（一）課標要求

1．知道科學(xué)探究是人們獲取科學(xué)知識、認識客觀世界的重要途徑。

2．意識到提出問題和作出猜想對科學(xué)探究的重要性，知道猜想與假設(shè)必須用事實來驗證。

3．知道科學(xué)探究可以通過實驗、觀察等多種手段獲取事實和證據(jù)。

4．認識到科學(xué)探究既需要觀察和實驗，又需要進行推理和判斷。

5．熟悉科學(xué)探究的基本程序，即提出問題、猜想與假設(shè)、制訂計劃、進行實驗、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價、表達與交流等。

6．通過親身經(jīng)歷和體驗科學(xué)探究活動，增進對科學(xué)的情感，學(xué)習科學(xué)探究的基本方法，初步形成科學(xué)探究能力。

（二）典例分析

【例1】（煙臺）一男孩在排污井蓋上燃放鞭炮，點燃了排污井內(nèi)的氣體，井蓋被炸飛，男孩被井蓋擊傷。

【提出問題】排污井內(nèi)氣體的主要成分是什么？

【查閱資料】排污井內(nèi)的有機物在一定條件下發(fā)酵產(chǎn)生了氣體，其成分可能含有CO、CO2、CH4等。

【提出猜想】某興趣小組同學(xué)對排污井內(nèi)氣體含有上述氣體中最少2種成分的猜想如下：

猜想Ⅰ：有CO2、CH4；

猜想Ⅱ：有CO、CH4；

猜想Ⅲ：有CO、CO2；

猜想Ⅳ：有CO、CO2、CH4。

【實驗方案】小組同學(xué)共同設(shè)計了下圖所示的裝置并進行探究。

【問題討論】

（1）裝置A出現(xiàn)渾濁，證明猜想不成立。

（2）小明通過裝置C處的現(xiàn)象，證明猜想Ⅲ不成立。小芳對此提出了疑義，小芳認為要在位置，再增加一個上圖中(填字母編號)裝置，才能證明猜想Ⅲ不成立。

（3）為了進一步確認氣體中是否含有一氧化碳，小明將裝置C處氣體完全燃燒后的產(chǎn)物依次通過D、E，經(jīng)實驗測定裝置D增重1.8g，裝置E增重2.2g，由此證明猜想成立。

（4）小明認為排污井內(nèi)氣體是否含有CO，可以不用裝置B，小芳則認為需要使用裝置B，你認為裝置B的作用是。

【解析】（1）裝置A出現(xiàn)渾濁，說明井內(nèi)氣體中含有二氧化碳，因此猜想Ⅱ不正確。

（2）干冷的燒杯罩在火焰上是為了檢驗燃燒產(chǎn)物是否有水，但此時根據(jù)C處燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水珠，并不能證明猜想Ⅲ不成立，因為井內(nèi)氣體經(jīng)過B中的氫氧化鈉溶液時也會含有水蒸氣，這顯然干擾后續(xù)水的檢驗，所以應(yīng)在裝置B、C之間增加一個吸水裝置，一般選擇含有濃硫酸的洗氣瓶。

（3）根據(jù)CH4+2O2點燃2H2O+CO2不難算出，甲烷燃燒生成水和二氧化碳的質(zhì)量比是9∶11；現(xiàn)在D增重1.8g、E增重2.2g，說明C處氣體燃燒產(chǎn)生水和二氧化碳的質(zhì)量比正好是9∶11，所以猜想Ⅰ成立。

（4）一氧化碳一般不直接檢驗，多間接檢驗其氧化產(chǎn)物二氧化碳，因此裝置B的作用是清除氣體中的二氧化碳，以免對后續(xù)的檢驗產(chǎn)生干擾。

【答案】（1）Ⅱ（2）燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水珠裝置B、C之間D（3）Ⅰ（4）除去排污井內(nèi)氣體中的CO2

【例2】（遂寧）如下圖，甲、乙兩位同學(xué)在實驗室分別完成酸與堿、酸與鹽反應(yīng)的實驗后，依次將反應(yīng)后的廢液緩慢倒入同一潔凈的廢液缸中，當乙同學(xué)沿廢液缸壁緩慢傾倒廢液時，觀察到廢液缸中先有氣泡產(chǎn)生，然后又出現(xiàn)了白色沉淀。為科學(xué)處理廢液，甲、乙同學(xué)對廢液缸中最終廢液溶質(zhì)成分進行探究。

