第02课化学是一门以实验为基础的科学-【赢在暑假】2023年新九年级化学暑假预习课(人教版)(原卷版+解析)

第02课化学是一门以实验为基础的科学目标导航目标导航初步学会观察、描述和记录实验现象的方法。(科学探究与实践)2.学会用排水集气法收集某些气体。(科学探究与实践)3.知道化学是一门以实验为基础的科学,体会化学学习的特点。(化学观念)4.初步了解和经历科学探究的一般过程,在老师的指导下能根据一定方案进行实验,并通过观察和分析得出结论,学习填写探究(或实验)报告。(科学探究与实践)5.认识实验对学习化学的重要意义，体验探究活动的乐趣和实验成功的喜悦。(科学态度与责任)教材全解教材全解知识点一化学是一门以实验为基础的科学1.古代炼丹术和炼金术对化学的贡献（1）古代炼丹术士和炼金术士的作坊是化学实验室的前身。（2）发明了许多实验器具，找到了一些分离物质的方法，如过滤、蒸馏等。化学与实验的关系：化学是一门以为基础的科学，许多化学的重大发现和研究成果都是通过实验得到的。2.实验的作用是学习化学的重要途径，通过实验可以发现和验证化学原理、学习科学探究的方法，获得新的化学知识。3.观察实验的三个阶段变化后变化中变化前变化后变化中变化前观察记录生成物的等观察记录物质的形态变化、外观变化、能量变化及其他现象观察记录生成物的等观察记录物质的形态变化、外观变化、能量变化及其他现象记录物质名称，观察记录其记录物质名称，观察记录其等实验结论操作过程4.描述实验的三项内容实验结论操作过程【考点例题】例1.（2023•仪征市二模）某同学利用如图创新实验对蜡烛及其燃烧进行探究。当蜡烛燃烧约1分钟后，观察到石灰水变浑浊，U型管内附着大量水雾。下列相关说法不正确的是（）A．蜡烛燃烧过程中既有物理变化又有化学变化 B．该实验说明蜡烛燃烧生成了CO2和H2O C．该实验说明蜡烛中含碳、氢、氧三种元素 D．该创新实验现象明显，便于观察【变式精选】【变式1】（2023•池州二模）学习化学需结合学科本质去认识和理解世界。下列说法不正确的是（）A．变化与守恒：蜡烛燃烧生成二氧化碳，证明蜡烛中含有碳元素 B．模型与推理：肥皂水可以鉴别硬水和软水，所以可以用肥皂水鉴别蒸馏水和氯化钙溶液 C．宏观与微观：水银温度计可以测量体温，原因是温度升高汞原子之间的间隔增大 D．探究与创新：向2支试管中加入相同体积不同浓度的H2O2溶液，再向其中1支加入少量MnO2，可探究MnO2能否加快H2O2的分解【变式2】蜡烛的主要成分是石蜡,对于蜡烛燃烧时的实验现象，下列描述中正确的是()A.蜡烛是无味、乳白色的固体,质软,不溶于水B.蜡烛的密度比水小,所以放人水中会浮在水面上C.蜡烛在空气中燃烧有热量放出D.蜡烛燃烧会产生二氧化碳气体【答案】C【解析】解：实验现象和实险结论不能混为一谈。实验现象是直接观察到的,如颜色变化、发光、发热、产生气体、生成筑淀,而实验结论是由安验现息经过分析、推理得到的,如生成物的名称、性质等。满述实验现象时,不能出现生成物的名称，不能用实验结论代替实验现象。知识点二对蜡烛及其燃烧的探究1.对蜡烛及其燃烧的探究实验实验探究步骤实验现象结论或解释观察蜡烛的制作材料烛芯为棉线、外部为石蜡蜡烛由石蜡和棉线制成点燃前（1）观察蜡烛的颜色、状态、形状乳白色、红色等颜色；固态；圆柱等形状蜡烛为乳白色、红色等颜色；固态；形状不固定（2）用小刀切下一小块石蜡，投入水中很容易切开，浮在水面上，在水中不溶解质软，密度比水小，难溶于水点燃蜡烛（1）用火柴点燃蜡烛，观察蜡烛火焰，如图1发光、放热，冒黑烟（石蜡未完全燃烧产生的炭黑）；火焰分为蜡烛燃烧时火焰分为，最亮、最暗（2）将一根火柴梗迅速平放在火焰中，1s后取出外焰处最先碳化，焰心处未变色温度最高，温度最低（3）用一干而冷的烧杯罩在火焰上方，片刻后取下烧杯，如图2烧杯内壁有水雾，证明了蜡烛燃烧产物有蜡烛燃烧生成了水和二氧化碳，反应的文字表达式：（4）另取一个用澄清石灰水润湿内壁的烧杯罩在火焰上方澄清石灰水变浑浊，证明了蜡烛燃烧产物有熄灭蜡烛（1）将蜡烛熄灭，观察有白烟（石蜡冷凝的固体小颗粒）蜡烛燃烧时先由转变为，再，而后燃烧。蜡烛熄灭时，石蜡蒸气遇冷转变为石蜡固体小颗粒，生成白烟（2）用火柴迅速点燃蜡烛刚熄灭时产生的白烟，如图3蜡烛重新燃烧白烟具有可燃性图2图3图1图2图3图12.化学学习特点（1）关注物质的。如石蜡的颜色、状态、气味硬度、密度、熔点及石蜡能否燃烧、燃烧产物能否使澄清石灰水变浑浊等。（2）关注物质的。如石蜡受热时是否熔化，燃烧时是否发光、放热、变色、产生气体、生成沉淀等。（3）关注物质及对的解释和讨论。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，并进行比较和分析,得出结论。【考点例题】例1.（2023•峨山县三模）将燃着的蜡烛放入密闭的容器中，同时用氧气传感器测得密闭容器中氧气含量的变化如图所示。下列说法正确的是（）A．蜡烛燃烧前密闭容器内的气体全部是氧气 B．实验反应后容器内含量最多的气体是CO2 C．该实验说明能用蜡烛燃烧来测定空气中氧气的含量 D．容器内氧气的体积分数小于一定值时，蜡烛无法燃烧【变式精选】【变式1】（2023•德庆县一模）蜡烛燃烧可用“化学反应”表示为：蜡烛+氧气二氧化碳+水，则有关蜡烛中元素组成的判断正确的是（）A．无法确定 B．含有C、H、O三种元素 C．只含有C、H元素 D．一定含有C、H元素，可能含有O元素【变式2】（2023•花都区一模）某兴趣组利用图一装置探究O2浓度、温度等条件对物质燃烧的影响，进行了以下操作。①点燃蜡烛后伸入广口瓶，立即塞紧橡皮塞，观察到蜡烛在瓶内燃烧，白磷不燃烧。②待蜡烛自动熄灭，装置冷却后，在t1时，将滴管中的水全部滴入广口瓶，铝盒中的白磷开始燃烧。通过传感器获得广口瓶内O2浓度随时间变化的图像（见图二）。对于该实验，兴趣小组的有关分析正确的是（）A．生石灰的作用是产生氧气，供白磷燃烧使用 B．图二中0﹣t1时间内，曲线下降的原因是白磷燃烧消耗氧气 C．由实验可知，白磷燃烧所需的氧气最低浓度低于蜡烛燃烧所需的氧气最低浓度 D．白磷燃烧结束后，广口瓶中没有氧气存在【变式3】（2023•常州一模）某兴趣小组利用氧气传感器探究不同物质在空气中燃烧的耗氧量情况。足量蜡烛和红磷分别在相同的密闭容器中燃烧，测定的氧气含量变化如图所示。下列判断正确的是（）A．蜡烛燃烧过程中，a点时容器内氮气体积分数为84% B．红磷燃烧过程中，b点和c点时容器内物质总质量相等 C．燃烧后，两容器中氧气均未耗尽，蜡烛耗氧量较多 D．若将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧，氧气的体积分数可降至3%知识点三排水集气法适用气体:、(或不易溶于水)的气体都可用如图所示的排水集气装置来收集。2.使用仪器:水槽、、、导气管、橡胶管。3.操作步骤:将集气瓶装满水（装满水的目的是排出瓶内原有的空气）,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（注意:瓶内不能留有气泡，否则收集的气体不纯）并将集气瓶倒立在水槽内。向集气瓶内缓缓吹气，当集气瓶内充满呼出的气体时（集气瓶口有大量气泡冒出时,表明气体已集满）在水下用玻璃片毛面盖好瓶口，再取出集气瓶正放在实验桌上（正放的原因是呼出气体的密度比空气的密度大，在以后的学习中会涉及)。当收集到一部分气体时，要用手压住集气瓶，防止因为水的浮力使集气瓶上浮而漏气。【考点例题】例1.某学习小组对是否可用排水集气法收集到CO2展开探究。利用传感器对是否可用排水集气法收集到CO2展开探究，实验装置如图1所示：【实验步骤】（1）按实验装置图Ⅰ组装仪器。（2）用压强传感器自带的注射器通过活塞A向三颈烧瓶注入50mL空气，并一直压住注射器，若压强传感器的读数①，证明装置气密性良好。