2020-2021学年课题2 化学是一门以实验为基础的科学导学案及答案

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课前引入
化学是一门以实验为基础的科学，许多化学的重大发现和研究成果都是通过实验得到的。
说来你也许会感到惊讶，化学实验室的前身是古代炼丹术士和炼金术士的作坊。炼丹术士想通过炼丹得到长生不老的药，炼金术士试图靠“哲人石”将普通金属点化成金银。他们发明了许多实验器具及一些分离物质的方法，如过滤、蒸馏等，同时也积累了大量的化学知识，为化学发展成为一门科学作出了贡献。

明代炼丹炉 拉瓦锡在做化学实验
模块一 对蜡烛及其燃烧的探究
知识预习
蜡烛是由石蜡和棉线烛芯组成的。运用除味觉以外的所有感官，尽可能对一支蜡烛在点燃前、燃着时和熄灭后的三个阶段进行观察。你可以按下面提示的步骤进行实验观察，也可以增加或更改某些实验观察的内容。
(1)点燃前观察蜡烛的颜色、状态、形状、硬度，闻一闻气味等。用小刀从蜡烛上切下一块石蜡，把它放入水中，观察它是否溶于水，是浮在水面上还是沉入水底，并判断石蜡的密度与水的相比是小还是大。
(2)点燃蜡烛仔细观察燃着的蜡烛。蜡烛燃烧时发生了哪些变化?火焰分为几层?哪层最明亮?哪层最暗?
取一根火柴梗，拿住一端迅速平放入火焰中(如图1-10)，约1s后取出，根据火柴梗在火焰不同部位被烧的情况，推测火焰哪一部分的温度最高，哪一部分的温度最低。
分别取一个干燥烧杯和一个用澄清石灰水润湿内壁的烧杯，先后罩在火焰上方(如图1-11)，仔细观察烧杯壁上有什么现象发生。推测蜡烛燃烧后生成了什么物质。
(3)熄灭蜡烛观察蜡烛熄灭时有什么现象发生。用火柴去点蜡烛刚熄灭时产生的白烟(如图1-12)，蜡烛能否重新燃烧?
归纳总结——化学学习的特点
(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。
对点训练
题型一：蜡烛的性质
【例1】（2020·哈尔滨市松雷中学校九年级月考）下列关于石蜡性质的描述中，错误的是（ ）
A．石蜡难溶于水，且密度比水小
B．石蜡是无色、无味、且硬度较大的固体
C．石蜡熔点低，受热易熔化成蜡油
D．石蜡可燃，燃烧时放热
题型二：蜡烛燃烧实验的现象与结论
【例2】（2021·河北石家庄市·石家庄新世纪外国语学校九年级月考）小亮利用蜡烛进行实验，下列有关说法不正确的是
A．切一小块蜡烛放入水中，蜡烛浮于水面上，说明石蜡的密度小于水
B．点燃蜡烛刚熄灭时产生的白烟，白烟被点燃，说明白烟有可燃性
C．取冷而干燥的小烧杯罩在蜡烛火焰上方，有水雾出现，说明石蜡燃烧有水生成
D．将一根火柴平放入火焰中1～2s取出，内焰的火柴炭化变黑，说明内焰温度最高
【变2】（2021·山东济宁市·济宁学院附属中学九年级期中）通过观察蜡烛燃烧以及对燃烧产物的实验探究，下列说法正确的是（ ）
①燃烧时发光、发热
②用一干而冷烧杯罩在火焰上，烧杯内壁有水雾，迅速加入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊
③外焰温度最高
④蜡烛燃烧过程中伴随发生物理变化
⑤熄灭时蜡烛冒白雾
A．①②③B．③④⑤C．①④⑤D．①②③④
题型三：蜡烛燃烧的实验探究
【例3】（2020·四川省自贡市贡井区成佳中学校九年级月考）某同学对蜡烛及其燃烧进行了实验探究，请帮助该同学完成以下实验报告。
【变3】（2020·北京临川学校八年级期中）用下图所示实验对蜡烛的燃烧进行探究。
（1）实验1中，将一根火柴梗平放入火焰中，与外焰接触的部分最先变黑，说明_______温度最高。
（2）实验2中，能推测蜡烛燃烧后生成了水的现象是_______。
（3）实验3中，澄清石灰水变浑浊，说明蜡烛燃烧生成了_______。
（4）吹灭蜡烛后，看到白烟，白烟是________.
