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专题十六 科学探究题５９ 第六部分 专题拓展专题十六 科学探究题１７２题型特点１．科学探究的要素：提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释或结论、反思与评价、表达与交流等。中考科学探究题一般从上述几个环节进行考查。２．考查内容：近五年来，中考多次涉及科学探究题，考查的主要内容有：①验证金属的活动性顺序；②氢氧化钠变质情况的探究；③溶液的成分或酸碱性的探究；④过氧化氢分解时催化剂的探究；⑤化学反应速率的影响因素的探究；⑥化学反应中生成物成分的探究；⑦燃烧条件的探究等。如２０１８辽宁沈阳１９题。３．题型赋分：科学探究题涉及的题型主要有填空题和实验探究题，分值占４～１３分，选择题很少涉及。４．能力层级：探究题以“重视基础、关注探究、联系实际、促进发展”为原则，主要考查学生的阅读理解能力，猜想能力，获取与处理信息能力，实验方案的设计与评价能力，对实验现象、数据的分析与对比能力及分类、比较、抽象、概括等科学方法的运用能力等，试题以中等、中等偏上难度为主，有较好的区分度。５．考查形式：以联系实际情景、后续学习内容、生活或社会热点等为命题背景，考查学生收集证据，处理信息，设计、评价与改进实验，填写实验报告及对探究活动进行反思等科学的探究过程与方法。命题趋势 １．热点预测：科学探究是学习和研究化学的重要方法，为了让学生体验探究的过程，获得探究的途径和方法，提高科学素养，预计２０１９年中考对本专题的考查仍以填写实验报告或改进与评价实验方案为主，题型延续填空题或实验探究题的形式。２．趋势分析：以课本基础知识和学生实验情景为载体，突出考查金属活动性顺序的验证和酸、碱、盐之间的反应，尤其是中和反应的探究及酸、碱、盐的化学性质的探究，在２０１９年中考中应予以高度关注。１７２一、探究题的命题特点１．针对给出的小课题，自主设计探究方案。２．针对题给情境或信息，自己提出一个有价值的问题或猜想，并设计方案对该问题或猜想进行探究。３．对题给探究方案或猜想进行改进或评价。４．通过对现象、资料、数据的分析与对比，总结出一般规律或结论。５．将从探究过程中得到的有用的启示或结论推广和应用。二、解答科学探究题的基本方法１．认真读题，审清题意，确立探究的课题。２．根据课题，选择合适的方法，提取相关化学知识，设计探究方案。３．根据试题要求，将探究的问题与所学知识进行整合与提炼，迁移到要解决的问题中来。三、探究题题型分类要正确解答探究题，需要搞清楚探究方案设计的思路、过程类型及遵循的“四性”原则即科学性、安全性、可行性、简约性（步骤少、时间短、效果好等）。不同的探究题型应采用不同的解题方法。１．提出问题，做出猜想与假设类根据题目要求，从不同的角度提出问题，并进行猜想和假设。可用八种方法提出问题和进行猜想：（１）从“对立面”中发现问题和提出猜想；（２）从“逆向思维”中发现问题和提出猜想；（３）从生活或实验中发现问题和提出猜想；（４）从探索结果中发现问题和提出猜想；（５）在异常中发现问题和提出猜想；（６）在类比中发现问题和提出猜想；（７）在归纳判断中发现问题和提出猜想；（８）在“理所当然”中发现问题和提出猜想。注意提出的假设要周密，要有一定的合理性，要有科学依据。例１ 小强同学在实验时，不小心将酚酞溶液滴入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。（１）［提出问题］如果让你去探究，你想探究什么问题？ ？（２）［猜想与假设］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，又进行了以下实验。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。