模块二 核心讲义
第一部分 学科知识运用
第1章 化学专业基础知识
1.1 考纲解读
1．掌握与中学化学密切相关的大学无机化学、有机化学的基础知识、基本原理和初中化学知识与技能。
2．掌握初中化学知识和技能，具备化学学科的实验技能和方法，能够运用化学基本原理和基本方法分析和解决有关问题。
3．了解化学科学研究的一般方法和化学研究的专门性方法，化学学科认识世界的视角及思维方法；了解化学发展史及化学发展动态。
1.2 核心讲义
一、初中化学基础知识概述
（一）对化学的基本认识
1．化学的相关概念
（1）化学的定义
化学，即“变化的科学”，是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。
（2）化学的定位
化学是整个科学的一个分支，与其他学科有着千丝万缕的联系；其研究对象、研究内容和研究方法都有了极大的变化。
（3）定义的多维性
①从研究对象看，它是研究分子的科学；
②从研究内容看，它研究物质的结构、性质、合成和变化；
③从研究方法看，它利用各种最先进的技术；
④从研究目的看，它帮助人们关爱人类、关爱自然，认识世界、改造世界和保护世界。
2．对化学的认识的角度
（1）化学的研究对象
化学是自然科学的重要分支，它的基本特点是在原子与分子水平上研究物质的结构、组成、性质和变化。
（2）化学的学科特色
①化学科学是实验性较强的学科；
②化学科学使用特定的概念和原理；
③化学科学有自己的一套科学语言；
④化学科学具有较强的经验性；
⑤化学科学与社会联系比较密切。
（3）化学的思维方法
从宏观与微观两个角度认识物质及其运动的特殊视角是化学不同于其他科学的特征思维方式。
（4）化学的学习领域
①可观察现象的宏观世界；
②分子、原子和离子微粒构成的微观世界；
③化学式、化学方程式和符号构成的符号世界。
3．化学的作用
（1）保证人类的生存并不断提高人类的生活质量。
（2）化学是一门实用学科，它与数学物理等学科共同成为自然科学迅猛发展的基础，是改造自然的强大力量和重要支柱。
（3）化学与其他学科的交叉与渗透，产生了很多边缘学科。
（4）培养人们不断进取、发现、探索、好奇的心理，激发人类对了解自然的渴望，丰富人的精神世界。
4．化学的分支学科
（1）在20世纪20年代以前，化学传统地分为无机化学、有机化学、物理化学和分析化学四个分支；
（2）20世纪20年代以后，由于世界经济的快速发展，化学键的电子理论和量子力学的诞生，电子技术和计算机技术的兴起，使得化学研究在理论上和实验技术上都获得了新的手段，导致这门学科从20世纪30年代开始飞跃发展，出现了崭新的面貌；
（3）现在化学一般被分为生物化学、有机化学、高分子化学、应用化学和化学工程学、物理化学、无机化学等五大类共80项，实际包括了七大分支学科。
（二）初中化学知识的结构及特点
1．初中化学知识的整体结构
与基础教育化学课程联系密切的知识可划分为化学本体知识、化学方法知识、化学应用知识3个部分。化学本体知识包括物质结构、化学反应原理、无机元素及化合物、有机化学等内容；化学方法知识主要指科学探究与化学实验方法；化学应用知识包括化学与生活、化学与技术等内容。
2．初中化学课程内容的选择依据
（1）服务于学生未来的发展
①服务于全体学生的发展而不是部分学生的发展；
②服务于学生人格全面的发展而不是只重其智力的片面发展；
③服务于学生有个性的发展而不是全体学生按同一规格的发展；
④服务于学生在原有基础上可持续地发展而不是仅局限在学校中的眼前发展。
（2）适应社会发展的需要
