内容正文:
1.2 体验化学探究
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很多很多年前,有一位叫贝采利乌斯的化学老师。他既做研究,也给学生上课。
有一年冬天,他在大学的实验室里讲课。当时还没有电灯,大家用的是油灯。讲完课回到家,他习惯性地脱下厚厚的呢子大衣,随手挂在了书房。可是,他的书房里也有一盏油灯,那盏灯正在燃烧。过了几天,一件奇怪的事情发生了。他发现那件呢子大衣上,靠近油灯烟雾的地方,竟然变成了黑色,而其它地方还是原来的颜色。他很奇怪:为什么油灯的烟会把大衣熏黑?这黑色是什么?但他没有像普通人一样,擦一擦就完事了。
他提出了问题:这黑色的物质到底是从哪里来的?
一位“细心”的化学家与一盏“会发黑”的灯
第一步:猜想与假设
他想了想,大衣是被油灯的烟熏黑的。油灯烧的是植物油。那么,会不会是植物油燃烧时产生了某种黑色粉末,附着在大衣上?但这只是猜测。
第二步:制定计划与进行实验
他没有直接去研究大衣上的黑渍,而是反过来想:我能不能用实验制造出这种黑色物质?
他取了一盏普通的油灯,里面装上植物油。然后,他把一个冷的瓷盘子(或者一片干净的玻璃)放在火焰的上方,但不要碰到火焰。很快,瓷盘子上就积了一层黑色的、很细的粉末。他把这些粉末刮下来,发现它摸上去滑滑的,像煤炭一样黑,而且不容易被水弄湿。
第三步:收集证据
他又做了另一件事:他找来一块普通的木炭,把它也磨成很细的粉末。然后比较这两种黑色粉末:①颜色都是黑色;②都不溶于水;③放在火焰上烧,两种粉末都能燃烧,而且燃烧后都变成无色气体。
第四步:解释与结论
贝采利乌斯得出了一个重要的结论:植物油在不完全燃烧(比如火焰接触冷的物体)的时候,会产生一种极细的黑色粉末。这种粉末,本质上和木炭是同一种东西。
他把这种物质叫做“碳”,名字来源于拉丁语,意思是“煤炭”。
今天我们知道,这就是炭黑——一种非常微小的碳颗粒。你用的黑色墨水、印刷报纸的油墨、汽车轮胎的橡胶里,都含有炭黑。没有这位化学家的发现,我们可能还在用很费劲的方法制造黑色颜料。
著名科学家爱因斯坦明确指出:“提出一个问题往往比解决问题更重要。因为解决问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已,而提出新的问题,新的可能性,从新的角度去看待旧的问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”从某种意义上可以说,科学始于问题。
一、从问题开始
观察蜡烛燃烧并提出有探究价值的问题
观察思考
对于蜡烛燃烧现象你有没有更多的思考过呢?比如说蜡烛是由什么做成的?它燃烧后生成什么?除了燃烧,它还具有哪些性质?
从问题开始
【结论】
运用除味觉以外的所有感官对一支蜡烛在点燃前进行观察,并将观察到的现象在表中作详尽、客观的描述和记录。
提出问题:蜡烛的密度比水大还是小?
实验目的 设计实验 观察现象 得出结论
了解蜡烛的密度
用小刀切下蜡烛少许,放入水中观察
蜡烛浮于水面没有溶解
蜡烛密度小于水,不溶于水
蜡烛的硬度较小,难溶于水,密度比水小
点燃前
提示:观察蜡烛的形状、颜色、气味、硬度、密度等
点燃时
实验操作 实验现象
取一根火柴,迅速平放在火焰中,1s后取出
火柴中心部分基本不变色,而外层逐渐变黑。
火焰分为外焰、内焰、焰心三部分,外焰焰温度最高。
提出问题:蜡烛的火焰分为几层?
哪一部分的温度最高?哪一部分温度最低?
【结论】
实验操作 实验现象
取一个干燥的烧杯罩在蜡烛火焰上方,观察现象。
取一个用澄清石灰水润湿内壁的烧杯罩在蜡烛火焰上方,观察现象。
试管内壁有水雾生成
蜡烛燃烧生成了水和二氧化碳
提出问题:蜡蜡烛燃烧后可能生成什么物质?
【结论】
澄清石灰水变浑浊
点燃时
实验操作 实验现象
熄灭蜡烛,观察所发生的现象
用火柴点燃刚熄灭时的白烟
有白烟从烛芯飘出
刚熄灭时产生的白烟是石蜡蒸汽凝成的石蜡固体
【结论】
火顺白烟将蜡烛重新点燃
提出问题:白烟是什么?蜡烛为什么能被重新点燃?
熄灭时
(1)关注物质的性质
(2)关注物质的变化
(3)关注物质变化的过程以及对结果的解释和讨论
如颜色、状态、气味、密度、硬度等物理性质;能否燃烧等化学性质
如发光、放热、生成气体、生成沉淀等
对物质变化前、变化中和变化后的现象进行观察、描述,经分析得出结论
化学实验的关注点
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怎样才能发现和提出更多有价值的问题?
