高中化学第1章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教学案鲁科版.docx

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课标要求1认识观察、实验、分类、比较等科学方法对化学研究的作用。2了解金属钠及其氧化物的主要性质，认识钠是一种很活泼的金属。,1研究物质的性质常用观察、实验、分类、比较等方法。2钠的物理性质：银白色金属、熔点低于100 、密度比水小、硬度小。3钠的化学性质：2Na2H2O=2NaOHH2、4NaO2=2Na2O、2NaO2Na2O2。4Na2O2是一种淡黄色固体，2Na2O22H2O=4NaOHO2，2Na2O22CO2=2Na2CO3O2。5钠与水(含酚酞)反应的现象：浮、熔、游、响、红。 (对应学生用书P4)研究物质的性质，常常运用观察、实验、分类、比较等方法。1钠的物理性质状态颜色硬度密度熔点固体银白色小比水小，比煤油大低特别提醒钠保存在煤油中，取用时用镊子夹取，剩余的钠块不能随意丢弃，应放回原试剂瓶。2钠的化学性质(1)金属钠与水反应的化学方程式为2Na2H2O=2NaOHH2。(2)金属钠与氧气反应的化学方程式常温下：4NaO2=2Na2O，受热时：2NaO2Na2O2。(3)钠与水(含酚酞)反应的现象和分析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生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。特别提醒实验时取用的钠粒一般为黄豆粒大小，钠与O2反应的条件不同，所得产物不同。3钠的用途(1)做原子反应堆的导热剂：钠钾合金常温下为液态。(2)制过氧化物：过氧化钠可用作呼吸面具和潜水艇里氧气的来源。(3)制取某些金属单质：从钛、锆、铌、钽等金属的氯化物中置换出金属单质。(4)制高压钠灯：高压钠灯发出黄光，射程远，透雾能力强，常用于照明。对于钠与CuSO4溶液的反应(1)将钠投入CuSO4溶液中能否置换出单质Cu？原因是什么？提示：不能。钠先与水反应。(2)钠与CuSO4溶液反应观察到哪些现象？提示：浮、熔、游、响、蓝(沉淀)。(3)涉及反应的化学方程式有哪些？提示：2Na2H2O=2NaOHH2，CuSO42NaOH=Cu(OH)2Na2SO4。钠与水、酸、碱、盐反应的规律1钠与水的反应实质是钠与水电离出的H反应，置换出H2。2钠与酸溶液的反应酸过量时：钠与酸电离出的H反应，如2Na2HCl=2NaClH2。酸不足时：钠先与酸电离出的H反应，剩余的钠再与水反应。3钠与碱溶液的反应：实质是Na与水反应。4钠与盐溶液的反应(1)盐溶液中的溶质不与NaOH反应，则反应的实质是Na与水反应。(2)盐溶液中的溶质与NaOH反应，则反应的实质是Na与水反应生成NaOH，NaOH再与盐反应。(3)钠与NaHSO4溶液反应时是钠与NaHSO4电离出的H反应，反应的化学方程式为2Na2NaHSO4=2Na2SO4H2。1下列关于钠的性质叙述中，不正确的是()A切下一小块钠，投入水中，钠熔成小球，说明钠与水反应有热量放出B从钠能与水反应可推知钠也能与盐酸反应C钠在空气中燃烧生成氧化钠D切开一块钠，呈银白色，很快变暗，说明钠常温下能与氧气反应解析：选C钠在空气中燃烧时发生反应：2NaO2Na2O2，故C选项错误。2将一小块金属钠投入到CuSO4溶液中，不可能观察到的现象是()A溶液中有蓝色沉淀生成 B有气体生成C有红色物质析出D钠熔成小球浮游在液面上解析：选C钠投入到CuSO4溶液中首先与水反应：2Na2H2O=2NaOHH2，此时钠熔化成闪亮的小球浮游在液面上，有气体生成，生成的NaOH与CuSO4发生复分解反应，产生蓝色絮状沉淀。A、B、D项所指的现象均能观察到。但钠不能将铜置换出来。3将一小块钠投入盛有50 mL饱和澄清石灰水的烧杯里，不可能观察到的现象是()A钠熔化成小球B钠浮在液面上并四处游动C溶液底部有银白色物质生成D溶液变浑浊解析：选C钠投入澄清石灰水中时，钠会与水反应，钠的密度小于溶液的密度，会浮在液面上。反应放热且钠的熔点低，钠会熔化成闪亮的小球，同时生成的气体会推动小球四处游动。Na与水反应过程中有NaOH生成，同时溶液温度升高，会析出Ca(OH)2，故溶液变浑浊。该反应中钠不可能置换出钙。氧化钠和过氧化钠的比较物质氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2氧的化合价21色态白色粉末淡黄色粉末与H2O反应Na2OH2O=2NaOH2Na2O22H2O=4NaOHO2与CO2反应Na2OCO2= Na2CO32Na2O22CO2=2Na2CO3O2稳定性不稳定稳定漂白性无有转化关系2Na2OO22Na2O21金属钠着火时，能用来灭火的是()A水B湿抹布盖灭C干沙 D干粉灭火器解析：选C钠着火生成Na2O2，因为Na2O2可以和H2O、CO2反应生成氧气，会使火势更大。