2019-2020新教材高中化学 1.2.1 研究物质性质的基本方法课件 鲁科版必修第一册

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一、研究物质性质的基本方法研究物质性质常用的基本方法有_____、_____、分类、比较等方法。观察实验1.观察法(1)含义:观察是一种有_____、有_____地用感官考察研究对象的方法。(2)内容计划目的2.实验法(1)含义:通过实验来验证对物质性质的_____或探究物质未知的性质的方法。(2)注意的问题:在进行实验时,要注意控制_____、______、溶液的浓度等条件。预测温度压强(3)实验的步骤3.分类法在研究物质性质时,运用分类的方法,分门别类地对物质及其_____进行研究,可以总结出各类物质的_________和特性,并根据物质所属的类别对物质及其变化进行_____。变化一般性质预测4.比较法运用比较的方法,可以找出物质性质间的_____,认识物质性质间的_________。异同内在联系【情境·思考】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。”同学们在探讨的过程中应用了研究物质性质的哪些方法?提示:同学通过磁铁验证硬币是否属于铁,这属于用实验验证对物质性质的预测或探究物质未知的性质的方法。这一过程属于实验法,还应用了观察法。二、金属钠的性质、用途及保存1.物理性质颜色状态熔点密度硬度_____色块状固体___比水___,比煤油______银白低小大小2.化学性质(1)钠与水(含酚酞)反应实验步骤实验现象现象分析钠浮在水面上_______________钠熔化成闪亮的小球_________________________钠的密度比水小钠的熔点低,反应放出热量实验步骤实验现象现象分析小球在水面上四处游动,最后完全消失____________________________与水反应发出嘶嘶响声____________________反应后溶液变为红色_________________实验结论常温下,钠与水剧烈反应,生成NaOH和H2。反应的化学方程式为______________________反应产生的气体推动小球运动钠与水反应产生气体2Na+2H2O====2NaOH+H2↑反应生成碱性物质【情境·思考】在一个短视频中,一名男子使劲把5公斤金属钠扔进了水里,金属钠在水面先是燃烧了几秒钟。随后突然就是一声震耳欲聋的爆炸声和几米高的火光,场面实在是太震撼了。随后金属钠又落到了水中再次爆炸,反复不止。钠为什么会浮在水面上?上述爆炸现象产生的原理是什么?提示:钠的密度比水小,故浮在水面上。钠投入水中,与水剧烈反应生成氢氧化钠与氢气,放出大量的热,由于钠的量多,所以发生爆炸。(2)钠与氧气的反应条件常温加热实验现象表面很快_____剧烈燃烧,发出_____火焰,生成_______固体化学方程式______________________________△====黄色4Na+O2====2Na2O2Na+O2Na2O2变暗淡黄色【巧判断】(1)将一小块金属钠放入水中后,钠沉于底部。()提示:×。金属钠的密度比水小,因此将钠放入水中会浮在水面上。(2)金属钠在常温下与氧气反应生成过氧化钠。()提示:×。金属钠在常温下与氧气反应生成氧化钠,在点燃或加热的条件下生成过氧化钠。(3)金属钠在空气中加热时,剧烈燃烧,产生黄色火焰。()提示:√。金属钠在空气中加热时,剧烈燃烧,产生黄色火焰。3.钠的用途(1)工业上用钠冶炼金属,如钛、锆、铌、钽等。(2)Na-K合金在常温下呈液态,可用作原子反应堆的导热剂。(3)制作_________。4.钠的保存实验室中少量的金属钠保存在_____中。高压钠灯煤油【想一想】下面是取用金属钠的操作过程:(1)取用金属钠时,应如何操作?提示:取用金属钠时,不能用手拿,应该用镊子夹取。(2)切取钠时,剩余的钠块如何处理?提示:切取钠时,剩余的钠块不能随意丢弃,应放回原试剂瓶。(3)钠保存在煤油中的原因是什么?提示:钠保存在煤油中,是因为钠不与煤油反应且钠的密度比煤油的大,沉入煤油底部,从而使钠与空气隔绝。(4)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?提示:探究钠的物理性质的过程中,运用了观察法和比较法。三、过氧化钠的性质及用途1.物理性质:_______的固体。2.化学性质——“两大”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,也可作漂白剂。淡黄色2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O22Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑供氧【情境·思考】某同学设计了一个“滴水点火,水火相容”的魔术实验,他用脱脂棉包住一些过氧化钠粉末放在石棉网上,向脱脂棉上滴几滴蒸馏水,结果脱脂棉竟然剧烈燃烧起来。我们知道水能灭火,为什么滴水生火?提示:可燃物燃烧需要满足两个条件:有氧气、温度达到着火点。因此说明过氧化钠与水反应生成氧气且是放热反应。知识点一钠与水、酸及盐溶液的反应【重点释疑】1.钠与水(滴有酚酞)的反应现象原因解释浮浮在水面上钠的密度比水小熔熔成闪亮的小球钠熔点低,反应放热游钠球在水面游动反应有气体生成响发出“嘶嘶”的响声红溶液变红反应有碱生成2.与酸溶液反应3.与碱溶液反应:其实质是钠与水的反应。如钠与氢氧化钠溶液的反应,即钠与水的反应。4.与盐溶液反应【知识拓展】钠与盐反应的几种特殊情况(1)将钠投入饱和溶液,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。(2)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2Na+2NaHSO4====2Na2SO4+H2↑。(3)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4Na+TiCl44NaCl+Ti。