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剖析一道开放性的 “化学实验探究题”

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剖析一道开放性的 “化学实验探究题”

山西省王云莲

实验探究题是新课程理念下推出的一种新题型，是近几年中考的热点之一。这类试题通过明确目标、设计实验、观察解释等环节，对科学探究的八个要素进行考查，设计独特新颖，突出探究性、开放性，对同学们的综合分析能力、创新精神和实践能力有非常高的要求。下面剖析一道 “化学实验探究题”，希望对同学们有所启发。

小明在做中和反应的实验时，发现盛放氢氧化钠溶液的瓶塞未塞紧，瓶口有白色粉末状物质。他认为可能是氢氧化钠溶液变质了，于是对该溶液进行了系列探究：

[提出问题1]：该氢氧化钠溶液真的变质了吗？

[实验方案]：

①取该溶液少量于试管里，向其中滴加稀盐酸，观察到                  ，说明该溶液真的变质了。

②请你帮小明再设计两个与①中化学原理不同的实验，证明该氢氧化钠溶液真的变质了。（只要求写出所用试剂，且试剂类别不同）              、             。

剖析：因为氢氧化钠溶液密封不好，会与空气中的二氧化碳发生如下反应：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O而变质，所以要探究氢氧化钠溶液是真的变质，只要证明溶液中有碳酸钠存在即可。碳酸钠属于盐，盐的化学通性有四种，但活动性比钠强的金属都不能与碳酸钠发生置换反应，排除金属与盐的反应；根据题意又可排除酸与盐的反应；最后就剩碱与盐、盐与盐的反应，在选择试剂时要注意除了满足复分解反应完成的条件外，还要产生明显的现象。

答案：

①有气泡产生。    ② Ba(OH)₂溶液或Ca(OH)₂溶液； BaCl₂溶液或Ba(NO₃)₂溶液或CaCl₂溶液或Ca(NO₃)₂溶液。

[提出问题2]：该氢氧化钠溶液是部分变质还是全部变质？

[实验方案]：

取该溶液少量于烧杯里，向其中加入过量的        溶液，然后过滤，再向滤液里滴加无色酚酞试液，若观察到          ，证明该溶液是部分变质；若观察到            ，证明该溶液是全部变质。

剖析：要证明氢氧化钠溶液是部分变质还是全部变质，必须先除去碳酸钠，因为碳酸钠溶液也显碱性；必须选择显中性的盐溶液，达到不干扰证明氢氧化钠是否存在的目的；且所取溶液要足量，保证除尽碳酸钠。

答案：BaCl₂溶液或Ba(NO₃)₂溶液或CaCl₂溶液或Ca(NO₃)₂溶液；溶液变红；溶液不变色。

[提出问题3]：怎样除去氢氧化钠溶液中的碳酸钠？

[实验方案]：

向该氢氧化钠溶液中加入适量的           溶液，发生反应的化学方程式为：                              ；然后过滤即可。

剖析：除去氢氧化钠溶液中的碳酸钠，又不能混入新的杂质，可考虑保留Na⁺，除去CO₃²^—，选择含有Ba²⁺的溶液或含有Ca²⁺的溶液；且所取溶液要适量，防止再混入新的杂质。

答案：Ba(OH)₂溶液或Ca(OH)₂溶液；Na₂CO₃+ Ba(OH)₂= BaCO₃↓ +2 NaOH或Na₂CO₃+ Ca(OH)₂= CaCO₃↓ +2 NaOH

点评：这是一道答案开放的实验探究题。试题以酸、碱、盐的化学性质为载体，重点考查科学探究能力中设计实验这一核心要素，该题来源于学生的学习情景（源于一堂真实的探究课），着重要求同学们能运用所学知识去探究和设计实验方案，创造多种解决问题的思路和方法，体现过程的探究性和思维的创新性。其特点是思维灵活，答案多样，能让同学们充分发挥自己的创造能力，有利于折射出同学们发散思维和创新思维的品质。此题可能让平常背实验、死做题的同学感到难以下手，即使知道原理，如果平时没有经历过实验探究也会束手无策，但是给经常喜欢实验探究的同学提供了较大的创新思维拓展空间，平时实验中的设计蓝图在大脑中的表象在解题时会起到决定性的作用，这就要求同学们一定积极参加科学探究活动，积累素材，从而提高解题能力。希望该题的剖析能对同学们在今后的学习中正确解答 “化学实验探究题”起到很好的导向作用。
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