2023-2024学年鲁科版（2019）必修第一册 1-2-1研究物质性质的基本方法 课件（64张）

第1课时研究物质性质的基本方法学业基础核心素养学考评价学业要求1．通过对金属钠的性质探究等一系列科学探究活动，认识钠是一种非常活泼的金属单质，了解金属钠的物理性质、主要化学性质，形成科学探究与创新意识的化学核心素养。2．通过观察、分析实验现象，体会如何科学、合理地运用观察方法。在归纳金属钠的性质的过程中，体验分类、比较等方法在研究和学习物质性质过程中的重要应用，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。3．激发学习化学的兴趣，同时树立安全意识和环保意识，形成科学态度与社会责任的化学核心素养。知识网络学业基础一、研究物质性质的基本方法研究物质的性质有________、________、________、________、假说、模型等方法。1．观察法(1)含义：观察是一种________、________地运用________考察研究对象的方法。(2)

观察实验分类比较有计划有目的感官仪器2．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)实验步骤(3)注意事项实验时要注意控制________、________、________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。目的温度压强溶液3．分类法(1)可以总结出各类物质的一般性质；(2)根据物质所属的________对物质及其变化进行预测。4．比较法认识各种物质性质之间的异同与内在联系。类别特别提醒(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。(2)运用假说和模型进行的预测，还需要通过实验来验证。[即学即练]1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(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

(

)(6)通过观察物质的颜色、气味、状态可了解其物理性质，通过实验可了解其化学性质(

)√√√2．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：D3．“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．得出结论答案：A二、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____从____中取出金属钠，用____吸干表面的煤油，在干燥的________上用____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____金属光泽，质____，硬度____，密度比煤油____，常温下是____镊子煤油滤纸玻璃片小刀银白软小大固体2.钠与水的反应观察并记录结果，分析得出结论：实验操作实验现象解释(1)钠浮在水面上(1)钠的密度比水的________(2)钠与水反应发出嘶嘶响声(2)钠与水反应剧烈(3)钠熔化成闪亮的小球(3)钠熔点_____，反应______(4)小球在水面上迅速游动，逐渐变小，最后消失(4)反应产生的气体推动小球游动(5)反应后溶液的颜色逐渐变________(5)有________生成结论钠与水剧烈反应，生成NaOH和H2，化学方程式为________________________小低放热红碱2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑[即学即练]1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(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2Na＋CuSO4===Cu＋Na2SO4(

)(5)钠投入饱和氢氧化钠溶液中有沉淀产生(

)××√×√2．交流思考(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？___________________________________________________________探究钠的物理性质的过程中，运用了观察法。钠与水反应的探究过程运用了观察法、实验法。(2)回答下列问题：①将绿豆粒大小的一块钠加入CuSO4溶液中能生成蓝色沉淀，请用化学方程式解释这一现象。______________________________________________________________________________________________________________________②把钠加入稀盐酸中，有何现象？相比钠与水的反应哪个更剧烈？为什么？_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________钠先与水反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，生成的NaOH再与CuSO4反应：2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。现象为浮、熔、游、响；钠与稀盐酸反应比与水反应更剧烈，因为钠与水反应的实质是钠与H＋的反应，盐酸中单位体积内的H＋数目比水中的多，所以钠与盐酸反应更剧烈。3．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：B4．向分别盛有100mL水、100mL盐酸、100mL硫酸铜溶液的X、Y、Z三个烧杯中分别投入1.15gNa，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：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑B．三个烧杯中的反应，相比而言，X中的反应最剧烈C．Z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中的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2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4，所以一定会有Cu(OH)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。三、实验法的应用——钠与氧气反应【实验】金属钠与氧气的反应实验(1)实验目的a．探究金属钠与氧气的反应。b．认识条件控制对于实验研究的意义。(2)实验用品金属钠、酒精灯、坩埚、三脚架、泥三角、坩埚钳、镊子、小刀、玻璃片、滤纸、火柴。(3)实验方案a．将切好的金属钠放置在空气中，观察现象。b．将一小块金属钠放入坩埚中加热，观察现象。(4)实验过程步骤1：金属钠放置在空气中实验现象：新切开的钠具有银白色的金属光泽，在空气中很快________。实验结论：在常温下，4Na＋O2===2Na2O(白色固体)。变暗

