高考化学探究题分析及复习对策

【摘要】“发展科学探究能力”是高中化学新课程的一个重要目标。探究性试题是近年来高考出现的一种新题型。了解高考对化学实验与探究能力的要求。分析探究性试题的特点、一般解法。掌握探究性实验设计的原则。了解探究实验有探索性探究实验和验证性探究实验。探究性实验题复习对策及探究能力培养。

“发展科学探究能力”是高中化学新课程的一个重要目标。化学实验是培养学生探究意识、发展科学探究能力的重要方法。在近几年高考的题型中，最亮的亮点就是自主学习与实验探究。探究性试题是近年来出现的一种新题型。以探究性的题材进行命题，要求学生在探究过程中把基本原理与科学方法应用于实际或新问题，并且同时具备分析问题的能力、假设验证的思想及评价和优化方案的意识。因此，此类试题能够较全面地考查和培养新课标明确提出的科学素养，具有良好的评价和导向功能，在近年的高考试题中应运而生。

列举1：05年广东化学卷第20题（3）小题：有一小组在实验中发现，SO2气体产生缓慢，以致后续实验现象很不明显，但又不存在气密性问题。请你推测可能的原因并说明相应的验证方法。

评价：题目以“假设―验证”的探究思想和开放性对考生探究能力和创新精神进行了全方位的考查。

列举2：05年江苏化学卷第19题（2）小题：为了确定乙醇分子的结构简式是CH3-O-CH3还是CH3CH2OH，实验室利用如图所示的实验装置，测定乙醇与钠反应生成氢气的体积，并据此计算乙醇分子中能与钠反应的氢原子的数目。试回答下列问题：略

评价：题目取材于人教版教材中“对乙醇结构简式的探究”，融合了实践能力和开放性等多重能力因子，使之源于课本，立意则高于课本，让人耳目一新。

一、高考对化学实验与探究能力的要求：

1、2007年高考化学考试说明中：

3.化学实验与探究能力

（1）了解并初步实践化学实验研究的一般过程，掌握化学实验的基本方法和技能。

（2）在解决简单化学问题的过程中，运用科学的方法，初步了解化学变化规律，并对化学现象提出科学合理的解释。

2、探究性试题的特点：

1探究性试题要求学生具有科学观念、科学方法、科学态度三者的综合和对科学研究过程的理解。

2、探究性试题是在新的情景中，将真实的实验事实作为探究的基础。需要学生用科学研究方式，运用已有的知识，通过猜测或假设、设计实验步骤和方案进行验证，最终解决问题，得出结论，并能进一步发展和应用。

3、问题性、开放性、综合性、社会性、探索性。

3、探究性试题的一般解法为：

理解提出的问题猜与假设（实验验证、收集信息、分析讨论、推理判断）反思与评价解决问题，得出结论。

4、探究性实验设计的原则

科学性的原则。所设计的实验应该符合科学道理，不能凭空捏造。

对照性的原则。要设计一个对照性的实验，要想这个实验更能够说问题，一定要有正反两方面的实验。

等量性的原则。所设计的实验中的平行反应试剂的取用应该是等量的。

单因子的变量原则。对某个实验的影响，很多的因素，实验正是要人为控制条件，使众多变量中，只能有一个因素是变量，其余几个是一定的。

二、探究实验类型分析

1、探索性探究实验的设计

例1.含有酚酞的氢氧化钠的溶液中，滴加新制氯水，边滴边振荡，直到红色褪去。对于红色消失的原因，甲同学认为是氯气与水反应生成的HCl和HClO中和了NaOH所致；乙同学认为是氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性使红色酚酞变成了无色的物质。

请设计实验证明上述解释正区确与否。

[分析]如果红色消失的原因是因为酸碱中和，则酚酞依然存在于溶液中，红色可以重现，如果红色消失的原因是因为被氧化，则酚酞已转变成其它物质，红色不可能重现。

[实验设计]向上述刚好褪色的溶液中再滴入一些NaOH溶液，若红色重现，则是因为HCl和HClO的酸性所致；若红色不再重现，则是因为HClO的强氧化性所致。

例2.在室温下，把铜片放入浓硫酸中，没有明显的反应现象。对此，甲认为这是铜在浓硫酸里发生钝化现象；乙认为室温下铜片放入浓硫酸中看不到明显的现象，主要是因为铜与浓硫酸在室温下反应速率很慢。

[分析]：如果铜发生钝化，则表面会覆盖致密的氧化物薄膜，一般情形下难于反应。

[实验设计]：在烧杯中放入一块铜片，再加入适量的浓硫酸，使铜片浸没在酸中，稍待片刻，用镊子取出，用水洗净铜片表面的酸液。将用浓酸处理过的铜片放入盛有硝酸银溶液的烧杯中，观察现象。如果表面有白色的物质析出，溶液的颜色变蓝，说明铜在浓硫酸里没有产生钝化现象，乙的说法正确。如果表面没有白色物质析出，溶液的颜色也无明显变化，则甲的说法正确。

