高中化學 第一章 認識化學科學 第2節(jié) 研究物質性質的方法和程序學案（1）魯科版必修1.doc

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第2節(jié) 研究物質性質的方法和程序 互動課堂 疏導引導　　 一、研究物質性質的基本方法 1．研究物質的基本方法 （1）研究物質的基本方法主要有觀察、實驗、分類、比較等。 （2）觀察是一種有計劃、有目的地用感觀考察研究對象的方法。 （3）在研究物質的過程中可以通過實驗來驗證對物質性質的預測或探究物質未知的性質。 （4）在研究物質的性質時，運用分類的方法，分門別類地對物質及其變化進行研究，可以總結出各類物質的通行和特性。 (5)運用比較的方法，可以找出物質性質間的異同，認識物質性質間的內在聯(lián)系。 2.金屬鈉的性質 （1）金屬鈉的物理性質 金屬鈉是一種銀白色金屬固體，熔點較低，密度比水小。 （2）化學性質 ①金屬鈉與水的反應 2Na＋2H2O====2NaOH＋H2↑ 記憶要決Na與H2O反應的現(xiàn)象 Na與H2O反應的現(xiàn)象可簡約為5個字：“浮、熔、游、響、紅”而進行巧記。 ①金屬鈉為銀白色的金屬；感覺鈉很軟——硬度?。烩c浮在水面上，熔成閃亮的小球，迅速向各個方向游動，并發(fā)出嘶嘶的響聲，知道鈉的密度小、熔點低；與水反應放出熱量，生成氣體，酚酞的溶液變紅色，點燃生成的氣體時聽到爆鳴聲，生成物是NaOH和H2。 ②金屬鈉與氧氣的反應 4Na＋O2====2Na2O 2Na＋O2====Na2O2 金屬鈉通常保存在煤油中 案例1將一小塊金屬鈉投入盛有5 mL澄清石灰水的試管中，不可能觀察到的現(xiàn)象是(　　) A.鈉熔成小球，并在液面上滾動 B.有氣體產(chǎn)生 C.溶液底部有銀白色物質生成 D.溶液變渾濁 【剖析】 鈉與石灰水中的水反應，生成氫氣，反應放出的熱量使鈉熔成小球，同時石灰水溫度升高，氫氧化鈣析出，溶液變渾濁。 【答案】 C 【借題發(fā)揮】 有關金屬鈉的性質考查，還可以考查金屬鈉與氧氣的反應、金屬鈉的保存、金屬鈉與水反應的有關計算等等。 3.過氧化鈉的性質 2Na2O2＋2H2O4====NaOH＋O2↑ 2Na2O2＋2CO2====2Na2CO3＋O2 案例2某密閉容器中有100 g氧氣和足量的過氧化鈉，向其中充入5 g CO和H2的混合氣體后，電火花點燃，反應足夠長時間后，容器內氣體的質量為(　　) A.大于100 g B.小于100 g C.等于100 g D.無法確定 【剖析】 根據(jù)反應2CO＋O2====2CO2和2CO2＋2Na2O2====2Na2CO3＋O2可得CO＋Na2O2====Na2CO3；由2H2＋O2====2H2O和2H2O＋2Na2O2====4NaOH＋O2可得H2＋Na2O2====2NaOH，所以可知Na2O2固體質量的增加量就等于CO和H2的總質量。 【答案】 C 【借題發(fā)揮】 一般來講，涉及Na2O2的有關計算可以采用方程式疊加法簡化運算過程，由2CO+O22CO2，2H2+O22H2O，又由過氧化鈉與CO2和H2O的反應得Na2O2+CO====Na2CO3，Na2O2+H2====2NaOH知滿足通式(CO)x(H2)y的物質，在氧氣中完全燃燒后所得產(chǎn)物全部通過足量的Na2O2后，固體質量的增加量就等于該物質的質量。 知識總結　物質的物理性質 一般包括：顏色、狀態(tài)、氣味、熔點、沸點、密度、硬度等。 知識拓展　金屬的共性 （1）物理性質 ①有金屬光澤、不透明的固體； ②電和熱的良導體； ③有延展性。 （2）化學性質 ①常溫或加熱條件下與氧氣反應； ②常溫或加熱時與水反應，置換出水中的氫（比氫活潑）； ③與酸反應置換出酸中的氫（比氫活潑）； ④與鹽溶液反應置換出在金屬活動順序中排在它后面的金屬（K、Ca、Na先與水反應）。二、研究物質的基本程序 1．研究物質的基本程序 （1）首先觀察物質的外觀。 （2）通過實驗探究物質的有關性質（預測性質→設計實驗→觀察現(xiàn)象→對實驗現(xiàn)象進行解釋和分析，對實驗結論進行整合）。 （3）通過對實驗現(xiàn)象的觀察和分析，歸納出與預測一致的性質，并對實驗中出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象進行進一步的研究。 