第1单元 课题2 化学是一门以实验为基础的科学（教师版）-2024年初中化学同步（人教版）

第1 单元 课题2 化学是一门以实验为基础的科学 目标任务 预习导学 自主梳理 ►科学探究 ►对蜡烛及其燃烧的探究 ►对人体吸入的空气和呼出的气体的探究 效果检测 探究提升 ►环节一 对蜡烛及其燃烧的探究 ►环节二 对人体吸入的空气和呼出的气体的探究 ►环节三 科学探究的方法和基本环节 课堂总结 强化训练 课程标准 学习目标 1 知道化学实验是进行科学探究的重要方式，具 备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活 动的基础和保证。 2 发展科学探究的好奇心、想象力与探究欲； 3 通过探究活动，初步养成注重实证、严谨求实 的科学态度； 4 树立自觉的安全意识和观念，学会正确使用安 全防护设施，养成节约和环保的习惯。 1．初步了解实验探究的过程，能在指导下根据 一定方进行实验，并通过观察和分析得出结论， 学会填写探究(或实验)报告。 2．通过对蜡烛及其燃烧的探究，初步学会观察 和记录化学实验的方法。 3．学会用控制变量的方法设计对照实验，学习 集气瓶的使用和排水法收集气体。 4．知道人体吸入的空气和呼出的气体在氧气、 二氧化碳和水蒸气的含量等方面的差异。 目标任务 01 预习导学 02 自主梳理 一、实验探究 科学探究一般涉及_______________、__________________、设计实验、______________、收集证据、___ _______________、反思与评价、________________等要素。 二、对蜡烛及其燃烧的探究 探究步骤 对现象的观察和描述 点燃前 白色圆柱状固体，质软，无气味， 溶于水，密度比水 燃着时 火焰分为三层，分别称为外焰、内焰和焰心。外焰最亮，焰心最暗； 温度最 高。干燥烧杯 ，澄清石灰水润湿内壁的烧杯内液体 ，推测蜡烛燃烧生成 。 熄灭后 蜡烛熄灭后有 产生，点燃白烟后蜡烛 小结：对蜡烛及其燃烧的探究活动，体现了化学学习的以下特点： (1)关注物质的 。例如物质的物理性质：颜色、状态、气味等；化学性质：能否燃烧等。 (2)关注物质的 。发光、放热，生成气体、产生沉淀等。 (3)关注物质 以及对结果的 。 三、对人体吸入的空气和呼出的气体的探究 1 收集空气: 取两个空集气瓶，用玻璃片盖好，其中为空气。 2 收集呼出的气体 :用 法收集人体呼出的气体 ①用集气瓶盛满水，用玻璃片盖好 ②把盛满水的集气瓶连同玻璃片一起倒立在水槽内 ③将导管插入集气瓶口，缓缓吹气，直到集气瓶口有气泡逸出 ④在水下用玻璃片将集气瓶口盖好，然后取出集气瓶，放在实验桌上 3 对人体吸入的空气和呼出的气体的探究 ①步骤1 将燃着的木条分别插入一瓶空气和一瓶呼出的气体中观察现象 现象：盛有空气的集气瓶 ，而盛有呼出气体的集气瓶中 结论：呼出的气体中氧气含量比吸入的空气中的 ②步骤2 向一瓶空气和一瓶呼出的气体中滴入相同滴数澄清的石灰水，并振荡，观察现象并记录 现象：盛有空气的集气瓶 ，而盛有呼出气体的集气瓶中的澄清石灰水 结论：呼出的气体中二氧化碳含量比吸入的空气中的 ③步骤3 取两块干燥的玻璃片，对着其中一块哈气，观察出的气体中观察现象玻璃片上水蒸气的情况，并 与另一片放在空气中的玻璃片作对比。 现象：放在空气中的玻璃片 ，而另一块玻璃片 结论：呼出的气体中的水蒸气比吸入的空气中的 【答】 一、提出问题 猜想与假设 进行实验 解释与结论 表达与交流 二、难；小 外焰；出现水雾；变浑浊；水和二氧化碳 白烟；重新燃烧 (1)性质 (2)变化 (3)变化的过程；解释和讨论 三、2 排水 3①无明显变化；木条熄灭；少 ②无明显变化；变浑浊；多 ③无明显变化；有水雾出现；多 预习检测 1、化学是一门以 为基础的科学。 