1、              對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的探究

例1：某研究性學(xué)習(xí)小組為了探索鎂粉與溴水反應(yīng)的機(jī)理，做了如下四組實(shí)驗(yàn)：（1）將鎂粉投入冷水中，未見任何現(xiàn)象；（2）將鎂粉放入溴水中，觀察到只是開始時產(chǎn)生極少量的氣泡，但溴水的顏色逐漸褪去；（3）將鎂粉放入液溴中，未觀察到任何明顯現(xiàn)象；（4）向含足量鎂粉的液溴中滴加幾滴水，觀察到溴的紅棕色很快褪去。則下列關(guān)于鎂與溴水的反應(yīng)機(jī)理的論述中正確的是（      ）

A鎂粉只能直接與溴水中的溴反應(yīng)

B水是鎂粉與溴發(fā)生反應(yīng)的催化劑

C（2）中產(chǎn)生的極少量氣泡是由于鎂粉與水反應(yīng)得到

D鎂粉與溴水中的H⁺發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致平衡移動使溴水褪色

評析：正確答案為B。多數(shù)學(xué)生選擇了D答案。究其根源，主要是受到用平衡移動原理解釋氯水變質(zhì)這一問題的影響。學(xué)生只注意到了鎂與溶液中H⁺的反應(yīng)，而忽略了鎂可以和溴反應(yīng)這一事實(shí)，更沒有注意到（2）中所述，“鎂粉與溴水反應(yīng)時，只是開始時產(chǎn)生極少量氣泡，而溴水的顏色逐漸褪去”這一實(shí)驗(yàn)事實(shí)。這充分說明了學(xué)生沒有深入地審題，受到了已有知識的干擾。能夠舉一反三固然是件好事，但用類推方法得出的結(jié)論并不是任何時候都正確的。

2、對實(shí)驗(yàn)過程的探究

例2：2002 上海卷26

為探究乙炔與溴的加成反應(yīng)，甲同學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：先取一定量工業(yè)用電石與水反應(yīng)，將生成的氣體通入溴水中，發(fā)現(xiàn)溶液褪色，即證明乙炔與溴水發(fā)生了加成反應(yīng)。

乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)在甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，褪色后的溶液里有少許淡黃色渾濁，推測在制得的乙炔中還可能含有少量還原性的雜質(zhì)氣體，由此他提出必須先除去之，再與溴水反應(yīng)。

請你回答下列問題：

（1）寫出甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)中兩個主要的化學(xué)方程式                        。

（2）甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)      （填能或不能）驗(yàn)證乙炔與澳發(fā)生加成反應(yīng)，其理由是      （多選扣分）。

（a）使溴水褪色的反應(yīng)，未必是加成反應(yīng)

（b）使溴水褪色的反應(yīng)，就是加成反應(yīng)

（c）使溴水褪色的物質(zhì)，未必是乙炔

（d）使溴水褪色的物質(zhì)，就是乙炔

（3）乙同學(xué)推測此乙炔中必定含有的一種雜質(zhì)氣體是         ，它與溴水反應(yīng)的化學(xué)方程式是                                   ；在驗(yàn)證過程中必須全部除去。

（4）請你選用下列四個裝置（可重復(fù)使用）來實(shí)現(xiàn)乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案，將它們的編號填入方框，并寫出裝置內(nèi)所放的化學(xué)藥品。

（a）            （b）          （c）         （d）

    →  b  →     →  d

（電石、水）（    ）  （    ）  （溴水）

（5）為驗(yàn)證這一反應(yīng)是加成而不是取代，丙同學(xué)提出可用pH試紙來測試反應(yīng)后溶液的酸性，理由是                                                          。

評析：乙烯的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)來源于課本，而本實(shí)驗(yàn)是對教材實(shí)驗(yàn)的拓展和延伸。在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)了與預(yù)期結(jié)果不一致的現(xiàn)象，從而激起了疑問，這種可貴的質(zhì)疑精神在科學(xué)發(fā)展過程中作出過巨大的貢獻(xiàn)。為了解決這個疑問，需要先給出假設(shè)，然后再設(shè)計(jì)方案進(jìn)行探究。本題涉及了有機(jī)化學(xué)基本反應(yīng)，化合物性質(zhì)的檢驗(yàn)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及評價等內(nèi)容。