【提出問題】最終廢液中含有什么溶質(zhì)？

【猜想與假設(shè)】甲同學(xué)猜想：只有NaCl一種溶質(zhì)；乙同學(xué)猜想：廢液中含有NaCl、CaCl2兩種溶質(zhì)；你的猜想是：廢液中含有的溶質(zhì)是。

【實驗探究】如果你的猜想是正確的，你設(shè)計的實驗方案中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。

【實驗結(jié)論】通過實驗，證明你的猜想是正確的。

【反思交流】隨著大家環(huán)保意識的增強，實驗室產(chǎn)生的污染越來越受到重視，實驗中產(chǎn)生的污染物必須無害化處理后再排放。

【解析】甲、乙的實驗廢液混合時冒氣泡，說明甲、乙的實驗廢液中一定含有酸和碳酸鹽；后又出現(xiàn)白色沉淀，說明甲、乙的實驗廢液中還一定含有Ca2＋，因此，甲的實驗廢液中應(yīng)該含有生成物CaCl2、過量物HCl，乙的實驗廢液中應(yīng)該含有生成物NaCl、過量物Na2CO3。若甲、乙的實驗廢液混合后恰好完全反應(yīng)，則最終的實驗廢液中只有NaCl一種溶質(zhì)；若甲、乙的實驗廢液混合后CaCl2過量，則最終的廢液中含有NaCl和CaCl2兩種溶質(zhì)；若甲、乙的實驗廢液混合后Na2CO3過量，則最終的廢液中含有溶質(zhì)NaCl和Na2CO3。顯然，“我的猜想”是最終的廢液中含有的溶質(zhì)是NaCl和Na2CO3。

要驗證“我的猜想”，NaCl是一定含有無需驗證，只需驗證含有Na2CO3即可。根據(jù)Na2CO3的化學(xué)性質(zhì)和復(fù)分解反應(yīng)的條件可知，可以選用酸、CaCl2、BaCl2、Ca(OH)2等溶液作為檢驗試劑，有關(guān)的化學(xué)方程式也不難寫出。

【答案】【猜想與假設(shè)】NaCl、Na2CO3【實驗探究】Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑［或Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓］

（三）專題演練

1.（大慶）科學(xué)探究是探索生命的重要方法，下列關(guān)于科學(xué)探究的敘述錯誤的是（）

A．科學(xué)探究要堅持實事求是的態(tài)度

B．科學(xué)探究中要善于與人合作交流

C．在科學(xué)探究的結(jié)果與原有知識發(fā)生矛盾時，要修改實驗數(shù)據(jù)

D．科學(xué)探究的基礎(chǔ)是提出問題、作出假設(shè)

2.（重慶）李興同學(xué)將BaCl2溶液與H2SO4溶液混合，得到一種濁液，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。李興又將濁液過濾，并探究濾液的成分。

【提出猜想】猜想1：濾液里的溶質(zhì)只有HCl；猜想2：濾液里的溶質(zhì)有HCl和H2SO4；猜想3：濾液里的溶質(zhì)有HCl和。

【設(shè)計驗證實驗】操作Ⅰ：濾液加入鋅粒驗證猜想2；操作Ⅱ：濾液加入硫酸鈉溶液驗證猜想3。其中操作不能達到實驗?zāi)康?，?yīng)該將藥品更換成（填字母）。

A．AgNO3溶液B．BaCl2溶液

C．NaHCO3固體D．金屬鋁

3.（菏澤）小剛學(xué)習了“鹽和化肥”單元知識后知道，農(nóng)家肥料草木灰的主要成分是碳酸鉀，決定利用自己掌握的知識探究碳酸鉀溶液的酸堿性。

【溶液配制】將草木灰溶解，固液分離后得到澄清的碳酸鉀溶液。

【猜想與假設(shè)】碳酸鉀溶液的酸堿性可能有種情況。

【設(shè)計與實驗】小剛進行了如下實驗：

實驗一：向盛有適量碳酸鉀溶液的試管中滴加幾滴紫色石蕊溶液，溶液變?yōu)樗{色。

實驗二：向盛有適量碳酸鉀溶液的試管中滴加幾滴無色酚酞溶液，溶液變?yōu)榧t色。

實驗三：取pH試紙置于玻璃片上，用玻璃棒蘸取碳酸鉀溶液滴在pH試紙上，測得pH=12。

【實驗結(jié)論】以上實驗證明碳酸鉀溶液呈性，從物質(zhì)的分類看，碳酸鉀屬于（填“酸”、“堿”或“鹽”）類，從而說明鹽的水溶液不一定顯中性。

【實驗評價】以上三種實驗方案中，實驗三是從（填“定性”或“定量”）角度對溶液進行研究。

4.（煙臺）過氧化鈉（Na2O2）為淡黃色固體，可作為潛水艇或呼吸面具的供氧劑。人呼出的氣體的主要成分有氮氣、二氧化碳、水蒸氣和氧氣。Na2O2能分別與CO2、H2O反應(yīng)，化學(xué)方程式為：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑；2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。某化學(xué)興趣小組的同學(xué)開展了以下探究活動：

