鲁科版必修1 第1章第2节 研究物质的方法和程序（第1课时） 学案 (1).doc

第1课时研究物质性质的基本方法与钠 细读教材记主干一、研究物质性质的基本方法常用方法有观察法、实验法、分类法、比较法等，其中观察法是一种有计划、有目的地用感官或借助仪器考察研究对象的方法。二、金属钠的性质及用途1物理性质颜色状态硬度密度熔点银白色固体质软比水的小，而比煤油的大较低2.化学性质 3保存方法实验室中，少量的钠保存在煤油中，大量的钠保存在液态石蜡中。4用途钠、钾合金可用做原子反应堆的导热剂，高压钠灯常用做路灯，金属钠还可用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。三、过氧化钠的性质和用途1物理性质过氧化钠为淡黄色固体。2化学性质(1)与h2o反应(化学方程式)：2na2o22h2o=4naoho2(2)与co2反应(化学方程式)：2na2o22co2=2na2co3o23用途作为呼吸面具和潜水艇里氧气的来源。重点剖析1钠与滴有酚酞的水的反应现象分析钠浮在水面上浮证明(na)(h2o)钠块熔成闪亮的小球熔钠熔点低，钠与水反应放出热量，使钠块熔成了钠球钠球迅速向各个方向游动游钠与水反应生成气体，推动钠球游动听到液面上发出嘶嘶的响声响钠与水剧烈反应生成气体，与水摩擦发出响声滴有酚酞的溶液变红色红钠与水反应生成了碱反应实质是na与水电离出的极少的h之间的置换反应特别提醒钠的化学性质非常活泼，在使用中要注意以下几个方面：(1)钠易与水蒸气反应生成naoh，naoh有强烈的腐蚀性，取用金属钠时要用镊子，不能用手直接拿取。(2)实验时切取钠不宜太多，一般有黄豆粒大小即可。(3)切完剩余的钠要放回原瓶，不得随意乱丢。2钠与水溶液的反应(1)反应实质：一般情况下钠与任何水溶液反应时，都是钠与该溶液中的h反应，产生h2。(2)具体反应物质分类反应分析与酸钠与酸反应时，钠与酸中的h先反应，如2na2hcl=2naclh2；如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应与碱钠与碱溶液反应时其实质是钠与水的反应与盐钠与盐溶液的反应先发生钠与水的反应，它包括两种情况：如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠不反应只发生钠与水的反应；如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠反应，则会发生两个反应，如钠与fecl3溶液反应：2na2h2o=2naohh23naohfecl3=fe(oh)33nacl3.钠与熔融状态的盐反应在熔融状态下，金属钠能将不活泼金属置换，如4naticl4 4naclti。特别提醒将钠投入到饱和溶液，如饱和nacl溶液，饱和naoh溶液中，虽然钠与水反应生成的naoh不再与溶质反应，但由于反应消耗了水，故会有溶质析出，溶液也会变浑浊。典例印证例题1金属na与下列溶液反应时，既有气体，又有白色沉淀产生的是()afecl3溶液bkcl溶液cna2so4溶液 dmgso4溶液解析na与盐溶液的反应，实际是na先与水反应生成naoh，naoh再与盐反应。因此，不管什么盐溶液与na反应一定有h2生成。fecl3与naoh反应：fecl33naoh=fe(oh)33nacl，但fe(oh)3沉淀为红褐色沉淀；kcl、na2so4不与naoh反应；mgso4与naoh反应：mgso42naoh=mg(oh)2na2so4，mg(oh)2为白色沉淀，符合题意。答案d钠不能从任何盐的水溶液中置换出金属单质。1双选将金属钠分别投入下列物质的溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是()a稀盐酸 bk2so4ccucl2 d饱和naoh溶液解析：选c、d钠遇水或水溶液均能发生反应置换出氢气，故以上四个选项均能满足题干中有气体放出这一条件。解题的关键在于题干中的最后“溶液质量减轻”。若投入金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量，则溶液的质量减轻。