①化学科学的建立推动了人类社会进步，化学科学的发展将会进一步加快人类社会文明的进程。
②化学在社会可持续发展中的作用，化学对科学技术发展的贡献，化学与其他学科的相互融合和渗透，十分强烈地反映出人类社会对化学的需求和对普通公民所应具备的基本化学素养的要求。
3．初中化学课程内容的特点
（1）注重学生学习方式的转变，科学探究既是初中化学重要的知识和方法，也是学生学习化学的重要学习方式；
（2）突出与社会生活实践的联系，选择更多的联系现实社会的素材和活动等作为教学内容；
（3）体现义务教育的基础性，强调基础知识、基本技能、基本能力、基本观念与态度的发展；
（4）强化实验对培养学生探究能力的功能，突出以实验为基础。
（三）初中元素化合物知识的基本构成
1．对元素化合物的认识
（1）组成与结构
元素化合物由100多种元素中的一种或几种组成，而物质的结构指物质怎样由分子、原子或者是离子构成，包括原子的空间排列等。
（2）性质与用途
元素化合物的性质包括物理性质，还包括体现物质间转化关系的化学性质；元素化合物的性质决定其在健康、环境、材料、资源、能源等领域的用途。
（3）物质制备
元素化合物的制备包括元素化合物的合成、分离和检验。对于某个具体物质来说，如何通过化学反应和物理手段获取该物质，也是元素化合物的一个重要方面。
2．对元素周期表的认识
（1）目前已发现100余种元素。根据元素性质的相似性和递变性，将元素按一定的顺序排列起来，就得到元素周期表。元素周期表共有7个横行、18个纵列，每个横行称为一个周期，每一个纵列称为一个族。
（2）元素周期表的左侧是典型的金属元素族，右侧是典型的非金属元素族，其他一些元素族从左往右表现出由金属向非金属过渡的特点。
（3）根据元素的组成和结构，可以将纯净物分为单质和化合物，化合物分为无机化合物和有机化合物，无机化合物又可以分为氧化物、酸、碱、盐等。
（四）初中化学变化知识的基本构成
1．初中化学变化知识的基本构成
（1）化学变化的特征
学生能够认识化学变化的基本特征，初步了解化学反应的本质，知道催化剂对化学反应的重要作用，并初步形成“在一定条件下物质可以转化”的观点。
（2）化学反应的类型
学生能够初步认识常见的化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应，能够用金属活动性顺序对有关置换反应进行判断，并能用上述知识解释日常生活中的一些化学现象。
（3）化学反应中能量变化
学生能够知道物质发生化学变化时伴随有能量变化，并认识通过化学反应获得能量的重要性。
（4）质量守恒定律
学生能够认识质量守恒定律，能够说明化学反应中的质量关系，能够根据质量守恒定律进行简单的计算，并能体会到定量研究对于化学科学发展的重大作用。
2．从化学变化的学科定位和学生认识发展的视角看化学变化知识的基本构成
（1）基本特征
①化学变化是生成新物质的变化。
②化学变化是有定量规律的。
③化学变化伴随有能量的变化。
（2）从学生认识发展的角度看
①学生对化学变化认识的深刻程度与其认识化学变化的角度和思维方式有关。化学反应的物质变化、能量变化，化学反应的方向、限度和速率是学生认识化学反应的几个主要角度，其中化学反应方向、化学反应限度和化学反应速率可以进一步概括整合为“化学反应进行程度”。
②认识化学反应的思维方式涉及宏观——微观、定性——定量、孤立——系统三类。初中化学课程中选取的关于化学变化的内容主要是培养学生用宏观一定量——孤立的思维方式认识化学变化。
（五）初中物质结构知识的基本构成
