2017高中化学试验专题讲座：研究物质性质的方法和程序

1、学必求其心得，业必贵于专精研究物质性质的方法和程序I、课标要求.认识实验、假说、模型、比较、分类等科方法对化研究的作用.体验科探究的过程，习运用以实验为基础的实证研究方法。.能对实验现象做出合理的解释，运用比较、归纳、分析、综 合等方法初步揭示化变化的规律。.能够独立或与同合作完成实验，记录实验现象和数据，完成实验报告，并能主动进行交流。n、考纲要求了解化实验是科探究过程中的一种重要方法，认识化是以实 验为基础的一门科了解并初步实践化实验研究的一般过程了解科探究的基本过程，习运用以实验和推理为基础的科探 究方法。田、教材精讲.本考点知识框架.研究 物质性质的 方法主要有 观察、实验、 分类、比

2、较、学必求其心得，业必贵于专精 假说、模型等.(1)观察：一种有计划有目的地用感观考察研究对象的方法。特点：肉眼一一观察物质的颜色、状态等鼻子一-闻物质的气味仪器一一提高灵敏度要求：观察前一-有明确而具体的目标观察中一一用感官收集信息、积极思考观察后一一及时储存和处理信息，进行分析和综合(2)实验：人为地再现物质性质的过程。分二种情况，一是验 证性实验-验证对物质性质的预测；观是探究性实验一一探究物质 的未知性质.关键一控制实验条件特求：实验前一一明确实验目的、实验用品、实验步骤实验中一一仔细观察实验现象、做好实验记录实验后一一写好实验报告、分析实验结果(3)分类：分门别类地研究物质的性质及其

3、变化，总结出各类 物质的共性和特性。(4)比较：将研究对象和与之相关联的其他已知的物质进对比 研究，找出物质的性质异同，认识物质性质间的内在联系 .(5)假说：以一定的事实材料和科原理为依据 ，对某一未知事 物或规律所作出的推测性解释.假说是复杂的、具有创造性的思维活动，它具有如下基本的特 第一，假说的目的是为了解释某一客观事物(或现象)的原因 学必求其心得，业必贵于专精或其规律性；第二，假说是以事实和科知识为依据的；第三，假说具有推测的性质；第四，假说是一种复杂的思维活动，是多种推理形式和逻辑方法 的综合运用。科假说的唯一可靠性就在于它符合事实，经得起实践的检验。(6)模型：是以客观事实为依

4、据建立起来的，是对事物及其变 化的简化模拟。模型一般可分为物体模型和思维模型两大类。例如, 在研究有机化合物的结构时经常用到的球棍模型就是一种物体模型 而在研究原子结构的过程中所建立起的各种模型则属于思维模型.3.研究物质性质的基本程序学必求其心得，业必贵于专精IV.典型例题例1.我们就知道金属钾比金属钠更活泼。在习完金属钠的性 质之后，某同为探究金属钾的性质比金属钠更活泼，查阅相关资料并 设计金属钾与水的反应来验证金属钾的金属活泼性。请你帮助他完 成部分实验并补充完整活动记录活 动 记 录(1)收集材料煤油的密度0。76 g? cm金属钠和钾的相关数据元 素 名 称元素 符号核 电 荷 数电

5、子层颜色 和状 态(常 态)密度(g?cm 3)熔点(C)沸点(C)钠Na11银白 色金 属,柔 软0.9797.81882.9钾K19银白 色金 属，柔 软0.8663.65774。0学必求其心得，业必贵于专精(2)根据收集的材料分析得出：金属钾可保存在 中；通常条件下金属钾是 色、质地 的态物质；从试剂瓶中取用豆粒大小的金属钾，正确操作是 ;判断金属钾比金属钠更活泼的依据是 O(3)预测及验证金属钾的性质。向培养皿中加适量水，滴入12滴酚醐溶液，将切好的金属钾投入到水中，观察现象 金属钾与水的反应预测产生的现象、产生 现象的依据实验中的现象和结 论预测产生的现 象预测的依据现象分析(或 结

6、论)请将预测实验中产生的现象和产生现象的依据填入以上表格中；在探究金属钾比金属钠的习活动中，运用了哪些研究物质性 质的方法、经历了哪些过程？对你的习有什么启示 ？学必求其心得，业必贵于专精【解析】 分析材料后可知，钠和钾的密度分别为0.97 g?cm3、0。 86 g?cn-3,都大于煤油小于水，常温下都成固态，质软。结构相似，钾 原子比钠原子多一个电子层，钾原子半径大。类比得出结论，钾也 可以贮存在煤油，用小刀切割，化活泼性比钠强。(3)预测物质的性质，主要从结构相似和差异出发，可预测钾 比钠更活泼，与水反应更剧烈，类比钠与水反应产物 ，生成氢氧化钾 和氢气。钾和钠物理性质(密度和熔点)相似

