2017高中化學試驗專題講座：研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序

1、學必求其心得，業(yè)必貴于專精研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序I、課標要求.認識實驗、假說、模型、比較、分類等科方法對化研究的作用.體驗科探究的過程，習運用以實驗為基礎的實證研究方法。.能對實驗現(xiàn)象做出合理的解釋，運用比較、歸納、分析、綜 合等方法初步揭示化變化的規(guī)律。.能夠獨立或與同合作完成實驗，記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，完成實驗報告，并能主動進行交流。n、考綱要求了解化實驗是科探究過程中的一種重要方法，認識化是以實 驗為基礎的一門科了解并初步實踐化實驗研究的一般過程了解科探究的基本過程，習運用以實驗和推理為基礎的科探 究方法。田、教材精講.本考點知識框架.研究 物質(zhì)性質(zhì)的 方法主要有 觀察、實驗、 分類、比

2、較、學必求其心得，業(yè)必貴于專精 假說、模型等.(1)觀察：一種有計劃有目的地用感觀考察研究對象的方法。特點：肉眼一一觀察物質(zhì)的顏色、狀態(tài)等鼻子一-聞物質(zhì)的氣味儀器一一提高靈敏度要求：觀察前一-有明確而具體的目標觀察中一一用感官收集信息、積極思考觀察后一一及時儲存和處理信息，進行分析和綜合(2)實驗：人為地再現(xiàn)物質(zhì)性質(zhì)的過程。分二種情況，一是驗 證性實驗-驗證對物質(zhì)性質(zhì)的預測；觀是探究性實驗一一探究物質(zhì) 的未知性質(zhì).關鍵一控制實驗條件特求：實驗前一一明確實驗目的、實驗用品、實驗步驟實驗中一一仔細觀察實驗現(xiàn)象、做好實驗記錄實驗后一一寫好實驗報告、分析實驗結果(3)分類：分門別類地研究物質(zhì)的性質(zhì)及其

3、變化，總結出各類 物質(zhì)的共性和特性。(4)比較：將研究對象和與之相關聯(lián)的其他已知的物質(zhì)進對比 研究，找出物質(zhì)的性質(zhì)異同，認識物質(zhì)性質(zhì)間的內(nèi)在聯(lián)系 .(5)假說：以一定的事實材料和科原理為依據(jù) ，對某一未知事 物或規(guī)律所作出的推測性解釋.假說是復雜的、具有創(chuàng)造性的思維活動，它具有如下基本的特 第一，假說的目的是為了解釋某一客觀事物(或現(xiàn)象)的原因 學必求其心得，業(yè)必貴于專精或其規(guī)律性；第二，假說是以事實和科知識為依據(jù)的；第三，假說具有推測的性質(zhì)；第四，假說是一種復雜的思維活動，是多種推理形式和邏輯方法 的綜合運用?？萍僬f的唯一可靠性就在于它符合事實，經(jīng)得起實踐的檢驗。(6)模型：是以客觀事實為依

4、據(jù)建立起來的，是對事物及其變 化的簡化模擬。模型一般可分為物體模型和思維模型兩大類。例如, 在研究有機化合物的結構時經(jīng)常用到的球棍模型就是一種物體模型 而在研究原子結構的過程中所建立起的各種模型則屬于思維模型.3.研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序?qū)W必求其心得，業(yè)必貴于專精IV.典型例題例1.我們就知道金屬鉀比金屬鈉更活潑。在習完金屬鈉的性 質(zhì)之后，某同為探究金屬鉀的性質(zhì)比金屬鈉更活潑，查閱相關資料并 設計金屬鉀與水的反應來驗證金屬鉀的金屬活潑性。請你幫助他完 成部分實驗并補充完整活動記錄活 動 記 錄(1)收集材料煤油的密度0。76 g? cm金屬鈉和鉀的相關數(shù)據(jù)元 素 名 稱元素 符號核 電 荷 數(shù)電

5、子層顏色 和狀 態(tài)(常 態(tài))密度(g?cm 3)熔點(C)沸點(C)鈉Na11銀白 色金 屬,柔 軟0.9797.81882.9鉀K19銀白 色金 屬，柔 軟0.8663.65774。0學必求其心得，業(yè)必貴于專精(2)根據(jù)收集的材料分析得出：金屬鉀可保存在 中；通常條件下金屬鉀是 色、質(zhì)地 的態(tài)物質(zhì)；從試劑瓶中取用豆粒大小的金屬鉀，正確操作是 ;判斷金屬鉀比金屬鈉更活潑的依據(jù)是 O(3)預測及驗證金屬鉀的性質(zhì)。向培養(yǎng)皿中加適量水，滴入12滴酚醐溶液，將切好的金屬鉀投入到水中，觀察現(xiàn)象 金屬鉀與水的反應預測產(chǎn)生的現(xiàn)象、產(chǎn)生 現(xiàn)象的依據(jù)實驗中的現(xiàn)象和結 論預測產(chǎn)生的現(xiàn) 象預測的依據(jù)現(xiàn)象分析(或 結

