第02讲 化学研究些什么-新九年级化学暑假课（沪教版）（解析版）

第02讲化学研究些什么1．了解化学研究的内容。2．初步理解物理变化和化学变化、物理性质和化学性质、混合物和纯净物等化学概念的含义。3．认识化学变化的特征和伴随发生的现象，初步形成“物质在一定条件下可以转化”的观点。一、化学研究物质的性质与变化1.蜡烛燃烧实验：实验步骤实验现象解释与结论（1）取一段蜡烛，观察外观特征（如颜色、形状等）白色（或其他颜色），固态，圆柱等形状（2）点燃蜡烛，观察现象火焰分三层，外层最明亮，内层最暗，烛芯周围的固态石蜡熔化为液态外焰温度最高，焰心温度最低（3）在蜡烛火焰上方罩一个干冷的小烧杯，观察烧杯内壁的变化烧杯内壁有水雾燃烧有水生成（4）向上述小烧杯中加入少量澄清石灰水，振荡，观察现象澄清石灰水变浑浊燃烧有二氧化碳生成（5）取一小段粗玻璃管，按如图所示方式置于火焰中，观察发生的现象玻璃管口上端有白烟冒出火焰中有石蜡蒸气（6）吹灭蜡烛，观察实验现象吹灭瞬间，看到一缕白烟，熄灭后，液态石蜡重新凝固白烟是石蜡蒸气遇冷凝固成的固体小颗粒物理变化与化学变化：物理变化化学变化概念没有新物质生成的变化有新物质生成的变化伴随现象物质的形状、状态等发生变化常伴随有放热、发光、变色，放出气体、生成沉淀等本质区别变化时是否有新物质生成实例石蜡熔化、水结成冰、汽油挥发煤燃烧、铁生锈、食物腐败、呼吸联系物质在发生化学变化的过程中，会同时发生物理变化物理性质与化学性质：物理性质化学性质概念物质不需要通过化学变化就能表现出来的性质物质在发生化学变化时表现出来的性质性质确定由感觉器官直接感知或由仪器测知通过化学变化可知性质内容色、味、态、两点（熔点、沸点）、两度（密度、硬度）、六性（挥发性、溶解性、吸附性、导电性、导热性、延展性）等可燃性、助燃性、稳定性、氧化性、还原性、腐蚀性、毒性、酸碱性、能与其他物质反应等区别是否需要通过化学变化表现出来物质的性质和物质的变化的区别与联系：物质的性质物质的变化区别性质是物质本身固有的属性，可由感觉器官直接感知或由仪器测知，或从一个变化中体现出来。描述物质的性质常用“能”“易”“会”“可以”等字眼物质的变化是一个“变”的过程，往往用动词表示实例酒精易挥发——物理性质酒精能燃烧——化学性质酒精挥发——物理变化酒精燃烧——化学变化联系性质决定变化，变化反映性质二、化学研究物质的组成和结构1.空气中氧气含量的测定实验用定量的方法实验，第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成”，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。2.【实验原理】（2）反应的文字表达式：磷+氧气五氧化二磷。【实验装置】如右图所示。弹簧夹关闭。集气瓶内加入少量水，并做上记号。【实验步骤】①连接装置，并检查装置的气密性。②点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子。③待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。【实验现象】①红磷燃烧，产生大量白烟；②放热；③冷却后打开弹簧夹，水沿着导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶空气总体积的1/5。【实验结论】①红磷燃烧消耗空气中的氧气，生成五氧化二磷固体；②空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。（7）【注意事项】1.红磷必须过量。如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小。2.装置气密性要好。如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小。3.导管中要注满水。