7、，可预测其浮在水上， 随着反应放热，预测其会熔化。答案:(2)煤油;银白、柔软、固；用镜子将金属钾从试剂瓶中取 出，用滤纸将其表面的煤油吸干，在玻璃片上用小刀切下一小块钾 并去掉表面的蜡状物；金属钾与钠一样最外层有一个电子， 但钾的半径比钠的半径大。金属钾与水的反应预测产生的现象、产生现象的依据实验中的现 象和结论预测产生的现象预测的依据现象分析(或 结论)(1)金属钾浮在 水面上钾的密度小于水(2)金属钾迅速融 化成球状钾的熔点低，反应 剧烈并放热学必求其心得，业必贵于专精(3)球状的金属 钾四处游动；燃 烧用轻微爆鸣声反应放出气体，反应剧烈(4)球状的钠消 失,溶液中滴入酚 醐变红色溶液中

8、有碱性物 质生成(5)将收集的气 体点燃，发出 “噗”声或有轻 微的爆鸣声有可燃性气体生 产主要有观察、实验、分类、比较等方法。过程有查阅资料、 分析比较、性质预测、实验探究、归纳得出结论。【点评】本题是对研究物质性质的方法和程序的综合考查.分类 比较是本题的关键，掌握钠性质和分析数据解决问题的基础。通过 本题的研究程序，让生经历科探究的过程，考查了运用以实验为基础 的预测与实证研究方法的能力。例2某习小组设计以下三个实验探究氯水的组成，请根据下表回 答问题.实验 序号实验方法实验现象结论将氯水滴加到 AgNO3 溶液中a: 氯水中含有CF将氯水滴加到含有酚 醐的NaOH溶液中红色溶液变为无色

9、 s 1 学必求其心得，业必贵于专精将氯水滴加到Na?CO3溶液中b: 氯水中含有H +(1 ) 指出实验和实验中的实验现 象:a: ,b: ;(2)有同认为实验产生的现象是因为氯水中含有次氯酸造成 的，你是否同意这个观点，(填“同意”或不同意”).理由是；(3)在分析实验现象产生的原因时，他们出现了分歧。甲同 认为氯水加入到NaOH溶液中发生了中和反应而使溶液褪色，乙同 认为氯水中含有次氯酸具有漂白性而使溶液褪色。请你设计简单实 验证明他们的观点谁正确。【解析】(1)根据实验和给出的实验结论，氯水中含有 C,必然和Ag+ 反应产生白色的氯化银沉淀；氯水中含有H+(较多量)，必然与Na2CO3

10、溶液反应产生气泡(CO2).(2)从反应原理分析，反应朝生成弱电解质或更弱电解质的方 向进行，由于次氯酸的酸性比碳酸的酸性弱，所以次氯酸不能和 Na2CO3反应产生CO2.(3)从本质上分析中和反应使溶液褪和次氯酸漂白使溶液褪色 的不同点即反应的可逆性，可知向溶液中返滴 NaOH溶液，红色是 否再现，可以证明甲或乙方案正确性。答案：(1)有白色沉淀生成；有气泡产生；(2怀同意；次氯酸的酸性比碳酸的酸性弱，不能和 Na2CO3反学必求其心得，业必贵于专精应；(3)向溶液中返滴NaOH溶液，若红色恢复则甲同正确，否则 乙同正确。【点评】本题通过实验现象探究反应本质，通过反应本质解释 实验现象。由观

11、察实验现象到理论上的假设，以及设计化实验验证 假设，最后对实验现象做出合理的解释，只要熟悉研究方法和程序 列出两类反应的本质区别，大胆猜想，然后进行逻辑推理和实验验 证，就能得出正确结论。例3运用所知识，比较金属钠与金属铁的性质性质相同点不同点物理性质不透明、银白色， 易导电、导热，具有延展性金属钠与铁相比，密 度小，硬度小，熔点、 沸点低化性质都能与非金属反 应都能与盐酸或 稀硫酸反应产生H2 都能与盐反应反应时需要的条件 不同；反应的剧烈程 度不同；通常条件 下，钠与水剧烈反 应，而铁不反应1.在研究金属钠性质的过程中，你用到了哪些研究方法？2。根据所的知识和已有的生活经验，预测金属可能具