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Ｋ２ＣＯ３ＮａＣｌＣｕＳＯ４Ｎａ２ＳＯ４ＦｅＣｌ３ＫＮＯ３ｐＨ１０７４７３７ ①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 。６０ ５年中考３年模拟（４）［结论与解释］通过探究，请你解释开始时溶液变红的原因是 。解析 本题的答案具有开放性，围绕题目中提供的信息进行合理猜想和分析即可。指示剂用来测试溶液的酸碱性，酚酞变红，说明溶液显碱性，其ｐＨ＞７。可猜想Ｎａ２ＣＯ３的溶液呈碱性，或Ｎａ２ＣＯ３可与水反应生成碱。然后通过测试其他盐溶液的ｐＨ，发现盐溶液有的呈酸性，有的呈碱性，有的呈中性，得出Ｎａ２ＣＯ３溶液呈碱性，碱性溶液能使酚酞变红的结论。答案 （１）为什么盐也能使酚酞溶液变红（或盐溶液能使酚酞变红吗） （２）碳酸钠可能与水反应生成了碱，使酚酞变成红色 碳酸钠溶液可能呈碱性（其他合理猜想也可） （３）①排除其他物质的干扰 ②Ｎａ２ＣＯ３溶液一定呈碱性 ③有的盐溶液呈酸性，有的盐溶液呈中性，有的盐溶液呈碱性 （４）碳酸钠溶液呈碱性，碱性溶液能使酚酞变红２．设计实验及验证类此类题目根据提出的问题或猜想与假设，进行实验设计，从而验证所提问题与假设是正确的。要准确解答此类题目，必须有一定的知识基础和分析、解决问题的能力。所涉及的知识主要有三种气体（Ｈ２、Ｏ２、ＣＯ２）的制法、性质、检验，有关酸、碱、盐的实验，铁、铜生锈，金属活动性顺序等，涉及面广。学生要掌握好双基，针对题目，综合分析，设计出合理的实验方案并进行验证。此类题是中考出现的重点题型之一，所占分值较高。例２ （２０１８陕西Ａ，２２，７分）化学兴趣小组的同学按图示装置及步骤验证氢氧化钠的化学性质。【实验步骤】Ⅰ．将注射器内的液体注入Ａ中的锥形瓶。Ⅱ．打开Ｋ１，观察到Ｃ中部分红色溶液沿导管倒吸入Ａ中，片刻后回流停止。Ⅲ．打开Ｋ２，观察到Ｂ中溶液倒吸入Ａ、Ｃ中，液面稳定后观察到Ａ中溶液仍为红色，Ｃ中溶液变为无色。同学们对相关问题分组展开如下探究。探究环节甲组的探究乙组的探究【提出问题】Ａ中使酚酞变为红色的物质是什么？Ｃ中溶液为什么变成无色？【做出猜想】猜想一：Ｎａ２ＣＯ３猜想二：Ｎａ２ＣＯ３和ＮａＯＨ猜想一：实验过程中酚酞变质了猜想二：溶液中的ＮａＯＨ反应完了【实验验证】小鹏取少量Ａ中溶液于试管中，向其中滴加过量ＢａＣｌ２溶液，若观察到 ，证明猜想二成立。小丽认为用Ｂａ（ＯＨ）２溶液也可证明猜想二成立，小鹏认为小丽的方案不合理，理由是 （１）取少量Ｃ中溶液于试管中，向其中滴加ＮａＯＨ溶液，溶液又变为红色，证明猜想一不成立（２）用ｐＨ试纸测定Ｃ中溶液的酸碱度，若ｐＨ ７，证明猜想二成立 【反思交流】（１）甲、乙两组同学的实验证明了ＮａＯＨ能与稀盐酸、ＣＯ２发生反应；Ａ中溶液里一定还存在ＮａＣｌ。写出ＮａＯＨ与ＣＯ２发生反应的化学方程式 。（２）【实验步骤】Ⅱ中的现象 （填“能”或“不能”）证明ＮａＯＨ与ＣＯ２发生了反应。【拓展迁移】对于无明显现象的化学反应，可通过检验有新物质生成或检验 的方法来证明反应发生了。解析 【实验验证】甲组的探究：若猜想二成立，则加入过量的ＢａＣｌ２溶液，会出现白色沉淀，同时溶液仍呈红色。若用氢氧化钡溶液代替氯化钡溶液，则不能达到实验目的，因为引入了ＯＨ－，会干扰对氢氧化钠的检验。【反思交流】（１）氢氧化钠和二氧化碳反应的化学方程式为２ＮａＯＨ＋ＣＯ２Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ。（２）因为二氧化碳溶于水也会导致Ａ中压强减小，因此【实验步骤】Ⅱ中的现象不能证明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应。