科学探究中的设计策略

类比法在科学探究中的应用猜想：若向下列物质中分别加入醋酸会产生什么现象呢？（1）镁条（2）石蕊试液（3）碳酸钙粉末（4）向滴有两滴酚酞试液的氢氧化钠溶液加入足量的醋酸猜想的依据：酸的化学性质镁条表面有气泡石蕊试液变红产生气泡红色溶液变成无色一、科学探究的过程:（1）提出问题（2）猜想与假设（3）制定计划（4）进行实验、收集证据（5）解释与结论（6）反思与评价等类比：“类比”是根据两个对象或两类事物的一些属性相同或相似，猜测另一些属性也可能相同或相似的思维方法。把的化学问题和的化学问题做，寻找两者在某些方面，找出两者共同遵循的规律，达到解决化学问题的目的。未知运用：熟悉比较同一性未知熟悉比较同一性共同遵循的规律例1：硒(Se)元素具有抗衰老和抑制癌细胞的功能，硒原子最外层电子数与硫原子相同.回答下列问题:(1)试写出H2SeO4的名称,其中Se的化合价为。(2)它和KOH反应的化学方程式为。硒酸＋6H2SeO4┼2KOH=K2SeO4┼2H2O类比法实例练一练：1.当前发展较快、高效低毒的灭火剂叫“1211”灭火剂，其化学式是CF2ClBr，命名方法是按碳、氟、氯、溴的顺序分别以阿拉伯数字表示相应的原子数（末尾的“0”可略去）。按此命名原则，写出下列几种新型灭火剂的化学式：1301______,122_______,2402________CF3BrCF2Cl2C2F4Br2例2：氢氧化铯是一种可溶性碱，其化学式为CsOH，则下列叙述中正确的是（）A.CsOH溶液的pH小于7B.CsOH在水溶液中能电离出Cs+和OH—C.CsOH溶液能使酚酞试纸变红D.CsOH与硫酸反应生成的盐的化学式为CsSO4BC练习:2.置换反应是化学反应的基本类型之一。非金属单质也具有类似金属与盐溶液之间的置换反应的规律，即活动性较强的非金属可把活动性较弱的非金属从某溶液中置换出来。如在溶液中可发生下列反应：Cl2＋2NaBr＝2NaCl＋Br2(溴），I2（碘）＋Na2S＝2NaI＋S↓，Br2＋2KI＝2KBr＋I2。由此可判断：S、Cl2、I2、Br2非金属单质活动性由强到弱的顺序是_____________。Cl2Br2I2S类比法运用步骤1、原型再现2、选择类比要素3、迁移运用科学探究中的类比法运用1、课本实验原理、方法类比2、典型物质性质、用途类比。。。例：根据实验装置图，回答下列问题：（1）实验室可用氯化氨固体和熟石灰固体加热制取氨气。氨气的密度比空气小，易溶于水形成一种碱溶液。可选用_____装置制取氨气，收集可用____装置。ADABCDEF图2-17实验室制取氧气图6-10实验室制取二氧化碳的装置例：根据实验装置图，回答下列问题：（2）通常状况下，硫化氢（H2S）是种没有颜色、具有臭鸡蛋气味的气体，其密度比空气大，能溶于水而形成氢硫酸。在实验室里常用块状固体硫化亚铁跟稀硫酸通过复分解反应来制取硫化氢气体。则实验室制取硫化氢气体的发生装置可选用____,收集硫化氢气体应选用______。写出该反应的化学方程式：_____________________。CEFeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑ABCDEF1、（07南通）物质之间发生化学反应时，常伴随有明显的现象，但有些化学反应却观察不到明显的现象。某兴趣小组同学为证明NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应，先在NaOH溶液中滴加几滴酚酞溶液，溶液显红色，然后再滴加盐酸，可观察到红色逐渐消失，则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。走近中考该组同学在向NaOH溶液中滴加酚酞溶液时，发现了一个意外现象：氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液，溶液变成了红色，过了一会儿红色就消失了。该小组对这种意外现象的原因作了如下猜想：①可能是酚酞溶液与空气中的氧气反应，使红色消失；②可能是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应，使红色消失。(1)为验证猜想①，该组同学做了如下实验：将配制的氢氧化钠溶液加热，并在液面上方滴一些植物油，然后在冷却后的溶液中滴入酚酞溶液。实验中“加热”和“滴入植物油”目的是。实验结果表明酚酞溶液红色消失与空气中的氧气无关。试管2中用的是经煮沸过的蒸馏水，上面加上一层植物油减少氧气在水中的溶解度，隔绝氧气(2)为验证猜想②，该组同学做了如下实验：取了一定量的Na2CO3溶液，在其中滴入酚酞溶液，发现溶液也呈现红色，由此可得出以下两点结论：结论1：说明Na2CO3溶液呈性；结论2：说明酚酞溶液红色消失与空气中的二氧化碳无关。碱2、（07南京）【拓展探究】该学习小组又尝试用右图所示装置进行氯化氢气体与氨气反应的实验探究，活塞K1、K2、K3、K4、K5均关闭(装置气密性好)。通过调节活塞民，用排石蜡油的方法在B管中收集满了氨气，如通过调节活塞K1、K2，在干燥的A管中充满与大气压强相等的干燥氯化氢气体，其操作是。在不用任何试剂的情况下，当看到现象时，说明A管中已收集满了氯化氢气体。