第二节 体验化学探究 课件（46张PPT）

第二节
体验化学探究
开展化学研究，如何学好化学：
一、从问题开始
二、通过科学探究解决问题
三、对探究活动进行反思
A.隐形飞机是由什么材料制成的？
B.制隐形飞机的材料有什么性质？
C.怎样合成隐形飞机的材料？
一、从问题开始
沙子为什么能变成制作芯片的硅？
黑糊糊的石油变成绚丽多彩的衣物
A 石油的组成成分是什么？
B.石油通过怎样的变化才能变成做衣物的纤维？
C.石油可以燃烧，那么由它制成的衣物能否燃烧？
l．空气的组成是什么时候变成现在这个样子的，将来还会变吗？空气中氧气的含量是会随着二氧化碳的变化而变化？
2．智利富藏铜矿，中东盛产石油，山东的黄金储量居全国首位…… 地壳里的许多矿物为什么这样集中，而不是平均分布？
多识一点
3．如何设计各种“魔法”分子，使它们具有人们预先设定的功能？比如设计治疗癌症的药物分子，使它只能杀灭癌细胞，而不会损伤健康的细胞。
4．氢气可以能烧，是高效无污染的理想能源。怎样实现“用水制氢”又不消耗大量的常规能源？太阳能无穷无尽，无处不在，水也是普遍存在，用大阳能分解水制取氢气该是多么合算的事情！但是，目前用光能分解水还是一项有待攻克的世界性难题。
5 ．光合作用是地球上最重要的化学反应。小小一片绿叶，在太阳光的照射下，就可以把水和二氧化碳这两种物质轻而易举地转化为人类乃至整个动物界赖以生存的基础物质----碳水化合物和氧气，同时把太阳的光能转化为化学能贮存起来。这个低温条件下进行的化学反应至今无法在试管里实现，许多科学家正致力于探索光合作用的奥秘。
6 ．人们要把空气中的氮气转换为植物可以利用的氮肥，需要高温、高压等条件。而根瘤菌却在不知不觉中完成了这个过程，这可真是一个谜！
…………………
化学真是太奇妙，它无处不在，时刻影响着我们的生活，不断推动着人类社会的发展。
1、把你心中有关化学问题说出来与同学们共享。
2、怎样才能发现和提出更多有价值的问题？
要时刻保持一颗好奇心；
学会质疑,不轻信现成的结论；
善于变换角度看问题；
善于观察；
善于从生活实际中发现和提出问题；
1、蜡烛燃烧过程中有哪些变化？
2、影响蜡烛燃烧时间的因素有哪些？
3、……
生活无处没问题！
以蜡烛燃烧为例
一、蜡烛燃烧过程中有哪些变化？
1、蜡烛燃烧教程中哪些现象是物理变化？哪些现象是化学变化？
2、蜡烛燃烧时的火焰分层吗？哪层火焰的温度更高些？
怎样观察实验现象？
1、观察化学实验的基本方法：一般按照变化前、变化时、变化后三个阶段进行观察和记录。
变化前：观察并记录物质的形态、外观等。
变化时：观察并记录物质的形态、外观、能量变化及其他现象。
变化后：记录生成物的名称、观察物质的形态外观等。
蜡烛的燃烧
现象（1）点燃前：

（2）点燃时：
（3）过程中：
（4）熄灭时：
为白色固体、灯心较硬且黑
石蜡先熔化后燃烧
发光、放热、火焰呈黄色、下部为蓝紫色、有少量黑烟、有水
熄灭时有一缕白烟从灯心冒出、并能闻到一股石蜡的气味。白烟能被点燃。
蜡烛的燃烧
1.蜡受热融化和变为蜡蒸气是物理
变化（三态变化）。
2.蜡燃烧生成二氧化碳、水、炭黑等是化学变化（有新物质。有发光、放热、变色等现象）
3.蜡烛燃烧过程中既有物理变化
也有化学变化。
对蜡烛火焰的实验探究
问题
猜想
实验方案
实验现象
实验结论
蜡烛火焰是分层的吗？
是
或
不是
点燃蜡烛观察火焰
火焰分为三层
蜡烛的火焰分为三层：焰心、内焰和外焰
蜡烛火焰哪一层温度最高?
