第二节 体验化学探究
1.从问题开始
科学始于问题,化学科学就是在不断 发现问题 和 解决问题 的过程中向前发展的。
(1)取一支蜡烛,点燃,仔细观察刚点燃时、燃烧过程中、熄灭时、熄灭1分钟后的现象。
刚点燃时:烛芯周围的石蜡由固体变为 液体 。
燃烧过程中:火焰分为三层, 外层 最亮。
熄灭时:产生 白烟 。
熄灭1分钟后:烛芯周围的液体变为 固体 。
(2)取一根火柴梗,将其迅速插入蜡烛火焰中,约1秒后取出,发现处于 外 焰部分的火柴梗最先变黑。
(3)在蜡烛火焰上方罩上一个冷而干燥的烧杯,发现烧杯内壁有 水雾 ,再将烧杯迅速倒置,向其中加入少量澄清石灰水,振荡,观察到澄清石灰水变 浑浊 。
(4)通过实验,可以提出的问题有(提出三条即可): 蜡烛燃烧需要什么条件 、 蜡烛熄灭后的瞬间产生的白烟是什么物质 、 蜡烛的三层火焰中哪一层温度最高 ……
2.通过科学探究解决问题
(1)探究蜡烛燃烧的奥秘:
【提出问题】石蜡是否需要变成石蜡蒸气后才能燃烧
【猜想与假设】石蜡可能需要变成蒸气才能燃烧。
【设计并进行实验】
①尝试用火柴点燃蒸发皿中的一块固体石蜡,观察到石蜡 不燃烧 。
②点燃一支蜡烛,待烛芯周围有较多石蜡油产生时,熄灭蜡烛,立即尝试用火柴点燃石蜡油,观察到石蜡油 不燃烧 。
③将尖嘴玻璃管的末端插入燃着的蜡烛烛芯附近,一段时间后,尝试用火柴在尖嘴处点燃,观察到尖嘴处 可产生火焰 。
【结论与解释】石蜡是先 熔化成液态 再 变成气态 才燃烧的。
【反思与交流】
①反思探究过程有哪些需要改进。
②反思还有哪些有待进一步研究的问题。
(2)科学探究的基本环节包括:提出问题、 猜想与假设 、 收集证据 (包括设计实验方案、进行实验等)、 获得结论 、反思与评价、表达与交流等。
3.对探究活动进行反思
通常可从以下方面对探究活动进行反思:探究方法是否科学、有效 探究程序是否合理、简捷 探究过程是否安全、环保 有哪些需要改进的地方 还有哪些问题有待进一步探究
特别提醒 化学探究过程中,需要注意的问题:要养成质疑的习惯。问题的提出、猜想与假设,要以生活现象、已有知识、题设信息等为基础,要有针对性,不能不着边际地乱猜、乱想。
导·思
(易错)吹灭蜡烛时,在蜡烛上方会产生少量白烟,用点燃的火柴引燃白烟,白烟燃烧,则该白烟是水蒸气、石蜡蒸气还是二氧化碳 石蜡蒸气 ,你的理由是 水蒸气和二氧化碳不具有可燃性,不能被点燃 。
考点通过科学探究解决问题
【典例】(2023·淄博淄川区质检)某小组同学对蜡烛(主要成分是石蜡)刚熄灭时产生的白烟进行探究。
【提出问题】蜡烛刚熄灭时,总会有一缕白烟冒出,它的主要成分是什么呢
【猜想与假设】小明猜测白烟是蜡烛燃烧产生的二氧化碳;
小刚猜想白烟是石蜡燃烧产生的水蒸气;
小亮猜想白烟是石蜡蒸气凝结成的石蜡固体。
【收集证据】查阅资料:烟是由固体颗粒形成的,雾是由小液滴形成的。石蜡的熔点和沸点都很低,很容易液化和气化。二氧化碳是无色的且能使澄清石灰水变浑浊的气体。
【实验探究】
(1)吹灭蜡烛,立即用一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩住白烟,其目的是验证 小明 的假设;但这样做并不能得出正确的结论,原因是 蜡烛燃烧生成的二氧化碳干扰白烟的检验 。
