【优化探究】2014届高考化学一轮复习教师用书配套课件 热点实验探究(九)开放探究型实验_图文

热点实验探究(九)
开放探究型实验

开放探究型实验是指具有明确的实验目的,但答案具有不确 定性或者条件不唯一或者解题方法多样的试题。这类试题常 以基础知识为背景设计而成,要求学生自己选取相关的知识 或方法来解答,主要考查学生对基础知识的掌握程度、归纳 推理能力和逆向思维能力。目前,开放探究型实验一般是在 一定限定范围内的开放性探究。

1.题目类型和特点 类 型 特 点

条件开 放型 策略开 放型

题目给出了部分条件及确定的结论,要求学生 深入认识题中的内在联系,写出能得到结论的 有关条件。 条件和结论已知或部分已知,思维策略和解题 方法不唯一,要求学生根据题目所设条件和要 求,寻找切合实际的多种解决问题的途径。

结论开 给定条件而结论未给出或不全给出,从不同角 放型 度不同层面分析有不同的答案。

2.解题策略

(1)挖掘题目中的隐含条件是解题关键
通读全题,抓住题目(题图)中的重点字句(重点信息、变化趋 势等)进行分析、推理,找准突破口,从中得出命题人限定假

设或猜测的范围,设想怎样进行假设或猜测。
(2)猜想要有依据,方案要合理 根据题目的提示大胆、合理的猜想,并设计实验进行验证。 ①猜想一定要有事实根据或科学依据,是建立在一定知识基 础上的猜想,不能胡乱猜想,茫无边际。 ②注意对试题提供的情境进行分析 ,根据所学知识设计合 理、可行的实验方案,从实验中找到有力的证据,并对所提 出的问题作出科学解释,得出正确的结论。

(3)注意思维的有序性 对实验数据及现象的分析处理过程中,要注意思维的有序 性和条理性,对有关结论的概括,要用规范的学科语言来 表达。

(4)注重发散性思维
抓住实验七个“一”的应用:一个实验的多种现象,一个实 验现象的多种原因,一种装置的多种用途,一种用途的多种 装置,一种仪器的多种用法,一种物质的多种制法,一组物 质的多种鉴别方法。



(2011· 高考安徽卷)地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为

一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮
过程,利用Fe粉和KNO3溶液反应,探究脱氮原理及相关因素 对脱氮速率的影响。

(1)实验前 :①先用0.1 mol· - 1H2SO4 洗涤Fe粉, 其 目的是 L
________,然后用蒸馏水洗涤至中性;②将KNO3溶液的pH调 至2.5;③为防止空气中的O2对脱氮的影响,应向KNO3溶液中 通入________(写化学式)。

(2)右图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中,测出的溶液 中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线

略去)。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式:
__________________________________。t1时刻后,该反应仍 在进行,溶液中NH的浓度在增大,Fe2+的浓度却没有增大,

可能的原因是______________________________。
(3)该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设,请你完 成假设二和假设三:

假设一:溶液的pH;
假设二:__________________________________________; 假设三:_________________________________________; ??

(4)请你设计实验验证上述假设一,写出实验步骤及结论。 (已知:溶液中的 NO3 浓度可用离子色谱仪测定) 实验步骤及结论:


【解析】 (1)①用稀 H2SO4 洗涤 Fe 粉的目的是去除 Fe 粉表 面的氧化物等杂质,③中为防止空气中的 O2 对脱氮的影响, 向 KNO3 溶液中通入 N2。 (2)由图中各离子浓度的变化得 t1 时刻前反应的离子方程式为 4Fe+10H +NO3 ===4Fe2 +NH4 +3H2O。t1 时刻后反应仍 在进行,继续有 Fe2 生成,但从图像上看 Fe2 的浓度却在减 小,原因是 Fe2 的水解消耗了 Fe2 ,使 Fe2 浓度降低。 (3)从外界条件对反应速率的影响因素来看,温度和铁粉的表 面积都会对脱氮的速率产生影响。
+ + + + + + - + +

【答案】 (1)去除铁粉表面的氧化物等杂质 N2 - + + + + (2)4Fe+NO3 +10H ===4Fe2 +NH4 +3H2O 生成的 Fe2 水解(或生成的 Fe2 和溶液中的 OH 结合) (3)温度 铁粉颗粒大小 (4) 实验步骤及结论:①分别取等体积、等浓度的KNO3 溶液于不同的试管中;②调节溶液呈酸性且pH各不 相同,并通入N2;③分别向上述溶液中加入足量等质量的 同种Fe粉;④用离子色谱仪测定相同反应时间时 - 各溶液中NO3 的浓度。 - 若pH不同的KNO3溶液中,测出的NO3 浓度不同, 表明pH对脱氮速率有影响,否则无影响。 (本题属于开放性试题,合理答案均可)
+ -

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