(年高考化学专题讲解)《实验:探究性实验试题解题方法和思路》.ppt
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1、探究性实验试题解题方法和思路探究性实验试题解题方法和思路 实验专题实验专题 化学是一门以实验为基础的学科,所以有化学是一门以实验为基础的学科,所以有化学实验即科学探究之说法。化学实验即科学探究之说法。纵观近几年高考,纵观近几年高考,主要以考察主要以考察探究性实验和物质制备实验探究性实验和物质制备实验为主。为主。这些探究性和制备性实验的试题,综合性强,这些探究性和制备性实验的试题,综合性强,理论和实践的联系紧密,有的还提供一些新的理论和实践的联系紧密,有的还提供一些新的信息,要求考生必须冷静的审题,信息,要求考生必须冷静的审题,联系所学过联系所学过的知识和技能,进行知识的类比、迁移、重组,的知识
2、和技能,进行知识的类比、迁移、重组,全面细致的思考才能正确作答。全面细致的思考才能正确作答。 命题规律:命题规律: 一、探究性实验的一般思路一、探究性实验的一般思路1 1、准确地把握实验目的、准确地把握实验目的2 2、利用已学知识,分析如何实现这个目的、利用已学知识,分析如何实现这个目的 - -实验原理实验原理3 3、结合实验材料结合实验材料,初步确定设计对策初步确定设计对策 实验方案实验方案例例1 某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体空气的条件下反应所得固体M的成分,设计的成分,设计了如右图装置。倾斜了如右图装置。倾斜A使稀硫酸使稀硫酸
3、(足量足量)与固体与固体M充分反应,待反应停止后,充分反应,待反应停止后,B装置增重,装置增重,C装置中溶液无变化,反应后进入量气管气体装置中溶液无变化,反应后进入量气管气体的体积为的体积为VmL(已折算成标准状况),由上(已折算成标准状况),由上述实验事实可知:述实验事实可知:二、探究性实验的类型二、探究性实验的类型1、未知产物的探究、未知产物的探究(1)固体)固体M中一定有的物质是中一定有的物质是_(填化学式)(填化学式) 理由是理由是_。 (2)B装置的名称是装置的名称是 。写出。写出B装置装置 中反应的离子方程式中反应的离子方程式_。(3)C装置的作用是装置的作用是 , 如果实验中没有
4、如果实验中没有B装置,则装置,则C装置中产生的现象是装置中产生的现象是 。生成黑色沉淀生成黑色沉淀FeS、FeB装置增重、量气管有气体装置增重、量气管有气体洗气瓶洗气瓶2OH+H2S = 2H2O+S2证明证明H2S已被已被B中中NaOH溶液完全溶液完全吸收吸收(4)稀硫酸和固体)稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固反应后溶液中还残留淡黄色固体,该固体是体,该固体是_,要分离出该固体,在实验操,要分离出该固体,在实验操作中,除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是作中,除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是_。(5)通过进一步实验,测得固体)通过进一步实验,测得固体M中各种成分的质中各种成分的质量之和小于反
5、应前铁粉和硫粉的质量之和,产生这种现量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和,产生这种现象的原因可能是象的原因可能是_。aM中有未反应的铁和硫中有未反应的铁和硫 b测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面cA中留有反应生成的气体中留有反应生成的气体 d气体进入气体进入D装置前未用浓硫酸干燥装置前未用浓硫酸干燥硫硫漏斗、玻璃棒漏斗、玻璃棒b、C1、常见物质分离提纯方法、常见物质分离提纯方法:结晶法、蒸馏法、过滤法、升华法、萃取、渗析法等结晶法、蒸馏法、过滤法、升华法、萃取、渗析法等 2、常见气体的制备、净化、干燥、收集方法。、常见气体的制备、净化、干燥、收
