例談初中化學探究性實驗方案的設計與評價

張清云

摘 要：初中化學實驗探究類試題體現了素質教育的要求，它不僅能考查學生的基本實驗技能，還能考查學生對科學探究方法和過程的理解程度。它有效地檢測了學生的科學素養，突出了新課標、新教材的特點，代表了教材改革和中考改革的方向，在近幾年中考中起到了一定的導向作用。

關鍵詞：初中化學；探究性；實驗方案；設計與評價

中圖分類號：G633.8文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）12-035-1

一、實驗方案的設計

實驗方案的設計以選擇題、填空題和實驗探究題形式出現，要求根據實驗目的，對實驗過程中的用品、方法、步驟等進行方案的制定。

1.設計實驗方案的原則。①科學：實驗原理正確，實驗流程合理；②簡約：在實驗設計時，實驗材料容易獲得，實驗裝置比較簡單，實驗操作過程比較簡便，實驗步驟比較少，實驗時間比較短；③可行：符合一般實驗條件，易達到目的要求，操作正確；④安全：如點燃可燃性氣體前要先檢驗氣體的純度，以防發生爆炸；⑤經濟：實驗設備、實驗原料、消耗的能源花費少；⑥環保：如進行有毒氣體的性質實驗時，應注意尾氣的處理等。

2.實驗步驟。根據實驗目的、結合實驗原理→確定實驗裝置和藥品→制定實驗操作步驟→進行實驗→觀察實驗現象→得出結論。

【例1】 （2015年無錫中考）下列實驗方案不合理的是（ ）

A.用觀察顏色的方法鑒別磷礦粉和硝酸鉀

B.用植物的花瓣制作指示劑，檢驗溶液的酸堿性

C.用水鑒別NH4NO3、NaOH、NaCl三種固體

D.用FeSO4溶液、Cu和Ag比較Fe、Cu和Ag的金屬活動性

【考點】 化學實驗方案設計與評價；金屬活動性順序及其應用；酸堿指示劑及其性質；化肥的簡易鑒別；酸、堿、鹽的鑒別。

【分析】 A.根據磷礦粉是灰白色的，硝酸鉀是白色的晶體，進行分析判斷。B.根據某些植物的花瓣中含有能夠遇酸堿會變色的物質分析判斷。C.根據三種物質與同種試劑反應產生的不同現象來鑒別它們，若兩種物質與同種物質反應的現象相同，則無法鑒別它們。D.根據金屬活動性順序，驗證金屬的活動性順序是否合理，可根據“反應則活潑，不反應則不活潑”進行分析判斷，通過分析方案所能得到的結論，確定是否能得出Fe、Cu和Ag三種金屬的活動性順序。

【解析】 A.磷礦粉是灰白色的，硝酸鉀是白色的晶體，用觀察顏色的方法可以鑒別磷礦粉和硝酸鉀，故選項實驗方案合理。B.某些植物的花瓣中含有遇酸堿會變色的物質，可檢驗溶液的酸堿性，故選項實驗方案合理。C.NH4NO3溶于水吸熱，氫氧化鈉溶于水放出大量的熱，氯化鈉溶于水溫度幾乎無變化，可以鑒別，故選項實驗方案合理。D.Cu和Ag與FeSO4溶液均不反應，說明了活動性鐵>銅，鐵>銀，但無法確定銀和銅的活動性強弱，故選項實驗方案不合理。

故選：D。

二、實驗方案的評價

實驗方案的評價一般以選擇題、填空題和實驗探究題形式出現，要求從某一角度或幾個方面對實驗方案進行評價，排除不合理的或不夠優化的方案。

1.實驗方案的評價是指用批判的思想對題中所設計的實驗方案、實驗步驟、實驗裝置、現象描述、結論分析等方面進行否定或指出不合理的地方，從而使實驗得到優化。

2.原則：①化學反應原理是否正確。②實驗操作方法是否可行。③是否經濟合理。④推理過程是否嚴密。⑤對環境是否會產生危害等。

【例2】 （2014紹興中考）實驗小組的同學向盛有2mL稀硫酸的試管中加入2mL氫氧化鈉溶液，未觀察到明顯現象。

【提出問題】 兩者是否發生了化學反應？

【實驗探究】 將盛有上述實驗混合液的試管標為①，如圖甲。

小華：測得實驗所用稀硫酸pH<7，試管①中溶液pH>7，于是得出結論：。

小敏：取兩支試管，編號為②和③，分別加入稀硫酸和試管①中溶液各2mL，逐滴滴加Na2CO3溶液至過量，實驗過程與現象如圖乙，由此他得出了與小華一樣的實驗結論。

【反思評價】 小軍認為小敏在實驗設計中存在不夠嚴密的地方，請幫他指出：。

【交流討論】 試管③溶液中有哪些溶質？同學小孟分析了兩位同學的實驗過程，一致認為沒有H2SO4，其理由是。在此基礎上同學小孟提出兩種推理：

推理1：含有Na2SO4、Na2CO3和NaOH；推理2：含有Na2SO4、Na2CO3。

【實驗探究】 小華測得實驗所用稀硫酸pH<7，試管①中溶液pH>7，酸堿度發生了較大的改變，說明稀硫酸與氫氧化鈉發生了化學反應；

【反思評價】 小敏：取兩支試管，編號為②和③，分別加入稀硫酸和試管①（顯堿性）中溶液各2mL，逐滴滴加Na2CO3溶液至過量，稀硫酸與碳酸鈉溶液反應產生氣泡，試管①（顯堿性）與碳酸鈉溶液反應無氣泡產生，說明試管①中的全部溶液與2mL稀硫酸作對比實驗，因此實驗設計不嚴密，因為試管②和③需要保證里面的硫酸量是相同的（假設硫酸和氫氧化鈉沒發生反應），如果兩者沒有發生反應，試管①中的全部溶液才含有2mL硫酸，因此該實驗應該用試管①中的全部溶液與2mL稀硫酸作對比實驗。endprint