2.氯氣 （1）氯氣的物理性質 通常狀況下，氯氣是黃綠色的氣體，有刺激性氣味，密度比空氣的大，能溶于水，易溶于有機溶劑。 記憶要決　氯氣物理性質 黃綠(色)有毒易液化， 刺激(性氣味)可溶(于水)密度大。 （2）氯氣的化學性質 ①氯氣與金屬的反應 2Na+Cl22====NaCl，2Fe＋3Cl2====2FeCl3、Cu＋Cl2====CuCl2。（氯氣能夠與大多數(shù)金屬反應，通常生成高價態(tài)的金屬氯化物） ②氯氣與非金屬的反應 H2＋Cl2====2HCl（產(chǎn)生白霧） ③氯氣與水的反應 Cl2＋H2O====HCl＋HClO ④氯氣與堿溶液的反應 Cl2＋2NaOH====NaClO＋NaCl＋H2O 2Cl2＋2Ca(OH)2====CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O 要點剖析　漂白劑 a.有效成分為次氯酸鹽，如NaClO、Ca(ClO)2。 b.漂白原理（用方程式表示）：2NaClO＋CO2＋H2O====Na2CO3＋2HClO或Ca(ClO)2＋CO2＋H2O====CaCO3↓＋2HClO。 c.久置失效的原因（用方程式說明）：2NaClO＋CO2＋H2O====Na2CO3＋2HClO或2Ca(ClO)2＋CO2＋H2O====CaCO3↓＋2HClO，2HClO2HCl＋O2↑。 d.保存方法：隔絕空氣密封保存，目的是防止次氯酸鹽與二氧化碳和水分反應而失效。（3）次氯酸的性質 ①酸性：是一元弱酸，酸性比碳酸還弱。HClO＋NaOH====NaClO+H2O　NaClO+HCl====HClO＋NaCl　2NaClO＋CO2＋H2O====Na2CO3+2HClO ②不穩(wěn)定性：2HClO2HCl＋O2↑ ③殺菌漂白性（強氧化性）：遇到有色物質，氧化其中的有色物質，使之褪色。還能殺滅細菌。 說明：a.干燥的氯氣本身沒有漂白性，只有水存在時，轉化成HClO才有漂白性，其實質是HClO的漂白性。 b.ClO2也可用于漂白和消毒。其消毒能力是等質量的Cl2的2.63倍。但ClO2價格高，故目前還不能完全代替氯氣。 知識拓展　Cl2的氧化性 與O2都屬于非金屬元素形成的單質，能跟金屬（如Na、Fe、Cu等）反應，能跟非金屬（如H2、C、P等）反應。類比氧氣的性質，Cl2與O2均為氧化劑。 案例3下列物質中同時含有氯分子和氯離子的是(　　) A.液氯 B.新制氯水 C.CaCl2溶液 D.次氯酸溶液 【剖析】 A中的液氯指的是液態(tài)的氯分子，不含氯離子；B中氯水是氯氣的水溶液，含有H2O、HClO、Cl2和H＋、Cl－、ClO－、OH－；C中的氯化鈣溶液不含氯分子；D中的次氯酸溶液不存在氯分子和氯離子。 【答案】 B 【借題發(fā)揮】 有關氯氣的性質考查還可以考查氯氣與金屬的反應、氯氣與水反應產(chǎn)物HClO的性質以及氯氣與堿溶液的反應及其相關實驗和計算等等。 知識總結氯水中的微粒 Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-（少量）。 3.假說和模型 （1）假說：以已有事實材料和科學理論為依據(jù)，面對未知事實或規(guī)律所提出的一種探測性說明。（假說提出后須得到實踐的證實，才能成為科學理論） （2）模型：以客觀事實為依據(jù)建立起來的，是對事物及其變化的簡化模型。模型一般可以分為物體模型（如球棍模型）和思維模型。 案例4下列說法正確的是(　　) ①“方法”和“程序”是兩個不同的概念，只有兩者相互配合才能有效地完成研究物質性質的任務 ②“假說”是以已有事實材料和科學理論為依據(jù)，面對未知事實或規(guī)律所提出的一種探測性說明 ③“模型”是以客觀事實為依據(jù)建立起來的，是對事物及其變化的簡化模型 ④研究物質性質的基本程序一般是：觀察物質的外觀性質→預測物質的性質→實驗和觀察→解釋和結論 A.只有①②③　　　　　　　B.只有②③④ C.只有①③④ 　 D.全部 【剖析】 本題涉及有關概念的辨析問題，根據(jù)題目給定的幾個概念可知這些概念都是正確的。 【答案】 D 【借題發(fā)揮】 涉及這部分內容的考查關鍵在于對概念的理解，學習時要注意理解概念的內涵和外延。 