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【摘要】 探究性实验以其创新、灵活的特点逐渐成为高考命题的热点题型。本文从概念及一般思路、遵循的原则、类型及复习建议等四个方面对其进行研究,以期帮助学生突破这一重难点,决胜高考。
【关键词】 探究性实验 一般思路 遵循原则 分类 复习建议
【中图分类号】G423 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2012)05(a)-0149-02
1 化学探究性实验的概念及一般思路
探究性实验是相对验证性实验的一种新的学习方式,它是由学生自己运用实验手段,探究未知的现象或数据,并在获得现象和数据的基础上得出实验结沦。其流程如下:
一般思路:(1)准确把握实验目的;(2)利用已学知识,分析如何实现这个目的,即实验原理;(3)结合实验材料,初步确定设计对策或思路,即实验方案。
2 化学探究性实验应遵循的原则
2.1 目的性原则
做每个实验都要有明确的目的,具体到探究的每一步也要有明确的目标。这里的目标应该包括知识目标、技能目标和情感目标。
2.2 科学性原则
科学性是探究性实验设计的核心原则,是指探究性实验设计中的实验原理科学、装置合理、操作程序和方法正确。
2.3 创新性原则
创新性是指实验设计者要敢于突破陈规,设计要有新颖、独特、巧妙之处,能反映出设计者的新观点、新方法和新思路等。
2.4 简约性原则
简约性是指要用尽可能简单的实验方法和实验装置,用较少的实验步骤和实验药品、仪器,在较短的时间内达到预期的目的,它是探究性化学实验设计的根本原则。
2.5 安全性原则
不仅要保护实验者安全,而且要防止对环境造成污染,充分体现绿色化学精神。
2.6 可行性原则
课题内容通常也应与日常生活、生产实践和先进的科学技术紧密结合,但不能超越学生的年龄特征和知识范围,使学生能够顺利地完成探究任务。
3 探究性实验的类型
3.1 未知物的探究
对未知物的探究是指通过化学反应原理猜测可能生成哪些物质,对这些物质一一的检验来推测出究竟含有哪些物质。
例 某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其为其进行吸收处理。
(1)请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式:SO2+2NaOH=______________。
(2)反应Cl2+Na2SO3+2NaOH==2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为____________。
(3)吸收为其一段时间后,吸收液(强碱性)中肯定存在Cl-、OH-和SO42-。请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气的CO2的影响)
①提出合理假设
假设1:只存在SO32-
假设2:既不存在SO32-也不存在ClO-
假设3:__________
②设计实验方案,进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂:3moLL-1H2SO4、1moLL-1NaOH、0.01molL-1KMnO4、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液。
答案:(1) Na2SO3+H2O (2) Na2SO3 (3) ①只存在ClO-
②
【反思心得】探究性实验在问题的设置上常常包含了对实验基础知识的考察。
对实验方案的探究
例 某同学利用铁与水蒸气反应后的固体物质进行了如下实验:
(1)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是(用离子方程式表示):_________。
(2)某同学在实验中加入了过量氯水,放置一段时间后,发现深红色褪去,现对褪色原因进行探究。
①提出假设:
假设1:溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态;
假设2:_________;
②设计方案:
为了对你所提出的假设2进行验证,你设计的实验方案是
_________。
答案:(1)2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－ (或2[Fe(SCN)]＋＋Cl2==2[Fe(SCN)2＋＋2Cl－]
(2)①假设2:SCN－被过量的氯水氧化
②用胶头滴管取少量褪色后的溶液于试管中,滴加过量KSCN溶液,如果溶液出现红色,则说明假设2 正确,若溶不变红色,则假设2不正确。
【反思心得】实验方案的设计要特别明确:原理要具有科学性,实验装置要简易,操作必须安全可行,效果要明显。
4 复习建议
实验探究题在复习备考时要注意:
①审题要全面、严谨、细致。
②文字表达要规范、清晰、准确、完整、简明扼要,并注意逻辑性和可行性。
③掌握常见化学实验的规范性操作。如溶解、搅拌、过滤、沉淀、溶液转移、重结晶等。
④加强对量的概念的认识。
探究实验的实验设计时经常会遇到控制试剂用量的问题,特别在混合物分离机混合物或离子检验过程中都要求用量的控制。在混合物分离时一般要加入过量分离用试剂,以保证完成分离,避免影响后续操作或鉴定;而在化合物或离子的检验时一般要控制加入少量检验试剂,一方面是鉴定操作的规范性要求,另一方面加入的试剂过量有可能导致颜色变化不明显或者鉴定失败。
⑤设计实验方案、选择实验方法或试剂时要充分关注和考虑绿色、环保、经济、低碳、再生、废物利用等问题,以适应社会分子需求与化学发展趋势,提高答题得分。
当试题种可行的实验方案或方法较多时,一定要选择可行性最高、现象最明显、结果最好并符合上述要求的方案或方法,不可以将两种或两种以上方案或方法同时写在答卷上。