选项a、b中每有23 g钠进入溶液均生成1 g h2，溶液质量增加22 g。c项中由于钠与水反应生成的naoh还能进一步与cucl2反应，析出cu(oh)2沉淀，所以溶液质量减轻。d选项中naoh溶液是饱和溶液，投入钠后消耗水，析出氢氧化钠固体，溶液质量也减轻。 重点剖析化学式na2ona2o2颜色白色淡黄色状态固体固体续表化学式na2ona2o2氧元素的化合价2价1价属类碱性氧化物过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=2naoh2na2o22h2o=4naoho2与co2反应na2oco2= na2co32na2o22co2=2na2co3o2与hcl反应na2o2hcl=2naclh2o2na2o24hcl=4nacl2h2oo2主要用途用于制取na2co3强氧化剂、漂白剂、供氧剂转化：2na2oo22na2o2特别提醒(1)na2o2具有漂白性，可使酸碱指示剂退色，如将na2o2投入滴有酚酞的水中，溶液先变红后又退色。(2)na2o2与co2和h2o(气)混合气体反应，可视为先与co2反应，再与h2o(气)反应。典例印证例题2对na2o和na2o2的叙述正确的是()ana2o和na2o2中氧的化合价均为2价bna2o比na2o2的稳定性强cna2o和h2o反应为化合反应；na2o2是白色固体，与h2o作用放出o2，生成naohd在呼吸面具中，na2o2常作供氧剂，而na2o不能解析在na2o中氧的化合价为2价，在na2o2中则为1价，a项错误；na2o易转化为na2o2，即na2o2稳定性更强，b项错误；na2oh2o=2naoh,2na2o22h2o=4naoho2，na2o2应为淡黄色固体，故c项错误，d项正确。答案dna2o2中的o是一个完整的原子团，氧元素化合价为1，na2o2在熔融状态下电离生成na和o。2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。题组一研究物质性质的基本方法及钠的性质1将、相关内容用短线连接。2取一块金属钠放在燃烧匙里加热，观察到下列实验现象：金属钠熔化；燃烧后得到白色固体；燃烧时火焰为黄色；燃烧后生成淡黄色固体物质，描述正确的是()abcd解析：选d钠的熔点只有97.81 ，受热时立即熔化；钠是一种很活泼的金属，受热时与氧气化合生成过氧化钠(淡黄色)；钠在空气中燃烧的火焰为黄色。3对钠跟水反应的现象叙述完全且正确的是()a钠浮在水面上，反应很快停止b钠浮在水面上剧烈燃烧，火焰呈黄色c钠熔化成闪亮小球浮在水面上，不断游动，嘶嘶作响d钠熔化成闪亮小球，沉在水底，并有气泡产生解析：选c钠遇到水后，立即与水发生反应，因为钠的密度小于水，故钠浮在水面上；因为钠与水反应是放热反应，而钠本身的熔点是97.81 ，故与水剧烈反应，熔成银光闪闪的小球；因为产生氢气，故发出嘶嘶声响，并由于气体是在球与水面接触点产生，产生的气体推动小球在水面游动。4在下列叙述中：硬度大硬度小着火时用沙土扑灭熔点低于100 银白色在煤油和水的混合物界面处上下跳动在空气中燃烧生成淡黄色固体用小刀切割后的断面很快变暗与钠的物理性质有关的是_，与钠的化学性质有关的是_。答案：题组二过氧化钠的性质和用途5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解析：选bna2o加热时可与o2反应生成na2o2，故na2o2更稳定。6试写出下列化学方程式na2o溶于水：_；na2o2溶于水：_；na2o与co反应：_；na2o2与co2反应：_。答案：na2oh2o=2naoh2na2o22h2o=4naoho2na2oco2=na2co32na2o22co2=2na2co3o2一、选择题1如图所示，闻气体气味的方法属于()a实验法b观察法c分类法 d比较法解析：选b观察法是用感官(耳、鼻、口、手等)观察研究对象，而实验法是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。该图表达的是通过观察法来了解气体的气味。2钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是()a钠的熔点低 b钠的密度小c钠的硬度小 d很活泼解析：选c金属钠投入水中，观察到的实验现象可用5个字来概括为“浮、熔、游、响、气”，即钠浮在水面上，熔化成一个闪亮的小球，小球在水面上不断游动，发出“嘶嘶”的响声，体积不断变小，并有气体产生。这些实验现象反映了钠是密度小、熔点低、具有银白色金属光泽的金属。此外，“游、响、气”说明钠与水反应剧烈，迅速生成氢气，由于反应剧烈，同时可听到“嘶嘶”的响声，看到有气体产生(反应放热，使水蒸发，与反应生成的h2一起逸出，故可能观察到“袅袅白烟”)。反应剧烈，说明钠很活泼。3下列判断中正确的是()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分别加到酚酞试液中，最终溶液均为红色解析：选ana2o2可与水反应产生气体o2，而na2o不能；co2是气体，与na2o和na2o2反应时无明显现象区别；加热时na2o会与氧气反应；na2o2加到酚酞试液中，试液先变红后退色。4金属钠着火时，应选用的灭火剂是()a水 b泡沫灭火器c沙土 d煤油解析：选c钠着火时生成na2o2，而na2o2能与水和co2反应生成o2，故不能用含水的物质来灭火；煤油为有机物，本身可燃烧，故c项正确。5双选在一定温度下，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溶液中有晶体析出，na数目变小b溶液中有气体逸出，na数目增加c溶质的质量分数增大d溶液中na数目减少，溶质质量分数未变解析：选a、d加入na2o2，na2o2与水反应：2na2o22h2o=4naoho2，消耗水的同时生成naoh，因此析出晶体，溶液中na数目减少。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。62.3 g钠在干燥的空气中与氧气反应，可得3.5 g固体(假设产物不发生化学反应)，据此可判断其产物为()a只有na2o2 b只有na2ocna2o和na2o2 d无法确定解析：选c金属钠和氧气反应可生成na2o或na2o2，此题用“极值法”：若2.3 g 钠全部反应生成na2o，由反应4nao2=2na2o可得生成na2o的质量为3.1 g；若2.3 g钠全部反应生成na2o2，由反应2nao2na2o2可得生成na2o2的质量为3.9 g；现产物为3.5 g，介于3.1 g 和3.9 g之间，故产物为na2o和na2o2的混合物。7co与h2的混合气体3 g和足量的氧气燃烧后，在150 时将混合气体通过足量的na2o2后，na2o2增重的质量为()a1.5 g b3 gc6 g d无法计算解析：选b2coo2点燃,2co22h2o2点燃,2h2o2co22na2o2=2na2co3o22h2o2na2o2=4naoho2将合并得：cona2o2=na2co3将合并得：h2na2o2=2naoh由式可以看出na2o2固体增重的质量就是co和h2的质量。8.如图装置，试管中盛有水，气球a中盛有干燥的na2o2颗粒，u形管中注有滴加了酚酞溶液的水，将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的na2o2抖落到试管b的水中，将发生的现象是()au形管内的水变红 b试管内溶液变红c气球a被吹大 du形管水位dc解析：选c此题解答时容易因定向思维而错选a、b，是因为没有注意到滴加了酚酞溶液的水是在u形管中而非试管中。由于发生反应2na2o22h2o=4naoho2，产生的o2使气球膨胀，同时该反应放出大量的热，使广口瓶中空气受热膨胀而出现u形管中水位dc。9观察是研究物质性质的一种基本方法。一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。下列说法正确的是()a银白色变灰暗是因为生成了过氧化钠b出现液滴是因为naoh具有吸湿性c过程只发生了物理变化d最后得到的白色固体是naoh解析：选ba项，钠与o2在常温下生成na2o；c项，过程发生的反应为：2naohco2=na2co3h2o；d项，最后得到的白色固体为na2co3。