湿抹布含H2O，干粉灭火器的成分是CO2，均会与Na2O2反应。2下列判断正确的是()A可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2B可用CO2来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2C可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2D将足量的Na2O2、Na2O分别加入滴有酚酞溶液的水中，最终溶液均为红色解析：选ACO2、H2O与Na2O2、Na2O均能反应，但与Na2O2反应时能产生O2，因O2是无色无味的气体且CO2也是气体，故CO2与Na2O2的反应无明显现象，水与Na2O2反应则会产生气泡而有明显现象，A正确，B错误；在空气中加热Na2O2与Na2O的混合物，Na2O会转化为Na2O2，C错误；将Na2O、Na2O2分别加入滴有酚酞溶液的水中，二者均与水反应生成碱而使溶液变为红色，但Na2O2具有漂白性，最终将红色溶液漂白，D错误。3把2.1 g CO与H2组成的混合气体与足量的O2充分燃烧后，立即通入足量的Na2O2固体中，固体的质量增加()A2.1 g B3.6 gC7.2 g D无法确定解析：选A由2COO22CO2、2CO22Na2O2=2Na2CO3O2合并得：Na2O2CO=Na2CO3，由2H2O22H2O,2Na2O22H2O=4NaOHO2合并得：Na2O2H2=2NaOH，可知固体质量增加的为CO和H2的总质量。方法技巧对于H2或CO或其混合气体及通式符合(CO)n(H2)m的物质完全燃烧后的产物，通过足量的Na2O2后，固体增加的质量为上述物质的质量。 2NaO2Na2O24NaO2=2Na2ONa2OH2O=2NaOH2Na2O22H2O=4NaOHO22Na2O22CO2=2Na2CO3O22NaOHCO2=Na2CO3H2ONa2CO32HCl=2NaClCO2H2O2Na2H2O=2NaOHH21观察是研究物质性质的一种基本方法。一位同学将一小块金属钠露置于空气中，观察到下列现象：银白色变灰暗变白色出现液滴白色固体(粉末)。下列说法正确的是()A银白色变灰暗是因为钠转化为过氧化钠B过程是因为NaOH易潮解C过程只发生了物理变化D如果时间够长，最后得到的白色固体是NaOH解析：选B钠与O2在常温下反应生成Na2O，A错误。C项，过程是NaOH溶液与CO2反应生成Na2CO3。D项，最后得到的白色固体一定不是NaOH，而是Na2CO3。2下列各组物质混合后，不能生成NaOH的是()ANa和H2OBCa(OH)2溶液与Na2CO3溶液CNa2O2和H2ODCa(OH)2溶液与NaCl溶液解析：选DA项，2Na2H2O=2NaOHH2；B项，Ca(OH)2Na2CO3=CaCO32NaOH；C项，2Na2O22H2O=4NaOHO2；D项，Ca(OH)2与NaCl不反应。三级训练节节过关 1向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油，片刻后再向该烧杯中加入黄豆粒大小的金属钠，可能观察到的现象是()解析：选A由H2ONa煤油可判断A项正确。2取一块金属钠放在燃烧匙里加热，观察到下列现象：金属钠先熔化；在空气中燃烧，产生黄色火花；燃烧后得到白色固体；燃烧时火焰为黄色；燃烧后生成浅黄色固体物质。描述正确的是()ABC D解析：选D金属钠受热先熔化，然后燃烧产生黄色火焰，生成淡黄色固体Na2O2。3将金属钠分别投入下列物质的稀水溶液中，能生成白色沉淀的是()AHCl BK2SO4CMgCl2 DCuCl2解析：选C在考虑钠与碱、盐水溶液反应的问题时，注意钠与水反应的同时，还要考虑生成的NaOH与溶液中溶质的反应。钠与四种溶液反应都生成氢气；CuCl2溶液中会有蓝色沉淀生成，只有氯化镁溶液中可生成白色沉淀。4将a g某物质充分燃烧后(产物均为CO2和H2O)，将产物立即通入足量Na2O2中，Na2O2质量增加a g，则符合条件的是()ACH4 BC2H4CC2H6O DC2H4O2解析：选D分析选项中各物质是否符合(CO)n(H2)m即可，D项C2H4O2可变为(CO)2(H2)2，故符合条件。5.如图表示AE五种物质间的相互转化关系，其中A为淡黄色固体，B为单质。试推出各物质的化学式，并写出BC、CD、DE反应的化学方程式。(1)各物质的化学式：A_，B_，C_，D_，E_。(2)写出BC、CD、DE反应的化学方程式：BC：_。CD：_。DE：_。