小球黄色淡黄[即学即练]1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)金属钠可以放置在空气中(

)(2)Na2O可由两种单质直接反应生成，Na2O2则不能(

)(3)Na燃烧火焰为黄色(

)(4)常温下，钠与氧气反应生成淡黄色固体(

)(5)钠与氧气反应时，条件不同，产物也不同，说明反应条件的控制对实验研究有重要意义(

)××√×√2．交流思考(1)上述探究过程，用到了哪些研究方法？___________________________________________________________(2)请比较金属钠与其他金属(如铁)在化学性质上的相同点和不同点。______________________________________________________________________________________________________________________观察法、实验法、比较法。相同点：在一定条件下，钠与其他金属均能与某些非金属单质、酸等发生反应。不同点：金属钠活泼，常温下能与水剧烈反应。3．取一小块金属钠，放在燃烧匙(底部铺有一层细沙)里加热，下列实验现象描述正确的是(

)①金属钠先熔化②在空气中燃烧，放出黄色火花③燃烧后得到白色固体④燃烧时火焰为黄色⑤燃烧后生成淡黄色固体A．①② B．①②③C．①④⑤

D．④⑤答案：C四、钠的保存及用途

(1)保存。金属钠通常保存在煤油中或石蜡油中。(2)用途。未用完的金属钠要放回试剂瓶，不能随便丢弃！五、比较法的应用——研究氧化钠和过氧化钠的性质Na2O、Na2O2的比较物质氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2颜色、状态____色固体____色固体阴、阳离子个数比1∶21∶2生成条件Na与O2_____下反应Na与O2在__________的条件下反应热稳定性不稳定，易转化为Na2O2较稳定白淡黄常温点燃或加热与H2O反应Na2O＋H2O===________2Na2O2＋2H2O===_____________与CO2反应Na2O＋CO2===________2Na2O2＋2CO2===_____________与盐酸反应Na2O＋2HCl===___________2Na2O2＋4HCl===________________主要用途用于制取NaOH、Na2CO3用于制取强氧化剂、漂白剂，作为呼吸面具和潜水艇的供氧剂联系热时可发生反应：

_________________2NaOH4NaOH＋O2↑Na2CO32Na2CO3＋O22NaCl＋H2O4NaCl＋2H2O＋O2↑

[即学即练]1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色的化学方程式是2Na2O2===2Na2O＋O2↑(

)(2)Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶1(

)(3)Na2O与Na2O2分别与CO2反应的产物完全相同(

)(4)Na2O与Na2O2均可与水反应产生氧气(

)(5)钾、钠、镁等活泼金属着火时，不能用泡沫灭火器灭火(

)(6)Na2O2可使酚酞溶液变红(

)(7)Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物的原因是2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2(

)××××√××2．金属钠露置在空气中发生如下变化：请写出金属钠长期露置在空气中发生反应的有关化学方程式。答案：发生反应的有关化学方程式：①4Na＋O2===2Na2O②Na2O＋H2O===2NaOH④2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO3·10H2O⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O3.某同学在实验室进行如图所示的过氧化钠性质实验。请回答下列问题。(1)过氧化钠与水反应的化学方程式为_________________________。过氧化钠中氧元素的化合价为________价。(2)如图所示实验，滴入几滴水，现象是____________，带火星的木条复燃，实验结束后，向试管所得溶液中滴加酚酞溶液，现象是_______________。(3)若用嘴通过导管向附着少量Na2O2粉末的棉花吹气，棉花燃烧。原因是Na2O2与H2O、CO2反应，其中与CO2反应的化学方程式为_________________________。2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑－1产生大量气泡溶液先变红后褪色2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2解析：(1)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，过氧化钠中氧元素的化合价为－1。(2)滴入几滴水，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，同时放出大量的热，氧气助燃，带火星的木条复燃，滴入酚酞，溶液先变红后褪色。4．下列关于氧化钠和过氧化钠的说法正确的是(