6、集方法。 3、熟悉重点操作:、熟悉重点操作:(1)气密性检查)气密性检查(2)量气操作)量气操作(3)防倒吸、防污染操作)防倒吸、防污染操作 虽然探究性实验主要考察学生的探究能力,但在问虽然探究性实验主要考察学生的探究能力,但在问题的设置上常常包含了对题的设置上常常包含了对实验基础知识实验基础知识 的考查比如:的考查比如: 通过化学反应原理通过化学反应原理猜测猜测可能生成哪些物质可能生成哪些物质 ,对,对这些物质一一的这些物质一一的检验检验来推测出究竟含有哪些物质。来推测出究竟含有哪些物质。 反思反思.心得心得 对未知产物的探究对未知产物的探究 例例2某学生按图示方向将某学生按图示方向将A装置
7、与下面所示装置相连装置与下面所示装置相连,设计如下实验,请帮助完成实验报告。,设计如下实验,请帮助完成实验报告。2、物质性质的探究、物质性质的探究(一)实验目的:研究铁与浓硫酸的反应(一)实验目的:研究铁与浓硫酸的反应(二)实验药品:铁钉、浓硫酸、酸性高锰酸钾溶液、(二)实验药品:铁钉、浓硫酸、酸性高锰酸钾溶液、品红溶液、氧化铜、硫酸铜溶液品红溶液、氧化铜、硫酸铜溶液(三)实验步骤:(三)实验步骤:实验内容和步骤实验内容和步骤 实验实验 现象现象 结论结论连接好装置并检查气密连接好装置并检查气密性性将铁钉加入到烧瓶中,将铁钉加入到烧瓶中,在向其中滴加浓硫酸在向其中滴加浓硫酸未见明显现象未见明显
8、现象先点燃先点燃A再点燃再点燃G处酒处酒精灯精灯片刻后烧瓶中溶液有颜片刻后烧瓶中溶液有颜色变化,并有气泡产生色变化,并有气泡产生铁遇冷的浓硫酸铁遇冷的浓硫酸发生钝化发生钝化 铁表面的氧化物被破坏并发铁表面的氧化物被破坏并发生反应,溶液有生反应,溶液有Fe3+生成,生成,并伴随有并伴随有SO2气体产生。气体产生。 (四)(四) 问题探究:问题探究:该学生在实验过程中,观察到该学生在实验过程中,观察到D装置中溶液颜色逐渐变装置中溶液颜色逐渐变浅,浅,E装置中溶液颜色未见明显变化,再过一段时间后,装置中溶液颜色未见明显变化,再过一段时间后,G装置中氧化铜粉末由黑色转变为红色,气球装置中氧化铜粉末由黑
9、色转变为红色,气球H逐渐鼓起,逐渐鼓起,此时此时E装置中溶液颜色仍未明显变化。装置中溶液颜色仍未明显变化。 G装置中氧化铜由黑变红,请结合化学方程式说明原装置中氧化铜由黑变红,请结合化学方程式说明原因是因是_。 为证明铁钉与浓硫酸在不加热时是否发生反应,可为证明铁钉与浓硫酸在不加热时是否发生反应,可采用的方法是采用的方法是_。 取两根无锈铁钉,一根放置在冷的浓硫酸浸泡一取两根无锈铁钉,一根放置在冷的浓硫酸浸泡一段时间后,一根不做任何处理;段时间后,一根不做任何处理;然后将两根铁钉分别然后将两根铁钉分别置于等浓度的硫酸铜溶液中,观察铁钉表面是否有红置于等浓度的硫酸铜溶液中,观察铁钉表面是否有红色
10、物质析出:色物质析出:若在冷的浓硫酸中浸泡过的铁钉上没有若在冷的浓硫酸中浸泡过的铁钉上没有红色物质析出,则表明在不加热时,铁钉与浓硫酸发红色物质析出,则表明在不加热时,铁钉与浓硫酸发生反应,否则铁钉与浓硫酸不发生反应。生反应,否则铁钉与浓硫酸不发生反应。对比实验:对比实验:2、无论是无机物、还是有机物性质的探究,、无论是无机物、还是有机物性质的探究,都必须在牢牢都必须在牢牢掌握元素化合物知识掌握元素化合物知识的基础上,的基础上,大胆猜想,细心论证,脱离了元素化合物知识大胆猜想,细心论证,脱离了元素化合物知识孤立的看实验问题是不科学的。孤立的看实验问题是不科学的。只有灵活运用只有灵活运用已有的元
11、素化合物知识,就能变探究性实验为已有的元素化合物知识,就能变探究性实验为验证性实验,使复杂问题简单化。验证性实验,使复杂问题简单化。 反思反思 1、在探究过程中往往可以通过、在探究过程中往往可以通过对比实验对比实验,即,即设置几组平行实验来对照,比较设置几组平行实验来对照,比较,从而研究和从而研究和揭示某种规律,解释某种现象形成的原因或证揭示某种规律,解释某种现象形成的原因或证明某种反应机理。明某种反应机理。【例例3】:某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机:某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理,做了如下四组实验:理,做了如下四组实验:(1)将镁粉投入冷水中,未见任何现象;)将镁粉
