科学探究：

(1)
(2)化学课程中的科学探究，是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。它涉及提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素。学生通过亲身经历和体验科学探究活动，激发对化学学习的兴趣，增进对科学的情感，理解科学的本质，学习科学探究的方法，初步形成科学探究能力。科学探究是一种重要的学习方式，也是初中化学课程的重要内容，对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。


化学学科科学探究的特点
(1)新课标改革的理念是倡导探究式学习，“科学探究”是化学课程中重要的学习方式，使学生养成科学的思维方法和创新精神，培养学生的实践能力，因此，科学探究就是让学生有更多的机会去体验知识的探究过程，在探究过程中学习，在合作中学习，在学生与学生、教师与学生的交流中提升。“科学探究”是以问题为中心，南学生自己运用已有的知识选择恰当的手段，探究未知的现象、数据，并通过对获得的现象、数据的分析、归纳，得出正确的实验结论。从而使学生养成科学探究的态度，获得科学方法，提高运用科学知识解决生产、生活中实际问题的能力。

(2)针对化学学科的特点，具体可从以下几个方面加强对科学探究的认识：
①感受到科学探究是人们获取科学知识、认识客观世界的重要途径；
②意识到提出问题和作出猜想对科学探究的重要性，知道猜想必须用事实来验证；
③知道科学探究可以通过实验、观察等多种手段获取事实和证据；
④认识到科学探究既需要观察和实验，又需要进行推理和判断；
⑤认识到合作与交流在科学探究中的重要作用.

科学探究的要素和目标：

探究过程要素	达到目的
提出问题	a．能从日常现象或化学学习中，经过启发或独立地发现一些有价值的问题 b．能比较清楚地表述所发现的问题
猜想与假设	a．能主动地或在他人的启发下对问题可能的答案作出猜想或假设 b．具有依据已有的知识和经验对猜想或假设作出初步论证的能力
制订计划	a．在教师指导下或通过小组讨论，提出活动方案，经历制定科学活动计划的过程 b．能在教师指导下或通过小组讨论，根据所要探究的具体问题设计简单的化学实验方案，并且具有控制实验条件的能力
进行实验	a．能积极参与化学实验 b．能顺利地完成实验操作 c．能在实验操作中做到观察和思考相结合
收集证据	a．具有较强的实证意识 b．学习运用各种方式对物质及其变化进行观察 c．能独立地或与他人合作对观察和测量的结果进行记录，并运用图表等形式加以表述 d．初步学会运用调查、资料查阅等方式收集解决问题所需要的证据
解释与结论	a．能对事实与证据进行简单的加工与整理，初步判断事实与假设之间的关系 b．能依据一定的标准对物质及其变化进行简单的分类 c．能在教师的指导下或通过与他人讨论对所获得的事实与证据进行归纳，从而得出正确的结论 d．初步学会通过比较、分类、归纳、概括等方法认识知识之间的联系，形成合理的知识结构
反思与评价	a．具有对探究结果的可靠性进行评价的能力 b．能在教师的指导下或通过与他人讨论，对探究学习活动进行反思，发现自己与他人的长处以及存在的不足，并提出改进的具体建议 c．能体验到探究学习活动的乐趣和成功的喜悦
表达与交流	a．能用口头、书面等方式比较明确地表述探究过程和结果，并能与他人进行交流和讨论 b．与他人交流讨论时，既敢于发表自己的观点，又要善于倾听别人的意见

解答实验探究题的方法技巧：
     科学探究是积极主动地获取化学知识和解决化学问题的重要实践活动，根据题目情景提供的信息，要求学生初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工。要求考生会发现问题、提出问题、分析问题、并作出合理的猜想与假设，会设计实验验证自己的假设，以此考查学生的化学基础知识、综合实验能力和科学探究能力，培养学生的科学探究精神，提高科学素养。解答此类试题思维要有开放性，能探究性地提出问题．要敏锐地发现问题，提出假设和探究验证假设的方法，用观察到的现象和记录的数据进行推理和判断；要注意对试题提供的信息进行分析、数据的处理以及对探究问题的合理猜想和想象，不要生搬硬套，胡乱猜想，应在短时间内切准题目要害，找准突破口。
     
