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第2节· 化学研究什么
两百多年前，法国科学家拉瓦锡通过实验研究空气的成分；俄国科学家门捷列夫发表了元素周期表。
1.蜡烛燃烧实验
(1)实验现象：在空气中燃烧发出黄色火焰，放出热量，
罩在火焰上方的 干冷 的小烧杯内壁有小水珠出现，
倒转小烧杯并加入澄清石灰水，可观察到澄清石灰水变浑浊
(2)实验结论：
蜡烛燃烧有水和二氧化碳(或H2O和CO2)生成，属于化学变化；
附：如图粗玻璃管引出“白烟”是石蜡的蒸气遇冷凝结成石蜡固体小颗粒，
该变化属物理变化； 若点燃白烟，蜡烛复燃
蜡烛燃烧的文字表达式：
（文字表达式）
2.物理变化与化学变化（注意：“变化”描述的是一个“过程”）
辨别：是否有新物质生成？（注意：发光、发热、变色、放出气体、生成沉淀等，这些实验现象有助于判断化学反应是否发生，但不是判断物理变化与化学变化的依据）
联系：物质发生化学变化一定伴随着物理变化，物质发生物理变化不一定发生化学变化。
(1)化学变化（实质：有新物质生成）
与燃烧有关的现象都是化学变化，爆炸不一定都是化学变化，例:轮胎爆炸属于物理变化。
P11/上P.87：氯化氢气体和氨气混合或用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水，相互靠近,产生白烟
（白烟）
无色的硝酸银溶液中加入无色的碘化钾溶液，产生黄色沉淀（选择题）
(2)物理变化（没有新物质生成）
3.物理性质与化学性质（性质描述是一种“能力”，一般带有“易”、“能”、“可以”、“会”等字眼的均表示的是性质）
辨别：是否通过化学变化表现出来？
联系：（例如钨的熔点高，可用于制灯丝）
(1)物理性质：颜色、状态、熔沸点、导热性、密度、硬度、挥发性、溶解性、延展性。
(2)化学性质：稳定性、可燃性、助燃性、毒性、氧化性、还原性、腐蚀性、酸性、碱性。
4. 电动车充电时：电能转化为化学能，蓄电池放电时：化学能转化为电能
5. 空气中的氧气体积分数的测定（注：不是质量分数）·（选择题）
(1)实验原理： 红磷燃烧消耗集气瓶内空气中的氧气，使集气瓶内压强减小，水在大气压的作用下进入集气瓶，进入集气瓶的水的体积，即是减少的氧气体积。【☆】
反应原理：
（文字表达式）
（符号表达式）
（化学方程式）
(3)红磷燃烧的现象
①产生大量白烟，放出热量(可作烟幕弹)注：生成的P2O5为白色固体，现象描述为“白烟”
②装置冷却后打开止水夹，进入集气瓶中的水的体积约占集气瓶容积的1/5。 【选择题考点】“烟”和“雾”：“烟"是固体小颗粒形成的；
“雾”是小液滴形成的。
(4)实验结论：
①空气中氧气体积约占空气总体积的1/5；
②集气瓶中剩余气体主要为氮气(或N2)，性质：。
(5)用红磷测定空气中的氧气体积分数的有关分析.
思考1.实验中，红磷为什么需要过量？
确保空气中氧气被完全消耗，保证实验准确性；
思考2.红磷并没有消耗完，燃烧为什么停止了
集气瓶中氧气被消耗完，剩余的气体不助燃;
思考3.为什么要将燃烧匙迅速伸入集气瓶内
若伸入过慢，气体受热逸出，倒吸进入的水偏大；
思考4.将燃烧匙伸入集气瓶后,为什么要塞紧橡胶塞
防止漏气，空气进入集气瓶，倒吸进入的水偏少;
思考5.为什么要等集气瓶冷却到室温后，再打开止水夹
红磷燃烧放出大量热，空气受热膨胀,若未冷却就打开止水夹,将会导致倒吸进入的水偏少;
思考6.烧杯中的水为什么会进入集气瓶
红磷燃烧消耗了氧气，体积变小，则压强减少，水倒吸进入集气瓶内。
思考7.进入集气瓶中水的体积约为集气瓶容积的多少？这说明什么？
1/5；说明空气中的氧气约占空气总体积的1/5
(6)测定氧气在空气中的体积分数实验所用的物质应具备的条件：
①能够在空气中燃烧；
②只能与氧气反应，不能消耗其他气体；
③生成物是固体。
应用1：能否用蜡烛代替红磷进行相同的实验？为什么
不能，蜡烛燃烧会产生CO2，瓶内压强变化不大。
应用2：能否用铁代替红磷做实验，为什么？
不能，因为铁丝不能在空气中燃烧。
应用3：能否用镁代替红磷做实验，为什么？ 上P.111.- 6
不能，因为镁在空气中不仅能和氧气反应，也能和二氧化碳、氮气反应。
涉及化学方程式： （置换反应）
6.实验误差分析
偏小 红磷的量不足， 氧气不能耗尽；
装置气密性不好， 装置漏气会使装置外的空气进入；
未冷却至室温就打开止水夹， 会因装置内气体温度偏高，压强偏大，导致进入集气瓶中的水的体积偏小；
偏大 止水夹没夹紧， 红磷燃烧时集气瓶内气体受热顺着导管逸出
伸入燃烧匙过慢 会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；
