高中化學(xué) 第一章 認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué) 第2節(jié) 研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序?qū)W案(2)魯科版必修1.doc
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第2節(jié) 研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序 庖丁巧解牛 知識(shí)巧學(xué)升華 一、研究物質(zhì)性質(zhì)的基本方法 1.研究物質(zhì)性質(zhì)的基本方法 研究物質(zhì)性質(zhì)常用的基本方法有觀察、實(shí)驗(yàn)、分類、比較等。一般是多種方法并用,但每種方法的使用關(guān)鍵和目的不同。 (1)觀察法:觀察 觀察法是一種有計(jì)劃、有目的的用感官考察研究對(duì)象的方法。觀察后要對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行分析和綜合,得出結(jié)論。 (2)實(shí)驗(yàn)法:實(shí)驗(yàn)法是人為地再現(xiàn)物質(zhì)性質(zhì)的過(guò)程。 (3)分類法:分類法主要是對(duì)物質(zhì)及變化進(jìn)行分類研究,可以得到各類物質(zhì)的通性和特性。 (4)比較法:比較法是將研究對(duì)象和與之相關(guān)聯(lián)的其他已知性質(zhì)的物質(zhì)進(jìn)行比較研究。 2.金屬鈉的物理性質(zhì)及鈉與水的反應(yīng) (1)金屬鈉的物理性質(zhì) 狀 態(tài) 顏 色 密度相對(duì)大小 熔點(diǎn)相對(duì)高低 常溫下固態(tài) 光亮的銀白色 ρ(煤油)<ρ(Na)<ρ(H2O) 熔點(diǎn)低 (2)金屬鈉跟水的反應(yīng) 現(xiàn) 象 分 析 鈉浮在水面上 說(shuō)明ρ(Na)<ρ(H2O) 鈉塊熔成閃亮的小球 鈉和水反應(yīng)放出熱量,使鈉塊熔成了鈉球 鈉球迅速向各個(gè)方向游動(dòng) 鈉和水反應(yīng)生成氣體,推動(dòng)鈉球游動(dòng) 聽(tīng)到液面上發(fā)出嘶嘶的響聲 鈉與水反應(yīng)放出熱量使H2O(g)局部蒸發(fā)為氣體 滴有酚酞的溶液變紅色 鈉與水反應(yīng)生成了堿 點(diǎn)燃試管內(nèi)氣體,聽(tīng)到尖銳的爆鳴聲(或輕微的響聲) 說(shuō)明鈉與水反應(yīng),生成了可燃性氣體 要點(diǎn)提示 注意此處空半格觀察盛放在試劑瓶中的金屬鈉的狀態(tài)及在煤油中的位置;觀察鈉的切面;親身感覺(jué)鈉被切割的難易;觀察鈉在水中的位置;觀察鈉在水中的狀態(tài);觀察鈉在水中的運(yùn)動(dòng);耳聽(tīng)鈉與水的反應(yīng)發(fā)出的聲音;將集滿氣體的試管移近酒精燈的火焰,耳聽(tīng)聲音;觀察溶液顏色的變化。 鈉有強(qiáng)烈腐蝕性,不能用手直接接觸,以免灼傷皮膚。放入水中的金屬鈉只能是黃豆粒大小的一小塊;再大,則易發(fā)生爆炸,危險(xiǎn)! Na與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Na+2H2O2NaOH+H2↑ 3.金屬鈉與氧氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)1:切好的金屬鈉放置在空氣中。 實(shí)驗(yàn)2:將金屬鈉放在石棉網(wǎng)上加熱。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié) 論 Na在空氣中放置 光亮的銀白色逐漸變暗——生成白色固體 生成Na2O Na在空氣中加熱 Na在空氣中劇烈燃燒,產(chǎn)生黃色火焰,生成淡黃色固體 生成Na2O2 4.鈉的性質(zhì)和用途 外觀物理性質(zhì)(新切開(kāi)) 銀白色、不透明、固體 其他物理性質(zhì) 熔點(diǎn)低、密度?。ū人?,比煤油大)、硬度小、導(dǎo)電、導(dǎo)熱 化學(xué)性質(zhì) 與O2反應(yīng) 常溫:4Na+O2══2Na2O 加熱:2Na+O2Na2O2 與Cl2反應(yīng) 2Na+Cl22NaCl 與H2O反應(yīng) 2Na+2H2O══2NaOH+H2↑ 與稀H2SO4反應(yīng) 2Na+H2SO4══Na2SO4+H2↑ 與CuSO4溶液反應(yīng) 2Na+2H2O══2NaOH+H2↑ 2NaOH+CuSO4══Cu(OH)2↓+Na2SO4 用途 制取Na2O2;制備Na-K合金;作電光源;制取鈦、鋯、鈮、鉭等稀有金屬 存在 只以化合態(tài)存在于自然界中,常以NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等形式存在 保存 少量的鈉保存在煤油中,大量的金屬鈉則存放在鐵桶中用石蠟密封 5.