第11講-物質(zhì)的性質(zhì)和變化探究(解析版)

第11講物質(zhì)的性質(zhì)和變化探究【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知道化學(xué)實(shí)驗(yàn)是探究物質(zhì)性質(zhì)和變化的主要方法。2．以Al的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)為例，了解探究物質(zhì)性質(zhì)的方法。3．以雙氧水分解實(shí)驗(yàn)為例，了解探究物質(zhì)變化的方法。【基礎(chǔ)知識(shí)】物質(zhì)性質(zhì)和變化的實(shí)驗(yàn)探究1．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鋁的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)操作主要現(xiàn)象結(jié)論打磨鋁片，觀察打磨后的鋁片呈銀白色鋁是銀白色金屬，鋁在空氣中易被氧化，形成一層氧化膜加熱未打磨的鋁片鋁片內(nèi)部熔融但不下滴表層有一層Al2O3，且熔點(diǎn)高于Al單質(zhì)鋁片均溶解，且均有氣泡產(chǎn)生Al既能與鹽酸反應(yīng)又能與NaOH溶液反應(yīng)鋁與鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)的方程式為：2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究影響雙氧水分解速率的因素實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)方案現(xiàn)象結(jié)論①氣泡產(chǎn)生較慢①濃度越大，H2O2分解速率越快②溫度越高，H2O2分解速率越快③加催化劑，H2O2分解速率加快②氣泡產(chǎn)生非常慢③氣泡產(chǎn)生較快④氣泡產(chǎn)生非?？?．探究化學(xué)問題的一般思路（1）確定要研究的化學(xué)問題（2）提出假設(shè)：依據(jù)已有的知識(shí)和一定的化學(xué)原理提出假設(shè)（3）設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案：控制某些因素，選擇適宜的條件、試劑和儀器。（4）實(shí)施實(shí)驗(yàn)：觀察、記錄化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)。（5）得出結(jié)論：整理分析有關(guān)資料，基于實(shí)驗(yàn)證據(jù)推理判斷，檢驗(yàn)所作的假設(shè)或解釋是否合理?！究键c(diǎn)剖析】考點(diǎn)一：用控制變量法探究物質(zhì)的性質(zhì)和變化物質(zhì)變化往往受到多個(gè)因素的影響，在研究化學(xué)反應(yīng)與外界因素之間的關(guān)系時(shí)，對(duì)影響物質(zhì)變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制，使其他幾個(gè)因素不變，集中研究其中一個(gè)因素的變化所產(chǎn)生的影響，有利于在研究過程中，迅速尋找到物質(zhì)變化的規(guī)律。【例】為了探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)快慢的影響，下列實(shí)驗(yàn)方案可行的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案ABCD答案：D解析：探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，要求在催化劑相同，H2O2濃度相同，而溫度不同的條件下做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，通過產(chǎn)生氣泡的快慢來體現(xiàn)溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響?！具^關(guān)檢測(cè)】1．下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)和變化的探究的說法錯(cuò)誤的是（）A．化學(xué)實(shí)驗(yàn)是探究物質(zhì)性質(zhì)和變化的主要方法B．確定要研究的化學(xué)問題之后，提出假設(shè)，假設(shè)是有化學(xué)原理作為依據(jù)的，不是憑空臆測(cè)C．將CO2通入水中，滴入幾滴紫色石蕊溶液，溶液變紅色，說明CO2的水溶液顯酸性D．鋁是金屬，只能與酸反應(yīng)，不能與NaOH溶液反應(yīng)答案：D2．