第二節(jié) 體驗(yàn)化學(xué)探究1.從問(wèn)題開(kāi)始科學(xué)始于問(wèn)題,化學(xué)科學(xué)就是在不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的過(guò)程中向前發(fā)展的。(1)取一支蠟燭,點(diǎn)燃,仔細(xì)觀察剛點(diǎn)燃時(shí)、燃燒過(guò)程中、熄滅時(shí)、熄滅1分鐘后的現(xiàn)象。剛點(diǎn)燃時(shí):燭芯周?chē)氖炗晒腆w變?yōu)?/span>液體。燃燒過(guò)程中:火焰分為三層,外層最亮。熄滅時(shí):產(chǎn)生白煙。熄滅1分鐘后:燭芯周?chē)囊后w變?yōu)?/span>固體。(2)取一根火柴梗,將其迅速插入蠟燭火焰中,約1秒后取出,發(fā)現(xiàn)處于焰部分的火柴梗最先變黑。(3)在蠟燭火焰上方罩上一個(gè)冷而干燥的燒杯,發(fā)現(xiàn)燒杯內(nèi)壁有水霧,再將燒杯迅速倒置,向其中加入少量澄清石灰水,振蕩,觀察到澄清石灰水變渾濁。(4)通過(guò)實(shí)驗(yàn),可以提出的問(wèn)題有(提出三條即可)蠟燭燃燒需要什么條件、蠟燭熄滅后的瞬間產(chǎn)生的白煙是什么物質(zhì)、蠟燭的三層火焰中哪一層溫度最高……2.通過(guò)科學(xué)探究解決問(wèn)題(1)探究蠟燭燃燒的奧秘:【提出問(wèn)題】石蠟是否需要變成石蠟蒸氣后才能燃燒?【猜想與假設(shè)】石蠟可能需要變成蒸氣才能燃燒。【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】①?lài)L試用火柴點(diǎn)燃蒸發(fā)皿中的一塊固體石蠟,觀察到石蠟不燃燒②點(diǎn)燃一支蠟燭,待燭芯周?chē)休^多石蠟油產(chǎn)生時(shí),熄滅蠟燭,立即嘗試用火柴點(diǎn)燃石蠟油,觀察到石蠟油不燃燒。③將尖嘴玻璃管的末端插入燃著的蠟燭燭芯附近,一段時(shí)間后,嘗試用火柴在尖嘴處點(diǎn)燃,觀察到尖嘴處可產(chǎn)生火焰。【結(jié)論與解釋】石蠟是先熔化成液態(tài)變成氣態(tài)才燃燒的。【反思與交流】①反思探究過(guò)程有哪些需要改進(jìn)。②反思還有哪些有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題。(2)科學(xué)探究的基本環(huán)節(jié)包括:提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、收集證據(jù)(包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)等)、獲得結(jié)論、反思與評(píng)價(jià)、表達(dá)與交流等。3.對(duì)探究活動(dòng)進(jìn)行反思通常可從以下方面對(duì)探究活動(dòng)進(jìn)行反思:探究方法是否科學(xué)、有效?探究程序是否合理、簡(jiǎn)捷?探究過(guò)程是否安全、環(huán)保?有哪些需要改進(jìn)的地方?還有哪些問(wèn)題有待進(jìn)一步探究?特別提醒:蠟燭的火焰分為三層,外焰層溫度最高,焰心層溫度最低;蠟燭燃燒生成二氧化碳和水。(易錯(cuò))吹滅蠟燭時(shí),在蠟燭上方會(huì)產(chǎn)生少量白煙,用點(diǎn)燃的火柴引燃白煙,白煙燃燒,則該白煙是水蒸氣、石蠟蒸氣還是二氧化碳?______________,你的理由是____________________________________。提示:石蠟蒸氣。水蒸氣和二氧化碳不具有可燃性,不能被點(diǎn)燃。知識(shí)點(diǎn) 通過(guò)科學(xué)探究解決問(wèn)題典例:某同學(xué)對(duì)蠟燭(主要成分是石蠟)及其燃燒進(jìn)行了如下探究,請(qǐng)?zhí)顚?xiě)。(1)取一支蠟燭,用小刀切下一小塊,把它放入水中,蠟燭浮在水面上。結(jié)論:石蠟的密度比水____。(2)點(diǎn)燃蠟燭,觀察到蠟燭火焰分為外焰、內(nèi)焰、焰心三層。把一根火柴梗放在蠟燭的火焰中(如圖),約1 s后取出,可以看到火柴梗的__a__處最先炭化。結(jié)論:蠟燭火焰的__外焰__層溫度最高。(3)將一只干冷的燒杯罩在蠟燭火焰上方,燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水霧。取下燒杯,迅速向燒杯內(nèi)倒入少量澄清的石灰水,振蕩,澄清石灰水變渾濁??