2、科学探究的基本环节为： 、 、收集证据(包括设计实验、 等)、解释结论、 和表达与交流等。 3、蜡烛的主要成分是石蜡，刚熄灭时，烛芯冒出的白烟成分是 。 4、罩在蜡烛火焰上方的干冷烧杯内壁有 ，说明蜡烛燃烧的产物有 ；如何检验蜡烛燃烧后有二氧 化碳生成： 。 5、对人体呼吸过程中的物质转化关系，能得出的初步结论是：人体的呼吸作用通常是将空气中的 吸 入体内，通过呼吸作用产生 和 。 6、适宜用排水法收集的气体，应该 溶于水，且不与水发生反应。 7、如何用集气瓶收集室内的气体？ 。 8、在比较空气和人呼出的气体时，为何要取相同滴数的石灰水？ ，这种实验的方法叫 。 9、对人体吸入的空气和呼出的气体成分的探究。 (1)排水法收集呼出的气体，说明呼出气体_____________溶于水； (2)比较呼出的气体和空气中二氧化碳的含量。 分别取一瓶空气和呼出气体，各滴入相同滴数的澄清石灰水，并振荡，观察到现象为_______，证明呼出 气体中二氧化碳含量比空气中含量高； (3)比较呼出气体和空气中氧气的含量。 将_______分别插入空气和呼出气体中，观察到呼出气体中木条熄灭， 空气中木条正常燃烧的现象，证明 呼出气体中氧气含量比空气中含量低。 10 小永同学对蜡烛(主要成分是石蜡)及其燃烧进行了如下探究。请填写下列空白： (1)取一支蜡烛，用小刀切下一小块，把它放入水中，蜡烛浮在水面上。结论：石蜡的硬度较_____；密度 比水的密度_____。 (2)点燃蜡烛，观察到蜡烛火焰分为三层。把一根火柴梗放在蜡烛的火焰中(如图)约 1s 后取出，可以看到 火柴梗的_____处最炭化。结论：蜡烛火焰的______ (填""或“b”或“")处温度最高。 (3)再将一只干燥的烧杯罩在蜡烛火焰上方，烧杯内壁出现_____取下烧杯，迅速向烧杯内倒入少量澄清石 灰水，振荡，澄清石灰水变_____，该反应的化学方程式是_____。结论：蜡烛燃烧时生成了水和_____。 【答】 1、实验。 2、提出问题、猜想与假设、进行实验、反思评价 3、石蜡固体小颗粒。 4、水雾；将内壁沾有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，观察到澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成 。 5、氧气；二氧化碳；水 6、难或不易 7、集气瓶先装满水，带到室内倒掉，再盖上瓶盖 8、保证在其它条件相同下作对比；对比法 9、(1)难或不易 (2)呼出气体中澄清石灰水变浑浊，空气中澄清石灰水无现象 (3)燃着的木条 10、(1) ①小 ② 小 (2) ① ② (3) ①水雾 ② 浑浊 ③ ④ 二氧化碳或2 ►环节一 对蜡烛及其燃烧的探究 问题探究1 实验步骤 实验现象 实验结论 点 燃 前 ** Expression is faulty ** 观察蜡烛外观 白色，固态 石蜡的硬度：大(填“大”或 “小”) 石蜡的密度：比水小 石蜡的溶解性：难溶于水 ** Expression is faulty ** 用小刀切割 感觉软(填“软”或“硬”) ** Expression is faulty ** 取一小块投入盛水的烧杯中 石蜡浮(填“沉”或“浮”) 于水 点 燃 蜡 烛 ** Expression is faulty ** 观察蜡烛状态的变化 