活學巧用 1.金屬鈉著火，能用來滅火的是(　　) A.水　　　　　　　　　　　B.濕抹布 C.泡沫滅火劑 D.干沙 【思路解析】 由于金屬鈉著火產(chǎn)生的Na2O2能夠與H2O、CO2反應產(chǎn)生氧氣，所以金屬鈉著火選用沙子滅火。 【答案】 D 2.比較是區(qū)分事物之間的相同點和不同點的邏輯方法。運用比較的方法，可以找出物質性質的異同，認識物質性質間的內在聯(lián)系，進一步形成基本概念或化學理論。我們學過以下三個化學反應： ①C＋2CuO====CO2↑+2Cu； ②2Na＋2H2O====2NaOH＋H2↑； ③Fe3O4＋2C====3Fe＋2CO2↑。 （1）通過分析比較，這三個反應有很多相似之處，請寫出其中一處_________。 （2）它們之間也有不同之處，其中一個反應與眾不同，這個反應與其他兩個反應的不同之處是（答出一處即可）__________。 【思路解析】 根據(jù)上述幾個反應可以發(fā)現(xiàn)上述三個反應均為置換反應，反應中都有氣體產(chǎn)生，都是單質與氧化物反應等等。不同之處：反應②是固體與液體反應而其他兩個是固體與固體反應，反應②是金屬置換出非金屬而其他兩個反應則是非金屬置換出金屬等等。 【答案】 相同之處：均為置換反應（或反應中都有氣體產(chǎn)生或都是單質與氧化物反應等等）　不同之處：反應②是固體與液體反應而其他兩個是固體與固體反應（或反應②是金屬置換出非金屬而其他兩個反應則是非金屬置換出金屬等等）。 3.研究物質的性質，常運用的基本方法有：_____________、_____________、_____________、_____________等方法。一般是多種方法并用，但每種方法的使用關鍵和目的不同。 【思路解析】 研究物質的主要方法有：觀察、實驗、分類和比較等等。 【答案】 觀察法　實驗法　分類法　比較法 4.將2.3 g鈉放入100 g水中，生成的溶液中溶質的質量分數(shù)為(　　) A.等于2.3% B.等于4% C.大于2.3%小于4% D.大于4% 【思路解析】 根據(jù)2Na＋2H2O====2NaOH＋H2↑，可知產(chǎn)生的NaOH的質量為4 g，所得溶液的質量為102.2 g，所以所得溶液的質量分數(shù)小于4％。 【答案】 C 5.將一小塊鈉投入下列溶液時，既能產(chǎn)生氣體又會出現(xiàn)沉淀的是(　　) A.稀H2SO4 B.氫氧化鈉溶液 C.硫酸銅溶液 D.氯化鉀溶液 【思路解析】 A中只產(chǎn)生氣體；B中只產(chǎn)生氣體；C中產(chǎn)生氣體和藍色沉淀；D中只產(chǎn)生氣體。【答案】 C 6.g Na2O和g Na2O2分別加入等質量的水中（水足量），結果得到等質量分數(shù)的溶液，則與y關系正確的是(　　) A．=　　　　　　　　　　B．> C．< D．無法確定 【思路解析】 根據(jù)Na2O＋H2O====2NaOH和2Na2O2＋2H2O====4NaOH＋O2↑可知當所得溶液的質量分數(shù)相等時過氧化鈉的質量大于氧化鈉的質量。 【答案】 C 7.用脫脂棉包住0.2 g Na2O2粉末，放在石棉網(wǎng)上，在脫脂棉上滴加幾滴水，可以觀察到脫脂棉劇烈燃燒起來。由實驗現(xiàn)象所得出的結論正確的是(　　) A．Na2O2與H2O反應是一個放熱反應 B．Na2O2與H2O反應中有氧氣生成 C．Na2O2與H2O反應中有氫氧化鈉生成 D．Na2O2與H2O反應中有中間產(chǎn)物H2O2生成 【思路解析】 根據(jù)上述反應的現(xiàn)象可知上述過程中產(chǎn)生了助燃物氧氣，同時由于脫脂棉燃燒起來，說明上述反應為放熱反應。 【答案】 AB 8.下列敘述正確的是(　　) A.Na2O和Na2O2都是堿性氧化物 B.Na2O是氧化物，Na2O2不是氧化物 C.Na2O2用于呼吸面具，活性炭用于防毒面具，兩者原理不同 D.62 g Na2O和78 g Na2O2分別溶于等量且足量的水中，所得溶液中，溶質的質量分數(shù)相等 【思路解析】 Na2O和Na2O2都是氧化物，前者為堿性氧化物，后者則不是；Na2O2用于呼吸面具，主要是發(fā)生氧化還原反應，活性炭用于防毒面具則是活性炭的吸附作用。 【答案】 CD 9.