研究物质性质的基本方法.docx

1、研究物质性质的基本方法第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核心素养发展目标1.了解研究物质性质的基本方法(观察法、实验法、分类法和比较法等)，会用观察法研究钠的物理性质，通过观察分析钠与水的反应，认识钠是一种活泼的金属。2.会分析钠与酸、碱、盐溶液的反应，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。一、研究物质性质的基本方法1研究物质的性质有观察、实验、分类、比较、假说、模型等方法。2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)常见观察法3实验法(1)概念：实验是根据科学研究的目的，尽可能排除外界影响、突出主要因素，并利用一些专门的仪

2、器设备，人为地变革、控制或模拟研究对象，使某一现象或过程发生或再现的研究方法。(2)注意事项实验时要注意控制温度、压强、溶液的浓度等条件，因为同样的反应物在不同条件下可能会发生不同的反应。4分类法(1)概念：分类是根据研究对象的共同点和差异点，将它们区分为不同种类和层次的科学方法。(2)分类的目的分门别类地对物质及变化进行研究，可以总结出各类物质的一般性质和特性；可以根据物质所属的类别预测物质的性质。5比较法找出各类物质性质之间的异同，认识各类物质性质之间的内在联系。特别提示(1)研究某种物质的性质时，只用一种方法往往得不出结论，有时需要多种方法综合应用，比较法和实验法是比较常用的两种方法。(

3、2)运用假说和模型进行的预测，还需要通过实验来验证。(1)科学家提出的假说一定能成为科学理论()(2)使用模型有助于人们研究物质性质()(3)运用观察法时，可以用手直接接触化学药品()(4)严禁品尝化学药品的味道()(5)闻气体时应按如图操作()1下列关于研究物质性质的方法的描述正确的是()A观察法只能通过视觉来完成B将NaCl固体放入水中，从而获取NaCl的某些性质，这只涉及实验法C银、铁、铜、锌等均为金属，具有金属光泽和导电性，这是物质性质研究方法中的比较法D研究物质的性质时，往往同时采用观察、实验、分类、比较等方法中的多种方法答案D解析观察法可通过视觉、嗅觉、触觉、听觉或实验仪器来完成，

4、A项错误；将NaCl固体放入水中是实验法，还需通过观察才能获取实验现象，B项错误；C项的描述为分类法，错误；研究物质的性质时，往往不单独采用一种方法，而是多种方法综合使用，D项正确。2“实验与探究”是一种非常重要的学习化学的方法。通过化学实验进行科学探究，是认识物质及其变化的重要方法。一元硬币的外观有银白色的金属光泽，一些同学认为它可能是铁制成的。在讨论时，有同学提出“我们可以先拿磁铁来吸一下”。就“拿磁铁来吸一下”这一过程而言，属于科学探究中的()A实验 B假设C观察 D做结论答案A解析磁铁有磁性，铁能被磁铁吸引。“拿磁铁来吸一下”，即用手拿着磁铁去与一元硬币接触。它属于科学探究中的实验。二

5、、观察法的应用金属钠及其与水的反应1观察法认识钠的物理性质操作观察试剂瓶里面的钠用镊子从煤油中取出金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，在干燥玻璃片上用小刀切下一小块金属钠，观察钠块的切面，剩余钠块放回原试剂瓶结论钠性质活泼，需隔绝空气和水保存，实验室里保存在煤油中钠具有银白色金属光泽，质软，硬度小，密度比煤油大，常温下是固体2.实验探究钠与水的反应(1)现象与分析现象分析浮：钠块浮在水面上钠的密度比水的小熔：钠块熔化成闪亮的小球钠的熔点低，反应放热游：钠在水面上四处游动产生的气体推动钠运动响：与水反应发出“嘶嘶”的响声产生的气体与水摩擦产生响声红：反应后溶液变为红色生成碱性物质(2)实验结论钠与水反