（3）打开活塞A，将注射器中的稀盐酸迅速注入仪器b中，反应一段时间后，常用②放在A处进行验满，收集满后迅速关闭活塞A，并用止水夹夹住导气管B处。（4）用压强传感器自带的注射器通过活塞A向三颈烧瓶中注入15mLH2O，步骤（3）（4）过程中体系内压强变化如图2所示。【总结与拓展】（1）图2中30s到100s之间压强逐渐减小的原因是③，（用化学方程式解释）。（2）经过测算，消耗CO2的量约为收集到的CO2总量的0.53%，因此排水集气法④（填“可以”或“不可以”）收集到CO2气体。【变式精选】【变式1】实验室用高锰酸钾制氧气，并用排水法收集气体的实验步骤是（）①检查装置的气密性②收集气体③停止加热④将导管拿出水面⑤开始加热⑥连接仪器⑦固定试管⑧加入药品A．①⑧⑥⑦⑤②④③ B．⑥①⑦⑤②④③ C．①⑧⑦⑥⑤②③④ D．⑥①⑧⑦⑤②④③知识点四对人体吸入的空气和呼出的气体的探究【提出问题】我们吸入的空气和呼出的气体有什么不同?【查阅资料】（1）二氧化碳可以使澄清的石灰水变浑浊，白色浑浊越多,说明气体中二氧化碳越多。（二氧化碳可以使水变浑浊，是因为二氧化碳和石灰水反应生成了不溶于水的碳酸钙沉淀。）（2）氧气可以使带火星的木条复燃，燃烧越旺，说明氧气越多。（3）二氧化碳能使燃着的木条熄灭。（4）空气主要是由氮气、氧气组成的，还含有二氧化碳、水蒸气等物质。【猜想与假设】吸入的空气和呼出的气体中有些成分的含量是不同的，如氧气、二氧化碳、水蒸气等。（猜想不一定正确，但要有依据。呼吸作用要消耗氧气，生成二氧化碳和水。）【设计实验方案】用排水法收集两瓶呼出气体，再收集两瓶空气，进行对比实验。【进行实验】实验步骤实验图示实验现象实验结论取两个等大的空集气瓶,用玻璃片将瓶口盖好，正放在空气桌面上；另取两个相同规格的集气瓶，将它们分别盛满水，用排水法收收集空气和呼出的气集两瓶呼出的气体体，正放在桌面上两种气体均颜色空气与人呼出的气体均为气体将燃着的木条分别伸入盛有空气和呼出气体的集气瓶中盛有空气的集气瓶中燃着的木条无明显变化；盛有呼出气体的集瓶中燃着的木条很快熄灭人呼出的气体中氧气的含量空气中氧气的含量分别向盛有空气和呼出气体的集气瓶中滴入相同滴数的澄清石灰水，振荡盛空气的集气瓶中澄清石灰水无明显变化；盛呼出气体的集气瓶中澄清石灰水变浑浊人呼出气体中二氧化碳的含量空气中二氧化碳的含量取两块干燥的玻璃片，对着其中一块玻璃片哈气，对比观察两块玻璃片上发生的现象空气中的玻璃片无变化；对着哈气的玻璃片上出现水雾人呼出气体中水蒸气的含量空气中水蒸气的含量注意：冬天在教室里上课时，要开窗通风,以保证教室内有充足的氧气。【解释和结论】通过上述实验探究，比较我们吸入的空气和呼出的气体中各成分的含量，用“多”或“少”表示相对含量。物质氧气二氧化碳水蒸气吸入的空气呼出的气体【考点例题】例1.某实验测出的人的呼吸中各种气体的体积分数如表所示：气体吸入气体呼出气体X78%75%Y21%15%CO20.03%3.68%H2O0.06%5.44%其它0.91%0.88%（1）请你判断：X是，Y是。（填物质名称）（2）请你回答：因参与人体新陈代谢而消耗的气体是。（填物质名称）（3）请你证明呼出的气体中含有水蒸气。你的实验方法是。（4）请你分析：X气体在呼吸过程中没有参与化学反应，但在呼出气体中体积分数却减少，原因是。【变式精选】【变式1】化学小组用如图所示自制装置进行“人体吸入和呼出气体成分”的探究。【提出假设】人体呼出气体中二氧化碳的含量高于吸入气体【进行实验】实验1步骤操作现象①在饮料瓶中装水至没过长吸管底端，对着短吸管缓慢吹气水从长吸管端快速流出②将饮料瓶中装满水，对着短管吹气，用排水法收集呼出气体，将燃着的木条快速伸入饮料瓶中饮料瓶中木条熄灭③将水倒掉，向饮料瓶中加入澄清石灰水至没过长吸管底，从短吸管端吸气30秒，观察石灰水的变化；再从长吸管端吹气30秒，观察石灰水的变化（1）进行步骤①的目的是。（2）步骤②中的现象不能证明呼出气体中含二氧化碳，原因是。（3）若假设成立，步骤③中，预期会观察到的现象是。知识点五科学探究1.科学探究科学探究是收集证据和作出解释，进行发现、创造与应用的科学实践活动，也是获取科学知识、理解科学本质、认识客观世界的重要途径。2.科学探究的环节提出问题→→(设计实验方案或调查方案)→进行实验(或调查)→获取证据→分析解释数据→形成结论及建构模型→→表达与交流。并不是所有科学探究都按这些环节一步步进行，可根据实际研究的内容确定基本的研究方法和步豫。【考点例题】例1.为了探究薯片袋中充入的气体是什么，将气体收集在集气瓶中，滴入石灰水振荡后没有变浑浊，将燃烧的木条伸入瓶中，木条熄灭，这是科学实验探究中的（）A．作出猜想 B．设计实验 C．进行实验 D．得出结论【变式精选】【变式1】小明在家里装修后的垃圾里发现一块透明的材料。他想知道该材料的材质，根据断口比较锋利，他猜测是玻璃。“他猜测是玻璃”属于科学探究中的哪一个环节（）A．发现问题 B．查阅资料 C．猜想与假设 D．设计实验【变式2】小组同学进行“人体吸入和呼出气体成分”的探究。【提出假设】人体呼出气体中二氧化碳的含量高于吸入气体。【查阅资料】碳酸钙不溶于水，碳酸氢钙[Ca（HCO3）2]可溶于水。【进行实验】实验装置实验步骤实验现象Ⅰ.检查装置气密性如图注水后，关闭K2，打开K1，向呼吸口吹气，立即关闭K1，检查了①的气密性；同理，检查②的气密性①②中，长导管内形成水柱，一段时间后水柱不下降Ⅱ.将装置内的水换成澄清石灰水/Ⅲ.吸气时：打开K1，关闭K2，从呼吸口吸气30秒，观察石灰水的变化①中澄清石灰水不变浑浊Ⅳ.吹气时：观察石灰水的变化实验中有同学发现，吹气一段时间后浑浊的石灰水重新变澄清。他将②中重新加入等体积的石灰水，进一步进行吹气实验。实验编号石灰水浓度持续吹气时间实验现象2﹣10.16%30秒澄清石灰水变浑浊2﹣20.16%2分钟澄清石灰水先变浑浊，后又变澄清2﹣30.08%30秒澄清石灰水先变浑浊，后又变澄清2﹣40.08%2分钟澄清石灰水先变浑浊，后又变澄清【解释与结论】（1）步骤Ⅰ说明装置的气密性（填“好”或“不好”）。（2）解释步骤Ⅰ中出现“长导管内形成水柱”的现象的原因。（3）补全步骤Ⅳ的操作。（4）能说明假设成立的实验现象是。（5）能说明石灰水重新变澄清与石灰水浓度有关的实验是（填实验编号）。（6）澄清石灰水浑浊后又变澄清时发生了化合反应，依据资料写出该反应的化学方程式。【反思与评价】（7）步骤Ⅳ中，有同学观察到石灰水变澄清，而有的同学未观察到，产生现象差异的可能原因是（写一条即可）。精选精练精选精练1．（2023•兰州模拟）下列叙述与所运用的思想方法不一致的是（）A．比较法：探究人体吸入的空气和呼出的气体 B．推理法：依据所含物质的种类将物质分为混合物和纯净物 C．定量实验法：测定空气中氧气含量 D．控制变量法：探究Mg、Zn、Fe等金属与稀盐酸反应的快慢2．（2023•衡水模拟）下列四个探究实例①探究凸透镜成像的规律②物质燃烧条件③探究物体的动能与哪些因素有关④探究固体物质溶解度影响因素，其中主要研究方法相同的是（）A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④3．（2023•历下区一模）根据维生素C能够使“淀粉—碘溶液”褪色的原理，利用如图实验比较两种果汁中维生素C含量的高低。下列有关做法中，不符合控制变量要求的是（）A．用两支相同规格的胶头滴管 B．烧杯中“淀粉—碘溶液”的体积相同 C．两种果汁的温度可以不相同 D．烧杯中“淀粉—碘溶液”的浓度相同4．（2023•沂源县二模）小明在厨房中发现一种白色固体，他认为可能是白糖，就“可能是白糖”而言，属于科学探究中的（）A．得出结论 B．设计实验 C．