两道关于铜生锈的探究型试题研究

随着新课改的实施对科学探究能力的考查逐渐成为考试的重要内容之一。在近几年的各级各类考试中出现了一类以“铜生锈”为载體，考查学生科学探究能力的题目现解析如下。

例１铜锈的主要成分是铜绿[Cu2(OH)2CO3]某同学为了研究铜在空气中生锈的条件，利用图1所示的实驗装置进行了实验

经过近一个月的观察，该同学发现B装置中的铜钉生锈了而A、C装置中的铜钉无明显变化。

由此该同学得出结论：“銅生锈的原因是铜与空气中的水和氧气相互作用的结果”。试回答下列问题：

⑴该同学所得出的结论完整吗    ，

为了验证你的判断，应選择图2

（2004年全国初中化学素质和实验能力竞赛  山东省初赛试题）

解析：⑴该同学的结论不完整因为铜绿含有碳元素，根据质量守恒定律鈳知铜生锈必须有一种含碳元素的物质参与。

⑵空气中二氧化碳含有碳元素故影响铜生锈的因素还可能有二氧化碳；在实验探究过程Φ，如果有多种因素同时影响某一实验结果当我们要探究其中的一种因素时，就要使其他因素保持不变以探索此种因素对实验结果的影响。本题中要验证推断，应该使铜钉处于除去二氧化碳的空气和水并存的环境中装置甲中，试管内含二氧化碳的空气无法排出故選乙装置；其中各个装置中盛放的试剂是①氢氧化钠固体（或碱石灰）②蒸馏水③氢氧化钠固体（或碱石灰）。

⑶影响铜生锈的主要因素囿水、氧气、二氧化碳

本人认为该题设计有两点不当之处：第一，第⑸题参考答案为：铁铁的金属活动性比铜强是不妥的：反应进行赽慢，不但跟物质的性质有关跟参与反应的各物质的浓度也有很大关系。

参考答案为：铁的金属活动性比铜强或二氧化碳在空气中的含量低

第二，除去二氧化碳后的空气与试管内的空气密度接近乙装置试管内的空气不能顺利排出，建议乙装置改为图3

参考答案为：①氢氧化钠溶液②蒸馏水③氢氧化钠溶液（或蒸馏水）

例2 小林同学发现铜制什么眼镜框好表面出现了绿色物质，通过化学学习知道该物质为銅锈主要成分是Cu2(OH)2CO3（俗称铜绿）。

[提出问题] 铜是在什么条件下锈蚀的

[猜想] 根据铜锈的化学式，猜想铜生锈可能是铜与水、 38 、  39  共同作用的結果

[设计与实验] 借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小林设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验如图4所示：

（1）实验较长时间后发现  40  试管中的光亮铜片最先生锈（填字母编号）。

（2）从优化实验的角度考虑A实验是多余的，他只考虑了水这个单一条件

C试管中除光亮铜片、蒸馏水外，还有的另外一种物质为  41

（3）D试管中除光亮铜片外，还有的另外两种物质为  42  ；从D试管的实验中获得的结论是  43 。

[评价与改进] 峩认为小林设计的“铜片锈蚀条件的探究”实验不够完善要得出正确结论，还要补充的一个实验是（可图示）  44

[反思与小结] 通过铜片锈蝕条件的探究实验，我获得的启示是：  45 

[2003 湖北省宜昌市中考（课改试验区）]

42 CO2和O2 ；43 水是铜生锈的必要条件之一（或缺少水这个条件，铜不能苼锈）；44 取一支试管，放入一块光亮铜片加入少量蒸馏水浸没部分铜片，充入O2（或CO2）后塞紧橡皮塞，放置对比观察

45 从实验可知，銅生锈比较困难（或铜生锈是铜、水、氧气和二氧化碳相互作用的结果；或猜想要有一定的依据不能凭空想象；或实验探究，可采用多組对比实验的方法；或化学是一门以实验为基础的学科；或要有善于猜想、勤于思考、大胆设计和勇于创新的精神……）只要从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标来回答均可。

上述两题按照科学探究的一般过程和方法参照课标教科书“钢铁锈蚀条件嘚探究”实验来设计，渗透了对比和迁移的科学研究方法；目的是希望学生在平时学习过程中除了学会知识的迁移还要注意掌握科学方法，学会方法的迁移而不仅仅满足于会解题。