6、应生成氢氧化钠和氢气。该反应的化学方程式为2Na2H2O=2NaOHH2。(3)注意事项在探究钠单质与水反应的实验中，所取用的钠块一般为绿豆粒大小，体积过大，反应放热过多易引燃氢气而爆炸。3钠与盐溶液的反应(1)若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)若盐溶液中的溶质与NaOH反应，则反应的实质是Na先与水反应生成NaOH，NaOH再与盐溶液中的溶质反应。如钠与CuSO4溶液的反应：2Na2H2O=2NaOHH2；2NaOHCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4。总反应为2NaCuSO42H2O=Cu(OH)2Na2SO4H2。现象：有无色无味气体放出并产生蓝色沉淀

7、。钠与NaHSO4溶液的反应：2Na2NaHSO4=2Na2SO4H2；故钠与盐溶液反应时，不能置换出盐中的金属。4钠的用途(1)钠和钾的合金可用作原子反应堆的导热剂。(2)高压钠灯发出的黄光射程远、透雾能力强，常用作路灯。(3)金属钠还可用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。(1)金属钠着火时，可以用水灭火()(2)取用金属钠时，剩余的钠放入废液缸()(3)钠与皮肤接触会腐蚀皮肤，应用干燥的镊子夹取，不能用手直接接触()(4)钠投入CuSO4溶液中，会生成红色固体，发生反应2NaCuSO4=CuNa2SO4()(5)钠与水反应的化学方程式：2Na2H2O=2NaOHH2()(6)钠投入饱和氢氧化钠

8、溶液中有沉淀产生()1(1)探究钠的物理性质的过程中，运用了研究物质性质的哪些方法？(2)钠与水反应的探究过程运用了哪些方法？提示(1)探究钠的物理性质的过程中，运用了观察法和比较法。(2)钠与水反应的探究过程运用了观察法、实验法、比较法。2从元素守恒的角度看，Na和H2O反应的气体产物可能是什么？为什么？提示根据元素守恒，除生成NaOH外，还剩一个氢原子，只能生成H2。3(2020辽宁大连高一期中考试)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体产生，又有沉淀产生的是_。MgSO4溶液NaCl溶液Na2SO4溶液饱和澄清石灰水Ca(HCO3)2溶液答案解析Na投入盐溶液中，钠和水反应生成Na

9、OH和H2，NaOH和部分盐能发生反应。Na与MgSO4溶液反应能生成H2和Mg(OH)2沉淀，正确；Na与NaCl溶液反应能生成H2，得不到沉淀，错误；Na与Na2SO4溶液反应能生成H2，得不到沉淀，错误；Na与H2O反应生成NaOH和H2，反应放热，Ca(OH)2的溶解度降低，又消耗了溶剂水，故饱和澄清石灰水中有白色沉淀产生，正确；Na与H2O反应生成NaOH和H2，NaOH与Ca(HCO3)2反应生成碳酸钙沉淀，正确。1将一块金属钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水的烧杯中，甲同学认为可观察到下列现象，其中正确的有()钠投入水中，先沉入水底，后浮出水面钠立即与水反应，并有气体产生反应后溶液变红

10、钠熔成闪亮的小球小球在水面上四处游动有“嘶嘶”的响声发出A BC D答案C解析钠的密度小于水的密度，钠投入水中，不会沉入水底，应浮在水面上；钠与水反应有NaOH生成，使紫色石蕊溶液变蓝色，而不是变红色，故不正确。2实验室中，用镊子从煤油中取出一小块金属钠，然后用滤纸吸干表面的煤油，再用小刀切开观察。在这一实验过程中不能得出钠的物理性质是()A钠在常温下是固体B钠的熔点很低C钠具有银白色的金属光泽D金属钠很软答案B解析从题干中“取出一小块金属钠”知钠在常温下是固体；“用小刀切开”说明钠很软；切开后可看到钠具有银白色的金属光泽；没有加热将钠熔化，因此不能得出其熔点很低的性质。3向分别盛有100 m