【實驗探究一】將呼出氣體通過下圖A中的裝置，收集得到一瓶再生氣體。再收集一瓶呼出氣體，將兩支燃著的同種木條分別同時伸入呼出氣體和再生氣體中，如下圖B，比較分析呼出氣體和再生氣體中氧氣含量的多少。

【分析討論】圖B的實驗是通過比較來比較兩種氣體中氧氣含量的多少。請說明呼吸面具或潛水艇用過氧化鈉作為供氧劑的最大優(yōu)點：。

實驗探究一結(jié)束后，同學(xué)們將圖A裝置中的殘留固體溶于水，得到了一杯無色溶液，他們對該溶液的溶質(zhì)成分進行探究。

【提出猜想】猜想Ⅰ：溶質(zhì)是NaOH；猜想Ⅱ：溶質(zhì)是；猜想Ⅲ：溶質(zhì)是NaOH和Na2CO3。

【實驗探究二】取上述溶液少許于試管中，滴加澄清石灰水，產(chǎn)生的現(xiàn)象，證明猜想Ⅰ不成立。

同學(xué)們經(jīng)過實驗探究證明猜想Ⅲ成立，請你寫出證明猜想Ⅲ成立的實驗步驟和現(xiàn)象。

實驗步驟和現(xiàn)象結(jié)論猜想Ⅲ成立5.(臺州)活潑金屬能否將較不活潑金屬從它的鹽溶液中置換出來，小美、小麗同學(xué)做了金屬鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)的實驗。

【實驗一】把一塊比綠豆略大的金屬鈉，放入盛有20毫升硫酸銅溶液的燒杯中，發(fā)現(xiàn)金屬鈉浮在液面上不停打轉(zhuǎn)，并發(fā)出嘶嘶聲，燒杯發(fā)燙，表層溶液中出現(xiàn)了藍色絮狀沉淀。絮狀物慢慢下沉且漸漸增多，并沒有出現(xiàn)紫紅色的銅。正準備整理器材，她們突然發(fā)現(xiàn)藍色沉淀漸漸變黑。

【提出問題】生成的黑色固體是什么物質(zhì)？

【實驗二】搭建分離裝置，經(jīng)過、洗滌、干燥，得到少量的黑色粉末。

【查閱資料】常見的黑色不溶于水的固體有：四氧化三鐵、二氧化錳、氧化銅、碳粉等。

【提出猜想】小麗猜想：黑色固體可能是氧化銅，不可能是四氧化三鐵、二氧化錳、碳粉，你認為小麗作出如此判斷的依據(jù)是。

小美猜想：黑色固體可能是氧化銅和銅的混合物。依據(jù)是量少而又細小的銅粉雜在氧化銅之間可能看不清。

【實驗三】為了進一步證實該黑色固體中是否含有銅，她們?nèi)∩倭吭摲勰┓湃朐嚬?，加入一定量的溶液，略微加熱，發(fā)現(xiàn)固體全部消失，從而證實了同學(xué)的猜想是正確的。那么，藍色絮狀沉淀怎么會變成黑色固體呢？

【查閱資料】Cu(OH)2的起始分解溫度約66℃。

【實驗反思】至此，謎底全部解開，為確保藍色沉淀不分解，實驗過程中要注意：（1）控制實驗的初始溫度；（2）放入的金屬鈉需適量；（3）。

6.（青海）在上化學(xué)課時，小明同學(xué)聽化學(xué)老師講到，做蛋糕時常用到一種白色粉末狀物質(zhì)，它既能中和發(fā)酵過程中產(chǎn)生的酸，又能起發(fā)泡作用，這種白色粉末狀物質(zhì)是碳酸氫鈉（NaHCO3）。他對此頗感興趣，決定對其進行探究。于是他與化學(xué)興趣小組的同學(xué)們一起進行如下探究：

【實驗一】探究碳酸氫鈉溶液的酸堿性。取少量新配制的碳酸氫鈉溶液于潔凈的試管中，用pH試紙測試溶液的pH為10，由此可知碳酸氫鈉溶液呈性。

【實驗二】小明認為蛋糕膨脹，是由于制作過程中產(chǎn)生了大量的二氧化碳氣體所致，他對二氧化碳的來源作了兩種猜想：猜想①：二氧化碳可能是由碳酸氫鈉與面團中的酸性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的；猜想②：二氧化碳可能是由碳酸氫鈉受熱分解產(chǎn)生的。