鋁制品不易被腐蝕，其主要原因是因?yàn)殇X（）A．化學(xué)性質(zhì)不活潑 B．熔點(diǎn)高C．表面有致密氧化膜 D．密度小答案：C解析：鋁極易和空氣中的氧氣反應(yīng)生成一層致密的氧化物薄膜而阻止鋁進(jìn)一步被氧化，鋁不易被腐蝕與鋁的熔點(diǎn)、密度、金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱無關(guān)，故選：C。3．化學(xué)研究最重要的方法是（）A．觀察法B．實(shí)驗(yàn)法 C．推理法 D．計(jì)算法答案：B解析：化學(xué)研究方法很多，如觀察法、實(shí)驗(yàn)法、類比推理法、計(jì)算法、分類法等；因化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，所以化學(xué)研究最重要的方法是實(shí)驗(yàn)法，故選：B。4．關(guān)于研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序：①觀察物質(zhì)的外觀；②實(shí)驗(yàn)并觀察現(xiàn)象；③解釋現(xiàn)象并得出結(jié)論；④預(yù)測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)。排序正確的是()A．②①③④B．①②③④ C．④①②③ D．①④②③答案：D解析：對(duì)物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行研究的基本程序是：觀察物質(zhì)的外觀性質(zhì)→預(yù)測(cè)物質(zhì)性質(zhì)→實(shí)驗(yàn)和觀察→對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析、解釋→得出結(jié)論，即①④②③正確，故D正確。故選D。5．類推是化學(xué)學(xué)習(xí)中常用的思維方法，下列類推正確的是（）A．某些金屬與酸反應(yīng)有氣體產(chǎn)生，則與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體的一定是金屬B．酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成鹽和水，則生成鹽和水的反應(yīng)一定是酸與堿中和反應(yīng)C．純凈物一定是由同種元素組成的物質(zhì)，則由同種元素組成的物質(zhì)一定是純凈物D．堿性溶液能使酚酞溶液變紅，則能使酚酞溶液變紅的溶液一定是堿性溶液答案：D解析：A.活潑金屬與稀鹽酸反應(yīng)放出氣體，但能與稀鹽酸反應(yīng)放出氣體的物質(zhì)不一定是金屬，也可能是碳酸鹽，故A錯(cuò)誤；B.酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成鹽和水，但生成鹽和水的反應(yīng)不一定是中和反應(yīng)，如CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，故B錯(cuò)誤；C.單質(zhì)一定是由同種元素組成的物質(zhì)，但由同種元素組成的物質(zhì)不一定是單質(zhì)，也可能是同素異形體，即混合物，如氧氣和臭氧的混合物，故C錯(cuò)誤；D.無色酚酞溶液堿性溶液變紅，遇堿性溶液能使酚酞溶液變紅，則能使酚酞溶液變紅的溶液一定是堿性溶液，故D正確。故選D。6．金秋是吃大閘蟹的時(shí)節(jié)，青色的生螃蟹被蒸煮之后會(huì)變?yōu)榧t色，固有“落湯螃蟹著紅袍”的諺語。顏色變化可能是甲殼蛋白受熱分解產(chǎn)生一種類似于胡蘿卜素的物質(zhì)所致。這采用的是哪種化學(xué)研究方法（）A．實(shí)驗(yàn)法B．分類法 C．假說法 D．比較法答案：C解析：A.本題給出的信息中，沒有做實(shí)驗(yàn)，故A錯(cuò)誤；B.沒有做實(shí)驗(yàn)，不能得出結(jié)論，也無法進(jìn)行分類，故B錯(cuò)誤；C.顏色變化可能是甲殼蛋白受熱分解產(chǎn)生一種類似于胡蘿卜素的物質(zhì)所致，這一看法屬于建立假設(shè)，故C正確；D.沒有可對(duì)比的現(xiàn)象，也就無法進(jìn)行比較，故D錯(cuò)誤。故選C。7．門捷列夫在前人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的幾十種元素的基礎(chǔ)上，先按照它們的相對(duì)原子質(zhì)量大小排成一行，后又把性質(zhì)相似的元素排成一列，最后得到了一個(gè)表，這就是元素周期表。在對(duì)元素周期表中的元素進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，門捷列夫成功預(yù)測(cè)了幾種元素的存在，并很快被證實(shí)。