資源簡介

科學探究題解題指導
一、科學探究的一般過程
例1、把二氧化碳氣體通入紫色的石蕊試液中，石蕊試液變成紅色。請同學們探究是什么物
質(zhì)使石蕊試液變成紅色。
分析：二氧化碳通入石蕊試液中可能存在的物質(zhì)有：
⑴ 、⑵ 、⑶ 。
作出假設：
⑴ 使石蕊變成紅色、 ⑵ 使石蕊變成紅色、
⑶ 使石蕊變成紅色。
設計實驗：
⑴把干燥的藍色石蕊試紙投入盛滿 的集氣瓶中
⑵將 灑在藍色石蕊試紙上
⑶將 的藍色石蕊試紙投入到盛滿 的集氣瓶中
分析實驗（獲取事實與證據(jù)）：
⑴ 中的石蕊沒有變成紅色
⑵ 中的藍色石蕊試紙都沒有變成紅色
⑶ 中石蕊變成紅色
得出結論（檢驗與評價）：
⑴ 不能使石蕊試液變紅色
⑵ 也不能使石蕊試液變紅色
⑶使石蕊試液變成紅色的是 。
小結：科學探究的一般過程：
提出 →建立 →設計 →分析實驗→得出結論→合作與交流
二、中考探究題中的典型題型
1、 探究題中假設的一般策略
例2：著名化學家羅伯特·波義耳（Robert Boyle）在一次實驗中，不小心將鹽酸濺到紫羅
蘭花瓣上，過一會兒，他驚奇的發(fā)現(xiàn)，紫色的花瓣上出現(xiàn)了紅點點。波義爾對這一意
外的發(fā)現(xiàn)，作出了各種假設，經(jīng)過多次實驗驗證，探究普遍規(guī)律，終于獲得了成功。
對紫羅蘭花瓣遇鹽酸變紅的現(xiàn)象，你有哪些假設？請將你的各種假設以及驗證假設的
實驗方案填寫在下表中。
你對紫羅蘭花瓣遇鹽酸變紅現(xiàn)象的各種假設
你驗證假設的實驗方案
?
?
分析：
⑴立足紫羅蘭花瓣，可作假設：
a、紫羅蘭花瓣遇到 能變紅色嗎？
b、紫羅蘭花瓣遇到 變色嗎？
⑵立足鹽酸，可作假設：
c、鹽酸能使 花瓣（或 花瓣）變色嗎？
⑶擴展假設：
d、其它酸，如HCl、H2SO4能使喇叭花花瓣（或其它花瓣）變色嗎？
e、其它的堿，如NaOH溶液、石灰水等能使喇叭花花瓣（或其它花瓣）變色嗎？
小結：
⑴確定某個變量，變動其它變量，作出假設。
⑵用類比的方法擴展假設。
2、探究題中的實驗設計策略。
例3：稀鹽酸可使紫色石蕊試液變紅。我們已經(jīng)知道，在稀鹽酸中存在H2O分子、Cl—離子
和H+離子。請你設計一個簡單實驗研究下面的問題：可能是稀鹽酸中哪一種粒子使紫
色石蕊試液變紅？寫出簡要的實驗步驟，觀察到的現(xiàn)象以及由此得出的結論。
分析：
⑴使紫色石蕊試液變紅的變量有H2O分子、Cl—和H+。由于不同于例1，沒有只含Cl—和
H+的物質(zhì)，本題在解題方法上我們可以采用歸納法（肯定法）和排除法（否定法）。
⑵歸納法：取HC1、H2SO4等酸的溶液。加入紫色石蕊試液，試液變成紅色。另一支試
管中加入水，再滴入紫色石蕊試液,試液不變紅色。則可能是H+使紫色石蕊試液變紅色。
⑶排除法：即取不含H+，而含Cl—的物質(zhì)，如KCl、NaCl、CaCl2等溶液于試管中，加入
紫色石蕊試液，結果試液不變紅，則不可能是Cl—和H2O使石蕊試液變紅，可能是H+
使石蕊試液變紅色。
小結：對于實驗中的變量無法單獨存在的實驗設計，通常可用：
歸納法：即對都含有這一種變量的一類物質(zhì)進行實驗設計。
排除法：即取不含這一變量的一類物質(zhì)進行實驗設計 。
鞏固練習：
【練習1】：某同學想用實驗證明CuSO4溶液的藍色主要是由Cu2+決定的，而不是SO42—。
他設計的下列實驗步驟中無意義的是（ ）
A、觀察H2SO4、K2SO4溶液沒有顏色，表明溶液中SO42—無顏色。
B、將飽和CuSO4溶液降溫，出現(xiàn)藍色晶體。
C、在CuSO4溶液加入足量的鋅粉振蕩，靜置后溶液變?yōu)闊o色。
D、在CuSO4溶液中加入適量Ba(NO3)2溶液,出現(xiàn)白色沉淀,而溶液顏色無變化（呈藍色）
3、變量的控制和對比實驗的設置是實驗設計中的常用手段
例4：在做了唾液淀粉酶對淀粉的消化作用的實驗后，有同學提出疑問，影響酶的活性的因
素，除了溫度外，是否還與光照有關呢？請設計實驗進行驗證。
分析：