6、論)請將預測實驗中產(chǎn)生的現(xiàn)象和產(chǎn)生現(xiàn)象的依據(jù)填入以上表格中；在探究金屬鉀比金屬鈉的習活動中，運用了哪些研究物質(zhì)性 質(zhì)的方法、經(jīng)歷了哪些過程？對你的習有什么啟示 ？學必求其心得，業(yè)必貴于專精【解析】 分析材料后可知，鈉和鉀的密度分別為0.97 g?cm3、0。 86 g?cn-3,都大于煤油小于水，常溫下都成固態(tài)，質(zhì)軟。結構相似，鉀 原子比鈉原子多一個電子層，鉀原子半徑大。類比得出結論，鉀也 可以貯存在煤油，用小刀切割，化活潑性比鈉強。(3)預測物質(zhì)的性質(zhì)，主要從結構相似和差異出發(fā)，可預測鉀 比鈉更活潑，與水反應更劇烈，類比鈉與水反應產(chǎn)物 ，生成氫氧化鉀 和氫氣。鉀和鈉物理性質(zhì)(密度和熔點)相似

7、，可預測其浮在水上， 隨著反應放熱，預測其會熔化。答案:(2)煤油;銀白、柔軟、固；用鏡子將金屬鉀從試劑瓶中取 出，用濾紙將其表面的煤油吸干，在玻璃片上用小刀切下一小塊鉀 并去掉表面的蠟狀物；金屬鉀與鈉一樣最外層有一個電子， 但鉀的半徑比鈉的半徑大。金屬鉀與水的反應預測產(chǎn)生的現(xiàn)象、產(chǎn)生現(xiàn)象的依據(jù)實驗中的現(xiàn) 象和結論預測產(chǎn)生的現(xiàn)象預測的依據(jù)現(xiàn)象分析(或 結論)(1)金屬鉀浮在 水面上鉀的密度小于水(2)金屬鉀迅速融 化成球狀鉀的熔點低，反應 劇烈并放熱學必求其心得，業(yè)必貴于專精(3)球狀的金屬 鉀四處游動；燃 燒用輕微爆鳴聲反應放出氣體，反應劇烈(4)球狀的鈉消 失,溶液中滴入酚 醐變紅色溶液中

8、有堿性物 質(zhì)生成(5)將收集的氣 體點燃，發(fā)出 “噗”聲或有輕 微的爆鳴聲有可燃性氣體生 產(chǎn)主要有觀察、實驗、分類、比較等方法。過程有查閱資料、 分析比較、性質(zhì)預測、實驗探究、歸納得出結論?！军c評】本題是對研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序的綜合考查.分類 比較是本題的關鍵，掌握鈉性質(zhì)和分析數(shù)據(jù)解決問題的基礎。通過 本題的研究程序，讓生經(jīng)歷科探究的過程，考查了運用以實驗為基礎 的預測與實證研究方法的能力。例2某習小組設計以下三個實驗探究氯水的組成，請根據(jù)下表回 答問題.實驗 序號實驗方法實驗現(xiàn)象結論將氯水滴加到 AgNO3 溶液中a: 氯水中含有CF將氯水滴加到含有酚 醐的NaOH溶液中紅色溶液變?yōu)闊o色

9、 s 1 學必求其心得，業(yè)必貴于專精將氯水滴加到Na?CO3溶液中b: 氯水中含有H +(1 ) 指出實驗和實驗中的實驗現(xiàn) 象:a: ,b: ;(2)有同認為實驗產(chǎn)生的現(xiàn)象是因為氯水中含有次氯酸造成 的，你是否同意這個觀點，(填“同意”或不同意”).理由是；(3)在分析實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因時，他們出現(xiàn)了分歧。甲同 認為氯水加入到NaOH溶液中發(fā)生了中和反應而使溶液褪色，乙同 認為氯水中含有次氯酸具有漂白性而使溶液褪色。請你設計簡單實 驗證明他們的觀點誰正確?！窘馕觥?1)根據(jù)實驗和給出的實驗結論，氯水中含有 C,必然和Ag+ 反應產(chǎn)生白色的氯化銀沉淀；氯水中含有H+(較多量)，必然與Na2CO3