实际上由于二氧化碳是一种 气体 ,就可以直接排除该假设的可能性。
(2)吹灭蜡烛,立即用一块干而冷的玻璃片放在白烟上,玻璃片上没有出现水雾。小刚得出结论:白烟不是 水蒸气 。
(3)吹灭蜡烛,立即用燃着的木条去点燃白烟(注意不要接触烛芯),发现蜡烛重新被点燃,说明白烟具有 可燃 性,这为 小亮 的假设提供了证据。同时可排除 小明和小刚 的假设,因为 水蒸气和二氧化碳都不能燃烧 。
借题发挥
上述实验中,把干冷的烧杯罩在蜡烛火焰上方检验蜡烛燃烧是否有水生成时,发现烧杯内壁被熏黑。后续操作错误的是 (B)
A.反复实验,并观察是否有相同的现象
B.认为与本次实验无关,不予理睬
C.查找蜡烛成分资料,探究黑色物质成分
D.向老师请教生成黑色物质的原因
方法点拨 简单证明蜡烛燃烧有水和二氧化碳生成的方法
1.将干冷的烧杯罩在蜡烛火焰上方,烧杯内壁出现水雾,说明蜡烛燃烧后有水生成。
2.片刻后取下烧杯,迅速向烧杯内倒入少量澄清的石灰水,振荡;若澄清石灰水变浑浊,说明蜡烛燃烧后生成了二氧化碳。
A层 基础练
1.(2023·淄博博山区期中)化学课上老师向硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液,发现有蓝色沉淀生成。于是有同学思考“加入其他物质也能有蓝色沉淀生成吗 ”,这属于科学探究中的(B)
A.设计实验 B.提出问题
C.交流评价 D.作出结论
2.(2023·泰安质检)对于自行车生锈,有的同学说与潮湿的环境有关,有的同学说和空气中的氧气有关,为了防止自行车生锈,他们想通过实验来一探究竟。下列做法正确的是 (D)
A.当个人的观点与大多数人的观点不一致时,应三缄其口
B.当个人的实验结论与书上的权威结论不一致时,应相信权威
C.当个人获得了与别人不同的实验结果时,没有必要查找原因,重复实验,应坚持自己的结果
D.在进行实验之前,应认真分析实验任务,仔细设计好实验方法和步骤,做好充分准备
3.(2022·东营广饶期中)下列对于蜡烛在空气中燃烧的实验现象的描述错误的是(A)
A.燃烧时生成水和二氧化碳
B.燃烧时产生黑烟,放出热量
C.火焰分为三层,外层最明亮
D.吹灭后有一股白烟冒出
4.下表列举了蜡烛在空气中燃烧的部分问题及对问题的解答,其中“对问题的解答”中属于“设计实验方案”的是 (B)
选项 问题 对问题的解答
A 火焰为什么向上 热气流上升,形成对流
B 探究火焰不同部位温度的高低 将火柴梗横插入火焰中1 s后取出,观察火柴梗变色情况
C 火焰上方的黑烟是怎么产生的 蜡烛不完全燃烧产生的炭黑小颗粒
D 吹灭蜡烛时产生的白烟是什么 石蜡蒸气遇冷形成石蜡固体
5.在“对蜡烛及其燃烧的探究”中,下列说法错误的是 (D)
A.蜡烛燃烧的同时也发生了熔化
B.蜡烛在空气中燃烧时发出黄白色火焰,放出热量
C.蜡烛燃烧生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊
D.用火柴点燃蜡烛时产生的白烟刚熄灭,蜡烛不能重新燃烧
6.(2023·东营期中)化学改变了世界。学好化学,明确以下问题:
(1)怎样学好化学 要明确科学探究的基本环节。下面是某学习小组针对科学探究提出的几个问题,请将下列所述基本环节补充完整,并按要求完成空白:
①“呼出的气体是什么 ”属于科学探究中的 提出问题 环节;
②“呼出的气体中一定有二氧化碳”属于科学探究中的 获得结论 环节;
③“呼出的气体中可能有二氧化碳”属于科学探究中的 猜想与假设 环节;
④“将呼出的气体通过澄清石灰水中,发现石灰水变浑浊”属于科学探究中的 收集证据 环节;
⑤“这个实验既简单,现象又明显”,某同学的这句话属于科学探究中的 反思与评价 环节。上述各环节的正确顺序是 ①③④②⑤ (填上述数字序号)。
(2)微粒观、分类观是学习化学的重要观念。
从微观看,物质都是由微小的粒子构成的,如 分子 、 原子 等是构成物质的基本微粒。
B层 能力练
7.(2023·济宁质检)英国科学家法拉第曾为少年儿童做过一个有趣的“母子火焰”实验,如图所示。据此实验,下列有关分析正确的是 (C)
A.子火焰中被燃烧的物质是液态石蜡
B.这一现象说明蜡烛中主要物质的熔点较低
C.要使该实验成功,导管不宜过长
D.导管的一端要插入母火焰的中心部位是因为该处氧气充足
8.(2023·淄博张店区质检)《蜡烛的化学史》是英国科学家法拉第所著的科普经典,今天王越小组沿着科学家的足迹进行探究。他们先查阅了资料:1、常温时,二氧化碳密度比空气大;2、孔明灯是利用“热空气比常温空气轻”的原理制成的,燃料燃烧使周围空气温度升高,密度减小上升。
接下来同学们进行了如下实验探究:
(1)甲同学取一支蜡烛,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(填“易”或“不易”) 不易 溶于水。
(2)乙同学点燃蜡烛,观察到火焰分为 外焰 、 内焰 、 焰心 三层。把一根火柴梗横放在火焰中约1秒后取出,可以看到火柴梗的 外焰处 最先变黑。结论:蜡烛火焰的 外焰 温度最高。
(3)对“高低不同的燃着的蜡烛罩上玻璃杯后谁先熄灭 ”这一问题,丙、丁两位同学有不同的认识:丙同学认为高的蜡烛先熄灭,丁同学认为低的蜡烛先熄灭,谁也说服不了谁,于是他们设计了如图所示的实验来验证自己的猜想。
①实验中将两支燃着的蜡烛罩上玻璃杯,最终都熄灭了。原因是 玻璃杯内空气中的氧气被耗尽 。
②丙同学认为高的蜡烛先熄灭,理由是 蜡烛燃烧生成的二氧化碳因温度升高,密度变小,聚集在杯内上方 。
丁同学认为低的蜡烛先熄灭,理由是 蜡烛燃烧生成的二氧化碳密度比空气大,沉积在杯内下方 。
③本实验条件下,丙同学的猜想被证明是正确的,同时还观察到玻璃杯内壁变黑。由此我们可以得到启发:从着火燃烧的高楼房间中逃离,正确的方法是 AC (填字母)。
A.用湿毛巾捂住鼻子 B.成站立姿势跑出
C.沿墙角迅速爬向房间外 D.打开窗户跳出
9.小明通过学习“蜡烛及其燃烧的探究”后,并对蜡烛燃烧、酒精灯中酒精燃烧、家庭使用的天然气燃烧等产生了兴趣,于是开始了一系列实验。
(1)首先他发现三种物质的状态不同,蜡烛是 固体 (填“气体”“液体”或“固体”,下同),酒精是 液体 ,天然气是 气体 。
(2)点燃酒精灯,观察到的主要现象有 BD (填序号)。
A.燃烧后产生刺激性气味 B.发光、发热
C.产生浓烟 D.火焰分层