物质结构是化学学科的核心内容之一，中学化学教学的一个重要任务就是使学生能够建立物质的微粒性认识，能从微观的角度认识一些自然现象，形成对物质及其变化的科学认识。
1．物质结构的核心内容
（1）原子结构
从牛顿的原子论发展到以量子力学理论为基础的单电子原子结构、多电子原子轨道模型的探讨。
（2）分子的形成
从阿伏加德罗提出的分子论，发展到用分子轨道理论、配位场理论和晶体场理论对分子的形成进行研究，并且深入细化到离域分子轨道、定域分子轨道、霄键及共轭分子结构的研究。
（3）物质的构成
对于物质的构成，从元素概念的提出到对各种晶体的结构及性质的研究。这就是人类探索物质结构理论的三条主要轨迹和三个主导方向。
初中阶段的物质结构知识主要包括物质的构成微粒——分子、原子和离子以及原子是怎样构成的等内容。
2．学习这些结构知识的同时，还要关注它们的应用。
（1）解释物理变化和化学变化
由分子构成的物质，发生物理变化时分子本身未变，发生化学变化时分子本身发生了变化，变成了其他物质的分子。
（2）认识纯净物和混合物
由同种分子构成的物质是纯净物；由不同种分子构成的物质是混合物，组成不固定，混合物中各物质仍保持各自原来的性质。
二、初中化学重点实验的学科基础知识
（一）初中化学实验的知识体系
1．化学实验的应用领域及实验方法
（1）按实验研究问题的质或量，划分为定性实验和定量实验；
（2）按实验的作用不同，划分为析因实验、对照实验、对比实验、中间实验、验证实验、合成实验等；
（3）按研究对象不同，划分为无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验、结构化学实验、物理化学实验、生物化学实验等。
2．初中化学《课程标准》中的实验活动
《课程标准》在“科学探究”这个主题中指出，教师应结合具体的教学内容，积极创造条件，通过多种途径，安排和组织学生至少完成8个化学实验活动。
初中化学《课程标准》中的实验活动
3．初中学生所应达到的化学实验技能
（1）能进行药品的取用、简单仪器的使用和连接、加热等基本的实验操作；
（2）能在教师指导下根据实验需要选择实验药品和仪器，并能安全操作；
（3）初步学会配制一定溶质质量分数的溶液；
（4）初步学会用酸碱指示剂、pH试纸检验溶液的酸碱性；
（5）初步学会根据某些性质检验和区分一些常见的物质；
（6）初步学习使用过滤、蒸发的方法对混合物进行分离；
（7）初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。
（二）典型实验的分类概述
1．物质分离实验
（1）过滤
过滤是实现固液分离的一种方法。常用的过滤方法有：常压过滤、减压过滤、热过滤。
常压过滤是一种最常用最简单的过滤方法，过滤时，漏斗要放在漏斗架上，末端靠在接收容器的器壁上，把上层清液沿着玻璃棒倾倒入漏斗中，每次转移量不超过滤纸高度的4/5。向沉淀中加入少量洗涤剂，搅拌后静置，带沉淀沉降后，再进行过滤操作。一般反复洗涤三次。
（2）蒸发
蒸发是为了把溶质从溶剂中分离出来，常采用加热蒸发溶剂的方法。
蒸发时应注意注入蒸发皿中的液体体积不能超过其容积的2/3。当加热到溶液表面出现晶膜时，应根据物质的溶解度随温度变化趋势，停止加热或小火加热。
（3）结晶和重结晶
结晶和重结晶是用来分离溶解度相差较大的可溶性固体的方法。
先把固体混合物溶于水，制成饱和溶液，然后溶液在室温下静置，慢慢冷却即可得到颗粒较大的晶体，剩下的溶液为母液，趁热过滤，即可实现晶体与母液分离。将得到的晶体重新溶解在蒸馏水中，加热蒸发制成饱和溶液，冷却，再次结晶，然后过滤，这个过程就是重结晶。