石蜡熔化 石蜡的熔点较低(47~64℃) ** Expression is faulty ** 观察火焰 火焰分三层，外层最亮 火焰从外到里分别为外焰、内 焰、焰心 ** Expression is faulty ** 取一根火柴梗，拿住一端迅 速平放入火焰中，约1s 后取 与外层火焰接触的火柴梗烧 焦最严重 火焰的外焰温度最高 ** Expression is faulty ** 取一个干燥烧杯罩在火焰上 方 烧杯内壁有水珠产生 石蜡燃烧有水生成 ** Expression is faulty ** 取一个用澄清石灰水润湿内 壁的烧杯罩在火焰上方 烧杯内壁澄清石灰水变浑浊 石蜡燃烧有二氧化碳生成 熄 灭 蜡 烛 ** Expression is faulty ** 吹灭蜡烛 有白烟产生 白烟具有可燃性 ** Expression is faulty ** 用火柴点蜡烛熄灭时产生的 白烟 蜡烛重新燃烧 【实验拓展】 (1)根据蜡烛燃烧的产物，写出蜡烛燃烧的文字表达式： 石蜡 + 氧气 二氧化碳 + 水 。 探究提升 03 (2)蜡烛刚熄灭时，烛芯冒出的白烟是 石蜡蒸气遇冷凝结成的固体小颗粒 。 【实验反思】 (1)罩在蜡烛火焰上方的烧杯底部有时会出现黑色小颗粒，该黑色小颗粒是碳的小颗粒，形成的原因是石蜡 燃烧不充分。 (2)烟与雾的区别：“烟”是 固体小颗粒 ；“雾”是 液体小颗粒 。 (3)现象与结论的区别：现象是能用器官感知的，结论是根据现象得到的。描述实验现象时，不要指出生成 物。 要点归纳 化学学习的特点 典例精讲 【典例1】(2023 春·广西南宁·八年级广西大学附属中学校考期中)小枚同学在探究蜡烛燃烧时发现蜡烛刚 熄灭时，总有一缕白烟冒出，这些白烟到底是什么物质呢？于是他在参加化学兴趣小组活动时提出这一问 题。 【提出猜想】 小枚同学猜测白烟是蜡烛燃烧时生成的二氧化碳(2)；小帅同学猜测白烟是蜡烛燃烧时生成的水蒸气(2)； 小娟同学则猜测白烟是石蜡受热后产生的石蜡蒸气遇冷凝结而成的固体小颗粒。 【实验探究】他们进行了以下探究 (1)吹灭蜡烛，立即用一个沾有澄清石灰水的烧杯罩住白烟(见图1)，目的是为了验证___________同学的 猜测。 (2)吹灭蜡烛，立即用一个干冷的烧杯罩住白烟(见图2)，烧杯内没有出现___________，证明白烟的成分 不是___________。 （1）关注物质的性质。例如，石蜡的颜色、状态、气味、硬度、密度、熔点等物理性质；石蜡能否燃 烧、燃烧产物能否使澄清石灰水变浑浊等化学性质。 （2）关注物质的变化。例如，受热时石蜡熔化等物理变化；燃烧时发光、放热的现象，有二氧化碳和 水的生成等化学变化。 （3）关注物质变化的过程以及对结果的解释和讨论。对物质在变化前、变化中和变化后的现象，进行 系统地、细致地观察和描述，而不是孤立地关注物质的某种性质或变化，经过比较和分析等思考过程， 得出可靠的结论。 (3)吹灭蜡烛，立即用燃着的木条去点燃白烟(见图3，注意不能与烛芯接触)，发现蜡烛重新被点燃，说明 白烟有可燃性，这为___________同学的猜测提供了证据。同时可排除白烟是___________(填写物质名称) 的猜测。 (4)若小娟的猜测正确，则蜡烛产生白烟这一过程属于___________(填“物理”或“化学”)变化。 【拓展提升】 (5)蜡烛燃烧产生的火焰分为外焰、内焰和焰心，其中温度最低的是___________。将燃着的蜡烛放入密闭 容器中，同时用氧气传感器测得密闭容器中氧气含量变化如图所示，说法正确的是___________。 ．