操作实验 D．猜想与假设5．（2023•仁和区二模）将呼出的气体与空气相比较，含量明显降低的是（）A．稀有气体 B．氧气 C．二氧化碳 D．氮气6．（2023•仪征市二模）小明按照如图所示连接实验装置，塑料袋中充有少量空气，一段时间后向塑料袋中吹入一定量呼出气体，利用氧气浓度传感器和二氧化碳浓度传感器测定塑料袋中气体浓度的变化，测定结果如图所示。下列说法不正确的是（）A．曲线②代表人呼出气体中CO2含量 B．35s时开始向塑料袋中呼入气体 C．人呼出气体中CO2含量高于O2 D．人呼出气体中N2含量和空气一样7．（2023•涵江区模拟）如图1所示，向袋内缓缓吹气（袋内装有下雨天收集的空气样品），用传感器采集O2、CO2、湿度（测水蒸气）的相关数据如图2所示。纵坐标均为某气体体积分数（%），横坐标均为时间（s）。据图回答，下列说法错误的是（）A．表示CO2变化的曲线是X B．通过实验探究，呼出气体中O2的含量比吸入空气中的O2含量低 C．200s时保鲜袋内含量最多的是O2 D．Y曲线60s之后逐渐下降，推测保鲜袋中可能出现的现象是保鲜袋内壁有水雾产生8．（2023•思明区三模）2022年我国的下列科技新成果，不属于化学研究范畴的是（）A．创新海水电解制氢技术 B．揭示新冠病毒突变特征与免疫逃逸机制 C．温和压力条件下合成乙二醇 D．将二氧化碳人工合成葡萄糖和脂肪酸9．（2023•西区二模）每一门学科都有自己的研究领域和对象。下列不属于化学研究的领域的是（）A．研制治疗癌症的新药 B．研究地壳板块结构及运动规律 C．研制新型航空航天材料 D．研究将废旧塑料变成汽车燃料10．（2023•南平模拟）2023年4月24日是第八个“中国航天日”，今年的主题是“格物致知，叩问苍穹”。下列有关航天的课题属于化学学科研究领域的是（）A．“嫦娥二号”探月卫星轨道的计算 B．发射“神舟”系列飞船的火箭所需新型燃料的研制与生产 C．“神舟十四号”载人飞船与天和核心舱对接 D．“祝融号”火星车与“天问一号”火星探测器之向的信息传递11．（2023•平遥县一模）我国月球探测工程目前仍处于无人探测阶段，下列探测目标与化学有关的是（）A．探测地月空间环境 B．探测着陆区的地形地貌 C．获取月球表面三维影像 D．分析月球表面元素含量12．（2023•海沧区校级二模）利用传感器采集蜡烛在密闭容器内燃烧过程中O2和CO2浓度的变化，以探究蜡烛熄灭的原因。实验装置如图1所示，实验过程中采集到的数据如图2所示，以下分析不合理的是（）A．图2中的数据可以说明空气中氧气的含量高于二氧化碳 B．蜡烛燃烧初期，O2的浓度下降后又升高可能是燃烧放热引起的变化 C．蜡烛熄灭的原因可能是燃烧过程中消耗氧气并产生一定浓度的CO2 D．燃着的蜡烛能在浓度为15%O2、5%CO2和80%N2的混合气体中保持燃烧13．（2023•高邮市一模）蜡烛在密闭容器里燃烧至熄灭，容器里O2和CO含量随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是（）A．①表示CO含量的变化 B．蜡烛发生了不完全燃烧 C．蜡烛熄灭时容器里的氧气已耗尽 D．该石蜡中含碳、氢和氧三种元素14．（2023•宽城区一模）将点燃蜡烛放在如图1所示的密闭装置内，燃烧至熄灭。并用氧气浓度传感器采集瓶内氧气含量的变化情况，如图2所示。下列说法正确的是（）A．蜡烛燃烧是吸热反应 B．氧气浓度小于一定值时，蜡烛无法燃烧 C．蜡烛熄灭后，瓶内气体只有N2和CO2 D．实验过程中，装置内物质的总质量不断减少15．（2023•衡阳二模）如图是对蜡烛及其燃烧的探究，请回答下列问题：（1）如图甲，点燃蜡烛，把一根火柴梗放在蜡烛的火焰中，约1s后取出，可观察到火柴梗与火焰接触的（填字母）层最先炭化变黑。（2）1860年，英国化学家法拉第在为少年儿童所作的化学讲座中做了一个有趣的“母子火焰”实验（如图乙），回答下列问题：①子火焰的可燃物是石蜡蒸气，蜡烛能产生“母子火焰”这一现象是由组成蜡烛的物质的重要物理性质决定的，该物理性质是。②该实验成功的关键是导管不能太长，且导管的起端必须在蜡烛母火焰的中心部位，原因是：a；b。16．（2023•红旗区二模）下列变化中，构成物质的微粒种类发生变化的是（）A．蔗糖溶解 B．干冰升华 C．粮食酿酒 D．玻璃破碎17．（2023•平潭县模拟）下列不属于化学研究范畴的是（）A．纳米铜的性质 B．水的组成 C．单晶硅的结构 D．无人机的研发18．（2023•海沧区二模）2023年5月10日，我国搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭发射升空。下列不属于化学研究范畴的是（）A．研制火箭燃料 B．确定飞船运行轨道 C．制造飞船芯片 D．研制火箭外层涂料19．（2023•福州模拟）近年来我国科学进展的项目中，属于化学研究范畴的是（）A．全新原理电解海水制氢 B．珠穆朗玛峰新高程测定 C．嫦娥五号月面自动采样 D．雷达探测火星浅表结构20．（2023•南平模拟）以下有关汽车工程的研究课题与化学关系密切的是（）A．远程操控汽车 B．研究车用电池 C．新车宣传策划 D．车身外形设计21．（2023•李沧区二模）依据维生素C能够使淀粉﹣碘溶液褪色的原理，利用如图实验比较两种果汁中维生素C含量的高低。下列有关做法中，不符合控制变量要求的是（）A．用两支相同规格的胶头滴管 B．烧杯中“淀粉一碘溶液”的体积相同 C．两种果汁的温度可以不相同 D．烧杯中“淀粉—碘溶液”的浓度相同22．（2023•新余一模）北京冬奥会火炬以祥云纹样“打底”，自下而上从祥云纹样逐渐过渡到剪纸风格的雪花图案，旋转上升，如丝带飘舞。下列有关火炬的设计不属于化学研究范畴的是（）A．火炬外壳由碳纤维及其复合材料制造而成 B．使用氢燃料，使火炬燃烧时的碳排放为“零” C．火炬交接时，两支火炬的顶部可以紧密相扣 D．火炬外壳能在高于800℃的氢气燃烧环境中正常使用23．（2023•桂林一模）科学防疫，化学助力。下列研究成果不属于化学研究范畴的是（）A．新型材料防护服 B．健康码升级 C．新冠特效药 D．新冠疫苗24．（2023•福州模拟）下列属于化学研究范畴的是（）A．用常见物质合成新材料 B．研究地壳板块的运动 C．探寻动植物细胞的结构 D．射电望远镜探索太空25．（2023•斗门区一模）在擦玻璃时，人们时常向玻璃上“哈气”，再擦会更干净．这说明与空气相比，人体呼出的气体中含有较多的（）A．氮气 B．一氧化碳 C．二氧化碳 D．水蒸气真题检测真题检测26．（2021•金昌）实验室测定蜡烛在盛有一定体积空气的密闭容器内燃烧至熄灭过程中，O2和CO的含量随时间变化曲线如图，通过分析该图可推理出的结论是（）A．曲线①表示CO含量的变化 B．蜡烛发生了不完全燃烧 C．蜡烛由碳、氢元素组成 D．蜡烛熄灭时，容器内氧气耗尽27．（2022•福建）我国的下列科技新成果，不属于化学研究范畴的是（）A．实现从一氧化碳到蛋白质的人工合成 B．实现从二氧化碳到淀粉的人工合成 C．C60与金属铜复合催化低温合成乙二醇 D．射电望远镜捕获世界最大快速射电暴28．（2023•扬州）下列是我国“国家最高科学技术奖”几位获得者及其部分研究领域，其中研究领域主要涉及具有优良性能导电材料开发的是（）A．闵恩泽，石油化工催化剂研究 B．师昌绪，材料腐蚀研究 C．赵忠贤，高温超导材料研究 D．张存浩，高能化学激光研究29．（2023•泸州）下列属于人体呼吸作用的交换物质，且在呼出气体中，比吸入气体含量多的是（）A．N2 B．O2 C．CO D．CO230．（2023•永州）小红同学借助U形管对蜡烛燃烧产物进行创新实验探究，实验装置图（夹持装置略去）如图。