条件控制法在化学中的应用

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1、条件控制法在化学中的应用：文章从“钢铁锈蚀条件的探究”出发，对钢铁锈蚀条件的实验设计思路进行了探讨、反思。并列举了其设计思路在教学中的实际应用的几个例子，说明了实验教学对提高学生能力的重要作用。　　关键词：实验探究；实验设计；提高能力　　：1008-0546（2012）11-0090-02：G633.8：B　　doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2012.11.038　　化学是一门以实验为基础的自然科学，实验是化学的灵魂，是进行科学探究的重要方式。它对于培养学生的科学思维，全面落实化学课程目标具有重要的作用。本文

2、以沪教版初中化学第五章第三节中“钢铁的锈蚀及其防护”为例，讨论了教学中如何利用探究性实验，探索隐藏在化学现象背后的实验设计思路，从而探索化学实验的规律性，更好地服务于化学教学，培养学生的科学思维能力。　　一、钢铁锈蚀条件的探究：　　1.实验设计　　沪教版（上册）126页对于“钢铁锈蚀条件的探究”设计了如下五个实验，如下图所示：　　试管①铁钉所处的介质是：酸、水和氧气。　　试管②铁钉所处的介质是：氯化钠、水和氧气。　　试管③铁钉所处的介质是：水和氧气。　　试管④铁钉所处的介质是：水（迅速冷却的沸水中氧气的含量很少）。　　试管⑤铁钉所处的

3、介质是：氧气（生石灰或无水氯化钙可以除去试管中的水）。　　2.现象　　立即观察五支试管中的铁钉发生的变化。　　1-3天后①、②中的铁钉生锈，其余试管中的铁钉无明显变化。　　1周后，试管③中的铁钉生锈，而且在空气与水的交界面铁锈最多。试管④⑤中的铁钉一直无明显变化。　　3.结论　　铁在空气中锈蚀，实际是铁与空气中的水、氧气等物质共同作用的结果。酸和氯化钠能使铁在氧气和水的环境中加速锈蚀。　　二、反思　　教材为何对钢铁锈蚀条件的探究实验如此设计呢？抛开其他因素（如酸、氯化钠等）对钢铁锈蚀的影响，让学生从钢铁在空气中生锈的条件做一番探究。铁

4、在空气中锈蚀是铁与空气中的氧气、水共同作用的结果，也就是说，铁的锈蚀主要是受氧气和水两个因素决定的。试管③是使铁处于水、氧气都存在的环境中，试管④只有水而没有氧气，同样的，试管⑤只有氧气而没有水，即每次控制铁生锈的其中一个条件，来探究这一条件（因素）对铁锈蚀的影响，这种方法我们可以称之为条件（或因素）控制法。　　三、应用　　案例1：铜生锈条件的探究　　提出问题：铜锈俗名铜绿，主要成分的化学式Cu2（OH）2CO3，铜在什么条件下容易生锈？　　作出猜想：根据铜锈的化学式结合空气中各种成分的组成，猜想铜在空气中生锈可能是铜与氧气、水、二氧

5、化碳共同作用的结果。　　实验设计：从铜生锈的条件看，主要是受水、氧气和二氧化碳共同作用的结果，根据条件控制法，学生设计出了多种方案，经过讨论下列方案较为合理。　　A.金属铜所处的介质是：水、缺少氧气、二氧化碳　　B.金属铜所处的介质是：水、氧气、二氧化碳　　C.金属铜所处的介质是：氧气、二氧化碳、缺少水　　D.金属铜所处的介质是：水、氧气、缺少二氧化碳　　通过一系列的活动，学生初步学会应用条件控制法设计实验，思维受到启迪，能力得到提高。　　案例2：著名化学家罗伯特·波义耳在一次实验中，不小心将盐酸贱到一束紫罗兰花瓣上，结果花瓣上出现了

6、红点点。波义耳对这一意外发现做出假设，经过多次验证，探究普遍规律，终于获得了成功。对紫罗兰花瓣遇盐酸变红的现象，波义耳猜想到的问题有哪些？他如何设计实验证明他的观点？由此他获得了哪些结论？完成下表：　　分析：此题是一个开放式探究题。拿到题目很多学生感到茫然无措，如果我们利用条件（或因素）控制法就很容易解决这个问题。此题的因素主要有：花瓣、滴到花瓣上的物质、花瓣颜色的改变。我们只要控制其中的两个因素，就可以探究另一个因素的变化了。如盐酸能使紫罗兰花瓣变红，其他酸能使紫罗兰花瓣变红吗？具体答案见下表：　　案例3：物质溶解性的影响因素探究　

7、　通过学习我们知道，影响物质溶解性的因素主要有：溶质的性质、溶剂的性质、温度等。设计实验验证影响物质溶解性的因素时，我们只要控制其中的两个条件，就可以研究另一个条件对物质溶解性的影响。故可按以下思路设计实验：：文章从“钢铁锈蚀条件的探究”出发，对钢铁锈蚀条件的实验设计思路进行了探讨、反思。并列举了其设计思路在教学中的实际应用的几个例子，说明了实验教学对提高学生能力的重要作用。　　关键词：实验探究；实验设计；提高能力　　：1008-0546（2012）11-0090-02：G633.8：B　　doi：10.3969/j.issn.100

8、8-0546.2012.11.038　　化学是一门以实验为基础的自然科学，实验是化学的灵魂，是进行科学探究的重要方式。它对于培养学生的科学思维，全面落实化学课程目标具有重要的作用。本文以沪教版初中化学第五章第三节中“钢铁