2020-2021學(xué)年高中化學(xué)新教材魯科版必修第1冊(cè)學(xué)案：第1章 第2節(jié)　第1課時(shí)　研究物質(zhì)性質(zhì)的基本方法

1、第2節(jié)研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序第1課時(shí)研究物質(zhì)性質(zhì)的基本方法發(fā)展目標(biāo)體系構(gòu)建1.通過(guò)對(duì)金屬鈉的性質(zhì)研究等一系列科學(xué)探究活動(dòng)，認(rèn)識(shí)鈉是一種非常活潑的金屬單質(zhì)，了解鈉的物理性質(zhì)、主要化學(xué)性質(zhì)。2.通過(guò)觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，體會(huì)怎樣科學(xué)合理地運(yùn)用觀察方法。3.通過(guò)對(duì)鈉與氧氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究，體會(huì)實(shí)驗(yàn)方法在化學(xué)研究中的作用，并認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中控制實(shí)驗(yàn)條件的重要性。4.在歸納金屬鈉的性質(zhì)過(guò)程中，體驗(yàn)分類、比較等研究方法在研究和學(xué)習(xí)物質(zhì)性質(zhì)過(guò)程中的重要應(yīng)用。5.激發(fā)學(xué)習(xí)的化學(xué)興趣，樂(lè)于探究物質(zhì)變化的奧秘，同時(shí)樹(shù)立安全意識(shí)和環(huán)保意識(shí)。一、研究物質(zhì)性質(zhì)的基本方法研究物質(zhì)的性質(zhì)，常常運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)、分類、比較等方法。

2、1觀察法(1)含義：觀察是一種有計(jì)劃、有目的地運(yùn)用感官考察研究對(duì)象的方法。(2)內(nèi)容觀察(3)運(yùn)用觀察法時(shí)的注意事項(xiàng)不能用手直接接觸化學(xué)藥品。嚴(yán)禁品嘗化學(xué)藥品的味道。聞氣體氣味時(shí)要用“扇聞法”。操作如圖所示。(4)實(shí)施觀察的程序2實(shí)驗(yàn)法(1)含義：通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的預(yù)測(cè)或探究物質(zhì)未知的性質(zhì)的方法。(2)注意的問(wèn)題：在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，要注意控制溫度、壓強(qiáng)、溶液的濃度等條件。(3)實(shí)驗(yàn)的步驟3分類法在研究物質(zhì)性質(zhì)時(shí)，可以運(yùn)用分類的方法總結(jié)各類物質(zhì)的一般性質(zhì)，并根據(jù)物質(zhì)所屬的類別對(duì)物質(zhì)及其變化進(jìn)行預(yù)測(cè)。4比較法運(yùn)用比較的方法，認(rèn)識(shí)各種物質(zhì)性質(zhì)之間的異同與內(nèi)在聯(lián)系。二、基本方法的應(yīng)用金屬鈉及性質(zhì)1

3、觀察法認(rèn)識(shí)鈉的物理性質(zhì)(1)觀察目的：認(rèn)識(shí)金屬鈉的狀態(tài)、顏色、硬度以及密度的相對(duì)大小及熔點(diǎn)的相對(duì)高低。(2)觀察內(nèi)容：試劑瓶中的金屬鈉及鈉塊切面。(3)觀察記錄：狀態(tài)顏色光澤硬度密度熔點(diǎn)固體銀白色有金屬光澤小，可切割比水的小，比煤油的大熔點(diǎn)較低2.實(shí)驗(yàn)法、觀察法、推理法的應(yīng)用金屬鈉與水的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象分析鈉浮在水面上鈉的密度比水小鈉熔化成閃亮的小球鈉的熔點(diǎn)低，反應(yīng)放出熱量小球在水面上四處游動(dòng)，最后完全消失反應(yīng)產(chǎn)生的氣體推動(dòng)小球運(yùn)動(dòng)與水反應(yīng)發(fā)出嘶嘶響聲鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生氣體反應(yīng)后溶液變?yōu)榧t色反應(yīng)生成堿性物質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論常溫下，鈉與水劇烈反應(yīng)，生成naoh和h2。反應(yīng)的化學(xué)方程式為2na2h2o