12、投入冷水中,未见任何现象;(2)将镁粉放入溴水中,观察到只是开始时产生极少量的)将镁粉放入溴水中,观察到只是开始时产生极少量的气泡,但溴水的颜色逐渐褪去;气泡,但溴水的颜色逐渐褪去;(3)将镁粉放入液溴中,未观察到任何明显现象;)将镁粉放入液溴中,未观察到任何明显现象;(4)向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水,观察到溴的红棕)向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水,观察到溴的红棕色很快褪去。色很快褪去。则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是(则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是( )A 镁粉只能直接与溴水中的溴反应镁粉只能直接与溴水中的溴反应B 水是镁粉与溴发生反应的催化剂水是镁粉与溴发生反
13、应的催化剂C (2)中产生的极少量气泡是由于镁粉与水反应得到)中产生的极少量气泡是由于镁粉与水反应得到D 镁粉与溴水中的镁粉与溴水中的H+发生反应,导致平衡移动使溴水褪色发生反应,导致平衡移动使溴水褪色3、化学反应原理的探究、化学反应原理的探究B【变式】在溴水中加入镁粉,溴水褪色。对于褪在溴水中加入镁粉,溴水褪色。对于褪色的原因,色的原因,甲甲认为是溴溶于水后,溴和水发生了认为是溴溶于水后,溴和水发生了可逆反应可逆反应: Br2+H2O HBr+HBrO 当向溴水中加入镁粉之后,则发生以下两种反应:当向溴水中加入镁粉之后,则发生以下两种反应: Mg+2HBr=MgBr2H2 Mg+2HBrO=
14、Mg(BrO)2+H2由于上述反应的发生,使溴水中的平衡向正反应由于上述反应的发生,使溴水中的平衡向正反应方向移动,从而使溴水褪色。方向移动,从而使溴水褪色。乙乙认为,镁是活泼认为,镁是活泼金属,在溴水中存在大量的溴,应该是溴与镁粉金属,在溴水中存在大量的溴,应该是溴与镁粉直接反应:直接反应:Mg+Br2=MgBr2,而使溴水褪色。而使溴水褪色。如何设计方案探究甲和乙的解释是否正确?如何设计方案探究甲和乙的解释是否正确?探究方案探究方案:1:在溴水中加入镁粉,:在溴水中加入镁粉,立即立即观察现象,若观察现象,若短时间内有有大量气体产生,则甲的解释正短时间内有有大量气体产生,则甲的解释正确。若短
15、时间内没有大量气体产生,则乙的确。若短时间内没有大量气体产生,则乙的解释正确。解释正确。2:把镁粉加入到溴的四氯化碳溶液中,看:把镁粉加入到溴的四氯化碳溶液中,看溴的四氯化碳溶液是否褪色,若不褪色,说溴的四氯化碳溶液是否褪色,若不褪色,说明镁不能与干燥的溴发生反应。若褪色,说明镁不能与干燥的溴发生反应。若褪色,说明乙是对的。明乙是对的。 可见,重大的发现可能就来自于平时的生可见,重大的发现可能就来自于平时的生活中,只要你活中,只要你勤于发现,勇于探究勤于发现,勇于探究;在对所研在对所研究事物或现象的原因未知情况下,根据已有的究事物或现象的原因未知情况下,根据已有的认识,在观察和实验的基础上,通
16、过对化学事认识,在观察和实验的基础上,通过对化学事实和现象的归纳、类比,作出判断性解释或说实和现象的归纳、类比,作出判断性解释或说明,这就是化学中的假说;明,这就是化学中的假说;事实上,在化学发事实上,在化学发展史上,化学理论的形成和发展就是展史上,化学理论的形成和发展就是化学假说化学假说不断被提出、证实和证伪的过程。不断被提出、证实和证伪的过程。反思反思4、对实验方案的探究、对实验方案的探究例例4、Na2CO3溶液和溶液和CuSO4溶液混合后,产溶液混合后,产生生蓝色蓝色沉淀,请你推测可能有哪些产物?并设沉淀,请你推测可能有哪些产物?并设计实验来验证。计实验来验证。提示提示 经查资料得知:经
17、查资料得知:CuCO3和和Cu(OH)2均不带结晶水。均不带结晶水。 假设一:假设一:_假设二:假设二:_假设三假设三:_Na2CO3溶液和溶液和CuSO4溶液混合后直接发溶液混合后直接发生沉淀反应,生成生沉淀反应,生成CuCO3沉淀。沉淀。Na2CO3溶液和溶液和CuSO4溶液混合后发生双水溶液混合后发生双水解反应,生成解反应,生成Cu(OH)2沉淀。沉淀。Na2CO3溶液和溶液和CuSO4溶液混合后既发生沉溶液混合后既发生沉淀反应,又发生双水解反应,生成淀反应,又发生双水解反应,生成CuCO3和和Cu(OH)2两种沉淀的混合物。两种沉淀的混合物。方案一:方案一:向向洗涤干净并低温烘干的洗涤
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