化学必修 第一册第1章 认识化学科学第2节 研究物质性质的方法和程序教案

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第02讲  研究物质性质的基本方法课程标准课标解读1．了解实验、假说、模型、比较、分类等方法在化学科学研究中的运用。2．结合真实情景中的应用实例或通过实验探究，了解钠及其化合物的主要性质，了解它们的生产、生活中的应用。3．结合实例认识钠及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化。1．通过宏观、微观结合的角度认识金属钠及其化合物的性质及其反应的本质。2．了解研究物质性质的基本方法，有较强的问题意识，能根据已有知识独立完成钠及其氧化物的实验探究。3．通过学习激发兴趣，同时树立安全意识和保护意识。知识点01  研究物质性质的基本方法1．常用的基本方法2．观察的步骤：明确观察目的→用感官或仪器观察→记录观察结果→分析、思考，归纳总结【即学即练1】查阅资料发现，金属钠不仅能跟氧气和水反应，还能跟多种其它物质发生反应，其中包括与酒精在常温下反应。要研究金属钠跟酒精反应的性质以及它与水反应的异同点，下列的研究方法中没有用到的是（     ）。    A．实验法    B．观察法    C．分类法    D．比较法知识点02  金属钠及性质1．钠的物理性质颜色状态熔点密度硬度____色块状固体____比水____，比煤油________2．金属钠与水的反应（1）实验步骤（2）实验现象及原因实验现象现象分析钠浮在水面上钠的________钠熔化成闪亮的小球钠的________，反应________小球在水面上四处游动，最后完全消失____________推动小球运动与水反应发出嘶嘶响声____反应后溶液变为红色反应生成________物质（3）实验结论①常温下，钠与水剧烈反应，生成_________和_________。②反应的化学方程式为___________________________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现象新切开的钠具有____色的金属光泽，在空气中很快变____钠先熔化成____，然后剧烈燃烧，火焰呈____色，生成____色固体化学方程式缓慢氧化：__________________剧烈燃烧：__________________【即学即练2】下列有关金属钠的说法正确的是（     ）。    A．密度比水大    B．常温下易被氧气氧化    C．能与水反应放出氧气    D．保存在煤油中，实验剩余的金属钠不能放回原瓶知识点03  过氧化钠的性质及用途1．物理性质：_________色的固体。2．化学性质：（1）与CO2反应：____________________________________。（2）与H2O反应：____________________________________。3．用途：作为呼吸面具和潜水艇里的_________剂，也可作_________剂。【即学即练3】（2021·北京西城区高一检测）有关Na2O2的叙述不正确的是（     ）。    A．是淡黄色固体    B．可以作供氧剂    C．应密封保存      D．氧元素的化合价为－2价考法01  研究物质性质的基本方法【典例1】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：①假说法；②实验法；③分类法；④比较法（     ）。    A．①②    B．①③    C．②④    D．①③【知识拓展】研究物质性质的基本方法方法概念说明观察有计划、有目的地用感官考察研究对象的方法①感官是指眼、耳、口、鼻、舌、皮肤等；②考察内容主要是颜色、气味、状态、硬度、溶解性等物理性质。实验通过实验来验证对物质性质的预测或探究物质未知性质的方法在进行实验时，要注意控制温度、压强、浓度等条件，这是因为同样的反应物在不同条件下可能会发生不同的化学反应分类按照物质的共同特征所形成的种类。根据某物质的类别，可以预测该物质可能具有的性质比较比较是指确定对象之间差异点和共同点的逻辑方法。根据一定的需要和标准，把彼此有某种联系的物质加以分析、对比，从而找出它们的内在联系、共同规律和特殊本质考法02  钠和水反应及其应用【典例2】（2022·杭州高一检测）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，一会儿加热铜丝。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。（4）若a g钠与b mL水完全反应，则该溶液的溶质的质量分数是_________。 【知识拓展】钠与水及各种溶液的反应1．钠与水反应的现象及原因2．钠与酸、盐的反应规律（1）金属钠和酸的反应（2）金属钠和碱溶液的反应    实际上是钠和水的反应（3）钠和盐的反应①钠与盐溶液反应②钠与熔融盐反应考法03  钠与非金属单质的反应【典例3】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，则下列说法正确的是（     ）。    