4、=2naohh2用干毛巾將手擦拭干凈，可以用手直接拿取鈉塊嗎？提示：不可以。手上的少量水分也能與鈉劇烈反應(yīng)，生成氫氧化鈉。3實(shí)驗(yàn)法的應(yīng)用鈉與氧氣反應(yīng)反應(yīng)條件室溫加熱或點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象新切開(kāi)的鈉具有銀白色的金屬光澤，在空氣中很快變暗鈉先熔化成小球，然后劇烈燃燒，火焰呈黃色，生成淡黃色固體化學(xué)方程式緩慢氧化：4nao2=2na2o劇烈燃燒：2nao2na2o2結(jié)論鈉是非?；顫姷慕饘?，與o2反應(yīng)條件不同時(shí)，現(xiàn)象不同，產(chǎn)物也不同微點(diǎn)撥：鈉在空氣中燃燒時(shí)，先熔化再燃燒的原因是鈉的著火點(diǎn)比熔點(diǎn)高。4鈉的用途(1)工業(yè)上用鈉冶煉金屬，如鈦、鋯、鈮、鉭等。(2)nak合金在常溫下呈液態(tài)，可用作原子反應(yīng)堆的

5、導(dǎo)熱劑。(3)制作高壓鈉燈。5鈉的保存實(shí)驗(yàn)室中少量的金屬鈉保存在煤油或石蠟油中。三、過(guò)氧化鈉的性質(zhì)及用途1物理性質(zhì)：淺黃色的固體。2化學(xué)性質(zhì)“兩大”性質(zhì)(1)與co2反應(yīng)：2na2o22co2=2na2co3o2。(2)與h2o反應(yīng)：2na2o22h2o=4naoho2。3用途：作為呼吸面具和潛水艇里的供氧劑，也可作漂白劑。四、研究物質(zhì)性質(zhì)的其他方法1假說(shuō)以已有事實(shí)和科學(xué)理論為依據(jù)，面對(duì)未知物質(zhì)或現(xiàn)象所提出的一種推測(cè)性說(shuō)明。2模型通過(guò)建構(gòu)模型對(duì)物質(zhì)或物質(zhì)的變化進(jìn)行簡(jiǎn)化模擬。1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)觀察法研究物質(zhì)的性質(zhì)只能通過(guò)視覺(jué)來(lái)進(jìn)行。()(2)鈉與水反應(yīng)時(shí)

6、浮在水面上劇烈燃燒，火焰呈黃色。()(3)鈉與水反應(yīng)時(shí)，沉在水底，并有氣泡產(chǎn)生。()(4)鈉是銀白色金屬，放置在空氣中表面變暗是由于生成了na2o2。()(5)鈉的性質(zhì)活潑，鈉元素只能以化合物的形式存在于自然界中。()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)2研究物質(zhì)的物理性質(zhì)時(shí)，最常用到的方法是()a觀察法b實(shí)驗(yàn)法c假說(shuō)法d模型法a研究物質(zhì)的物理性質(zhì)(色、態(tài)、味、密、熔)常用觀察法。3下列關(guān)于鈉的說(shuō)法不正確的是()a金屬鈉與o2反應(yīng)，條件不同，產(chǎn)物不同b鈉通常情況下是固體，密度比水的小c鈉的化學(xué)性質(zhì)活潑，少量的鈉可保存在煤油中d將金屬鈉投入水中，生成

7、氫氧化鈉，同時(shí)放出o2d金屬鈉與o2反應(yīng)，常溫下生成氧化鈉，加熱條件下生成過(guò)氧化鈉，a項(xiàng)正確；鈉通常情況下是固體，密度比水小，是鈉的物理性質(zhì)，b項(xiàng)正確；鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑，可與空氣中的水蒸氣和氧氣反應(yīng)，少量的鈉可保存在煤油中，以隔絕空氣，c項(xiàng)正確；將金屬鈉投入水中，生成氫氧化鈉，同時(shí)放出氫氣，d項(xiàng)錯(cuò)誤。鈉與酸、堿、鹽溶液的反應(yīng)1807年，戴維發(fā)現(xiàn)了金屬鈉。戴維把這種金屬顆粒投入水中，發(fā)現(xiàn)它浮在水面上，在水面上急速奔躍，并發(fā)出“嘶嘶”的聲音。1取一小塊金屬鈉放入一定量稀鹽酸中，能否反應(yīng)？與水相比劇烈程度如何？提示：能反應(yīng)。在酸溶液中h濃度比水中大，所以鈉在酸溶液中反應(yīng)更劇烈。2鈉與cuso4溶液