⑴明確實驗過程中涉及的變量有：PH、溫度、唾液溶液的質(zhì)量分數(shù)、質(zhì)量、被分解的淀
粉糊的質(zhì)量、光照等。
⑵明確需變量： 。不變量：除 外的其它變量。
⑶涉及生物的有關實驗設計時，除了需變量在設置的對比實驗中是 外，還應使
生物所處的其它因素是該生物的最佳生存環(huán)境。
⑷要驗證光照對唾液淀粉酶活性的影響，除了要控制其它變量相同外，還要注意溫度在
℃，PH為 性的環(huán)境。
注意：
1、涉及生物的實驗設計，應使該生物處在最佳生存狀態(tài)。
2、對照實驗的設置，是實驗設計中的常用手段 。
鞏固練習：
【練習2】：某同學設計一個實驗進行證實“種子萌發(fā)的外界條件”。將三粒大豆A、B、C系
在玻棒上放入盛有水的燒杯甲中，請回答下列問題：
⑴經(jīng)過一段時間后發(fā)現(xiàn)A、B、C三粒種子中，只有B種子萌發(fā)這說明種子萌發(fā)的外界條
件是 。
⑵如果要證實種子萌發(fā)需要適宜的溫度還必須
設計一個實驗裝置乙，若你手中只有一粒大
豆種子，則種子應系在 處（填
a、b、c）乙裝置起作用 。
小結：
1、實驗設計步驟：明確實驗 ——充分占有 ——設計合理
2、實驗方案設計的基本要求：科學性、安全性、可行性、簡便性。
3、實驗方案設計中的常用策略： 控制變量法的一般步驟：
⑴明確實驗過程中的變量
⑵確定實驗過程中的需變量和控制不變量
⑶如果研究對象是生物，則控制的不變量應確保生物的正常生活。
實驗的設計練習：
為驗證“鎂是植物生活的必需元素”，三位同學進行了實驗設計，下列是實驗的基本思
路。請分析指出三個實驗思路能否達到實驗目的，為什么？再寫出你的實驗思路。
⑴實驗一、取生長狀況一致的大豆幼苗，用符合實驗要求的容器進行培養(yǎng)。對照組容器
內(nèi)只盛有蒸餾水，實驗組盛有用蒸餾水配制的鎂鹽溶液。兩組置于相同的適宜條件下
培養(yǎng)，觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。
請分析該實驗思路能否達到實驗目的？
答： 。因為蒸餾水和鎂鹽溶液中都沒有植物必需的 等元素，使兩
組植物都不能正常生長。
⑵實驗二、取生長狀況一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力
均勻，容器符合實驗要求），對照組澆以蒸餾水，實驗組澆以蒸餾水配制的鎂鹽溶液，
兩組置于相同的適宜條件下培養(yǎng)，觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。
答： 。因為兩組容器內(nèi)的砂性土壤中 。
⑶實驗三、取生長狀況一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力
均勻，容器符合實驗要求），對照組澆以含有植物必須的各種元素的完全營養(yǎng)液，實驗
組澆以不含鎂離子的完全營養(yǎng)液，兩組置于相同的適宜條件下培養(yǎng)，觀察比較兩組植
物的生長發(fā)育情況。
答： 。理由同二。
⑷下面請你進行實驗設計,寫出你的設計方案。
答：取生長狀況一樣的大豆幼苗，用符合實驗要求的容器，對照組含有植物必需的營養(yǎng)
元素的完全營養(yǎng)液，實驗組盛有不含鎂離子的完全營養(yǎng)液，兩組置于相同的適宜條件
下，觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。答： 。
例3、以下是某同學設計的制取硫酸銅的兩個實驗方案：
方案1：Cu +2H2SO4（濃）===CuSO4 + SO2 + 2H2O
方案2：2Cu +O2 === 2CuO
CuO +H2SO4 === CuSO4 + H2O
兩個實驗方案中，較好的是 ，理由是 。
實驗方案評價的一般原則：
⑴原理正確、科學嚴密 ⑵安全可靠、保護環(huán)境
⑶經(jīng)濟合理、現(xiàn)象明顯 ⑷裝置簡單、操作方便
鞏固練習：