【例4】（2021·山东威海市·）化学课上小明学习了酒精灯的使用，回家后对蜡烛的然烧进行了一系列探究活动。请你参与他的探究，并回答有关问题。
（1）观察蜡烛燃烧的火焰也分外焰、内焰和焰心三层。
提出问题：蜡烛的三层火焰的温度哪一层更高？
猜想与假设：你的猜想是_____。
设计并进行实验：小明将一根细木条平放在蜡烛的火焰中，如图1所示，约1s后取出，细木条的变化如图2所示。请你描述此变化_____。
获得结论：由上述实验现象可以得出的结论是_____。
反思与交流：上述结论对我们使用酒精灯的启示是_____。
（2）小明将一个干冷的玻璃杯罩在蜡烛火焰上方，烧杯内壁出现水雾。由此可以获得的结论是_____。在进行该实验时，小明还发现玻璃杯的内壁被熏黑，你认为小明的以下做法正确的是_____（填字母编号）。
A 反复实验，并观察是否有相同的现象
B 查阅资料，了解蜡烛的组成，探究生成的黑色物质是什么
C 此现象与本次实验目的无关，不予理睬
D 与老师或同学交流生成黑色物质的原因
模块二 对人体吸入的空气和呼出气体的探究
知识预习
思考与交流：人体吸入的空气与呼出气体有什么不同呢？
实验探究
【已知信息】
(1)二氧化碳可以使澄清石灰水变成白色浑浊液，在下述实验中，白色浑浊物越多，说明气体中二氧化碳越多。
(2)氧气可以使带有火星的木条复燃，木条燃烧越旺，说明氧气越多。
(3)二氧化碳可以使燃着的木条熄灭。
(4)空气主要是由氮气、氧气组成的，还含有二氧化碳、水蒸气等。
【实验步骤】
实验中我们将主要观察呼吸前后氧气、二氧化碳、水蒸气含量的变化。
步骤1：取两个空集气瓶，用玻璃片将瓶口盖好，这样两瓶空气样品就收集好了。
（与集气瓶配套使用的玻璃片一般是毛玻璃，使用时应将玻璃片的毛面向下盖好集气瓶）
步骤2：取另外两个集气瓶，将它们分别盛满水，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，把盛满水的瓶子连同玻璃片一起倒立在水槽内(如图1-14)。将饮料管小心地插入集气瓶内，并向集气瓶内缓缓吹气(如图1-15，注意：换气时不要倒吸集气瓶内的水)，直到集气瓶内充满呼出的气体。在水下立即用玻璃片将集气瓶的瓶口盖好，然后取出集气瓶放在实验桌上(如图1-16)。用同样的方法再收集一瓶呼出气体的样品。
步骤3：将燃着的小木条分别插入空气样品和呼出气体的样品中(如图1-17)，观察现象并记录。
步骤4：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清石灰水，振荡(如图1-18)，观察现象并记录。
步骤5：取两块干燥的玻璃片或镜片，对着其中一块哈气(如图1-19)，对比观察两块玻璃片或镜片上发生的现象。
对点训练
题型四：吸入呼出气体的组成
【例5】（2021·河北石家庄市·石家庄新世纪外国语学校九年级月考）把一根燃着的木条，分别伸入装有人呼出的气体和普通空气的集气瓶内，观察到木条在盛有呼出气体的集气瓶内先熄灭，由此说明
A．呼出气体中二氧化碳含量比空气多
B．呼出气体中氧气的含量比空气中少
C．呼出气体中水蒸气含量比空气中多
D．呼出的气体都是二氧化碳
【变5】（2020·河北秦皇岛市·九年级期中）在“人吸入的空气和呼出的气体有什么不同”的实验中，下列说法不正确的是
A．证明呼出气体含二氧化碳多的证据是：呼出气体使澄清石灰水变浑浊
B．证明呼出气体含氧气少的证据是：呼出气体使木条燃烧更旺
C．证明呼出气体含水蒸气多的证明是：呼出气体在玻璃片上结成水雾
D．判断呼出气体含有氮气的依据是：空气中含有氮气，而氮气不被人体吸收
题型五：吸入呼出气体的实验探究
【例6】（2021·漯河市源汇区空冢郭镇初级中学九年级开学考试）根据“人体吸入的空气与呼出的气体有什么不同”实验，请回答：
(1)探究“二氧化碳含量是否相同”的实验操作方法是：_______
(2)所得结论对应的判断依据是：_______
【例7】（2020·北京九年级期末）用下列实验研究吸入空气和呼出气体的成分。
（1）实验1能证明呼出气体中氧气的含量比空气中低的现象是______。
（2）实验2能证明呼出气体中二氧化碳含量比空气中高。
步骤Ⅰ：从导管口______（填“a”或“b”）连续吹气10秒，观察到澄清的石灰水变浑浊。
步骤Ⅱ：另取相同装置和药品，从导管口______（补全实验操作），未观察到澄清的石灰水变浑浊。
【例8】（2021·辽宁铁岭市·九年级月考）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）图1实验中，用干冷烧杯罩在蜡烛火焰上方，实验目的是_____。