比較Na和Fe的性質(zhì) 性 質(zhì) 相同點(diǎn) 不同點(diǎn) 物理性質(zhì) 都是銀白色金屬,常溫下都是固體 密度不同:Fe>Na,硬度不同:Fe>Na,熔沸點(diǎn)不同:Fe>Na 化學(xué)性質(zhì) 都能跟O2等非金屬反應(yīng),都能置換出酸中的氫 Na跟水反應(yīng)劇烈,F(xiàn)e跟水不反應(yīng) 6.金屬共性 絕大多數(shù)金屬是銀白色固體;絕大多數(shù)金屬能跟活潑非金屬反應(yīng);大部分金屬能置換出酸中的氫等等。 2Na+2HCl══2NaCl+H2↑,F(xiàn)e+2HCl══FeCl2+H2↑ 二、研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序 1.研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序 第一步,觀察物質(zhì)的外觀性質(zhì)。了解物質(zhì)的狀態(tài)、顏色、氣味等。 第二步,預(yù)測(cè)物質(zhì)性質(zhì)。運(yùn)用分類的方法,根據(jù)物質(zhì)所屬類別或有關(guān)反應(yīng)規(guī)律預(yù)測(cè)物質(zhì)性質(zhì)。 第三步,實(shí)驗(yàn)和觀察。根據(jù)預(yù)測(cè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等;如果出現(xiàn)預(yù)測(cè)之外的特殊現(xiàn)象,則需要進(jìn)一步分析,提出新的問(wèn)題和作出新的預(yù)測(cè),并再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和觀察,驗(yàn)證新的預(yù)測(cè)。 第四步,解釋和結(jié)論。需要對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析、綜合、推論,概括出結(jié)論,一般運(yùn)用比較的方法歸納出物質(zhì)的通性及特性。 第五步,整合實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 聞氯氣的方法 2.案例:研究氯氣的性質(zhì) (1)Cl2的用途:制造鹽酸、有機(jī)溶劑和殺菌消毒劑。 (2)氯氣的物理性質(zhì) 顏 色 氣 味 狀 態(tài) 密 度 溶解性 氯水顏色 黃綠色 刺激性氣味 通常是氣體 比空氣大 能溶于水 黃綠色 (3)預(yù)測(cè)物質(zhì)的性質(zhì) ①預(yù)測(cè)Cl2的化學(xué)性質(zhì):能跟金屬(如Na、Fe、Cu等)反應(yīng),能跟非金屬(如H2、C、P等)反應(yīng)。 ②實(shí)驗(yàn)記錄: 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 生成物 鐵絲在氯氣中燃燒 細(xì)鐵絲在Cl2中燃燒,充滿棕褐色煙,生成棕褐色固體;棕褐色固體溶于水,溶液呈黃色 FeCl3 氫氣在氯氣中燃燒 H2繼續(xù)燃燒,火焰蒼白色,在瓶口處生成大量白霧 HCl 歸納總結(jié) Cl2的化學(xué)性質(zhì) ③Cl2跟水的反應(yīng) a.預(yù)測(cè):Cl2能跟水反應(yīng) b.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 要點(diǎn)提示 注意此處空半格簡(jiǎn)筆畫(huà)中,—、等表示導(dǎo)管,表示密閉容器,表示敞口容器,…… c.實(shí)驗(yàn)記錄 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié) 論 氯水+Mg 生成氣體 氯水中含酸 氯水+石蕊溶液 先變紅后褪色 氯水中含酸,也含有漂白性物質(zhì) 氯水+AgNO3溶液 生成白色沉淀 氯水中含有Cl- Cl2+干紅紙條 紅紙條不褪色 Cl2無(wú)漂白作用 Cl2+濕紅紙條 紅紙條褪色 氯氣和水的反應(yīng)產(chǎn)物有漂白作用 歸納總結(jié) 注意此處空半格Cl2+H2OHCl+HClO,次氯酸(HClO)具有漂白作用、殺菌消毒作用。 ④新的預(yù)測(cè):Cl2能跟水反應(yīng),則Cl2也能跟堿溶液反應(yīng)。 2NaOH+Cl2══NaCl+NaClO+H2O NaClO+H2O+CO2══NaHCO3+HClO。 要點(diǎn)提示 注意此處空半格酸性:H2CO3>HClO 3.