1、外焰
2、内焰
3、焰心
4、一样高
取一根火柴迅速平放入蜡烛火焰中，过2-3秒钟取出观察。
位于外焰区的火柴梗烧黑其它部位无明显现象
蜡烛火焰外焰温度最高。
二、影响蜡烛燃烧时间的因素有哪些？
容器体积小的比体积大的先灭
影响蜡烛燃烧的时间与蜡烛的高矮有关
高的比矮的先灭
两支火焰大小相同高矮不同的蜡烛同时罩在同一烧杯中观察
矮的比高的先灭
影响蜡烛燃烧的时间与容器形状无关
差不多同时熄灭
两支高矮火焰大小相同的蜡烛用体积相同形状不同的容器罩上并观察
容器低的比容器高的先灭
影响蜡烛燃烧的时间与容器的体积有关
容器小的比容器大的先熄灭
两支高矮火焰大小相同的蜡烛用体积不同的两个烧杯罩上观察
实验结论
实验现象
实验设计
猜想
我知道：
1、学会在生活中发现问题并寻找解决问题的方法是学习化学的重要方法之一；
2、化学科学探究的一般方法是：1）、发现和提出问题——设置探究主题；2）、作出猜想和假设；3）、收集资料——设计和实施实验方案；4）、整理资料——处理实验数据并形成实验结论；5）、交流与反思——反思实验方案的科学性、实验现象和数据的处理等。
3、蜡烛的燃烧有化学变化也有物理变化；燃烧的时间与容器体积和蜡烛高矮有关，与容器的形状无关。
阅读以下材料，体会科学家是怎样发现问题的。
几个世纪以来，人们一直认为，由碳元素组成的纯物质只有金刚石和石墨两种，科学家不知道这类物质还有其它形式。当科学家们对石墨的激光气化产物进行研究时，却意外的观测到了过去未曾发现的现象，这引起了几位科学家的好奇，他们不囿于固有观念，大胆设想石墨的气化产物中存在不同于金刚石和石墨的新物质！经过反复研究，终于发现了碳的另一种形态----C60。在推测这种物质的结构的时候，科学家发挥想象力，从一种“苍穹”式建筑中得到启发，最终通过实验确立了C60的足球状分子结构。
C60的发现
多识一点
金刚石结构示意图
C60结构示意图
石墨结构示意图
C60的发现
多识一点
阅读课本，说说探究活动的环节。
小明设计了一个实验，证明蜡烛燃烧时间与烧杯容积大小的关系。
他用同样的蜡烛分别在500mL、1000mL和1500mL的烧杯中燃烧，用秒表测量蜡烛燃烧的时间，为了保证实验结果的准确，他在每只烧杯中都重复测定了四次，并把实验结果记录如下：
对蜡烛燃烧时间长短的探究
二、通过科学探究解决问题
500mL
1000mL
1500mL
第一次
21″53 s
40″15 s
49″53 s
第二次
22″01 s
40″06 s
54″07 s
第三次
21″85 s
35″07 s
59″54 s
第四次
22″63 s
38″18 s
47″22 s
提出问题
解释与
结论
收集
证据
猜想
假设
制定计划
并实验
反思与
评价
影响蜡烛燃烧时间的原因
1、把一只1000mL的烧杯罩在燃烧的蜡烛上，看看它能燃烧多少时间。记下实验的结果： （很长一段时间/一会儿）。
2、你猜想那些因素可能影响蜡烛燃烧的时间？(比如蜡烛的粗细，蜡烛的高度，蜡烛的质地，蜡烛的形状，蜡烛的颜色……)
怎样设计实验证明自己的猜想？将这些想法在学习小组内交流讨论。每组将自己最优的方案拿出来在全班展示。
实验探究
3、下面是一些可能用到的实验品。根据本小组的实验设计选用相应的用品，并设计表格，用来记录实验数据。
4.小组内合作完成实验。
问题：
1、根据实验结果，说说你的猜想正确吗？为什么？
2、在实验中发生了哪些预想不到的情况？你能找到原因吗？
怎样保证实验结果的客观性？
设计实验的时候必须明确：
1、想探究的问题是什么（即实验目的，如在一定量的空气中蜡烛燃烧时间与蜡烛高度的关系）
2、需要改变的因素是什么(即实验自变量，如蜡烛的高度)
3、需要测量的因素是什么（即实验因变量，如蜡烛燃烧的时间）
4、需要保持不变的因素是什么（即控制变量，如燃烧需要的空气量、蜡烛的质地……）
确定了科学探究的问题后，为什么从设计实验到实施实验需要“三思而后行”，实验完成后，还应“行后而三思”？这对你今后的学习有什么启示？
三、对探究活动进行反思
通过对自己探究活动的过程和结果进行认真的反思与评价，才能使我们不断地获得进步。
探究实验目的：探究蜡烛的长度对蜡烛燃烧时间的影响