某同學欲確定一瓶NaOH樣品中是否混有Na2CO3四種方案如下表，你會選哪種方案進
行實驗（ ）
方 案
1
樣品溶于蒸餾水，把PH試紙投入溶液中，若PH>7，則混有Na2CO3
2
取少量樣品溶于蒸餾水后，滴入足量的HCL溶液，若有氣泡冒出，則混有Na2CO3
3
少量樣品溶于蒸餾水后，滴入CuSO4溶液，有藍色沉淀出現(xiàn)，則混有Na2CO3
4
少量樣品溶于蒸餾水后，滴入足量的BaCl2溶液，有白色沉淀出現(xiàn)，則混有Na2CO3
A、四種方案都行 B、方案1或2 C、方案2或4 D、方案2或3或4
5、實驗數(shù)據(jù)分析和處理
練習：某學生用一定質(zhì)量分數(shù)的稀硫 酸做氧化銅和硫酸制取硫酸銅的實驗，其中五次結果如下表所示：
實驗次序
一
二
三
四
五
氧化銅（克）
2
4
6
8
10
硫酸溶液（亳升）
120
120
120
200
200
硫酸銅（克）
4
8
9.6
16
X
根據(jù)實驗結果填寫下列空格：
⑴哪幾次反應氧化銅有余：
⑵哪幾次反應硫酸有余： ⑶表中的X是：
⑷若硫酸的用量一定,以反應物氧化銅的質(zhì)量為橫坐標,以生成物硫酸銅的質(zhì)量為縱坐標,
則下列函數(shù)圖象中，符合實驗事實的是( )
探究題專項練習
1．實驗探究一般可分為五個步驟：⑴提出問題，⑵建立假設，⑶設計實驗方案，⑷實驗
檢驗，⑸作出解釋、交流和評價。有人以“綠豆種子的萌發(fā)與哪些因素有關”為題進
行了實驗探究，以下是實驗探究中的兩步：
⑴提出問題
干燥的綠豆種子不能發(fā)芽，浸沒在水中的綠豆種子也不能發(fā)芽，而潮濕的綠豆種子
在合適溫度下卻能發(fā)芽。那么，綠豆種子萌發(fā)與哪些因素有關呢?
⑵建立假設請圍繞“綠豆種子的萌發(fā)與哪些因素有關”提出你的二個假設。
假設一：綠豆種子的萌發(fā)與溫度高低有關；
假設二： ；
假設三：
2．現(xiàn)有一種植物的種子，已經(jīng)知道它的萌發(fā)受水分、溫度和氧氣的影響，但不了解其萌
發(fā)與光是否有關，某同學為了探究光照對該種子萌發(fā)有無影響，設計了以下實驗方案：
①向培養(yǎng)皿中倒入適量的水，將等量的種子分別放入兩組培養(yǎng)皿中。
②將一組置于有光照的環(huán)境中，另一組置于黑暗環(huán)境中，在培養(yǎng)過程中，使兩組所處
溫度、水分、空氣狀況適宜且相同。問：
⑴上述對照實驗方案中，實驗組與對照組相比只有一項實驗條件不同，其余均相同。
其中起對照作用的實驗因素是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
⑵若實驗前該同學提出了“光是該種植物種子萌發(fā)的必要條件之一”的假設，則根據(jù)
假設所預期的實驗結果應該是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
⑶若上述實驗的實際結果是：有光照組種子萌發(fā)，無光照組種子也萌發(fā)。則請你根據(jù)
實驗結果作出相應的結論：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
3．“旺旺雪餅”袋內(nèi)有一個小紙袋，上面寫著“干燥劑，主要成分是生石灰”。
⑴生石灰（CaO）可作干燥劑的理由是（用化學方程式表示）
⑵我對它作了一系列探究，獲得較多收益，其實驗方案如下：
問題與猜想
實驗步驟
實驗現(xiàn)象
實驗結論
問題1：小紙袋中的物質(zhì)
能否繼續(xù)作干燥劑？
取足量小紙袋中固體放入燒杯中，加入適量水，觸摸杯壁。
不能作
干燥劑
問題2：我猜想變質(zhì)后的物質(zhì)可能是
（可圖示）
我對它還有一個要再探究的新問題： 。
4．在做“決定電阻大小的因素”實驗時，需要在相同電源供電的條件下，比較通過不同
導線的電流，發(fā)現(xiàn)決定電阻大小的因素。下表是幾種實驗用導線的參數(shù)。
導線代號
A
B
C
D
E
F
G
長度(m)
