1.2 化学是一门以实验为基础的科学(2)

1.2 化学是一门以实验为基础的科学（2）同学们，大家好。

在上节课当中，我们以蜡烛燃烧的过程为研究对象，学习了在化学里面我们应该关注哪些内容，也就是在化学实验当中我们应该如何内行看门道，应该观察哪些内容，应该描述哪些内容？结果我们发现，它无非就是关注和观察、描述物质变化和变化的过程，以及对结果的解析。

所以我们今天继续学习课题2的内容：化学是一门以实验为基础的科学的第二部分。

（写板书：课题2 化学是一门以实验为基础的科学（2））那么今天我们将以很熟悉的物质，人体呼出的气体和吸入的空气作为我们的研究对象来学习科学探究的基本方法。

（写板书：二、对人体呼出气体和吸入气体的探究）首先我们要知道要探究我们呼出的气体和吸入的空气，我们该怎样探究这个物体，在这个探究过程中我们要掌握哪些基本过程。

好，为了解决这个问题，我们一起看。

首先，我们讲，在人体吸入的空气当中大致哪一些？这个我们可以以相关的例子来证明，比如说，有氧气，假如没有氧气的话，那么人和动植物都不能呼吸，所以我们首先可以肯定，吸入的空气里面有氧气。

而在生物学里面有学到，氧气消耗以后会产生二氧化碳，所以我们想，呼出的气体里面应该有二氧化碳。

另外，我们知道空气当中应该还有水蒸气，如果没有水蒸气的话，就不会下雨，不会出现这种情况。

假如空气中没有水蒸气，那我们想，放在空气中的饼干不会变潮，由此可以知道，这些现象都可以证明空气中含有水蒸气。

那么空气中有没有二氧化碳呢？反过来，呼出的气体对于这些成分是不是也有呢？所以我们要探究的问题是：人体吸入空气与呼出气体成分有什么不同？（写板书：1、问题：人体吸入空气与呼出气体成分有什么不同？）好，为了进行相应的探究，我们将给出一定的知识帮助，这就是我们通过实验测出来的。

例如，我们通过查阅资料，（写板书：2、查阅资料）通过查阅资料得到哪些信息呢？第一个，二氧化碳能够使澄清石灰水变浑浊。

（写板书：（1）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊）这是前面就知道的，而且在以下的实验当中，如果使石灰水变浑浊的程度越大的话，那么二氧化碳的含量越高。

这是第一个话题，第二个话题就是氧气的证明。

如果要证明氧气，那我们就要利用氧的性质来证明，查阅资料发现，氧气能支持带火星的木条燃烧。

（写板书：（2）氧气能支持带火星的木条燃烧）如果氧气的浓度越大，带火星的木条燃烧的剧烈程度就越大。

反之，如果没有氧气，那么带火星的木条就不能燃烧。

第三，二氧化碳不能支持燃烧。

（写板书：（3）二氧化碳不能支持燃烧）另外，对于空气中的成分我们应该还要有一定的了解。

好，这是我们通过查阅资料得到的这三个信息。

好，根据这些资料和我们对空气成分的了解，我们首先作出假设，一个是呼出气体，一个是吸入的空气。

（写板书：3、作出假设：呼出气体，吸入空气）好，这这两种气体成分当中，我们主要研究三种成分，一个是氧气，（写板书：氧气）那按照我们经验，不难得出，假设呼出气体，它实际上就是人吸进氧气把它转化成二氧化碳，也就是说这两种含量相比，呼出的空气中氧气的含量较少，（写板书：含量较低，含量较高）那么同样，对于二氧化碳这种气体，（写板书：二氧化碳）我们刚才讲的，呼吸就是吸进氧放出二氧化碳，所以呼出的二氧化碳中含量较高，也就是呼出的二氧化碳含量高于吸入的二氧化碳含量。

（写板书：含量较高，含量较低）我们说，空气中还有水蒸气，水蒸气的含量又是怎样？好，这个问题我们先放着，当然，我们说，空气中还有氮气等其他气体，这些气体我们不作为本次的研究重点。