10将10.4 g na2o和na2o2的固体混合物投入到水中，充分反应后收集到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的质量可先求出na2o2的质量，2na2o22h2o=4naoho2278 32x 1.6 gx7.8 g，混合物中m(na2o)10.4 g7.8 g2.6 g，100%25%。11一定温度下，向饱和naoh溶液中投入一小块金属钠，充分反应后恢复到原来温度。下列叙述中，不合理的是()anaoh溶液浓度增大，并放出h2b溶液中naoh的质量分数不变，有h2放出c溶液的质量减小，有h2放出d钠浮于液面，到处游动，发出嘶嘶响声解析：选ana和h2o反应生成naoh和h2，而原溶液中naoh已达饱和状态，故naoh的浓度不变，质量分数不变；随着反应的进行，水被消耗，溶液的质量减小。12若将2.3 g钠样品置于过量氧气中燃烧后，生成了3.6 g 固体物质，则下列推断合理的是()a钠在燃烧前已有部分被氧化b生成物中可能有氧化钠c钠在燃烧前未被氧化d生成物中只有氧化钠解析：选a钠在过量氧气中燃烧，燃烧产物只能是na2o2。假设2.3 g钠样品为纯净的钠，生成的na2o2的质量为x。2nao2na2o2 46 78 2.3 g x解得x3.9 g3.6 g，说明原na样品中已经含有na2o。二、非选择题13下面有关na及na2o2性质的探究实验。(1)取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列现象中正确的是_。熔成小球在空气中燃烧火星四射燃烧后得白色固体火焰为黄色燃烧后生成淡黄色固体abc d(2)取少量(1)中生成的固体放入试管中，滴几滴水，有无色无味气体放出。如何检验该气体？_。(3)总结na2o与h2o、na2o2与h2o、na2o与盐酸发生化学反应的规律，写出na2o2与盐酸反应的化学方程式，并判断na2o2是否为碱性氧化物。_。解析：na在空气中加热，首先熔化成小球，继而燃烧，产生黄色火焰，得到的产物为淡黄色固体na2o2，发生反应的方程式为2nao2na2o2。na2o2与h2o反应放出o2，化学方程式为2na2o22h2o=4naoho2，带火星的木条伸入试管中，木条复燃，证明生成的气体为o2；na2o与h2o、盐酸反应的化学方程式分别为na2oh2o=2naoh(生成碱)、na2o2hcl=2naclh2o(生成盐和水)，而na2o2与h2o反应生成naoh和o2，不难推测出na2o2与盐酸反应的化学方程式为2na2o24hcl=4nacl2h2oo2。碱性氧化物的定义是能与酸反应只生成盐和水的氧化物，而na2o2与盐酸反应不只生成盐和水，还生成了o2，故na2o2不属于碱性氧化物。答案：(1)c(2)用带火星的木条伸入试管中，木条复燃则为o2(3)2na2o24hcl=4nacl2h2oo2，不是碱性氧化物14用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。(1)由上述实验现象所得出的有关过氧化钠跟水反应的结论是：第一，有氧气生成，第二，_；过氧化钠跟水反应的化学方程式_。(2)某研究性学习小组拟用如图所示装置进行实验，以证明上述结论。用以验证第一条结论的实验方法及现象是_，用以验证第二条结论的实验方法及现象是：_。解析：(1)过氧化钠与水反应生成o2，并且反应放热，达到脱脂棉的燃点，使棉花剧烈燃烧。(2)可在p处收集产生的气体，并用带有余烬的木条检验，在q处放一盛有水的烧杯，若反应放热，则锥形瓶中气体受热膨胀，水中会有气泡产生。答案：(1)反应放热2na2o22h2o=4naoho2(2)在p处收集一试管气体，将带有余烬的木条放在试管口，若木条复燃，则证明生成的气体是o2在q处放一盛有水的烧杯，若q处有气泡产生，则证明反应放出热量15某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物，设计如图