初中化学实验探究题的设计新视角

沈丽娟��

摘 要：为了更好地提高学生对化学实验及探究题的解题能力，本人通过对近几年南京市化学实验及探究题的研究，结合自己在教学实践中改编、设计的一些实验探究题，谈谈这类试题的设计新视角。

关键词：初中化学；实验探究题；设计新视角

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2016）24-113-1

创新类探究试题涉及提出问题、作出猜想或假设、设计实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素。以探究为形式或情景，可考查考生化学基础知识和基本技能，测试考生解决化学问题的思路、过程和方法。

【例题】 （2016年南京中考）空气中氧气含量测定的再认识。

【经典赏析】 教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1），该实验中选择使用汞的优点有 。

A.实验过程中没有污染；B.在汞槽中起到液封作用；C.生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气；D.能将密闭装置内空气中的氧气集合耗尽

【实验回顾】 实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图2），写出红磷燃烧的化学方程式 。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。

【提出问题】 用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？

【进行猜想】 （1）装置漏气；（2） 装置内氧气有剩余；

【实验与交流】 在老师的指导下，小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为885%和3.21%，请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因 。

【探究1】 小明根据铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量，于是进行了实验（装置如图3）通过7天测得的数据计算空气中氧气的含量为19.13%。

【交流与反思】 与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因： 。

【探究2】 为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氧化钠等物质又进行了实验（装置如图4），8分钟后测得的数据如表：①实验前的体积：集气瓶内空气为131mL，烧杯内蒸馏水为90.0mL；②实验后的体积：烧杯内剩余蒸馏水为63.6mL。请计算出空气中氧气含量 （计算结果保留一位小数）。

【结论与反思】 通过上述实验探究，选 （填物质名称）进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。

【拓展延伸】 铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu2（OH）2CO3]，若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明理由。

【分析】

【经典赏析】 根据使用汞的优点进行分析解答；

【实验回顾】 根据磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷解答；

【进行猜想】 根据本探究实验一般要注意以下几点：①装置的气密性好；②所用药品红磷的量，必须是足量；③读数时一定要冷却到原温度；④生成物的状态一般要求是固态等。

【实验与交流】 根据白磷的着火点比红磷的着火点低解答；

【交流与反思】 根据用铁丝生锈的方法测定的主要优点装置内残留的氧气更少，实验结果更准确解答；

【探究2】 根据烧杯内蒸馏水减少的体积为氧气的体积解答；

【结论与反思】 根据题中信息分析解答；

【拓展延伸】 根据生成铜绿的条件解答。

【经典赏析】 教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1）。该实验中选择使用汞的优点有在汞槽中起到液封作用；生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气；能将密闭装置内空气中的氧气集合耗尽，故选BCD；

【实验回顾】 磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：4P+5O2点燃2P2O5；

【进行猜想】 实验中所取的红磷不足（或实验前没有夹弹簧夹、实验装置可能未冷却就打开弹簧夹等）；

【实验与交流】 小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%，请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因。故答：白磷的着火点比红磷的着火点低；

【交流与反思】 铁丝在水、氧气的条件下很容易生锈，与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因：装置内残留的氧气更少，实验结果更准确；

【探究2】 烧杯内蒸馏水减少的体积为氧气的体积=90mL-63.6mL=26.4mL，

空气中氧气含量=26.4mL130mL×100%≈20.2%。

【结论与反思】

通过上述实验探究，选择铁粉、炭粉、氧化钠和蒸馏水或白磷等物质进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。

【拓展延伸】 铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu2（OH）2CO3]，若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，不能比较准确地测定空气中氧气的含量，因为空气中二氧化碳含量约只有0.03%，铜不能将装置中的氧气完全耗尽。

当然，化学实验探究题的设计视角还有很多，教师在教学中还可以在知识的跨度、广度、与实际的联系上多综合，在知识的迁移上多思考，在实验的異常现象上多分析，精心挑选素材，在不超越学生应有的知识和技能的前提下，设计出更新、更有价值的实验探究题，引导学生展开探究，培养学生应用知识解决实际问题的能力。