第1单元 课题2 化学是一门以实验为基础的科学（学生版）-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 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_____。 ►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 ** Expression is faulty ** 吹灭蜡烛 有白烟产生 白烟具有可燃性 探究提升 03 灭 蜡 烛 ** 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 。 (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）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。 (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___________。 (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 【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_________。 ►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 空气： 无明显现象 ； 呼出气体： 澄清石灰水变 呼出的气体中，二氧化碳 的含量比空气中 高 清石灰水，振荡 浑浊 ** 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 【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__________。 【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)立即用玻璃片盖好。 在水下 B 移出水面后 (2)下列关于呼出气体和吸入气体含量探究实验，选择的试剂或仪器正确的是 (填序号)。 比较氧气含量：带火星的木条 B 比较二氧化碳含量：燃着的木条 比较水蒸气含量：干冷的玻璃片 (3)直接利用如图装置进行吸气和呼气，探究人呼出气体二氧化碳含量与吸入气体中二氧化碳含量的大小比 较。 ①推测装置丙的作用是：_______。 ②若要得到人呼出气体的二氧化碳含量比吸入气体中二氧化碳含量高，则实验中观察到的现象为______。 ►环节三 科学探究的方法和基本环节 问题探究3 结合自己的体会，你认为化学中的探究需要哪些步骤(或环节 )? 根据做过的探究填表。 问题 人体吸入的空气与呼出的气体有什么不同? 猜想(假 设) 空气样品中的氧气的含量比呼 出气体中的氧气的含量高 空气样品中二氧化碳的含 量比呼出气体中的二氧化 碳含量低 空气样品中水蒸气的含量 比呼出气体中的水蒸气含 量低 实验 将燃着的小木条分别插入空气 样品和呼出气体的样品中 向一瓶空气样品和一瓶呼 出气体的样品中滴入相同 滴数的澄清石灰水 取两块干燥的玻璃片，对 着其中一片哈气，将另一 片玻璃片气，放置在空气 中 证据 空气样品中的小木条无明显变 化；呼出气体的样品中的小木 条熄灭 空气样品中的澄清石灰水 无明显变化;呼出气本的样 品中的澄清石灰水变浑浊 对着哈气的玻璃片上出现 水雾;另一片玻璃片无明显 变化 结论与 解释 燃着的木条在呼出气体中熄 灭，在空气中继续燃烧，说明 呼出气体中氧气含量少 呼出气体中石灰水变浑 浊，空气中不变浑浊，说 明呼出气体中二氧化碳含 量多; 向干燥的玻璃片吹气有水 珠，说明呼出气体中水蒸 气含量多 讨论 1 设计方的要求：实验原理、方法正确，操作过程严谨合理；药品、装置、步骤安全无危险性；操作简便、 装置简单；对环境友好。 2 方的评价角度:①化学原理是否正确、可行；②操作步骤是否简单，现象是否明显；③原料是否廉价易 得经济；是否节能环保；结论是否正确 ( 或与实验目的一致 ) 。 要点归纳 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)厨房里有一瓶白色固体，可能是食盐 或蔗糖。小明提出可用尝味道的方法来辨别它们，就这一过程而言，属于科学探究环节中的 猜想假设 B 设计实验 得出结论 D 收集证据 【典例2】 (辽宁省沈阳市法库县2022-2023 学年九年级上学期期中)市场上的防晒霜都宣称可以防晒。 暑假期间，我市某学校学生外出徒步旅行，准备借此机会做一个关于某品牌防晒霜的实验，看它是否有效。 其中四位同学的实验方如下表，你认为最合理的方是 实验人 实验方 一只手背上涂上防晒霜，另一只手不涂。一天后，比较两只手背的灼伤程度 B 第一天手背涂上防晒霜，第二天不涂。比较这两天被灼伤的程度 在同学的手背上涂上防晒霜，自己不涂。一天后，比较自己手背与同学手背 被灼伤的程度 D 手心上涂上防晒霜，手背上不涂。一天后，比较手心与手背被灼伤的程度 B B D D 【典例3】(广西贵港市港南区2022-2023 学年九年级上学期第一次月考)在实验的过程中多次重复实验 的主要原因是为了 得到较多的数据 B 避免偶然现象，使结果更真实 实验失败后重新再做 D 得出不同的结论 【典例4】(福建省福州市第一中学2022-2023 学年九年级上学期10 月月考)小明在化学实验室里发现一 瓶标签缺失的白色固体，他认为“可能是氯化钠”。对于可能是氯化钠，下列他的做法正确的是 尝一尝，如果有咸味就是食盐 B 用手指捻一捻是否有颗粒感 直接将“氯化钠”的标签贴在试剂瓶上 D 取少量固体于试管中，加入适量的水，振荡，观察现象 1．(2023·江苏盐城·校考二模)在2023 年江苏省化学实验调研比赛上，有选手展示了“泥土蜡烛”的创 新实验，实验装置如图。实验过程中观察到石蜡由固态变成液态，当石蜡沸腾后，石蜡燃烧。下列说法错 误的是 课堂总结 04 强化训练 05 ．该实验中土壤是可燃物 B．土壤不会改变石蜡的着火点 ．石蜡由固态变为液态发生物理变化 D．泥土中有较多孔隙，能形成毛细管输送蜡烛蒸气 2．(2023·福建厦门·校考二模)利用传感器采集蜡烛在密闭容器内燃烧过程中2和2浓度的变化，以探究蜡 烛熄灭的原因。实验装置如图1 所示，