科學探究專題解讀

科學探究題在中考中占有重要地位，它是對同學們的化學思維、探究能力和解決問題的技巧的一次綜合檢驗。科學探究的基本過程包括提出問題、猜想與假設、設計實驗、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價等環節。同學們需要理解每個環節的作用，并能在具體探究活動中準確識別和運用。

考點提煉

科學探究題中重點環節的考點如下。

（1）提出問題。

基于情境與現象：問題通常源于特定的化學實驗現象、生活中的化學現象或生產實際等情境。例如，看到鐵生銹的現象，提出問題：鐵生銹的條件是什么？

關注變量與因果關系：在提出問題時，會涉及對影響某個化學現象或結果的因素的思考，以及對變量之間因果關系的探尋。例如，探究影響化學反應速率的因素時，提出問題：溫度是否會影響過氧化氫分解的速率？

（2）猜想與假設。

科學性：猜想與假設需依據已有的化學知識、科學原理和實驗事實等，不能憑空臆想。例如，在探究鐵生銹的條件時，根據鐵與水、氧氣接觸易生銹等知識，可猜想鐵生銹可能與水、氧氣有關，而不能無端猜想鐵生銹與二氧化碳等因素有關。

合理性：所提出的猜想和假設要符合邏輯，能合理解釋所觀察到的現象或問題。例如，對于氫氧化鈉溶液變質的探究，結合氫氧化鈉能與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉，可合理猜想變質后的成分可能是碳酸鈉，或碳酸鈉與氫氧化鈉的混合物。

多樣性：對于同一問題，往往可以有多種不同的猜想與假設。例如，在探究影響化學反應速率的因素時，可能會猜想反應物濃度、溫度、催化劑、反應物接觸面積等多種因素會影響反應速率，體現了該環節的開放性和思維的多樣性。

（3）設計實驗。

原理正確：實驗設計必須基于科學的化學原理和概念，以確保實驗能夠準確地探究所提出的問題。

方法合理：選擇合適的實驗方法和技術手段，使實驗具有可操作性和可靠性。

控制變量：當研究多個因素對一個結果的影響時，需要控制其他因素不變，只改變其中一個因素來進行實驗。例如，在探究溫度對化學反應速率的影響時，要控制反應物的濃度、催化劑等其他條件相同，僅改變溫度這一變量。

（4）解釋與結論。

基于證據推理：解釋與結論必須建立在收集到的可靠證據基礎之上，運用科學的思維方法和化學知識進行邏輯推理，從而得出合理的結論。例如，通過對實驗中產生沉淀、顏色變化等現象的分析，結合化學方程式和物質的性質，推斷反應的發生和產物的生成。

考慮全面性：需要綜合考慮實驗過程中的各種因素和可能的影響，對證據進行全面、細致的分析，避免片面地得出結論。例如，在探究影響化學反應速率的因素時，要考慮到溫度、濃度、催化劑等多種因素的相互作用，不能僅僅根據單一因素的變化就輕易下結論。

緊扣探究主題：解釋與結論環節要緊密圍繞探究的問題和假設展開，回答所提出的問題，驗證或否定之前的假設，使整個科學探究過程具有明確的指向性和連貫性。例如，探究鐵生銹的條件，最終的結論就要明確指出鐵生銹與哪些因素有關，與探究主題無關的內容不應在結論中出現。

與其他環節相呼應：該環節與科學探究的其他環節相互關聯、相互支撐。解釋與結論環節是在提出問題、猜想與假設、設計實驗、收集證據等環節的基礎上進行的，同時又為反思與評價等后續環節提供依據，共同構成一個完整的科學探究過程。

（5）反思與評價。

對探究過程的審視：以批判的眼光對整個科學探究過程進行回顧和檢查，包括提出的問題是否具有探究價值、猜想與假設是否合理、實驗設計是否科學嚴謹、實驗操作是否規范準確、收集證據是否全面可靠等，找出其中可能存在的問題和不足之處。

多維度評價：需要從多個角度對科學探究進行全面的評價。

真題精講

例自熱食品中的發熱包浸泡在水中即可發熱。同學們開展了“探秘發熱包\"實踐探究活動。

【查閱資料】I.發熱包發熱溫度能保持在 72^°C 以上 10～15 分鐘。

Ⅱ.發熱包中發熱粉的主要成分為Al粉、 CaO 和 Na₂CO₃ ，加水后發生反應的化學方程式為：

反應 ① D：CaO+H₂O=-Ca（OH）₂o 反應 反應 （3）_：2Al+2NaOH+6H₂O=2Na[Al（OH）₄]+3H₂↑ 問題1：上述哪個反應是使發熱包溫度達到 72°C 以上的主要原因？

