探究性试题解法浅探

石海燕++张文君

探究性试题是近几年中考试卷中的重要题型之一，此类试题主要由试题背景、探究问题和八个探究步骤中的某几步组成。其特点是题干较长、分值较大、步骤较繁琐、知识综合性强、能力要求高，在一定程度上体现了课程改革和中考改革的方向，现已成为各地市中考命题的热点和亮点。然而，在平时的复习备考中，学生对这类试题的解答并非得心应手，多数学生被题目的冗长和繁琐而吓倒，常常表现出畏难情绪，试题答案五花八门、漏洞百出，历次考试中失误率较严重、失分较多。针对这一问题，本文将个人对该题型的探讨举例浅析如下。

一、常见命题视角

科学探究的八大要素包括：提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流，其中的任何一个要素都可以作为命题的切入点。主要命题视角包括：考查探究中提出问题或猜想的能力，考查设计和实施实验方案的能力，考查解释或表述探究结果的能力，考查反思与评价探究过程或方法的能力等。

二、解题思路与方法

探究性试题一般以科学探究的八大要素为线索，从实验、生活、现象、图表、标签、资料图片等材料中发现问题并进行猜想，然后设计实验方案进行探究，从实验中得到探究结果并加以解释等。因此，在解答此类试题时，我们应遵循探究规律，做到以下几点：

1.提出问题合理猜想

“提出问题，进行猜想”是科学探究的第一步，它决定了探究的目的与方向。解题时首先要认真阅读题目，找出关键词或关键句，学会从题干或图片信息中发现问题，然后根据题目要求，从不同的角度或侧面提出问题，并依据化学原理、客观事实等作出合乎情理的猜想或假设。作出的猜想一定要紧扣题意、符合实际，具有严密性、合理性、科学性，不能毫无根据地随意乱猜。

2.依据猜想制订方案

根据提出的问题和猜想确定实验方案，设计的实验方案要紧扣提出的假设，要求考生必须具备一定的知识储备和创新精神，有一定的分析与解决问题的能力及实验设计能力。实验方案要从理论上合理，实际上可行，操作上简便、安全，药品上经济环保。另外，设计的方案要具有针对性、科学性，现象要明显，要能够说明或验证所猜想问题的正确与否等。

3.分析现象得出结论

结论的得出要与提出的问题或猜想相对照。猜想是否正确，要依据实验现象和知识间的相互联系进行分析比较、归纳概括，从而得出正确的结论，并对结论作出正确的解释。要注意透过现象抓本质，注意知识间的相互联系，对所收集的数据和获得的信息进行简单的加工和整理，要有较强的实证意识和语言表达能力，能够准确精练地对实验结果进行总结、表述或解释。

4.分析结果反思评价

反思与评价一般是对实验方案、实验操作、结论或应用等方面的思考与提升，是探究题中难度最大的一个环节。对反思与评价的考查常见的有两种情况：一是对探究结果的考查，即对所获得的事实、证据或结论进行分析，对探究活动作出反思与评价。解题时可用对比分析、概括归纳等方法，利用逆向思维及缺点发现法对实验事实进行加工处理，对探究的结果进行评价。二是对实验方案优劣的考查。由题目提出一套或多套实验方案，要求学生从某一角度或某几个方面评价实验方案的优劣或对实验方案进行完善。可采用优化法，从理论正确、操作可行、推理严密、经济划算、节约环保等方面分析对比，选择最优方案作出评价。

5.归纳总结拓展迁移

拓展与迁移是科学探究的延续与升华，它是在理解与透析整道试题的基础上，对实验结果、规律性知识或探究过程与方法的归纳与拓展、迁移与提升，是探究的精髓和终极目标。答题时要根据要求作答，可以联系生活实际对实验结果进行拓展，也可以从题目中所涉及物质的性质、用途等方面进行类比推理，或对实验探究的过程与方法进行拓展、迁移到对同类其他物质的探究中。