答案：（1）CaC₂＋2H₂O→C₂H₂↑＋Ca(OH)₂

        HC≡CH＋Br₂→

（或HC≡CH＋2Br₂→）

（2）不能    a、c

（3）H₂S     Br₂＋H₂S→S↓＋2HBr

（4） c          b

   （CuSO₄溶液）（CuSO₄溶液）

（5）如若發(fā)生取代反應(yīng)，必定生成HBr，溶液酸性將會明顯增強(qiáng)，故可用pH試紙驗(yàn)證。

3、對實(shí)驗(yàn)方案的探究

例3：某校研究小組的同學(xué)想研究氧化銅能否在氯酸鉀的受熱分解反應(yīng)中起催化劑的作用，設(shè)計(jì)了以下的對比實(shí)驗(yàn)和操作步驟。

（1）  任取兩份氯酸鉀，分別放入兩支試管，在其中一份加入經(jīng)過稱量的ng氧化銅粉末。

（2）  將兩份氯酸鉀同時在相同的條件下加熱，將放出的氣體通入水中，觀察放出氣體的快慢。

（3）  停止加熱，冷卻，將原來混有氧化銅的混合物加水溶解，小心過濾，將濾出的固體物質(zhì)洗滌并干燥。

（4）  觀察濾出物的顏色、狀態(tài)。

（5）  將濾出的固體和炭粉混合，在密閉容器中加熱，并將反應(yīng)生成的氣體通入澄清石灰水中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

問題一：從以上有關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟的敘述中可發(fā)現(xiàn)操作方案還存在一些缺陷，請指出并加以改進(jìn)。（其余略）

評析：本題是以學(xué)生熟知的KClO₃分解制O₂實(shí)驗(yàn)為載體，考查學(xué)生理解催化劑概念的程度，解決問題的關(guān)鍵就是緊扣催化劑的特征，改變反應(yīng)速率而其反應(yīng)前后的性質(zhì)和質(zhì)量都沒有改變。在學(xué)生的答案中，多數(shù)同學(xué)都指出了步驟（4）中缺少稱量干燥的濾出固體這一過程，而忽略了第一步中不嚴(yán)密之處“任取兩份氯酸鉀”。事實(shí)上，這是探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的重要原則之一，控制變量原則。這是一組對照實(shí)驗(yàn)，要使實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有說服力，必須控制變量。因?yàn)閷δ硞�實(shí)驗(yàn)的影響，會有很多的因素，實(shí)驗(yàn)正是要人為控制條件，使眾多變量中，只能有一個因素是變量，其余幾個是一樣的。

 4、對具體問題的探究

例4：含有酚酞的氫氧化鈉的溶液中，逐滴滴加新制氯水，邊滴邊振蕩，直到紅色褪去。

問：（1）氯水中存在分子_________________和離子__________________。

（2）氫氧化鈉酚酞溶液褪色的原因可能是：

①____________________________________②_______________________ 。

（3）如何用實(shí)驗(yàn)證明你對褪色的原因的推測呢？簡要敘述你的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。

評析：解決問題的關(guān)鍵是找出紅色消失的原因。所以首先分析氯水的組成，根據(jù)有關(guān)微粒的性質(zhì)提出褪色原因的假設(shè)。在解題過程中，一些學(xué)生沒有全面分析氯水的組成，也有的沒抓住有次氯酸的漂白特點(diǎn)，從而造成解題上的障礙。

解答：向上述剛好褪色的溶液中再滴入一些NaOH溶液，若紅色重現(xiàn)，則是因?yàn)镠Cl和HClO的酸性所致；若紅色不再重現(xiàn)，則是因?yàn)镠ClO的強(qiáng)氧化性所致。

例5：請結(jié)合所學(xué)知識設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)AlO₂⁻結(jié)合H⁺的能力比CO₃²⁻強(qiáng)，供選試劑：NaOH溶液、AlCl₃溶液、CuSO4溶液、pH試紙、NaHCO₃溶液、FeCl₃溶液（儀器自選）。