12、有哪些共 同的性质？【解析】.从金属的物理通性和化通性出发， 应用分类和比较方法来比 较金属钠与金属铁性质的异同点。学必求其心得，业必贵于专精.有光泽，易导电、导热，具有延展性。有还原性（如与水和 酸反应等）。【点评】在研究物质的某方面性质时，可能只用到一种或两种方 法，但在研究物质的整体性质时却常常是观察、实验、分类、比较 等方法综合应用。对比铁和钠的性质的异同，预测金属可能具有的共 同性质，要验证预测，还要用到观察法和实验法 .Vo跟踪训练一、选择题（下列各题只有一个合理的答案）.研究物质的物理性质时，最常用到的方法是A.观察B.实验C.假说 D.模型.非金属澳的单质与氯气的性质很相似.在

13、探究澳单质的性质时，其 基本程序应该是A .做实验并观察实验现象-分析、解释，得出结论B.观察澳的外观性质-做实验并观察实验现象-分析、解释， 得出结论C.观察澳的外观性质-预测澳的化性质一做实验并观察实验 现象-分析、解释，得出结论D.预测澳的性质-做实验并观察实验现象-分析、解释，得出结论-观察澳的外观性质.通过对金属钠与水反应现象的观察，不能分析得出的结论是A.熔点低 B.密度小C.硬度小 D.化性质活泼学必求其心得，业必贵于专精.向紫色石蕊试液中通入过量的氯气，通过预测，你认为下列叙述 中正确的是Ao溶液仍为紫色B.最后溶液变为浅黄绿色C,先变红后退色Do最后溶液变红色.下表是X、Y、

14、Z三种元素的氢化物的某些性质：元素熔点/ C沸 点 / C与水的反应与电性 （纯液 体）X283-162不反应不导电Y 10219放热反应，形成酸性 溶液不导电Z680/剧烈反应，生成H2, 并形成碱性溶液导电若X、Y、Z这三种元素属于周期表中的同一周期，则它们的原子序数递增的顺序是 TOC o 1-5 h z A. X、Y、ZBo Z、X、YC. Y、X、ZD.Z、Y、X二、选择题（下列各题有一或者二个合理的答案）.已知it （232Th）的原子可发生下列放射性变化：290Th-288X+2He.对元素X的推测错误的是（）A. X原子核外有6个电子层B. X的碳酸正盐不溶于水C. X的最高正

15、价为+2价D. X的氢氧化物是一种两性氢氧化物学必求其心得，业必贵于专精.为确定某溶液的离子组成，进行如下实验：测定溶液的pH,溶液显强碱性。取少量溶液加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性、能使澄 清石灰水变浑浊的气体。在上述溶液中再滴加Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀。取上层清液继续滴加Ba(NO3)2溶液至无沉淀时，再滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀。根据实验以下推测正确的是A. 一定有SO32一离子B. 一定有CO32一离子C.不能确定C1一离子是否存在D.不能确定HCO3一离子是否存在.下表中,对陈述I、n的正确性及两者问是否具有因果关系的判断 都正确的是选 项陈述I陈述n判断A工业

16、生产硫酸 用水吸收SO3SO3可与水反应I对；n对；有BCl2和SO2混合 后可用于漂白纸浆Cl2和SO2都由较好的漂白作用I对；n错；无C金属钠具有强高压钠灯发出透I对；n学必求其心得，业必贵于专精还原性雾性强的光对；无D石墨常用作电 解池的电极石墨的化性质稳 定且与电性好I对；n对；有.水蒸气中常含有部分（H2O） 2,要确定（H2O） 2的存在，可采用的 方法是1L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，测产生氢气的体积1L水蒸气通过浓硫酸后，测浓硫酸增重的质量C.该水蒸气冷凝后，测水的pHD.该水蒸气冷凝后，测氢氧原子比.某同想利用实验证明高镒酸钾溶液的紫红色是 MnO4一离子的颜 色，而不是K

17、 +离子的颜色，他设计的下列实验步骤中没有意义 的是A.将高镒酸钾晶体加热分解，所得固体质量减少B.观察氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中K +无色C.在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后未见明显变化，表明锌与K +无反应D.在高镒酸钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后见紫红色褪去，表明MnO4一离子为紫红色.以客观事实为依据建立起来的模型，在研究物质的结构和变化 有很重要的作用.下图表示乙烯（C2H4）、甲醛（HCHO）和A物 质的分子结构模型。下列叙述错误的是乙烯甲醛A学必求其心得，业必贵于专精A、物质的分子式为C2H4O2B、若A物质具有酸性，则乙烯和甲醛一定具有酸性C、若A物质是一元酸，则乙