)A.它们是白色粉末B．它们都能与水反应产生氧气C．它们都能与二氧化碳发生反应生成氧气D．过氧化钠可作为潜水艇和呼吸面具的供氧剂答案：D解析：过氧化钠是淡黄色粉末，A错误；氧化钠与水反应只生成氢氧化钠，不产生氧气，B错误；氧化钠与二氧化碳生成碳酸钠，不会生成氧气，C错误；过氧化钠与水、二氧化碳反应都能生成氧气，可作为潜水艇和呼吸面具的供氧剂，D正确。

答案：C解析：钠与纯氧中反应生成氧化钠，虽然产物唯一，但无法确定反应是否完全，故不选A；钠与二氧化碳在加热条件下反应生成氧化钠和碳，氧化钠又能与二氧化碳反应生成碳酸钠，故不选B；C项中反应是工业制取氧化钠最常见的方法，产生的氮气和固体易分离，目标产物中无杂质，而且亚硝酸钠属于工业常用盐，价格低，它提供一部分的钠元素，从而减少较贵重的金属钠的用量，且生成的N2可保护Na2O不被进一步转化为Na2O2，故选C；钠放置在空气中不仅与氧气反应还与水蒸气反应，所以产物不纯，故不选D。核心素养一、钠与溶液的反应[例1]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(

)①MgSO4溶液②NaHCO3溶液③Na2SO4溶液④饱和澄清石灰水⑤NH4Cl溶液A．①③④ B．②⑤C．①④ D．全部状元随笔钠与某些物质的水溶液反应一定有气体产生，是否产生沉淀则需考虑NaOH与原溶质的反应、溶剂H2O的减少对溶质的影响以及反应放热对溶质溶解度的影响等。答案：C解析：将钠放入盛有题给溶液的烧杯中，金属钠均先与水发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。①中MgSO4＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋Na2SO4；②中NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，生成的Na2CO3溶解度大于NaHCO3，故不会产生沉淀；③中Na2SO4与NaOH不反应，没有沉淀生成；④中反应消耗水，溶液温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2沉淀；⑤中只产生气体，没有沉淀生成。[提升1]将一块绿豆粒大小的金属钠分别投入下列溶液中，反应产生的现象及发生的反应均正确的是(

)选项溶液反应产生的现象化学方程式A稀盐酸剧烈反应，产生气体，溶液中产生白色沉淀2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑BCuSO4产生气体，溶液中产生红色固体2Na＋CuSO4===Na2SO4＋CuCFeCl3产生气体，溶液中产生红褐色沉淀2FeCl3＋6Na＋6H2O===2Fe(OH)3↓＋6NaCl＋3H2↑D稀NaOH产生气体，溶液中产生白色沉淀2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑答案：C解析：A错，钠与稀盐酸反应生成NaCl和H2，NaCl易溶于水。B错，Na是极活泼金属，投入CuSO4溶液中，Na与水反应生成NaOH和H2，NaOH再与CuSO4发生复分解反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀，不能置换出铜。C对，Na先与水反应生成NaOH和H2，NaOH再与FeCl3发生复分解反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀。D错，Na与水反应生成NaOH和H2，NaOH易溶于水。状元随笔(1)在酸溶液中H＋浓度比水中大，在酸中反应会更剧烈。(2)钠不能从盐溶液中置换出金属单质。关键能力钠与水反应的延伸应用反应类别反应分析与酸溶液反应钠投入酸中时，钠先与酸中的H＋反应，当酸反应完时，钠再与水反应，即反应顺序是“先酸后水”。钠与盐酸反应的化学方程式为2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑。钠与酸溶液的反应比钠与水的反应更剧烈，因为酸中的H＋浓度大与碱溶液反应将钠加入碱溶液中，实质是钠与水发生反应与盐溶液反应钠与盐溶液反应，一般分两步考虑，先考虑Na与水反应生成NaOH，再考虑NaOH是否与盐反应①将钠投入NaCl溶液中，发生反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑②将钠投入饱和NaCl溶液中，有H2放出，还有NaCl晶体析出(温度不变)③将钠投入CuSO4溶液中，有H2放出，同时有蓝色沉淀生成(注意Na不能从CuSO4溶液中置换出Cu)：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4将上面两个化学方程式叠加可得总反应：2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2＋Na2SO4＋H2↑状元随笔金属钠与溶液反应的现象(1)共性：因为钠与水的反应属于剧烈的置换反应，故钠与溶液反应有共同的现象产生。①浮：钠浮在液面上；②熔：钠熔化成光亮的小球；③游：在液面上不停地游动直至反应完；④响：反应过程中不停地发出“嘶嘶”的响声。(2)差异性：与酸反应时，由于溶液中H＋浓度较大，反应程度比钠与水的反应剧烈，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(如生成难溶性碱)、气体(NH3)等。二、Na2O2的性质[例2]下列叙述不正确的是(