⑥化学符号书写要规范,特别要注意避免字母大小写出错。文字描述不可出现错别字,尤其是一些关键字。
【关键词】 探究性实验 一般思路 遵循原则 分类 复习建议
【中图分类号】G423 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2012)05(a)-0149-02
1 化学探究性实验的概念及一般思路
探究性实验是相对验证性实验的一种新的学习方式,它是由学生自己运用实验手段,探究未知的现象或数据,并在获得现象和数据的基础上得出实验结沦。其流程如下:
一般思路:(1)准确把握实验目的;(2)利用已学知识,分析如何实现这个目的,即实验原理;(3)结合实验材料,初步确定设计对策或思路,即实验方案。
2 化学探究性实验应遵循的原则
2.1 目的性原则
做每个实验都要有明确的目的,具体到探究的每一步也要有明确的目标。这里的目标应该包括知识目标、技能目标和情感目标。
2.2 科学性原则
科学性是探究性实验设计的核心原则,是指探究性实验设计中的实验原理科学、装置合理、操作程序和方法正确。
2.3 创新性原则
创新性是指实验设计者要敢于突破陈规,设计要有新颖、独特、巧妙之处,能反映出设计者的新观点、新方法和新思路等。
2.4 简约性原则
简约性是指要用尽可能简单的实验方法和实验装置,用较少的实验步骤和实验药品、仪器,在较短的时间内达到预期的目的,它是探究性化学实验设计的根本原则。
2.5 安全性原则
不仅要保护实验者安全,而且要防止对环境造成污染,充分体现绿色化学精神。
2.6 可行性原则
课题内容通常也应与日常生活、生产实践和先进的科学技术紧密结合,但不能超越学生的年龄特征和知识范围,使学生能够顺利地完成探究任务。
3 探究性实验的类型
3.1 未知物的探究
对未知物的探究是指通过化学反应原理猜测可能生成哪些物质,对这些物质一一的检验来推测出究竟含有哪些物质。
例 某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其为其进行吸收处理。
(1)请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式:SO2+2NaOH=______________。
(2)反应Cl2+Na2SO3+2NaOH==2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为____________。
(3)吸收为其一段时间后,吸收液(强碱性)中肯定存在Cl-、OH-和SO42-。请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气的CO2的影响)
①提出合理假设
假设1:只存在SO32-
假设2:既不存在SO32-也不存在ClO-
假设3:__________
②设计实验方案,进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂:3moLL-1H2SO4、1moLL-1NaOH、0.01molL-1KMnO4、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液。
答案:(1) Na2SO3+H2O (2) Na2SO3 (3) ①只存在ClO-
②
【反思心得】探究性实验在问题的设置上常常包含了对实验基础知识的考察。
对实验方案的探究
例 某同学利用铁与水蒸气反应后的固体物质进行了如下实验:
(1)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是(用离子方程式表示):_________。
(2)某同学在实验中加入了过量氯水,放置一段时间后,发现深红色褪去,现对褪色原因进行探究。
①提出假设:
假设1:溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态;
假设2:_________;
②设计方案:
为了对你所提出的假设2进行验证,你设计的实验方案是
_________。
答案:(1)2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－ (或2[Fe(SCN)]＋＋Cl2==2[Fe(SCN)2＋＋2Cl－]
(2)①假设2:SCN－被过量的氯水氧化
②用胶头滴管取少量褪色后的溶液于试管中,滴加过量KSCN溶液,如果溶液出现红色,则说明假设2 正确,若溶不变红色,则假设2不正确。
【反思心得】实验方案的设计要特别明确:原理要具有科学性,实验装置要简易,操作必须安全可行,效果要明显。
4 复习建议
实验探究题在复习备考时要注意:
①审题要全面、严谨、细致。
②文字表达要规范、清晰、准确、完整、简明扼要,并注意逻辑性和可行性。
③掌握常见化学实验的规范性操作。如溶解、搅拌、过滤、沉淀、溶液转移、重结晶等。
④加强对量的概念的认识。
探究实验的实验设计时经常会遇到控制试剂用量的问题,特别在混合物分离机混合物或离子检验过程中都要求用量的控制。在混合物分离时一般要加入过量分离用试剂,以保证完成分离,避免影响后续操作或鉴定;而在化合物或离子的检验时一般要控制加入少量检验试剂,一方面是鉴定操作的规范性要求,另一方面加入的试剂过量有可能导致颜色变化不明显或者鉴定失败。
⑤设计实验方案、选择实验方法或试剂时要充分关注和考虑绿色、环保、经济、低碳、再生、废物利用等问题,以适应社会分子需求与化学发展趋势,提高答题得分。
当试题种可行的实验方案或方法较多时,一定要选择可行性最高、现象最明显、结果最好并符合上述要求的方案或方法,不可以将两种或两种以上方案或方法同时写在答卷上。
⑥化学符号书写要规范,特别要注意避免字母大小写出错。文字描述不可出现错别字,尤其是一些关键字。