否则当红磷燃烧并冷却后，进入的水会有一部分残留在试管中，导致测量结果偏小。4.冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果偏小。5.如果弹簧夹未夹紧，或者塞塞子的动作太慢，测量结果会偏大。6.在集气瓶底加水的目的：吸收有毒的五氧化二磷。7.不要用木炭或硫代替红磷！原因：木炭和硫燃烧尽管消耗气体，但是产生了新的气体，气体体积不变，容器内压强几乎不变，水面不会有变化。8.如果预先在集气瓶内放入氢氧化钠溶液，就可以用木炭或硫代替红磷进行实验。9.不要用镁代替红磷！原因：镁在空气中燃烧时能与氮气和二氧化碳发生反应，这样不仅消耗氧气，还消耗了氮气和二氧化碳，使测量结果偏大。（8）药品选择思考：①可否换用木炭、硫等物质？不能，因为木炭或硫燃烧会产生气体，造成瓶内气体体积变化小）。改进：将集气瓶内的水换成氢氧化钠溶液吸收气体二氧化碳、二氧化硫。②可否换用铁丝？答：不能，铁丝在空气中不燃烧。③可否换用镁？答：不能，镁能与氧气、氮气、二氧化碳都发生燃烧。小结：药品选择：物质能在空气中燃烧且只与氧气反应，燃烧后的生成物为固体或液体（体积忽略不计）。（9）集气瓶中水的作用：A.吸收有毒的五氧化二磷（固体）b.吸热加快降温防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底。（10）瓶中剩余的主要气体是：氮气（化学性质：不可燃不助燃；物理性质：难溶于水）（11）拓展：集气瓶压强变化燃烧开始，消耗氧气使得压强减小，但同时燃烧放出的大量热使瓶内压强增大。燃烧放热引起的压强增大大于消耗氧气的压强减小，所以总的效果是压强增大。待燃烧结束后，剩余气体慢慢冷却，压强减小，减小到比初始压强更小（减少的部分就是被消耗的氧气体现的压强变化）。打开弹簧夹或者打开装置后，水流入集气瓶，瓶内压强迅速恢复到和外界大气压相同。(12其他的测量装置装置改进的目的：污染更小，数据误差更小，操作更简便，现象更明显，更环保，更节约药品材料等。（13）误差分析误差原因测量结果偏低红磷不足，氧气未耗尽装置漏气，使装置外的空气进入集气瓶中未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入集气瓶中的水的体积偏小测量结果偏高胶皮管未夹紧，红磷燃烧时集气瓶内气体因受热顺着导管逸出燃烧匙伸入过慢，使装置内的气体受热逸出，导致进入集气瓶中的水的体积偏大2.空气的成分（1）发现史：法国化学家拉瓦锡第一次明确提出空气由氧气和氮气组成的。（2）空气的成分：空气成分氮气N2氧气O2稀有气体二氧化碳CO2水蒸气和其它成分体积分数78%21%0．94%0.03%0.03%纯净物和混合物纯净物混合物概念只由一种物质组成由两种或两种以上物质混合而成组成固定，可用专门的化学符号表示不固定，不能用专门的化学符号表示性质有固定的物理性质和化学性质混合物中各成分保持它们各自的性质联系物质的组成与结构葡萄糖、砂糖、面粉完全烧焦后得到黑色的残渣，说明这几种物质中都含有碳元素。有些物质由一种元素组成，更多的物质由两种或更多种元素组成。如二氧化碳由碳元素和氧元素组成。一种物质可以通过化学变化变成其他物质，但反应物和生成物中元素种类相同。物质都是由肉眼看不见的、极小的微粒构成的。金刚石和石墨物理性质有较大差异的原因是碳原子的排列方式不同。三、化学研究物质的用途和制法1.性质与用途的关系：性质决定用途，用途反映性质。物质的性质物质的用途（1）金刚石是无色透明的晶体，具有特殊的光学性质金刚石用于制造钻石（2）金刚石硬度大金刚石用于切割玻璃（3）石墨为灰黑色质软的固体石墨用于生产铅笔芯（4）石墨是一种能导电的非金属石墨用作电池的电极充分利用自然界的自然资源地壳里蕴藏的煤炭、石油、天然气作为燃料直接使用，不仅浪费资源，而且会带来较为严重的环境污染。可以通过化学工艺，制造和合成价值更高的药物、化学纤维、塑料和合成橡胶等。考点1物理变化与化学变化例1．