⑴應(yīng)選試劑；⑵操作要點(diǎn)；（3）能證明AlO₂⁻結(jié)合H⁺的能力強(qiáng)于CO₃²⁻的反應(yīng)的原理的離子方程式。

評析：解決問題的關(guān)鍵在于把握有關(guān)化學(xué)原理�？扇缦路治觯喝绻鸄lO₂⁻和HCO₃⁻相遇時，生成 Al(OH)₃白色沉淀，即可AlO₂⁻結(jié)合H⁺的能力強(qiáng)于CO₃²⁻  。

解答：⑴應(yīng)選試劑：NaOH溶液、AlCl₃溶液、NaHCO₃溶液

（2）操作要點(diǎn)：①取少量的AlCl₃溶液于試管中；②向試管中逐滴加入NaOH溶液直至產(chǎn)生白色沉淀恰好全部消失；③向其中再滴入NaHCO₃溶液至足量。

（3）離子方程式：AlO₂⁻+HCO₃⁻+H₂O = Al(OH)₃↓+CO₃²⁻

綜上所述，在解決探究性試題的過程中，首先要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵�求，然后結(jié)合問題運(yùn)用有關(guān)化學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)技能對實(shí)驗(yàn)的儀器、步驟、方法進(jìn)行逐步的分析研究。其中，有關(guān)方案的設(shè)計(jì)要特別明確：首先原理要具有科學(xué)性，不能憑空捏造。其次要有對照性，往往為了更能夠說明問題，一定要有正反兩個方面的實(shí)驗(yàn)，考慮到各種因素可能對實(shí)驗(yàn)有影響所以要控制變量，只能有一個因素是變量，其余幾個是一樣的。最后實(shí)驗(yàn)裝置要簡易，操作必須安全可行，效果要明顯。

二、復(fù)習(xí)策略

探究性實(shí)驗(yàn)題的解決對學(xué)生的綜合能力要求較高。學(xué)生的科學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)并不是一朝一夕可以達(dá)到的，需要在教學(xué)中一點(diǎn)一滴持之以恒的訓(xùn)練。當(dāng)然，在高三總復(fù)習(xí)階段，我們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^一些針對性的訓(xùn)練來啟迪學(xué)生的思維，提高解決問題的能力。所以我們在復(fù)習(xí)中著重做了以下幾方面的工作。

1、重視化學(xué)基本概念和理論的復(fù)習(xí)。探究性實(shí)驗(yàn)試題涉及化學(xué)知識的范圍廣泛，有關(guān)于化學(xué)基本概念原理方面內(nèi)容的，也有關(guān)于元素化合物知識或有機(jī)官能團(tuán)的性質(zhì)及反應(yīng)的。所以要講究方法，注重實(shí)效，努力幫助學(xué)生弄清每一個概念和理論，為后續(xù)的復(fù)習(xí)工作打基礎(chǔ)。

2、重視復(fù)習(xí)課本實(shí)驗(yàn)基本操作。對于每一個實(shí)驗(yàn)都弄清原理、相關(guān)的儀器裝置，注重操作細(xì)節(jié)，對于每個實(shí)驗(yàn)，都要做到：（1）怎么做？（2）為什么要這樣做？（3）如果不這樣做，會引起什么后果？（4）還能怎么做？對實(shí)驗(yàn)中所涉及到的重要化學(xué)方程式和重要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象均應(yīng)做到熟練。條件許可的話，盡可能地開放化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生重做一些重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，例如一些定量實(shí)驗(yàn)，感受實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，加深體驗(yàn)。

3、在對于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象的分析、處理過程中，注重學(xué)生思維的有序性和條理性的訓(xùn)練，對于有關(guān)結(jié)論的概括，要訓(xùn)練學(xué)生用規(guī)范的語言來表達(dá)。

4、注重學(xué)生發(fā)散性思維的訓(xùn)練，化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一個實(shí)驗(yàn)多種現(xiàn)象，一個實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象多種原因，一種儀器多種用途，一種用途多種裝置，一種儀器多種用法，一種物質(zhì)多種制法，一組物質(zhì)多種鑒別方法等問題，都是培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力的好素材。