例3、在少量Mg（OH）2悬浊液中，滴加适量饱和NH4Cl溶液，固体溶解。对于固体的溶解，

甲同学的解释是：在氢氧化镁悬浊液中存在溶解平衡：

Mg（OH）2Mg2++2OH-。NH4Cl发生水解：NH4++H2ONH3・H2O+H+

水解产生的H+与Mg（OH）2电离出的OH-发生中和反应，使Mg（OH）2的溶解平衡向右移动而使Mg（OH）2溶解。

乙同学的解释是NH4Cl电离出的NH4+与Mg（OH）2电离出的OH-发生反应生成弱电解质NH3・H2O，由于C（OH-）降低，而使Mg（OH）2的溶解平衡向右移动，导致Mg（OH）2溶解。

由上可看出：探索性探究实验方案设计过程重在分析比较，操作中的现象是对方案设计合理与否的检验，以及探究性结论得出的重要依据。此类型题重在考察对反应原理的掌握情况及学生的综合分析能力。

2、验证性探究实验的设计

例1.请结合所学知识设计实验，证实AlO2-结合H+的能力比CO32-强，供选试剂：NaOH溶液、AlCl3溶液、CuSO4溶液、pH试纸、NaHCO3溶液、FeCl3溶液（仪器自选）。

⑴应选试剂；⑵操作要点；（3）能证明AlO2-结合H+的能力强于CO32-的反应的原理的离子方程式。

[分析]：该实验为验证性实验，如果AlO2-和HCO3-相遇时，生成Al（OH）3白色沉淀，即AlO2-结合H+的能力强于CO32-

例2.由于MnO2能作H2O2溶液分解的催化剂，某校化学兴趣小组想探究其他一些金属物质是否也可以作H2O2溶液分解的催化剂。请你参与他们的探究过程。

⑴[猜想]Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂。

⑵[实验验证]

⑶[结论]故Al2O3能作H2O2溶液的分解的催化剂。

⑷[讨论与反思]有的同学认为只有上述两个实验，不能完全证明Al2O3在H2O2溶液的分解中起了催化作用。还应补充一个上述反应前后Al2O3质量是否改变的探究实验。

实验三：①准确称量Al2O3（少量）的质量；②完成实验二；③待反应结束后，将实验二试管里的物质进行：；④。

⑸有同学认为，即使实验三中Al2O3在反应前后质量不变，要证明猜想，上述三个实验还不足够，仍需要再探究Al2O3

由上可看出：验证性探究实验方案要求学生能熟练掌握物质的物理、化学性质，并能根据要求设计实验方案，分析结果。只有在平时让学生多设计实验、动手做实验，才能正确分析、解答。

三、复习对策

1、重视实验思维能力的训练

让学生从日常练习中发现自己的思维特征，寻找思维受阻的解脱策略，总结解答实验探究题的思维方法，在探索性探究题中注重分析比较，而验证性探究要注意依据结论进行设计探究。

2、创设探究情景，进行探究训练

该模式指在学生原有知识、技能的基础上，对一些具有探索性又为学生能力所及的实验课题进行探究学习，实施的基本程序为：确立主题――尝试探究――提出假说――验证――假说――深入研究――确认结论

它的特点是以实验为中心，通过观察、分析、推理，说明或验证实验。举一个简单例子，下面这一例题便是按照这一思路编制的。

例：分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到的溶液前者呈绿色，后者呈蓝色――问题产生，确立主题。

某同学提出这可能是Cu2+浓度差异的结果，你同意这种看法吗？（填“同意”或“不同意”），原因是；另一同学提出溶液呈“绿色”是Cu2+与NO2混合的结果――尝试探究，提出假说

请你设计一个实验证明之（简述实验方案和实验现象）――验证，确认结论

3、收集探究性问题，总结解题方法

在高三复习中，这样的试题比比皆是，例如：

（1）、NaOH酚酞溶液中滴入氯水红色褪去；

（2）、相同大小、纯度的铝片与分别同体积、同PH值的盐酸、硫酸反应，哪个反应快；

（3）、CO2、SO2与澄清石灰水的反应，结果通入CO2可以看到先浑浊后澄清的现象，但通入SO2看不到浑浊现象。

总而言之，诸如此类的例子很多。只要教师引导学生去发现、去分析，从多个角度提出假设，学生们一起讨论、设计实验方案、做实验验证。在发现学习中不断提高，探究能力也一定得以提高，对于探究类题型自然迎刃而解。还有实验中的条件、装置、步骤、产物、异常现象、失败原因、安全性和环境保护以及趣味性、现代化、微型化；生活中的实验都值得我们探究。