10、溶液反應產(chǎn)生氣泡(CO2).(2)從反應原理分析，反應朝生成弱電解質(zhì)或更弱電解質(zhì)的方 向進行，由于次氯酸的酸性比碳酸的酸性弱，所以次氯酸不能和 Na2CO3反應產(chǎn)生CO2.(3)從本質(zhì)上分析中和反應使溶液褪和次氯酸漂白使溶液褪色 的不同點即反應的可逆性，可知向溶液中返滴 NaOH溶液，紅色是 否再現(xiàn)，可以證明甲或乙方案正確性。答案：(1)有白色沉淀生成；有氣泡產(chǎn)生；(2懷同意；次氯酸的酸性比碳酸的酸性弱，不能和 Na2CO3反學必求其心得，業(yè)必貴于專精應；(3)向溶液中返滴NaOH溶液，若紅色恢復則甲同正確，否則 乙同正確?！军c評】本題通過實驗現(xiàn)象探究反應本質(zhì)，通過反應本質(zhì)解釋 實驗現(xiàn)象。由觀

11、察實驗現(xiàn)象到理論上的假設，以及設計化實驗驗證 假設，最后對實驗現(xiàn)象做出合理的解釋，只要熟悉研究方法和程序 列出兩類反應的本質(zhì)區(qū)別，大膽猜想，然后進行邏輯推理和實驗驗 證，就能得出正確結論。例3運用所知識，比較金屬鈉與金屬鐵的性質(zhì)性質(zhì)相同點不同點物理性質(zhì)不透明、銀白色， 易導電、導熱，具有延展性金屬鈉與鐵相比，密 度小，硬度小，熔點、 沸點低化性質(zhì)都能與非金屬反 應都能與鹽酸或 稀硫酸反應產(chǎn)生H2 都能與鹽反應反應時需要的條件 不同；反應的劇烈程 度不同；通常條件 下，鈉與水劇烈反 應，而鐵不反應1.在研究金屬鈉性質(zhì)的過程中，你用到了哪些研究方法？2。根據(jù)所的知識和已有的生活經(jīng)驗，預測金屬可能具

12、有哪些共 同的性質(zhì)？【解析】.從金屬的物理通性和化通性出發(fā)， 應用分類和比較方法來比 較金屬鈉與金屬鐵性質(zhì)的異同點。學必求其心得，業(yè)必貴于專精.有光澤，易導電、導熱，具有延展性。有還原性（如與水和 酸反應等）。【點評】在研究物質(zhì)的某方面性質(zhì)時，可能只用到一種或兩種方 法，但在研究物質(zhì)的整體性質(zhì)時卻常常是觀察、實驗、分類、比較 等方法綜合應用。對比鐵和鈉的性質(zhì)的異同，預測金屬可能具有的共 同性質(zhì)，要驗證預測，還要用到觀察法和實驗法 .Vo跟蹤訓練一、選擇題（下列各題只有一個合理的答案）.研究物質(zhì)的物理性質(zhì)時，最常用到的方法是A.觀察B.實驗C.假說 D.模型.非金屬澳的單質(zhì)與氯氣的性質(zhì)很相似.在

13、探究澳單質(zhì)的性質(zhì)時，其 基本程序應該是A .做實驗并觀察實驗現(xiàn)象-分析、解釋，得出結論B.觀察澳的外觀性質(zhì)-做實驗并觀察實驗現(xiàn)象-分析、解釋， 得出結論C.觀察澳的外觀性質(zhì)-預測澳的化性質(zhì)一做實驗并觀察實驗 現(xiàn)象-分析、解釋，得出結論D.預測澳的性質(zhì)-做實驗并觀察實驗現(xiàn)象-分析、解釋，得出結論-觀察澳的外觀性質(zhì).通過對金屬鈉與水反應現(xiàn)象的觀察，不能分析得出的結論是A.熔點低 B.密度小C.硬度小 D.化性質(zhì)活潑學必求其心得，業(yè)必貴于專精.向紫色石蕊試液中通入過量的氯氣，通過預測，你認為下列敘述 中正確的是Ao溶液仍為紫色B.最后溶液變?yōu)闇\黃綠色C,先變紅后退色Do最后溶液變紅色.下表是X、Y、

