科学探究题专题教案

中小学1对1课外辅导专家龙文教育·教育是一项良心工程科学探究题专题教案1.提出问题，作出猜想与假设类例1：（2008•新疆）小强同学在实验时，不小心将酚酞溶液滴入了盛有碳酸钠溶液的试管里，发现溶液的颜色变红了，他觉得奇怪，于是开始了探究．实验1：用清洁的试管取少量新配制的碳酸钠溶液，滴加酚酞溶液，溶液变红，用pH试纸测试，溶液的pH为11．（1）[提出问题]如果让你去探究，你想探究什么问题（2）[猜想与假象]由最开始溶液变红的实验现象，你对其原因的猜想：一是；二是（3）[实验探究]该同学为了证明自己的猜想，又进行了实验．实验2：分别测试碳酸钾、氯化钠、硫酸铜、硫酸钠、氯化铁、硝酸钾水溶液的pH，实验结果记录如下表．盐K2CO3NaCLCuSO4Na2SO4FeCl3KNO3PH1074737①他进行实验1的目的是；②由实验1得出的结论是；③由实验2得出的结论是（4）[结论与解释]通过探究，请你解释开始时溶液变红的实验现象是【解答与分析】解：（1）酚酞溶液遇碱性物质变红色，碳酸钠属于盐，滴入酚酞溶液变红色，故可以提出：为什么盐也能使酚酞溶液变红色或盐溶液能使酚酞溶液变红吗等探究性问题．（2）由最开始的实验现象，对溶液变红的原因可以作如下猜测：可能是碳酸钠跟水发生化学反应生成了碱，而使溶液不再显中性；盐溶液是中性的，上述实验现象可能是混入了碱性杂质引起的；一般盐溶液是中性的，个别盐溶液呈碱性等．（3）①进行实验一的目的是排除杂质的干扰；②由实验1：碳酸钠溶液的pH为11，大于7，故碳酸钠溶液一定呈碱性；③由实验2表中提供的数据可以看出：有些盐溶液呈中性；有些盐溶液呈碱性；有些盐溶液呈酸性．（4）将酚酞溶液滴入了盛有碳酸钠溶液的试管里，发现溶液的颜色变红的原因是碳酸钠溶液显碱性，碱性溶液能使酚酞溶液变红色．故答案为：（1）为什么盐也能使酚酞溶液变红色（或盐溶液能使酚酞溶液变红吗）．（2）碳酸钠可能与水反应生成了碱，使酚酞变红色；一般盐溶液是中性的，上述实验现象是杂质引起的．（3）①盐溶液是中性的，上述实验现象是杂质引起的；②碳酸钠溶液一定呈碱性；③有些盐溶液呈中性；有些盐溶液呈碱性；有些盐溶液呈酸性；（4）碳酸钠溶液显碱性，碱性溶液能使酚酞溶液变红色．1.设计实验及验证类例2（2011•沈阳）小立在家洗衣服时，发现一瓶刚过期的漂白液，对漂白液的漂白原理和该漂白液是否还有漂白作用产生了疑问．于是将其带到学校，在老师的指导下，与小组同学一起展开探究．【查阅资料】①制取漂白液的原理：Cl2+2NaOH═NaClO+NaCl+H2O，起有效成分是NaClO；②漂白液的漂白原理：NaClO在空气中很快发生反应：2NaClO+H2O+CO2═Na2CO3+2HClO生成的HClO能使有色布条（含有机色素）褪色；③HClO不稳定，易分解，分解后丧失漂白作用．【提出问题】刚过期的漂白液是否失效？【实验探究】该小组的实验报告如下：中小学1对1课外辅导专家2实验操作实验现象实验结论取适量该漂白液与烧杯中，该漂白液已完全失效小组同学对失效后漂白液的主要成分很感兴趣，纷纷提出猜想并作进一步探究．【提出猜想】小立猜想有：NaCL小英猜想有：NaCl、Na2CO3小洁猜想有：NaCl、Na2CO3、NaOH【设计方案】小组同学经过讨论，认为用足量的稀盐酸就可以验证的猜想成立．为验证另两位同学的猜想，他们设计了如下方案：实验步骤预期实验现象实验目的或预期结论步骤①；取少量该漂白液于试管中，加入，静置，观察产生白色沉淀目的：步骤②：取上层清液于试管中，，观察结论：猜想成立；否则，另一位同学猜想成立．最后，他们综合小组同学的设计，经实验得出了结论．【解答与分析】：解：[实验探究]根据题目信息可知，Ca（ClO）2可溶于水，漂白原理是：它在空气中发生反应Ca（ClO）2+H2O+CO2═CaCO3↓+2HClO，HClO能使有色物质如有色布条，所以若观察到有色布条不褪色则说明该漂白液已完全失效；[设计方案]碳酸钠可以和盐酸反应生成气体，而小立的猜想中没有碳酸钠，所以用足量的稀盐酸就可以验证小立的猜想是否成立．