8、反應(yīng)，能觀察到哪些現(xiàn)象？涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式有哪些？提示：現(xiàn)象：浮、熔、游、響、藍(lán)(沉淀)。涉及反應(yīng)：2na2h2o=2naohh2，cuso42naoh=cu(oh)2na2so4。3已知ca(oh)2的溶解度隨溫度升高而降低。試分析把一小塊鈉放入飽和石灰水中時(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？提示：鈉浮在水面上，熔化成銀白色的小球并四處游動(dòng)，同時(shí)發(fā)出嘶嘶的響聲。由于na與水反應(yīng)消耗水，且該反應(yīng)放熱，會(huì)使溶液溫度升高，從而使ca(oh)2因溶解度降低和溶劑減少而析出，所以還會(huì)觀察到石灰水變渾濁。1鈉與酸溶液反應(yīng)2鈉與堿溶液反應(yīng)：其實(shí)質(zhì)是鈉與水的反應(yīng)。如鈉與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)，即鈉與水的反應(yīng)。3鈉與鹽溶液反應(yīng)速

9、記口訣：遇酸酸優(yōu)先，遇堿消耗水，遇鹽水優(yōu)先，遇氧看條件。1下列說(shuō)法正確的是()a將一小塊鈉放入水中，鈉將沉在水底b將一小塊鈉放在稀鹽酸中，鈉先與水反應(yīng)生成naoh和h2，生成的naoh再與hcl反應(yīng)生成nacl和h2oc將一小塊鈉放在cuso4溶液中發(fā)生如下反應(yīng)：2nacuso4=na2so4cud鈉可用于冶煉金屬d鈉密度比水小，且與水反應(yīng)放出h2，放入水中會(huì)浮在水面上，并不停地游動(dòng)，故a錯(cuò)；鈉在酸溶液中先與酸反應(yīng)，鈉在鹽溶液中先與水反應(yīng)，故b、c錯(cuò)；金屬鈉可以從熔融的化合物中置換出鈦、鉭、鈮、鋯等金屬，故d正確。2將一小塊鈉投入盛有5 ml飽和澄清石灰水的試管里，不可能觀察到的現(xiàn)象是()a鈉

10、熔成小球并在液面上游動(dòng)b有氣體生成c溶液底部有銀白色物質(zhì)生成d溶液變渾濁c鈉與水劇烈反應(yīng)，所以首先觀察到鈉與水反應(yīng)時(shí)的現(xiàn)象；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，水被消耗，溶液的溫度升高，由于ca(oh)2的溶解度隨溫度的升高而降低，溶液中的ca(oh)2有部分析出，故溶液變渾濁。3有人設(shè)計(jì)出一種在隔絕空氣的條件下讓鈉與mgso4溶液反應(yīng)的方法以驗(yàn)證反應(yīng)實(shí)質(zhì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，往100 ml大試管中先加40 ml煤油，取3粒米粒大小的金屬鈉放入大試管后塞上橡皮塞，通過(guò)長(zhǎng)頸漏斗加入mgso4溶液使煤油的液面至膠塞，并夾緊彈簧夾(如圖)。仔細(xì)觀察，回答下列問(wèn)題：(1)如何從試劑瓶中取用金屬鈉？剩余的na能否放回原試劑瓶？_。(2

11、)寫出鈉與mgso4溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(3)鈉處于試管中的_位置，有關(guān)鈉反應(yīng)的現(xiàn)象是_。(4)大試管的溶液中出現(xiàn)的現(xiàn)象：_。(5)裝置中液面的變化：大試管內(nèi)_(填“上升”“下降”或“不變”，下同)；長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)_。答案(1)用鑷子從試劑瓶中取一塊金屬鈉，用濾紙吸干表面上的煤油，用小刀在玻璃片上切米粒大小的鈉做實(shí)驗(yàn)用，剩余的鈉要放回原試劑瓶(2)2na2h2o=2naohh2、2naohmgso4=mg(oh)2na2so4或2namgso42h2o=mg(oh)2na2so4h2(3)mgso4溶液與煤油的分界面處有氣泡生成，鈉熔化成小球且在煤油和mgso4溶液界面處上下跳動(dòng)、最終完全消