14、Z三種元素的氫化物的某些性質(zhì)：元素熔點/ C沸 點 / C與水的反應與電性 （純液 體）X283-162不反應不導電Y 10219放熱反應，形成酸性 溶液不導電Z680/劇烈反應，生成H2, 并形成堿性溶液導電若X、Y、Z這三種元素屬于周期表中的同一周期，則它們的原子序數(shù)遞增的順序是 TOC o 1-5 h z A. X、Y、ZBo Z、X、YC. Y、X、ZD.Z、Y、X二、選擇題（下列各題有一或者二個合理的答案）.已知it （232Th）的原子可發(fā)生下列放射性變化：290Th-288X+2He.對元素X的推測錯誤的是（）A. X原子核外有6個電子層B. X的碳酸正鹽不溶于水C. X的最高正

15、價為+2價D. X的氫氧化物是一種兩性氫氧化物學必求其心得，業(yè)必貴于專精.為確定某溶液的離子組成，進行如下實驗：測定溶液的pH,溶液顯強堿性。取少量溶液加入稀鹽酸至溶液呈酸性，產(chǎn)生無刺激性、能使澄 清石灰水變渾濁的氣體。在上述溶液中再滴加Ba(NO3)2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。取上層清液繼續(xù)滴加Ba(NO3)2溶液至無沉淀時，再滴加AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀。根據(jù)實驗以下推測正確的是A. 一定有SO32一離子B. 一定有CO32一離子C.不能確定C1一離子是否存在D.不能確定HCO3一離子是否存在.下表中,對陳述I、n的正確性及兩者問是否具有因果關系的判斷 都正確的是選 項陳述I陳述n判斷A工業(yè)

16、生產(chǎn)硫酸 用水吸收SO3SO3可與水反應I對；n對；有BCl2和SO2混合 后可用于漂白紙漿Cl2和SO2都由較好的漂白作用I對；n錯；無C金屬鈉具有強高壓鈉燈發(fā)出透I對；n學必求其心得，業(yè)必貴于專精還原性霧性強的光對；無D石墨常用作電 解池的電極石墨的化性質(zhì)穩(wěn) 定且與電性好I對；n對；有.水蒸氣中常含有部分（H2O） 2,要確定（H2O） 2的存在，可采用的 方法是1L水蒸氣冷凝后與足量金屬鈉反應，測產(chǎn)生氫氣的體積1L水蒸氣通過濃硫酸后，測濃硫酸增重的質(zhì)量C.該水蒸氣冷凝后，測水的pHD.該水蒸氣冷凝后，測氫氧原子比.某同想利用實驗證明高鎰酸鉀溶液的紫紅色是 MnO4一離子的顏 色，而不是K

17、 +離子的顏色，他設計的下列實驗步驟中沒有意義 的是A.將高鎰酸鉀晶體加熱分解，所得固體質(zhì)量減少B.觀察氯化鉀溶液沒有顏色，表明溶液中K +無色C.在氯化鉀溶液中加入適量鋅粉振蕩，靜置后未見明顯變化，表明鋅與K +無反應D.在高鎰酸鉀溶液中加入適量鋅粉振蕩，靜置后見紫紅色褪去，表明MnO4一離子為紫紅色.以客觀事實為依據(jù)建立起來的模型，在研究物質(zhì)的結構和變化 有很重要的作用.下圖表示乙烯（C2H4）、甲醛（HCHO）和A物 質(zhì)的分子結構模型。下列敘述錯誤的是乙烯甲醛A學必求其心得，業(yè)必貴于專精A、物質(zhì)的分子式為C2H4O2B、若A物質(zhì)具有酸性，則乙烯和甲醛一定具有酸性C、若A物質(zhì)是一元酸，則乙

18、烯和甲醛不具有酸性D、若三種物質(zhì)在空氣中完全燃燒，生成的產(chǎn)物不同三、實驗探究題.在一次生實驗中，生用鋁片分別和稀鹽酸、稀硫酸反應，發(fā)現(xiàn)鋁片和稀鹽酸反應現(xiàn)象非常明顯，而和稀硫酸幾乎不反應.這和教材上的內(nèi)容“鋁能跟稀鹽酸或稀硫酸起反應生成氫氣”不一致， 是什么原因呢？為了尋找原因，某生在教師指導下，重新用分析純濃 鹽酸和濃硫酸配制了一定濃度的溶液，然后加入 0。1 x 10 x 20mm 純度 99 5%的鋁片驗證是否確實存在上述現(xiàn)象，實驗結果如下表：時間(m)12515203mol/LHCl少量氣 泡較多氣 泡大里y泡反應劇烈鋁片耗盡1.5mol/LH 2SO4均無明顯現(xiàn)象(無氣泡)3mol/L

