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第2节研究物质性质的方法和程序第1课时研究物质性质的基本方法1.了解研究物质性质的常用方法。2.了解钠及其化合物的性质的同时，体会研究物质性质的常用方法。一、研究物质性质的基本方法1．研究物质性质的常用方法：等。2．观察：是一种用感官考察研究对象的方法。观察、实验、分类、比较有计划、有目的二、钠的性质和保存1．物理性质色态：色固体；硬度：；密度(与ρ水比；熔点：。1.得出钠的物理性质时采用了什么研究方法？【提示】观察法银白质软2．化学性质(填化学方程式)(1)钠与水反应：。(2)钠与氧反应①常温下：，生成物的色态：；②加热时：，生成物的色态：。2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑4Na＋O2===2Na2O2Na＋O2Na2O2=====△白色固体淡黄色固体3．保存实验室里少量的金属钠应保存在煤油ρNaρH2O较低2.(1)金属钠着火，能否用泡沫灭火器灭火？应如何灭火？(2)钠与水(酚酞)反应观察到的现象有哪些？并解释之。【提示】(1)泡沫灭火剂中含有大量的水，水与钠及燃烧过程中产生的过氧化钠反应分别生成H2、O2，能使燃烧更剧烈。可以用沙子灭火。(2)浮——钠的密度比水小熔——钠的熔点较低，钠与水反应是放热反应游——钠与水反应生成气体响——钠与水反应生成可燃性气体红——钠与水反应生成碱(NaOH)三、过氧化钠1．化学性质Na2O2—2．用途作为和里氧气的来源。呼吸面具潜水艇H2OCO2一、观察法和实验法1．观察的内容：首先研究物质的物理性质，可直接用肉眼观察物质的颜色、状态，用鼻子闻物质的气味，借助仪器测定其熔点、沸点、硬度、密度等，更多的是观察化学反应(实验)中的现象，研究反应规律。2．实验法的含义：实验法，即为了检验某种科学理论或假设而进行某种操作或从事某种活动。在研究物质性质时，可以通过实验法来验证对物质性质的预测和探究物质未知的性质。(1)观察并不只是用眼睛，而是直接用感官观察，主要包括听、闻、看、摸等。(2)化学是以实验为基础的自然科学。学习化学的一个重要途径是科学探究，实验是科学探究的重要手段。按照如右图所示的方法研究某气体的性质，这种方法属于()A．实验法B．观察法C．分类法D．比较法【名师解析】图中所示为闻气体气味的正确方法。实际上是一种有计划、有目的地用感觉器官考察研究对象的方法。直接用肉眼观察物质的颜色、状态，用鼻子闻气味等都属于观察法，而不是实验法。【答案】B二、钠与酸、碱、盐溶液的反应1．金属钠与酸溶液反应(先酸后水)Na与H2O反应的实质是Na与H2O电离出的H＋反应。酸溶液中H＋主要由酸电离得到，所以Na投入酸溶液中时，首先与酸反应，且比在纯水中反应剧烈；当酸反应完后，再考虑钠与水反应，如Na投入盐酸中发生反应：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑。2．金属钠与碱溶液反应：其实质是钠与水反应。3．钠与盐溶液的反应(先水后盐)先与水反应，再考虑生成的碱是否与盐反应，如钠与硫酸铜溶液反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑①2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4②①与②合并得：2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑4．钠置换金属钠不能从盐溶液中置换出金属；若盐为熔融状态，钠可以置换出其中不活泼的金属，如4Na＋TiCl44NaCl＋Ti。=====熔融(1)钠易与水蒸气反应生成NaOH和H2，NaOH有强烈的腐蚀性，取用金属钠时要用镊子，不能用手直接拿取。(2)实验时切取钠不宜太多，一般有黄豆粒大小即可。(3)切完剩余的钠要放回原瓶，不得随意乱丢。将一小块金属钠投入足量的下列物质中既能生成气体，又能生成白色沉淀的是()A．MgSO4溶液B．BaCl2溶液C．Fe2(SO4)3溶液D．CuCl2溶液【思路点拨】本题的变化点是钠与水反应的延伸，反应现象应是钠与水反应的现象和其产物NaOH与盐溶液反应的现象的综合。【随堂笔记】钠与盐的水溶液反应时，先与水反应生成H2和NaOH，然后，NaOH再与盐反应。NaOH与BaCl2溶液不反应，与MgSO4溶液、Fe2(SO4)3溶液、CuCl2溶液反应分别生成Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀。其中只有Mg(OH)2沉淀是白色的。【答案】A1.