5、針對有關(guān)問題，做一些專題訓(xùn)練。選取適當(dāng)?shù)睦�題，多讓學(xué)生體驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，綜合運(yùn)用高中階段所學(xué)的化學(xué)知識，積極主動地去思考化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程，從而深化和發(fā)展知識。對于給出的不同方案要學(xué)會作出恰當(dāng)?shù)脑u價，讓學(xué)生掌握評價實(shí)驗(yàn)方案的常見角度和方法，達(dá)到熟能生巧的境界。

1、室溫下，把銅片放入濃硫酸中，沒有明顯的反應(yīng)現(xiàn)象。對此，甲認(rèn)為這是銅在濃硫酸里發(fā)生鈍化現(xiàn)象；乙認(rèn)為室溫下銅片放入濃硫酸中看不到明顯的現(xiàn)象，主要是因?yàn)殂~與濃硫酸在室溫下反應(yīng)速率很慢。設(shè)計(jì)方案對甲和乙的假設(shè)進(jìn)行說明。

2、王老師在課堂上做了一個如右圖所示的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)燒杯中酸性高錳酸鉀溶液褪色。若將燒杯中的溶液換成含有少量KSCN的FeCl₃溶液，溶液呈血紅色。判斷下列說法中正確的是                                                                 （    ）

A該條件下生成的水分子化學(xué)性質(zhì)比較活潑          

B該條件下H₂被冷卻為液態(tài)氫，液氫的水溶液具有還原性

C該條件下H₂燃燒生成了既具有氧化性又具有還原性的物質(zhì)

D該條件下H₂燃燒的產(chǎn)物中可能還有一定量的H₂O₂

3、              分析是化學(xué)學(xué)習(xí)中重要的學(xué)習(xí)方法，也是我們學(xué)習(xí)中解決問題的重要思想。某同學(xué)在進(jìn)行鎂鋁性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)用鋁分別與H⁺濃度相同的稀硫酸和稀鹽酸反應(yīng)時，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯不同，在鋁與硫酸的反應(yīng)中，產(chǎn)生的氣泡很少。從反應(yīng)本質(zhì)看，兩者的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)該相同。在不考慮實(shí)驗(yàn)條件、操作和藥品純度的情況下，請你對產(chǎn)生上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因提出假設(shè)，并設(shè)計(jì)一簡單的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證你的假設(shè)。

4、某同學(xué)想用實(shí)驗(yàn)方案證明高錳酸鉀溶液的紫紅色是MnO₄^-的顏色，而不是K⁺的顏色，他設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)步驟中沒有意義的是                                     （   ）

A將高錳酸鉀晶體加熱分解，所得固體的質(zhì)量減少

B 觀察氯化鉀溶液沒有顏色，表明溶液中K⁺無色

C向氯化鉀溶液中加入適量鋅粉，振蕩，靜置后未見明顯變化，表明鋅與K⁺不反應(yīng)

D向高錳酸鉀溶液中加入適量鋅粉，靜置后見紫紅色褪去，表明MnO₄^-呈紫紅色

5、              同學(xué)利用如圖所示的方法，通過比較加入蘋果汁和橙汁的多少來比較它們中維生素C含量的相對多少。

燒杯中出現(xiàn)何種現(xiàn)象時，停止滴加蘋果汁和橙汁？

要得出正確結(jié)論，實(shí)驗(yàn)過程中需要進(jìn)行條件控制，你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)中必須控制的條件是什么？

若要分別測定蘋果汁和橙汁維生素C的絕對含量（單位：mg/L），需要哪些玻璃儀器？

6、              在少量Mg(OH)₂懸濁液中，滴加適量飽和NH₄Cl溶液，固體溶解。對于固體的溶解，甲同學(xué)認(rèn)為在氫氧化鎂懸濁液中存在下列平衡：

Mg(OH)₂      Mg²⁺ +2OH^- 

加入NH₄Cl溶液，由于NH₄⁺水解產(chǎn)生H⁺中和了Mg(OH)₂電離產(chǎn)生的OH^-而使平衡右移導(dǎo)致Mg(OH)₂ 溶解。而乙同學(xué)卻認(rèn)為NH₄Cl電離產(chǎn)生的NH₄⁺結(jié)合了OH^-生成了弱電解質(zhì)NH₃?H₂O，使C（OH^-）減小，平衡右移而導(dǎo)致Mg(OH)₂ 溶解。設(shè)計(jì)方案說明問題。