（2023·河南洛阳·统考二模）生活中发生的下列变化，属于化学变化的是（）液氮汽化 B．汽油挥发 C．食物腐烂 D．石蜡熔化【答案】C【解析】A、液氮汽化，只是状态的改变，无新物质生成，属于物理变化，错误；B、汽油挥发，只是状态的改变，无新物质生成，属于物理变化，错误；C、食物腐烂，是食物与氧气发生了缓慢氧化，一定有新物质生成，属于化学变化，正确；D、石蜡熔化，只是形状的改变，无新物质生成，属于物理变化，错误。故选C。考点2物理性质与化学性质例2．（2023·辽宁沈阳·统考二模）下列物质的用途中，利用其化学性质的是（）A．石墨用于制铅笔芯和电极 B．干冰用于人工降雨C．稀有气体用于制作电光源 D．氧气用于医疗急救【答案】D【解析】A、石墨用于制作铅笔芯是利用石墨质软的性质，石墨做电极，是利用石墨具有导电性，都是利用石墨的物理性质，错误；B、干冰是固态的二氧化碳，易升华吸热，可用于人工降雨，该变化没有新物质的生成，故利用了物质的物理性质，错误；C、稀有气体可制成电光源，是利用稀有气体通电时会发出不同颜色的光，属于物理性质，错误；D、氧气用于医疗急救，是因为氧气能够供给呼吸，需要通过化学变化表现出来，是利用氧气的化学性质，正确。故选D。考点3空气中氧气含量的测定例3．如图是某同学设计的验证氧气约占空气总体积1/5的实验装置图，下列操作过程对实验结果的影响说法正确的是（）A．弹簧夹没有夹紧会导致实验结果偏大B．燃烧匙内盛放过量的红磷会导致实验结果偏大C．没等装置冷却就打开弹簧夹会导致实验结果偏大D．装置气密性不好会导致实验结果偏大【答案】A【解析】A、弹簧夹没有夹紧，气体受热膨胀逸出，会导致实验结果偏大，符合题意；B、燃烧匙内盛放过量的红磷，是正确的做法，不会导致实验结果偏大，不符合题意；C、没等装置冷却就打开弹簧夹，气体受热膨胀，占据了一定的体积，会导致实验结果偏小，不符合题意；D、装置气密性不好，在冷却至室温的过程中，外界空气进入，占据了一定的体积，会导致实验结果偏小，不符合题意。故选A。考点4纯净物与混合物例4．（2022年四川省凉山州中考）化学与生活息息相关。下列生活中常见的物质属于纯净物的是（）矿泉水 B．河水 C．苏打水 D．蒸馏水【答案】D【解析】根据纯净物由同种物质组成进行分析。A、矿泉水中含有矿物质和水等，属于混合物，不符合题意；B、河水中含有泥沙、水等多种物质，属于混合物，不符合题意；C、苏打水中含有碳酸钠和水等多种物质，属于混合物，不符合题意；D、蒸馏水是净化程度最高的水，属于纯净物，符合题意。故选D。考点5物质的性质与用途之间的关系例5．（2022年江苏省连云港市中考）下列物质的性质与用途具有对应关系的是（）A．活性炭有吸附性，可用于净水 B．石墨有导电性，可用于生产铅笔芯C．一氧化碳有可燃性，可用来炼铁 D．碳酸钙难溶于水，可用作补钙剂【答案】A【解析】A、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，符合题意；B、石墨质软，容易留下痕迹，故可用于生产铅笔芯，不符合题意；C、一氧化碳具有还原性，可用来炼铁，不符合题意；D、碳酸钙含钙元素，且能与胃液中的稀盐酸反应生成氯化钙，故可作补钙剂，不符合题意。故选A。1．（2022年四川省成都市中考）智能手表的部分信息如图，下列描述中相关性质属于化学性质的是（）A．玻璃透光性好作表镜 B．钛合金耐腐蚀作表框C．不锈钢硬度大作表扣 D．橡胶弹性良好作表带【答案】B【解析】A、玻璃透光性是不需要发生化学变化就能表现出来的性质，是物理性质。B、钛合金耐腐蚀是说钛合金不易与氧气、酸、碱等反应，是通过化学变化表现出来的，是化学性质。C、不锈钢硬度大是不需要发生化学变化就能表现出来的，是物理性质。D、橡胶弹性良好不需要发生化学变化就能表现出来的，是物理性质。综上所述：选择B。2．（2022年湖南省怀化市中考）物质的性质决定用途。下列关于物质的性质与用途对应不正确的是（）A．熟石灰呈碱性，可用于改良酸性土壤B．活性炭具有疏松多孔的结构，吸附性强，可用做冰箱除味剂C．