試判斷下列說法不正確的是（）A．門捷列夫采用了分類的方法B．預(yù)測(cè)是一種研究方法C．比較也是一種科學(xué)方法D．實(shí)驗(yàn)是化學(xué)唯一的研究方法答案：D解析：A.門捷列夫把性質(zhì)相似的一些元素，作為一族來分析，采用了分類的方法，故A正確；B.在原有已知元素較少的情況下，對(duì)未知元素進(jìn)行預(yù)測(cè)，也是一種科學(xué)的研究方法，故B正確；C.通過比較，可以發(fā)現(xiàn)元素性質(zhì)的相似性和差異性，則比較也是一種科學(xué)方法，故C正確；D.實(shí)驗(yàn)并不是化學(xué)研究的唯一方法，理論化學(xué)以理論推導(dǎo)為基礎(chǔ)，故D錯(cuò)誤；故選D。8．下列說法正確的是（）A．自然界中金屬都是以化合態(tài)存在B．金、鉑等在自然界中以游離態(tài)存在說明它們性質(zhì)穩(wěn)定、不活潑C．使用最廣泛的是鐵，因此自然界中存在大量的游離態(tài)的鐵D．鋁能在空氣中穩(wěn)定存在，說明鋁不活潑答案：B解析：A.除少數(shù)很不活潑的金屬(如金、鉑等)以游離態(tài)存在外，其余的金屬都以化合態(tài)存在，故A錯(cuò)誤；B.金、鉑等在自然界中以游離態(tài)存在，說明它們不活潑、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，故B正確；C.鐵是活潑金屬，在自然界中以化合態(tài)存在，故C錯(cuò)誤；D.鋁是活潑金屬，鋁能在空氣中穩(wěn)定存在，是由于鋁與空氣中的氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁保護(hù)膜，保護(hù)內(nèi)部金屬，故D錯(cuò)誤；故選B。9．用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。升溫至60℃的過程中，僅①燃燒：繼續(xù)升溫至260℃的過程中，僅③燃燒。下列分析不正確的是（）A．①燃燒，說明白磷是可燃物B．對(duì)比①③，可說明紅磷的著火點(diǎn)比白磷的高C．對(duì)比②③，可驗(yàn)證燃燒需可燃物與氧氣接觸D．④未燃燒，說明無煙煤不是可燃物答案：D解析：A、①燃燒，說明白磷是可燃物，故A正確；B、對(duì)比①③，升溫至60℃的過程中，僅①燃燒，可說明紅磷的著火點(diǎn)比白磷的高，故B正確；C、對(duì)比②③，繼續(xù)升溫至260℃的過程中，僅③燃燒，可驗(yàn)證燃燒需可燃物與氧氣接觸，故C正確；D、④未燃燒，不能說明無煙煤不是可燃物，可能是因?yàn)闇囟葲]有達(dá)到煤的著火點(diǎn)，故D錯(cuò)誤；故選：D。10．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明二氧化碳溶于水生成的酸性物質(zhì)不穩(wěn)定。答案：將二氧化碳通入水中，加幾滴紫色石蕊試液，溶液變紅色，加熱該紅色液體，溶液重新變?yōu)樽仙Ｕf明二氧化碳與水反應(yīng)生成的酸性物質(zhì)不穩(wěn)定。11．已知FeCl3溶液能對(duì)雙氧水分解起催化作用，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明FeCl3溶液能催化雙氧水的分解。答案：取兩支試管，分別加入3mL15%的雙氧水溶液，向其中一支試管中加入幾滴6%FeCl3溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，加入FeCl3溶液的試管中氣泡產(chǎn)生速度比未加入FeCl3溶液明顯加快。12．某研究性學(xué)習(xí)小組為了探究“鋁的燃燒”，做了如下實(shí)驗(yàn)：（1）甲同學(xué)用坩堝夾持一小塊鋁箔，在酒精燈上加熱至熔化，輕輕晃動(dòng)，觀察到的現(xiàn)象是______________，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是______________________________。（2）乙同學(xué)將甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了改進(jìn)：另取一塊鋁箔，用砂紙仔細(xì)打磨，除去表面的保護(hù)膜，再用坩堝鉗夾持在酒精燈上加熱至熔化，結(jié)果觀察到的現(xiàn)象與甲仍相同，其原因是_____________________________________________________。