实验操作步骤是：①准备一个干燥的18mm×180mm的U形管备用；②点燃固定在桌面的蜡烛，将U形管的一端罩在蜡烛火焰的中上部，观察U形管内壁的实验现象；③蜡烛燃烧10秒后，将U形管快速倒过来，立即向U形管中注入少量的澄清石灰水，号振荡，观察实验现象。请分析，回答下列问题：（1）步骤②中，可以观察到U形管内壁的实验现象是。（2）步骤③观察到澄清石灰水变浑浊。其发生反应的化学方程式为。（3）上述实验现象进一步表明，蜡烛中一定含有、两种元素（填元素符号）。（4）小红同学用U形管代替小烧杯做实验，你认为这样做的优点有（填选项）。A.便于实验操作B.实验现象明显C.产物浓度较低31．（2021•海南）某兴趣小组对“人体吸入的空气和呼出的气体有什么不同”进行探究。（1）小明进行了实验并得出结论如下表，请补充完整。实验实验操作实验现象解释与结论①收集两瓶呼出的气体//②向其中一瓶气体中加入澄清的石灰水，振荡澄清石灰水变化学方程式为③向一瓶气体中插入燃着的木条燃着的木条熄灭呼出气体中二氧化碳含量高，导致木条熄灭（2）小红认为实验③的结论不正确，并查阅到相关资料。【资料卡片】Ⅰ.经测定，人体吸入空气和呼出气体中各成分的体积分数大约是：气体成分氮气氧气二氧化碳水蒸气其他气体吸入的空气（%）78210.030.070.9呼出的气体（%）781641.10.9Ⅱ.用氧气、二氧化碳传感器在烧杯顶部测量杯内两支蜡烛从点燃到全部熄灭后，杯内氧气和二氧化碳的浓度变化如图。Ⅲ.将燃着的木条插入含20%氧气和80%二氧化碳的集气瓶中，木条能正常燃烧。请结合以上资料，简述小红认为实验③结论不正确的理由。

第02课化学是一门以实验为基础的科学目标导航目标导航初步学会观察、描述和记录实验现象的方法。(科学探究与实践)2.学会用排水集气法收集某些气体。(科学探究与实践)3.知道化学是一门以实验为基础的科学,体会化学学习的特点。(化学观念)4.初步了解和经历科学探究的一般过程,在老师的指导下能根据一定方案进行实验,并通过观察和分析得出结论,学习填写探究(或实验)报告。(科学探究与实践)5.认识实验对学习化学的重要意义，体验探究活动的乐趣和实验成功的喜悦。(科学态度与责任)教材全解教材全解知识点一化学是一门以实验为基础的科学1.古代炼丹术和炼金术对化学的贡献（1）古代炼丹术士和炼金术士的作坊是化学实验室的前身。（2）发明了许多实验器具，找到了一些分离物质的方法，如过滤、蒸馏等。化学与实验的关系：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。2.实验的作用实验是学习化学的重要途径，通过实验可以发现和验证化学原理、学习科学探究的方法，获得新的化学知识。3.观察实验的三个阶段变化后变化中变化前变化后变化中变化前观察记录生成物的形态、外观等观察记录物质的形态变化、外观变化、能量变化及其他现象观察记录生成物的形态、外观等观察记录物质的形态变化、外观变化、能量变化及其他现象记录物质名称，观察记录其记录物质名称，观察记录其形态、外观等实验现象实验结论操作过程4.描述实验的三项内容实验现象实验结论操作过程【考点例题】例1.（2023•仪征市二模）某同学利用如图创新实验对蜡烛及其燃烧进行探究。当蜡烛燃烧约1分钟后，观察到石灰水变浑浊，U型管内附着大量水雾。下列相关说法不正确的是（）A．蜡烛燃烧过程中既有物理变化又有化学变化 B．该实验说明蜡烛燃烧生成了CO2和H2O C．该实验说明蜡烛中含碳、氢、氧三种元素 D．该创新实验现象明显，便于观察【答案】C【解析】解：A、蜡烛燃烧生成新物质CO2和H2O，属于化学变化，蜡烛在燃烧的过程中会融化成液体，没有新物质生成，属于物理变化，该变化中既有物理变化又有化学变化，故A正确；B、澄清的石灰水变浑浊，说明该反应中有CO2生成；U型管内有大量水雾形成，说明有水生成，故B正确；C、蜡烛与氧气反应生成二氧化碳和水，氧气是由氧元素组成的，由质量守恒定律可知：蜡烛中一定有碳和氢元素，可能有氧元素，故C错误；D、该实验中容易观察到烧杯中澄清石灰水变浑浊，也能方便观察到U型管内有水雾，操作方便，故D正确；故选：C。【变式精选】【变式1】（2023•池州二模）学习化学需结合学科本质去认识和理解世界。下列说法不正确的是（）A．变化与守恒：蜡烛燃烧生成二氧化碳，证明蜡烛中含有碳元素 B．模型与推理：肥皂水可以鉴别硬水和软水，所以可以用肥皂水鉴别蒸馏水和氯化钙溶液 C．宏观与微观：水银温度计可以测量体温，原因是温度升高汞原子之间的间隔增大 D．探究与创新：向2支试管中加入相同体积不同浓度的H2O2溶液，再向其中1支加入少量MnO2，可探究MnO2能否加快H2O2的分解【答案】D【解析】解：A、CO2中含有碳、氧两种元素，根据质量守恒定律，反应前后，元素种类不变，反应物氧气中只含有氧元素，则蜡烛中一定含有碳元素，可能含有氧元素，故选项说法正确。B、氯化钙溶液含有较多的钙离子，蒸馏水属于软水，加入肥皂水，产生泡沫较多、浮渣少的是蒸馏水，泡沫少浮渣多的是氯化钙溶液，用肥皂水可以鉴别，故选项说法正确。C、用水银温度计测量体温时，水银柱升高是因为温度升高汞原子之间的间隔增大，故选项说法正确。D、要探究二氧化锰能否加快过氧化氢分解，需要使用浓度、体积相同的过氧化氢溶液，该实验中浓度不同，不符合控制变量原则，不可探究MnO2能否加H2O2的分解，故选项说法错误。故选：D。【变式2】蜡烛的主要成分是石蜡,对于蜡烛燃烧时的实验现象，下列描述中正确的是()A.蜡烛是无味、乳白色的固体,质软,不溶于水B.蜡烛的密度比水小,所以放人水中会浮在水面上C.蜡烛在空气中燃烧有热量放出D.蜡烛燃烧会产生二氧化碳气体【答案】C【解析】解：实验现象和实险结论不能混为一谈。实验现象是直接观察到的,如颜色变化、发光、发热、产生气体、生成筑淀,而实验结论是由安验现息经过分析、推理得到的,如生成物的名称、性质等。满述实验现象时,不能出现生成物的名称，不能用实验结论代替实验现象。知识点二对蜡烛及其燃烧的探究1.对蜡烛及其燃烧的探究实验实验探究步骤实验现象结论或解释观察蜡烛的制作材料烛芯为棉线、外部为石蜡蜡烛由石蜡和棉线制成点燃前（1）观察蜡烛的颜色、状态、形状乳白色、红色等颜色；固态；圆柱等形状蜡烛为乳白色、红色等颜色；固态；形状不固定（2）用小刀切下一小块石蜡，投入水中很容易切开，浮在水面上，在水中不溶解质软，密度比水小，难溶于水点燃蜡烛（1）用火柴点燃蜡烛，观察蜡烛火焰，如图1发光、放热，冒黑烟（石蜡未完全燃烧产生的炭黑）；火焰分为三层蜡烛燃烧时火焰分为三层，外层最亮、内层最暗（2）将一根火柴梗迅速平放在火焰中，1s后取出外焰处最先碳化，焰心处未变色外焰温度最高，焰心温度最低（3）用一干而冷的烧杯罩在火焰上方，片刻后取下烧杯，如图2烧杯内壁有水雾，证明了蜡烛燃烧产物有水点燃蜡烛燃烧生成了水和二氧化碳，反应的文字表达式：点燃石蜡+氧气水+二氧化碳（4）另取一个用澄清石灰水润湿内壁的烧杯罩在火焰上方澄清石灰水变浑浊，证明了蜡烛燃烧产物有二氧化碳。熄灭蜡烛（1）将蜡烛熄灭，观察有白烟（石蜡冷凝的固体小颗粒）蜡烛燃烧时先由固态转变为液态，再汽化，而后燃烧。蜡烛熄灭时，石蜡蒸气遇冷转变为石蜡固体小颗粒，生成白烟（2）用火柴迅速点燃蜡烛刚熄灭时产生的白烟，如图3蜡烛重新燃烧白烟具有可燃性图2图3图1图2图3图12.化学学习特点（1）关注物质的性质。如石蜡的颜色、状态、气味硬度、密度、熔点及石蜡能否燃烧、燃烧产物能否使澄清石灰水变浑浊等。（2）关注物质的变化。如石蜡受热时是否熔化，燃烧时是否发光、放热、变色、产生气体、生成沉淀等。（3）关注物质变化的过程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，并进行比较和分析,得出结论。【考点例题】例1.（2023•峨山县三模）将燃着的蜡烛放入密闭的容器中，同时用氧气传感器测得密闭容器中氧气含量的变化如图所示。