九年級化學（人教版）上冊學案：1.2.1 科學探究的一般步驟

1.2.1科學探究的一般步驟考點精講知識點1科學探究的基礎1．探究性實驗一般步驟：提出問題（確定研究對象和方向）表達與交流↓↑猜想與假設（查閱資料）反思與評價↓↑制定計劃（設計實驗）解釋與結論（結論要針對假設）↓↑進行實驗（觀察并記錄）搜集證據(jù)（對記錄的搜集、歸納和整理）2．化學學習的特點：（1）關注物質的性質；（2）關注物質的變化及變化時伴隨著的現(xiàn)象；（3）關注物質變化的過程以及對結果的解釋和討論。3．觀察實驗的方法：變化前物質的狀態(tài)、變化前后物質的狀態(tài)以及變化時所發(fā)生的現(xiàn)象。注意：觀察物質的性質、物質的變化和變化過程及其現(xiàn)象，并及時記錄；描述現(xiàn)象時不可出現(xiàn)產(chǎn)物的名稱，觀察不到現(xiàn)象的一般描述為“無明顯現(xiàn)象”?！镜淅?】化學是一門自然科學，學習化學最重要的方法是（）A．計算B．測量C．實驗D．推理【答案】C【解析】實驗是學習化學的一個重要途徑。通過實驗以及對實驗現(xiàn)象的觀察、記錄和分析等，可以發(fā)現(xiàn)和驗證化學的原理，學習科學探究的方法并獲得新的化學知識。計算、測量和推理也是化學學習的重要方法，但都沒有實驗更加重要。故選項C正確?！九e一反三】1．科學探究活動中觀察現(xiàn)象是指（）A．隨意觀察B．應從變化前、變化中、變化后三方面進行C．觀察變化后所存在的現(xiàn)象D．觀察變化過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象【答案】B【解析】化學學習的特點是關注物質的性質、變化和變化時伴隨著的現(xiàn)象。對物質在變化前、變化中和變化后的現(xiàn)象，進行系統(tǒng)地、細致地觀察和描述，而不是孤立地關注物質的某種性質或變化，經(jīng)過比較和分析等思考過程，得出可靠的結論。故選項B正確。2．小明同學在化學課上提出，可用澄清石灰水來檢驗人呼出的氣體是否是二氧化碳氣體，就這一過程而言，屬于科學探究環(huán)節(jié)中的（）A．建立假設B．收集證據(jù)C．設計實驗D．做出結論【答案】C【解析】“用澄清石灰水來檢驗人呼出的氣體是否是二氧化碳氣體”這是在設計用澄清的石灰水來驗證是否是二氧化碳，因此不屬于做出假設、做出結論、提出問題的環(huán)節(jié)，而屬于設計實驗?！炯记膳c方法】1.明確實驗目的（即弄清楚實驗原理）2.根據(jù)要求正確選擇儀器和藥品3.設計實驗裝置和操作步驟4.分析得出結論。【針對訓練】1.下列對于科學探究的認識不正確的是（）A.化學實驗是進行科學探究的重要途徑B.實驗方案的設計是實驗探究的重要環(huán)節(jié)C.科學探究是獨立完成的過程，不需要合作D.科學探究始于問題【答案】C【解析】A.化學實驗是進行科學探究的重要途徑，正確；B.實驗方案的設計是實驗探究的重要環(huán)節(jié)，正確；2.實驗桌上有一包黑色粉末，為驗證該粉末是鐵粉，有同學提出將磁鐵放在黑色粉末上方，這屬于科學探究中的（）A.猜想假設 B.收集證據(jù) C.