三、中考题型示例

1.有关物质成分、纯度或含量的探究

探究物质成分试题的选材一般包括：对某未知粉末成分的探究，某反应后溶液中溶质成分的探究，某混合气体成分的探究，某缺失标签的药品成分的探究，及某矿石、样品纯度或含量的探究等。此类试题可以从学生身边的事物、生活用品、实验室废弃的未知药品、化学反应（如酸碱中和反应）后的生成物、课本中的某句话或某个实验片段等多方面取材，命题范围较广，因此是中考探究题中的主力军。如2013年甘肃兰州卷第32题，以“受损标签中的药物成分”为探究主题；山东青岛卷第30题，以“探究化肥的成分”为线索确定探究主题；广东揭阳卷第20题，以“炼铁后产生的黑色固体和无色气体的成分”为探究主题；四川资阳卷第15题，以课本中的一句话“为什么汗水有咸味？”设置探究主题来探究汗水的成分等。探究物质的纯度时有时要涉及化学计算，如2013年江苏淮安卷第17题，对“牙膏中的摩擦剂碳酸钙的含量”进行了探究等。可见，探究题中涉及的探究主题具有多样性，探究方案的设计五花八门，因此解答方法也并非千篇一律。无论是探究混合物中物质的组成成分，还是探究矿石、样品的含量或纯度，答题时都要认真读题、审题，首先要找出探究的主题，然后根据题意，利用化学原理，结合实验产生的现象、记录的数据和资料中的信息等逐步分析解答。

【例1】（2013年内蒙古包头，17题）小明同学在实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳完毕后，对废液中溶质的成分产生了兴趣。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？

【作出猜想】小明同学认为废液中溶质只有氯化钙。

你认为还可能有的溶质是（填化学式）。

【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。

【实验与结论】（1）小明同学取少量废液于试管中，滴入几滴无色酚酞溶液后，溶液不变色。于是小明同学认为自己的猜想是正确的。

（2）你认为小明同学的实验（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）实验证明你的猜想是正确的。要想处理废液只得到氯化钙溶液，你的实验步骤是。

（2）通过以上探究，如果该废液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害是（写一条）。

【交流与反思】在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外，还需要考虑。

【答案】【作出猜想】HCl【实验与结论】（2）不能盐酸也不能使酚酞溶液变红，无法确定废液中溶质是否含有HCl（3）紫色石蕊溶液溶液变红（合理即可）【拓展与应用】（1）加入过量或足量的CaCO3（或大理石或石灰石），然后过滤（2）腐蚀铁质管道（合理即可）

【交流与反思】反应物是否有剩余

2.有关物质性质或变化规律的探究

物质的性质及变化规律，是化学研究及中考命题的重要内容，如二氧化碳性质的探究、金属活动性顺序的探究、溶液酸碱性的探究等，因此，此类试题是中考探究题中的重要题型之一。试题主要以“物质的物理性质、化学性质”为题材来确定探究主题，并将科学探究的八大要素贯穿到整个实验过程中进行考查。如2013年辽宁沈阳卷第23题、四川雅安卷第17题等，都是以探究“酸的化学性质”为主题进行的命题；江西卷第23题，以探究“碱的化学性质”为主题命题；北京卷第32题，以探究“二氧化碳和氢氧化钠的反应”为主题设置实验；江苏南京卷第28题，以“氯化氢气体是否呈酸性”为主题设置探究实验等。解答此类试题时要紧扣物质的物理性质、化学性质或物质的形状、组成、浓度等，学会知识和方法的迁移应用，借助同类物质的相似性质进行分析，将新旧知识加以对比或整合，从中寻找规律、探寻解题思路。

【例2】（2013年四川雅安，17题）对比学习有利于发现事物的共性与个性。为探究酸的性质，同学们进行了如下实验。

实验内容实验现象分析与结论醋酸晶体试管内（1），醋酸溶液试管中镁带表面冒气泡酸的很多反应通常在水溶液中才能完成用玻璃棒蘸硫酸在白纸上写字

（2）（填“浓”或“稀”）硫酸使白纸炭化即使是同种酸，由于（3）不同，它们的性质不完全相同两试管中均产生（4）不同的酸具有相似的性质，这是因为酸的组成中都含有（5）（填元素符号）元素E试管中产生（6），F试管中无明显现象不同的酸根会导致酸的“个性”差异。因此，可用氯化钡溶液鉴别盐酸和硫酸清洗试管时，小乔同学将C、F两试管中的无色液体同时倒入一个洁净的废液缸，废液缸中立刻冒气泡并出现白色沉淀。请分析上述现象并回答：

