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随着新课程的实施,各地中考化学实验探究题比例不断上扬,因此掌握化学实验探究的方法、提高实验探究能力尤显必要,本文就实验探究题的原理、解法进行归纳,供读者参考。
一、 对比法

1. 对比现象探究反应实质。
例1化学复习课上,老师将CO2分别通入澄清的石灰水和NaOH溶液中,我们观察到前者变浑浊,后者无明显现象。CO2和NaOH是否确实发生了化学反应?
(1) 我设计了甲、乙两个实验装置来验证,如右图所示,实验现象为:甲——软塑料瓶变瘪,乙——“瓶吞鸡蛋”。
小虎同学认为上述实验是可行的,其共同原理是__________________。
(2) 小余同学提出了质疑,他认为上述实验还不足以证明CO2与NaOH确实发生了反应,其理由是_______________。我思考后,又补充了一个实验来回答,这个实验是_______________。
解析只根据瓶内压强减小断定CO2与NaOH发生了反应理由还不充分,因为有可能是CO2溶于水所致。所以要设计一个实验,通过对比CO2与水和CO2与NaOH溶液不同的实验现象,才能得出CO2和NaOH是否确实发生了化学反应。
答案 CO2被NaOH溶液吸收使瓶中压强减小;可能是CO2溶于水所致;取两个大小相同的软塑料瓶并收集满CO2,再分别倒入等质量的水和NaOH溶液,迅速塞紧瓶塞并振荡,观察软塑料瓶变瘪的程度。
2. 对比实验结果探究影响因素。
例2完成实验探究:哪些因素影响固体物质在水中的溶解度?
因素1:溶质的种类
在实验中要改变的因素是:溶质的种类
要保持不变的因素是:温度
操作步骤:在常温下,用量筒各量取5mL蒸馏水,分别加入①、②、③3支试管中,再分别加入NaCl、KNO3、Ca(OH)2各2g,振荡,观察各物质的溶解情况。
实验现象:试管①中有少量NaCl未溶,试管②中KNO3全部溶解,试管③中有多量Ca(OH)2未溶。
实验结论:在________保持不变的情况下,不同种类固体物质在水里的溶解度_________(填“相等”或“不相等”)。
因素2:温度(以KNO3为例)
在实验中要改变的因素是:_____________。
要保持不变的因素是:溶质的种类(KNO3)
操作步骤:用量筒各量取5mL蒸馏水,分别加入①、②、③3支试管中,再各加入5gKNO3晶体,将试管①保持在常温下,将试管②加热并保持在40℃,将试管③加热并保持在60℃,振荡, 观察各试管中KNO3的溶解情况。
实验现象:试管①中有多量KNO3未溶,试管②中有少量KNO3未溶,试管③中KNO3全部溶解。
实验结论:在不同温度下,固体物质(KNO3)在水里的溶解度___________(填“相等”或“不相等”)。
解析在实验探究过程中,如果有多种因素同时影响某一实验结果,当我们要探究其中的一处因素时,就要使其它因素保持不变,以探究此种因素对实验结果的影响。通过对比相同温度下、相同量的水里不同溶质溶解的多少得出溶质种类影响溶解度;通过对比不同温度下相同量溶质在相同量的水溶解的多少得出温度影响溶解度。
答案温度不相等温度不相等
3. 对比实验条件探究反应条件。
例日常生活中,燃烧现象屡见不鲜。小明设计了如下实验方案探究燃烧的条件:
设计并进行实验如图:
(1) 用镊子分别夹取一根小木条和一块小石子,在酒精灯上点燃。
(2) 用镊子分别夹取一个蘸有水、一个没蘸水的小棉花团,放到酒精灯火焰上片刻。
(3) 分别点燃两支小蜡烛,将其中一支蜡烛用玻璃杯罩住。

分析实验
请帮小明将未完成的实验报告填写完整:

可燃物、温度达到可燃物燃烧的最低温度(着火点)、与氧气(或空气)接触。
二、 排除法
1. 排除其他离子。
例 实验探究:氢氧化钠溶液中哪一种粒子(H2O、Na+、OH-)能使指示剂变色。实验步骤:
① 在第一支试管中加入约2mL蒸馏水,滴入几滴无色酚酞试液,观察现象;
② 在第二支试管中加入约2mLNaCl(pH=7)溶液,滴入几滴无色酚酞试液,观察现象;
③ 在第三支试管中加入约2mLNaOH溶液,滴入几滴无色酚酞试液,观察现象。
通过上述实验的探究回答下列问题(下述“现象”是指无色酚酞是否变红);
(1) 实验①看到的现象是_________;你得出的结论是_________。
(2) 实验②看到的现象是_________;说明钠离子_________。
(3) 实验③看到的现象是_________;你得出的结论是_________。
解析 解答这种题目时必须先知道哪种粒子使指未剂变色,但直接证明氢氧化钠溶液中OH-使指示剂变色比较困难,应采用排除法分别证明H2O、Na+不能使酚酞变色,即可说明是氢氧化钠溶液中OH-使指示剂变色。
答案 不变色H2O不能使酚酞变色 不变色 不能使酚酞变色 酚酞变红 OH-能使酚酞变色
2. 排除其他物质。
例 某同学设计了如下一组实验:取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸花,分别按下图进行实验。回答下列问题:

(1) 观察到纸花的颜色变化是:Ⅰ:纸花变,Ⅱ:__________,Ⅲ:纸花不变色,Ⅳ:_________。
(2) 该同学进行的Ⅰ、Ⅱ两项实验,说明了什么?
(3) 该同学进行四组对比实验的目的是什么?(用文字叙述)
(4) 写出实验Ⅳ中发生反应的化学方程式__________________________________。
解析 分别排除使石蕊变红的不是水、二氧化碳,然后就能证明出使石蕊变红的是二氧化碳与水反应生成的酸。
答案 纸花不变红 纸花变红;Ⅰ、Ⅱ两项实验,说明了水不能使石蕊变红、酸能使石蕊变红;四组对比实验的目的是证明使石蕊变红的不是水、二氧化碳,而是二氧化碳与水反应生成的酸
三、 补充法
例 学校化学兴趣小组的同学知道二氧化锰能作过氧化氢(H2O2)分解的催化剂后,想再探究其他一些物质如氧化铝是否也可以作过氧化氢分解的催化剂。请你一起参与他们的探究过程,并填写下列空白。
一、 对比法

1. 对比现象探究反应实质。
例1化学复习课上,老师将CO2分别通入澄清的石灰水和NaOH溶液中,我们观察到前者变浑浊,后者无明显现象。CO2和NaOH是否确实发生了化学反应?
(1) 我设计了甲、乙两个实验装置来验证,如右图所示,实验现象为:甲——软塑料瓶变瘪,乙——“瓶吞鸡蛋”。
小虎同学认为上述实验是可行的,其共同原理是__________________。
(2) 小余同学提出了质疑,他认为上述实验还不足以证明CO2与NaOH确实发生了反应,其理由是_______________。我思考后,又补充了一个实验来回答,这个实验是_______________。
解析只根据瓶内压强减小断定CO2与NaOH发生了反应理由还不充分,因为有可能是CO2溶于水所致。所以要设计一个实验,通过对比CO2与水和CO2与NaOH溶液不同的实验现象,才能得出CO2和NaOH是否确实发生了化学反应。
答案 CO2被NaOH溶液吸收使瓶中压强减小;可能是CO2溶于水所致;取两个大小相同的软塑料瓶并收集满CO2,再分别倒入等质量的水和NaOH溶液,迅速塞紧瓶塞并振荡,观察软塑料瓶变瘪的程度。
2. 对比实验结果探究影响因素。
例2完成实验探究:哪些因素影响固体物质在水中的溶解度?
因素1:溶质的种类
在实验中要改变的因素是:溶质的种类
要保持不变的因素是:温度
操作步骤:在常温下,用量筒各量取5mL蒸馏水,分别加入①、②、③3支试管中,再分别加入NaCl、KNO3、Ca(OH)2各2g,振荡,观察各物质的溶解情况。
实验现象:试管①中有少量NaCl未溶,试管②中KNO3全部溶解,试管③中有多量Ca(OH)2未溶。
实验结论:在________保持不变的情况下,不同种类固体物质在水里的溶解度_________(填“相等”或“不相等”)。
因素2:温度(以KNO3为例)
在实验中要改变的因素是:_____________。
要保持不变的因素是:溶质的种类(KNO3)
操作步骤:用量筒各量取5mL蒸馏水,分别加入①、②、③3支试管中,再各加入5gKNO3晶体,将试管①保持在常温下,将试管②加热并保持在40℃,将试管③加热并保持在60℃,振荡, 观察各试管中KNO3的溶解情况。
实验现象:试管①中有多量KNO3未溶,试管②中有少量KNO3未溶,试管③中KNO3全部溶解。
实验结论:在不同温度下,固体物质(KNO3)在水里的溶解度___________(填“相等”或“不相等”)。
解析在实验探究过程中,如果有多种因素同时影响某一实验结果,当我们要探究其中的一处因素时,就要使其它因素保持不变,以探究此种因素对实验结果的影响。通过对比相同温度下、相同量的水里不同溶质溶解的多少得出溶质种类影响溶解度;通过对比不同温度下相同量溶质在相同量的水溶解的多少得出温度影响溶解度。
答案温度不相等温度不相等
3. 对比实验条件探究反应条件。
例日常生活中,燃烧现象屡见不鲜。小明设计了如下实验方案探究燃烧的条件:
设计并进行实验如图:
(1) 用镊子分别夹取一根小木条和一块小石子,在酒精灯上点燃。
(2) 用镊子分别夹取一个蘸有水、一个没蘸水的小棉花团,放到酒精灯火焰上片刻。
(3) 分别点燃两支小蜡烛,将其中一支蜡烛用玻璃杯罩住。