仪器、药品：不同长度的两支蜡烛、两只同样大小的大烧杯
步骤和方法：
1. 点燃这两支蜡烛。
2. 将两只烧杯同时分别倒扣在燃烧的蜡烛上，用秒表计时。
3. 重复实验四次。
实验探究 探究影响蜡烛燃烧时间的原因
实验次数 蜡烛燃烧的时间
次数
长蜡烛
短蜡烛
第一次
23″18
26″06
第二次
23″19
24″94
第三次
20″02
21″45
第四次
15″16
19″10
结论：
在同样大小的倒扣烧杯中，较长的蜡烛燃烧时间较短。
对结论的解释：
原因可能是燃烧产生的二氧化碳温度较高，密度较小，不易沉降到烧杯底部，反而聚集到烧杯上部致使长蜡烛先熄灭。
反思：
原来的猜想是短蜡烛先熄灭，当时认为蜡烛燃烧产生二氧化碳密度大，会沉降到烧杯底部，使得短蜡烛先熄灭。
1．通过本节课的学习，你认为应该怎样学习化学？
2．有人认为，科学探究应该“大胆猜想，小心求证”。你同意这种观点吗？
交流共享
需要进一步讨论的问题：
如果把“一定量空气”这一因素，设计为在同一个烧杯中同时点燃长度不同的蜡烛，情况是否会有所不同？长度差别多大的蜡烛才会在燃烧时间上产生差异？换用其它形状的容器，结果会怎样？
1.通过科学探究“学化学”是化学学习的有效方式，学习化学离不开以实验为主的科学探究，探究中不仅要认真地“做”，更要深入地“想”，还要积极地“说”，多做、多想、多说，就能学好化学，单纯的依赖教师的传授是学不好化学的。
2.“大胆猜想，小心求证”是科学探究的正确道路。只有“大胆猜想”才能提出有意义的研究方向，发现创新性问题，没有革旧布新的勇气和胆略是做不出科学发现和创新性成果的。“小心求证”说明了严谨求实的另一面。不然，再好的方向和设想，如果没有实事求是的态度和一丝不苟的精神，同样做不出创新成果。
1．勇于表达自己的观点。
2．学会倾听别人的意见。
3．寻找支持自己观点的证据。
多识一点
1 ．科学探究是学习化学的重要而有效的学习方式。
2 ．科学探究包括：“提出问题”、“建立假设”、“收集证据（包括设计实验方案、进行实验等）”、“获得结论”、“交流评价”这样几个基本环节。
3 ．化学实验是进行科学探究的重要途径，实验方案设计是实验探究的重要环节，它必须保证实验的公正性。
4 ．科学探究是一个合作的过程，只有积极参与才能享受到探究的乐趣。
1、________是学习化学重要而有效的学习方式，______是进行科学探究的重要途径，___________是实验探究的重要环节。
2、一元硬币的外观有银白色的金属光泽，同学们认为它可能是由铁制成的。在讨论时，有同学提出“我们可以拿磁铁来吸一下”。就“拿磁铁来吸一下”这一过程而言，属于科学探究中的（ ）
A.实验 B.假设 C.观察 D.做出结论
科学探究
化学实验
实验方案设计
A
在线测试
3、解决下列科学之谜主要属于化学学科的主要任务的
是( )
A.宇宙中其他星球是否存在生命之迷
B.埃及金字塔之谜
C.天池水怪之迷
D.根瘤菌在常温下将氮气转化为氮肥之谜
D
4、1998年，诺贝尔化学奖授予科恩（美）和波普尔（英），以表彰他们的工作在理论化学领域做出的重大贡献。他们的工作使实验和理论能够共同探讨分子体系的性质，引起整个化学领域正在经历一场革命性的变化，下列说法正确的是（ ）
A.化学不再是纯实验科学
B.化学不再需要实验
C.化学不做实验就什么也不知道
D.未来化学的方向还是经验化
A
5、某同学对蜡烛（主要成分是石蜡）及其燃烧进行了如下探究。请填写下列空格：
⑴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：石蜡的密度比水______。
⑵点燃蜡烛，观察到蜡烛的火焰分为外焰、内焰、焰心三层。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__________
最先碳化。
结论：蜡烛火焰的______部分温度最高。
小
两边
外焰
⑶再将一只干燥的烧杯罩在蜡烛火焰上方，烧杯内壁出现水雾。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，澄清石灰水变浑浊。
结论：蜡烛燃烧一定生成 。
水和二氧化碳