（4）蒸馏
蒸馏是分离和提纯液体的一种方法，可以把沸点不同的物质从混合物中分离出来。
蒸馏的基本过程是：将混合液体加热至沸腾，将蒸气冷凝为液体。常用的有常压蒸馏、水蒸气蒸馏、减压蒸馏。蒸馏装置包括蒸馏烧瓶、冷凝管、接收器等。
（5）萃取
萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的混合溶液中分离出来。
分液是把两种不相混溶的液体进行分离的操作，上层液体从分液漏斗上口倾倒出，下层液体从分液漏斗下口流出。
2．物质性质实验
物质性质实验是指研究物质变化规律的实验，包括物质的光学、磁学、力学等物理性质，以及反应规律、氧化还原性、酸碱性等化学性质实验。
（1）物质的物理性质
①加热碘固体，观察发生的现象；
②比较空气和水在被压缩时的体积变化情况；
（2）物质性质及反应类别
①氧气的实验室制取与性质实验；
②二氧化碳的实验室制取与性质实验；
③氧气和二氧化碳的制取和性质；
④水的电解；
⑤氢气的燃烧；
⑥酸、碱的化学性质实验；
⑦试验某些植物花朵汁液在酸性和碱性溶液中的颜色变化；
⑧观察并解释浓氨水和浓盐酸相互接近时的“空中生烟”现象；
⑨设计实验证明氢氧化钠与盐酸能发生化学反应；
⑩实验探究酸溶液、盐溶液与金属发生的置换反应及其规律；
⑪金属的物理性质和某些化学性质；
⑫用实验方法将氧化铁中的铁还原出来；
⑬镁条燃烧、高锰酸钾加热分解；
（3）化学反应中的定量关系
即实验探究化学反应中的质量关系；
（4）化学变化中的能量变化
①比较氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠3种物质在水中溶解时的放热（或吸热）现象；
②观察某些燃料完全燃烧和不完全燃烧的现象；
③观察少量汽油、柴油、润滑油样品的燃烧现象，调查其用途；
④观察铜锌原电池实验；
（5）影响化学变化发生的条件
①燃烧条件的探究实验；
②观察二氧化锰、硫酸铜溶液对过氧化氢分解反应的影响；
③设计实验探究锈蚀的条件，讨论防止锈蚀的方法；
④设计实验探究农药、化肥对农作物或水生生物生长的影响。
3．物质检测实验
物质检测包括定性检验和定量检测。定性检验是检出是否含有该物质，定量检测是确定物质的含量。初中阶段的物质检测实验以定性检验为主。
（1）两种基本的定量测定方法——测体积与测质量
当反应体系中有气体存在时，由于气体的密度比固液体要小得多，体积变化明显，容易测量，因此借助气体体积变化说明化学变化中的定量关系比较容易。
以下为《课程标准》中建议的定量测定实验：
①实验探究空气中氧气的体积分数；
②呼出的气体中二氧化碳的相对含量与空气中二氧化碳相对含量的差异；
③根据实验现象推断水的组成；
④实验探究化学反应中的质量关系。
（2）其他的定量测定方法
①滴定分析法
滴定分析是将一种已知准确浓度的标准溶液滴加到待测溶液中直到化学反应完全为止，然后根据标准溶液的浓度和体积求得被测试样中组分含量的一种方法。根据滴定时所应用的化学反应类型可将滴定分析分为中和滴定法（又称酸碱滴定法）、氧化还原滴定法、沉淀滴定法和络合滴定法。
②重量分析法
重量分析法指通过适当方法把被测组分从试样中分离出来，称量其质量，从而计算出该组分的含量的分析方法。重量分析法可分为挥发法和沉淀法两类。
a．挥发法
利用物质的挥发性，通过加热或其他方法，使待测组分从试样中溢出而进行测定的方法。一般过程为：试样→称量质量→加热使待测组分完全挥发→冷却→再次称量质量→计算。例如，晶体中结晶水的测定。