設計實驗 D.得出結論【答案】C【解析】根據(jù)敘述可知“實驗桌上有一包黑色粉末，為驗證該粉末是否為鐵粉，有同學提出將磁鐵放在黑色粉末上方”是設計操作實驗階段，所以屬于設計實驗方案。故選C。3.進行科學探究是學好化學的一個重要手段，下列因素與化學探究有關的是（）①提出合理假設和猜想②設計探究實驗步驟③詳實記錄實驗現(xiàn)象和相關數(shù)據(jù)④合作進行化學實驗⑤形成總結性報告A.①③⑤ B.①②③ C.①②③⑤ D.①②③④⑤【答案】D【解析】實驗探究過程一般涉及提出假設、制定計劃、實施計劃、得出結論等步驟。題中①提出合理假設或猜想、②設計探究實驗步驟、③詳實記錄實驗現(xiàn)象和相關數(shù)據(jù)、④合作進行化學實驗、⑤形成總結性報告等都是實驗探究的項目。選D。4.法拉第曾以《蠟燭的故事》為題為青少年連續(xù)開展了多次報告。下列列舉了報告中涉及的問題及對問題的回答，其中“對問題的回答”屬于“設計實驗方案”的是（）【答案】D【解析】A.主要成分是燭油蒸氣屬于結論，不符合題意；B.火焰為什么向上，熱氣流上升，形成對流，屬于解釋原因，不符合題意；C.與火焰中的碳顆粒有關，燃顆粒會影響火焰的明亮程度，屬于現(xiàn)象的分析，不符合題意；D.用一張紙在火焰中心一掠，觀察紙上留下的紙痕屬于設計實驗方案，符合題意。故選D。知識點2蠟燭及其燃燒實驗及過程1.點燃前（1）蠟燭的顏色、狀態(tài)、氣味；（2）用小刀切割觀察硬度；（3）將蠟燭放入水中，觀察蠟燭的密度、水溶性。現(xiàn)象：白色圓柱狀固體、略有氣味、可用小刀切割、浮在水面上。結論：硬度較小，難溶于水，密度比水小。2.點燃時（1）蠟燭燃燒發(fā)生了哪些變化？現(xiàn)象：石蠟熔化并發(fā)光放熱。（2）火焰分幾層，哪層最明亮，哪層最暗？現(xiàn)象：火焰分三層：外焰、內(nèi)焰、焰心，外焰最明亮，焰心最暗（3）將火柴梗平放入火焰中1s后取出觀察?，F(xiàn)象：在外焰部分的火柴梗被燒焦；結論：外焰溫度最高，焰心溫度最低。（4）用干燥燒杯罩在火焰上有什么現(xiàn)象？說明什么問題？現(xiàn)象：燒杯內(nèi)壁有小水珠；結論：蠟燭燃燒有水生成。（5）用澄清石灰水潤濕內(nèi)壁的燒杯罩在火焰上有什么現(xiàn)象？現(xiàn)象：澄清的石灰水變渾濁；說明：蠟燭燃燒有二氧化碳生成?？偨Y論：蠟燭燃燒生成水和二氧化碳。3.熄滅后（1）觀察蠟燭熄滅時有什么現(xiàn)象發(fā)生？現(xiàn)象：有白煙生成（2）白煙是什么物質？石蠟的小顆粒。（3）熄滅時產(chǎn)生的白煙能否點燃？能重新點燃。注意：白煙能被點燃只能證明白煙具有可燃性，不能說白煙的成分是石蠟固體的小顆粒。【典例1】有關蠟燭性質和實驗現(xiàn)象的敘述錯誤的是（）A.蠟燭燃燒后生成的氣體可以使澄清的石灰水變渾濁B.用火柴去點燃剛熄滅的蠟燭，蠟燭不能重新燃燒C.蠟燭在空氣中燃燒發(fā)出黃色的火焰，放熱、有黑煙D.蠟燭燃燒的同時也發(fā)生了熔化【答案】B【解析】A.蠟燭燃燒后生成的氣體中有二氧化碳，故可以使澄清石灰水變渾濁，故選項說法正確；B.燃著的火柴去點燃蠟燭剛熄滅時的白煙，蠟燭能被點燃，因為白煙是蠟燭的固體小顆粒很容易被點燃，故選項說法錯誤；C.蠟燭在空氣中燃燒發(fā)黃光、放熱，并有黑煙產(chǎn)生，故選項說法正確；D.蠟燭燃燒的同時也發(fā)生了熔化，故選項說法正確。故選B。【舉一反三】1.把一根火柴梗平放在蠟燭火焰中約1~2

