九年级化学（人教版）上册学案：1.2.1 科学探究的一般步骤

1.2.1科学探究的一般步骤考点精讲知识点1科学探究的基础1．探究性实验一般步骤：提出问题（确定研究对象和方向）表达与交流↓↑猜想与假设（查阅资料）反思与评价↓↑制定计划（设计实验）解释与结论（结论要针对假设）↓↑进行实验（观察并记录）搜集证据（对记录的搜集、归纳和整理）2．化学学习的特点：（1）关注物质的性质；（2）关注物质的变化及变化时伴随着的现象；（3）关注物质变化的过程以及对结果的解释和讨论。3．观察实验的方法：变化前物质的状态、变化前后物质的状态以及变化时所发生的现象。注意：观察物质的性质、物质的变化和变化过程及其现象，并及时记录；描述现象时不可出现产物的名称，观察不到现象的一般描述为“无明显现象”。【典例1】化学是一门自然科学，学习化学最重要的方法是（）A．计算B．测量C．实验D．推理【答案】C【解析】实验是学习化学的一个重要途径。通过实验以及对实验现象的观察、记录和分析等，可以发现和验证化学的原理，学习科学探究的方法并获得新的化学知识。计算、测量和推理也是化学学习的重要方法，但都没有实验更加重要。故选项C正确。【举一反三】1．科学探究活动中观察现象是指（）A．随意观察B．应从变化前、变化中、变化后三方面进行C．观察变化后所存在的现象D．观察变化过程中出现的现象【答案】B【解析】化学学习的特点是关注物质的性质、变化和变化时伴随着的现象。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。故选项B正确。2．小明同学在化学课上提出，可用澄清石灰水来检验人呼出的气体是否是二氧化碳气体，就这一过程而言，属于科学探究环节中的（）A．建立假设B．收集证据C．设计实验D．做出结论【答案】C【解析】“用澄清石灰水来检验人呼出的气体是否是二氧化碳气体”这是在设计用澄清的石灰水来验证是否是二氧化碳，因此不属于做出假设、做出结论、提出问题的环节，而属于设计实验。【技巧与方法】1.明确实验目的（即弄清楚实验原理）2.根据要求正确选择仪器和药品3.设计实验装置和操作步骤4.分析得出结论。【针对训练】1.下列对于科学探究的认识不正确的是（）A.化学实验是进行科学探究的重要途径B.实验方案的设计是实验探究的重要环节C.科学探究是独立完成的过程，不需要合作D.科学探究始于问题【答案】C【解析】A.化学实验是进行科学探究的重要途径，正确；B.实验方案的设计是实验探究的重要环节，正确；2.实验桌上有一包黑色粉末，为验证该粉末是铁粉，有同学提出将磁铁放在黑色粉末上方，这属于科学探究中的（）A.猜想假设 B.收集证据 C.设计实验 D.得出结论【答案】C【解析】根据叙述可知“实验桌上有一包黑色粉末，为验证该粉末是否为铁粉，有同学提出将磁铁放在黑色粉末上方”是设计操作实验阶段，所以属于设计实验方案。故选C。3.进行科学探究是学好化学的一个重要手段，下列因素与化学探究有关的是（）①提出合理假设和猜想②设计探究实验步骤③详实记录实验现象和相关数据④合作进行化学实验⑤形成总结性报告A.①③⑤ B.①②③ C.①②③⑤ D.①②③④⑤【答案】D【解析】实验探究过程一般涉及提出假设、制定计划、实施计划、得出结论等步骤。题中①提出合理假设或猜想、②设计探究实验步骤、③详实记录实验现象和相关数据、④合作进行化学实验、⑤形成总结性报告等都是实验探究的项目。选D。4.法拉第曾以《蜡烛的故事》为题为青少年连续开展了多次报告。下列列举了报告中涉及的问题及对问题的回答，其中“对问题的回答”属于“设计实验方案”的是（）【答案】D【解析】A.主要成分是烛油蒸气属于结论，不符合题意；B.火焰为什么向上，热气流上升，形成对流，属于解释原因，不符合题意；C.与火焰中的碳颗粒有关，燃颗粒会影响火焰的明亮程度，属于现象的分析，不符合题意；D.用一张纸在火焰中心一掠，观察纸上留下的纸痕属于设计实验方案，符合题意。故选D。知识点2蜡烛及其燃烧实验及过程1.点燃前（1）蜡烛的颜色、状态、气味；（2）用小刀切割观察硬度；（3）将蜡烛放入水中，观察蜡烛的密度、水溶性。