1.0
0.5
1.5
1.0
1.2
1.5
0.5
橫截面積（mm2）
3.2
0.8
1.2
0.8
1.2
1.2
1.2
材料
錳銅
鎢
鎳鉻
錳銅
鎢
錳銅
鎳鉻
⑴為研究電阻與導體材料有關，應在上表中選用導線C和導線 。
⑵為研究電阻導體的長度有關，應在上表中選用導線C和導線 。
⑶為研究電阻與導體橫截面積的關系，應在上表中選用導線A和導線 。
5．小明同學在學習了“測定物質(zhì)的密度”后，分別測量兩塊礦石與兩塊鐵塊的質(zhì)量和體
積，并想測出它們的密度：
⑴你覺得小明在這個實驗中必須的儀器是 和 。
⑵小明在測量其中一塊礦石的質(zhì)量和體積時，先測出其體積然后測出質(zhì)量，你覺得這
樣的操作是否合理？為什么？ 。
⑶小明用正確的方法測量得到如下表的數(shù)據(jù)：
物體
質(zhì)量(克)
體積(厘米3)
每厘米3的質(zhì)量(克)
礦石1
27
10
2.7
礦石2
54
20
2.7
鐵塊1
78
10
7.8
鐵塊2
156
20
請你幫助小明把表格補充完整。
小明根據(jù)這張表格得出結論：同一種物質(zhì)，體積越大，質(zhì)量越大。請你仔細分析表中
數(shù)據(jù)，還能得出什么結論？(至少寫出一條) 。
6．小麗在研究一定質(zhì)量的氣體的壓強時，想到了這樣一個問題，如果這些氣體的體積保
持不變，它的壓強會不會隨著溫度的變化而改變呢？針對這一問題，他經(jīng)過思考，提
出了兩種猜想：⑴這些氣體的體積不變時，溫度越高壓強越大；⑵這些氣體體積不變
時，溫度越高壓強越小，究竟哪種猜想正確呢？小麗作了如下實驗：在燒瓶中封入一
定質(zhì)量的某種氣體，燒瓶的一端連在壓強計上，將燒瓶放入水中，通過溫度計可測水
溫，即氣體的溫度。
給水槽中的水加熱，并保持氣體的體積不變，通過溫度計和壓強計每隔一段時間記錄
氣體的溫度值和壓強值，經(jīng)過一段時間記錄如下：
t(℃)
20
30
40
50
60
……
P(帕)
1×105
1.03×105
1.07×105
1.1×105
11.2×105
小麗對上述數(shù)據(jù)進行分析歸納，得出了初步結論，并驗證了自己一種猜想是正確的。
根據(jù)以上回答：
⑴小麗的結論是：一定質(zhì)量的氣體的 保持不變時， 。
⑵小麗的探究在日常生活中有什么重要應用？試舉一例 。
⑶夏天小麗將自行車打足氣后出去游玩，突然聽到“嘩”的一聲，烈日下的自行車輪
胎爆裂了。請解釋原因 。
⑷小麗是按怎樣的思維程序進行探究的？
7．通過實驗探究的方法對未知事物進行探索是化學學習的一種重要學習方式。請回答下
列有關問題：
⑴小明同學在研究某氣體（純凈物）的性質(zhì)時做了如下實驗：
“將銅絲繞成螺旋狀放在酒精燈火焰上加熱，銅絲表面由光亮的紅色變化為黑色；
趁熱將表面變黑的銅絲放人盛有這種氣體的集氣瓶中并密閉集氣瓶，觀察到銅絲表
面的黑色又變?yōu)楣饬恋募t色。”
上述變化中黑色物質(zhì)是（寫名稱） ，根據(jù)實驗現(xiàn)象推斷這種氣體可能
是（要求寫一種） 。 如果要驗證你的推斷,在上述密閉的集氣瓶
中，還需繼續(xù)進行的實驗是（步驟、現(xiàn)象、結論）_____________________________ 。
通過以上探究，該氣體具有的化學性質(zhì)： 。
⑵為了探究二氧化碳能與水發(fā)生反應生成具有酸性的物質(zhì)，A、B兩同學分別設計了探
究實驗的方案。A同學的實驗方案是將二氧化碳通入紫色石蕊試液中，觀察溶液的顏
色變化，如圖甲所示。B同學的實驗方案是取四朵用石蕊試液染成紫色的干燥的小花，
按圖乙進行實驗，觀察小花顏色變化（紫色石蕊試液遇酸變紅色）。
請你對A、B兩同學的實驗探究方案進行評價：
①哪個同學的方案合理________________________________________________
②方案合理的理由是 ___________ ___。

8．以下是研究pH對人體唾液淀粉酶活性影響的實驗。準備5支裝入2毫升濃度相同但