了解化學(xué)科學(xué)的研究手段 (1)假說(shuō):是以已有事實(shí)材料和科學(xué)理論為依據(jù),面對(duì)未知事實(shí)或規(guī)律所提出的一種推測(cè)性說(shuō)明。 (2)模型:是以客觀事實(shí)為依據(jù)建立起來(lái)的對(duì)事物及其變化的一種簡(jiǎn)化的模型。一般可分為兩類模型——直觀的物體模型和抽象的思維模型。 (3)一般的化學(xué)儀器:如試管、燒杯等,我們應(yīng)該熟悉它們的構(gòu)造特點(diǎn)、用途和使用方法等。 (4)先進(jìn)的新型儀器:色譜儀、X射線儀、質(zhì)譜儀、核磁共振儀等。 (5)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 問(wèn)題思路探究 問(wèn)題1 實(shí)驗(yàn)法研究物質(zhì)性質(zhì)分為哪幾種? 思路:根據(jù)對(duì)物質(zhì)的認(rèn)知程度,實(shí)驗(yàn)分為驗(yàn)證性試驗(yàn)和探究性試驗(yàn)。 探究:實(shí)驗(yàn)法有兩種情況:一是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)——驗(yàn)證對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的預(yù)測(cè);二是探究性實(shí)驗(yàn)——探究物質(zhì)的未知性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)前,要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)用品、實(shí)驗(yàn)步驟,甚至可能的安全措施等;實(shí)驗(yàn)中,仔細(xì)觀察現(xiàn)象并及時(shí)記錄;實(shí)驗(yàn)后,認(rèn)真分析結(jié)果,寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 問(wèn)題2 學(xué)會(huì)研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序?qū)ξ覀冇惺裁磳?shí)際意義和重要性? 思路:從化學(xué)的研究對(duì)象和化學(xué)對(duì)人類的發(fā)展需要上去認(rèn)識(shí)實(shí)際意義和重要性。 探究:可以從兩個(gè)方面來(lái)看:一是從化學(xué)科學(xué)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系上看,因?yàn)榛瘜W(xué)科學(xué)的任務(wù)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、反應(yīng)、制備和應(yīng)用,而組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、反應(yīng)、制備和應(yīng)用之間是有一定的內(nèi)在聯(lián)系的。因此,研究物質(zhì)的性質(zhì)是化學(xué)科學(xué)的核心任務(wù),也是我們學(xué)習(xí)掌握化學(xué)科學(xué)知識(shí)的關(guān)鍵。 二是從人類社會(huì)的需要上看:只有深入地研究物質(zhì)的性質(zhì),才能更好地利用物質(zhì),改善人類的生存條件,提高人類的生存質(zhì)量,走可持續(xù)發(fā)展之路。因此,學(xué)習(xí)化學(xué)科學(xué)的第一步就是要先學(xué)會(huì)研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序,才能達(dá)到以上目的。 典題熱題新題 例1.用右圖所示的方法研究金屬鈉與水反應(yīng)的性質(zhì),其中A是用帶孔的鋁箔包著的小鈉塊。 (1)用小刀切下一小塊鈉,能用小刀切割,說(shuō)明金屬鈉的性質(zhì)是_________。對(duì)切下的鈉塊要用濾紙吸(或擦)一下,這樣做的目的是_________。 (2)包裹鈉塊的鋁箔上要預(yù)先穿上足夠多的小孔,若小孔數(shù)量較少,可能出現(xiàn)的不良后果是_________________。假如在實(shí)驗(yàn)剛開(kāi)始時(shí)就將鑷子松開(kāi)并拿出水面,會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象是_________,原因是_________。 (3)根據(jù)預(yù)測(cè),鈉與水反應(yīng)的方程式是_________;可用一種酸堿指示劑證明該反應(yīng)生成了氫氧化鈉,這種指示劑是_________;要證明生成氣體是氫氣,實(shí)驗(yàn)方法是_________。 