物质性质的探究

化学 | 9年级

以蜡烛燃烧等为载体经历提出问题、猜想与假设、设计实验、观察记录、得出结论的探究过程,认识物理性质与化学性质的区别,学会用控制变量的思路设计简单对比实验。

这一页讲的是九年级上册 第1单元 大家都来学化学 · 物质性质的探究里的「物质性质的探究」,教材要求做到:能按科学探究的一般过程说清一次探究的步骤与依据。它不是凭空出现的——要先会「物质的变化」,这一页才读得顺。学完之后,它会直接支撑「空气的成分」。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 · 学这页之前先会物质的变化本知识点物质性质的探究后续 · 学完接着学空气的成分

箭头从「先修」指向「本知识点」,再指向「后续」;点节点可跳到对应页面。

诊断题(共 8 道,答案与解析全公开)

第 1 题 基础

下列对石蜡性质的描述中,属于化学性质的是( )

  1. 常温下是白色固体
  2. 受热后容易熔化
  3. 不溶于水,密度比水小
  4. 能在空气中燃烧
看答案与解析

答案:D

解析:物理性质是不需要发生化学变化就能表现出来的性质,颜色、状态、熔点、溶解性、密度都属于物理性质;化学性质只有通过化学变化才能表现出来,燃烧生成了水和二氧化碳等新物质,因此可燃性属于化学性质。故选 D。

第 2 题 基础

科学探究的一般过程包括:①提出问题 ②猜想与假设 ③设计实验 ④进行实验并观察记录 ⑤分析证据、得出结论。下列排序正确的是( )

  1. ①②③④⑤
  2. ②①③④⑤
  3. ①③②④⑤
  4. ①②④③⑤
看答案与解析

答案:A

解析:科学探究总是从观察现象、提出问题开始,再依据已有知识对问题作出猜想与假设,然后据此设计实验方案并实施、观察记录现象,最后分析收集到的证据得出结论并进行反思评价,所以正确顺序为①②③④⑤。故选 A。

第 3 题 进阶

探究蜡烛火焰哪一层温度最高时,下列做法最能保证结论可靠的是( )

  1. 用眼睛长时间注视火焰,比较各层的明亮程度
  2. 把一根火柴梗横放在火焰中约1 s后取出,比较被烧焦的程度
  3. 把火柴梗只伸到外焰处,看它是否很快被烧焦
  4. 换三支不同的蜡烛,每次把火柴梗放在不同位置
看答案与解析

答案:B

解析:本探究的自变量是火焰中的位置,其余条件必须相同,所以要让同一根火柴梗同时横跨焰心、内焰、外焰,相同时间后比较烧焦程度,这属于控制变量的对比实验。只测外焰一处没有对照,换用不同蜡烛、放置时间不同则变量不止一个,明亮程度也不能直接反映温度高低。故选 B。

第 4 题 挑战

蜡烛刚熄灭时,用燃着的火柴去靠近烛芯上方的一缕白烟,火柴能引燃白烟并使蜡烛复燃。这一现象最能说明( )

  1. 白烟就是蜡烛燃烧生成的水蒸气
  2. 白烟是蜡烛燃烧生成的二氧化碳气体
  3. 白烟是石蜡蒸气冷凝成的固体小颗粒,具有可燃性
  4. 白烟是烛芯烧焦产生的炭黑,不能燃烧
看答案与解析

答案:C

解析:白烟能被燃着的火柴引燃,并沿着白烟使蜡烛复燃,说明它本身可以燃烧,是石蜡蒸气逸出后冷凝形成的固体小颗粒。水蒸气和二氧化碳都不能燃烧,炭黑也不能使蜡烛重新燃起来,因此这三种判断都与现象不符。故选 C。

第 5 题 进阶

在蜡烛火焰上方罩一只干而冷的烧杯,内壁出现水雾;迅速倒转烧杯并注入少量澄清石灰水,振荡后石灰水变浑浊。由这两个现象可推断蜡烛中一定含有____(填元素名称或符号)。

看答案与解析

答案:碳和氢(C、H)

解析:干冷烧杯内壁出现水雾,说明燃烧生成了水,由反应前后元素种类不变可推知蜡烛中含氢元素;澄清石灰水变浑浊说明生成了二氧化碳,可推知蜡烛中含碳元素。燃烧消耗的氧气也能提供氧,所以氧元素不能确定为蜡烛所含。故答案为碳和氢。

第 6 题 挑战

要探究蜡烛燃烧的剧烈程度是否与氧气浓度有关,除氧气浓度外,还必须保持相同的条件有蜡烛的粗细和质量、____等(写出一条即可)。

看答案与解析

答案:燃烧时间(或环境温度、烛芯长度)

解析:对比实验只能改变一个变量,其余条件都要相同。本探究的自变量是氧气的浓度,因变量是燃烧的剧烈程度,所以蜡烛的规格、燃烧的时间、环境温度、烛芯长短等都必须保持一致,否则看到的现象差异就分不清是氧气浓度造成的还是其他因素造成的,结论也就不可靠。

第 7 题 进阶

有同学认为“蜡烛燃烧时只是石蜡受热熔化成液体流下来,属于物理变化”。请写出两条能反驳这一说法的事实证据,并说明判断依据。

看答案与解析

答案:证据一:在火焰上方罩干而冷的烧杯,内壁出现水雾,说明燃烧生成了水;证据二:向烧杯中倒入澄清石灰水振荡后变浑浊,说明生成了二氧化碳;依据:有新物质生成的变化是化学变化,故蜡烛燃烧属于化学变化,熔化只是燃烧过程中的伴随现象。

解析:判断物理变化与化学变化的根本依据是有没有新物质生成。烧杯内壁的水雾和石灰水变浑浊分别证明燃烧生成了水和二氧化碳,这两种物质在蜡烛中原本并不存在,属于新物质,所以蜡烛燃烧是化学变化;石蜡受热熔化只改变状态、不产生新物质,只是整个燃烧过程中的一个伴随现象。

第 8 题 挑战

小华用三支完全相同的蜡烛探究蜡烛燃烧的快慢,分别点燃2 min 后,称得三支蜡烛减少的质量依次为1.2 g、1.4 g、1.6 g。求这三支蜡烛平均每分钟减少的质量(单位:g,结果保留一位小数)。

看答案与解析

答案:0.7

解析:三次减少质量的算术平均值为(1.2+1.4+1.6)/3=1.4 g,这是每支蜡烛在2 min 内减少的质量;再除以时间2 min,得平均每分钟减少0.7 g。多次测量取平均值可以减小偶然误差,使结论更可靠,故答案为0.7。

课标对应

…了解科学探究过程包括提出问题、形成假设、设计并实施实验或调查方案、获取证据、分析解释数据、形成结论及建构模型、反有思评价及表达交流等要素…

《课程标准》原文节选(che-2022:yue)

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