pH不同的淀粉糊，再分別加入1毫升濃度相同的唾液，充分振蕩后置于25℃的水浴
中，十分鐘后，分別加一滴碘液，5支試管的結果如下表：（注：“+”表示藍色的程度）
試管號
1
2
3
4
5
pH
5.6
6.2
6.8
7.45
8.0
結果（顏色）
++
+
橙黃色
+
++
請分析回答：
⑴根據(jù)上表提供的信息，可知pH為 時，該酶的活性最強
⑵提供一種能使實驗在更短的時間內(nèi)完成的方法：
⑶為確認淀粉糊的消失是由于酶的作用還應再設計 實驗。
9．某同學用A、B、C、D四只小燒杯中分別放入干燥的細鐵絲、浸過食鹽水的細鐵絲、
浸過清水的細鐵絲、食鹽水用細鐵絲，并使鐵絲完全浸沒在食鹽水中，然后裝配成如
圖所示的四套裝置，每隔一段時間記錄導管中水面上升的高度，結果如下表：(表中的
數(shù)據(jù)為導管水面上升的高度/cm)
時間/小時
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
A瓶(盛干燥鐵絲)
0
0
0
0
0
0
0
B瓶(盛沾了食鹽水的鐵絲)
0
0.4
1.2
3.4
5.6
7.6
9.8
C瓶(盛沾了清水的鐵絲)
0
0
0
0.3
0.8
2.0
3.5
D瓶(完全浸沒在食鹽中的鐵絲)
0
0
0
0
0
0
0
⑴導管中水面為什么會上升？
⑵上述實驗中鐵生銹的速度由大到小的排列順序為(填小燒杯標號)
⑶影響鐵生銹的因素有 。
10．小林同學發(fā)現(xiàn)銅制眼鏡框表面出現(xiàn)了綠色物質(zhì)，通過化學學習知道該物質(zhì)為銅銹，俗
稱銅綠，主要成分是Cu2(OH)2CO3。
[提出 問題] 銅是在什么條件下銹蝕的？小林對此進行了探究。
[猜 想] 根據(jù)銅銹的化學式，猜想銅生銹可能是銅與水、 、
共同作用的結果。
[設計與實驗] 借鑒“鐵釘銹蝕條件的探究”實驗，小林設計了“銅片銹蝕條件的探究”
實驗如右圖所示：
⑴實驗較長時間后，發(fā)現(xiàn) 試管中的
光亮銅片最先生銹（填字母編號）。
⑵從優(yōu)化實驗的角度考慮，A實驗是多余的，他
只考慮了水這個單一條件。C試管中除光亮銅
片、蒸餾水外，還有的另外一種物質(zhì)為
。
⑶D試管中除光亮銅片外，還有的另外兩種物質(zhì)為 ；從D試管的
實驗中，獲得的結論是 。
[評價與改進] 我認為小林設計的“銅片銹蝕條件的探究”實驗不夠完善，要得出正確
結論，還要補充的一個實驗是（可圖示） 。
[反思與小結] 通過銅片銹蝕條件的探究實驗，我獲得的啟示是：
。
11. 通過學習，同學們知道了液體壓強的特點。在此基礎上，老師提出了這樣的問題：有
兩只杯子，分別盛有清水和鹽水，但沒有標簽，你能否用壓強計將它們區(qū)別開？
⑴當壓強計的金屬盒在空氣中時，U形管兩邊的液面應當相平，而小明同學卻觀察到如
圖19（a）所示的情景. 出現(xiàn)這種情況的原因是：U形管左支管液面上方的氣壓______
大氣壓（填“大于”、“小于”或“等于”）；調(diào)節(jié)的方法是：取下軟管重新安裝。
⑵小明再作圖（b）所示的檢查. 當用手指按壓（不論輕壓還是重壓）橡皮膜時，發(fā)現(xiàn)
U形管兩邊液柱的高度幾乎不變化. 出現(xiàn)這種情況的原因是：____________________。
⑶壓強計調(diào)節(jié)正常后，小明將金屬盒先后浸入到兩杯液體中，如圖（c）和（d）所示。
他發(fā)現(xiàn)圖（d）中U形管兩邊的液柱高度差較大，于是認為圖（d）杯子中盛的是鹽水。
①你認為，小明的結論是 （填“可靠的”或“不可靠的”）；②簡要說明
理由： 。
科學探究題解題指導
參考答案：一、科學探究的一般過程
例1、把二氧化碳氣體通入紫色的石蕊試液中，石蕊試液變成紅色。請同學們探究是什么物
質(zhì)使石蕊試液變成紅色。
分析：二氧化碳通入石蕊試液中可能存在的物質(zhì)有：
⑴二氧化碳⑵水⑶二氧化碳和水反應的生成物
作出假設：
⑴二氧化碳使石蕊變成紅色⑵水使石蕊變成紅色