（3）丙同學(xué)積極改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，終于觀察到鋁在空氣中燃燒，他的實(shí)驗(yàn)方案是_________________________________________________________。（4）丁同學(xué)善于思考，甲、乙兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)使他領(lǐng)會(huì)了為什么鋁在空氣中能表現(xiàn)出良好的抗腐蝕性，他的解釋是__________________________________。答案：（1）在酒精燈上加熱至熔化，輕輕晃動(dòng)，觀察到的現(xiàn)象是鋁箔熔化，失去了光澤，熔化的鋁并不滴落，好像有一層膜兜著，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是構(gòu)成鋁表面氧化膜的Al2O3熔點(diǎn)高，包在鋁的外面，使液態(tài)鋁不滴落，故答案為：鋁箔熔化，失去了光澤，熔化的鋁并不滴落，好像有一層膜兜著；成鋁表面氧化膜的Al2O3熔點(diǎn)高，包在鋁的外面，使液態(tài)鋁不滴落；（2）除去表面的保護(hù)膜，再用坩堝鉗夾持在酒精燈上加熱至熔化，結(jié)果觀察到的現(xiàn)象與甲仍相同，其原因是除去氧化膜的鋁在空氣中又很快地生成一層新的Al2O3保護(hù)膜，故答案為：除去氧化膜的鋁在空氣中又很快地生成一層新的Al2O3保護(hù)膜；（3）將鋁粉撒到酒精燈火焰上（增大鋁與空氣的接觸面積）可觀察到鋁在空氣中燃燒，故答案為：將鋁粉撒到酒精燈火焰上；（4）鋁在空氣中能表現(xiàn)出良好的抗腐蝕性，是因鋁易與空氣中的氧氣反應(yīng)生成致密的氧化膜，阻止了內(nèi)部的鋁與空氣接觸，從而防止鋁進(jìn)一步被氧化；13．有一包從海水中獲得的的粗鹽（雜質(zhì)可能為CaCl2或MgCl2），現(xiàn)對(duì)它的成分進(jìn)行探究，并測(cè)定粗鹽中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。探究一：這包粗鹽中究竟有什么雜質(zhì)？實(shí)驗(yàn)步驟：取樣并溶解，加入數(shù)滴NaOH溶液，無明顯現(xiàn)象，接著再加入數(shù)滴Na2CO3溶液，有白色沉淀生成。（1）證明粗鹽中的雜質(zhì)是_____________。探究二：這包粗鹽中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？實(shí)驗(yàn)步驟：①稱取一定質(zhì)量的樣品；②將樣品加水溶解制成粗鹽溶液；③向粗鹽溶液中加入過量的Na2CO3溶液，過濾；④將沉淀充分洗滌干凈后小心烘干，得到純凈固體A．稱量沉淀質(zhì)量，由此進(jìn)一步計(jì)算出粗鹽中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（2）步驟②③中都用到同一儀器（填名稱）___________，目的分別是_____________、__________。（3）步驟④中洗滌沉淀目的是為了洗去沉淀表面吸附的______________________?！痉此寂c交流】有同學(xué)認(rèn)為，向?yàn)V出沉淀得到的濾液中加入稀鹽酸，凋節(jié)pH=7，然后移入蒸發(fā)皿蒸發(fā)，得到純凈NaCl固體。由此也可計(jì)算出粗鹽中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（4）這個(gè)方案如果可行，濃縮蒸發(fā)溶液時(shí)要用到玻璃棒，其作用是___________________________，如果不可行，理由是_________________________________

（若認(rèn)為可行，可不填）。答案：（1）CaCl2（2）玻璃棒加速溶解引流（3）洗去表面的雜質(zhì)與溶液殘留（4）加熱時(shí)，使液體受熱均勻，防止由于局部溫度過高，造成液滴飛濺該過程中含有反應(yīng)生成的氯化鈉。解析：（1）因?yàn)槁然V與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，而氯化鈣與氫氧化鈉反應(yīng)沒有沉淀或氣體生成，加入數(shù)滴NaOH溶液，目的是檢驗(yàn)有沒有氯化鎂；無沉淀既無氯化鎂；因?yàn)镹a2CO3溶液與CaCl2反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，故加入數(shù)滴Na2CO3溶液，目的是檢驗(yàn)其有沒有氯化鈣；故答案為：CaCl2；（2）實(shí)驗(yàn)②③步驟中，都使用到同一儀器為玻璃棒。．②中玻璃棒的作用是加速粗鹽的溶解；③中玻璃棒的作用是引流作用；⑤中玻璃棒的作用是防止由于局部溫度過高，造成液滴飛濺；故答案為：步驟⑥中需要稱