当我们提出了假设以后，那我们想，我们对这些假设必须要找到一些现象，按照我们所说的要观察一些现象，根据这些现象来解释这些结果，这是这个实验，所以接下来我们就设计实验。

（写板书：4、设计实验）设计实验那我们第一个摆在我们面前的问题呀，我们呼出的气体和吸入的气体都取个样品，所以第一个，分别收集两种气体的样品。

（写板书：（1）分别收集两种气体的样品）吸入的气体，把集气瓶放在空气当中，很显然得到的是空气，那么我们呼出的气体怎么收集？我们不能把鼻腔对着集气瓶来吹吧？显然是不行的，所以这个时候我们就想着怎样来收集呼出的气体？好，课本上介绍要收集呼出的气体，我们采取将集气瓶里面首先装满水，这个集气瓶装满水直接把集气瓶里面的空气排开，然后再用导管往集气瓶中吹气，吹气的时候的时候就把集气瓶中的水排开，这样就得到了呼出的气体样品，这个过程就叫做排水集气法，其中，有一种气体用到了排水集气法。

（写板书：排水法）那么在这个地方我们就想到，我们呼出的气体可以用排水法。

假如说你到一个溶洞里面玩，要求带出这个溶洞里面的气体，应该要怎么收集呢？那么同样也是用排水法，究竟要怎样排呢？比如说我们用一个矿泉水瓶子，里面装满水，然后拿到溶洞里面再把水倒掉，这样溶洞里面的气体就会趁虚而入，然后再把瓶子拧紧，带回实验室，这样得到的气体就是溶洞里面的气体。

这就是排水法的应用。

好，接下来我们看，当收集到的气体样品以后，我们分别进行一下的三个实验：（写板书：（2）分别进行如下三组实验）第一，按照我们刚才讲的，氧气，我要验证氧气要怎么验证呢？从提供的信息可以知道，用带火星的木条来试，如果带火星的木条燃烧的越旺的话，说明氧气的浓度越大，所以第一个，分别将带火星的木条伸入到两种气体样品中。

（写板书：①分别将带火星的木条伸入到两种气体样品中）按照我们刚才讲的，这个很显然肯定是来验证氧气的。

好，然后我们将看到什么现象，在吸入空气中带火星的木条仍然可以燃烧，而在呼出的气体中很快就熄灭了。

所以我们观察的现象，这个现象对于我们化学来说就是我们要收集的证据，（写板书：5、收集证据）带火星的木条在吸入空气中继续燃烧，在呼出气体中熄灭，这是对应的第一个实验。

（写板书：（1）带火星的木条在吸入空气中继续燃烧，在呼出气体中熄灭）那么第二个我们再来看，验证二氧化碳时，根据二氧化碳所提供的信息，其实我们不难发现，就应该用澄清石灰水来验证，所以分别倒入石灰水，振荡为了反应充分，（写板书：②分别向两种气体中倒入石灰水，振荡）那么振荡以后，我们就会发现第二个现象：吸入的空气中石灰水不变，也就是无明显现象，基本上不变浑浊，而呼出气体中变浑浊，这是第二。

（写板书：（2）吸入的空气中石灰水不变，而呼出气体中变浑浊）第三个，我要验证水蒸气，水蒸气它就不一样，它没有做对比实验，而且在空气中放一个玻璃片，在空气中放一个玻璃片，一般情况下它是没有水雾，那么对着空气的玻璃片来哈气，（写板书：③对干燥的玻璃片吹起）哈气不就是我们呼出的气体吗？结果发现有水雾。