分析实验
请帮小明将未完成的实验报告填写完整:

可燃物、温度达到可燃物燃烧的最低温度(着火点)、与氧气(或空气)接触。
二、 排除法
1. 排除其他离子。
例 实验探究:氢氧化钠溶液中哪一种粒子(H2O、Na+、OH-)能使指示剂变色。实验步骤:
① 在第一支试管中加入约2mL蒸馏水,滴入几滴无色酚酞试液,观察现象;
② 在第二支试管中加入约2mLNaCl(pH=7)溶液,滴入几滴无色酚酞试液,观察现象;
③ 在第三支试管中加入约2mLNaOH溶液,滴入几滴无色酚酞试液,观察现象。
通过上述实验的探究回答下列问题(下述“现象”是指无色酚酞是否变红);
(1) 实验①看到的现象是_________;你得出的结论是_________。
(2) 实验②看到的现象是_________;说明钠离子_________。
(3) 实验③看到的现象是_________;你得出的结论是_________。
解析 解答这种题目时必须先知道哪种粒子使指未剂变色,但直接证明氢氧化钠溶液中OH-使指示剂变色比较困难,应采用排除法分别证明H2O、Na+不能使酚酞变色,即可说明是氢氧化钠溶液中OH-使指示剂变色。
答案 不变色H2O不能使酚酞变色 不变色 不能使酚酞变色 酚酞变红 OH-能使酚酞变色
2. 排除其他物质。
例 某同学设计了如下一组实验:取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸花,分别按下图进行实验。回答下列问题:

(1) 观察到纸花的颜色变化是:Ⅰ:纸花变,Ⅱ:__________,Ⅲ:纸花不变色,Ⅳ:_________。
(2) 该同学进行的Ⅰ、Ⅱ两项实验,说明了什么?
(3) 该同学进行四组对比实验的目的是什么?(用文字叙述)
(4) 写出实验Ⅳ中发生反应的化学方程式__________________________________。
解析 分别排除使石蕊变红的不是水、二氧化碳,然后就能证明出使石蕊变红的是二氧化碳与水反应生成的酸。
答案 纸花不变红 纸花变红;Ⅰ、Ⅱ两项实验,说明了水不能使石蕊变红、酸能使石蕊变红;四组对比实验的目的是证明使石蕊变红的不是水、二氧化碳,而是二氧化碳与水反应生成的酸
三、 补充法
例 学校化学兴趣小组的同学知道二氧化锰能作过氧化氢(H2O2)分解的催化剂后,想再探究其他一些物质如氧化铝是否也可以作过氧化氢分解的催化剂。请你一起参与他们的探究过程,并填写下列空白。