b．沉淀法
使待测组分转化为难溶化合物从溶液中沉淀出来，经过滤、洗涤、干燥或灼烧后称量而进行测定的方法。一般过程为：试样→生成沉淀→过滤→洗涤→烘干（或灼烧）→称量沉淀质量→计算。例如，利用Ba2+与
的沉淀反应测定溶液中Ba2+的含量。
③目视比色法
通过眼睛观察比较待测溶液与标准溶液颜色深浅来确定物质含量的方法，叫做目视比色法。目视比色法原理简单，操作便捷，是一种半定量的测定方法，准确度相对较低。
4．物质制备实验
物质的制备实验，其目标是通过化学反应获取目标物，一般包括反应发生装置、分离提纯装置、收集装置，还有尾气处理等。
（1）气体制取的发生原理
①“固+固→气体”型
例如O2、NH3、CH4的制取，装置中需要用到硬质试管、铁架台、单孔橡胶塞、酒精灯等仪器。
②“固／液+液→气体”型。
例如Cl2、HCl、SO2的制取，装置中需要用到烧瓶、分液漏斗、铁架台、石棉网、双孔橡胶塞、酒精灯等仪器。
③“固+液→气体”型。
例如H2、CO2、SO2、NO2、H2S、HF、C2H2的制取，装置中需要用到烧瓶、分液漏斗、铁架台、石棉网、双孔橡胶塞等仪器。
（2）气体收集方法
根据气体在水中的溶解性、与空气密度的相对大小，收集气体的方法有排液法和排空气法。
（3）气体的干燥和净化
常用于气体的净化与干燥的实验装置是洗气瓶与干燥管。洗气瓶中一般装入液体除杂试剂，气体流向一般是长导管进，短导管出。
常见的除杂试剂有：
①强碱溶液，可吸收CO2、HCl等酸性气体；
②饱和的酸式盐溶液，例如饱和碳酸氢钠溶液能除去CO2中的HCl等酸性气体；
③浓硫酸，可以除去气体中的水蒸气，但是不可用于干燥H2S等还原性气体。
干燥管中装入固体干燥剂。常见的干燥剂有P2O5、CaCl2、生石灰、碱石灰（CaO和NaOH的混合物）。P2O5可以干燥有还原性、无碱性的气体，CaCl2不能干燥NH3（形成八氨合物），生石灰、碱石灰可以干燥碱性气体，不能干燥酸性气体。
（4）气体制取实验装置的组装
组装实验仪器时，一般按照从低到高、从左到右的顺序；
导管的接口顺序：
①溶液洗气装置：“长进短出”；
②排水集气装置：“短进长出”；
③干燥管：“大进小出”。
（三）化学实验基本操作
1．加热
（1）加热仪器的使用
①酒精一般不超过酒精灯容积的2/3，也不少于1/3。
②不能用燃着的酒精灯去点燃另一盏酒精灯。
③熄灭酒精灯时不能用嘴吹灭。酒精喷灯的火焰温度在1000℃左右。煤气灯焰心温度约300℃，内层火焰约500℃，外层火焰约900℃。
（2）加热的方法
①中学化学实验中能直接加热的仪器有试管、坩埚、蒸发皿等少数仪器。
②烧瓶、烧杯、锥形瓶等底面积较大的仪器不能用火焰直接加热，要用间接加热法。
2．药品的取用
（1）固体药品的取用
取用块状固体或金属颗粒时，先把容器横放，用镊子把药品放人容器口，再慢慢地竖立容器；取用粉末状或小颗粒药品时，先将容器横放，将盛药品的药匙或纸槽送入容器底部，再慢慢竖立起来。
（2）液体药品的取用
取用少量液体药品时用滴管，取液后的滴管应保持橡胶帽在上，不要平放或倒置；滴加液体时滴管不能伸入容器中，应在容器口上方0.5cm处。取用较多量液体药品时，可直接从试剂瓶中倾倒，应注意标签向着手心，斜持试管，瓶口紧挨试管口，防止试剂污染或腐蚀标签。定量取用药品时，可使用量筒、量杯或移液管等液体计量器，读数时，视线应与液体的弯月面的最低处保持水平。
3．药品的称量
（1）固体药品的称量
托盘天平是中学化学实验中使用最多的称量仪器，一般能精确到0.1g，称量时，左盘放称量物，右盘放砝码。