步骤①氯化钙溶液可以和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀，且碳酸钠溶液可以使酚酞试液变红，为了防止碳酸钠干扰步骤②的实验，所以加入氯化钙溶液来验证并除去碳酸钠；步骤②氢氧化钠溶液可以使酚酞变红，所以若观察到溶液变成红色，则说明小洁的猜想成立．3．收集证据，解释与结论类例3：科学探究是奇妙的过程．某同学在实验室进行如下探究活动，请你参与并帮助完成下列内容：该同学在实验室发现一包白色粉末．他将该粉末取少量放入试管中，滴入稀盐酸，有气泡产生．（1）【提出问题】该气体的成分是什么？（2）【猜想与假设】该气体可能是CO2中小学1对1课外辅导专家3（3）【设计与实验】实验步骤实验现象实验结论用一支玻璃棒蘸取少许澄清石灰水，放在产生气体的试管口玻璃棒上有白色物质产生化学方程式：该气体是CO2，由此可判断该白色粉末中含有碳酸盐．（4）【讨论与反思】已知白色碳酸盐有Na2CO3、K2CO3、CaCO3、BaCO3等。他做了分类归纳：归纳1：该白色粉末是Na2CO3、K2CO3等可溶性物质。归纳2：该白色粉末是CaCO3、BaCO3等不溶性物质。（5）【实验探究】实验步骤：①取白色粉末少许于试管中，再注入适量水，振荡，粉末全部溶解。②在①中滴入澄清石灰水，溶液中出现白色沉淀。结论：该白色粉末是。请你思考判断：该同学做的上述实验中，是否有必要做第②步？；为什么？（6）【计算分析】根据上述实验结论，该同学为确定白色粉末为何种碳酸盐，进行定量探究。他称取白色粉末6.9g，与20g稀盐酸混合，刚好完全反应，此时称量溶液质量为24.7g。求：①反应中产生的二氧化碳的质量；②计算确定白色粉末是碳酸盐还是碳酸钾；③反应前盐酸溶液的质量分数。4.分析结果、反思与评价类例4:学校实验室的废液缸中收集了学生在实验室制取CO2后残留的废液．小红同学想探究废液中溶质的成分，请你一同参与探究并回答下列问题：[提出问题]废液中的溶质是什么物质？[做出猜想]小红认为废液中报溶质只有CaCl2．你认为还可能含有的溶质是（填化学式）．[查阅资料]CaCl2溶液呈中性．[实验与结论]①小红取少量CaCl2溶液分别加入到2支试管中，并向其中分别滴入无色酚酞试液作对比实验，结果两试管中溶液均无色，于是小红认为自己的猜想是正确的．②你认为小红的实验（填“能”或“不能”）证明他的猜想，理由是。③如果要证明你的猜想是正确的，你选择的试剂是，实验中可以看到的现象是．[拓展与应用]①若实验证明你的猜想是正确的，想要处理废液只得到CaCl2溶液，应向废液中加入过量的，反应完成后过滤．②通过以上探究，你认为实验室的废液未经处理直接倒人下水道，可能造成的危害是。【解答与分析】：废液中还可能含有未反应的盐酸。无色酚酞试液在酸性或中性溶液中均不变色，故不能认为小红的实验正确。根据酸的性质，可用活泼金属、碳酸盐、紫色石蕊试液等设计实验，证明HCl的存在。中小学1对1课外辅导专家4答案：HCl；不能酚酞遇盐酸不变色，故无法确定废液中是否含有HCl；紫色石蕊试液（或碳酸盐或较活泼的金属）溶液变红（或产生气泡）；CaCO3；可能腐蚀铁制下水管道或污染水质5.综合性探究类例5：（2011•成都）葡萄糖是生命体所需能量的主要来源．【提出问题】葡萄糖的燃烧产物是CO2和H2O，由此能否证明葡萄糖是只由碳元素和氢元素组成的有机物？【实验设计】为了确定葡萄糖的元素组成，某小组设计了如下实验（其中浓硫酸、无水CaCl2均为常用干燥剂，部分固定装置省略）．（1）装置A中发生反应的化学方程式是．（2）装置B中浓硫酸的作用是（3）装置C处氧化铜的作用是．【方案评价】（1）用充有空气的储气球代替装置A，是否更有利于实验的进行？（填“是”或“否”），原因是．（2）装置C处葡萄糖燃烧的设计特点是（至少1条）．【数据处理】下表是同学们填写的实验报告，请你帮助完成．