芍菏炄紵a(chǎn)物有______二氧化碳__解析:(1)石蠟浮于水面,說(shuō)明石蠟的密度小于水的密度;(2)由于溫度越高,火柴梗越易被炭化,可以看到火柴梗的a處最先炭化,說(shuō)明蠟燭火焰的外焰溫度最高;(3)蠟燭燃燒后燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水霧說(shuō)明有水生成;二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,說(shuō)明蠟燭燃燒后生成了二氧化碳。上述實(shí)驗(yàn)中,把干冷的燒杯罩在蠟燭火焰上方檢驗(yàn)蠟燭燃燒是否有水生成時(shí),發(fā)現(xiàn)燒杯內(nèi)壁被熏黑。后續(xù)操作錯(cuò)誤的是(B)A.反復(fù)實(shí)驗(yàn),并觀察是否有相同的現(xiàn)象B.認(rèn)為與本次實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān),不予理睬C.查找蠟燭成分資料,探究黑色物質(zhì)成分D.向老師請(qǐng)教生成黑色物質(zhì)的原因解析:罩在蠟燭火焰上方的燒杯內(nèi)壁被熏黑,發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題,就應(yīng)該探究形成原因,解決自己發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題;認(rèn)為與本次實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān),不予理睬,沒(méi)有對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行探究,不符合科學(xué)探究的過(guò)程。簡(jiǎn)單證明蠟燭燃燒有水和二氧化碳生成的方法:1.將干冷的燒杯罩在蠟燭火焰上方,燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水霧,說(shuō)明蠟燭燃燒后有水生成。2.片刻后取下燒杯,迅速向燒杯內(nèi)倒入少量澄清的石灰水,振蕩;若澄清石灰水變渾濁,說(shuō)明蠟燭燃燒后生成了二氧化碳。1(2022·杭州期中)“你這瓜保熟嗎?面對(duì)顧客的疑問(wèn),瓜攤老板習(xí)慣用手來(lái)拍打西瓜,然后根據(jù)發(fā)出的聲音來(lái)判斷西瓜是否已經(jīng)成熟。就拍打西瓜這個(gè)環(huán)節(jié),類(lèi)似于科學(xué)探究中的(C)A.提出問(wèn)題       B.建立假設(shè)C.收集事實(shí)證據(jù)      D.得出結(jié)論解析:聽(tīng)聲音這個(gè)環(huán)節(jié),根據(jù)聲音判斷西瓜是否已經(jīng)成熟,類(lèi)似于科學(xué)探究中的收集事實(shí)證據(jù)。2.對(duì)科學(xué)探究認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的是(B)A.化學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的重要途徑B.科學(xué)探究是獨(dú)立完成的操作,不需要合作C.實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)是科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié)D.科學(xué)探究包括提出問(wèn)題、建立假設(shè)、收集證據(jù)、獲得結(jié)論、交流評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)解析:科學(xué)探究要堅(jiān)持實(shí)事求是的態(tài)度,科學(xué)探究中要善于與他人合作交流。3.(2021·煙臺(tái)質(zhì)檢)如圖所示把一根火柴平放在蠟燭火焰中(3 s后取出)可觀察到火柴梗(B)A.均勻地被燒焦B.外焰部分燒焦最嚴(yán)重C.焰心部分燒焦最嚴(yán)重D.內(nèi)焰部分燒焦最嚴(yán)重解析:在蠟燭的火焰中,外焰溫度最高,故外焰部分燒焦最嚴(yán)重。4.科學(xué)探究的意義是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要而有效的學(xué)習(xí)方式。它包括:建立假設(shè)交流評(píng)價(jià)獲得結(jié)論提出問(wèn)題收集證據(jù)等基本環(huán)節(jié)。合理的探究順序是(C)A.①②③④⑤    B.