专题3五、科学探究和实验方案设计

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1、专题3五、科学探究和实验方案设计复习目标：1.了解科学探究的一般步骤，能解决一些常见的实验探究题。2.了解简单实验方案的设计与评价。复习要点：一、科学探究1.科学探究的要素学习化学的重耍途径是科学探究，实验是科学探究的重要手段，科学探究主要包括下列八个要素：（1）提出问题；（2）猜想与假设；（3）制定计划；（4）进行实验；（5）收集证据；（6）解禅与结论；（7）反思与评价；（8）表达与交流。初小化学的探究的一般步骤为：提出问题一猜想与假设一设计实验一实验验证一记录与结论一反思与评价2.对化学反应后体系中存在物质进行探究的一般解法（1）反应

2、过程中只发生一个化学反应（以反应A+B=C+D为例）按反应进行过程中的三个阶段进行讨论，具体分析如下。①若A少量，反应后存在物质为C、D（生成物）、B（剩余）。②反应恰好进行，反应后存在物质为C、D（生成物）。③若A过量，反应后存在物质为C、D（生成物）、A（剩余）。进行实验探究时要按上述三种情况进行猜想。（2）反应过程中发生多个化学反应首先，按先后顺序写出化学反应过程屮所发生反应的各个化学方程式。然后，根据反应的先后顺序及反应进行的程度（与各反应物的用量有关）对反应进行分析，预测不同阶段的牛•成物。一般地，反应过程中发生二个化学反应，按

3、反应进行过程中的五个阶段进行讨论。具体分析见后而专题十七、初中化学涉及的化学反应中的先后问题中：四、对发生多个化学反应后体系屮存在物质的探究，略。进行实验探究时要按上述五种情况进行猜想。二、实验方案的设计1.原则实验的设计要科学，安全可靠，操作简便，现彖明显，结论可信。2.常见类型（1）气体的制取、净化和性质实验的综合设计；（2）混合气体成分的验证实验设计；(3)物质的制备、提纯或分离以及性质检验等实验的综合设计；(3)物质的定性与定量分析综合实验的设计；(4)简单实验的设计。1.一般思路(1)明确实验目的一(2)确定反应原理(反应物、反

4、应条件、生成物是什么？)一(3)设计实验装置(选用何种实验仪器？仪器如何连接？)〜(4)明确操作步骤一(5)验证所得产物一(6)收集所得产物一(7)副产物或尾气的处理三、实验方案的评价对实验方案的评价可以从以下儿个方面着手：1.方案在理论上是否科学合理，是否严密。2.方案在满足安全性的前提下，是否简单易行。3.从经济角度考虑，是否节约试剂、降低原料成本和提高产品质量。4.从环境角度考虑，是否会给环境造成污染。四、例题讲析1.涉及科学探究方面例1・请你参与某学习小组的探究活动，并回答相关问题：［发现问题］小丽发现盛水的恢锅在与水而接触的部位

5、最易牛锈；小茜发现自己的铜制眼镜框表面出现了绿色的铜锈；小玲发现苹果切开不久，果肉上会产牛一层咖啡色物质，好像牛了“锈”一般。［提出问题］这三种物质“牛锈-的原因是什么？［收集证据］(1)回忆已有知识：铁生锈的条件是O(2)查阅有关资料：“铜锈”主要成分是012(011)20(俗称铜绿)；苹果“牛锈”是果肉里的物质(酚和猶)少空气中的氧气发生了一系列的反应，生成咖啡色的物质。(3)实验探究：将四小块铜片分别按下图所示放置一个月，观察现象如下：实验装置”―干燥的空气一洞片P卩碱右灰氢氧化by一烹^钠濬液弋1囲-蒸怙水冷二氧化碳才洞片眇慕慵水

6、寸一詞片.d裁憎水实验现彖铜片不生锈铜片不生锈铜片不生锈铜片生锈且水而附近锈蚀最严量由实验可知：铜生锈是铜与水、、等物质共同作用的结果，铜变成铜绿的化学方程式为0［得出结论］经过交流讨论，三位同学认为这些物质“生锈”除了可能与水有关外，还可能都与(填物质名称)有关。［反思与应用］利用所得结论填空：（1）写出一•种防止铁或铜等金属制品牛锈的具体方法;（2）请你提出一条延长食品保质期的建议o【分析】本题以一个研究课题为背景，通过发现问题、提出问题、收集证据、实验探究等步骤，让我们身临其境地去体验科学探究的过程，并要求结合实验原理，进行分析，从

7、而得出结论，并对结果进行反思和应用。通过对实验装置的分析，铜生锈是铜与水、氧气、二氧化碳共同作用的结果，根据铁生锈的有关知识和题中信息，综合判断知，铁、铜、苹果的“生锈”都与空气中的水和氧气有关。知道锈蚀的原因后，不难找出应用的方法。【答案】［收集证据］（1）铁与氧气和水同时接触（3）氧气（或0J、二氧化碳（或C02）。［得岀结论］氧气。［反思与应用］（1）保持金属制品表而的洁净和T•燥（或表而镀上保护膜等）（2）将食品进行真空包装等。例2.小红发现松软的面包、酥脆的饼十内部都冇许多小孔（如图所示）。为探究这个问题,她从曲点师那里了解到：

8、此类食品制作过程中常加入膨松剂，碳酸红钠就是一种常用的膨松剂。小红从超市买来一袋膨松剂（碳酸盘钠），按照研究嶠谕》物质的-般方法，对其进行探究o①阅读使用说明：一使用时与而粉混合均匀，加水拌和