11、L水、100 mL盐酸、100 mL硫酸铜溶液的X、Y、Z三个烧杯中分别投入1.15 g Na，Na均完全反应，下列说法正确的是()A三个烧杯中一定会发生的反应：2Na2H2O=2NaOHH2B三个烧杯中的反应，相比而言，X中的反应最剧烈CZ烧杯中一定会有Cu(OH)2沉淀生成D三个烧杯中生成的气体的质量不相同答案C解析钠与盐酸反应的本质是Na与HCl电离出的H反应，当酸反应完后才与溶剂水反应，当酸足量时，钠只与酸反应，A项错误；Y烧杯中的反应最剧烈，B项错误；钠与硫酸铜溶液反应的化学方程式为2Na2H2O=2NaOHH2、2NaOHCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4，所以一定会有Cu(O

12、H)2沉淀生成，C项正确；因向三个烧杯中加入的钠的质量相同且钠完全反应，故生成的H2的质量相同，D项错误。4某化学研究性学习小组设计了如图所示的实验装置，目的是做钠与水反应的实验并验证：钠的物理性质；钠和水反应的产物。请回答下列问题：(1)实验开始时，欲使钠与水接触反应，应如何操作？_。(2)反应开始后，试管中能观察到的实验现象是_(填字母)。A钠在水层中反应，熔成小球并四处游动B钠在两液体界面处反应，熔成小球并上下跳动C钠在煤油层中反应，熔成小球并四处游动D钠不断地变小至消失E钠停留在煤油层中不反应F煤油中有气泡产生(3)通过上述现象，能够验证钠的哪些物理性质：_。答案(1)按住橡胶塞，将大

13、头针向上拔出，使大头针下端的钠落入试管中(2)BDF(3)钠的熔点低，钠的密度比水小、比煤油大解析(1)实验开始时，欲使钠与水接触反应，只需要使大头针下端的钠落入试管中。(2)反应开始后，钠在两液体界面处熔成小球并上下跳动，不断地变小至消失，煤油中有气泡产生。(3)通过题中的实验现象，说明钠的熔点低，并且钠的密度比水小，但比煤油的密度大。题组一研究物质性质的基本方法1.用如图所示的方法研究某气体的性质，这种方法属于()A实验法 B观察法C分类法 D比较法答案B解析图中所示的是一位同学闻气体气味的观察法，许多同学容易误认为是实验法。观察是一种有计划、有目的地用感官考察研究对象的方法，直接用肉眼观

14、察物质的颜色、状态，用鼻子闻物质的气味，都属于观察法。2(2020大连高一检测)某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A B C D答案B解析同时研究钠和铜的稳定性，对二者性质进行比较，即采用比较法，通过做实验研究二者稳定性，故采用了实验法。题组二钠的物理性质和钠与水的反应3以下关于金属钠的叙述不正确的是()A金属钠可保存在煤油中B钠投入水中熔化成小球，说明钠的熔点低，且钠与水反应为放热反应C金属钠质软，可用小刀切割D钠着火既能用水灭火，也可以用沙子答案D解析金属钠可以和水反应，不与煤

15、油反应并且密度比煤油大，所以金属钠可保存在煤油中，故A正确；钠的熔点低，钠与水反应为放热反应，所以会熔化成小球，故B正确；钠着火不能用水灭火，因为钠与水反应会放出氢气，加剧燃烧，但可以用沙子，D错误。4下列关于钠与水反应的现象叙述完整且正确的是()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，并有气泡产生答案C解析钠遇到水后，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97.8 ，故与水剧烈反应，熔化成闪亮的小球；因为产生氢气，故发出嘶嘶声响；由于气

16、体是在小球与水面接触点产生，故产生的气体推动小球在水面游动。5为探究钠的部分性质，设计实验操作如下：向如图所示的试管中加入苯(已知苯的密度为0.88 gcm3，苯不溶于水)；按住橡胶塞，拔出大头针，使Na(密度为0.97 gcm3)落入苯中(钠与苯不反应)；从长颈漏斗中加入MgCl2溶液(密度约为1 gcm3)。下列说法正确的是()A把MgCl2溶液加入苯中，MgCl2溶液在上层B钠一直停留在苯层不发生反应CNa在MgCl2溶液与苯的界面处反应，并上下跳动，直至消失，下层有白色沉淀产生DNa在MgCl2溶液底部四处游动，MgCl2溶液中有白色沉淀产生答案C解析MgCl2溶液的密度大于苯，分层后