Ⅰ.废液缸中产生气体的化学方程式为（7）。

Ⅱ.废液缸里最终产生的白色沉淀中一定有硫酸钡，可能有（8）（填化学式）。

【答案】（1）无现象（或无明显现象）（2）浓

（3）浓度（或溶质质量分数等合理答案）（4）气泡（5）H（6）白色沉淀（7）2HCl+Na2CO3＝2NaCl+H2O+CO2↑（8）BaCO3

3.有关物质变质问题的探究

“变质”是指物质在常温下与空气中的某种成分（如氧气、水蒸气、二氧化碳等）发生反应而生成其他物质的现象，如食品变质、药品变质等。氢氧化钠是一种重要的碱，固体氢氧化钠（或氢氧化钾）在实验室中保存不当时，极易与空气中的二氧化碳反应而变质，因此有关氢氧化钠变质问题的探究自然成为历年探究题中的高频考点。如2013年山东威海卷第17题，探究“长期暴露在空气中的氢氧化钠样品是否完全变质”；广东广州卷第25题，“对一瓶未密封的氢氧化钾固体的成分进行研究”等。此类试题的解答具有共性，其变质原理均为：碱与空气中的二氧化碳反应生成新的物质碳酸盐。当固体部分变质时，一定含有相应的碱和碳酸盐，全部变质时只含有碳酸盐，设置实验方案时一般是围绕验证生产物“碳酸盐”展开，利用碳酸根遇酸分解放气，遇钡离子、钙离子产生沉淀等性质选择探究试剂等，因此解答时难度不大。

【例3】(2013年四川内江，30题)某化学实验活动小组的同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验。请你参与他们进行的探究活动。

【提出问题】久置氢氧化钠固体的成分是什么？

【猜想与假设】猜想Ⅰ：全部是NaOH；猜想Ⅱ：全部是Na2CO3；猜想Ⅲ：。

【实验与探究】

（1）实验如下：

实验操作步骤实验现象结论及解释步骤一：取少量固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后加入足量的稀盐酸实验过程中始终没有气泡产生则证明猜想成立步骤二：另取少量固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后滴加氯化钡溶液实验过程中产生则证明猜想Ⅱ或Ⅲ成立。此过程中发生反应的化学方程式为(2)为了进一步的验证猜想结果，小明同学提出如下实验方案：继续步骤二的实验，过滤，然后向滤液中滴加无色酚酞溶液，若溶液变红，则猜想Ⅲ成立；若溶液不变红，则猜想Ⅱ成立。

小华同学立即对小明同学的方案提出了质疑，通过查阅资料知道，氯化钡溶液呈中性，不能使无色酚酞溶液变红，但碳酸钠溶液呈（填“酸”或“碱”）性，能使酚酞溶液变红，因此他认为该方案的操作步骤中应该改进的是。

(3)实验小组的同学展开讨论，又提出了一个定量实验方案，通过测定产生沉淀的质量来证明猜想Ⅱ或Ⅲ成立。实验如下：准确称取m克固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后滴加足量氯化钡溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥，称得沉淀的质量为n克，若猜想Ⅱ成立，则m与n的关系式为（用含m和n的等式或不等式表示，下同）；若猜想Ⅲ成立，则m与n的关系式又为。

【反思与交流】久置的固体氢氧化钠变质的原因是(用化学方程式表示)。

【答案】【猜想与假设】NaOH与Na2CO3的混合物【实验与探究】（1）Ⅰ白色沉淀Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl(2)碱先加入足量的氯化钡溶液，充分反应后再滴加无色酚酞溶液（3）mn=106197m＜106n197【反思与交流】2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

4.有关“条件类”、“影响因素类”问题的探究

有关“物质变化的条件”和“影响物质变化的因素”的探究题常涉及以下几种情况：探究金属锈蚀的条件、可燃物燃烧的条件、影响化学反应速率的因素等，其中影响化学反应速率的因素包括是否使用催化剂、反应时的温度、物质的浓度及反应物的接触面等。如2013年河北卷第28题，设置实验对“燃烧的条件”进行探究；江苏连云港卷第38题，设置“对比实验”对燃烧的条件、铁钉生锈的条件、分子运动现象及证明二氧化碳与氢氧化钠的反应等进行了探究；安徽卷第15题，对“影响锌与硫酸反应速率的因素”进行了探究等。解答时要根据题意，认真分析实验现象、实验数据、反应条件及影响反应的因素，通过对比与推理等，得出合理答案。