（写板书：（3）空气中的玻璃片没有水雾，呼出的玻璃片上有水雾）我们收集到这些证据以后，按照我们上节课所说的，收集证据是一个方面，我们很重要的就是依据这个证据来解释，得出结论，对于结论的解释，我们现在来看，第一个，带火星到饿木条在吸入的空气里面继续燃烧，而在呼出的气体里面熄灭，按照我们刚才查阅的资料，比如说氧气能够使带火星的木条燃烧，课本上还有一句话，比如说，燃烧时间越长，就说明氧气的浓度越大，由此可见，我们很显然就可以得出结论，（写板书：6、得出结论）氧气，结果我们很容易就想到了在吸入的空气中，氧气的含量要高，呼出的气体要低，（写板书：氧气，呼出气体：低，吸入气体：高）那么我们再看第二个，二氧化碳，对于二氧化碳，我们刚才讲了，应该用澄清石灰水，根据澄清石灰水变浑浊的程度，结果发现吸入的空气中石灰水不变，而呼出气体中变浑浊，也就是变化程度不一样，由此可见，二氧化碳是呼出的气体中含量高，而吸入的气体中含量低，（写板书：二氧化碳，高，低）这个加入恰恰跟我们刚才假设的相符，其实这个假设对不对都无所谓，最终我们还是要依据我们的结论。

那么在看第三个：水蒸气，对于水蒸气我们并没有作出假设，原因是我们对它还不是很了解，那么按照我们刚才的实验，对着空气中干燥的玻璃片，也就是空气中不足以在玻璃表面看到水雾，对着玻璃片哈气后，结果发现它的表面出现水雾，由此可见，水蒸气是呼出气体的含量要高，而吸入的空气中较低，（写板书：水蒸气，高，低）这就是我们的吃的三个结论。

好，那么在这三个结论当中，有的跟假设相同，有的跟假设不符合，但是这个我们刚才讲了，要以结论的为准，最后就是：交流与表达。

（写板书：7、交流与表达）那么这个交流与表达在上节课也已经提到了，就是应该怎样将我们的成果展示出来？你可以写个实验报告，也可以以板报的形式，这都可以表达。

那么最有效的就是别人看你的交流形式能够按照你的步骤进行相应的实验也得出类似的结论，也就是说你的这个实验具有重现性。

这是我们在交流与表达的过程中最需要达到的一个效果。

另外，实验做完以后我们不得不反思，还得反思与评价。

（写板书：8、反思与评价）也就是说，我们这个实验过程中是不是就没有问题，是不是还应该根据相应的物质的性质进行更改。

比如说，在这个实验当中，第一个我们可以看到，它用的是带火星的木条，也就是上面就是火，但是我们想，带火星的木条其实也是很不稳定，如果它在空气中也不小心熄灭的话，那我们就会做出错误的判断。

所以，这个，我觉得最好用燃着的木条，因为燃着的木条毕竟它的温度高一些，不容易熄灭，它在空气中一般是不会熄灭，而在呼出的气体中会熄灭，所以这个现象更容易得出结论。

这是第一个，第二个，二氧化碳，我们在验证呼出气体的二氧化碳时用排水法收集，在后面的学习我们可以知道二氧化碳是可以溶于水，用排水法收集二氧化碳时是不是减少了二氧化碳的浓度？再说，空气中是不是就没有二氧化碳呢？这些都不是很正确的，都需要我们在后面的学习中进一步改进，这是有关这个实验的过程。

好，现在我们来回顾一下刚才这个实验在整个科学探究过程中，我们学习了基本步骤。

一般我们第一个步骤基本上就是提出问题。

这个提出问题，也就是问个问题不会吗？恰恰有的同学不会。

问问题一定要用我们化学的语言，我们化学关注的内容来提出问题，比如说，这个实验里面提出的问题是：人体吸入空气与呼出气体的成分有什么不同？这是物质的成分，电性的化学语言，如果我们不是用化学语言来进行描述的话，那显然是不规范的，这是第一个。

第二，查阅资料。

对于查阅资料，我在这里提醒大家一点，它往往就是我们后面要用的，但是它是我们现阶段不具备的知识，也就是在设计实验的时候一定要用的。

第三，作出假设。

作出假设的时候往往是依据问题来作出假设，问题怎么问，我们就作出相应的假设，假设一般来说是一个预设的结论，所以预设结论，（写板书：预设结论）有的是错的也无关紧要。

无非我们最后把实验做完，再得出相应的结论，就可以推翻或者验证我们的假设。

再就是设计实验，那么设计实验接着进行实验，然后收集证据，这是我们科学探究中的核心部分，因为我们科学探究它是以实验为基础，这4和5就是它的基础。