常见测氧气含量的装置：
改进后 考点
改进后优点：实验结果更准确、环保 分析： ①改进后，装置处于密封状态，避免了燃烧匙伸入集气瓶中时导致部分气体逸出，可以使结果更准确； ②同时也避免了反应生成的五氧化二磷散逸到空气中，更加环保。
例1：实验室里，在一个具有刻度和可以滑动的活塞的玻璃容器中放入适量白磷（白磷燃烧所需的最低温度为40℃），将比例容器固定好，放在盛有80℃热水的烧杯上，实验如图所示，试回答：
（1）实验过程中，可以观察到的现象有
①玻璃管内白磷燃烧，产生白烟；
②活塞先向右移动，再向左移动；
③活塞最后停在约为刻度 4 处。
（2）白磷在反应中应过量，原因是使空气中的氧气全部反应完。
（3）反应后，玻璃容器的气压变小。 玻璃容器中剩余的气体主要是氮气
请猜测这种气体可能有哪些性质？
①化学性质稳定；②氮气不支持燃烧；③氮气不能燃烧。
（4）由该实验得出的结论是空气中的氧气约占空气总体积的1/5。
例2：为测定空气中氧气的含量，设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作为反应容器，按正确的实验方案进行，收到良好的效果。实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明装置　　　　　　　　　。
（1）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹。可观察到的现象为：白磷燃烧，产生大量白烟，最终活塞前沿停留在 mL刻度处；
（2）若没用弹簧夹，加热白磷，燃烧结束并冷却，最终活塞前沿停留在 mL刻度处；　　　　　　　
（3）若按小华的设想进行实验，最终测定结果偏小，
可能的原因是 。
化学气球 考点
气球能调节压强平衡(利于推拉注射器)，使氧气完全反应
1.防止五氧化二磷散逸到空气中，污染空气； 2.热水的作用是提供热源和隔绝空气；
1.气球起到了平衡瓶内外气体压强的作用； 2.锥形瓶内事先放少量细沙的作用是防止瓶底炸裂；
气球收集尾气，防止CO逸出而污染空气
7.【纯净物】：只由一种物质组成·一物
例：氧气(02)、碳酸氢铵(NH4HCO3)、二氧化碳(C02)、蒸馏水(H2O)、冰水混合物(H2O)、纯净水、酒精[乙醇:C2H60]、铁粉[Fe]
【混合物】：由两种或两种以上物质混合而成。(没有化学式)·多物
例：食盐水、糖水、空气、稀有气体、澄清的石灰水、合金、盐酸
温馨提示：一般能写出化学式的物质都是纯净物。
附：①铜粉(Cu) ②冰水混合物(H2O) ③水银(Hg) ④未受任何污染的空气 ⑤ 碳酸氢铵(NH4HCO3) ⑥干冰(CO2) ⑦石灰水 ⑧ 矿泉水 ⑨加碘食盐 ⑩加热KMnO4至完全分解后的固体，其中属于纯净物的是 （填序号）；属于混合物的是 。
8.加热葡萄糖、砂糖、面粉实验
实验现象：有黑色物质生成
实验结论：葡萄糖、砂糖和面粉等物质中均含有 碳元素。
(这也是检验碳元素的常用的方法之一)
反思拓展：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含有相同的元素，即化学反应前后，元素的种类不变。【☆】
9.组成元素相同的物质的结构不同，其性质也不同，说明物质结构决定物质的性质
【1】如：金刚石和石墨组成元素相同，但物理性质各有差异，其原因是：碳原子的排列方式不同 。
金刚石，石墨的化学式： C ；
金刚石：空间网状结构，硬度最大，是自然界中最为坚硬的物质。用于切割玻璃；
石墨：层状结构，黑色质软，作铅笔芯；
有润滑性，作润滑剂；（锈锁不易打开时，灌入铅笔芯粉末）
是能导电的非金属，作电池的电极；
附：C60分子：是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，又称：足球，这种足球结构的碳分子很稳定；
【2】金刚石、石墨、C60的化学性质相似：
常温下，碳的化学性质稳定。这是由于碳原子的最外层有4个电子，在化学反应中得、失电子的能力相当，不容易得失电子。
生活解释：古代字画经久不褪色、档案材料一般用碳素墨水书写、广告语：“砖石恒久远，一颗永流传”、轮胎中添加焦炭、木质电线杆埋入土中，一端表面碳化处理都是利用了这个原理。
在高温下碳的化学性质很活泼
a.碳能燃烧，具有可燃性；
b.碳能与某些金属氧化物反应，具有还原性。
10.化学研究成果介绍：
诺贝尔研究炸药； 居里夫人发现和镭
附：“白色污染”是废塑料污染

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