答案 【实验验证】生成白色沉淀，溶液仍为红色（溶液颜色无变化） 向溶液中引入ＯＨ－，对ＮａＯＨ的检验产生干扰（合理答案即可） ≤或＜或＝【反思交流】（１）２ＮａＯＨ＋ＣＯ２Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ（未配平扣１分，化学式错误扣２分）（２）不能【拓展迁移】某种反应物消失（减少）３．收集证据，解释与结论类此类探究题是运用调查、查阅资料等方式收集解决问题的证据，并对所收集的证据和获得的信息进行简单的加工与整理，通过比较、分类、归纳等方法，认识知识之间的联系，从而得出正确的结论并对结论做出正确的解释。例３ （２０１６北京，３９，７分）镁条在空气中久置表面会变黑。某小组同学设计并进行实验，探究镁条变黑的条件。【查阅资料】常温下，亚硫酸钠（Ｎａ２ＳＯ３）可与Ｏ２发生化合反应。【猜想与假设】常温下，镁条变黑可能与Ｏ２、ＣＯ２、水蒸气有关。【进行实验】通过控制与镁条接触的物质，利用如图装置（镁条长度为３ｃｍ，试管容积为２０ｍＬ），分别进行下列５个实验，并持续观察２０天。编号主要实验操作实验现象１先充满用ＮａＯＨ浓溶液洗涤过的空气再加入２ｍＬ浓硫酸镁条始终无明显变化２加入２ｍＬＮａＯＨ浓溶液镁条始终无明显变化３先加入２ｍＬ浓硫酸再通入约４ｍＬＣＯ２镁条始终无明显变化４先加入４ｍＬ饱和Ｎａ２ＳＯ３溶液再充满ＣＯ２镁条始终无明显变化５先加入２ｍＬ蒸馏水再通入约４ｍＬＣＯ２镁条第３天开始变黑至第２０天全部变黑 【解释与结论】（１）实验１和２中，ＮａＯＨ浓溶液的作用是 （用化学方程式表示）。（２）实验１的目的是 。（３）实验３中，试管内的气体主要含有ＣＯ２、 。专题十六 科学探究题６１ （４）得出“镁条变黑一定与ＣＯ２有关”的结论，依据的两个实验是 （填编号）。（５）由上述实验可推知，镁条变黑的条件是 。【反思与评价】（６）在猜想与假设时，同学们认为镁条变黑与Ｎ２无关，其理由是 。（７）欲进一步证明镁条表面的黑色物质中含有碳酸盐，所需试剂是 。解析 （１）实验１和２中ＮａＯＨ浓溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳气体，反应的化学方程式为２ＮａＯＨ＋ＣＯ２Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ。（２）实验１中用ＮａＯＨ浓溶液除去ＣＯ２，浓硫酸除去水蒸气，在ＣＯ２、水蒸气、Ｏ２三者中只含有氧气的情况下，镁条未变黑，所以实验１的目的是探究镁条变黑是否只与氧气有关。（３）实验３中用浓硫酸吸收水蒸气，通入ＣＯ２，所以试管内气体的主要成分有ＣＯ２、Ｏ２、Ｎ２。（４）实验２中试管内有Ｈ２Ｏ和Ｏ２等，实验５中试管内有Ｈ２Ｏ、Ｏ２、ＣＯ２等，所以通过对比实验２、５可得出镁条变黑与ＣＯ２有关。（５）由实验５可知，镁条变黑需Ｏ２、ＣＯ２、水蒸气同时存在。（６）常温下氮气的化学性质稳定，很难和其他物质反应，故镁条变黑与Ｎ２无关。（７）检验碳酸盐的方法：取样品加入稀盐酸，产生气体，将气体通入澄清石灰水中，产生浑浊现象，则样品中含有碳酸盐。故证明镁条表面的黑色物质中含有碳酸盐，所需要的试剂是稀盐酸、澄清石灰水。答案 （１）２ＮａＯＨ＋ＣＯ２Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ（２）探究镁条变黑是否只与氧气有关（３）Ｏ２、Ｎ２（４）２、５（５）需Ｏ２、ＣＯ２、水蒸气同时存在（６）常温下，氮气化学性质稳定（７）稀盐酸、澄清石灰水４．分析结果、反思与评价类此类探究题是对所获得的事实、证据进行总结、归纳，得出正确结论，对探究活动进行反思与评价。解答时可运用比较、分类、概括等方法对证据和事实进行加工处理，利用逆向思维及缺点发现法，对探究结果进行评价。而实验评价题是由题目提供一套或多套方案，从某一角度或几个方面评价方案的优劣。一般从①理论正确；②操作可行；③经济合理；④推理严密；⑤环保等方面评价。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