下列说法正确的是（）A．蜡烛燃烧前密闭容器内的气体全部是氧气 B．实验反应后容器内含量最多的气体是CO2 C．该实验说明能用蜡烛燃烧来测定空气中氧气的含量 D．容器内氧气的体积分数小于一定值时，蜡烛无法燃烧【答案】D【解析】解：A、由图像可知，蜡烛燃烧前密闭容器内的气体中氧气约占21%，说明蜡烛燃烧前密闭容器内的气体不会全部是氧气，故A说法错误；B、空气中含量最多的气体是氮气，氮气不参与石蜡的燃烧，因此，蜡烛熄灭并冷却至室温后，容器内含量最多的气体是氮气，故B说法错误；C、当氧气体积分数减小到约15.9%左右时，蜡烛熄灭，说明蜡烛熄灭后，密闭容器中还有氧气，且石蜡燃烧还会生成二氧化碳气体，因此不能用蜡烛燃烧来测定空气中氧气的含量，故C说法错误；D、当氧气的体积分数达到约15.9%时，蜡烛熄灭，蜡烛熄灭的原因是容器内氧气的体积分数小于一定值时，蜡烛无法燃烧，故D说法正确。故选：D。【变式精选】【变式1】（2023•德庆县一模）蜡烛燃烧可用“化学反应”表示为：蜡烛+氧气二氧化碳+水，则有关蜡烛中元素组成的判断正确的是（）A．无法确定 B．含有C、H、O三种元素 C．只含有C、H元素 D．一定含有C、H元素，可能含有O元素【答案】D【解析】解：CO2和H2O两种物质中含有碳、氢、氧三种元素，根据质量守恒定律，反应前后，元素种类不变，反应物氧气中只含有氧元素，则蜡烛中一定含有碳、氢两种元素，可能含有氧元素。故选：D。【变式2】（2023•花都区一模）某兴趣组利用图一装置探究O2浓度、温度等条件对物质燃烧的影响，进行了以下操作。①点燃蜡烛后伸入广口瓶，立即塞紧橡皮塞，观察到蜡烛在瓶内燃烧，白磷不燃烧。②待蜡烛自动熄灭，装置冷却后，在t1时，将滴管中的水全部滴入广口瓶，铝盒中的白磷开始燃烧。通过传感器获得广口瓶内O2浓度随时间变化的图像（见图二）。对于该实验，兴趣小组的有关分析正确的是（）A．生石灰的作用是产生氧气，供白磷燃烧使用 B．图二中0﹣t1时间内，曲线下降的原因是白磷燃烧消耗氧气 C．由实验可知，白磷燃烧所需的氧气最低浓度低于蜡烛燃烧所需的氧气最低浓度 D．白磷燃烧结束后，广口瓶中没有氧气存在【答案】C【解析】解：A、生石灰的主要成分为氧化钙，氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，该反应放热，则能使白磷温度达到着火点以上，故A不正确；B、刚开始白磷不燃烧，蜡烛在燃烧，则说明0﹣t1时间内，曲线下降的原因是蜡烛燃烧消耗氧气，故B不正确；C、待蜡烛自动熄灭，装置冷却后，在t1时，加入水后，白磷开始燃烧，则说明白磷燃烧所需的氧气最低浓度低于蜡烛燃烧所需的氧气最低浓度，故C正确；D、由图可知，最终装置中还含有氧气，则说明白磷燃烧结束后，广口瓶中含有氧气，故D不正确。故选：C。【变式3】（2023•常州一模）某兴趣小组利用氧气传感器探究不同物质在空气中燃烧的耗氧量情况。足量蜡烛和红磷分别在相同的密闭容器中燃烧，测定的氧气含量变化如图所示。下列判断正确的是（）A．蜡烛燃烧过程中，a点时容器内氮气体积分数为84% B．红磷燃烧过程中，b点和c点时容器内物质总质量相等 C．燃烧后，两容器中氧气均未耗尽，蜡烛耗氧量较多 D．若将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧，氧气的体积分数可降至3%【答案】B【解析】解：A、蜡烛燃烧过程中，a点时容器内氮气和稀有气体体积分数之和小于84%，容器内还含有氧气、二氧化碳、水蒸气等，故选项说法错误。B、根据质量守恒定律，化学反应前后物质的质量不变化，因为是在密闭容器中进行的，所以红磷燃烧过程中，b点和c点时容器内物质总质量相等，故选项说法正确。C、当氧气的体积分数达到14%时，蜡烛熄灭，当氧气的体积分数达到10%时，红磷熄灭，则燃烧后，两容器中氧气均未耗尽，红磷耗氧量较多，故选项说法错误。D、若将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧，氧气的体积分数不能降至3%，氧气的体积分数达到10%时，均会熄灭，故选项说法错误。故选：B。知识点三排水集气法适用气体:不与水反应、难溶于水(或不易溶于水)的气体都可用如图所示的排水集气装置来收集。2.使用仪器:水槽、集气瓶、玻璃片、导气管、橡胶管。3.操作步骤:将集气瓶装满水（装满水的目的是排出瓶内原有的空气）,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（注意:瓶内不能留有气泡，否则收集的气体不纯）并将集气瓶倒立在水槽内。向集气瓶内缓缓吹气，当集气瓶内充满呼出的气体时（集气瓶口有大量气泡冒出时,表明气体已集满）在水下用玻璃片毛面盖好瓶口，再取出集气瓶正放在实验桌上（正放的原因是呼出气体的密度比空气的密度大，在以后的学习中会涉及)。当收集到一部分气体时，要用手压住集气瓶，防止因为水的浮力使集气瓶上浮而漏气。【考点例题】例1.某学习小组对是否可用排水集气法收集到CO2展开探究。利用传感器对是否可用排水集气法收集到CO2展开探究，实验装置如图1所示：【实验步骤】（1）按实验装置图Ⅰ组装仪器。（2）用压强传感器自带的注射器通过活塞A向三颈烧瓶注入50mL空气，并一直压住注射器，若压强传感器的读数①，证明装置气密性良好。（3）打开活塞A，将注射器中的稀盐酸迅速注入仪器b中，反应一段时间后，常用②放在A处进行验满，收集满后迅速关闭活塞A，并用止水夹夹住导气管B处。（4）用压强传感器自带的注射器通过活塞A向三颈烧瓶中注入15mLH2O，步骤（3）（4）过程中体系内压强变化如图2所示。【总结与拓展】（1）图2中30s到100s之间压强逐渐减小的原因是③，（用化学方程式解释）。（2）经过测算，消耗CO2的量约为收集到的CO2总量的0.53%，因此排水集气法④（填“可以”或“不可以”）收集到CO2气体。【答案】【实验步骤】（2）突然增大后，维持一段时间不变；（3）燃着木条；【总结与拓展】（1）CO2+H2O＝H2CO3；（2）可以。【解析】解：【实验步骤】（2）用压强传感器自带的注射器通过活塞A向三颈烧瓶注入50mL空气，并一直压住注射器，若压强传感器的读数突然增大后，维持一段时间不变，证明装置气密性良好；故答案为：突然增大后，维持一段时间不变；（3）二氧化碳不能支持燃烧，能使燃着的木条熄灭。可以用燃着木条放在A处进行验满，燃着木条熄灭说明收集满。故答案为：燃着木条；【总结与拓展】（1）图2中30s后体系的压强瞬间增大的原因是：反应生成了大量的二氧化碳气体，30s至100s之间压强逐渐减小的原因是二氧化碳能溶于水且与水反应生成碳酸，方程式为：CO2+H2O＝H2CO3；故答案为：CO2+H2O＝H2CO3；（2）经过测算，消耗CO2的量约为收集到的CO2总量的0.53%，消耗的二氧化碳量较少，因此排水集气法可以收集到CO2气体；故答案为：可以。【变式精选】【变式1】实验室用高锰酸钾制氧气，并用排水法收集气体的实验步骤是（）①检查装置的气密性②收集气体③停止加热④将导管拿出水面⑤开始加热⑥连接仪器⑦固定试管⑧加入药品A．①⑧⑥⑦⑤②④③ B．⑥①⑦⑤②④③ C．①⑧⑦⑥⑤②③④ D．⑥①⑧⑦⑤②④③【答案】D【解析】解：连接仪器，检查装置的气密性，加入药品，固定试管，开始加热，收集气体，将导管拿出水面，停止加热。故选：D。知识点四对人体吸入的空气和呼出的气体的探究【提出问题】我们吸入的空气和呼出的气体有什么不同?【查阅资料】（1）二氧化碳可以使澄清的石灰水变浑浊，白色浑浊越多,说明气体中二氧化碳越多。（二氧化碳可以使水变浑浊，是因为二氧化碳和石灰水反应生成了不溶于水的碳酸钙沉淀。）（2）氧气可以使带火星的木条复燃，燃烧越旺，说明氧气越多。