解析：由题给信息及框图转化关系可知A、B、C、D、E分别为：Na2O2、Na、NaOH、Na2CO3、NaCl。答案：(1)Na2O2NaNaOHNa2CO3NaCl(2)2Na2H2O=2NaOHH22NaOHCO2=Na2CO3H2ONa2CO32HCl=2NaClCO2H2O1在实验室中，通常将金属钠保存在(已知：CCl4H2O)()A水中B煤油中C四氯化碳中 D汽油中解析：选B钠极易与水反应，A项错误；钠的密度小于四氯化碳，浮在表面而不能隔绝空气，C项错误；汽油的挥发性太强，不适合保存钠，D项错误。2下列变化属于物理变化的是()A将金属钠和金属钾混合研磨得到液体B刚切开的金属钠放置在空气中变暗C刚切开的金属钠放置在空气中加热变成淡黄色D一小块钠投入到水中熔成闪亮的小球解析：选AB项，4NaO2=2Na2O；C项，2NaO2Na2O2；D项，2Na2H2O=2NaOHH2。3一位学生运用所学知识研究钠的性质：将一粒金属钠和一块铜片分别盛在表面皿中，来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A BC D解析：选B比较钠与铜的性质，采用比较法；利用实验探究二者的稳定性，采用实验法。4物质的性质决定物质反应的现象，通过对钠与水反应现象的观察，无法得出的结论是()A钠的熔点较低 B钠的密度小于水C钠有导电性 D钠很活泼解析：选C在钠与水反应的过程中可观察到的现象及原因分析为(1)钠浮在水面上(密度小于水)；(2)钠熔化成闪亮的小球(反应放热，钠的熔点较低)；(3)发出响声，最后消失(钠化学性质活泼，反应剧烈)。5下列关于钠的说法中不正确的是()A金属钠和氧气反应，条件不同，则产物不同B钠长期放置在空气中，最终将变成碳酸钠C钠的化学性质比较活泼，少量的钠可以保存在与钠不反应的煤油中D当钠与硫酸铜溶液反应时，有大量红色固体铜出现解析：选D钠与CuSO4溶液反应的化学方程式为2Na2H2OCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4H2，反应时没有单质铜出现。6王刚同学将Na、Na2O、Na2O2、CaCO3分别投入到盛有盐酸的1号、2号、3号、4号四支试管中，结果他不会观察到有气体生成的是()A1号 B2号C3号 D4号解析：选BNa、Na2O2、CaCO3分别与盐酸反应产生H2、O2、CO2，Na2O与盐酸的反应为Na2O2HCl=2NaClH2O，没有气体生成。7宇航员翟志刚成功完成中国历史上首次太空行走，使中国成为第三个独立掌握出舱活动技术的国家。宇航员出舱时，呼吸所需的氧气来自太空服中的呼吸面具。下列物质在一定条件下均能产生氧气，其中最适宜用于呼吸面具中供氧的是()AHNO3 BNa2O2CKClO3 DH2O2解析：选B作为呼吸面具的供氧剂必须是固体，且极易与呼出的CO2及H2O反应产生O2，符合要求的只有Na2O2。8下列叙述中不正确的是()ANa2O2是淡黄色固体，Na2O是白色固体，二者都能与水反应生成NaOHBNa和O2在加热时反应生成Na2O2，在常温下反应生成Na2OCNa2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生置换反应生成O2D2 g H2充分燃烧后产物被Na2O2完全吸收，Na2O2固体增重2 g解析：选CNa2O2与CO2反应生成O2：2Na2O22CO2=2Na2CO3O2，该反应不是置换反应。2 g H2充分燃烧后生成18 g水，完全被Na2O2固体吸收发生反应2Na2O22H2O=4NaOHO2，由质量守恒定律可知，固体由Na2O2NaOH，其质量增加的量等于H2OO2质量减少的量，18 g水被吸收后生成16 g O2，即Na2O2固体增重为2 g。9用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末，置于石棉网上，向脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。(1)由实验现象所得出的有关Na2O2和H2O反应的结论是：a：有氧气生成；b：_。(2)某学校研究性学习小组拟用右图装置进行实验，以证明上述结论。用以验证结论a的实验操作方法及现象是：_。用以验证结论b的实验操作方法及现象是：_。解析：(1)向Na2O2上滴水可使脱脂棉燃烧起来，说明该反应是放出热量的反应。(2)若要证明有O2放出，可在导管p处用带火星的木条检验O2的生成。若要验证该反应是一放出热量的反应，利用热胀冷缩的原理，把导管q放入水中，看是否有气泡产生。答案：(1)该反应为放出热量的反应(2)将带火星的木条靠近导管口p处，木条复燃将导管q放入水槽中，反应过程中，导管口有气泡产生10某同学用如图所示装置制取纯净的氧气。