新教材鲁科版高中化学必修一 1.2.1 研究物质性质的基本方法 教学讲义

1、精品文档 精心整理精品文档 可编辑的精品文档第2节研究物质性质的方法和程序第1课时研究物质性质的基本方法发展目标体系构建1.通过对金属钠的性质研究等一系列科学探究活动，认识钠是一种非常活泼的金属单质，了解钠的物理性质、主要化学性质。2.通过观察、分析实验现象，体会怎样科学合理地运用观察方法。3.通过对钠与氧气反应的实验探究，体会实验方法在化学研究中的作用，并认识实验过程中控制实验条件的重要性。4.在归纳金属钠的性质过程中，体验分类、比较等研究方法在研究和学习物质性质过程中的重要应用。5.激发学习的化学兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，同时树立安全意识和环保意识。一、研究物质性质的基本方法研究物质的

2、性质，常常运用观察、实验、分类、比较等方法。1观察法(1)含义：观察是一种有计划、有目的地运用感官考察研究对象的方法。(2)内容观察eq blcrc (avs4alco1(直接观察blcrc (avs4alco1(眼看：颜色、状态,鼻嗅：物质的气味,耳听：物质变化时的声音,触摸：物质的温度变化),借助仪器观察)(3)运用观察法时的注意事项不能用手直接接触化学药品。严禁品尝化学药品的味道。闻气体气味时要用“扇闻法”。操作如图所示。(4)实施观察的程序eq x(sup(观察前：要,有明确而具,体的计划和,目的)eq x(sup(观察时：要积,极思考，及时,储存和处理获,取的信息)eq x(sup(

3、观察后：对,现象进行分,析和综合，,得出结论)2实验法(1)含义：通过实验来验证对物质性质的预测或探究物质未知的性质的方法。(2)注意的问题：在进行实验时，要注意控制温度、压强、溶液的浓度等条件。(3)实验的步骤3分类法在研究物质性质时，可以运用分类的方法总结各类物质的一般性质，并根据物质所属的类别对物质及其变化进行预测。4比较法运用比较的方法，认识各种物质性质之间的异同与内在联系。二、基本方法的应用金属钠及性质1观察法认识钠的物理性质(1)观察目的：认识金属钠的状态、颜色、硬度以及密度的相对大小及熔点的相对高低。(2)观察内容：试剂瓶中的金属钠及钠块切面。(3)观察记录：状态颜色光泽硬度密度

4、熔点固体银白色有金属光泽小，可切割比水的小，比煤油的大熔点较低2.实验法、观察法、推理法的应用金属钠与水的反应实验步骤实验现象现象分析钠浮在水面上钠的密度比水小钠熔化成闪亮的小球钠的熔点低，反应放出热量小球在水面上四处游动，最后完全消失反应产生的气体推动小球运动与水反应发出嘶嘶响声钠与水反应产生气体反应后溶液变为红色反应生成碱性物质实验结论常温下，钠与水剧烈反应，生成NaOH和H2。反应的化学方程式为2Na2H2O=2NaOHH2用干毛巾将手擦拭干净，可以用手直接拿取钠块吗？提示：不可以。手上的少量水分也能与钠剧烈反应，生成氢氧化钠。3实验法的应用钠与氧气反应反应条件室温加热或点燃实验步骤实验

5、现象新切开的钠具有银白色的金属光泽，在空气中很快变暗钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体化学方程式缓慢氧化：4NaO2=2Na2O剧烈燃烧：2NaO2eq o(=,sup10()Na2O2结论钠是非常活泼的金属，与O2反应条件不同时，现象不同，产物也不同微点拨：钠在空气中燃烧时，先熔化再燃烧的原因是钠的着火点比熔点高。4钠的用途(1)工业上用钠冶炼金属，如钛、锆、铌、钽等。(2)NaK合金在常温下呈液态，可用作原子反应堆的导热剂。(3)制作高压钠灯。5钠的保存实验室中少量的金属钠保存在煤油或石蜡油中。三、过氧化钠的性质及用途1物理性质：浅黄色的固体。2化学性质“两大”性质(

6、1)与CO2反应：2Na2O22CO2=2Na2CO3O2。(2)与H2O反应：2Na2O22H2O=4NaOHO2。3用途：作为呼吸面具和潜水艇里的供氧剂，也可作漂白剂。四、研究物质性质的其他方法1假说以已有事实和科学理论为依据，面对未知物质或现象所提出的一种推测性说明。2模型通过建构模型对物质或物质的变化进行简化模拟。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)观察法研究物质的性质只能通过视觉来进行。()(2)钠与水反应时浮在水面上剧烈燃烧，火焰呈黄色。()(3)钠与水反应时，沉在水底，并有气泡产生。()(4)钠是银白色金属，放置在空气中表面变暗是由于生成了Na2O2。()(5)钠的性