综合实验题答题的基本方法和原则思维过程：
原理一反应物一仪器装置一现象一结论一作用一意义一联想
①实验依据的性质和原理。
②反应物的状态及其替代物。
③装置的性能、使用方法、适用范围、注意事项、是否有替代装置。
④操作顺序、注意事项或操作错误产生的后果。
⑤现象描述要准确、全面、重点突出。
⑥直接得出结论或导出结论。

氧气参加反应的对比实验设计方法：
（1）探究氧气与其他物质反应条件的对比试验
①温度对比试验。用温度对比试验探究物质的着火点。如木炭和煤的着火点不同。
②浓度对比试验。用浓度对比试验探究可燃物能否与氧气发生反应或反应的现象不同。

（2）金属生锈条件的对比试验
与氧气接触铁不会生锈，与氧气、水同时接触铁才能生锈。铜与氧气、水和二氧化碳同时接触才能生锈。金属的生锈条件探究都是通过对比试验完成的。

反应生成氧气速率的对比试验设计方法：
（1）催化剂对制取氧气速率影响的对比试验
①有无催化剂的对比试验。如氯酸钾制氧气加入和不加入二氧化锰的对比试验。
②不同催化剂对过氧化氢分解的对比实验。如可设计对比试验探究MnO₂，CuO，Fe₂O₃等对过氧化氢的分解速率的影响。
（2）浓度对制取氧气速率影响的对比实验。
如取不同浓度的对氧化氢溶液，加入同质量的MnO₂观察H₂O₂分解速率。
在设计对比实验时，必须使用控制变量法。每次对比实验只能研究一个变量，其他的变量应该控制在相同的状态。如设计对比实验研究MnO₂和CuO哪种物质对H₂O₂分解速率影响大，那么容器中的过氧化氢浓度应相同。相反研究浓度对反应速率的影响，必须使用同种，同量的催化剂，温度，压强也应该相同。

控制变量法探究固体物质溶解速率：
中考试题中常出现探究“影响固体物质在水中的溶解速率的因素”的相关实验问题。在口常生活和实验中定性分析较多，如果定量分析就应该用控制变量法。
(1)控制溶质质量、溶剂质量、温度、溶质的颗粒大小，探究搅拌对溶解速率的影响。搅拌比不搅拌溶解得快。
(2)控制溶质质量、溶剂质量、温度，探究溶质的颗粒人小对溶解速率的影响，颗粒小的溶解快。
(3)控制溶质质量、溶剂质量、溶质的颗粒大小，探究温度对溶解速率的影响，对大多数物质来说，温度越高溶解的速率越快。
探究过程中获取、处理信息的常见方法：
（1）观察
①观察要目的明确、重点清晰，具有典型性。如：做关于物质性质的化学实验，重点观察物质性状的改变，包括气味的改变、气体的逸出、沉淀的产生或溶解、颜色的变化。
②观察要准确、仔细，事物变化有时微妙、偶然，在偶然、微妙中包含着飞跃，观察仔细、准确，才会有所收获。如：对于葡萄球菌培养皿中生长出的霉菌可杀死葡萄球菌这一现象，一般人难以发现，英国的弗莱明经过仔细观察发现了这一现象，于是出现了造福于人类的青霉素。
③观察时应对某一事物发生变化前后的现象进行比较，或对相关事物发生变化的现象进行比较，看看相同之处、不同之处，以便从中发现规律。

（2）比较分类
比较分类也是一种常用的方法，关键是在于将学习对象或所研究问题以一定标准分门别类进行对比。找出异同点，分清研究问题和学习对象的特征及相互关系。如：区分化学变化和物理变化时，需找出区分标准——反应前后的物质是否为同种物质。

（3）归纳演绎
归纳是解决一般与特殊的重要方法。归纳时应注意对某些或个别的化学现象、化学问题等进行观察，总结它们的共同点。演绎是利用一般的知识、原理等对特殊的事实、现象进行分析，从而认识特殊情形的本质特征、属性。演绎时注意大小前提的正确性，如：元素周期律的发现及元素周期表的建立，既是比较归纳的结晶，也是演绎的功劳。

