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第2節· 化學研究什么
兩百多年前，法國科學家拉瓦錫通過實驗研究空氣的成分；俄國科學家門捷列夫發表了元素周期表。
1.蠟燭燃燒實驗
(1)實驗現象：在空氣中燃燒發出黃色火焰，放出熱量，
罩在火焰上方的 干冷 的小燒杯內壁有小水珠出現，
倒轉小燒杯并加入澄清石灰水，可觀察到澄清石灰水變渾濁
(2)實驗結論：
蠟燭燃燒有水和二氧化碳(或H2O和CO2)生成，屬于化學變化；
附：如圖粗玻璃管引出“白煙”是石蠟的蒸氣遇冷凝結成石蠟固體小顆粒，
該變化屬物理變化； 若點燃白煙，蠟燭復燃
蠟燭燃燒的文字表達式：
（文字表達式）
2.物理變化與化學變化（注意：“變化”描述的是一個“過程”）
辨別：是否有新物質生成？（注意：發光、發熱、變色、放出氣體、生成沉淀等，這些實驗現象有助于判斷化學反應是否發生，但不是判斷物理變化與化學變化的依據）
聯系：物質發生化學變化一定伴隨著物理變化，物質發生物理變化不一定發生化學變化。
(1)化學變化（實質：有新物質生成）
與燃燒有關的現象都是化學變化，爆炸不一定都是化學變化，例:輪胎爆炸屬于物理變化。
P11/上P.87：氯化氫氣體和氨氣混合或用玻璃棒分別蘸取濃鹽酸和濃氨水，相互靠近,產生白煙
（白煙）
無色的硝酸銀溶液中加入無色的碘化鉀溶液，產生黃色沉淀（選擇題）
(2)物理變化（沒有新物質生成）
3.物理性質與化學性質（性質描述是一種“能力”，一般帶有“易”、“能”、“可以”、“會”等字眼的均表示的是性質）
辨別：是否通過化學變化表現出來？
聯系：（例如鎢的熔點高，可用于制燈絲）
(1)物理性質：顏色、狀態、熔沸點、導熱性、密度、硬度、揮發性、溶解性、延展性。
(2)化學性質：穩定性、可燃性、助燃性、毒性、氧化性、還原性、腐蝕性、酸性、堿性。
4. 電動車充電時：電能轉化為化學能，蓄電池放電時：化學能轉化為電能
5. 空氣中的氧氣體積分數的測定（注：不是質量分數）·（選擇題）
(1)實驗原理： 紅磷燃燒消耗集氣瓶內空氣中的氧氣，使集氣瓶內壓強減小，水在大氣壓的作用下進入集氣瓶，進入集氣瓶的水的體積，即是減少的氧氣體積。【☆】
反應原理：
（文字表達式）
（符號表達式）
（化學方程式）
(3)紅磷燃燒的現象
①產生大量白煙，放出熱量(可作煙幕彈)注：生成的P2O5為白色固體，現象描述為“白煙”
②裝置冷卻后打開止水夾，進入集氣瓶中的水的體積約占集氣瓶容積的1/5。 【選擇題考點】“煙”和“霧”：“煙"是固體小顆粒形成的；
“霧”是小液滴形成的。
(4)實驗結論：
①空氣中氧氣體積約占空氣總體積的1/5；
②集氣瓶中剩余氣體主要為氮氣(或N2)，性質：。
(5)用紅磷測定空氣中的氧氣體積分數的有關分析.
思考1.實驗中，紅磷為什么需要過量？
確?？諝庵醒鯕獗煌耆?，保證實驗準確性；
思考2.紅磷并沒有消耗完，燃燒為什么停止了
集氣瓶中氧氣被消耗完，剩余的氣體不助燃;
思考3.為什么要將燃燒匙迅速伸入集氣瓶內
若伸入過慢，氣體受熱逸出，倒吸進入的水偏大；
思考4.將燃燒匙伸入集氣瓶后,為什么要塞緊橡膠塞
防止漏氣，空氣進入集氣瓶，倒吸進入的水偏少;
思考5.為什么要等集氣瓶冷卻到室溫后，再打開止水夾
紅磷燃燒放出大量熱，空氣受熱膨脹,若未冷卻就打開止水夾,將會導致倒吸進入的水偏少;
思考6.燒杯中的水為什么會進入集氣瓶
紅磷燃燒消耗了氧氣，體積變小，則壓強減少，水倒吸進入集氣瓶內。
思考7.進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶容積的多少？這說明什么？
1/5；說明空氣中的氧氣約占空氣總體積的1/5
(6)測定氧氣在空氣中的體積分數實驗所用的物質應具備的條件：
①能夠在空氣中燃燒；
②只能與氧氣反應，不能消耗其他氣體；
③生成物是固體。
應用1：能否用蠟燭代替紅磷進行相同的實驗？為什么
不能，蠟燭燃燒會產生CO2，瓶內壓強變化不大。
應用2：能否用鐵代替紅磷做實驗，為什么？
不能，因為鐵絲不能在空氣中燃燒。
應用3：能否用鎂代替紅磷做實驗，為什么？ 上P.111.- 6
不能，因為鎂在空氣中不僅能和氧氣反應，也能和二氧化碳、氮氣反應。
涉及化學方程式： （置換反應）
6.實驗誤差分析
偏小 紅磷的量不足， 氧氣不能耗盡；
裝置氣密性不好， 裝置漏氣會使裝置外的空氣進入；
未冷卻至室溫就打開止水夾， 會因裝置內氣體溫度偏高，壓強偏大，導致進入集氣瓶中的水的體積偏??；
偏大 止水夾沒夾緊， 紅磷燃燒時集氣瓶內氣體受熱順著導管逸出
伸入燃燒匙過慢 會使裝置內的氣體受熱逸出，導致進入集氣瓶中的水的體積偏大；
