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

第02讲  研究物质性质的基本方法

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

2．金属钠与水的反应

（1）实验步骤

（2）实验现象及原因

（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

【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

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+10H2O

3．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

【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．②⑤⑦⑨⑩

4．（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Cu

3．（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：

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。

（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）。