发展科学探究能力：
科学探究的活动包括观察、提问、实验、比较、推理、概括、表达及运用等活动，科学思维具有广阔性、深刻性、独立性和敏捷性。下面谈谈科学探究的几种能力。

(1)观察能力观察能力是在亲身实验的条件下观察事物的能力，是有目的、有计划地感知客观事物的能力。观察能力的培养重在观察、发现问题，在科学探究中很重要的一点就是把观察到的内容通过文字描述或者绘图等多种形式表达出来。观察是科学探究的重要手段。

(2)提出问题的能力学生在生活、学习活动中，对自己身边的生活现象或学习化学时遇到的一些事例，能依据所给资料提出有探究价值的问题，并能对可能的答案作出猜想或假设。

(3)操作能力科学探究往往是以实验为载体进行的，而科学探究的重要环节是通过实验验证假设与猜想，从而得出正确的结论，要动手实验，首先要掌握实验操作的基本技能，然后再按一定的操作顺序进行操作。常言道“实践出真知”，就说明了动手操作的重要性。

(4)分析能力分析是通过对整体中的各个部分进行单独研究从而了解整体本质的探究方法。实验过程中要对实验现象、实验数据进行分析，找出它们的规律，然后要思考这些数据说明了什么，对你的假设是否有帮助。对整体中各个部分的研究是认识整体过程的基础。

(5)比较能力比较是将两件或两件以上的事物，通过诸多方面的比较，从而得出异同的过程。比较是分类、归纳和概括的基础。比较能力的培养，对学生认识事物、掌握规律起着巨大作用。因此，在科学探究中应重视比较能力的培养。

(6)归纳概括能力归纳概括是根据一部分信息来推断总体信息。要正确地做出归纳概括，从总体中选出的样本就必须具有代表性、广泛性。如：在学习酸的化学性质时，盐酸和稀硫酸都能使紫色的石蕊试液变红，即可归纳概括出大多数酸溶液都能使紫色石蕊试液变红，这就利用r归纳概括技能。

(7)推理能力当你对观察到的现象做出解释时，即在进行推理时，要注意推理不一定就是事实，即使是根据正确的观察做出的推论，也可能是错误的。要证明推论正确，唯一的方法就是再进一步观察、调查和研究。

(8)评价能力做出评价就是评估某件事情的好坏、对错。如：评价一个实验方案的设计是否合理，操作是否方便，对环境是否有害等。做出评价前，需要全面地考虑到事情的正面与反面，并明确自己持有什么样的观点和评价标准。在科学探究中要学会评价。

(9)合作学习能力化学学习中的科学探究过程，往往是学生小组或团队活动的过程，在合作探究中，学生应具有团结协作、资源共享的能力。

化学科学探究性试题分类：
(1)发现问题类探究题从生活现象、自然现象和实验现象中选出有价值的问题。解释此类问题的关键：观察、分析、联想，提出的问题要有探究价值，要有利于设计实验方案，有利于现象的观察和描述。解答此类探究题的方法：根据题目要求，从不同的角度提出问题，并进行猜想和假设。可以从以下八个方面提出问题和进行猜想：
a．从“对立面”中发现问题和猜想；
b．从“逆向思维”中发现问题和猜想；
c.从生活或实验中发现问题和猜想；
d．从探索闪果中发现问题和猜想；
e．在异常中发现问题和猜想；
f．在类比中发现问题和猜想；
g．在归纳判断中发现问题和猜想；
h．在“理所当然”中发现问题和猜想。然后结合猜想，依据已有的知识经验(如：物质的颜色、状态、气味等宏观性质和特征)去解答问题。注意提出的假设要周密、合理，有科学依据。

(2)假设、验证类探究题对问题有可能的答案作出猜想或假设，并据已有的知识经验对猜想或假设作出初步验证计划，以便设计实验方案。解答时，一是要围绕问题从不同的角度、不同的侧面进行假设或猜想，假设越全面，结论越可靠；二是要注意假设的合理性，要符合化学规律、化学原理，不能凭空设想；三是要从本质上去分析现象，抓住本质提出假设。