使用时需要注意以下三点：
①托盘天平不能称量热的物体；
②称量物不能直接放在托盘上；
③称量完毕，使托盘天平回复原状，保持清洁。
（2）液体药品的量取
在要求不高时，近似取用一定体积的溶液可使用烧杯。量筒是初中阶段量取溶液体积的重要仪器，量筒一般可精确到0.1mL。此外若需要更为精确的量取溶液，还要用到移液管或吸量管。移液管是一种可以用来准确移取溶液的玻璃仪器，常用移液管有5mL、10mL、25mL和50mL。通常把具有刻度的直形玻璃管称为吸量管。移液管和吸量管通常可准确到0.01mL。
4．溶液的配制
（1）粗略配制溶液
先计算出配制一定体积溶液所需的试剂，用天平称取固体试剂放入烧杯中，或用量筒量取液体试剂倒入烧杯中，再用量筒量取所需蒸馏水倒入烧杯中，搅拌至固体完全溶解。将溶液倒入试剂瓶中，贴上标签备用。
（2）精确配制溶液
需要用分析天平准确称出溶质的质量，在干净的烧杯中加适量蒸馏水使其完全溶解，将溶液转移至容量瓶中，再用少量蒸馏水洗涤烧杯2～3次，洗涤液也转入容量瓶中（或者用移液管移取所需的浓溶液至容量瓶中），再加蒸馏水至标线处，盖上塞子，摇匀即得一定浓度的溶液。常见的有100mL、250mL、500mL、1000mL等不同规格的容量瓶。
（四）实验设计及新型化学实验技术
1．化学实验的目标
化学实验的目标是探索物质世界的状态及其变化规律。通过实验验证物质变化规律的假说，获取新的物质，这就需要设计实验来实现目标。
2．对实验方案的评价应遵循以下原则：
（1）能否达到目的；
（2）所用原料是否常见易得、廉价；
（3）原料的利用率高低；
（4）过程是否简捷优化；
（5）对环境有无污染；
（6）实验的误差大小；
（7）有无创意等。
3．采用传感器进行化学实验研究已经有一些典型案例：
（1）利用pH传感器可以绘制酸碱中和滴定曲线；
（2）利用温度传感器可以了解化学变化过程中的能量转化；
（3）利用压强传感器可以测定镁与盐酸生成氢气的反应速率；
（4）利用色度计传感器可以代替目视比色法，绘制标准曲线，测定铁元素含量。
三、化学科学的发展历程及研究方法
（一）化学科学发展概述
1．化学科学的发展历史
（1）化学的萌芽
原始人类对火的利用开始了用化学方法认识和改造天然物质，此后，人类又学会了制陶、冶炼、酿造、染色等，在这些生产实践的基础上，萌发了古代化学知识。
（2）化学学科的形成
19世纪初，英国化学家道尔顿提出了近代原子学说。意大利科学家阿伏加德罗提出了分子概念。从用原子一分子论来研究化学开始，化学真正被确立为一门科学。
（3）化学学科的发展
通过对矿物的分析，发现了许多新元素，加上对原子一分子学说的实验验证，经典的化学分析方法有了独立的体系。有机化学结构理论的建立，奠定了有机化学的基础。
（4）20世纪的化学是一门建立在实验基础上的科学，实验与理论一直是化学研究中相互依赖、彼此促进的两个方面。
2．现代化学科学的发展动态
（1）物质层次
研究原子、分子片、分子、超分子、生物大分子到分子的各种不同尺度和不同复杂程度的聚集态的合成反应、分离与分析、结构形态、物理性能与生物活性及其规律和应用的科学。
（2）研究领域
①绿色化学研究
绿色化学是一门具有明确社会需求和科学目标的新兴交叉学科，其目的是合理利用现有资源和能源，降低成本，从根本上避免和消除对生态环境有毒有害的原料、催化剂、溶剂和试剂的使用及副产物的产生。
②新材料研究
包括复合型材料、新型能源材料、可生物降解高分子材料、有机物体系膜分离及膜材料和生物材料等的研究。
③生命科学研究