17、MgCl2溶液在下层，A项错误；Na的密度介于苯和MgCl2溶液之间，故Na在MgCl2溶液与苯的界面处与水反应，生成的H2附着在Na表面，在H2逸出的过程中带动Na上浮至苯层，H2逸出后，Na在重力作用下又回到界面处，故可观察到Na上下跳动直至消失，又因为钠与水反应生成的NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2，故下层有白色沉淀产生，C项正确，B、D项错误。6将4.6 g Na投入95.6 g水中，所得溶液中溶质的质量分数为()A小于4.6% B等于8.0%C小于8.0% D大于8.0%答案B解析钠与水反应的化学方程式：2Na2H2O=2NaOHH246 80 24.6 g 8.0 g 0

18、.2 g则w(NaOH)100%8.0%。题组三钠与酸、碱、盐溶液的反应7把一绿豆粒大小的金属钠投入盛有硫酸铜溶液的烧杯里，不可能观察到的现象是()A钠熔化，浮在液面上四处游动B有气体产生C溶液中产生蓝色絮状沉淀D溶液中析出红色的铜答案D解析钠与CuSO4溶液反应时不能置换出Cu，而是钠先与水反应生成NaOH和H2，生成的NaOH又与CuSO4反应产生蓝色絮状沉淀，故D项中的现象不可能观察到。8将金属钠分别投入下列溶液中，溶液质量增加的是()AFeCl3溶液 BK2SO4溶液CCuCl2溶液 D饱和NaOH溶液答案B解析A和C项，钠先与水反应生成氢氧化钠，两溶液中分别产生氢氧化铁和氢氧化铜沉淀

19、，溶液质量减少；D项，钠与水反应生成氢氧化钠且消耗水，析出氢氧化钠，溶液质量也减少。9将金属钠投入下列溶液中时，既有白色沉淀析出又有气体逸出的是()AKCl溶液 BCuSO4溶液CMg(NO3)2溶液 DFe2(SO4)3溶液答案C解析金属钠投入到KCl溶液，钠会和水反应生成氢气，无沉淀，故A不符合题意；金属钠投入到CuSO4溶液中，钠先和水反应，氢氧化钠再和硫酸铜反应生成蓝色沉淀，故B不符合题意；金属钠投入到Mg(NO3)2溶液中，钠先和水反应，生成的氢氧化钠再和Mg(NO3)2 反应生成白色沉淀，故C符合题意；金属钠投入到Fe2(SO4)3溶液中，钠先和水反应，生成的氢氧化钠再和Fe2(S

20、O4)3反应生成红褐色沉淀，故D不合题意。10下列说法正确的是()A将一小块钠放入稀盐酸中，钠先与水反应生成NaOH和H2，生成的NaOH再与HCl反应生成NaCl和H2OB将一小块钠放入MgCl2溶液中，发生反应2NaMgCl2=2NaClMgC将一小块钠放入盛有饱和石灰水的烧杯中，钠与水反应生成NaOH和H2，烧杯底部有固体析出D将一小块钠放入Na2SO4溶液，没有明显现象产生答案C解析钠直接与盐酸发生反应：2Na2HCl=2NaClH2，A错误；钠与MgCl2溶液反应时，钠先与水反应生成H2和NaOH，然后NaOH和MgCl2反应生成Mg(OH)2沉淀，B错误；Na2SO4和NaOH不反

21、应，所以Na与Na2SO4溶液反应的实质是Na与水反应，有明显现象产生，D错误。11将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻(不考虑水的挥发)的是()AHCl BNaOH CK2SO4 DCuSO4答案D解析钠与盐酸反应：2Na2HCl=2NaClH2，溶液质量增加：m(Na)m(H2)；钠与NaOH溶液、K2SO4溶液反应实际上是Na与H2O反应，溶液质量增加：m(Na)m(H2)；Na与CuSO4溶液反应时，Na先与H2O反应生成NaOH和H2，NaOH再与CuSO4反应：2NaOHCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4，生成沉淀，溶液质量减轻，D项正确。12在坩