氮气的化学性质活泼，可用于食品充氮防腐D．浓硫酸有吸水性，在实验室中常用它做干燥剂【答案】C【解析】A、熟石灰呈碱性，可和酸性物质反应，可用于改良酸性土壤，正确；B、活性炭具有疏松多孔的结构，吸附性强，可除去异味，用做冰箱除味剂，正确；C、氮气的化学性质不活泼，不容易参加化学反应，可用于食品充氮防腐，错误；D、浓硫酸有吸水性，在实验室中常用它做干燥剂，正确；故选C。（2022年云南省昆明市中考）填涂答题卡需要用2B铅笔，铅笔芯中含有石墨。下列属于石墨化学性质的是（）A．金属光泽 B．质软 C．导电性 D．可燃性【答案】D【解析】通过化学变化才能体现出来的性质属于化学性质。A、金属光泽不需要通过化学变化就能体现，属于物理性质，不符合题意；B、质软不需要通过化学变化就能体现，属于物理性质，不符合题意；C、导电性不需要通过化学变化就能体现，属于物理性质，不符合题意；D、可燃性需要通过化学变化就能体现，属于物理性质，符合题意。故选D。4．（2022年新疆中考）下列有关物质用途的说法错误的是（）A．石蕊溶液可检测酸雨 B．稀有气体可作保护气C．生石灰可作发热剂 D．金刚石可切割大理石【答案】A【解析】A、酸雨是pH<5.6的雨水，石蕊试液不能准确测得雨水的pH，说法错误；B、稀有气体化学性质稳定，不易与其他物质反应，可作保护气，说法正确；C、生石灰与水反应放热，故生石灰可作为发热剂，说法正确；D、金刚石是天然存在硬度最大的物质，可以切割大理石，说法正确故选：A。5．下列物质属于纯净物的是（）A．空气 B．牛奶 C．84消毒液 D．蒸馏水【答案】D【解析】纯净物是指只有一种物质组成的物质，混合物是指由两种或两种以上的物质混合而成的物质。根据分析，空气、牛奶、84消毒液均是由多种物质混合而成的物质，属于混合物；而蒸馏水中只含有水一种物质，是纯净物。故选：D。6．【2022四川乐山中考】为测定空气中氧气的含量，某同学将教材实验进行改进，改进后的实验装置如图所示，(部分夹持装置已忽略)，实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。下列有关改进实验的说法不正确的是（）A.红磷燃烧的化学方程式可以表示为：B.待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器活塞向右移动C.实验结束后试管内气体的主要成分为氮气D.改进后的装置能减少测量误差，且对环境更友好【答案】B【解析】A.红磷燃烧的化学方程式可以表示为：，正确。B.待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器内压强变小，所以注射器活塞向左移动，选项错误。C.实验结束后试管内气体的主要成分为氮气，氧气与红磷反应，正确。D.改进后的装置能减少测量误差，且对环境更友好，正确。故选：B。1．在“点燃蜡烛”的活动与探究中，下列描述错误的是（）A．只发生化学变化，无物理变化 B．产生火焰并放出热量C．既有化学变化，又有物理变化 D．玻璃管另一端出现白烟【答案】A【解析】A、点燃蜡烛的探究中，蜡烛受热熔化、遇冷凝结是物理变化；而蜡烛燃烧的过程是化学变化，错误；B、蜡烛燃烧产生火焰并放热，正确；C、根据分析A，C说法，正确；D、将玻璃管斜插入蜡烛火焰的焰心处，未燃烧的石蜡蒸气被导出，在另一端遇冷形成石蜡的固体小颗粒，产生白烟，正确。故选：A。2．“大国浓香

和美五粮

中国酒王”，宜宾酒文化源远流长，美誉中外。下列变化主要属于化学变化的是（） A．选料 B．发酵 C．蒸馏 D．兑水【答案】B【解析】A、选料过程中，无新物质生成，属于物理变化；B、发酵过程中，有酒精等新物质生成，属于化学变化；C、蒸馏过程中，只是状态的改变，无新物质生成，属于物理变化；D、兑水过程中，只是将酒和水混合，无新物质生成，属于物理变化。故选B。3．（2023·湖北黄石·二模）下列实验装置中不能用来测定空气中氧气含量的是（