s后取出，能觀察到火柴梗（）A.均勻地變黑 B.與外焰接觸部分被燒黑C.與內(nèi)焰接觸部分被燒黑 D.與焰心接觸部分被燒黑【答案】B【解析】把一根火柴梗平放在蠟燭火焰中約1~2

s后取出，能觀察到火柴梗與外焰接觸部分被燒黑，這是因為外焰的溫度最高，焰心的溫度最低。故選B。2.在蠟燭燃燒的實驗中，觀察到罩在蠟燭火焰上方的燒杯內(nèi)壁有水霧，片刻后取下，迅速向燒杯內(nèi)倒入少量的澄清石灰水，振蕩變渾濁.由此你認為可以得出的正確結論是（）A.蠟燭燃燒后有水和二氧化碳生成B.蠟燭中含有水C.蠟燭有含有二氧化碳D.蠟燭中既有水又含有二氧化碳【答案】A【解析】在蠟燭的燃燒實驗中，觀察到罩在蠟燭火焰上方的燒杯內(nèi)壁有水珠，說明蠟燭燃燒后有水生成；迅速向燒杯內(nèi)注入澄清的石灰水，振蕩變渾濁，說明燃燒后有二氧化碳生成.A.由燃燒燃燒時的實驗現(xiàn)象，蠟燭燃燒后有水和二氧化碳生成，故選項說法正確.B.由罩在蠟燭火焰上方的燒杯內(nèi)壁有水珠，說明蠟燭燃燒后有水生成；不能得出蠟燭中是否含有水，故選項說法錯誤.C.由向燒杯內(nèi)注入澄清的石灰水，振蕩變渾濁，說明蠟燭燃燒后有二氧化碳生成；不能得出蠟燭中是否含有二氧化碳，故選項說法錯誤.D.由燃燒燃燒時的實驗現(xiàn)象，說明蠟燭燃燒后有水和二氧化碳生成，而無法得出蠟燭中只含有水不含有和二氧化碳，故選項說法錯誤.故選A.3.點燃一支蠟燭，把一個冷碟子放在蠟燭火焰的上方（如下圖所示），過一會后，在冷碟子的底部會收集到新制的炭黑。這個實驗說明了（）A.由于氧氣不足蠟燭不完全燃燒而生成了炭黑B.揮發(fā)的蠟燭遇冷后凝結而成炭黑C.蠟燭的燃燒可以不需要氧氣參與D.蠟燭中含有炭黑【答案】A【解析】點燃一支蠟燭，把一個冷碟子放在蠟燭火焰的上方（如下圖所示），過一會后，在冷碟子的底部會收集到新制的炭黑。這個實驗說明了由于氧氣不足蠟燭不完全燃燒而生成了炭黑，故選擇A【技巧與方法】實驗現(xiàn)象的準確描述“霧”：小液滴分散在氣體中形成的現(xiàn)象；如水霧、打開濃鹽酸瓶口出現(xiàn)白霧?！盁煛保汗腆w的小顆粒分散在氣體中形成的現(xiàn)象；紅磷燃燒產(chǎn)生白煙?！盎鹧妗保嚎扇夹詺怏w或者可燃性氣態(tài)物質燃燒產(chǎn)生的現(xiàn)象?！肮狻保汗虘B(tài)可燃物在燃燒時產(chǎn)生的現(xiàn)象。如鐵絲燃燒火星四射；鎂帶燃燒發(fā)出耀眼的強光等。【針對訓練】1.（多選）下列是“對蠟燭及其燃燒的探究”活動得出的結論，其中正確的是A．石蠟浮于水面，說明石蠟的密度小于水B．用小刀可將石蠟切下，說明石蠟的硬度較小C．蠟燭被吹滅有白煙，說明蠟燭燃燒現(xiàn)象：有大量白煙產(chǎn)生D．將干冷的燒杯罩在火焰上方，有水霧出現(xiàn)，說明蠟燭燃燒有二氧化碳生成【答案】AB【解析】A.