蜡烛燃烧前密闭容器内的气体全部是氧气 B．蜡烛熄灭是因为容器内的氧气全部被消耗 ．蜡烛熄灭后容器内的气体并不全部是二氧化碳 D．蜡烛熄灭的原因是容器内氧气的体积分数小于一定值时，蜡烛无法燃烧 【答】(1)小枚 (2) 水珠 水蒸气 (3) 小娟 二氧化碳 (4)物理 (5) 焰心 D 【详解】(1)吹灭蜡烛，立即用一个沾有澄清石灰水的烧杯罩住白烟，是为了验证白烟是否为二氧化碳气体， 二氧化碳可使杯壁上的澄清石灰水变浑浊，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，故是为了验证 小枚同学的猜想； (2)吹灭蜡烛，立即用一个干冷的烧杯罩住白烟，如果白烟为水蒸气，烧杯内壁上会有水珠生成，根据题干 可知，烧杯内壁没有出现水珠；故证明白烟的成分不是水蒸气； (3)吹灭蜡烛，立即用燃着的木条去点燃白烟(见图3，注意不能与烛芯接触)，发现蜡烛重新被点燃，说明 白烟有可燃性，石蜡蒸气有可燃性，被燃着的木条点燃后引燃蜡烛，为小娟同学的猜测提供了证据；此现 象可排除白烟是二氧化碳的猜测，二氧化碳不燃烧也不支持燃烧； (4)若小娟同学猜测正确，石蜡受热由固态升华成气态，成为石蜡蒸气，过程中没有新物质生成，属于物理 变化； (5)蜡烛燃烧，焰心温度最低，因为焰心与氧气接触最少，燃烧不充分，故温度最低，外焰与氧气充分接触， 燃烧温度最高； 、由图示可知，蜡烛燃烧前密闭容器内的氧气的体积分数为21%，说法错误； B、由图示可知，蜡烛熄灭时容器内的氧气的体积分数约为16%，说法错误； 、由图示可知，蜡烛熄灭后容器内仍有氧气，不全部为二氧化碳，说法正确； D、燃烧是剧烈的氧化反应，物质燃烧需要有可燃物、氧气、温度达到可燃物的着火点三个条件，氧气浓 度不足时，反应的量很少，释放的热量不能支持物质持续燃烧，故容器内氧气的体积分数小于一定值时， 蜡烛无法燃烧，说法正确； 故选：D。 【典例2】(江苏省无锡市宜兴外国语学校2022-2023 九年上学期期末)根据如图所示“蜡烛燃烧”、 “人体吸入空气和呼出气体的探究”实验。回答下列问题。 (1)写出蜡烛燃烧的文字表达式_________。 (2)如图实验中，蜡烛熄灭时，产生白烟的过程发生_________(填“物理”或“化学”)变化。 (3)如图实验中能观察到的现象是_________，由此得出的结论是_________。 【答】(1)石蜡＋氧气 二氧化碳+水 (2)物理 (3) ①呼出气体中澄清石灰水变浑浊，空气中石灰水无明显变化 ② 呼出气体中二氧化碳的 含量高于空气中二氧化碳的含量 【解析】 (1)蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，该反应的文字表达式为：石蜡＋氧气 二氧化碳+水； (2)蜡烛熄灭时，产生白烟的过程，只是石蜡的状态发生了改变，无新物质生成，属于物理变化； (3)向空气和呼出气体中滴加相同滴数的澄清石灰水，呼出气体能使澄清石灰水变浑浊，空气不能使澄清石 灰水变浑浊，说明呼出气体中二氧化碳含量比空气中二氧化碳含量高。 ►环节二 对人体吸入的空气和呼出的气体的探究 问题探究2 实验步骤 实验现象 实验结论 ** Expression is faulty **收集两瓶空气样 品 ** Expression is faulty **用排水法收集两 瓶 呼 出 气 体 的 样 品 ** Expression is faulty **将燃着的木条分 别插入空气样品和呼出气体的样品中 空气： 木条继续燃烧 ； 呼出气体： 木条熄灭 呼出的气体中，氧气的含 量比空气中 低 ** Expression is faulty **向一瓶空气样品 和一瓶呼出气体的样品中各滴入相同滴数的澄 清石灰水，振荡 空气： 无明显现象 ； 呼出气体： 澄清石灰水变 浑浊 呼出的气体中，二氧化碳 的含量比空气中 高 ** Expression is faulty **取两块干燥的玻 璃片，对着其中一块哈气 哈气的玻璃片： 出现水珠 ； 放在空气中的玻璃片： 无 明显现象 呼出的气体中，水蒸气的 含量比空气中 高 【小结归纳】 （1）用排水法收集人体呼出的气体时，将集气瓶盛满水，并用玻璃片先盖住瓶口的一小部分，然后推动 玻璃片将瓶口全部盖住。 （2）适宜用排水法收集的气体，应该不 ( 或难 ) 溶于水，且不与水反应。如何用矿泉水瓶收集室内(或山洞 里)的气体？ 将矿泉水瓶装满水，进入室内 ( 或山洞里 ) 后倒掉水，然后盖上瓶盖 (写出具体操作)。(3)在比 较空气和人体呼出的气体时，为何要滴入相同滴数的澄清石灰水？保证在其他条件相同的情况下作对比， 这种实验方法叫对比。 要点归纳 二氧化碳 氧气 水蒸气 吸入的空气 少 多 少 呼出的气体 多 少 多 典例精讲 【典例1】(重庆市K12 2022-2023 学年九年级上学期第一次月考)为证明人体呼出气体中的2含量明显 高于空气中的2含量，采用如图装置进行实验。下列说法不正确的是 瓶1 和瓶2 中所装试剂均为澄清石灰水 B 吸气时，应将打开、B 关闭，呼气时，则相反 呼气时，瓶2 长导管内液面上升 D 通过瓶1 和瓶2 中的不同现象，推断人体呼出气体中的2含量明显高于空气中的2含量 【答】 【详解】、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，瓶1 和瓶2 中所装试剂均为澄清石灰水，故选项正确； B、根据人吸气时，活塞打开，活塞B 关闭；人呼气时，活塞关闭，活塞B 打开瓶，故选项正确；、根据 人吸气时，活塞打开，活塞B 关闭；人呼气时，活塞关闭，活塞B 打开瓶，二氧化碳跟石灰水反应，瓶内 压强几乎不变，瓶2 长导管内液面不变，故选项错误；D、通过瓶1 和瓶2 中的不同现象，证明人体呼出 的2含量明显高于空气中2，故选项正确。故选。 【典例2】(山东省临沂市费县2022-2023 学年九年级上学期期末)根据下列实验示意图回答下列问题。 (1)实验是“探究吸入空气和呼出气体的成分有什么不同”时的一组实验，___________(填“呼入空气”或 “呼出气体”)小木条先熄灭，据此得出的结论是_________； (2)实验B 中，木炭在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈，说明木炭燃烧的剧烈程度与_________有关； (3)实验所示装置取用固体时，可能造成的后果是__________。 【答】(1) ①呼出气体 ② 呼出的气体中氧气含量低于吸入的空气中氧气含量 (2)氧气的浓度 (3) 试管破损 【解析】 (1)由于氧气具有助燃性，而呼出的气体中氧气含量较少因此其中的小木条先熄灭； (2)由于木炭在纯氧中剧烈燃烧而在空气中不剧烈这说明氧气的浓度影响着可燃物燃烧的剧烈程度； (3)取用密度较大的块状固体时应先将试管横放，然后将固体放入试管后缓慢直立试管，如图所示，会落到 试管底使试管破损。 【典例3】(湖北省武汉市硚口区2022-2023 学年九年级上学期期中)武汉某中化学兴趣小组对人体吸入 的空气和呼出的气体进行了探究。 (1)用排水法收集两瓶呼出气体，当集气瓶内充满呼出气体时，将瓶口 (填序号)立即用玻