1.善于从生活实际中发现和提出问题;
2.要时刻保持一颗好奇心;
3.学会质疑,对现成的结论不能轻信;
4.善于观察,从不同角度看问题;
5.对任何事物都要认真思考其现象,提出本质的问题。
……
交流讨论
二、通过科学探究解决问题
请阅读课本P13-P14内容,思考科学探究有哪几个环节?
提出问题
猜想与假设
收集证据
设计实验方案
进行实验
获得结论
反思与评价
表达与交流
科学探究的基本环节
探究蜡烛燃烧的奥秘
小明在观察蜡烛燃烧时发现了这样的现象:蜡烛的火焰集中在烛芯周围,石蜡在不断熔化而液态的石蜡却没有直接燃烧。
提出问题
蜡烛燃烧时是固体石蜡在燃烧还是熔化后的蜡油在燃烧,还是气化后的石蜡蒸汽在燃烧呢?
猜想与假设
蜡烛在空气中燃烧时,需要石蜡固体变成蒸气才能燃烧。
活动探究1-1
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设计并进行实验
1、从蜡烛上切下一块固体石蜡,放在蒸发皿里,尝试用火柴点燃。
2、点燃一支蜡烛,待烛芯周围有较多的石蜡油产生时,熄灭蜡烛,立即尝试用火柴点燃石蜡油。
3、用坩锅钳夹持一根短尖嘴玻璃管,将其末端插入燃着的蜡烛烛芯附近,一段时间后用火柴在玻璃管尖嘴处点燃。
验证蜡烛燃烧是否是石蜡固体在燃烧
验证蜡烛燃烧是否是液态石蜡在燃烧
验证蜡烛燃烧是否是石蜡蒸汽在燃烧
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结论与解释
石蜡是先熔化成液态再变成气态才燃烧的,因为气态的石蜡比液态或固态的石蜡更容易被点燃。
反思与交流
1、对探究过程的反思
2、有待进一步研究的问题
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常言道“三思而后行”,“行后而三思”同样重要,只有对探究活动的过程和结果进行认真的反思,才能使我们不断进步。
通常可从以下方面对探究活动进行反思:探究方法是否科学、有效?探究程序是否合理、简捷?探究过程是否安全、环保?有哪些需要改进的地方?还有哪些问题有待进一步探究?
三、对探究活动进行反思
【反思与交流】
1、对探究过程的反思
在试图点燃液态石蜡油时,起初是先把石蜡油滴到蒸发皿中再尝试点燃的,结果由于石蜡油冷凝太快,始终未能得到液态石蜡。后来想到的改进方法为:熄灭蜡烛后立即用火柴尝试点燃烛芯周围的石蜡油,获得了预期的效果。可见勤于思考是保障探究成功的关键!
2、有待进一步研究的问题
(1)从石蜡燃烧的不同部位引出的气体都能继续燃烧吗?
(2)如何证明石蜡燃烧是化学变化?
实验报告:对蜡烛及其燃烧的探究
班级:__________ 姓名:__________ 日期:__________
一、实验目的
观察蜡烛点燃前、燃烧时、熄灭后的现象,了解其性质。
二、实验现象记录
点燃前 颜色:____ 状态:____
气味:____ 溶于水:____ 密度比水:____(大/小)
燃烧时 火焰分____层,____焰温度最高,干冷烧杯内壁出现____
澄清石灰水变________
熄灭后 吹灭时产生________,白烟________(能/不能)被点燃
三、结论
蜡烛燃烧属于__________变化(填“物理”或“化学”),
因为生成了__________和__________。
四、疑问或反思
(选填)
化学的重大发现,几乎都写在实验记录本上,而不是空想出来的。
对蜡烛及其燃烧的探究
对蜡烛及其燃烧的探究
燃烧前
燃烧中
火焰分三层
产物:二氧化碳和水
点燃白烟复燃
燃烧后
物理性质
科学探究的基本环节
提出问题
猜想与假设
收集证据
获得结论
反思与评价
表达与交流
从问题开始
1.为了区别酱油和食醋,小光提出:“可以用闻气味的方法区分酱油和陈醋。”就这一过程而言,属于科学探究环节中的( )
A.猜想与假设 B.设计实验
C.收集证据 D.解释与结论
B
A
2.通过观察蜡烛的燃烧以及对燃烧产物的实验探究,得出的结论正确的是( )
①燃烧时发光、发热
②蜡烛燃烧时有水雾生成
③火焰温度的最高处是外焰
④蜡烛先熔化再燃烧
⑤熄灭时蜡烛冒白雾
A.①②③④ B.只有③④⑤ C.只有④ D.只有①②③
3. 在蜡烛及其燃烧探究实验中,发生了化学变化的是( )
A.石蜡熔化
B.产物水蒸气凝结成小水珠
C.蜡烛刚熄灭时产生白烟
D.产物二氧化碳使澄清石灰水变浑浊
D
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