实验事实数据分析及结论1.8g葡萄糖完全燃烧，得到2.64gCO2和1.08gH2O数据分析：结论：葡萄糖含有C、H、O三种元素【讨论交流】为了尽量减少误差：（1）该实验在进行过程中应注意的问题是（1条）（2）从定量实验的角度看，该实验是否可进一步改进？请简要写出一个改进意见：．【解答与分析】【实验设计】（1）（2）吸收从A中溢出的水蒸气（3）将葡萄糖不完全燃烧产生的少量CO氧化成CO2，保证葡萄糖中的碳都转化为CO2中小学1对1课外辅导专家5【方案评价】（1）否空气中的CO2会干扰实验结果的测定（2）在密闭体系里燃烧（或反应物均为纯净物或用酒精灯隔着玻璃管加热，达到着火点等）【数据处理】若葡萄糖中只含有C、H两种元素，则需O2：2．64g+1．08g-1．8g=1．92g，而2．64gCO2中氧的质量为2．64g×32÷44=1．92g，1．08gH2O中氧的质量为1．08g×16÷18=0．96g,因为产物中共有氧1．92g+0．96g=2．88g＞1．92g,所以，葡萄糖含有C、H、O三种元素【讨论交流】（1）先通氧气再加热（或通过B中气泡的多少来O2控制产生的速度，防止气流过快，冲走葡萄糖和氧化铜，堵塞导气管或控制反应物的量，防止反应过快热量来不及散发而引起试管炸裂或氧气足量防止燃烧不充分或反应结束，待冷却后再称量D、E的质量等）（2）将F换成装有NaOH的干燥管，同时吸收空气中的CO2和H2O，减少实验误差（或A、B间加一个空集气瓶，用导气管连接等【好题精练】1.（2010•陕西）某兴趣小组的同学对一包久置的生石灰（CaO）干燥剂产生了好奇，于是他们对这包干燥剂的成分展开了探究．【提出问题】这包干燥剂是否变质，成分是什么？【猜想假设】猜想一：全部是CaO；猜想二：是CaO和Ca（OH）2的混合物；猜想三：全部是Ca（OH）2；猜想四：是Ca（OH）2和CaCO3的混合物．【实验探究】（1）取部分该干燥剂于试管中，加水后无放热现象，说明这包干燥剂中不含（2）继续向试管中滴加足量稀盐酸，有气泡出现，说明这包干燥剂中含有．（3）为了进一步确定这包干燥剂中有无其他成分，小组同学设计了以下三种方案．另取部分干燥剂于烧杯中，加水并搅拌，静置后取上层清液于3支试管中．请你参与实验，并填写表中的空白：实验方案方案一方案二方案三实验操作实验现象溶液由无色变红色澄清石灰水变浑浊写出方案二发生的化学反应方程式．【实验结论】通过以上实验探究，得出猜想成立．【拓展迁移】小组同学反思了生石灰干燥剂变质的原因，认识到实验室保存氧化钙应注意．中小学1对1课外辅导专家62．（2009•长沙）碳酸钙是一种白色固体，可溶于稀盐酸并产生无色气体．某同学想知道稀盐酸中的哪种粒子（H2O、H+、Cl-）能使碳酸钙溶解并产生无色气体．请你和他一起通过如图所示的四个实验完成这次探究话动．（1）你提出的假设是．（2）通过实验①可以证明．（3）要证明另外两种粒子能否溶解碳酸钙并产生无色气体，还需要进行实验③和④：在③中应加入；在④应加入．（4）你的探究结果为．3.兴趣小组同学为了弄清即将维修的沼气池中气体的成分，进行了有关实验．请你与他们一起完成以下探究活动：【收集气体】将不加盖的矿泉水瓶装满水，用细绳吊入池中，再用木棍拨动使瓶中的水全部倒出（见右图），然后迅速拉起矿泉水瓶，盖上瓶盖．这种方法属于集气法．【对气体猜想】猜想Ⅰ．全部是CH4；猜想Ⅱ．全部是CO；猜想Ⅲ．全部是CO2；猜想Ⅳ．是CH4和CO2的混合气体．【实验和推断】（1）若“现象a”为石灰水变浑浊，则说明气体中含有气体．（2）步骤②的目的是；步骤③“注水装置”应选右图中的（填序号）．中小学1对1课外辅导专家7（3）若“现象b”为杯壁有水雾出现，有同学认为“猜想Ⅰ或Ⅳ”成立，其反应方程式为：；另有同学认为此现象不能证明收集到的气体中一定含有氢元素，理由是；要排除这种干扰可采取的措施是（4）采取（3）中排除干扰措施后：若“现象a、b”无明显现象，“现象c”石灰水变浑浊，则证明“猜想”成立