針對以上猜想，小明設(shè)計了以下實驗，請你完成下列表格中的空白。

實驗步驟實驗現(xiàn)象結(jié)論實驗1取少量該白色粉末于試管中，加適量鹽酸并把產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中猜想①正確實驗2有小水滴產(chǎn)生，

猜想②正確【小結(jié)】碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

【應(yīng)用】在炸油條時，通常在發(fā)酵后的面團中加入小蘇打（NaHCO3），其目的是。

7.（孝感）某化學(xué)實驗小組同學(xué)將鐵粉投入硫酸銅溶液中，發(fā)現(xiàn)生成紅色固體物質(zhì)的同時有較多的氣泡放出。生成的是什么氣體呢？同學(xué)們決定進行探究。探究前老師提示，該反應(yīng)生成的氣體只有一種。

【提出猜想】放出的氣體可能是SO2、O2或H2，提出猜想的依據(jù)是。

【查閱資料】SO2易溶于水，化學(xué)性質(zhì)與二氧化碳有相似之處，能使澄清的石灰水變渾濁，生成CaSO3。

【方案設(shè)計】依據(jù)上述猜想，實驗小組同學(xué)分別設(shè)計了如下方案：

（1）甲同學(xué)認為是O2，則檢驗方法是。

（2）乙同學(xué)認為是SO2，則需要將放出的氣體通入澄清石灰水中，看到澄清石灰水變渾濁。寫出SO2與Ca（OH）2反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

（3）實驗小組同學(xué)合作設(shè)計了如下組合實驗，排除和驗證猜想的氣體。

若拆去B裝置，直接連接A和C裝置進行實驗，可能導(dǎo)致后果發(fā)生。

【實驗探究】實驗開始時，先將收集到的氣體從a處通入一段時間后，再點燃C處酒精燈，這樣操作的目的是。

實驗過程中發(fā)現(xiàn)A裝置中溶液不變渾濁，C裝置中表面含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色。

【實驗結(jié)論】鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)時，產(chǎn)生的氣體是（寫化學(xué)式）。

【思維拓展】由上述實驗可以推出，硫酸銅溶液可能含有。

8.（張掖)某化學(xué)課堂圍繞“酸堿中和反應(yīng)”，將學(xué)生分成若干小組，在老師引導(dǎo)下開展探究活動。以下是教學(xué)片段，請你參與學(xué)習并幫助填寫空格。

【演示實驗】將一定量的稀H2SO4加入到盛有NaOH溶液的小燒杯中。

【學(xué)生板演】寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

【提出問題】實驗中未觀察到明顯現(xiàn)象，部分同學(xué)產(chǎn)生了疑問：反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)是什么呢?

【假設(shè)猜想】針對疑問，大家紛紛提出猜想。甲組同學(xué)的猜想如下：

猜想一：只有Na2SO4；

猜想二：有Na2SO4和H2SO4；

猜想三：有Na2SO4和；

猜想四：有Na2SO4、H2SO4和NaOH。

乙組同學(xué)對以上猜想提出質(zhì)疑，認為有一種猜想是不合理的。不合理的猜想是。

【實驗探究】（1）丙組同學(xué)取燒杯中的溶液少量于試管中，滴加幾滴CuSO4溶液，無明顯變化，溶液中一定沒有。

（2）為了驗證其余猜想，各學(xué)習小組利用燒杯中的溶液，并選用老師提供的pH試紙、銅片、BaCl2溶液、Na2CO3溶液，進行如下三個方案的探究。

實驗

方案測溶液pH滴加Na2CO3

溶液滴加BaCl2

溶液實驗

操作實驗

現(xiàn)象試紙變色，對比比色卡，pH＜7有氣泡產(chǎn)生產(chǎn)生白色沉淀實驗

結(jié)論溶液中有H2SO4溶液中有H2SO4溶液中有H2SO4【得出結(jié)論】通過探究，全班同學(xué)一致確定猜想二是正確的。

【評價反思】老師對同學(xué)們能用多種方法進行探究，并且得出正確結(jié)論給予肯定。同時指出【實驗探究】（2）中存在兩處明顯錯誤，請大家反思。同學(xué)們經(jīng)過反思發(fā)現(xiàn)了這兩處錯誤：

（1）實驗操作中的錯誤是。

（2）實驗方案中也有一個是錯誤的，錯誤的原因是