（3）二氧化碳能使燃着的木条熄灭。（4）空气主要是由氮气、氧气组成的，还含有二氧化碳、水蒸气等物质。【猜想与假设】吸入的空气和呼出的气体中有些成分的含量是不同的，如氧气、二氧化碳、水蒸气等。（猜想不一定正确，但要有依据。呼吸作用要消耗氧气，生成二氧化碳和水。）【设计实验方案】用排水法收集两瓶呼出气体，再收集两瓶空气，进行对比实验。【进行实验】实验步骤实验图示实验现象实验结论取两个等大的空集气瓶,用玻璃片将瓶口盖好，正放在空气桌面上；另取两个相同规格的集气瓶，将它们分别盛满水，用排水法收收集空气和呼出的气集两瓶呼出的气体体，正放在桌面上两种气体均没有颜色空气与人呼出的气体均为无色气体将燃着的木条分别伸入盛有空气和呼出气体的集气瓶中盛有空气的集气瓶中燃着的木条无明显变化；盛有呼出气体的集瓶中燃着的木条很快熄灭人呼出的气体中氧气的含量低于空气中氧气的含量分别向盛有空气和呼出气体的集气瓶中滴入相同滴数的澄清石灰水，振荡盛空气的集气瓶中澄清石灰水无明显变化；盛呼出气体的集气瓶中澄清石灰水变浑浊人呼出气体中二氧化碳的含量高于空气中二氧化碳的含量取两块干燥的玻璃片，对着其中一块玻璃片哈气，对比观察两块玻璃片上发生的现象空气中的玻璃片无变化；对着哈气的玻璃片上出现水雾人呼出气体中水蒸气的含量高于空气中水蒸气的含量注意：冬天在教室里上课时，要开窗通风,以保证教室内有充足的氧气。【解释和结论】通过上述实验探究，比较我们吸入的空气和呼出的气体中各成分的含量，用“多”或“少”表示相对含量。物质氧气二氧化碳水蒸气吸入的空气多少少呼出的气体少多多【考点例题】例1.某实验测出的人的呼吸中各种气体的体积分数如表所示：气体吸入气体呼出气体X78%75%Y21%15%CO20.03%3.68%H2O0.06%5.44%其它0.91%0.88%（1）请你判断：X是，Y是。（填物质名称）（2）请你回答：因参与人体新陈代谢而消耗的气体是。（填物质名称）（3）请你证明呼出的气体中含有水蒸气。你的实验方法是。（4）请你分析：X气体在呼吸过程中没有参与化学反应，但在呼出气体中体积分数却减少，原因是。【答案】见试题解答内容【解析】解：（1）由于人吸入的气体是空气，体积分数占78%的是氮气，X是氮气，氧气占1%，则Y是氧气。（2）呼吸作用是人体吸入氧气，呼出二氧化碳，故因参与人体新陈代谢而消耗的气体是氧气。（3）由于呼出的气体中含有较多的水蒸气，水蒸气遇到冷的玻璃片会被凝结成水珠，所以对着干冷的玻璃片呼气，与没有对着哈气的玻璃片进行对照。（4）由表中数据可知呼出的气体中，二氧化碳和水蒸气的增加量要比空气中减少的体积多，也就是说氮气含量虽然没变，呼出气体的总量却增大了，所以氮气的体积分数减少了。故答案为：（1）氮气；氧气；（2）氧气；（3）对着干冷的玻璃片上呼气；（4）呼吸产生了气体，使气体的总体积增加。【变式精选】【变式1】化学小组用如图所示自制装置进行“人体吸入和呼出气体成分”的探究。【提出假设】人体呼出气体中二氧化碳的含量高于吸入气体【进行实验】实验1步骤操作现象①在饮料瓶中装水至没过长吸管底端，对着短吸管缓慢吹气水从长吸管端快速流出②将饮料瓶中装满水，对着短管吹气，用排水法收集呼出气体，将燃着的木条快速伸入饮料瓶中饮料瓶中木条熄灭③将水倒掉，向饮料瓶中加入澄清石灰水至没过长吸管底，从短吸管端吸气30秒，观察石灰水的变化；再从长吸管端吹气30秒，观察石灰水的变化（1）进行步骤①的目的是。（2）步骤②中的现象不能证明呼出气体中含二氧化碳，原因是。（3）若假设成立，步骤③中，预期会观察到的现象是。【答案】（1）检查装置的气密性；（2）呼出气体中大量的水蒸气也不支持燃烧，不能根据木条熄灭证明是二氧化碳；（3）吸气时石灰水无明显变化，呼气时澄清石灰水变浑浊。【解析】解：（1）在饮料瓶中装水至没过长吸管底端，对着短吸管缓慢吹气，在气压的作用下若装置不漏气则水从长吸管端快速流出，因此进行步骤①的目的是：检查装置的气密性，确定装置气密性良好；（2）当瓶内空气中氧气含量很少时，燃着的木条就会熄灭，因此由于瓶内有大量的水蒸气时，水蒸气不支持燃烧所以木条熄灭则无法证明是二氧化碳造成的，（3）若假设成立，人体呼出气体中二氧化碳的含量高于吸入气体，二氧化碳能使石灰水变浑浊，步骤③中，预期会观察到的现象是：吸气时石灰水无明显变化，呼气时澄清石灰水变浑浊。故答案为：（1）检查装置的气密性；（2）呼出气体中大量的水蒸气也不支持燃烧，不能根据木条熄灭证明是二氧化碳；（3）吸气时石灰水无明显变化，呼气时澄清石灰水变浑浊。知识点五科学探究1.科学探究科学探究是收集证据和作出解释，进行发现、创造与应用的科学实践活动，也是获取科学知识、理解科学本质、认识客观世界的重要途径。2.科学探究的环节提出问题→形成假设→制订计划(设计实验方案或调查方案)→进行实验(或调查)→获取证据→分析解释数据→形成结论及建构模型→反思与评价→表达与交流。并不是所有科学探究都按这些环节一步步进行，可根据实际研究的内容确定基本的研究方法和步豫。【考点例题】例1.为了探究薯片袋中充入的气体是什么，将气体收集在集气瓶中，滴入石灰水振荡后没有变浑浊，将燃烧的木条伸入瓶中，木条熄灭，这是科学实验探究中的（）A．作出猜想 B．设计实验 C．进行实验 D．得出结论【答案】C【解析】解：为了探究薯片袋中充入的气体是什么，将气体收集在集气瓶中，滴入石灰水振荡后没有变浑浊，将燃烧的木条伸入瓶中，木条熄灭，属于科学探究中的进行实验。故选：C。【变式精选】【变式1】小明在家里装修后的垃圾里发现一块透明的材料。他想知道该材料的材质，根据断口比较锋利，他猜测是玻璃。“他猜测是玻璃”属于科学探究中的哪一个环节（）A．发现问题 B．查阅资料 C．猜想与假设 D．设计实验【答案】C【解析】解：猜测是玻璃，是对问题提出的猜想，属于科学探究中的猜想与假设。故选：C。【变式2】小组同学进行“人体吸入和呼出气体成分”的探究。【提出假设】人体呼出气体中二氧化碳的含量高于吸入气体。【查阅资料】碳酸钙不溶于水，碳酸氢钙[Ca（HCO3）2]可溶于水。【进行实验】实验装置实验步骤实验现象Ⅰ.检查装置气密性如图注水后，关闭K2，打开K1，向呼吸口吹气，立即关闭K1，检查了①的气密性；同理，检查②的气密性①②中，长导管内形成水柱，一段时间后水柱不下降Ⅱ.将装置内的水换成澄清石灰水/Ⅲ.吸气时：打开K1，关闭K2，从呼吸口吸气30秒，观察石灰水的变化①中澄清石灰水不变浑浊Ⅳ.吹气时：观察石灰水的变化实验中有同学发现，吹气一段时间后浑浊的石灰水重新变澄清。他将②中重新加入等体积的石灰水，进一步进行吹气实验。实验编号石灰水浓度持续吹气时间实验现象2﹣10.16%30秒澄清石灰水变浑浊2﹣20.16%2分钟澄清石灰水先变浑浊，后又变澄清2﹣30.08%30秒澄清石灰水先变浑浊，后又变澄清2﹣40.08%2分钟澄清石灰水先变浑浊，后又变澄清【解释与结论】（1）步骤Ⅰ说明装置的气密性（填“好”或“不好”）。（2）解释步骤Ⅰ中出现“长导管内形成水柱”的现象的原因。（3）补全步骤Ⅳ的操作。（4）能说明假设成立的实验现象是。（5）能说明石灰水重新变澄清与石灰水浓度有关的实验是（填实验编号）。（6）澄清石灰水浑浊后又变澄清时发生了化合反应，依据资料写出该反应的化学方程式。【反思与评价】（7）步骤Ⅳ中，有同学观察到石灰水变澄清，而有的同学未观察到，产生现象差异的可能原因是（写一条即可）。【答案】（1）好；（2）吹气时，瓶内气体量增多，使瓶内压强增大；（3）关闭K1，打开K2，从呼吸口吹气30秒；（4）①在澄清的石灰水不变浑浊，②中澄清的石灰水变浑浊；（5）2﹣1和2﹣3；（6）CO2+CaCO3+H2O＝Ca（HCO3）2；（7）石灰水的浓度不同（合理即可）。