A．①发生反应生成了过氧化钠    B．②变白色主要是因为生成了氢氧化钠    C．③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液    D．④只发生物理变化【知识拓展】钠在空气中的变化过程1．变化过程2．相关方程式    ①4Na+O2＝2Na2O    ②Na2O+H2O＝2NaOH    ④2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O，Na2CO3+10H2O＝Na2CO3·10H2O    ⑤Na2CO3·10H2O＝Na2CO3+10H2O3．潮解过程主要发生物理变化；风化过程则发生了化学变化。考法04  氧化钠和过氧化钠的性质及应用【典例4】如图所示装置，试管中盛有水，气球a盛有干燥的固体过氧化钠颗粒，U形管中注有浅红色的水，已知过氧化钠与水反应是放热的。将气球用橡皮筋紧缚在试管口，实验时将气球中的固体颗粒抖落到试管b的水中，不会出现的现象是（     ）。    A．气球a变大            B．试管b内有气泡冒出    C．U形管内浅红色褪去   D．U形管水位d高于c【知识拓展】钠的氧化物的性质及应用物质氧化钠过氧化钠氧的价态－2价－1价化学式Na2ONa2O2所含离子2个Na+和1个O2－2个Na+和1个O22－颜色状态白色固体淡黄色固体氧化物类别碱性氧化物过氧化物（不属碱性氧化物）与氧气反应2Na2O+O22Na2O2不反应，稳定性强与水反应Na2O+H2O＝2NaOH2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑与CO2反应Na2O+CO2＝Na2CO32Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2与HCl反应Na2O+2HCl＝2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl＝4NaCl+O2↑+2H2O漂白性无漂白性强氧化性漂白用途制NaOH漂白剂、消毒剂、供氧剂保存都容易吸收空气中的CO2和水蒸气而变质，所以都应密封保存；对于Na2O2还要远离易燃物。【特别提醒】（1）过氧化钠的稳定性强于氧化钠，氧化钠可在加热条件下与氧气反应转化为过氧化钠。（2）Na2O2与水反应生成碱的同时还生成氧气，所以不属于碱性氧化物。（3）Na2O2中氧元素化合价是－1价，阴离子是O22－，是个原子团，不是O－，所以不能把过氧化钠的化学式写成NaO。题组A  基础过关练1．（2021·北京第一次普通高中合格性考试）下列关于金属钠的描述中，不正确的是（     ）。    A．银白色金属      B．能与水剧烈反应    C．保存在煤油中    D．在空气中燃烧只生成氧化钠2．（2022·东台高一检测）某兴趣小组同学将Na、Na2O、Na2O2、CaCO3分别投入盛有盐酸的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（     ）。    A．1号    B．2号    C．3号    D．4号3．（2021·唐山高一检测）金属钠与下列溶液反应时，既有白色沉淀析出又有气体逸出的是（     ）。    A．BaCl2溶液    B．K2SO4溶液    C．FeCl3溶液    D．MgSO4溶液4．（2021~2022学年湖北省武汉市高一上期中）下列关于钠的说法中，正确的是（     ）。    A．实验后剩余的钠粒，不能放回原试剂瓶中    B．钠着火后，可用水来灭火    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5．（2021·天津和平区高一上期中）钠与水反应的改进实验操作如下：取一张滤纸，用酚酞试液浸润并晾干，裁剪并折叠成信封状，滤纸内放一小块（约绿豆粒般大小）金属钠，把含钠的滤纸信封放入水中，装置如下图所示。请回答：（1）写出金属钠与水反应的化学方程式________________。（2）实验过程中取用金属钠的操作方法是________________。（3）有关此实验的说法正确的是________________。    A．实验过程中，可能听到爆鸣声    B．实验过程中，看到滤纸信封由白色逐渐变红色    C．实验改进的优点之一是由实验现象能直接得出反应产物    D．实验过程中，多余的金属钠不能放回原试剂瓶中，以免对瓶内试剂产生污染题组B  能力提升练1．（2022·舟山高一检测）向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绿豆粒大小的金属钠，可能观察到的现象是（     ）。2．（2021~2022学年浙江省S9联盟高一上期中）下列说法不正确的是（     ）。    