体验化学科学探究

化学 | 9年级

以蜡烛燃烧、人体吸入与呼出气体比较等真实问题为载体,经历提出问题、猜想与假设、设计实验、观察记录、解释结论、反思评价的完整探究过程,学会区分实验现象与实验结论。

这一页讲的是九年级上册 第1章 启航化学之旅 · 体验化学科学探究里的「体验化学科学探究」,教材要求做到:能按探究环节说清一次探究的步骤与证据。它不是凭空出现的——要先会「来到化学实验天地」,这一页才读得顺。学完之后,它会直接支撑「初步认识燃烧」。下面配了 8 道诊断题,其中基础 2 道、进阶 6 道,答案与解析全部公开;先自己做一遍,再对照解析找断点。

掌握标准

先修关系

先修 · 学这页之前先会来到化学实验天地本知识点体验化学科学探究后续 · 学完接着学初步认识燃烧

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诊断题(共 8 道,答案与解析全公开)

第 1 题 基础

在探究蜡烛燃烧的实验中,下列表述属于实验现象而不是实验结论的是( )

  1. 蜡烛燃烧后生成了水和二氧化碳
  2. 罩在火焰上方的干冷烧杯内壁出现水雾
  3. 蜡烛中一定含有碳元素和氢元素
  4. 蜡烛燃烧发生的是化学变化
看答案与解析

答案:B

解析:实验现象是感官直接观察到的客观事实,如烧杯内壁出现水雾;而生成水、含碳氢元素、属于化学变化都是在现象基础上推理得到的结论。A、C、D 三项均为结论。故选 B。

第 2 题 基础

科学探究一般要经过提出问题、____、设计实验、进行实验并收集证据、解释与结论、反思与评价等环节。

看答案与解析

答案:猜想与假设

解析:完整的科学探究通常从真实问题出发,先根据已有知识对答案作出猜想与假设,再据此设计实验去检验。化学探究的第一步是提出问题,第二步即猜想与假设,这样后续实验才有明确的检验目标。

第 3 题 进阶

取一瓶呼出气体和一瓶空气,分别滴入等量的澄清石灰水并振荡,发现呼出气体瓶中的石灰水更快变浑浊。该现象说明( )

  1. 呼出气体中二氧化碳的含量比空气中高
  2. 呼出气体中氧气的含量比空气中高
  3. 空气中完全不含有二氧化碳
  4. 呼出气体中水蒸气的含量比空气中低
看答案与解析

答案:A

解析:澄清石灰水变浑浊是二氧化碳存在的证据,变浑浊越快说明二氧化碳含量越高,故呼出气体中二氧化碳含量高于空气。空气中也含少量二氧化碳,只是含量低,故不能说不含。故选 A。

第 4 题 进阶

比较人体吸入气体与呼出气体时,把燃着的木条分别伸入两瓶气体中,观察到伸入呼出气体瓶内的木条____,说明呼出气体中氧气的含量较低。

看答案与解析

答案:立即熄灭

解析:氧气能支持燃烧,木条燃烧的剧烈程度可反映氧气含量的高低。呼出气体中氧气被人体消耗一部分,含量低于空气,因此木条伸入后立即熄灭,这正是支持该结论的直接证据。

第 5 题 进阶

某同学探究蜡烛燃烧时,把内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在火焰上方,观察到石灰水变浑浊。请写出他根据这一现象可以得出的结论。

看答案与解析

答案:蜡烛燃烧生成了二氧化碳,因为二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;由此推断蜡烛的组成中一定含有碳元素。

解析:石灰水变浑浊是二氧化碳的特征现象,据此可得出生成二氧化碳的结论;再由反应前后元素种类不变,生成物中的碳只能来自蜡烛,因而推断蜡烛中一定含碳元素。要注意把现象与结论分开表述。

第 6 题 挑战

为证明呼出气体中水蒸气的含量比空气高,下列实验设计最合理的是( )

  1. 取两片相同的干燥玻璃片,一片放在空气中,另一片对着它哈气,比较两片玻璃片上水雾的多少
  2. 把燃着的木条分别伸入呼出气体和空气中,比较木条燃烧的剧烈程度
  3. 向呼出气体和空气中分别滴加等量澄清石灰水,比较变浑浊的快慢
  4. 用手分别感受呼出气体和空气的温度高低
看答案与解析

答案:A

解析:要检验水蒸气含量,必须用对水敏感且能对照的装置:干燥玻璃片出现水雾说明有水蒸气,两片同规格玻璃片一做对照,变量单一。B 检验的是氧气,C 检验的是二氧化碳,D 只是感觉温度,都不能说明水蒸气含量。故选 A。

第 7 题 挑战

有同学在探究报告中写道:蜡烛燃烧后质量变小了,说明这个反应不遵守质量守恒定律。请判断该说法是否合理,并从实验设计角度说明理由和改进办法。

看答案与解析

答案:该说法不合理;蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中,没有被称量,所以剩余质量变小,若把生成的气体一并称量则总质量不变;改进办法是在密闭容器中进行实验,或设法收集并称量全部生成物。

解析:质量守恒定律成立的前提是参加反应的各物质与生成的各物质都被计量。敞口容器中气体产物跑掉,称得的质量自然偏小,这是方案缺陷而不是定律失效。反思评价时应检查装置是否密闭、是否漏掉生成物,据此改进设计。

第 8 题 进阶

某小组用干冷烧杯罩在蜡烛火焰上方检验水蒸气,重复实验 5 次,其中 4 次观察到烧杯内壁出现水雾。出现水雾的次数占总实验次数的比例是多少?

看答案与解析

答案:0.8

解析:比例等于出现水雾的次数除以总实验次数,即 4 除以 5 得 0.8。记录多次实验的成功比例,可以判断现象是否稳定重现,这也是探究中收集证据、反思评价的重要环节。

课标对应

…能判断常见的物理变化和化学变化…

《课程标准》原文节选(che-2022:4.XY.01)

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