常見測氧氣含量的裝置：
改進后 考點
改進后優點：實驗結果更準確、環保 分析： ①改進后，裝置處于密封狀態，避免了燃燒匙伸入集氣瓶中時導致部分氣體逸出，可以使結果更準確； ②同時也避免了反應生成的五氧化二磷散逸到空氣中，更加環保。
例1：實驗室里，在一個具有刻度和可以滑動的活塞的玻璃容器中放入適量白磷（白磷燃燒所需的最低溫度為40℃），將比例容器固定好，放在盛有80℃熱水的燒杯上，實驗如圖所示，試回答：
（1）實驗過程中，可以觀察到的現象有
①玻璃管內白磷燃燒，產生白煙；
②活塞先向右移動，再向左移動；
③活塞最后停在約為刻度 4 處。
（2）白磷在反應中應過量，原因是使空氣中的氧氣全部反應完。
（3）反應后，玻璃容器的氣壓變小。 玻璃容器中剩余的氣體主要是氮氣
請猜測這種氣體可能有哪些性質？
①化學性質穩定；②氮氣不支持燃燒；③氮氣不能燃燒。
（4）由該實驗得出的結論是空氣中的氧氣約占空氣總體積的1/5。
例2：為測定空氣中氧氣的含量，設計如下方案：選用實際容積為40mL的試管作為反應容器，按正確的實驗方案進行，收到良好的效果。實驗前，打開彈簧夾，將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松開手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明裝置　　　　　　　　　。
（1）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結束，等到試管冷卻后再松開彈簧夾。可觀察到的現象為：白磷燃燒，產生大量白煙，最終活塞前沿停留在 mL刻度處；
（2）若沒用彈簧夾，加熱白磷，燃燒結束并冷卻，最終活塞前沿停留在 mL刻度處；　　　　　　　
（3）若按小華的設想進行實驗，最終測定結果偏小，
可能的原因是 。
化學氣球 考點
氣球能調節壓強平衡(利于推拉注射器)，使氧氣完全反應
1.防止五氧化二磷散逸到空氣中，污染空氣； 2.熱水的作用是提供熱源和隔絕空氣；
1.氣球起到了平衡瓶內外氣體壓強的作用； 2.錐形瓶內事先放少量細沙的作用是防止瓶底炸裂；
氣球收集尾氣，防止CO逸出而污染空氣
7.【純凈物】：只由一種物質組成·一物
例：氧氣(02)、碳酸氫銨(NH4HCO3)、二氧化碳(C02)、蒸餾水(H2O)、冰水混合物(H2O)、純凈水、酒精[乙醇:C2H60]、鐵粉[Fe]
【混合物】：由兩種或兩種以上物質混合而成。(沒有化學式)·多物
例：食鹽水、糖水、空氣、稀有氣體、澄清的石灰水、合金、鹽酸
溫馨提示：一般能寫出化學式的物質都是純凈物。
附：①銅粉(Cu) ②冰水混合物(H2O) ③水銀(Hg) ④未受任何污染的空氣 ⑤ 碳酸氫銨(NH4HCO3) ⑥干冰(CO2) ⑦石灰水 ⑧ 礦泉水 ⑨加碘食鹽 ⑩加熱KMnO4至完全分解后的固體，其中屬于純凈物的是 （填序號）；屬于混合物的是 。
8.加熱葡萄糖、砂糖、面粉實驗
實驗現象：有黑色物質生成
實驗結論：葡萄糖、砂糖和面粉等物質中均含有 碳元素。
(這也是檢驗碳元素的常用的方法之一)
反思拓展：一種物質可以通過化學變化變成其他物質,但反應物和生成物中含有相同的元素，即化學反應前后，元素的種類不變?！尽睢?br/>9.組成元素相同的物質的結構不同，其性質也不同，說明物質結構決定物質的性質
【1】如：金剛石和石墨組成元素相同，但物理性質各有差異，其原因是：碳原子的排列方式不同 。
金剛石，石墨的化學式： C ；
金剛石：空間網狀結構，硬度最大，是自然界中最為堅硬的物質。用于切割玻璃；
石墨：層狀結構，黑色質軟，作鉛筆芯；
有潤滑性，作潤滑劑；（銹鎖不易打開時，灌入鉛筆芯粉末）
是能導電的非金屬，作電池的電極；
附：C60分子：是一種由60個碳原子構成的分子，它形似足球，又稱：足球，這種足球結構的碳分子很穩定；
【2】金剛石、石墨、C60的化學性質相似：
常溫下，碳的化學性質穩定。這是由于碳原子的最外層有4個電子，在化學反應中得、失電子的能力相當，不容易得失電子。
生活解釋：古代字畫經久不褪色、檔案材料一般用碳素墨水書寫、廣告語：“磚石恒久遠，一顆永流傳”、輪胎中添加焦炭、木質電線桿埋入土中，一端表面碳化處理都是利用了這個原理。
在高溫下碳的化學性質很活潑
a.碳能燃燒，具有可燃性；
b.碳能與某些金屬氧化物反應，具有還原性。
10.化學研究成果介紹：
諾貝爾研究炸藥； 居里夫人發現和鐳
附：“白色污染”是廢塑料污染

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