(3)用一根木筷迅速插入天然气火焰中片刻取出观察到木筷表面出现的现象和蜡烛燃烧出现的现象相同,说明天然气燃烧火焰 外焰 温度最高,平时用水壶在天然气灶上烧水应用天然气的 外焰 加热。
(4)为了探究天然气燃烧后生成的产物,他将一只干冷的烧杯罩在天然气的火焰上方,烧杯内壁出现水雾。取下烧杯,迅速向烧杯内倒入少量澄清石灰水,振荡,澄清石灰水变浑浊。这说明天然气燃烧的生成物中一定含 水 和 二氧化碳 。 第二节 体验化学探究
1.从问题开始
科学始于问题,化学科学就是在不断 和 的过程中向前发展的。
(1)取一支蜡烛,点燃,仔细观察刚点燃时、燃烧过程中、熄灭时、熄灭1分钟后的现象。
刚点燃时:烛芯周围的石蜡由固体变为 。
燃烧过程中:火焰分为三层, 最亮。
熄灭时:产生 。
熄灭1分钟后:烛芯周围的液体变为 。
(2)取一根火柴梗,将其迅速插入蜡烛火焰中,约1秒后取出,发现处于 焰部分的火柴梗最先变黑。
(3)在蜡烛火焰上方罩上一个冷而干燥的烧杯,发现烧杯内壁有 ,再将烧杯迅速倒置,向其中加入少量澄清石灰水,振荡,观察到澄清石灰水变 。
(4)通过实验,可以提出的问题有(提出三条即可): 、 、 ……
2.通过科学探究解决问题
(1)探究蜡烛燃烧的奥秘:
【提出问题】石蜡是否需要变成石蜡蒸气后才能燃烧
【猜想与假设】石蜡可能需要变成蒸气才能燃烧。
【设计并进行实验】
①尝试用火柴点燃蒸发皿中的一块固体石蜡,观察到石蜡 。
②点燃一支蜡烛,待烛芯周围有较多石蜡油产生时,熄灭蜡烛,立即尝试用火柴点燃石蜡油,观察到石蜡油 。
③将尖嘴玻璃管的末端插入燃着的蜡烛烛芯附近,一段时间后,尝试用火柴在尖嘴处点燃,观察到尖嘴处 。
【结论与解释】石蜡是先 再 才燃烧的。
【反思与交流】
①反思探究过程有哪些需要改进。
②反思还有哪些有待进一步研究的问题。
(2)科学探究的基本环节包括:提出问题、 、 (包括设计实验方案、进行实验等)、 、反思与评价、表达与交流等。
3.对探究活动进行反思
通常可从以下方面对探究活动进行反思:探究方法是否科学、有效 探究程序是否合理、简捷 探究过程是否安全、环保 有哪些需要改进的地方 还有哪些问题有待进一步探究
特别提醒 化学探究过程中,需要注意的问题:要养成质疑的习惯。问题的提出、猜想与假设,要以生活现象、已有知识、题设信息等为基础,要有针对性,不能不着边际地乱猜、乱想。
导·思
(易错)吹灭蜡烛时,在蜡烛上方会产生少量白烟,用点燃的火柴引燃白烟,白烟燃烧,则该白烟是水蒸气、石蜡蒸气还是二氧化碳 ,你的理由是 。
考点通过科学探究解决问题
【典例】(2023·淄博淄川区质检)某小组同学对蜡烛(主要成分是石蜡)刚熄灭时产生的白烟进行探究。
【提出问题】蜡烛刚熄灭时,总会有一缕白烟冒出,它的主要成分是什么呢
【猜想与假设】小明猜测白烟是蜡烛燃烧产生的二氧化碳;
小刚猜想白烟是石蜡燃烧产生的水蒸气;
小亮猜想白烟是石蜡蒸气凝结成的石蜡固体。
【收集证据】查阅资料:烟是由固体颗粒形成的,雾是由小液滴形成的。石蜡的熔点和沸点都很低,很容易液化和气化。二氧化碳是无色的且能使澄清石灰水变浑浊的气体。
【实验探究】
(1)吹灭蜡烛,立即用一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩住白烟,其目的是验证 的假设;但这样做并不能得出正确的结论,原因是 。