） B．C． D．【答案】C【解析】【解析】A、图中所示装置，红磷燃烧消耗氧气使装置内气体体积减少，压强减小，能用于测定空气中氧气含量，故选项错误。B、图中所示装置，用凸透镜引燃红磷，红磷燃烧消耗氧气使装置内气体体积减少，压强减小，能用于测定空气中氧气含量，故选项错误。C、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体或者一氧化碳气体甚至是两者的混合气体，虽除去氧气，而增加了新的气体，不能用来测定空气中氧气含量，故选项正确。D、热水提供的热量引燃白磷，白磷燃烧消耗氧气使装置内气体体积减少，压强减小，使活塞左移，能用于测定空气中氧气含量，故选项错误。故选：C。4．下列描述不属于铁的物理性质的是（）A．具有银白色金属光泽B．具有良好的导电性、导热性C．具有良好的延展性D．在潮湿的空气中容易生锈【答案】D【解析】A、具有银白色金属光泽，不需要发生化学变化就表现出来，属于物理性质，故A错；B、具有良好的导电性、导热性，不需要通过化学变化表现出来，属于物理性质，故B错；C、具有良好的延展性，不需要通过化学变化表现出来，属于物理性质，故C错；D、铁生锈是生成一种新的物质铁锈，需要通过化学变化表现出来，则在潮湿的空气中容易生锈属于化学性质，故D正确。故选：D。5．下列说法中，正确的是（）A．在化学变化过程中一定同时发生物理变化B．化学变化和物理变化一定同时发生C．在物理变化过程中一定同时发生化学变化D．化学变化中一定有发光、发热现象【答案】A【解析】A、在化学变化过程中，一定同时发生物理变化，故正确；B、在化学变化过程中，一定同时发生物理变化，但在物理变化中不一定存在化学变化，故错误；C、物理变化中不一定存在化学变化，故错误；D、化学变化中不一定有发光、发热现象，例如食物腐败过程中没有发光现象，故错误。故选A。6．下列属于纯净物的是（）A．沼气 B．酱油 C．铁锈 D．冰水【答案】D【解析】A、沼气的主要成分是甲烷，它是由多种物质组成的物质，属于混合物，选项错误，不符合题意；B、酱油中含有水、食品添加剂等多种物质，属于混合物，选项错误，不符合题意；C、铁锈的主要成分是三氧化二铁，它含有多种物质，属于混合物，选项错误，不符合题意；D、冰是固态的水，冰水组成的物质中只有水这一种物质，属于纯净物，选项正确，符合题意。故选D。7．通过实验测定了空气组成的科学家是（）A．门捷列夫 B．卢瑟福 C．拉瓦锡 D．道尔顿【答案】C【解析】拉瓦锡通过实验测定了空气的组成，认为空气是由氮气和氧气组成的，故应选C。8．空气是一种宝贵的自然资源，其中体积分数最大的、可作保护气或用于制造硝酸的是（）A．水蒸气 B．氮气 C．氧气 D．稀有气体【答案】B【解析】空气中各组分气体的按体积分数分别是氮气：78%，氧气：21%，稀有气体：0.94%。二氧化碳：0.03%，其它气体和杂质：0.03%。氮气的化学性质稳定，空气是一种宝贵的自然资源，其中体积分数最大的、可作保护气或用于制造硝酸的是氮气。故选B。9．氮气通常可用作保护气，这利用氮气哪种性质（）A．无色无味 B．沸点较低C．密度比空气小 D．化学性质稳定【答案】D【解析】氮气化学性质稳定，不易与其他物质反应，可用作保护气，与颜色、气味、沸点、密度无关，故选D。10．下列有关物质的性质与对应用途的说法错误的是（）A．稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可用于制航标灯B．氧气无色无味，可用于医疗急救吸氧C．用活性炭做滤毒罐中的填充物是利用了活性炭的吸附性D．用氮气做食品包装里的填充剂是利用了氮气的稳定性【答案】B【解析】A、稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成不同用途的电光源，如可用于制航标灯，不符合题意；B、氧气能供给呼吸，故氧气可用于医疗急救，符合题意；C、用活性炭做滤毒罐中的填充物，是因为活性炭结构疏松多孔，具有吸附性