12、失(4)下層溶液出現(xiàn)白色絮狀沉淀(5)下降上升氧化鈉和過(guò)氧化鈉的性質(zhì)比較法的應(yīng)用某班級(jí)的晚會(huì)上，小明同學(xué)表演了一個(gè)魔術(shù)吹氣生火。老師將一小團(tuán)棉花放在石棉網(wǎng)上，小明通過(guò)細(xì)管用嘴向棉花團(tuán)內(nèi)慢慢地、連續(xù)地吹氣，一會(huì)兒后甲棉花團(tuán)無(wú)明顯現(xiàn)象，乙中棉花燃燒起來(lái)。表演結(jié)束后，老師說(shuō)甲中棉花團(tuán)包有氧化鈉固體，乙中棉花團(tuán)中包有過(guò)氧化鈉。1氧化鈉和過(guò)氧化鈉性質(zhì)有何不同？提示：過(guò)氧化鈉在反應(yīng)中常表現(xiàn)出氧化性，與多種物質(zhì)反應(yīng)能產(chǎn)生o2。2過(guò)氧化鈉在該實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出的性質(zhì)，還有什么用途？提示：供氧劑、漂白劑。31個(gè)過(guò)氧化鈉與1個(gè)氧化鈉相比，兩者陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比是否相同？提示：相同。陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比均為12。1na2o2與

13、na2o性質(zhì)的比較化學(xué)式na2ona2o2顏色白色淡黃色狀態(tài)固體固體氧元素的化合價(jià)2價(jià)1價(jià)屬類堿性氧化物非堿性氧化物生成條件常溫下緩慢氧化燃燒或加熱熱穩(wěn)定性不穩(wěn)定，易轉(zhuǎn)化為na2o2較穩(wěn)定與h2o反應(yīng)na2oh2o=2naoh2na2o22h2o=4naoho2與co2反應(yīng)na2oco2=na2co32na2o22co2=2na2co3o2主要用途用于制取na2co3強(qiáng)氧化劑、漂白劑、供氧劑轉(zhuǎn)化：2na2oo22na2o22.na2o2與h2o、co2反應(yīng)后固體質(zhì)量的變化相當(dāng)于固體(na2o2)只吸收了co2中的“co”，h2o中的“h2”；可以看作發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)：na2o2co=na2co3

14、、na2o2h2=2naoh(實(shí)際上兩反應(yīng)不能發(fā)生)。(1)不可忽視過(guò)氧化鈉的漂白性，過(guò)氧化鈉投入到含有酚酞(或石蕊)的水中，溶液先變紅(或藍(lán))色，后褪色。(2)過(guò)氧化鈉中的陰離子是，而不是o2或。(3)過(guò)氧化鈉與某些鹽(如cuso4)溶液反應(yīng)時(shí)，一般是先與水反應(yīng)，然后生成的堿再與鹽反應(yīng)。1下列對(duì)na2o2的敘述不正確的是()ana2o2是淡黃色固體，久置于空氣中變成白色bna2o2的穩(wěn)定性比na2o差c用na2o2和水反應(yīng)可以制取氧氣dna2o2放入飽和naoh溶液中有o2放出，恢復(fù)常溫后有晶體析出bna2o2是淡黃色固體，久置于空氣中會(huì)與空氣中的水和二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，最終變成白色的碳酸鈉；

15、na2o加熱時(shí)可與o2反應(yīng)生成na2o2，故na2o2更穩(wěn)定；na2o2和水反應(yīng)可以生成氫氧化鈉和氧氣，所以可以用na2o2和水反應(yīng)制取氧氣；na2o2放入飽和naoh溶液中會(huì)與水反應(yīng)，有o2放出，此過(guò)程中不只生成了氫氧化鈉，而且還消耗了大量的溶劑水，所以恢復(fù)常溫后溶液過(guò)飽和，會(huì)有晶體析出。2下列關(guān)于鈉的氧化物的敘述正確的是()a氧化鈉和過(guò)氧化鈉都是白色固體，都能和冷水反應(yīng)b過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)后的溶液中滴加紫色石蕊試液，溶液變紅色cna2o和na2o2都能由金屬鈉和o2化合生成d氧化鈉和過(guò)氧化鈉都能與co2發(fā)生化合反應(yīng)cna2o2為淡黃色固體，a項(xiàng)錯(cuò)誤；na2o2具有強(qiáng)氧化性，向其水溶液中滴加紫