【例4】（2013年安徽，15题）“五一”假期，小兵对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。

【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？

【猜想与假设】a.可能与硫酸的质量分数有关；b.可能与锌的形状有关。

【设计并实验】小兵用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。

实验编号硫酸的质量分数

（均取20mL）锌的形状

（均取1g）氢气的体积/mL

（均收集3分钟）①20%锌粒31.7②20%锌片50.9③30%锌粒61.7④30%锌片79.9（1）写出稀硫酸与锌反应的化学方程式：。

（2）小兵用右图装置收集并测量氢气的体积，其中量筒的作用是，氢气应从（填“e”、“f”或“g”）管通入。

【收集证据】（3）要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，应选择的实验编号是。

【得出结论】（4）结论是。

【评价与反思】

（5）下表是小兵第①组实验的详细数据。

时段（均

为1分钟）第1

分钟第2

分钟第3

分钟第4

分钟第5

分钟第6

分钟H2的体积3.1mL16.7mL11.9mL9.6mL7.6mL6.0mL请描述锌与硫酸反应的快慢的变化并解释原因：。

（6）锌与硫酸反应的快慢可能还受哪些因素影响？设计实验验证：。

【答案】（1）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

（2）测量排出水的体积，即氢气的体积f（3）①③（或②④）（4）硫酸越浓反应越快，锌片比锌粒反应快（意思相近即可）（5）第1分钟反应慢，因为有氧化膜、油污等覆盖在锌粒的表面；从第2分钟以后，随着反应的进行，硫酸的质量分数减小，反应逐渐变慢（6）影响因素的猜想合理（如温度、催化剂等），设计的实验能验证猜想即可。

5.有关“规律类”、“实质类”问题的探究

这类试题常以某种物质熟知的性质、变化规律或有违常规的反常现象为背景命题，设置实验对产生变化的原因或发生反应的实质进行探究。如2013年湖北黄冈卷第46题，探究“氢氧化钠溶液中哪种成分使酚酞溶液变色”等。解答时要依据物质的性质及变化规律，认真分析并大胆猜想产生变化的原因或化学变化的实质。

【例5】（2013年湖北黄冈，46题）小东、小林和小雨同学对氢氧化钠溶液使酚酞溶液变红的现象很感兴趣，决定做实验进行探究：氢氧化钠溶液中到底是哪一种粒子使酚酞溶液变红？

实验中可供使用的用品有盐酸、氯化钠溶液、氯化钙溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、酚酞溶液及若干支试管。

【提出假设】假设（1）：使酚酞溶液变红的是H2O；假设（2）：使酚酞溶液变红的是Na+；假设（3）：使酚酞溶液变红的是。

小东认为不做实验即可说明假设（1）不成立，原因是。

【实验验证】（完成下列实验步骤、实验现象及实验结论）

实验步骤实验现象实验结论（1）向装有氢氧化钠溶液的试管中滴加酚酞溶液溶液变为红色（2）小雨认为向实验步骤（1）后的试管中加入盐酸也可得出正确结论，你同意她的观点吗？（填“同意”或“不同意”）。

【实验拓展】小林将酚酞溶液滴入碳酸钠溶液中，发现溶液也变红。他们经过分析、讨论、归纳，得出的结论是。

【答案】【提出假设】OH-酚酞溶液中含有水，而酚酞溶液无色【实验验证】向装有氯化钠溶液的试管中滴加酚酞溶液溶液仍为无色假设（2）不成立，假设（3）成立同意【实验拓展】使酚酞溶液变红的不一定是碱溶液（或其他合理答案）

总之，探究性试题题干较长、综合性较强、难度相对较大，复习时教师要把握好深度和难度，及时把近几年各省、市典型的探究题作为范例，将该题型设为专题进行讲解，使学生明确试题的组成与结构，逐渐适应该题型的给题方式，掌握该题型的阅读与解答技巧。本文的典例分析只起到抛砖引玉的作用，相信大家通过研究与探讨，一定能找到解答此类试题的灵丹妙药。