7、质活泼，钠元素只能以化合物的形式存在于自然界中。()答案(1)(2)(3)(4)(5)2研究物质的物理性质时，最常用到的方法是()A观察法B实验法C假说法D模型法A研究物质的物理性质(色、态、味、密、熔)常用观察法。3下列关于钠的说法不正确的是()A金属钠与O2反应，条件不同，产物不同B钠通常情况下是固体，密度比水的小C钠的化学性质活泼，少量的钠可保存在煤油中D将金属钠投入水中，生成氢氧化钠，同时放出O2D金属钠与O2反应，常温下生成氧化钠，加热条件下生成过氧化钠，A项正确；钠通常情况下是固体，密度比水小，是钠的物理性质，B项正确；钠的化学性质很活泼，可与空气中的水蒸气和氧气反应，少量的钠可保

8、存在煤油中，以隔绝空气，C项正确；将金属钠投入水中，生成氢氧化钠，同时放出氢气，D项错误。钠与酸、碱、盐溶液的反应1807年，戴维发现了金属钠。戴维把这种金属颗粒投入水中，发现它浮在水面上，在水面上急速奔跃，并发出“嘶嘶”的声音。1取一小块金属钠放入一定量稀盐酸中，能否反应？与水相比剧烈程度如何？提示：能反应。在酸溶液中H浓度比水中大，所以钠在酸溶液中反应更剧烈。2钠与CuSO4溶液反应，能观察到哪些现象？涉及反应的化学方程式有哪些？提示：现象：浮、熔、游、响、蓝(沉淀)。涉及反应：2Na2H2O=2NaOHH2，CuSO42NaOH=Cu(OH)2Na2SO4。3已知Ca(OH)2的溶解度随

9、温度升高而降低。试分析把一小块钠放入饱和石灰水中时会发生什么现象？提示：钠浮在水面上，熔化成银白色的小球并四处游动，同时发出嘶嘶的响声。由于Na与水反应消耗水，且该反应放热，会使溶液温度升高，从而使Ca(OH)2因溶解度降低和溶剂减少而析出，所以还会观察到石灰水变浑浊。1钠与酸溶液反应2钠与碱溶液反应：其实质是钠与水的反应。如钠与氢氧化钠溶液的反应，即钠与水的反应。3钠与盐溶液反应速记口诀：遇酸酸优先，遇碱消耗水，遇盐水优先，遇氧看条件。1下列说法正确的是()A将一小块钠放入水中，钠将沉在水底B将一小块钠放在稀盐酸中，钠先与水反应生成NaOH和H2，生成的NaOH再与HCl反应生成NaCl和H

10、2OC将一小块钠放在CuSO4溶液中发生如下反应：2NaCuSO4=Na2SO4CuD钠可用于冶炼金属D钠密度比水小，且与水反应放出H2，放入水中会浮在水面上，并不停地游动，故A错；钠在酸溶液中先与酸反应，钠在盐溶液中先与水反应，故B、C错；金属钠可以从熔融的化合物中置换出钛、钽、铌、锆等金属，故D正确。2将一小块钠投入盛有5 mL饱和澄清石灰水的试管里，不可能观察到的现象是()A钠熔成小球并在液面上游动B有气体生成C溶液底部有银白色物质生成D溶液变浑浊C钠与水剧烈反应，所以首先观察到钠与水反应时的现象；随着反应的进行，水被消耗，溶液的温度升高，由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，溶

11、液中的Ca(OH)2有部分析出，故溶液变浑浊。3有人设计出一种在隔绝空气的条件下让钠与MgSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100 mL大试管中先加40 mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入MgSO4溶液使煤油的液面至胶塞，并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题：(1)如何从试剂瓶中取用金属钠？剩余的Na能否放回原试剂瓶？_。(2)写出钠与MgSO4溶液反应的化学方程式：_。(3)钠处于试管中的_位置，有关钠反应的现象是_。(4)大试管的溶液中出现的现象：_。(5)装置中液面的变化：大试管内_(填“上升”“下降”或“不变”，下同)；长颈漏斗

12、内_。答案(1)用镊子从试剂瓶中取一块金属钠，用滤纸吸干表面上的煤油，用小刀在玻璃片上切米粒大小的钠做实验用，剩余的钠要放回原试剂瓶(2)2Na2H2O=2NaOHH2、2NaOHMgSO4=Mg(OH)2Na2SO4或2NaMgSO42H2O=Mg(OH)2Na2SO4H2(3)MgSO4溶液与煤油的分界面处有气泡生成，钠熔化成小球且在煤油和MgSO4溶液界面处上下跳动、最终完全消失(4)下层溶液出现白色絮状沉淀(5)下降上升氧化钠和过氧化钠的性质比较法的应用某班级的晚会上，小明同学表演了一个魔术吹气生火。老师将一小团棉花放在石棉网上，小明通过细管用嘴向棉花团内慢慢地、连续地吹气，一会儿后甲