【進行實驗】分別取 3g 不同樣品，各加 10mL 水，其溫度與時間變化的曲線如下圖。

曲線a：發熱粉（Al粉、CaO、 .Na₂CO₃ ））

曲線b：CaO

曲線c：Al粉、NaOH

曲線d：Al粉、 .Ca（OH）₂.Na₂CO₃

注意： Ca（OH）₂ 和 Na₂CO₃ 樣品與水

融合后，溫度變化不明顯，未在圖中呈現

【分析討論】（1）通過曲線b可知，反應 （填序號）不能使溫度達到 72°C 以上。

（2）甲同學認為，通過曲線c可知，主要是反應 ③ 使發熱包溫度達到 72^°C 以上；乙同學認為此結論不準確，曲線c對應實驗中使用了 NaOH 固體，溫度較高的原因也可能與 有關；對此，甲同學補充說明，通過曲線d可知，反應 ③ 是發熱包溫度達到 72°C 以上的主要原因，請說明他得出此結論的理由

問題2：能否只用Al粉和NaOH作發熱粉？

【分析討論】大家認為，可從經濟、安全、發熱效果等視角進行分析。

（3）經調查，Ca0價格為420元/kg， Na₂CO₃ 價格為450元/kg，Na0H價格為1130元/kg根據 NaOH 的來源不同，計算可知：若直接用 8kgNaOH 作發熱粉原料，成本為9040元。若用 CaO 和 Na₂CO₃ 為原料制取 8kgNaOH ，理論上，所需Ca0的成本為2352元，則CaO和 Na₂CO₃ 的總成本為 元，成本更低。

（4）針對問題2，請你先做出判斷，再分別從物質性質和曲線變化趨勢兩個角度說 出判斷理由

問題3：發熱粉能持續發熱 10～15 分鐘的原因是什么？

【分析討論】（5）對比曲線 a，c，d 可知，發熱粉持續發熱的原因可能是：反應（填序號）能夠逐漸地產生 NaOH ，產生的 NaOH 再與Al粉反應，持續放出熱量。

（6曲線a對應樣品比曲線d對應樣品先開始發熱的原因是 。

【總結提升】可通過控制反應物的成分來調控化學反應的路徑，以滿足生產生活的需要。

【拓展延伸】（7）使用發熱包時，撕開外包裝塑料袋，檢查裝有發熱粉的無紡布袋無破損后，放人涼水中。使用后妥善處理發熱包。試推測無紡布應具備的性質（答一條即可）。

解析：（1）通過曲線b可知，只用CaO作發熱粉，CaO與水反應放熱不能使溫度達到 72^°C 以上，則反應 ① 不能使溫度達到 72^°C 以上。

（2）由于 NaOH 固體溶解時放出大量的熱，所以甲同學結論不準確。曲線d對應的實驗中發生了反應 ② 和反應 ③ ，反應 ② 中溫度變化不明顯，則發熱包的溫度達到72^°C 以上的主要原因是反應 ③ 放熱。

（3）設制取 8kgNaOH 需要 Na₂CO₃ 質量為 x ，列出化學方程式 Ca（OH）₂+Na₂CO₃= CaCO₃↓+2NaOH ，列出比例式 ，解得 x=10.6kg ，則 Na₂CO₃ 的成本為10.6kg×450 元 /kg=4770 元，則 CaO 和 Na₂CO₃ 的總成本為2352元 +4770 元 =7122 元。

（4）NaOH具有強烈的腐蝕性，使用不當會發生危險，通過曲線c的變化趨勢可以看出，發熱包溫度達到 72^°C 以上后，持續時間較短，溫度下降快，發熱包的發熱溫度不能保持在 72°C 以上 10～15 分鐘，所以不能只用A1粉和 NaOH 作發熱粉。

（5）由反應 （2）Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH 及曲線a ?_?c_?d 可知，發熱粉持續發熱的原因可能是反應 ② 能夠逐漸地產生 NaOH ，產生的 NaOH 再與Al粉反應，持續放出熱量。

（6）曲線a的發熱粉含有 CaO ，由于CaO先與水反應放出大量的熱，所以曲線a對應樣品比曲線d對應樣品先開始發熱。

（7）為了快速提高食品溫度，無紡布應具備的性質是導熱性好

總結提升

在科學探究題解題過程中，同學們需要注意以下幾個方面：

（1）認真審題，明確要求：仔細研讀題目，理解實驗目的、給定的條件和具體要求，確定研究的問題和探究方向，注意題目中的關鍵詞、限定詞等。

（2）夯實基礎，靈活運用：掌握各學科的基本概念、原理和規律等基礎知識，并靈活運用，將其遷移到不同的探究情境中，分析和解決實際問題。

（3）嚴謹實驗，規范操作：在設計實驗時，要嚴格遵循科學探究的基本原則，設置合理的對照實驗，準確控制變量，確保實驗方案的科學性和可行性。在描述實驗步驟時，要詳細、準確、規范，注明實驗儀器的使用方法、藥品的用量、實驗條件等。

（4）仔細分析，準確表達：對實驗數據要進行認真細致的分析。在得出結論時，要基于實驗數據和現象進行合理的推理和判斷，準確表述變量之間的關系，同時要考慮到實驗的誤差和局限性等因素。

（5）關注熱點，聯系實際：新中考的科學探究題常結合生活生產中的熱點問題和科技發展的新成果，同學們要關注社會熱點，了解科技動態，學會將所學知識與實際生活相聯系，提高科學探究的實用性和創新性。

（作者單位：沈陽市南昌初級中學）