包括生物超分子功能的研究、模拟生物体系的自由基化学和物理有机化学研究、无机化合物药用的研究等。
④化学工程研究
包括具有经济与环境优化性的化学过程集成智能方法、化学反应的原子经济和飞秒激光控制化学反应等方面。
⑤农业化学科学研究
包括固氮工程、光合作用、长效缓释化肥、植物激素及生长调节物质、昆虫激素及生长调节物质、昆虫信息素以及生物活性分子的分离和鉴定等。
⑥现代催化化学研究
它以“消除有害物质为目的新的能源环保催化”为特征。
⑦计算机化学科学研究
计算机化学科学研究的领域之一是发展理论化学计算及微观过程模拟的软件。
（二）化学科学方法的体系
1．实验方法与理论方法
（1）化学研究的实验方法（实践方法）
化学实践是最基本、最普通和最通用的研究方法。从获得化学物质的观点来看，化学实验方法的发展可分为四个阶段。
①第一阶段
17、18世纪，主要是通过实验方法了解天然化学物质，对一些元素和比较简单的化合物进行分析和制备；
②第二阶段
19世纪，维勒合成尿素，开辟了由无机物合成天然有机物的道路；
③第三阶段
20世纪前半个世纪，人工合成非天然的多种无机和有机化合物；
④第四阶段
20世纪60年代至今，化学通过分子设计、装配等先进手段合成了一系列新型材料，大大加快了新技术革命的历程。
化学实验是直接推动化学发展的重要方法，是整个化学学科不可替代的根基。
（2）化学研究的理论方法
化学研究的理论方法与实验方法是协同发展的，其发展可分为三个阶段。
①第一阶段
16～18世纪，主要针对一些具体化学现象提出了相应理论；
②第二阶段
19世纪化学大发展时期，这一时期理论的发展是多方面的，涉及许多基本的内容；
③第三阶段
随着现代物理学在微观领域的研究成果渗透到化学领域内，从静态到动态的发展，化学研究产生了许多崭新的理论方法；
2．感性方法与理性方法
（1）化学感性认识方法
①化学观察方法
化学家利用人的感官或感官的延伸——仪器，直接从化学现象中获得感性认识的方法，它提供化学研究的初步信息；
②化学实验方法
化学家运用科学仪器和设备模拟或控制自然现象，排除次要因素和干扰因素，突出主要因素，以探索化学运动本质或规律的方法；
（2）化学理性认识方法
①逻辑思维方法
包括化学比较法、化学分类法、化学归纳法、化学演绎法、化学分析法、化学综合法、化学证明与证伪和化学辩证思维方法等；
②化学抽象方法
透过一类化学事物的表面现象，抽取其共同的主要的方面，把握其一般本质的认识过程和思维方法，如化学概念和判断、化学符号思维方法、化学模型方法等；
③化学假说方法
化学家根据已知的化学原理和化学事实，对未知的化学现象及其规律性所作出的一种假定性说明的思维方法；
④化学移植方法
借助于其他科学的理论与方法研究化学对象的方法。通过对化学科学研究的基本方法的探索，可以使化学研究模式化，提高研究效率。
（三）化学科学探究中的基本方法
1．提出问题的方法
（1）对“生活”提问
（2）对“教科书”提问
（3）对“化学实验”提问
2．猜想与假设的方法
（1）假设的特点
①假设的内容是由问题决定的，在做假设时，首先要清楚这里的问题是什么。
②假设的做出与你的基本预测有很大的关系。如果你的基本预测是肯定的，你的假设就是肯定的假设；如果你的基本预测是否定的，你的假设就是否定的假设。
③假设在实验之前没有正确与错误之分，只有可以检验的假设和无法检验的假设。一般要求学生做出的假设应是可检验的，因为无法检验的假设对科学研究是没有意义的。
④做出假设的基本句式是“如果……，那么……”。“如果”后面跟的是你的基本预测，“那么”后面跟的是可操作的定义（可观察或计量的）。