研究物質性質的基本程序是一個系統(tǒng)的過程，其主干一般分為四個步驟。下列研究物質性質的一般程序的第一步是(　　) A.預測物質的性質 B.觀察物質的外觀性質 C.進行實驗和觀察 D.做出有關的解析和結論 【思路解析】 研究物質時一般先觀察物質的外觀，然后再進行分析。 【答案】 B 10.金屬單質與足量Cl2反應后，生成物的化學式中，不正確的是(　　) A.FeCl2　　　　　　　　　　B.AlCl3 C.FeCl3 D.CuCl2 【思路解析】 氯氣能夠與大多數(shù)金屬反應，通常生成較高價態(tài)的金屬氯化物。 【答案】 A 11.下列物質在光照條件下，能發(fā)生化學反應的是 …(　　) A.HCl B.KCl C.H2和Cl2混合物 D.HClO  【思路解析】 氫氣和氯氣在光照條件下易產(chǎn)生氯化氫氣體；次氯酸見光容易分解產(chǎn)生氯化氫和氧氣。 【答案】 CD 12.飽和氯水長期放置后，下列微粒在溶液中不減少的是(　　) A．Cl2 B．HClO C．Cl- D．H2O 【思路解析】 氯水中次氯酸分解導致水、氯氣和次氯酸的量減少，而氯離子的量則會增加?！敬鸢浮? C 13.下列各選項中物質在反應時，生成白色煙霧的是(　　) A.氫氣在氯氣中燃燒 B.紅磷在氯氣中燃燒 C.鈉在氯氣中燃燒 D.銅絲在氯氣中燃燒 【思路解析】 A中產(chǎn)生白霧，B中產(chǎn)生白色煙霧，C中產(chǎn)生白煙，D中產(chǎn)生棕黃色的煙。【答案】 B 14.能直接使有色干布條褪色的物質是(　　) A.鹽酸 B.次氯酸 C.次氯酸鈣 D.氯氣  【思路解析】 能夠使有色布條褪色的物質主要是強氧化性的物質，含氯化合物中主要是HClO。 【答案】 B 15.下說法中錯誤的是(　　) A．Cl-已達到8電子穩(wěn)定結構，Cl-顯電性 B．Cl不顯電性，性質很穩(wěn)定 C．氯原子和氯離子由于最外層電子數(shù)不同，所以性質也不同 D．氯原子和氯離子的性質相同，因為它們的質子數(shù)相同 【思路解析】 由于氯原子最外層有7個電子，所以容易得到一個電子而達到穩(wěn)定結構，而氯離子已經(jīng)達到了穩(wěn)定結構，所以氯離子較氯原子的性質穩(wěn)定。 【答案】 BD 16.下列關于氯水的敘述中，正確的是(　　) A.新制氯水中既有分子，又有離子 B.新制氯水在光照的條件下，可以產(chǎn)生氣體，該氣體是氯氣 C.新制氯水中滴加硝酸銀溶液，沒有任何現(xiàn)象 D.新制氯水可以使干燥的有色布條褪色  【思路解析】 氯水在光照條件下HClO分解產(chǎn)生氧氣；氯水中滴加硝酸銀溶液會產(chǎn)生白色沉淀。 【答案】 AD 17.已知溴原子與氯原子最外層電子數(shù)相同，Br2、Cl2在物質分類中都被劃分為非金屬中的一類元素。 （1）試根據(jù)Cl2的化學性質預測Br2的化學性質（用化學方程式表示，至少寫3條）： ①___________________； ②___________________； ③___________________。 （2）預測Br2的化學性質，可采用的方法是___________________，欲驗證以上預測的正誤，可采用的方法是_________________________。 【思路解析】 根據(jù)氯氣的性質分析可預測溴單質的化學性質：與氫氣化合、與水反應、與金屬反應、與堿溶液反應等等；預測物質性質的方法可以運用比較，驗證可以采用實驗法。 【答案】 （1）①H2＋Br2====2HBr　②2Na＋Br2====2NaBr?、跙r2＋H2O====HBr＋HBrO?。?）比較實驗 18.在氯水中存在多種分子和離子，它們在不同的反應中表現(xiàn)出各自的性質。下列實驗現(xiàn)象和結論一致且正確的是(　　) A．加入有色布條，一會兒有色布條褪色，說明溶液中有Cl2存在 B．溶液呈黃綠色，且有刺激性氣味，說明有Cl2分子存在 C．加入硝酸酸化的AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，說明有Cl-存在 D．加入NaOH溶液，氯水黃綠色消失，說明有HClO分子存在 【思路解析】 A中有色布條褪色主要是HClO作用的結果；D中氯水的顏色變淺是由于Cl2與氫氧化鈉反應所導致的。 【答案】 BC