⑶二氧化碳和水反應的生成物使石蕊變成紅色
設計實驗：
⑴把干燥的藍色石蕊試紙投入盛滿二氧化碳 的集氣瓶中
⑵將蒸餾水灑在藍色石蕊試紙上
⑶將濕潤的藍色石蕊試紙投入到盛滿二氧化碳的集氣瓶中
分析實驗（獲取事實與證據(jù)）：
⑴二氧化碳中的石蕊沒有變成紅色
⑵水中的藍色石蕊試紙都沒有變成紅色
⑶中石蕊變成紅色
得出結論（檢驗與評價）：
⑴二氧化碳不能使石蕊試液變紅色
⑵水也不能使石蕊試液變紅色
⑶使石蕊試液變成紅色的是二氧化碳與水反應后的生成物
小結：科學探究的一般過程
提出問題→建立假設→設計實驗→分析實驗→得出結論→合作與交流
二、中考探究題中的典型題型
1、 探究題中假設的一般策略
例2：著名化學家羅伯特.波義耳（Robert Boyle）在一次實驗中，不小心將鹽酸濺到紫羅蘭花瓣上，過一會兒，他驚奇的發(fā)現(xiàn)，紫色的花瓣上出現(xiàn)了紅點點。波義爾對這一意外的發(fā)現(xiàn)，作出了各種假設，經(jīng)過多次實驗驗證，探究普遍規(guī)律，終于獲得了成功。對紫羅蘭花瓣遇鹽酸變紅的現(xiàn)象，你有哪些假設？請將你的各種假設以及驗證假設的實驗方案填寫在下表中。
你對紫羅蘭花瓣遇鹽酸變紅現(xiàn)象的各種假設
你驗證假設的實驗方案
?
?
分析：
⑴立足紫羅蘭花瓣，可作假設：
a、紫羅蘭花瓣遇到稀H2SO4、稀HNO3等其他酸能變紅色嗎？
b、紫羅蘭花瓣遇到NaOH溶液、Ca（OH）2溶液變色嗎？
⑵立足鹽酸，可作假設：
c、鹽酸能使喇叭花花瓣（或其它花瓣）變色嗎？
⑶擴展假設：
d、其它酸，如HCl、H2SO4能使喇叭花花瓣（或其它花瓣）變色嗎？
e、其它的堿，如NaOH溶液、石灰水等能使喇叭花花瓣（或其它花瓣）變色嗎？
小結：
⑴確定某個變量，變動其它變量，作出假設。
⑵用類比的方法擴展假設。
2、 探究題中的實驗設計策略。
例3：稀鹽酸可使紫色石蕊試液變紅。我們已經(jīng)知道，在稀鹽酸中存在H2O分子、Cl-離子和H+離子。請你設計一個簡單實驗研究下面的問題：可能是稀鹽酸中哪一種粒子使紫色石蕊試液變紅？寫出簡要的實驗步驟，觀察到的現(xiàn)象以及由此得出的結論。
分析：
⑴使紫色石蕊試液變紅的變量有H2O分子、Cl-和H+。由于不同于例1，沒有只含Cl-和H+的物質(zhì)，本題在解題方法上我們可以采用歸納法（肯定法）和排除法（否定法）。
⑵歸納法：取HC1、H2SO4等酸的溶液。加入紫色石蕊試液，試液變成紅色。另一支試管中加入水，再滴入紫色石蕊試液，試液不變紅色。則可能是H+使紫色石蕊試液變紅色。
⑶排除法：即取不含H+，而含Cl-的物質(zhì)，如KCl、NaCl、CaCl2等溶液于試管中，加入紫色石蕊試液，結果試液不變紅，則不可能是Cl-和H2O使石蕊試液變紅，可能是H+使石蕊試液變紅色。
小結：
對于實驗中的變量無法單獨存在的實驗設計，通常可用：
歸納法：即對都含有這一種變量的一類物質(zhì)進行實驗設計。
排除法：即取不含這一變量的一類物質(zhì)進行實驗設計 。
鞏固練習：
【練習1】：某同學想用實驗證明CuSO4溶液的藍色主要是由Cu2+決定的，而不是SO42-。他設計的下列實驗步驟中無意義的是（ ）
A、觀察H2SO4、K2SO4溶液沒有顏色，表明溶液中SO42-無顏色。
B、將飽和CuSO4溶液降溫，出現(xiàn)藍色晶體。
C、在CuSO4溶液加入足量的鋅粉振蕩，靜置后溶液變?yōu)闊o色。
D、在CuSO4溶液中加入適量Ba(NO3)2溶液，出現(xiàn)白色沉淀，而溶液顏色無變化（呈藍色）
3、變量的控制和對比實驗的設置是實驗設計中的常用手段
例4：在做了唾液淀粉酶對淀粉的消化作用的實驗后，有同學提出疑問，影響酶的活性的因素，除了溫度外，是否還與光照有關呢？請設計實驗進行驗證。
分析：
⑴明確實驗過程中涉及的變量有：PH、溫度、唾液溶液的質(zhì)量分數(shù)、質(zhì)量、被分解的淀粉糊的質(zhì)量、光照等。
⑵明確需變量：光。不變量：除光外的其它變量。