19、H 2SO4均無明顯現(xiàn)象(無氣泡)從上表可以看出，無論用 1.5mol/LH 2SO4或3mol/LH 2SO4均無明顯現(xiàn)象，為了探究“鋁與稀鹽酸和稀硫酸反應的差異原因”，請 回答下列問題：(1)請寫出鹽酸與鋁片反應的離子化方程式學必求其心得，業(yè)必貴于專精(2)鋁分另1J與3mol/LHCl、1.5mol/LH 2SO4的反應不相同的地方 是鹽酸中有ci-、而硫酸中有SO42一淇余全部相同，我們可以想見 C、SO42一對H+與Al的反應可能有影響。請你對上述實驗事實提 出合理的假設并加以解釋。(3)請設計一個實驗方案對你的假設進行論證。實驗步驟可能的實驗現(xiàn)象及可能的結論.為講授“氯氣的性質(zhì)和用

20、途，某老師利用二氧化鎰和濃鹽酸 為主要原料，設計一套如圖所示的實驗裝置(其中 A是連有注射器 針頭的橡皮管，針頭已插入并穿過橡皮塞)進行教。試回答下列問(1)丙中的現(xiàn)象是;丁中的現(xiàn)象是。分離戊中液體的方 法。(2)橡皮塞連通后，分液漏斗中的氣體壓強 Pi和燒瓶中氣體壓 強P2的關系為：Pi P2(填“大于”、小于或“等于)連接橡皮管的目的.學必求其心得，業(yè)必貴于專精(3藤瓶中發(fā)生反應的化方程式為。(4)已知氯氣與冷水反應的化方程為 Cl2+H20=HCl+HClO.你認 為使有色布條褪色的是什么物質(zhì)？試用實驗驗證你的推論，寫出實驗的操作方法、假設和推論。.用實驗確定某酸HA是弱電解質(zhì)。兩同的方

21、案是：甲：稱取一定質(zhì)量的 HA配制0.1mol/L的溶液100mL;用PH試紙測出該溶液的PH值，即可證明HA是弱電解質(zhì).乙:用已知物質(zhì)的量濃度的 HA溶液、鹽酸，分別配制 PH=1 的兩種酸溶液各100mL;分別取這兩種溶液各10mL,加水稀釋為100mL;各取相同體積的兩種稀釋液裝入兩個試管，同時加入純度相同的鋅粒，觀察現(xiàn)象，即可證明 HA是弱電解質(zhì)。(1)在兩個方案的第步中，都要用到的定量儀器是(2)甲方案中，說明HA是弱電解質(zhì)的理由是測得溶液的PH 1卷填、=);乙方案中，說明HA是弱電解質(zhì)的現(xiàn)象是(多選扣分)(a)裝HCl的試管中放出H2的速率快(b)裝HA溶液的試管的中放出H2的速

22、率快(c)兩個試管中產(chǎn)生氣體速率一樣快(3)請你評價：乙方案中難以實現(xiàn)之處和不妥之處 (4)請你再提出一個合理而比較容易進行的方案(藥品可任學必求其心得，業(yè)必貴于專精?。?，作簡明扼要表述。.某課外活動小組加熱炭粉（過量）和氧化銅的混合物，再 用下圖裝置，對獲得的銅粉（含炭）樣品進行實驗.圖中鐵架臺等裝置 已略去。請你幫助他們完成成下列實驗報告.（1）實驗目的：。（2）實驗用品:儀器：天平、分液漏斗、錐形瓶、硬質(zhì)玻璃管、 干燥管、酒精燈、洗氣瓶等：紅褐色銅粉（含炭）樣品、過氧化氫溶 液、二氧化鎰、堿石灰、濃硫酸等（3）實驗內(nèi)容：實驗步驟實驗現(xiàn) 象有關化方程式在C中加入樣品粉末W 克,D中加入藥品后并 稱重為mi克，連接好儀 器后，檢查氣密性/打開A的活塞，慢慢滴 加溶液.對C進行加熱。當C中 藥品充分反應后，關閉 A的活塞，停止加熱.學必求其心得，業(yè)必貴于專精冷卻后，稱量D的質(zhì)量m2克(4)計算樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)=(用含W、mm2的 代數(shù)式表示)(5)問題和討論：實驗完成后，老師評議說：按上述實驗設計，即使C中反應完全、D中吸收完全，也不會得出正確結果.經(jīng)討論， 有同提出在B與C之間加入一個裝置。再次實驗后，得到了較正確 的