18、烯和甲醛不具有酸性D、若三种物质在空气中完全燃烧，生成的产物不同三、实验探究题.在一次生实验中，生用铝片分别和稀盐酸、稀硫酸反应，发现铝片和稀盐酸反应现象非常明显，而和稀硫酸几乎不反应.这和教材上的内容“铝能跟稀盐酸或稀硫酸起反应生成氢气”不一致， 是什么原因呢？为了寻找原因，某生在教师指导下，重新用分析纯浓 盐酸和浓硫酸配制了一定浓度的溶液，然后加入 0。1 x 10 x 20mm 纯度 99 5%的铝片验证是否确实存在上述现象，实验结果如下表：时间(m)12515203mol/LHCl少量气 泡较多气 泡大里y泡反应剧烈铝片耗尽1.5mol/LH 2SO4均无明显现象(无气泡)3mol/L

19、H 2SO4均无明显现象(无气泡)从上表可以看出，无论用 1.5mol/LH 2SO4或3mol/LH 2SO4均无明显现象，为了探究“铝与稀盐酸和稀硫酸反应的差异原因”，请 回答下列问题：(1)请写出盐酸与铝片反应的离子化方程式学必求其心得，业必贵于专精(2)铝分另1J与3mol/LHCl、1.5mol/LH 2SO4的反应不相同的地方 是盐酸中有ci-、而硫酸中有SO42一淇余全部相同，我们可以想见 C、SO42一对H+与Al的反应可能有影响。请你对上述实验事实提 出合理的假设并加以解释。(3)请设计一个实验方案对你的假设进行论证。实验步骤可能的实验现象及可能的结论.为讲授“氯气的性质和用

20、途，某老师利用二氧化镒和浓盐酸 为主要原料，设计一套如图所示的实验装置(其中 A是连有注射器 针头的橡皮管，针头已插入并穿过橡皮塞)进行教。试回答下列问(1)丙中的现象是;丁中的现象是。分离戊中液体的方 法。(2)橡皮塞连通后，分液漏斗中的气体压强 Pi和烧瓶中气体压 强P2的关系为：Pi P2(填“大于”、小于或“等于)连接橡皮管的目的.学必求其心得，业必贵于专精(3藤瓶中发生反应的化方程式为。(4)已知氯气与冷水反应的化方程为 Cl2+H20=HCl+HClO.你认 为使有色布条褪色的是什么物质？试用实验验证你的推论，写出实验的操作方法、假设和推论。.用实验确定某酸HA是弱电解质。两同的方

21、案是：甲：称取一定质量的 HA配制0.1mol/L的溶液100mL;用PH试纸测出该溶液的PH值，即可证明HA是弱电解质.乙:用已知物质的量浓度的 HA溶液、盐酸，分别配制 PH=1 的两种酸溶液各100mL;分别取这两种溶液各10mL,加水稀释为100mL;各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明 HA是弱电解质。(1)在两个方案的第步中，都要用到的定量仪器是(2)甲方案中，说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的PH 1卷填、=);乙方案中，说明HA是弱电解质的现象是(多选扣分)(a)装HCl的试管中放出H2的速率快(b)装HA溶液的试管的中放出H2的速

22、率快(c)两个试管中产生气体速率一样快(3)请你评价：乙方案中难以实现之处和不妥之处 (4)请你再提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任学必求其心得，业必贵于专精取），作简明扼要表述。.某课外活动小组加热炭粉（过量）和氧化铜的混合物，再 用下图装置，对获得的铜粉（含炭）样品进行实验.图中铁架台等装置 已略去。请你帮助他们完成成下列实验报告.（1）实验目的：。（2）实验用品:仪器：天平、分液漏斗、锥形瓶、硬质玻璃管、 干燥管、酒精灯、洗气瓶等：红褐色铜粉（含炭）样品、过氧化氢溶 液、二氧化镒、碱石灰、浓硫酸等（3）实验内容：实验步骤实验现 象有关化方程式在C中加入样品粉末W 克,D中加入药品后并 称重为mi克，连接好仪 器后，检查气密性/打开A的活塞，慢慢滴 加溶液.对C进行加热。当C中 药品充分反应后，关闭 A的活塞，停止加热.学必求其心得，业必贵于专精冷却后，称量D的质量m2克(4)计算样品中铜的质量分数=(用含W、mm2的 代数式表示)(5)问题和讨论：实验完成后，老师评议说：按上述实验设计，即使C中反应完全、D中吸收完全，也不会得出正确结果.经讨论， 有同提出在B与C之间加入一个装置。再次实验后，得到了较正确 的