解析:本題考查鈉的一些基本性質(zhì),但形式較新,不是簡(jiǎn)單地將性質(zhì)羅列出來(lái),還需要一定的綜合思考能力。金屬鈉硬度小,可以用刀切割,密度小于水,在水中會(huì)上浮,鈉化學(xué)性質(zhì)活潑,易與O2、H2O反應(yīng),并放出大量熱。檢驗(yàn)酸堿要用酸堿指示劑,但檢驗(yàn)堿時(shí)最好用酚酞現(xiàn)象更明顯。檢驗(yàn)氫氣的傳統(tǒng)方法是利用氫氣的易燃性,需注意的是氫氣密度小。 答案:(1)硬度小 除去鈉表面的煤油 (2)發(fā)生爆炸 浮到水面上并四處游動(dòng) 鈉密度比水小,與水反應(yīng)劇烈,生成H2 (3)2Na+2H2══O2NaOH+H2↑ 酚酞試液 用試管收集后口向下靠近酒精燈火焰 深化升華 注意此處空半格根據(jù)現(xiàn)象推測(cè)物質(zhì)的性質(zhì),根據(jù)性質(zhì)可以推測(cè)試驗(yàn)現(xiàn)象,根據(jù)金屬鈉的密度、硬度、熔點(diǎn)推測(cè)與水反應(yīng)的現(xiàn)象?;貞浽囼?yàn)過(guò)程回答問(wèn)題。 例2.已知反應(yīng)2FeCl2+Cl2══2FeCl3。現(xiàn)有鐵粉、氯氣、氧化鐵和鹽酸等四種物質(zhì),試用三種方法制取FeCl3(用化學(xué)方程式表示)。 (1)_______________________________________________________________________。 (2)_______________________________________________________________________。 (3)_______________________________________________________________________。 解析:鐵與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵(FeCl3),而鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵(FeCl2)。 答案:(1)2Fe+3Cl22FeCl3 (2)Fe2O3+6HCl══2FeCl3+3H2O (3)Fe+2HCl══FeCl2+H2↑,2FeCl2+Cl2══2FeCl3 深化升華 注意此處空半格首先了解物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),凡是能夠生成該物質(zhì)的反應(yīng),均可以認(rèn)為是制備該物質(zhì)的方法。但是,要注意比較原料、反應(yīng)條件、污染、成本等,選擇合理的制備方案。 例3.某生應(yīng)用下圖所示的方法研究物質(zhì)的性質(zhì),其中氣體A的主要成分是氯氣,雜質(zhì)是空氣和水蒸氣。 回答下列問(wèn)題: (1)該項(xiàng)研究(實(shí)驗(yàn))的目的是_________________________________________________。 (2)濃H2SO4的作用是_______________________________________________________。 與研究目的直接相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_____________________________________________。 (3)從物質(zhì)的性質(zhì)方面看,這套設(shè)計(jì)還存在隱患,事故表現(xiàn)是____________________。 請(qǐng)?jiān)趫D中的虛線框內(nèi)以圖的形式表明克服事故隱患的措施。 解析:Cl2本身無(wú)漂白性,Cl2能漂白是因?yàn)镃l2與水反應(yīng)生成HClO;Cl2有毒,含有Cl2的尾氣要經(jīng)處理后才能排放,Cl2易與NaOH溶液反應(yīng),吸收尾氣一般用NaOH溶液。 答案:(1)比較Cl2與HClO的漂白性(或驗(yàn)證HClO漂白性) (2)干燥Cl2氣體(或吸收A氣體中的水)B中布條不褪色,C中布條褪色 (3)Cl2污染空氣,使生物中毒 尾氣處理裝置如圖 深化升華 注意此處空半格對(duì)物質(zhì)性質(zhì)(Cl2)的驗(yàn)證試驗(yàn),要注意其他物質(zhì)(水)存在時(shí)的干擾,同時(shí),對(duì)氯氣的污染環(huán)境提出治理方法(堿液吸收)。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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