熔融====【思考·讨论】(1)把钠投入稀盐酸中,相比钠与水的反应,哪个更剧烈?为什么?提示:钠与盐酸溶液反应比与水反应更剧烈,因为钠与水反应的实质是钠与H+反应,盐酸中H+浓度比水中的大,所以更剧烈。(2)“钠不与氯化钠溶液反应”这种说法正确吗?提示:不正确。钠不与氯化钠反应,但钠与溶剂水发生反应。(3)钠能不能从盐溶液中置换出金属?为什么?提示:钠不能从盐溶液中置换出金属,因为钠会先和水反应生成NaOH和H2,NaOH再和盐反应。【案例示范】【典例】将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是()A.HClB.NaOHC.K2SO4D.CuSO4【思维建模】解答钠与水溶液反应的思路如下:【解析】选D。将少量钠投入题述四种物质的水溶液中,均有H2产生,故都满足题目的第一个条件“有气体放出”,而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中只有H2放出,故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2淀:2Na+CuSO4+2H2O====Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑,反应后溶液质量减轻。【母题追问】(1)若题干不变,将C项改成“饱和K2SO4溶液”是否可选________(填“是”或“否”),原因是____________________。提示:是。若C项改成“饱和K2SO4溶液”,由于Na与水反应会消耗水,故K2SO4会析出,溶液质量会减轻。(2)若上题选项B为不饱和溶液,加入少量钠后溶液的浓度将如何变化?提示:增大。加入钠后,钠与水反应生成NaOH,则溶质质量增大,NaOH每增加40g,溶液增加22g,溶液中溶质质量分数增大。【规律方法】金属钠与水、酸、盐溶液反应现象分析的思维模板(1)共性:浮:钠浮在液面上;熔:钠熔化成光亮的小球;游:在液面上不停地游动直至反应完;响:反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。(2)差异性:与酸及能形成弱酸的金属盐溶液反应时,由于溶液中H+浓度较大,反应比钠与水剧烈,最后钠可能在液面上发生燃烧;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(如难溶碱)、气体(NH3)等。【迁移·应用】1.(2019·阜阳高一检测)将一小块钠投入下列溶液中,既能产生气体又会出现沉淀的是()①稀硫酸②稀氢氧化钠溶液③硫酸铁溶液④氯化镁溶液A.①②B.①③C.②③D.③④【解析】选D。①、②只产生H2,发生的反应分别为2Na+H2SO4====Na2SO4+H2↑,2Na+2H2O====2NaOH+H2↑;③、④中钠除了与水反应产生H2外,生成的NaOH还与Fe2(SO4)3、MgCl2发生复分解反应,产生Fe(OH)3和Mg(OH)2沉淀。2.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。世纪金榜导学号根据反应中观察到的现象,回答下列问题:(1)金属钠的反应有哪些现象?(2)U形管中溶液的颜色有何变化?说明了什么?(3)铜丝有什么变化,说明有什么物质生成?若去掉后面的装置,简述检验气体的方法。(4)若ag钠与bmL水完全反应,则该溶液溶质的质量分数是________。【解析】钠位于水和煤油界面上,与水发生反应:2Na+2H2O====2NaOH+H2↑,生成的H2与CuO发生反应:H2+CuOCu+H2O。钠与水反应生成NaOH溶液:2Na+2H2O====2NaOH+H2↑2×232×402aggg则w(NaOH)=40a23a2340ag40a23100%100%a22a23bagbgg23＝。答案:(1)有气泡产生,钠在水和煤油的界面处上下跳动,并逐渐变小(2)煤油与水界面处从上到下逐渐由无色变为红色说明反应生成了NaOH(3)由黑色变红色H2在玻璃管口处点燃气体,有淡蓝色火焰产生,罩一个干而冷的烧杯,烧杯内壁有水珠生成(4)×100%40a22a23b【补偿训练】1.(2019·兰州高一检测)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轻缓地加入绿豆大小的金属钠,可能观察到的现象是()【解析】选A。因煤油的密度比水小,所以煤油在上层,水在下层,又因钠的密度比水小,比煤油大,因此介于两者之间,而钠能与水反应产生气体,在与水反应生成气体后被气体带离水层,进入煤油层后停止反应又下沉,如此往复,直至钠反应完。2.将一小块钠投入5mL盛有饱和澄清石灰水的试管里,不可能观察到的现象()A.钠熔成小球并在液面游动B.有气体产生C.溶液底部有银白色物质生成D.溶液变浑浊【解析】选C。钠投入饱和澄清石灰水其实就是跟水反应,故钠和水反应的现象应该都有,所以A、B正确;由于是饱和石灰水,钠与水反应放出热量且消耗水,故原溶液中的氢氧化钙会析出而变浑浊,D正确;在水溶液中钠不可能置换出金属,故不可能有银白色的物质生成,C错误。3.将绿豆大小的钠投入足量下列溶液时,能产生气体,但无沉淀产生的是()A.稀硫酸B.饱和NaOH溶液C.饱和NaCl溶液D.MgCl2溶液【解析】选A。四种情况下均有气体产生,A中Na与稀硫酸生成的硫酸钠易溶于水,故不会有沉淀,符合题意;由于B、C为饱和溶液,加入钠消耗水,均会有晶体析出;而D中钠和水反应产生的氢氧化钠继续和氯化镁反应产生氢氧化镁沉淀。4.(2019·莆田高一检测)将一小块金属钠投入滴有紫色石蕊试液的盛冷水的烧杯中,甲同学认为可以观察到下列实验现象,其中正确的有()①钠投入水中,先沉入水底,后浮出水面②钠立即与水反应,并有气体产生③反应后溶液变红色④钠熔化成光亮的小球⑤小球在水面上迅速游动⑥有“嘶嘶”的响声发出A.①②③④B.②③④⑤C.②④⑤⑥D.③④⑥【解析】选C。钠投入水中,不是沉入水底,而是浮在水面上;钠与水反应生成NaOH,溶液呈碱性,使紫色石蕊试液变蓝。知识点二钠露置在空气中的变化【重点释疑】1.相