⑶涉及生物的有關實驗設計時，除了需變量在設置的對比實驗中是不同外，還應使生物所處的其它因素是該生物的最佳生存環(huán)境。
⑷要驗證光照對唾液淀粉酶活性的影響，除了要控制其它變量相同外，還要注意溫度在37℃，PH為中性的環(huán)境。
注意：
1、涉及生物的實驗設計 ，應使該生物處在最佳生存狀態(tài)。
2、對照實驗的設置，是實驗設計中的常用手段 。
鞏固練習：
【練習2】：某同學設計一個實驗進行證實“種子萌發(fā)的外界條件”。將三粒大豆A、B、C系在玻棒上放入盛有水的燒杯甲中，請回答下列問題：
⑴經(jīng)過一段時間后發(fā)現(xiàn)A、B、C三粒種子中，只有B種子萌發(fā)這說明種子萌發(fā)的外界條件是 。
⑵如果要證實種子萌發(fā)需要適宜的溫度還必須
設計一個實驗裝置乙，若你手中只有一粒大
豆種子，則種子應系在 處（填
a、b、c）乙裝置起作用 。
小結：
1、實驗設計步驟：明確實驗目的——充分占有資料——設計合理方案
2、實驗方案設計的基本要求：科學性、安全性、可行性、簡便性。
小結：
3、實驗方案設計中的常用策略
控制變量法的一般步驟：
⑴明確實驗過程中的變量
⑵確定實驗過程中的需變量和控制不變量
⑶如果研究對象是生物，則控制的不變量應確保生物的正常生活。
實驗的設計練習：
為驗證“鎂是植物生活的必需元素”，三位同學進行了實驗設計，下列是實驗的基本思路。請分析指出三個實驗思路能否達到實驗目的，為什么？再寫出你的實驗思路。
⑴實驗一、取生長狀況一致的大豆幼苗，用符合實驗要求的容器進行培養(yǎng)。對照組容器內(nèi)只盛有蒸餾水，實驗組盛有用蒸餾水配制的鎂鹽溶液。兩 組置于相同的適宜條件下培養(yǎng)，，觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。
請分析該實驗思路能否達到實驗目的？
答：不能。因為蒸餾水和鎂鹽溶液中都沒有植物必需的氮、磷、鉀等元素，使兩組植物都不能正常生長。
⑵實驗二、取生長狀況一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均勻，容器符合實驗要求），對照組澆以蒸餾水，實驗組澆以蒸餾水配制的鎂鹽溶液，兩組置于相同的適宜條件下培養(yǎng)，觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。
答：不能。因為兩組容器內(nèi)的砂性土壤中都可能含有鎂離子。
⑶實驗三、取生長狀況一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均勻，容器符合實驗要求），對照組澆以含有植物必須的各種元素的完全營養(yǎng)液，實驗組澆以不含鎂離子的完全營養(yǎng)液，兩組置于相同的適宜條件下培養(yǎng)，觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。
答：不能。理由同二。
⑷下面請你進行實驗設計,寫出你的設計方案。
答：取生長狀況一樣的大豆幼苗，用符合實驗要求的容器，對照組含有植物必需的營養(yǎng)元素的完全營養(yǎng)液，實驗組盛有不含鎂離子的完全營養(yǎng)液，兩組置于相同的適宜條件下，觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。
例3、以下是某同學設計的制取硫酸銅的兩個實驗方案：
方案1：Cu +2H2SO4 （濃）===CuSO4 + SO2 + 2H2O
方案2： 2Cu +O2 === 2CuO
CuO +H2SO4 === CuSO4 + H2O
兩個實驗方案中，較好的是 ，理由是 。
實驗方案評價的一般原則：
⑴原理正確、科學嚴密 ⑵安全可靠、保護環(huán)境
⑶經(jīng)濟合理、現(xiàn)象明顯 ⑷裝置簡單、操作方便
鞏固練習：
某同學欲確定一瓶NaOH樣品中是否混有Na2CO3四種方案如下表，你會選哪種方案進行實驗（ ）
?