④⑤①②③C④①⑤③②    D①④⑤②③解析:探究的一般過(guò)程是從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題開(kāi)始的,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后,根據(jù)自己已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)問(wèn)題的答案作出假設(shè);設(shè)計(jì)探究的方案,包括選擇材料、設(shè)計(jì)探究步驟等。按照探究方案進(jìn)行探究,得到結(jié)果,再分析所得的結(jié)果與假設(shè)是否相符,從而得出結(jié)論,然后再交流評(píng)價(jià)。5.小明和小剛在廚房中發(fā)現(xiàn)了一瓶無(wú)色液體,小明認(rèn)為可能是白醋。小剛說(shuō)可以聞一聞。對(duì)于可能是白醋應(yīng)該是科學(xué)探究中的__猜想與假設(shè)__,對(duì)于聞一聞是科學(xué)探究中的__進(jìn)行實(shí)驗(yàn)__。解析:科學(xué)探究的基本環(huán)節(jié)包括提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、收集證據(jù)(設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn))、獲得結(jié)論、反思與評(píng)價(jià)、表達(dá)與交流。可能是白醋,屬于科學(xué)探究中提出的猜想與假設(shè);聞一聞是動(dòng)作,屬于科學(xué)探究中對(duì)猜想與假設(shè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。6.在對(duì)蠟燭及其燃燒的探究中,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(D)A.蠟燭燃燒的同時(shí)也發(fā)生了熔化B.蠟燭在空氣中燃燒時(shí)發(fā)出黃白色火焰,放出熱量C.蠟燭燃燒過(guò)程中既有物理變化又有化學(xué)變化D.用火柴點(diǎn)燃剛熄滅的蠟燭冒出的白煙,蠟燭不能重新燃燒解析:蠟燭燃燒時(shí),發(fā)出黃白色火焰,放出熱量;燃燒過(guò)程中石蠟熔化屬于物理變化,燃燒生成新物質(zhì)二氧化碳和水,屬于化學(xué)變化;用火柴點(diǎn)燃剛熄滅的蠟燭冒出的白煙,由于白煙是石蠟蒸氣凝成的石蠟固體小顆粒,具有可燃性,因此蠟燭能重新燃燒。7(2022·茂名質(zhì)檢)通過(guò)觀察蠟燭的燃燒以及對(duì)燃燒產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)探究,得出正確的結(jié)論是(D)①火焰溫度最高處是外焰 蠟燭燃燒能生成二氧化碳 燃燒能發(fā)光、發(fā)熱 燃燒能生成水A.①②③ B②③④ C D①②③④解析:外焰與空氣接觸多,充分燃燒,溫度最高,①正確;通過(guò)燒杯內(nèi)壁有水霧出現(xiàn),迅速向燒杯中倒入澄清的石灰水,振蕩,石灰水變渾濁可知,蠟燭燃燒生成二氧化碳和水,②④正確;③蠟燭燃燒時(shí)發(fā)光、發(fā)熱,③正確。8(2021·泰安質(zhì)檢)小明通過(guò)學(xué)習(xí)蠟燭及其燃燒的探究后,并對(duì)蠟燭燃燒、酒精燈中酒精燃燒、家庭使用的天然氣燃燒等產(chǎn)生了興趣,于是開(kāi)始了一系列實(shí)驗(yàn)。(1)首先他發(fā)現(xiàn)三種物質(zhì)的狀態(tài)不同,蠟燭是__固體__(氣體”“液體固體,下同),酒精是__液體__,天然氣是__氣體__。(2)點(diǎn)燃酒精燈,觀察到的主要現(xiàn)象有__BD__(填序號(hào))A.燃燒后產(chǎn)生刺激性氣味       B.發(fā)光、發(fā)熱C.產(chǎn)生濃煙           D.火焰分層(3)用一根木筷迅速插入天然氣火焰中片刻取出,觀察到木筷表面出現(xiàn)的現(xiàn)象和蠟燭燃燒出現(xiàn)的現(xiàn)象相同,說(shuō)明天然氣燃燒火焰__外焰__溫度最高,平時(shí)用水壺在天然氣灶上燒水應(yīng)用天然氣的__外焰__加熱。(4)為了探究天然氣燃燒后生成的產(chǎn)物,他將一只干冷的燒杯罩在天然氣的火焰上方,燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水霧。取下燒杯,迅速向燒杯內(nèi)倒入少量澄清石灰水,振蕩,澄清石灰水變渾濁。這說(shuō)明天然氣燃燒的生成物中一定含______二氧化碳__。解析:(1)蠟燭通常是固體,燃燒會(huì)熔化,酒精是液體,天然氣是氣體。(2)酒精燃燒,會(huì)發(fā)光、放出大量的熱,火焰分三層,產(chǎn)生的氣體無(wú)刺激性氣味,無(wú)濃煙。(3)木筷插入天然氣火焰中,木筷表面出現(xiàn)的現(xiàn)象和蠟燭燃燒出現(xiàn)相同現(xiàn)象,說(shuō)明天然氣燃燒火焰外焰的溫度最高,因此用外焰加熱。