【解析】解：（1）步骤Ⅰ说明装置的气密性好；故答案为：好；（2）步骤Ⅰ中出现“长导管内形成水柱”的现象的原因是吹气时，瓶内气体量增多，使瓶内压强增大；故答案为：吹气时，瓶内气体量增多，使瓶内压强增大；（3）Ⅳ.吹气时需要将气体通入澄清的石灰石中，因此关闭K1，打开K2，从呼吸口吹气30秒，观察石灰水的变化；故答案为：关闭K1，打开K2，从呼吸口吹气30秒；（4）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，若人体呼出气体中二氧化碳的含量高于吸入气体，会观察到①在澄清的石灰水不变浑浊，②中澄清的石灰水变浑浊；故答案为：①在澄清的石灰水不变浑浊，②中澄清的石灰水变浑浊；（5）能说明石灰水重新变澄清与石灰水浓度有关的实验是2﹣1和2﹣3；故答案为：2﹣1和2﹣3；（6）碳酸钙、水和二氧化碳反应生成可溶性的碳酸氢钙，化学方程式为CO2+CaCO3+H2O＝Ca（HCO3）2；故答案为：CO2+CaCO3+H2O＝Ca（HCO3）2；（7）步骤Ⅳ中，有同学观察到石灰水变澄清，而有的同学未观察到，产生现象差异的可能原因是石灰水的浓度不同或单位时间内吹出气体的量不同；故答案为：石灰水的浓度不同（合理即可）。精选精练精选精练1．（2023•兰州模拟）下列叙述与所运用的思想方法不一致的是（）A．比较法：探究人体吸入的空气和呼出的气体 B．推理法：依据所含物质的种类将物质分为混合物和纯净物 C．定量实验法：测定空气中氧气含量 D．控制变量法：探究Mg、Zn、Fe等金属与稀盐酸反应的快慢【答案】B【解析】解：A.空气中氧气、二氧化碳、水蒸气的含量与呼出气体中不相同，通过对比实验来探究出空气中氧气的含量高于呼出气体，空气中二氧化碳和水蒸气的含量低于呼出气体，故A正确；B.纯净物中含有一种物质，含有多种物质的属于混合物，是根据所含物质的种类多少来区分，不是推理法，故B不正确；C.空气中氧气含量约占五分之一，采用定量实验法测定，故C正确；D.Mg、Zn、Fe等金属与稀盐酸反应的快慢受接触面积、酸的浓度等因素的影响，因此采用控制变量的方法来探究Mg、Zn、Fe等金属与稀盐酸反应的快慢，故D正确。故选：B。2．（2023•衡水模拟）下列四个探究实例①探究凸透镜成像的规律②物质燃烧条件③探究物体的动能与哪些因素有关④探究固体物质溶解度影响因素，其中主要研究方法相同的是（）A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④【答案】D【解析】解：①研究凸透镜的成像规律实验，运用的是实验法；②探究燃烧的条件，采用的是控制变量法；③探究物体的动能与哪些因素有关是控制变量法；④探究影响物质溶解性的因素，采用的是控制变量法；故选：D。3．（2023•历下区一模）根据维生素C能够使“淀粉—碘溶液”褪色的原理，利用如图实验比较两种果汁中维生素C含量的高低。下列有关做法中，不符合控制变量要求的是（）A．用两支相同规格的胶头滴管 B．烧杯中“淀粉—碘溶液”的体积相同 C．两种果汁的温度可以不相同 D．烧杯中“淀粉—碘溶液”的浓度相同【答案】C【解析】解：若想比较两种果汁中维生素C含量的高低，除了果汁不同，其它因素均应相同，即烧杯中“淀粉—碘溶液”的体积、浓度相同，温度相同，加入的苹果汁和橙汁的质量也相同。故选：C。4．（2023•沂源县二模）小明在厨房中发现一种白色固体，他认为可能是白糖，就“可能是白糖”而言，属于科学探究中的（）A．得出结论 B．设计实验 C．操作实验 D．猜想与假设【答案】D【解析】解：他认为可能是白糖，是对物质种类的一种猜想，属于猜想与假设。故选：D。5．（2023•仁和区二模）将呼出的气体与空气相比较，含量明显降低的是（）A．稀有气体 B．氧气 C．二氧化碳 D．氮气【答案】B【解析】解：人呼吸时把空气中的氧气转化为二氧化碳，同时从体内带出水蒸气，人体呼出气体和空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气含量不同；氮气的含量基本不变，因为人体没有吸收氮气；呼出的气体与吸入空气相比，具有“两多一少”的特点，即与吸入的空气相比，二氧化碳、水蒸气含量增加，氧气含量减少。将呼出的气体与空气相比较，含量明显降低的是氧气。故选：B。6．（2023•仪征市二模）小明按照如图所示连接实验装置，塑料袋中充有少量空气，一段时间后向塑料袋中吹入一定量呼出气体，利用氧气浓度传感器和二氧化碳浓度传感器测定塑料袋中气体浓度的变化，测定结果如图所示。下列说法不正确的是（）A．曲线②代表人呼出气体中CO2含量 B．35s时开始向塑料袋中呼入气体 C．人呼出气体中CO2含量高于O2 D．人呼出气体中N2含量和空气一样【答案】C【解析】解：呼吸作用需要消耗氧气，释放出二氧化碳气体和水蒸气，空气中的氮气不参与呼吸作用。A、呼吸作用消耗氧气，呼出二氧化碳，由图可知，曲线②从35s开始上升，故曲线②代表人呼出气体中CO2含量，说法正确，不符合题意；B、由图可知，35s时，气体的浓度开始变化，说明35s时开始向塑料袋中呼入气体，说法正确，不符合题意；C、由图可知，二氧化碳浓度逐渐增大，待趋于稳定时，二氧化碳的浓度为25000ppm，即2.5%，而趋于稳定时，氧气的浓度约为18%，故呼出气体中氧气含量高于二氧化碳，说法不正确，符合题意；D、呼吸作用中氮气没有参与反应，故呼出气体中氮气含量和空气一样，说法正确，不符合题意。故选：C。7．（2023•涵江区模拟）如图1所示，向袋内缓缓吹气（袋内装有下雨天收集的空气样品），用传感器采集O2、CO2、湿度（测水蒸气）的相关数据如图2所示。纵坐标均为某气体体积分数（%），横坐标均为时间（s）。据图回答，下列说法错误的是（）A．表示CO2变化的曲线是X B．通过实验探究，呼出气体中O2的含量比吸入空气中的O2含量低 C．200s时保鲜袋内含量最多的是O2 D．Y曲线60s之后逐渐下降，推测保鲜袋中可能出现的现象是保鲜袋内壁有水雾产生【答案】C【解析】解：A、由以上分析可知，表示二氧化碳变化的曲线是X，说法正确；B、呼吸作用是消耗氧气，呼出二氧化碳和水蒸气，空气中氧气的体积分数约为20.77%，随着呼吸作用的进行，氧气的含量逐渐降低，则Z表示氧气；通过实验探究，呼出气体中氧气的含量比吸入空气中的氧气含量降低，说法正确；C、由图可知，Z表示氧气，则Z中呼出气体中约含有17.17%的氧气，200s时保鲜袋内含量最多的不是氧气，说法错误；D、温度降低，水蒸气会冷凝成水滴，所以Y曲线60s之后逐渐下降是因为水蒸气冷凝造成的，可推测保鲜袋中可能出现的现象是保鲜袋内壁有水雾产生，说法正确。故选：C。8．（2023•思明区三模）2022年我国的下列科技新成果，不属于化学研究范畴的是（）A．创新海水电解制氢技术 B．揭示新冠病毒突变特征与免疫逃逸机制 C．温和压力条件下合成乙二醇 D．将二氧化碳人工合成葡萄糖和脂肪酸【答案】B【解析】解：A、创新海水电解制氢技术，属于研究、制取新物质，属于化学研究的范畴，故选项错误。B、揭示新冠病毒突变特征与免疫逃逸机制，属于生物学研究范畴，不属于化学研究的范畴，故选项正确。C、温和压力条件下合成乙二醇，属于研究、制取新物质，属于化学研究的范畴，故选项错误。D、将二氧化碳人工合成葡萄糖和脂肪酸，属于研究、制取新物质，属于化学研究的范畴，故选项错误。故选：B。9．（2023•西区二模）每一门学科都有自己的研究领域和对象。下列不属于化学研究的领域的是（）A．研制治疗癌症的新药 B．研究地壳板块结构及运动规律 C．研制新型航空航天材料 D．研究将废旧塑料变成汽车燃料【答案】B【解析】解：A、研制治疗癌症的新药，是研究、制取新药物，属于化学研究的领域，A选项不符合题意；B、研究地壳板块结构及运动规律，是地理学研究领域内容，不属于化学研究的领域，B选项符合题意；C、研制新型航空航天材料属于研究、制取新材料，是化学研究的领域，C选项不符合题意；D、研究将废旧塑料变成汽车燃料，是综合利用资源，是化学研究的领域，D选项不符合题意。