(3)收集证据、解释与结论类探究题此类探究题是运用调查、查阅资料等方式收集解决问题的证据，并对所收集的证据和获得的信息进行简单的加工与整理，通过分析比较、分类、归纳概括等方法，认识知识之间的联系，从而得出正确的结论并对结论作出正确的解释。收集证据，要有较强的实证意识，会观察、记录，准确精练的表述是解答此类题目的关键。

(4)结果分析、反思与评价类探究题此类探究题是对所获得的事实、证据进行总结、归纳，得出正确结论，对探究活动进行反思与评价。解答时可用比较、分类、概括、归纳等方法对证据和事实进行加工处理，利用逆向思维，对探究结果进行评价。而实验评价题是由题目提供一套或多套方案，从某一角度或几个方面评价方案的优劣。

(5)综合性探究类此类探究题是对科学探究的基本过程中的几要素进行全方位的考查，体现探究的全过程，解答时要注意结合实践经验和亲身体验，探究性地提出问题，用观察到的现象和数据进行推理、判断，根据试题的目的和要求，结合题设巾的材料，进行解答，思维要有开放性。

概念：
用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子，叫做化学式。如可用O2，H2O，MgO分别表示氧气、水、氧化镁的化学式。

对概念的理解：
(1)混合物不能用化学式表示，只有纯净物才能用化学式表示。
(2)每一种纯净物只有一个化学式，但一个化学式有可能用来表示不同的物质。如氧气的化学式是O₂，没有别的式子再能表示氧气；P既是红磷的化学式，也是白磷的化学式。
(3)纯净物的化学式不能臆造，化学式可通过以下途径确定：
①科学家通过进行精确的定量实验，测定纯净物中各元素的质量比，再经计算得出。
②已经确定存在的物质可根据化合价写出。

书写规则：
1.单质化学式的写法：
首先写出组成单质的元素符号，再在元素符号右下角用数字写出构成一个单质分子的原子个数。稀有气体是由原子直接构成的，通常就用元素符号来表示它们的化学式。金属单质和固态非金属单质的结构比较复杂，习惯上也用元素符号来表示它们的化学式。
2.化合物化学式的写法：
首先按正前负后的顺序写出组成化合物的所有元素符号，然后在每种元素符号的右下角用数字写出每个化合物分子中该元素的原子个数。一定顺序通常是指：氧元素与另一元素组成的化合物，一般要把氧元素符号写在右边；氢元素与另一元素组成的化合物，一般要把氢元素符号写在左边；金属元素、氢元素与非金属元素组成的化合物，一般要把非金属元素符号写在右边。直接由离子构成的化合物，其化学式常用其离子最简单整数比表示。

化学式的读法：
一般是从右向左叫做“某化某”，如“CuO”叫氧化铜。当一个分子中原子个数不止一个时，还要指出一个分子里元素的原子个数，如“P₂O₅”叫五氧化二磷。有带酸的原子团要读成“某酸某”如“CuSO₄”叫硫酸铜，还有的要读“氢氧化某”，如“NaOH”叫氢氧化钠。“氢氧化某”是碱类物质，电离出来的负电荷只有氢氧根离子。

化学式的意义：
（1）由分子构成的物质

		化学式的含义	以H2O为例
质的含义	宏观	①表示一种物质 ②表示物质的元素组成	①表示水 ②表示水是由氢、氧两种元素组成的
	微观	①表示物质的一个分子 ②表示组成物质每个分子的原子种类和数目 ③表示物质的一个分子中的原子总数	①表示一个水分子 ②表示一个水分子是由两个氧原子和一个氧原子构成的 ③表示一个水分子中含有三个原子
量的含义		①表示物质的相对分子质量 ②表示组成物质的各元素的质量比 ③表示物质中各元素的质量分数	①H2O的相对分子质R =18 ②H2O中氢元素和氧元素质量比为1:8 ③H2O中氢元素的质量分数=100%=11.1%