试回答下列问题(已知2NaHCO3Na2CO3CO2H2O)：(1)乙中Na2O2可能发生的反应有：_(写化学方程式)。(2)丙中NaOH溶液的作用是_，丁中浓硫酸的作用是_。(3)若把原装置连接顺序改为甲丙丁乙戊，则在装置戊中能否收集到氧气？_(填“能”或“不能”)，原因是_。解析：解答本题首先要明确各实验装置的作用。甲装置用于分解NaHCO3产生CO2、H2O，乙装置用于Na2O2与CO2、H2O反应，丙装置用于吸收混合气体中未反应的CO2，丁装置用于干燥(除去混合气体中的水蒸气)。答案：(1)2H2O2Na2O2=4NaOHO2、2CO22Na2O2=2Na2CO3O2(2)吸收混合气体中的CO2吸收混合气体中的水蒸气(3)不能NaHCO3分解产生的CO2、H2O已分别被NaOH溶液和浓硫酸吸收1将一小块钠长期露置于空气中，最终生成()ANa2O BNaOHCNaHCO3 DNa2CO3解析：选D钠长期露置于空气中发生一系列变化：NaNa2ONaOHNa2CO310H2ONa2CO3。2等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气(常温)中充分反应，则下列说法正确的是()A第一块钠消耗的氧气多B两块钠消耗的氧气一样多C第二块钠的反应产物质量大D两块钠的反应产物质量一样大解析：选A由2NaO2Na2O2、4NaO2=2Na2O可知，第一块钠消耗的氧气多，反应产物质量大。3将2.8 g CO和0.2 g H2在足量的氧气中充分燃烧，使生成的CO2和水蒸气通过过量的过氧化钠，完全反应后固体的质量变化量是()A增加了3.0 g B减少了3.0 gC增加了2.6 g D减少了2.6 g解析：选ACO、H2充分燃烧消耗O2产生CO2和水蒸气，CO2和水蒸气通过Na2O2又产生O2，前者消耗O2的量与后者产生O2的量相等，可以认为Na2O2CO=Na2CO3、Na2O2H2=2NaOH，即固体增加的质量为原CO和H2的总质量。4在一定温度下，向饱和烧碱溶液中加入一定量的过氧化钠，充分反应后恢复到原温度，下列说法正确的是()A溶液中Na数目增多B溶液中有氢气逸出C溶质的质量分数增大D溶液的质量减少，溶质的质量分数不变解析：选D加入Na2O2后，Na2O2与水发生反应2Na2O22H2O=4NaOHO2，消耗水的同时生成NaOH，因此析出NaOH固体，因溶液仍为原温度下的饱和溶液，溶质质量分数不变而溶剂减少，故溶液中Na数目减少。5将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化：表面迅速变暗“出汗”变成白色固体(粉末)，下列有关叙述正确的是()A表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了过氧化钠B“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的CO2在表面形成了溶液C最后变成碳酸钠粉末D该过程的所有变化均为化学变化解析：选C钠露置在空气中迅速变暗，是因为Na与O2反应生成了Na2O，Na2O与水反应生成NaOH，NaOH潮解在表面形成NaOH溶液而“出汗”，NaOH溶液又吸收空气中的CO2，生成Na2CO310H2O，Na2CO310H2O逐渐风化脱水，最后变成Na2CO3粉末，该过程中NaOH的潮解不属化学变化。6.如图装置，试管b中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒，U形管中注有浅红色的水，用橡皮筋将气球a紧缚在试管b口。实验开始时将气球a中的Na2O2抖落到试管b的水中，将不会出现的现象是()AU形管内浅红色的水退色 B试管b内有气泡冒出C气球a变大DU形管中水位dc解析：选A试管b中发生反应2Na2O22H2O=4NaOHO2，产生的O2使气球a膨胀，同时该反应放出大量的热，使广口瓶中空气受热膨胀从而使U形管中水位d高于c。72.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体，由此判断其产物是()A只有Na2O B只有Na2O2CNa2O和Na2O2 D无法确定解析：选C若2.3 g钠全部生成Na2O，质量为3.1 g；若2.3 g钠全部生成Na2O2，质量为3.9 g，因为3.1 g3.5 g3.9 g，故氧化产物应为Na2O和Na2O2的混合物。8将10.4 g Na2O和Na2O2的固体混合物投入水中，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%解析：选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，w(Na2O)100%25%。9钠在空气中燃烧如图1所