(4)將一只干冷的燒杯罩在天然氣的火焰上方,燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水霧,說(shuō)明反應(yīng)生成水,取下燒杯,迅速向燒杯內(nèi)倒入少量澄清石灰水,振蕩,澄清石灰水變渾濁,說(shuō)明反應(yīng)生成二氧化碳。9.化學(xué)興趣小組同學(xué)在一起探究蠟燭燃燒,他們將短導(dǎo)管插入焰心,發(fā)現(xiàn)另一端也可以點(diǎn)燃,也稱(chēng)母子火焰,如圖所示。對(duì)此他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究:【提出問(wèn)題】導(dǎo)管里一定有可燃性氣體,氣體成分可能會(huì)是什么呢?【猜想假設(shè)】猜想1:可能是蠟燭燃燒產(chǎn)生的水蒸氣;猜想2:可能是蠟燭不完全燃燒產(chǎn)生的一氧化碳;猜想3:可能是__蠟燭受熱后產(chǎn)生的石蠟蒸氣__;猜想4:可能是蠟燭不完全燃燒產(chǎn)生的一氧化碳和蠟燭受熱后產(chǎn)生的石蠟蒸氣的混合氣體。【查閱資料】一氧化碳能夠燃燒。【交流討論】同學(xué)們一致認(rèn)為猜想1錯(cuò)誤,原因是__水蒸氣不能燃燒__【實(shí)驗(yàn)探究】興趣小組同學(xué)換一根較長(zhǎng)的導(dǎo)管插入焰心,并用濕毛巾包住導(dǎo)管,然后在導(dǎo)管另一端做點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)。【實(shí)驗(yàn)分析】可能觀察到的現(xiàn)象結(jié)論導(dǎo)管口__能點(diǎn)燃__,去掉毛巾,導(dǎo)管內(nèi)壁看不到冷凝的固體猜想2正確導(dǎo)管口不能點(diǎn)燃,去掉毛巾,導(dǎo)管內(nèi)壁看到__冷凝的固體__猜想3正確導(dǎo)管口能點(diǎn)燃,但火焰較小,去掉毛巾,導(dǎo)管內(nèi)壁看到__冷凝的固體__猜想4正確【實(shí)驗(yàn)拓展】(1)實(shí)驗(yàn)中濕毛巾的作用是__降低__導(dǎo)管的溫度,加速石蠟蒸氣__冷凝__。(2)熄滅蠟燭,出現(xiàn)白煙,白煙的成分是__石蠟的固體小顆粒__,產(chǎn)生白煙的原因是__石蠟蒸氣遇冷__凝結(jié)成固體小顆粒。解析:【猜想假設(shè)】由于導(dǎo)管里一定有可燃性氣體,石蠟可以燃燒,因此猜想3可能是蠟燭受熱后產(chǎn)生的石蠟蒸氣。【交流討論】因?yàn)樗魵獠荒苋紵圆孪?/span>1錯(cuò)誤。【實(shí)驗(yàn)分析】若猜想2正確,則是蠟燭不完全燃燒產(chǎn)生的一氧化碳,一氧化碳具有可燃性,從導(dǎo)管口冒出,所以導(dǎo)管口能點(diǎn)燃,去掉毛巾,導(dǎo)管內(nèi)壁看不到冷凝的固體。若猜想3正確,則是蠟燭受熱后產(chǎn)生的石蠟蒸氣,用濕毛巾包住導(dǎo)管,石蠟蒸氣冷凝,附著在導(dǎo)管內(nèi)壁,所以導(dǎo)管口不能點(diǎn)燃,去掉毛巾,導(dǎo)管內(nèi)壁看到冷凝的固體。因?yàn)椴孪?/span>4正確,是蠟燭不完全燃燒產(chǎn)生的一氧化碳和蠟燭受熱后產(chǎn)生的石蠟蒸氣的混合氣體。用濕毛巾包住導(dǎo)管,石蠟蒸氣冷凝成固體,附著在導(dǎo)管內(nèi)壁,但一氧化碳從導(dǎo)管口冒出,所以導(dǎo)管口能點(diǎn)燃,但火焰較小,去掉毛巾,導(dǎo)管內(nèi)壁看到冷凝的固體。【實(shí)驗(yàn)拓展】(1)濕毛巾可以降低導(dǎo)管的溫度,使石蠟蒸氣加速冷凝。(2)石蠟沸點(diǎn)較低,剛熄滅時(shí),燭芯溫度較高,此時(shí)石蠟會(huì)蒸發(fā)變成石蠟蒸氣,石蠟蒸氣冷凝成固體小顆粒,就是看到的白煙。【誤區(qū)警示】1.煙煙:固體小顆粒聚集而成;霧:小液滴聚集而成。2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論現(xiàn)象:物質(zhì)性質(zhì)的一種外在表現(xiàn),一般通過(guò)感官感知;結(jié)論:對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)分析得出的結(jié)果。舉例:把某氣體通入澄清石灰水,澄清石灰水變渾濁是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,由此說(shuō)明該氣體是二氧化碳是實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 

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