ab如图所示：如收集密度比空气大的气体，气体应从端通人（填a或b）氯化氢气体密度比空气大，应如何收集a2、（07南京）【拓展探究】该学习小组又尝试用右图所示装置进行氯化氢气体与氨气反应的实验探究，活塞K1、K2、K3、K4、K5均关闭(装置气密性好)。通过调节活塞民，用排石蜡油的方法在B管中收集满了氨气，如通过调节活塞K1、K2，在干燥的A管中充满与大气压强相等的干燥氯化氢气体，其操作是。在不用任何试剂的情况下，当看到现象时，说明A管中已收集满了氯化氢气体。打开K1、K2，与K2处导管口连接并通人干燥的HCI气体，集满后，先关闭K2，再关闭K1。K1导管口处有大量白雾出现某化学科技活动小组的同学学过氨气后，查阅资料发现氨气一种密度比空气小、且极易溶于水的气体，在常温下遇到HCl气体，会产生大量白烟，白烟的主要成分是这两种气体化合形成的铵盐M的固体小颗粒。带着极大的兴趣，小组的同学想先制取干燥的氨气，然后利用它来探究与HCl气体的反应。变式训练经过小组讨论，他们设计了如下的实验装置：注：整套装置的气密性良好（且图1中的B和C装置还不完善，有待于同学们在实验过程中选择和补充），D装置的试管内有一张湿润的红色石蕊试纸；E装置的作用是吸收反应产生的剩余氨气，防止其进入空气，造成污染；碱石灰固体是氢氧化钠固体和生石灰固体的混合物。浓硫酸碱石灰固体①②K1K2K3HCl气体干瘪的气球蒸馏水铵盐M固体和氢氧化钙固体ABCDE（1）请你参与小组的探究：实验目的实验操作及现象制取一烧瓶干燥的氨气①按图1装配仪器和试剂，其中图1方框内的B装置应选择图2中的______(填序号)；请在C装置的烧瓶内画出连接止水夹K1和K3的导管长度情况。②打开止水夹K1和K3，关闭止水夹K2，点燃酒精灯加热，当出现____________现象时，停止加热，并关闭止水夹K1和K3。探究氨气与HCl气体的反应③打开止水夹K2，一段时间后，除了看到有大量白烟生成这一现象外，还可观察到___________________，导致这一现象的主要原因是______________________。（2）请写出A装置内反应的化学方程式：________________________。（08南京）京京同学对金属活动性顺序等知识进行了研究。(1)根据右图中实验现象判断，稀盐酸里的A、B、C、D四种金属中，在金属活动性顺序里，位于氢后面的金属是(填字母)。(2)将甲、乙两种金属片分别放入硫酸铜溶液中，乙表面析出红色固体，申没有明显现象。判断甲、乙、铜三种金属的活动性由强到弱的顺序为。•(3)查阅资料：金属在活动性顺序里的位置越后，其化合物越不稳定，所以它的氧化物越容易被还原．在下列①②中各写一个化学方程式，③中写出还原金屑氧化物的方法。(2008年南通市)请你参与下列探究：【问题情景】某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。这一现象激发起同学们的探究欲望，生成的是什么气体？【提出猜想】从物质组成元素的角度，放出的气体可能是SO2、O2、H2。【查阅资料】SO2易溶于水，它能与NaOH反应，生成Na2SO3。【方案设计】依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案：(1)甲同学认为是O2，则检验方法是__________。(2)乙同学认为是SO2，则只需将放出的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量。写出SO2与NaOH反应的化学方程式____________________________。(3)实验小组同学合作设计了如下组合实验方案，排除和验证猜想的气体。NaOH溶液浓H2SO4表面含CuO的铜网ABa如果放出的是O2和H2，你认为方案中的安全隐患是。丙同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体，用拇指，若不发出____________，方可采用上面的装置进行实验。【实验探究】经丙同学确认安全后，小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的气体从a通入，过一会儿点燃B处酒精灯；一段时间后，发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；停止通气，再次称量装置A，发现质量无增减。结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是_________________。NaOH溶液浓H2SO4表面含CuO的铜网ABa【思维拓展】(1)由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有____物质。(2)不通过称量，如何判断SO2与NaOH溶液发生了反应呢？有一同学设计了下图所示的装置进行实验，发现试管内液面上升，就得出SO2与NaOH溶液发生反应的结论。其他同学认为这一方案不严谨，理由是_______________。要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，补做的实验是______________。SO2NaOH溶液解题思路认真读题：划出关键的语句，审清题意,明确要求。找出题目中与教材相联系的知识点。灵活应用类比方法解决探究题中的问题。