13、棉花团无明显现象，乙中棉花燃烧起来。表演结束后，老师说甲中棉花团包有氧化钠固体，乙中棉花团中包有过氧化钠。1氧化钠和过氧化钠性质有何不同？提示：过氧化钠在反应中常表现出氧化性，与多种物质反应能产生O2。2过氧化钠在该实验中表现出的性质，还有什么用途？提示：供氧剂、漂白剂。31个过氧化钠与1个氧化钠相比，两者阴、阳离子个数比是否相同？提示：相同。阴、阳离子个数比均为12。1Na2O2与Na2O性质的比较化学式Na2ONa2O2颜色白色淡黄色状态固体固体氧元素的化合价2价1价属类碱性氧化物非碱性氧化物生成条件常温下缓慢氧化燃烧或加热热稳定性不稳定，易转化为Na2O2较稳定与H2O反应Na2OH2O

14、=2NaOH2Na2O22H2O=4NaOHO2与CO2反应Na2OCO2=Na2CO32Na2O22CO2=2Na2CO3O2主要用途用于制取Na2CO3强氧化剂、漂白剂、供氧剂转化：2Na2OO2eq o(=,sup10()2Na2O22.Na2O2与H2O、CO2反应后固体质量的变化相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看作发生相应的反应：Na2O2CO=Na2CO3、Na2O2H2=2NaOH(实际上两反应不能发生)。1不可忽视过氧化钠的漂白性，过氧化钠投入到含有酚酞或石蕊的水中，溶液先变红或蓝色，后褪色。2过氧化钠中的阴离子是 eq Ooal(2

15、,2)，而不是O2或 eq Ooal(,2)。3过氧化钠与某些盐如CuSO4溶液反应时，一般是先与水反应，然后生成的碱再与盐反应。1下列对Na2O2的叙述不正确的是()ANa2O2是淡黄色固体，久置于空气中变成白色BNa2O2的稳定性比Na2O差C用Na2O2和水反应可以制取氧气DNa2O2放入饱和NaOH溶液中有O2放出，恢复常温后有晶体析出BNa2O2是淡黄色固体，久置于空气中会与空气中的水和二氧化碳发生反应，最终变成白色的碳酸钠；Na2O加热时可与O2反应生成Na2O2，故Na2O2更稳定；Na2O2和水反应可以生成氢氧化钠和氧气，所以可以用Na2O2和水反应制取氧气；Na2O2放入饱和

16、NaOH溶液中会与水反应，有O2放出，此过程中不只生成了氢氧化钠，而且还消耗了大量的溶剂水，所以恢复常温后溶液过饱和，会有晶体析出。2下列关于钠的氧化物的叙述正确的是()A氧化钠和过氧化钠都是白色固体，都能和冷水反应B过氧化钠与水反应后的溶液中滴加紫色石蕊试液，溶液变红色CNa2O和Na2O2都能由金属钠和O2化合生成D氧化钠和过氧化钠都能与CO2发生化合反应CNa2O2为淡黄色固体，A项错误；Na2O2具有强氧化性，向其水溶液中滴加紫色石蕊试液，溶液先变蓝后褪色，B项错误；Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，不属于化合反应，D项错误。3将10.4 g Na2O和Na2O2的固体混合

17、物投入水中，充分反应后收集到的O2的质量为1.6 g，则混合物中Na2O的质量分数为()A20%B75%C25%D66%C由生成O2的质量可求出Na2O2的质量。设固体混合物中Na2O2的质量为x g，则2Na2O22H2O=4NaOHO2 278 32x 1.6得x7.8，即Na2O2的质量为7.8 g。则混合物中Na2O的质量为10.4 g7.8 g2.6 g，(Na2O)eq f(2.6 g,10.4 g)100%25%。在一个短视频中，一名男子使劲把5公斤金属钠扔进了水里，金属钠在水面先是燃烧了几秒钟。随后突然就是一声震耳欲聋的爆炸声和几米高的火光，场面实在是太震撼了。随后金属钠又落到

18、了水中再次爆炸，反复不止。1钠为什么浮在水面上？提示：钠的密度比水小。2为什么会有爆炸声和火光？提示：钠与H2O反应产生氢氧化钠和氢气，且该反应放出大量热量，使钠燃烧，氢气在空气中达到爆炸极限发生爆炸。3若实验室中的固体钠失火，应采取什么措施灭火？能用水或泡沫灭火器灭火吗？提示：钠失火产生过氧化钠，过氧化钠能与水或二氧化碳反应，产生助燃性气体氧气，会加剧失火，故不能用水或泡沫灭火器灭火，可用沙土、石棉等灭火。通过本情境素材中观察到钠反应的现象：燃烧爆炸火光升空落下，重复直至消失，提升了学生观察能力、分析推理能力；通过钠失火的灭火措施分析，提升了“发现问题，解决问题”的能力。1某同学将一小块金属钠和一块铁分别放在表面皿中，研究它们在空气中的稳定性，该学生采用的研究方法是()假说法实验法分类法比较法ABCDD该同学是通过实验手段对比两种金属的性质。2将一小块金属钠放在石棉网上加热，下列说法正确的是()燃烧，黄