方 案
1
樣品溶于蒸餾水，把PH試紙投入溶液中，若PH>7，則混有Na2CO3
2
取少量樣品溶于蒸餾水后，滴入足量的HCL溶液，若有氣泡冒出，則混有Na2CO3
3
少量樣品溶于蒸餾水后，滴入CuSO4溶液，有藍色沉淀出現(xiàn)，則混有Na2CO3
4
少量樣品溶于蒸餾水后，滴入足量的BaCl2溶液，有白色沉淀出現(xiàn)，則混有Na2CO3
A、四種方案都行 B、方案1或2 C、方案2或4 D、方案2或3或4
5、實驗數(shù)據(jù)分析和處理
練習：某學生用一定質(zhì)量分數(shù)的稀硫酸做氧化銅和硫酸制取硫酸銅的實驗，其中五次結果如下表所示：
實驗次序
一
二
三
四
五
氧化銅（克）
2
4
6
8
10
硫酸溶液（亳升）
120
120
120
200
200
硫酸銅（克）
4
8
9.6
16
X
根據(jù)實驗結果填寫下列空格:
⑴哪幾次反應氧化銅有余:
⑵哪幾次反應硫酸有余:
⑶表中的X是:
⑷若硫酸的用量一定,以反應物氧化銅的質(zhì)量為橫坐標,以生成物硫酸銅的質(zhì)量為縱坐標,則下列函數(shù)圖象中,符合實驗事實的是:
參考答案：
1、綠豆種子的萌發(fā)與水分多少有關
綠豆種子的萌發(fā)與氧氣多少有關
2、⑴光照和黑暗
⑵有光照的種子發(fā)芽，黑暗中的種子不發(fā)芽
⑶種子的萌發(fā)與有無光照無關
3、⑴CaO + H2O == Ca(OH)2
⑵杯壁不發(fā)熱 碳酸鈣 取袋中固體放入燒杯中，滴入鹽酸，觀察現(xiàn)象(或用圖示)
有氣泡產(chǎn)生 固體物中碳酸鈣生成 生石灰有沒有全部變成碳酸鈣
4、⑴F ⑵G ⑶D
5、⑴天平 量筒
⑵不合理，測量體積時要浸入水中，再測量質(zhì)量會增大物體的質(zhì)量(其他合理答案也可)
⑶相同體積的不同物體，質(zhì)量不同(其他合理答案也可)
6、⑴體積 溫度越高，壓強越大
⑵高壓鍋等
⑶烈日下，溫度升高，輪胎內(nèi)氣體的壓強增大，導致輪胎爆裂
⑷⑴提出問題，⑵建立假設，⑶設計實驗方案，⑷實驗檢驗，⑸作出解釋、交流和評價。
7、⑴氧化銅 氫氣(或一氧化碳) 點燃氣體，在火焰上方罩一干冷的燒杯，燒杯壁有
水珠生成，則氣體是氫氣；如果沒有水珠，則是一氧化碳
⑵①乙 ②能排除是不是二氧化碳讓紫色石蕊溶液變色
8、⑴6.8 ⑵將水浴的溫度改為37℃ ⑶(沒有唾液的)對照
9、⑴鐵絲生銹是與空氣中的氧氣等氣體反應，減少了空氣體積，導致水面上升
⑵B＞C＞A＝D
⑶水、空氣、食鹽等
10、氧氣、二氧化碳
⑴B
⑵CO2(或O2)
⑶氧氣和二氧化碳
水是銅生銹的必要條件
如C的裝置，里面裝入的氣體與C不同(氧氣或二氧化碳)
從實驗中可知，銅生銹較困難(或猜想一定要有依據(jù)，不能憑空進行、實驗探究可采取多組對比實驗等合理答案即可)
11、⑴ 大于
⑵ 金屬盒這端氣密性不好
⑶① 不可靠
② 液體內(nèi)部壓強與液體密度、深度都有關系，深度不同時，不能正確判斷壓強與液
體密度之間的關系。

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