现象：白色圆柱状固体、略有气味、可用小刀切割、浮在水面上。结论：硬度较小，难溶于水，密度比水小。2.点燃时（1）蜡烛燃烧发生了哪些变化？现象：石蜡熔化并发光放热。（2）火焰分几层，哪层最明亮，哪层最暗？现象：火焰分三层：外焰、内焰、焰心，外焰最明亮，焰心最暗（3）将火柴梗平放入火焰中1s后取出观察。现象：在外焰部分的火柴梗被烧焦；结论：外焰温度最高，焰心温度最低。（4）用干燥烧杯罩在火焰上有什么现象？说明什么问题？现象：烧杯内壁有小水珠；结论：蜡烛燃烧有水生成。（5）用澄清石灰水润湿内壁的烧杯罩在火焰上有什么现象？现象：澄清的石灰水变浑浊；说明：蜡烛燃烧有二氧化碳生成。总结论：蜡烛燃烧生成水和二氧化碳。3.熄灭后（1）观察蜡烛熄灭时有什么现象发生？现象：有白烟生成（2）白烟是什么物质？石蜡的小颗粒。（3）熄灭时产生的白烟能否点燃？能重新点燃。注意：白烟能被点燃只能证明白烟具有可燃性，不能说白烟的成分是石蜡固体的小颗粒。【典例1】有关蜡烛性质和实验现象的叙述错误的是（）A.蜡烛燃烧后生成的气体可以使澄清的石灰水变浑浊B.用火柴去点燃刚熄灭的蜡烛，蜡烛不能重新燃烧C.蜡烛在空气中燃烧发出黄色的火焰，放热、有黑烟D.蜡烛燃烧的同时也发生了熔化【答案】B【解析】A.蜡烛燃烧后生成的气体中有二氧化碳，故可以使澄清石灰水变浑浊，故选项说法正确；B.燃着的火柴去点燃蜡烛刚熄灭时的白烟，蜡烛能被点燃，因为白烟是蜡烛的固体小颗粒很容易被点燃，故选项说法错误；C.蜡烛在空气中燃烧发黄光、放热，并有黑烟产生，故选项说法正确；D.蜡烛燃烧的同时也发生了熔化，故选项说法正确。故选B。【举一反三】1.把一根火柴梗平放在蜡烛火焰中约1~2

s后取出，能观察到火柴梗（）A.均匀地变黑 B.与外焰接触部分被烧黑C.与内焰接触部分被烧黑 D.与焰心接触部分被烧黑【答案】B【解析】把一根火柴梗平放在蜡烛火焰中约1~2

s后取出，能观察到火柴梗与外焰接触部分被烧黑，这是因为外焰的温度最高，焰心的温度最低。故选B。2.在蜡烛燃烧的实验中，观察到罩在蜡烛火焰上方的烧杯内壁有水雾，片刻后取下，迅速向烧杯内倒入少量的澄清石灰水，振荡变浑浊.由此你认为可以得出的正确结论是（）A.蜡烛燃烧后有水和二氧化碳生成B.蜡烛中含有水C.蜡烛有含有二氧化碳D.蜡烛中既有水又含有二氧化碳【答案】A【解析】在蜡烛的燃烧实验中，观察到罩在蜡烛火焰上方的烧杯内壁有水珠，说明蜡烛燃烧后有水生成；迅速向烧杯内注入澄清的石灰水，振荡变浑浊，说明燃烧后有二氧化碳生成.A.由燃烧燃烧时的实验现象，蜡烛燃烧后有水和二氧化碳生成，故选项说法正确.B.由罩在蜡烛火焰上方的烧杯内壁有水珠，说明蜡烛燃烧后有水生成；不能得出蜡烛中是否含有水，故选项说法错误.C.由向烧杯内注入澄清的石灰水，振荡变浑浊，说明蜡烛燃烧后有二氧化碳生成；不能得出蜡烛中是否含有二氧化碳，故选项说法错误.D.由燃烧燃烧时的实验现象，说明蜡烛燃烧后有水和二氧化碳生成，而无法得出蜡烛中只含有水不含有和二氧化碳，故选项说法错误.故选A.3.点燃一支蜡烛，把一个冷碟子放在蜡烛火焰的上方（如下图所示），过一会后，在冷碟子的底部会收集到新制的炭黑。这个实验说明了（）A.由于氧气不足蜡烛不完全燃烧而生成了炭黑B.挥发的蜡烛遇冷后凝结而成炭黑C.蜡烛的燃烧可以不需要氧气参与D.蜡烛中含有炭黑【答案】A【解析】点燃一支蜡烛，把一个冷碟子放在蜡烛火焰的上方（如下图所示），过一会后，在冷碟子的底部会收集到新制的炭黑。这个实验说明了由于氧气不足蜡烛不完全燃烧而生成了炭黑，故选择A【技巧与方法】实验现象的准确描述“雾”：小液滴分散在气体中形成的现象；如水雾、打开浓盐酸瓶口出现白雾。“烟”：固体的小颗粒分散在气体中形成的现象；红磷燃烧产生白烟。“火焰”：可燃性气体或者可燃性气态物质燃烧产生的现象。“光”：固态可燃物在燃烧时产生的现象。如铁丝燃烧火星四射；镁带燃烧发出耀眼的强光等。【针对训练】1.（多选）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【答案】AB【解析】A.石蜡浮于水面，说明石蜡的密度小于水，故选项说法正确。B.