22、埚中放一小块钠，加热至熔化时，用玻璃棒蘸取少量无水硫酸铜与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。下列说法中不正确的是()A上述反应是置换反应B上述反应放出大量的热C上述反应中红色物质是氧化铜D加热且无水的条件下，钠可以与硫酸铜反应并生成Cu答案C解析依据反应现象可知，反应中Na置换出CuSO4中的Cu，同时放出大量的热，反应中生成的红色物质是Cu，故答案为C。13(2020长沙高一检测)下列说法正确的是()A人们可直接用肉眼观察物质的颜色、状态，品尝物质的味道B向饱和烧碱溶液中加入一定量的钠，溶液中氢氧化钠的质量增加C金属钠可用于制造高压钠灯D将一小块钠投入硫酸铜溶液，溶液中会

23、有红色的物质析出答案C14(2020重庆七校高一期中联考)如图均为探究Na与H2O反应的实验装置，按乙装置实验，液体添加完毕后，关闭旋塞，打开右边橡胶塞向煤油中加入一小块钠，立即塞上胶塞。下列说法正确的是()A甲装置中取用金属钠的质量约为5 gB按乙装置实验，钠始终在U形管b处C点燃乙装置中的气体产物会产生黄色火焰D乙装置中漏斗在反应过程中的主要作用是调节压强并观察液面升降答案D解析Na与H2O反应剧烈，所取金属钠的质量不能过多，绿豆粒大小即可，5 g Na过多，A项错误；钠的密度比煤油的密度大，比水的密度小，钠开始会在a处，但反应中有气体产生，所以钠会上下浮动，B项错误；氢气燃烧时火焰为淡蓝

24、色，C项错误；漏斗与大气相通，可调节气压，生成的H2将水压入漏斗中，便于观察液面升降，D项正确。15如图是一种隔绝空气条件下钠与水反应的实验装置。实验时，先往大试管中加入适量煤油，取绿豆粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞(这时止水夹处于关闭状态)，再通过长颈漏斗加入适量的滴有酚酞的水。回答下列问题：(1)实验前检验该装置气密性的方法是_。(2)金属钠投入煤油后的现象是_。(3)通过长颈漏斗加入滴有酚酞的水后的现象是_；反应结束时，长颈漏斗与试管中液面高度的关系是_；若将滴有酚酞的水换成硫酸铜溶液，则产生的现象中，不同于原来的实验现象有_。(4)为了获得较纯的气体产物，其操作方法是_。答案(1

25、)关闭止水夹，向长颈漏斗中加入水，直至漏斗内液面高于试管内液面，持续一段时间后，液面仍保持一定高度差，说明气密性良好(其他合理答案也可)(2)沉入煤油底部(3)剧烈反应，产生气泡，钠在两液面间上下跳动，直至消失，下层溶液变红色长颈漏斗中液面高于试管中液面有蓝色沉淀生成(4)反应初期打开止水夹，待排出液面上方的空气后再关闭止水夹(或验纯后再收集)解析(2)由于金属钠的密度大于煤油的密度，所以金属钠投入煤油后，钠沉入煤油底部。(3)通过长颈漏斗加入滴有酚酞的水后，金属钠与水剧烈反应，有气泡产生，钠在两液面间上下跳动，直至消失，下层溶液变红色；反应结束时，由于试管中压强增大，长颈漏斗中的液面高于试管中的液面；若将滴有酚酞的水换成硫酸铜溶液，除了以上现象外，溶液中还有氢氧化铜蓝色沉淀生成。(4)为了获得较纯的气体产物，反应初期打开止水夹，待排出液面上方的空气后再关闭止水夹(或验纯后再收集)。16某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物，设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几粒钠块，再从U形管高端加入水(含有酚酞)，赶出空气，一段时间后加热铜丝。根据反应中观察到的现象，回答下列问题：(1)金属钠的变化现象_。(2)U形管中溶液的颜色_，说明有_生成。(3)铜丝的变化现象_，说明有_生成；若去掉后面的装置，简述检验气体的方法_