故选：B。10．（2023•南平模拟）2023年4月24日是第八个“中国航天日”，今年的主题是“格物致知，叩问苍穹”。下列有关航天的课题属于化学学科研究领域的是（）A．“嫦娥二号”探月卫星轨道的计算 B．发射“神舟”系列飞船的火箭所需新型燃料的研制与生产 C．“神舟十四号”载人飞船与天和核心舱对接 D．“祝融号”火星车与“天问一号”火星探测器之向的信息传递【答案】B【解析】解：A、“嫦娥二号”探月卫星轨道的计算，不属于化学研究范畴，故A错误；B、发射“神舟”系列飞船的火箭所需新型燃料的研制与生产，属于化学研究范畴，故B正确；C、“神舟十四号”载人飞船与天和核心舱对接，不属于化学研究范畴，故C错误；D、“祝融号”火星车与“天问一号”火星探测器之向的信息传递，不属于化学研究范畴，故D错误。故选：B。11．（2023•平遥县一模）我国月球探测工程目前仍处于无人探测阶段，下列探测目标与化学有关的是（）A．探测地月空间环境 B．探测着陆区的地形地貌 C．获取月球表面三维影像 D．分析月球表面元素含量【答案】D【解析】解：A、探测地月空间环境，属于天文学的研究范畴，故选项错误。B、探测着陆区的地形地貌，属于地理学的研究范畴，故选项错误。C、获取月球表面三维影像，属于地理的研究范畴，故选项错误。D、分析月球表面元素含量，属于化学的研究范畴，故选项正确。故选：D。12．（2023•海沧区校级二模）利用传感器采集蜡烛在密闭容器内燃烧过程中O2和CO2浓度的变化，以探究蜡烛熄灭的原因。实验装置如图1所示，实验过程中采集到的数据如图2所示，以下分析不合理的是（）A．图2中的数据可以说明空气中氧气的含量高于二氧化碳 B．蜡烛燃烧初期，O2的浓度下降后又升高可能是燃烧放热引起的变化 C．蜡烛熄灭的原因可能是燃烧过程中消耗氧气并产生一定浓度的CO2 D．燃着的蜡烛能在浓度为15%O2、5%CO2和80%N2的混合气体中保持燃烧【答案】D【解析】解：A.瓶内蜡烛燃烧过程中，氧气浓度随着参与燃烧而逐渐降低，符合曲线1的变化，二氧化碳浓度随着燃烧的进行而逐渐升高，符合曲线2的变化，结合图可知，空气中氧气的含量明显高于二氧化碳，故A正确；B.蜡烛燃烧消耗氧气，燃烧放热又导致气体体积膨胀，因此O2的浓度下降后又升高可能原因是燃烧放热引起的变化，故B正确；C.二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，蜡烛熄灭的原因可能是燃烧过程中产生一定浓度的CO2导致，故C正确；D.由图可知当氧气浓度低于15.6%、二氧化碳浓度大于3.8%时蜡烛不再燃烧，故燃着的蜡烛不能在浓度为15%O2、5%CO2和80%N2的混合气体中保持燃烧，故D不正确。故选：D。13．（2023•高邮市一模）蜡烛在密闭容器里燃烧至熄灭，容器里O2和CO含量随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是（）A．①表示CO含量的变化 B．蜡烛发生了不完全燃烧 C．蜡烛熄灭时容器里的氧气已耗尽 D．该石蜡中含碳、氢和氧三种元素【答案】B【解析】解：A、由分析可知，曲线②为一氧化碳含量变化的曲线，选项错误；B、密闭容器中，氧气不充分，所以蜡烛燃烧不充分，产生一氧化碳，选项正确；C、由分析可知曲线①为氧气含量变化的曲线，图示氧气和一氧化碳含量不再变化时即蜡烛熄灭时，容器中还含有氧气，选项错误；D、根据质量守恒定律，反应前后的元素种类不变，题目中没有给出反应后含有氢元素的产物，无法推断出蜡烛中含有氢元素，选项错误；故选：B。14．（2023•宽城区一模）将点燃蜡烛放在如图1所示的密闭装置内，燃烧至熄灭。并用氧气浓度传感器采集瓶内氧气含量的变化情况，如图2所示。下列说法正确的是（）A．蜡烛燃烧是吸热反应 B．氧气浓度小于一定值时，蜡烛无法燃烧 C．蜡烛熄灭后，瓶内气体只有N2和CO2 D．实验过程中，装置内物质的总质量不断减少【答案】B【解析】解：A、蜡烛燃烧，放出热量，属于放热反应，故选项说法错误。B、瓶内氧气含量的变化图，当氧气的体积分数达到15.96%时，蜡烛熄灭，说明氧气的浓度低于一定值时，蜡烛无法燃烧，故选项说法正确。C、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，瓶内不会只剩下二氧化碳，还应有水蒸气、燃烧前瓶内的其它气体，故选项说法错误。D、任何化学反应都遵循质量守恒定律，密闭容器内的物质的质量总质量不会减少，故选项说法错误。故选：B。15．（2023•衡阳二模）如图是对蜡烛及其燃烧的探究，请回答下列问题：（1）如图甲，点燃蜡烛，把一根火柴梗放在蜡烛的火焰中，约1s后取出，可观察到火柴梗与火焰接触的A（填字母）层最先炭化变黑。（2）1860年，英国化学家法拉第在为少年儿童所作的化学讲座中做了一个有趣的“母子火焰”实验（如图乙），回答下列问题：①子火焰的可燃物是石蜡蒸气，蜡烛能产生“母子火焰”这一现象是由组成蜡烛的物质的重要物理性质决定的，该物理性质是沸点较低，受热易汽化为蒸汽。②该实验成功的关键是导管不能太长，且导管的起端必须在蜡烛母火焰的中心部位，原因是：a导管太长，石蜡蒸气冷凝，不能从导管末端导出；b母焰中心部分未与氧气接触燃烧，仍为石蜡蒸汽。【答案】（1）A；（2）①沸点较低，受热易汽化为蒸汽；②导管太长，石蜡蒸气冷凝，不能从导管末端导出；母焰中心部分未与氧气接触燃烧，仍为石蜡蒸汽。【解析】解：（1）蜡烛火焰的外焰部分温度最高，所以点燃蜡烛，把一根火柴梗放在蜡烛的火焰中，约1s后取出，可观察到火柴梗与火焰接触的A层最先炭化变黑；故答案为：A；（2）①蜡烛的主要成分石蜡的沸点较低，由于烛芯的温度较高，石蜡会蒸发变成蜡烛蒸汽，这些石蜡蒸汽就是子火焰的可燃物，因此蜡烛能产生“母子火焰”；故答案为：沸点较低，受热易汽化为蒸汽；②该实验成功的关键是导气管不能太长，如果导气管太长，由于温度的降低，石蜡蒸汽会在导管中冷凝，不能从导气管的末端导出，使实验不成功；导气管的起端必须插在蜡烛母火焰的中心部位，因为母火焰中心部分未与氧气接触燃烧，仍为石蜡蒸汽；故答案为：导管太长，石蜡蒸气冷凝，不能从导管末端导出；母焰中心部分未与氧气接触燃烧，仍为石蜡蒸汽。16．（2023•红旗区二模）下列变化中，构成物质的微粒种类发生变化的是（）A．蔗糖溶解 B．干冰升华 C．粮食酿酒 D．玻璃破碎【答案】C【解析】解：A、蔗糖溶解是蔗糖分子不断运动到水分子之间，属于物理变化，没有微粒种类的改变，故错误；B、干冰升华是二氧化碳分子间的间隔变大，属于物理变化，没有微粒种类的改变，故错误；C、粮食酿酒有新物质酒精生成，属于化学变化，有新的微粒——乙醇分子出现，故正确；D、玻璃破碎是物体形状的改变，没有新物质生成，属于物理变化，没有微粒种类的改变，故错误；故选：C。17．（2023•平潭县模拟）下列不属于化学研究范畴的是（）A．纳米铜的性质 B．水的组成 C．单晶硅的结构 D．无人机的研发【答案】D【解析】解：A、纳米铜的性质，属于研究物质的性质，属于化学研究的范畴，故选项错误。B、水的组成，属于研究物质的组成，属于化学研究的范畴，故选项错误。C、单晶硅的结构，属于研究物质的结构，属于化学研究的范畴，故选项错误。D、无人机的研发，属于信息技术领域研究的范畴，不属于化学研究的范畴，故选项正确。故选：D。18．（2023•海沧区二模）2023年5月10日，我国搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭发射升空。下列不属于化学研究范畴的是（）A．研制火箭燃料 B．确定飞船运行轨道 C．制