可用小刀将石蜡切下，说明石蜡的硬度较小，故选项说法正确。C.蜡烛刚熄灭时产生的白烟，点燃后会燃烧，说明该白烟具有可燃性，蜡烛燃烧没有大量白烟产生，故选项说法错误。D.将干冷的烧杯罩在火焰上方，有水雾出现，水蒸气遇冷凝结成水雾，说明蜡烛燃烧有水蒸气生成，故选项说法错误。故选：AB。2.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）【答案】石蜡棉线烛芯两端外焰水二氧化碳【解析】（1）蜡烛是由石蜡和棉线烛芯组成的。（2）温度越高，木条碳化越快，把一根火柴梗横放在蜡烛的火焰中，约1s后取出，可以看到火柴梗接触火焰的部位的两端先变黑，说明蜡烛火焰的外焰温度最高。（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，说明生成了水。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，说明生成了二氧化碳。知识点3对人体吸入的空气和呼出气体的探究【知识准备】(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。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。现象盛有空气的集气瓶中无明显变化，盛有呼出气体的集气瓶中的燃着木条熄灭结论呼出气体中氧气的含量比吸入的空气中的少步骤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。现象盛有空气的集气瓶中无明显变化，盛有呼出气体的集气瓶中的澄清石灰水变浑浊结论呼出气体中二氧化碳的含量比吸入的空气中的多步骤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。现象放在空气中的玻璃片无明显变化，另一块上有水雾出现结论呼出气体中水蒸气的含量比吸入的空气中的多【典例1】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【答案】B【解析】氧气可以支持燃烧，燃着的木条熄灭与氧气的含量相关。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，由此说明呼出气体中氧气的含量比空气中少，故选B。【举一反三】1.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【答案】B【解析】A.呼出气体使澄清石灰水变浑浊，证明呼出气体含二氧化碳多，A正确；B.呼出的气体使燃着的木条熄灭，证明呼出气体含氧气少，B不正确；C.呼出气体在玻璃片上结成水雾，证明呼出气体含水蒸气多，C正确；D.空气中含有氮气，而氮气不为人体吸收，推断呼出气体含有氮气，D正确。故选：B。2.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：_______【答案】将澄清石灰水分别倒入盛有空气和呼出的气体的集气瓶中石灰水变浑浊的程度不同，二氧化碳含量不同【解析】（1）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；探究“二氧化碳含量是否相同”的实验操作方法可以为将澄清石灰水分别倒入盛有空气和呼出的气体的集气瓶中，通过石灰水变浑浊的程度，判断二氧化碳含量的不同；（2）石灰水变浑浊的程度不同，二氧化碳含量不同。【技巧与方法】如何正确描述实验现象(1)实验现象是用感觉器官感觉到的影像(如颜色变化、物体形状等)、声音(如爆炸声等)、气味(如氨气的刺激性气味)等；实验结论是根据在实验过程中所获得的现象，经过整理、分析、推导等思维过程得到的观点、论断，二者不能混淆。(2)描述实验现象时，不要指出生成物。(3)烟和雾不是一回事。“烟”是固体小颗粒扩散而成的，“雾”是液体小液滴扩散形成的。【针对训练】1．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．CO2 B．N2 C