实际上由于二氧化碳是一种 ,就可以直接排除该假设的可能性。
(2)吹灭蜡烛,立即用一块干而冷的玻璃片放在白烟上,玻璃片上没有出现水雾。小刚得出结论:白烟不是 。
(3)吹灭蜡烛,立即用燃着的木条去点燃白烟(注意不要接触烛芯),发现蜡烛重新被点燃,说明白烟具有 性,这为 的假设提供了证据。同时可排除 的假设,因为 。
借题发挥
上述实验中,把干冷的烧杯罩在蜡烛火焰上方检验蜡烛燃烧是否有水生成时,发现烧杯内壁被熏黑。后续操作错误的是 ( )
A.反复实验,并观察是否有相同的现象
B.认为与本次实验无关,不予理睬
C.查找蜡烛成分资料,探究黑色物质成分
D.向老师请教生成黑色物质的原因
方法点拨 简单证明蜡烛燃烧有水和二氧化碳生成的方法
1.将干冷的烧杯罩在蜡烛火焰上方,烧杯内壁出现水雾,说明蜡烛燃烧后有水生成。
2.片刻后取下烧杯,迅速向烧杯内倒入少量澄清的石灰水,振荡;若澄清石灰水变浑浊,说明蜡烛燃烧后生成了二氧化碳。
A层 基础练
1.(2023·淄博博山区期中)化学课上老师向硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液,发现有蓝色沉淀生成。于是有同学思考“加入其他物质也能有蓝色沉淀生成吗 ”,这属于科学探究中的( )
A.设计实验 B.提出问题
C.交流评价 D.作出结论
2.(2023·泰安质检)对于自行车生锈,有的同学说与潮湿的环境有关,有的同学说和空气中的氧气有关,为了防止自行车生锈,他们想通过实验来一探究竟。下列做法正确的是 ( )
A.当个人的观点与大多数人的观点不一致时,应三缄其口
B.当个人的实验结论与书上的权威结论不一致时,应相信权威
C.当个人获得了与别人不同的实验结果时,没有必要查找原因,重复实验,应坚持自己的结果
D.在进行实验之前,应认真分析实验任务,仔细设计好实验方法和步骤,做好充分准备
3.(2022·东营广饶期中)下列对于蜡烛在空气中燃烧的实验现象的描述错误的是( )
A.燃烧时生成水和二氧化碳
B.燃烧时产生黑烟,放出热量
C.火焰分为三层,外层最明亮
D.吹灭后有一股白烟冒出
4.下表列举了蜡烛在空气中燃烧的部分问题及对问题的解答,其中“对问题的解答”中属于“设计实验方案”的是 ( )
选项 问题 对问题的解答
A 火焰为什么向上 热气流上升,形成对流
B 探究火焰不同部位温度的高低 将火柴梗横插入火焰中1 s后取出,观察火柴梗变色情况
C 火焰上方的黑烟是怎么产生的 蜡烛不完全燃烧产生的炭黑小颗粒
D 吹灭蜡烛时产生的白烟是什么 石蜡蒸气遇冷形成石蜡固体
5.在“对蜡烛及其燃烧的探究”中,下列说法错误的是 ( )
A.蜡烛燃烧的同时也发生了熔化
B.蜡烛在空气中燃烧时发出黄白色火焰,放出热量
C.蜡烛燃烧生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊
D.用火柴点燃蜡烛时产生的白烟刚熄灭,蜡烛不能重新燃烧
6.(2023·东营期中)化学改变了世界。学好化学,明确以下问题:
(1)怎样学好化学 要明确科学探究的基本环节。下面是某学习小组针对科学探究提出的几个问题,请将下列所述基本环节补充完整,并按要求完成空白:
①“呼出的气体是什么 ”属于科学探究中的 环节;
②“呼出的气体中一定有二氧化碳”属于科学探究中的 环节;
③“呼出的气体中可能有二氧化碳”属于科学探究中的 环节;
④“将呼出的气体通过澄清石灰水中,发现石灰水变浑浊”属于科学探究中的 环节;
⑤“这个实验既简单,现象又明显”,某同学的这句话属于科学探究中的 环节。上述各环节的正确顺序是 (填上述数字序号)。
(2)微粒观、分类观是学习化学的重要观念。
从微观看,物质都是由微小的粒子构成的,如 、 等是构成物质的基本微粒。
B层 能力练
7.(2023·济宁质检)英国科学家法拉第曾为少年儿童做过一个有趣的“母子火焰”实验,如图所示。据此实验,下列有关分析正确的是 ( )
A.子火焰中被燃烧的物质是液态石蜡
B.这一现象说明蜡烛中主要物质的熔点较低
C.要使该实验成功,导管不宜过长
D.导管的一端要插入母火焰的中心部位是因为该处氧气充足
8.(2023·淄博张店区质检)《蜡烛的化学史》是英国科学家法拉第所著的科普经典,今天王越小组沿着科学家的足迹进行探究。他们先查阅了资料:1、常温时,二氧化碳密度比空气大;2、孔明灯是利用“热空气比常温空气轻”的原理制成的,燃料燃烧使周围空气温度升高,密度减小上升。
接下来同学们进行了如下实验探究:
(1)甲同学取一支蜡烛,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(填“易”或“不易”) 溶于水。
(2)乙同学点燃蜡烛,观察到火焰分为 、 、 三层。把一根火柴梗横放在火焰中约1秒后取出,可以看到火柴梗的 最先变黑。结论:蜡烛火焰的 温度最高。
(3)对“高低不同的燃着的蜡烛罩上玻璃杯后谁先熄灭 ”这一问题,丙、丁两位同学有不同的认识:丙同学认为高的蜡烛先熄灭,丁同学认为低的蜡烛先熄灭,谁也说服不了谁,于是他们设计了如图所示的实验来验证自己的猜想。
①实验中将两支燃着的蜡烛罩上玻璃杯,最终都熄灭了。原因是 。
②丙同学认为高的蜡烛先熄灭,理由是 。
丁同学认为低的蜡烛先熄灭,理由是 。
③本实验条件下,丙同学的猜想被证明是正确的,同时还观察到玻璃杯内壁变黑。由此我们可以得到启发:从着火燃烧的高楼房间中逃离,正确的方法是 (填字母)。
A.用湿毛巾捂住鼻子 B.成站立姿势跑出
C.沿墙角迅速爬向房间外 D.打开窗户跳出
9.小明通过学习“蜡烛及其燃烧的探究”后,并对蜡烛燃烧、酒精灯中酒精燃烧、家庭使用的天然气燃烧等产生了兴趣,于是开始了一系列实验。
(1)首先他发现三种物质的状态不同,蜡烛是 (填“气体”“液体”或“固体”,下同),酒精是 ,天然气是 。
(2)点燃酒精灯,观察到的主要现象有 (填序号)。
A.燃烧后产生刺激性气味 B.发光、发热
C.产生浓烟 D.火焰分层
(3)用一根木筷迅速插入天然气火焰中片刻取出观察到木筷表面出现的现象和蜡烛燃烧出现的现象相同,说明天然气燃烧火焰 温度最高,平时用水壶在天然气灶上烧水应用天然气的 加热。
(4)为了探究天然气燃烧后生成的产物,他将一只干冷的烧杯罩在天然气的火焰上方,烧杯内壁出现水雾。取下烧杯,迅速向烧杯内倒入少量澄清石灰水,振荡,澄清石灰水变浑浊。这说明天然气燃烧的生成物中一定含 和 。