石蠟浮于水面，說明石蠟的密度小于水，故選項說法正確。B.可用小刀將石蠟切下，說明石蠟的硬度較小，故選項說法正確。C.蠟燭剛熄滅時產(chǎn)生的白煙，點燃后會燃燒，說明該白煙具有可燃性，蠟燭燃燒沒有大量白煙產(chǎn)生，故選項說法錯誤。D.將干冷的燒杯罩在火焰上方，有水霧出現(xiàn)，水蒸氣遇冷凝結成水霧，說明蠟燭燃燒有水蒸氣生成，故選項說法錯誤。故選：AB。2.某同學對蠟燭及其燃燒進行了如下探究，請回答下列問題：（1）蠟燭是由_____和_____組成的。（2）點燃蠟燭，觀察到蠟燭火焰分為三層。把一根火柴梗橫放在蠟燭的火焰中（如圖），約1s后取出，可以看到火柴梗_____最先變黑，結論：蠟燭火焰的_____溫度最高。（3）再將一只干燥的燒杯罩在蠟燭火焰上方，燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水霧。片刻后取下燒杯，迅速向燒杯內(nèi)倒入少量澄清石灰水，澄清石灰水變白色渾濁。結論：蠟燭燃燒的產(chǎn)物為_____、_____。（填名稱）【答案】石蠟棉線燭芯兩端外焰水二氧化碳【解析】（1）蠟燭是由石蠟和棉線燭芯組成的。（2）溫度越高，木條碳化越快，把一根火柴梗橫放在蠟燭的火焰中，約1s后取出，可以看到火柴梗接觸火焰的部位的兩端先變黑，說明蠟燭火焰的外焰溫度最高。（3）再將一只干燥的燒杯罩在蠟燭火焰上方，燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水霧，說明生成了水。片刻后取下燒杯，迅速向燒杯內(nèi)倒入少量澄清石灰水，澄清石灰水變白色渾濁，說明生成了二氧化碳。知識點3對人體吸入的空氣和呼出氣體的探究【知識準備】(1)二氧化碳可以使澄清石灰水變成白色渾濁液，在下述實驗中，白色渾濁物越多，說明氣體中二氧化碳越多。(2)氧氣可以使帶有火星的木條復燃，木條燃燒越旺，說明氧氣越多。(3)二氧化碳可以使燃著的木條熄滅。(4)空氣主要是由氮氣、氧氣組成的，還含有二氧化碳、水蒸氣等。步驟1：取兩個空集氣瓶，用玻璃片將瓶口蓋好，這樣兩瓶空氣樣品就收集好了。（與集氣瓶配套使用的玻璃片一般是毛玻璃，使用時應將玻璃片的毛面向下蓋好集氣瓶）步驟2：取另外兩個集氣瓶，將它們分別盛滿水，并用玻璃片先蓋住瓶口的一小部分，然后推動玻璃片將瓶口全部蓋住，把盛滿水的瓶子連同玻璃片一起倒立在水槽內(nèi)(如圖1-14)。將飲料管小心地插入集氣瓶內(nèi)，并向集氣瓶內(nèi)緩緩吹氣(如圖1-15，注意：換氣時不要倒吸集氣瓶內(nèi)的水)，直到集氣瓶內(nèi)充滿呼出的氣體。在水下立即用玻璃片將集氣瓶的瓶口蓋好，然后取出集氣瓶放在實驗桌上(如圖1-16)。用同樣的方法再收集一瓶呼出氣體的樣品。步驟3：將燃著的小木條分別插入空氣樣品和呼出氣體的樣品中(如圖1-17)，觀察現(xiàn)象并記錄?，F(xiàn)象盛有空氣的集氣瓶中無明顯變化，盛有呼出氣體的集氣瓶中的燃著木條熄滅結論呼出氣體中氧氣的含量比吸入的空氣中的少步驟4：向一瓶空氣樣品和一瓶呼出氣體的樣品中各滴入相同滴數(shù)的澄清石灰水，振蕩(如圖1-18)，觀察現(xiàn)象并記錄?