（2）引导学生提出假设的方法
①归纳法
归纳法就是把特殊和个别事实所获得的认识或规律提高到一般的认识规律和方法，即从特殊到一般。
②演绎法
与归纳法相反，演绎法就是把一般规律和原理运用于特殊与个别，以验证一般规律和原理的适用性，即从一般到特殊。
③类比法
类比法就是根据两个或者两类对象有某些共有或相似属性推出一个研究对象可能具有另一个研究对象所具有的另外的属性。
④分类法
分类法即对已有的现象或资料，按照某种重要的特征，将其分类整理提出和建立假设的方法。
3．实验探究的方法
（1）观察与描述
①观察
观察的方法是指观察的目的性、全面性、客观性、系统性和思维性等。观察是激发学生学习化学的兴趣、直接获得感知对象的信息、培养观察能力的一种最基本、最重要的科学方法。
a．观察的全面性
一般应包括反应物的颜色、状态，生成物的颜色、状态，反应过程中产生的光、焰、声、色、放热、沉淀、气味等变化，反应剧烈的程度等。
b．观察的目的性
有的现象十分突出而明显，有些现象因转瞬即逝而不易被察觉，观察时注意抓住反应变化本质的现象。
c．观察中的积极思维
观察现象要深化、要思考，力求从感性认识上升为理性认识。
②描述
用语言描述实验现象，是对观察所获得的视觉信息的进一步心理加工，以形成对事物的理性认识。
（2）设计和实施实验
实验的设计不仅需考虑实验的教学目的，而且要全面考虑实验仪器、工具、设备以及完成实验的条件，可能产生的变化和现象等。
①化学实验设计包括以下6个要素，这些要素之间的关系：
a．实验目的；
b．实验原理；
c．实验用品及装置；
d．实验操作及规程；
e．实验结果处理；
f．实验程序。
②化学实验设计程序包括以下六个步骤：
a．提出实验研究课题（实验目的）
实验目的是实验的出发点和归宿，因此在实验设计前，必须对实验的目的相当明确。
b．根据实验目的，确定实验的原理和方法
只有明确实验原理和方法，才能对实验设计做出合理的规划。
c．理清设计思路
实验设计的基本思路是：目的——假设——变量——方法——步骤——器材，即根据实验目的提出假设，围绕假设确定被试和变量，按照实验变量采取相应的方法、手段，依从变量控制安排实验步骤、选择合适器材和反应条件等。
d．实施、对比、控制
在实验实施过程中要特别重视对比和控制，对比不当，实验将失去意义；没有控制，则不能成为实验。实验应始终保持主题活性，细致观察实验现象，详实记录数据。
e．结果处理
对实验现象、结果、数据进行加工整理，准确表述实验结论。
f．评价与修正
回顾实验设计，反思实验过程，修正检验假设，对结果评价。
（3）实验数据的收集和处理
通过认识物质的一些属性（如密度、硬度、溶解度等）、了解物质组成中各组分相对含量，来选择适当的测量仪器、试剂、反应条件及操作，是获得准确数据的保证。
4．获得结论的方法
在一些情况下，实验的目的、提出的假设以及实验方案比较具体化，直接由实验的结果可得出探究活动的结论。
（1）比较和分类
①比较
比较是辨别同异、区分事物之间的相同点和不同点的逻辑方法。比较的根据是事物之间客观存在着差异性和同一性。
②分类
分类是一种根据事物之间的共同点和差异点，把研究对象区分为不同种类的逻辑方法。（2）归纳和概括
①归纳
归纳就是从实验和观测的事实材料和实验数据出发，推导出理论性的一般结论的方法，即从个别到一般的推理方法。
②概括
概括是形成概念的一种思维过程和方法，即从思想中把从某些具有一些相同属性的事物抽取出来的本质属性，推广到具有这些属性的一切事物中，从而形成关于这类事物的普遍概念。