A．Na2O2可以作为呼吸面具或潜水艇里的氧气来源    B．过氧化钠为淡黄色固体粉末    C．可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2    D．将Na2O加到酚酞溶液中，溶液先变红色后褪色3．（2022·榆林高一上期中检测）实验室里做钠跟水反应的实验时，用到的仪器和药品是：①试管夹；②镊子；③小刀；④滤纸；⑤研钵；⑥烧杯；⑦坩埚；⑧石棉网；⑨玻璃片；⑩药匙（     ）。    A．①②③④    B．②③④⑥⑨    C．③④⑧⑨⑩    D．②⑤⑦⑨⑩4．（2022·江苏南通高一检测）如图所示的两个实验中，CuSO4溶液和FeCl3溶液较少，Na2O和Na2O2稍微过量。则下列关于实验现象或反应原理的描述不正确的是（     ）。    A．两支试管中均发生两个化学反应    B．两支试管中均产生有颜色的沉淀    C．两支试管中均有无色气体生成    D．反应后，两支试管过滤后所得溶液均为无色5．目前，世界上多采用电解熔融氯化钠的方法来生产金属钠：2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑。已知物质A、B、C、D、E、F有如下转化关系：（1）试根据上述变化过程写出A、B、C、D、E、F可能的化学式：     A________；B________；C________；D________；E________；F________。（2）写出下列反应的化学方程式：     ①C+D→NaCl：________________________。     ②E+F→NaCl：_________________________。题组C  培优拔尖练1．一定温度下，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的温度。下列叙述中不合理的是（     ）。    A．NaOH溶液浓度增大，并放出H2    B．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”的响声2．（2021·山东省潍坊市高一上期中）在坩埚中放一小块钠加热，钠很快熔成圆球，停止加热，立即用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触，产生耀眼的火花，并有轻微爆鸣声，同时有红色固体生成，经检验该红色固体与稀硫酸不反应。下列说法错误的是（     ）。    A．钠受热易熔成圆球说明其熔点低    B．钠与CuSO4粉末反应时放出大量热    C．将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液，反应现象相同    D．一定条件下，Na可以与CuSO4反应生成Cu3．（2022·浙江丽水高一检测）某同学探究金属Na与CO2的反应，实验如下： 实验I实验II操作将点燃的金属钠伸到盛有CO2的集气瓶中将实验I的集气瓶用水冲洗，过滤。取黑色滤渣灼烧；取滤液分别滴加酚酞和氯化钡溶液现象①火焰呈黄色②底部有黑色固体，瓶壁上附有白色固体①黑色滤渣可燃②滤液能使酚酞溶液变红，滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成下列说法不正确的是（     ）。    A．生成的黑色固体中含有C    B．白色固体是Na2O    C．实验说明CO2具有氧化性    D．金属Na着火不能用CO2灭火4．（2021~2022学年德州齐河实验中学高一期中检测）探究Na2O2与H2O的反应，进行了如下实验：有关说法不正确的是（     ）。    A．实验ⅰ中发生反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑    B．实验ⅲ中MnO2做H2O2分解反应的催化剂    C．综合实验ⅰ和ⅲ可以说明Na2O2与H2O反应有H2O2生成    D．综合实验表明，实验ⅱ酚酞褪色的原因是溶液碱性变弱5．（2022•广东佛山高一上期末）Na2O2是一种重要化工原料，工业上可以用来漂白纺织类物品、麦杆、纤维等。回答下列问题：（1）Na2O2中氧元素化合价为____________，写出过氧化钠与水反应的化学方程式__________________。（2）过氧化钠若长期保存不当，容易生成____________（填化学式），证明过氧化钠变质情况的一种实验方案如下。操作现象结论取少量样品于试管中，加水溶解，加入溶液，充分振荡有白色沉淀生成__________________另取少量样品于试管中，再加入适量的水，用带火星的木条靠近管口带火星的木条复燃__________________（3）过氧化钠还可以作为潜艇工作人员的供氧剂，某工作人员携带10kg的过氧化钠固体进入潜艇，相当于携带标况下______m3空气（只需列出计算表达式，已知氧气占空气体积分数约为20%，空气的密度为1.293g/cm3）。