，F(xiàn)象盛有空氣的集氣瓶中無明顯變化，盛有呼出氣體的集氣瓶中的澄清石灰水變渾濁結論呼出氣體中二氧化碳的含量比吸入的空氣中的多步驟5：取兩塊干燥的玻璃片或鏡片，對著其中一塊哈氣(如圖1-19)，對比觀察兩塊玻璃片或鏡片上發(fā)生的現(xiàn)象。現(xiàn)象放在空氣中的玻璃片無明顯變化，另一塊上有水霧出現(xiàn)結論呼出氣體中水蒸氣的含量比吸入的空氣中的多【典例1】把一根燃著的木條，分別伸入裝有人呼出的氣體和普通空氣的集氣瓶內(nèi)，觀察到木條在盛有呼出氣體的集氣瓶內(nèi)先熄滅，由此說明（）A．呼出氣體中二氧化碳含量比空氣多B．呼出氣體中氧氣的含量比空氣中少C．呼出氣體中水蒸氣含量比空氣中多D．呼出的氣體都是二氧化碳【答案】B【解析】氧氣可以支持燃燒，燃著的木條熄滅與氧氣的含量相關。把一根燃著的木條，分別伸入裝有人呼出的氣體和普通空氣的集氣瓶內(nèi)，觀察到木條在盛有呼出氣體的集氣瓶內(nèi)先熄滅，由此說明呼出氣體中氧氣的含量比空氣中少，故選B?！九e一反三】1.在“人吸入的空氣和呼出的氣體有什么不同”的實驗中，下列說法不正確的是（）A．證明呼出氣體含二氧化碳多的證據(jù)是：呼出氣體使澄清石灰水變渾濁B．證明呼出氣體含氧氣少的證據(jù)是：呼出氣體使木條燃燒更旺C．證明呼出氣體含水蒸氣多的證明是：呼出氣體在玻璃片上結成水霧D．判斷呼出氣體含有氮氣的依據(jù)是：空氣中含有氮氣，而氮氣不被人體吸收【答案】B【解析】A.呼出氣體使澄清石灰水變渾濁，證明呼出氣體含二氧化碳多，A正確；B.呼出的氣體使燃著的木條熄滅，證明呼出氣體含氧氣少，B不正確；C.呼出氣體在玻璃片上結成水霧，證明呼出氣體含水蒸氣多，C正確；D.空氣中含有氮氣，而氮氣不為人體吸收，推斷呼出氣體含有氮氣，D正確。故選：B。2.根據(jù)“人體吸入的空氣與呼出的氣體有什么不同”實驗，請回答：(1)探究“二氧化碳含量是否相同”的實驗操作方法是：_______(2)所得結論對應的判斷依據(jù)是：_______【答案】將澄清石灰水分別倒入盛有空氣和呼出的氣體的集氣瓶中石灰水變渾濁的程度不同，二氧化碳含量不同【解析】（1）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；探究“二氧化碳含量是否相同”的實驗操作方法可以為將澄清石灰水分別倒入盛有空氣和呼出的氣體的集氣瓶中，通過石灰水變渾濁的程度，判斷二氧化碳含量的不同；（2）石灰水變渾濁的程度不同，二氧化碳含量不同?！炯记膳c方法】如何正確描述實驗現(xiàn)象(1)實驗現(xiàn)象是用感覺器官感覺到的影像(如顏色變化、物體形狀等)、聲音(如爆炸聲等)、氣味(如氨氣的刺激性氣味)等；實驗結論是根據(jù)在實驗過程中所獲得的現(xiàn)象，經(jīng)過整理、分析、推導等思維過程得到的觀點、論斷，二者不能混淆。(2)描述實驗現(xiàn)象時，不要指出生成物。(3)煙和霧不是一回事?！盁煛笔枪腆w小顆粒擴散而成的，“霧”是液體小液滴擴散形成的?！踞槍τ柧殹?．在擦玻璃時，人們時常向玻璃“哈氣”，再擦會使玻璃擦得更干凈，這說明與空氣相比，人體呼出的氣體中含有較多的A．CO2 B．N2 C