（2）由原子构成的物质(以Cu为例)
宏观：
表示该物质：铜
表示该物质由什么元素组成：铜由铜元素组成
微观：表示该物质的一个原子—一个铜原子。

化学式和化合价的关系：
（1）根据化学式求化合价
①已知物质的化学式，根据化合价中各元素的正负化合价代数和为0的原则确定元素的化合价。
标出已知、未知化合价：
列出式子求解：（+1）×2+x×1+（-2）×3=0 x=+4
②根据化合价原则，判断化学式的正误，如判断化学式KCO₃是否正确
标出元素或原子团的化合价
计算正负化合价代数和是否为0：（+1）×1+（-2）×1=-1≠0，所以给出的化学式是错误的，正确的为K₂CO₃。
③根据化合价原则，计算原子团中某元素的化合价，如计算NH₄⁺中氮元素的化合价和H₂PO₄^-(磷酸二氢根)中磷元素的化合价。
由于NH₄⁺带一个单位的正电荷，不是电中性的，因此各元素的化合价代数和不为多，而是等于+1. 设氮元素的化合价为x
x+(+1)×4=+1 x=-3
所以在NH₄⁺中，氮元素的化合价为-3. 同理H₂PO₄^-带一个单位的负电荷、不是电中性的、因此各元素的化合价代数和不为零，而是-1.
设磷元素的化合价为y
(+1)×2+y+(-2)×4=-1 y=+5 所以在H₂PO₄^-中磷元素的化合价为+5.
④根据化合价原则，确定物质按化合价的排序。如H₂S，S，SO²，H₂SO₄四种物质中均含有硫元素，并且硫元素的化合价在四种物质中分别为：-2，0， +4，+6，故这四种物质是按硫元素的化合价由低到高的顺序排列的。

（2）根据化合价写化学式
根据化合物中化合价的代数和等于0的原则，已知元素的化合价可以推求实际存在物质的化学式，主要方法有两种：
①最小公倍数法

	步骤	举例
写	一般把正价元素的符号(或原子团)写在左边，负价元素的符号(或原子团)写在右边，并把化合价写在元素符号(或原子团)的正上方	、
求	求出两种元素化合价绝对位的最小公倍数，然后求出每种元素的原子个数=	因为|-2|×|+3|=6，所以Al原子个数为6/3=2，O原子个数=6/2=3
标	将原子个数写在相应元素符号的正下角	Al2O3
验	检验各种元素正负化合价的代数和是否为0，确定化学式的正确性	（+3）×2+（-2）×3=0，所以该化学式正确。

②交叉法

	步骤	例1 硫酸铜	例2 氧化钙
排列	分析名称，确定元素符号（或原子团）的顺序	铝 硫酸根 Al  SO4	钙 氧 Ca  O
标价	标上化合价	、	、
约简	将化合价的绝对值约成最简整数比	、	、
交叉	将整数交叉写在元素符号（或原子团）的右下角
检验	根据正负化合价代数和是否为0，检验正误	（+3）×2+（-2）×3=0	（+2）+（-2）=0

确定化学式的几种方法:
1. 根据化合价规则确定化学式
例1：若A元素的化合价为+m，B元素的化合价为-n，已知m与n都为质数，求A，B两元素化合后的物质的化学式。
解析：由题意知正、负化合价的最小公倍数为m ·n，A的原子个数为(m·n)/m=n，B的原子个数为 (m·n)/n=m
答案：所求化学式为AnBm.

2. 根据质量守恒定律确定化学式
例2：根据反应方程式2XY+Y2==2Z，确定Z 的化学式
解析：根据质量守恒定律，反应前后原子种类不变，原子数目没有增减，反应前有两个X原子，四个Y原子，则两个Z分子含有两个X原子和四个Y原子。
答案：z的化学式为XY2

3. 利用原子结构特征确定化学式
例3：X元素的原子核外有17个电子，Y元素的原子最外层有2个电子，求X、Y两元素所形成的化合物的化学式。
解析：X元素的原子核外有17个电子，Y元素的原子最外层有2个电子，X原子易得1个电子，Y原子易失2个电子，根据电子得失相等可求化合物的化学式为YX2

4.利用元素质量比确定化学式:
例4：有一氮的氧化物，氮、氧两元素的质量比为7: 4，求此氧化物的化学式。
解析：设此氧化物的化学式为NxOy，根据xN:yO =7:4 得14x:16y=7:4，即x:y=2:1。
答案：所求氧化物的化学式为N2O。

5. 利用化学式中所含原子数、电子数确定化学式
例5：某氮氧化合物分子中含有3个原子，23个电子，求此化合物的化学式。
解析：设此化合物的化学式为NxOy，则
x+y=3
7x+8y=23
解得x=1，y=2
答案：所求化学式NO₂。