（2）图2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）图3实验中，除了要控制集气瓶大小规格相同外，还要控制_____相同。
（4）图4实验中，燃着的小木条伸入呼出气体瓶中现象是_____。
提分作业
【练1】（2021·东莞市横沥崇德学校九年级期末）在擦玻璃时，人们时常向玻璃“哈气”，再擦会使玻璃擦得更干净，这说明与空气相比，人体呼出的气体中含有较多的
A．CO2B．N2C．H2OD．O2
【练2】（多选）（2020·山东烟台市·八年级期中）下列是“对蜡烛及其燃烧的探究”活动得出的结论，其中正确的是
A．石蜡浮于水面，说明石蜡的密度小于水
B．用小刀可将石蜡切下，说明石蜡的硬度较小
C．蜡烛被吹灭有白烟，说明蜡烛燃烧现象：有大量白烟产生
D．将干冷的烧杯罩在火焰上方，有水雾出现，说明蜡烛燃烧有二氧化碳生成
【练3】（2016·广西贺州市·九年级期中）通过探究“我们吸入的空气和呼出的气体有什么不同”的实验，得出的结论正确的是
A．我们吸入的气体全部是氧气B．我们呼出的气体全部是二氧化碳
C．我们呼出的气体中含有较多的二氧化碳D．我们呼出的气体极易溶于水
【练4】（2020·哈尔滨市松雷中学校九年级月考）某同学对蜡烛及其燃烧进行了如下探究，请回答下列问题：
（1）蜡烛是由_____和_____组成的。
（2）点燃蜡烛，观察到蜡烛火焰分为三层。把一根火柴梗横放在蜡烛的火焰中（如图），约1s后取出，可以看到火柴梗_____最先变黑，结论：蜡烛火焰的_____温度最高。
（3）再将一只干燥的烧杯罩在蜡烛火焰上方，烧杯内壁出现水雾。片刻后取下烧杯，迅速向烧杯内倒入少量澄清石灰水，澄清石灰水变白色浑浊。
结论：蜡烛燃烧的产物为_____、_____。（填名称）
【练5】（2020·黑龙江大庆市·八年级期末）（1）取一支蜡烛，用小刀切下一小块，把它放入水中，蜡烛会_______，由此可得，石蜡的密度比水_____此外还可以知道石蜡的物理性质为 _____。
（2）点燃蜡烛，观察到蜡烛火焰分 ______层，分别为_______把一根火柴梗放在蜡烛火焰中，ls 后取出，可以看到_____火柴梗最先碳化，结论∶ 蜡烛火焰的_____温度最高。
（3）再将一只干燥的烧杯罩在蜡烛火焰的上方，烧杯内壁出现_____，片刻后取下烧杯，迅速 向烧杯中倒入少量澄清石灰水，震荡后发现 ___。结论 蜡烛燃烧的产物是____和____。
（4）熄灭蜡烛，发现蜡烛冒_____，用火柴去点蜡烛刚熄灭时产生的白烟，蜡烛____由上述观察可 得∶蜡烛燃烧过程发生的变化类型为______。
【练6】（2020·石家庄市第二十一中学九年级月考）某化学兴趣小组的同学经查阅资料得知：人呼吸中各种气体的体积分数如表所示：
①请你判断：表中X是_______，Y是_______；
②欲证明人呼出的气体中含有水蒸气，其实验方法是_______。
【练7】（2015·宁夏银川市·九年级期中）现有收集好的空气和呼出气体各两瓶，小美同学在做空气和人呼出的气体中氧气、二氧化碳和水蒸气含量的比较实验，请你和她一起完成。
探究步骤
对现象的观察和描述
点燃前
燃着时
熄灭后
实验步骤
实验现象
实验结论
(1)用小刀切下一块蜡烛，放入水中
蜡烛被切下，漂浮在水面上
蜡烛的硬度____，密度____
(2)点燃蜡烛，将一根火柴梗平放入火焰中，1∼2s后取出
火柴梗两端先烧焦变黑
蜡烛火焰的_______温度最高
(3)将一只干冷的烧杯罩在火焰上方
_______
蜡烛燃烧生成了_______
(4)将一只内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方
_______
蜡烛燃烧生成了_______
现象
结论
现象
结论
现象
结论
气体
吸入气体
呼出气体
X
78%
75%
Y
21%
15%
(二氧化碳)
0.03%
3.68%
水
0.02%
5.44%
实验方法和步骤
现象
结论
（1）取一瓶空气和一瓶呼出气体，分别向两瓶气体中滴加数滴澄清石灰水。
_____。
呼出气体中的二氧化碳比空气中的含量多。
（2）_____。
放入空气瓶中的木条燃烧时间较长，而放入呼出气体瓶中的木条即刻熄灭。
呼出气体中的氧气比空气中的含量_____。
（3）取两片玻璃片，向其中一片上呼气，观察比较。
呼气的玻璃片上有水雾，放置在空气中另一片没有。
呼出气体中的水蒸气的比空气中的含量_____。