)A．Na2O2是淡黄色固体，Na2O是白色固体，二者都能与水反应生成NaOHB．Na和O2在加热时反应生成Na2O2，在常温下反应生成Na2OC．Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生置换反应生成O2D．2gH2充分燃烧后产物被Na2O2完全吸收，Na2O2固体增重2g答案：C解析：Na2O2与CO2反应生成O2：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，该反应不是置换反应，C项错误；2gH2充分燃烧后生成18g水，完全被Na2O2固体吸收发生反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，由质量守恒可知，固体由Na2O2―→NaOH，其质量增加的量等于H2O―→O2的质量减少量，18g水被吸收后生成16gO2，即Na2O2固体增重2g。

[提升2]下列说法中正确的是(

)A．将Na块放入水中，产生气体：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑B．二氧化碳通过Na2O2粉末，反应后固体质量减少C．钠与CuSO4溶液反应：2Na＋CuSO4===Cu↓＋Na2SO4D．Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2答案：A解析：A对，Na与水反应生成NaOH和H2，化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。B错，二氧化碳通过Na2O2粉末，发生反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，反应后固体质量增加。C错，钠极易与水反应，不能与CuSO4溶液发生置换反应生成Cu，而是生成Cu(OH)2沉淀。D错，Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物，发生的反应为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。状元随笔高考试题中常考查有关钠、过氧化钠的三个反应：(1)钠与水反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。(2)过氧化钠与CO2反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。(3)过氧化钠与水反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。

实际上这两个反应均不能发生，只是从质量的角度可看作Na2O2只吸收了H2和CO，Na2O2增加的质量等于H2和CO的质量。这样在分析H2和CO在氧气中燃烧的产物被Na2O2完全吸收后固体质量的变化时会变得很方便。凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，Wg该物质在O2中完全燃烧后的产物(CO2和水蒸气)与足量的Na2O2固体反应后，固体增加的质量为Wg。或是由C、H、O三种元素组成的物质，只要该物质中C、O原子个数比为1∶1，也可满足该变化。(2)先后顺序关系。当CO2、H2O(g)与足量的Na2O2同时接触时，由于Na2O2与H2O反应生成的NaOH能与CO2反应生成Na2CO3，所以可以视为Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O(g)反应。学考评价1．从生活常识角度考虑，试推断钠元素在自然界中主要的存在形式是(

)A．Na B．NaClC．NaOH D．Na2O答案：B解析：钠是活泼金属，在自然界中全部以化合物的形式存在，氢氧化钠溶液能够吸收CO2，氧化钠吸收水生成氢氧化钠，所以钠元素在自然界中主要的存在形式是NaCl。2．将一小块金属钠投入盛有滴有紫色石蕊试液的冷水的烧杯中，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．①②③④ B．②③④⑤C．②④⑤⑥ D．③④⑥答案：C解析：钠的密度比水小，投入水中，不会沉入水底，而是浮在水面上，①错误；钠是活泼金属，能与冷水剧烈反应，钠与水反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，有气体产生，②正确；钠与水反应生成NaOH，反应后溶液呈碱性，紫色石蕊试液变蓝，③错误；钠的熔点低，与水反应时放热，会熔化成光亮的小球，④正确；钠与水反应生成氢气，在气体推动下，钠球在水面上迅速游动，⑤正确；钠与水剧烈反应，会发出“嘶嘶”的响声，⑥正确。故选C。3．2022年3月23日，神舟十三号飞行乘组圆满完成了“天宫课堂”第二课授课活动。为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装盛有Na2O2颗粒的装置。下列关于Na2O2的叙述不正确的是(

)A．Na2O2为白色的固体粉末B．Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶2C．Na2O2与H