16、色石蕊試液，溶液先變藍(lán)后褪色，b項(xiàng)錯(cuò)誤；na2o2與co2反應(yīng)生成na2co3和o2，不屬于化合反應(yīng)，d項(xiàng)錯(cuò)誤。3將10.4 g na2o和na2o2的固體混合物投入水中，充分反應(yīng)后收集到的o2的質(zhì)量為1.6 g，則混合物中na2o的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為()a20%b75%c25%d66%c由生成o2的質(zhì)量可求出na2o2的質(zhì)量。設(shè)固體混合物中na2o2的質(zhì)量為x g，則2na2o22h2o=4naoho2 2×78 32x 1.6得x7.8，即na2o2的質(zhì)量為7.8 g。則混合物中na2o的質(zhì)量為10.4 g7.8 g2.6 g，(na2o)×100%25%。在一個(gè)短視頻中，一名

17、男子使勁把5公斤金屬鈉扔進(jìn)了水里，金屬鈉在水面先是燃燒了幾秒鐘。隨后突然就是一聲震耳欲聾的爆炸聲和幾米高的火光，場(chǎng)面實(shí)在是太震撼了。隨后金屬鈉又落到了水中再次爆炸，反復(fù)不止。1鈉為什么浮在水面上？提示：鈉的密度比水小。2為什么會(huì)有爆炸聲和火光？提示：鈉與h2o反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鈉和氫氣，且該反應(yīng)放出大量熱量，使鈉燃燒，氫氣在空氣中達(dá)到爆炸極限發(fā)生爆炸。3若實(shí)驗(yàn)室中的固體鈉失火，應(yīng)采取什么措施滅火？能用水或泡沫滅火器滅火嗎？提示：鈉失火產(chǎn)生過(guò)氧化鈉，過(guò)氧化鈉能與水或二氧化碳反應(yīng)，產(chǎn)生助燃性氣體氧氣，會(huì)加劇失火，故不能用水或泡沫滅火器滅火，可用沙土、石棉等滅火。通過(guò)本情境素材中觀察到鈉反應(yīng)的現(xiàn)象：燃燒

18、爆炸火光升空落下，重復(fù)直至消失，提升了學(xué)生觀察能力、分析推理能力；通過(guò)鈉失火的滅火措施分析，提升了“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題”的能力。1某同學(xué)將一小塊金屬鈉和一塊鐵分別放在表面皿中，研究它們?cè)诳諝庵械姆€(wěn)定性，該學(xué)生采用的研究方法是()假說(shuō)法實(shí)驗(yàn)法分類法比較法abcdd該同學(xué)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段對(duì)比兩種金屬的性質(zhì)。2將一小塊金屬鈉放在石棉網(wǎng)上加熱，下列說(shuō)法正確的是()燃燒，黃色火星四射金屬鈉先熔化燃燒，火焰為黃色燃燒后生成白色固體燃燒后生成淡黃色固體abcdcna受熱先熔化，溫度達(dá)到著火點(diǎn)后才燃燒，生成淡黃色na2o2固體。3對(duì)一小塊鈉跟水反應(yīng)的現(xiàn)象敘述完全正確的是()a鈉浮在水面上，反應(yīng)很快停止b鈉浮在水面上劇烈燃燒，火焰呈黃色c鈉熔化成閃亮小球浮在水面上，不斷游動(dòng)，嘶嘶作響d鈉熔化成閃亮小球，沉在水底，并有氣泡產(chǎn)生c鈉與水反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)劇烈，不會(huì)立即停止，不會(huì)在水面上燃燒，由于鈉的密度比水小，故不會(huì)沉在水底。4(素養(yǎng)題)為適應(yīng)太空環(huán)境，航天員都要穿航天服。航天服有一套生命保障系統(tǒng)，可以為航天員提供合適的溫度、氧氣和氣壓，使航天員在太空中如同在地面上一樣。下列物質(zhì)在一定條件下均能產(chǎn)生氧氣，其中最適合