一,可能作出不同的假设。

请你仔细阅读下表中的示例,然后填写表中的空格。

 


 

 

 

作出假设

实验探究

示例

A烧杯中的溶液要过一会儿才变色,与B烧杯无关

用洁净的烧杯C配好20mL甲溶液。静置,观察现象;将其单独罩在大烧杯里,观察现象

大烧杯壁上沾有某种物质,散发出的肉眼看不见的粒子与A烧杯中的溶液接触,使其变红

 

 

 

 


 

    分析  由于微观粒子的运动是用肉眼所看不见的,要证明微观粒子在运动就要借助一些现象作间接判断。为降低难度,本题先给出探究示例,然后要求你仿照示例探究新问题。解答时要特别注意:作出的假设要有依据,设计的实验方案应能证明作出的假设。本题第⑴问属探究三级,第⑵问属探究四级。

⑴在设计实验方案时,要么让大烧杯壁能与甲溶液直接接触;要么大烧杯壁上“沾有某种物质,散发出的肉眼看不见的粒子”能与甲溶液接触。只有这样才能验证原假设。将甲溶液倒入大烧杯中,振荡;或在小烧杯中重新配制甲溶液,并用大烧杯将其罩住等都可以验证原假设。

⑵A烧杯中的溶液变成了红色。除了示例和⑴中的可能因素外,还有可能是烧杯B中的乙溶液散发出一种肉眼看不见的粒子,慢慢溶解到烧杯A的溶液中,使其变红;或者是空气直接对烧杯A的溶液作用的结果;或者是前面数项共同作用的结果。因此可作出不同的假设。要注意,作出假设时,要考虑实验方案的设定。

答案(提供一种)

①另取一只烧杯,重新配好A烧杯中的溶液,将其倒入大烧杯中,振荡,观察现象

②烧杯B中的乙溶液散发出一种肉眼看不见的粒子,慢慢溶解到烧杯A的溶液中,使甲溶液变成红色   取重新配制的甲溶液少量于试管中,滴入乙溶液,观察现象

作者简介  杨国安,男,1962年4月生,1982年从事教育教学、教研工作,中学高级教师,现为湖北省鄂州市教研室化学教研员。

本文转自《初中化学工作室》的博客

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