科学探究题专题教案

科学探究题专题教案

1.提出问题，作出猜想与假设类

例1：（2008•新疆）小强同学在实验时，不小心将酚酞溶液滴入了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．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．

（1）[提出问题]如果让你去探究，你想探究什么问题

（2）[猜想与假象]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，又进行了实验．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K2CO3 NaCL CuSO4 Na2SO4 FeCl3 KNO3

PH 10 7 4 7 3 7

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

（4）[结论与解释]通过探究，请你解释开始时溶液变红的实验现象是

【解答与分析】

解：（1）酚酞溶液遇碱性物质变红色，碳酸钠属于盐，滴入酚酞溶液变红色，故可以提出：为什么盐也能使酚酞溶液变红色或盐溶液能使酚酞溶液变红吗等探究性问题．

（2）由最开始的实验现象，对溶液变红的原因可以作如下猜测：可能是碳酸钠跟水发生化学反应生成了碱，而使溶液不再显中性；盐溶液是中性的，上述实验现象可能是混入了碱性杂质引起的；一般盐溶液是中性的，个别盐溶液呈碱性等．

（3）①进行实验一的目的是排除杂质的干扰；

②由实验1：碳酸钠溶液的pH为11，大于7，故碳酸钠溶液一定呈碱性；

③由实验2表中提供的数据可以看出：有些盐溶液呈中性；有些盐溶液呈碱性；有些盐溶液呈酸性．（4）将酚酞溶液滴入了盛有碳酸钠溶液的试管里，发现溶液的颜色变红的原因是碳酸钠溶液显碱性，碱性溶液能使酚酞溶液变红色．

故答案为：（1）为什么盐也能使酚酞溶液变红色（或盐溶液能使酚酞溶液变红吗）．

（2）碳酸钠可能与水反应生成了碱，使酚酞变红色；一般盐溶液是中性的，上述实验现象是杂质引起的．（3）①盐溶液是中性的，上述实验现象是杂质引起的；②碳酸钠溶液一定呈碱性；③有些盐溶液呈中性；有些盐溶液呈碱性；有些盐溶液呈酸性；

（4）碳酸钠溶液显碱性，碱性溶液能使酚酞溶液变红色．

1.设计实验及验证类

例2（2011•沈阳）小立在家洗衣服时，发现一瓶刚过期的漂白液，对漂白液的漂白原理和该漂白液是否还有漂白作用产生了疑问．于是将其带到学校，在老师的指导下，与小组同学一起展开探究．

【查阅资料】

①制取漂白液的原理：Cl2+2NaOH═NaClO+NaCl+H2O，起有效成分是NaClO；

②漂白液的漂白原理：

NaClO在空气中很快发生反应：2NaClO+H2O+CO2═Na2CO3+2HClO

生成的HClO能使有色布条（含有机色素）褪色；

③HClO不稳定，易分解，分解后丧失漂白作用．

【提出问题】刚过期的漂白液是否失效？

【实验探究】该小组的实验报告如下：

实验操作实验现象实验结论

取适量该漂白液与烧杯中，

该漂白液已完全失效

小组同学对失效后漂白液的主要成分很感兴趣，纷纷提出猜想并作进一步探究．

【提出猜想】小立猜想有：NaCL

小英猜想有：NaCl、Na2CO3

小洁猜想有：NaCl、Na2CO3、NaOH

【设计方案】

小组同学经过讨论，认为用足量的稀盐酸就可以验证

的猜想成立．

为验证另两位同学的猜想，他们设计了如下方案：

实验步骤预期实验现象实验目的或预期结论步骤①；取少量该漂白液于试管中，

加入

，静置，观察产生白色沉淀

目的：

步骤②：取上层清液于试管中，

，观察结论：

猜想成立；否则，另一位同学猜想成

立．

最后，他们综合小组同学的设计，经实验得出了结论．

【解答与分析】：解：[实验探究]根据题目信息可知，Ca（ClO）2可溶于水，漂白原理是：它在空气中发生反应Ca（ClO）2+H2O+CO2═CaCO3↓+2HClO，HClO能使有色物质如有色布条，所以若观察到有色布条不褪色则说明该漂白液已完全失效；

[设计方案]

碳酸钠可以和盐酸反应生成气体，而小立的猜想中没有碳酸钠，所以用足量的稀盐酸就可以验证小立的猜想是否成立．

步骤①氯化钙溶液可以和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀，且碳酸钠溶液可以使酚酞试液变红，为了防止碳酸钠干扰步骤②的实验，所以加入氯化钙溶液来验证并除去碳酸钠；

步骤②氢氧化钠溶液可以使酚酞变红，所以若观察到溶液变成红色，则说明小洁的猜想成立．

3．收集证据，解释与结论类

例3：科学探究是奇妙的过程．某同学在实验室进行如下探究活动，请你参与并帮助完成下

列内容：

该同学在实验室发现一包白色粉末．他将该粉末取少量放入试管中，滴入稀盐酸，有气泡产生．

（1）【提出问题】该气体的成分是什么？

（2）【猜想与假设】该气体可能是CO2

（3）【设计与实验】

实验步骤实验现象实验结论

用一支玻璃棒蘸取少许澄清石灰水，放在产

生气体的试管口玻璃棒上有白色物

质产生

化学方程式：

该气体是CO2，由此可判断该白色粉末中

含有碳酸盐．

（4）【讨论与反思】已知白色碳酸盐有Na2CO3、K2CO3、CaCO3、BaCO3等。他做了分类归纳：

归纳1：该白色粉末是Na2CO3、K2CO3等可溶性物质。

归纳2：该白色粉末是CaCO3、BaCO3等不溶性物质。

（5）【实验探究】实验步骤：

①取白色粉末少许于试管中，再注入适量水，振荡，粉末全部溶解。

②在①中滴入澄清石灰水，溶液中出现白色沉淀。

结论：该白色粉末是。请你思考判断：该同学做的上述实验中，是否有必要做第②步？；为什么？

（6）【计算分析】

根据上述实验结论，该同学为确定白色粉末为何种碳酸盐，进行定量探究。他称取白色粉末6.9g，与20g 稀盐酸混合，刚好完全反应，此时称量溶液质量为24.7g。求：①反应中产生的二氧化碳的质量；②计算确定白色粉末是碳酸盐还是碳酸钾；③反应前盐酸溶液的质量分数。

4.分析结果、反思与评价类

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]废液中的溶质是什么物质？

[做出猜想]小红认为废液中报溶质只有CaCl2．你认为还可能含有的溶质是（填化学式）．

[查阅资料]CaCl2溶液呈中性．

[实验与结论]

①小红取少量CaCl2溶液分别加入到2支试管中，并向其中分别滴入无色酚酞试液作对比实验，结果两试管中溶液均无色，于是小红认为自己的猜想是正确的．

②你认为小红的实验（填“能”或“不能”）证明他的猜想，理由是。

③如果要证明你的猜想是正确的，你选择的试剂是，实验中可以看到的现象是．

[拓展与应用]

①若实验证明你的猜想是正确的，想要处理废液只得到CaCl2溶液，应向废液中加入过量的，反应完成后过滤．

②通过以上探究，你认为实验室的废液未经处理直接倒人下水道，可能造成的危害是。

【解答与分析】：废液中还可能含有未反应的盐酸。无色酚酞试液在酸性或中性溶液中均不变色，故不能认为小红的实验正确。根据酸的性质，可用活泼金属、碳酸盐、紫色石蕊试液等设计实验，证明HCl的存在。