利用化学式的变形比较元素的原子个数：
例：质量相等的SO₂和SO₃分子中，所含氧原子的个数比为?
解析：SO₂的相对分子质量为64，SO₃的相对分子质量为80，二者的最小公倍数是320，二者相对分子质量相等时物质的质量相同，转化为分子个数SO₂ 为320/64=5，SO₃为320/80=4，即5SO₂与4SO₃质量相同，所以含氧原子的个数比为(5×2):(4×3)=10:12=5:6。
四、利用守恒法进行化学式计算：
例：由Na2S、Na2SO3、Na2SO4三种物质构成的混合物中，硫元素的质量分数为32%，则混合物中氧元素的质量分数为？
 解析：在Na2S，Na2SO3，Na2SO4中，钠原子与硫原子的个数比是恒定的，都是2:1，因而混合物中钠、硫元素的质量比(或质量分数比)也是恒定的。设混合物中钠元素的质量分数为x，可建立如下关系式。
Na ——S
46　　32
x　　　32%
46/32=x/32%
解得x=46%
混合物中氧元素的质量分数为1-32%-46%=22%。

利用平均值法判断混合物的组成
找出混合物中各组分的平均值(包括平均相对原子质量、平均相对分子质量、平均质量、平均质量分数等)，再根据数学上的平均值原理，此平均值总是介于组成中对应值的最大值与最小值之间，由此对混合物的组分进行推理判断。
例：某气休可能由初中化学中常见的一种或多种气体组成，经测定其中只含C，O两种元素，其质量比为3:8，则该气体可能是？
解析：由题给条件知，该气体只含C，O两种元素，而这两种元素组成的气体可能是CO2、CO，O2。CO2中C，O两种元素的质量比是3：8，CO中C，O两种元素的质量比是3:4，O2中C，O两种元素的质量比是0 (因C的质量为0)。题中给出该气体中C，O两种元素的质量比是3:8，故符合题意的气体组成为：CO2或 CO，O2或CO，O2，CO2。

利用关系式法解题技巧：
关系式法是根据化学式所包含的各种比例关系，找出已知量之间的比例关系，直接列比例式进行计算的方法。
例： 多少克(NH4）2SO4与42.4g尿素CO(NH2)2所含的氮元素质量相等?
设与42.4g尿素中所含氮元素质量相等的(NH4）2SO4的质量为x
(NH4）2SO4——2N——CO(NH2)2
　　132　　　　　　　　　60
　　　x　　　　　　　　　42.4g
132/x=60/42.4g
x=93.28
化学式前和化学式中数字的含义：
①化学式前面的数字表示粒子(原子、分子)数目；
②离子符号前的数字表示离子的数目；
③化学式石一下角的数字表示该粒子中对应原子或原子团的数目；
④离子符号右上角的数字表示该离子所带电荷数。

定义：
物质中某元素的质量分数，就是该元素的质量与组成物质的各元素总质量之比。

公式：
某元素的质量分数=
如AmBn中A元素的质量分数=
若题目给出物质的化学式，又同时知道物质的实际质量，则可根据物质的质量×某元素的质量分数=该元素的质量，将其中所含元素的质量求出。同理，物质的质量=某元素质量÷该元素的质量分数。

公式的理解：
计算时应先列式计算，然后代入数据算出结果。如水中氢元素的质量分数=×100%=×100%=×100%=11.1%而不能写成×100%=×100%=×100%=11.1%

化学式中质量分数的应用：
①已知物质的质量求所含的某元素的质量
利用公式：元素的质量=物质的质量×该元素的质量分数
②已知元素的质量求物质的质量
利用公式：物质的质量=元素的质量÷该元素的质量分数
③根据元素的质量分数确定物质的化学式

利用化学式的变形比较元素质量分数的大小：
例：三种铁的氧化物按铁元素的质量分数由大到小排列的顺序为？
解析：三种含铁的氧化物的化学式可变形为，则三种含铁的氧化物中铁元素的质量分数分别为：、、，通过比较分母可知：>>Ar(O)，故铁元素的质量分数由大到小排列的顺序为。