将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的………………………………………………()A．HClB．K2SO4C．FeCl3D．稀NaOH溶液【解析】A项发生反应2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，有氢气生成且溶液质量增加；B、D项均发生反应2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，有H2生成且溶液质量增加；C项发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl，有H2放出且溶液质量减少。【答案】C三、过氧化钠1．Na2O2的漂白性Na2O2投入滴有酚酞的水中，水溶液先变红而后变化至无色，显示Na2O2具有漂白性。2．Na2O2与酸的反应Na2O2与酸的溶液相遇直接与酸反应，如Na2O2与盐酸反应：2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋O2↑＋2H2O3．Na2O2与CO2和水蒸气的混合物的反应一定量的Na2O2与一定量的CO2和水蒸气的混合物反应时，由于Na2O2与H2O反应生成的NaOH还能与CO2反应生成Na2CO3，所以可视为Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，再与水蒸气发生反应。(1)Na2O2不属于碱性氧化物，其中氧元素的化合价为－1。(2)有关Na2O2参与反应的计算，常采用加合式法及差量法。在120℃的条件下，把总质量为2.1g的CO与H2的混合气体在足量的O2中充分燃烧，然后将产物通过足量的Na2O2固体，固体质量增加了()A．7.2gB．3.6gC．2.1gD．数据不足，无法确定【名师解析】由2H2＋O22H2O和2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑合并得：H2＋Na2O2===2NaOH；同理得：CO＋Na2O2===Na2CO3。因此，Na2O2质量增加在整体上看，无论CO和H2以任何比例混合，Na2O2增加的质量一定是CO和H2的总质量，故选C。【答案】C=====点燃【规律方法】Na2O2固体质量的差量计算2.将Na2O2加入到石蕊试液中，发生的现象是()A．溶液变蓝B．先变蓝后退色，并有气体放出C．有气体放出，溶液变蓝D．先变红后退色，并有气体放出【解析】Na2O2与水反应，先生成NaOH与O2，溶液显碱性，遇石蕊变蓝；Na2O2有漂白性，能使蓝色溶液退色；Na2O2与水反应放出O2，有气泡生成。【答案】B1．查阅资料发现，金属钠不仅能跟氧气和水反应，还能跟多种其他物质发生反应，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与金属钠跟水反应的异同点，下列的研究方法中用不着的是()A．实验法B．观察法C．分类法D．比较法【解析】钠与水的反应情况是已知的，而钠与酒精的反应只是在资料中发现的，其真实情况要通过实验证实，而且钠与水、钠与酒精的反应的异同点要通过实验、观察实验现象、对实验情况进行比较得到，故用到了实验法、观察法、比较法。【答案】C2．取一小块金属钠放在燃烧匙里加热，下列实验现象，描述正确的是()①金属先熔化②在空气中燃烧，放出黄色火花③燃烧后得白色固体④燃烧时火焰为黄色⑤燃烧后生成淡黄色固体物质A．①②B．①②③C．①④⑤D．④⑤【解析】钠的熔点低于着火点，在空气中燃烧产生黄色火焰，生成淡黄色固体物质Na2O2。【答案】C3．20mL下列液体里有固体析出的是()A．NaCl稀溶液中加入Na的小颗粒B．NaOH饱和溶液中加入Na的小颗粒并冷却至室温C．KNO3稀溶液中加入Na的小颗粒D．水中加入Na的小颗粒【解析】四项实验操作都发生化学反应2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑并且反应放出热量，使溶液温度升高。NaCl溶液、KNO3溶液仍为不饱和溶液，无固体析出；水中加入Na小颗粒后生成的NaOH溶解在水中形成NaOH溶液；而NaOH饱和溶液中因上述反应消耗水且生成NaOH，故能析出NaOH固体。【答案】B4．(1)分别写出由氧在一定条件下生成下列物质的化学方程式(必须注明反应条件)。①Na2O2：______________________。②Na2O：______________________。(2)指出氧在下列各物质中的化合价：O3________；Na2O2________；Na2O________。【答案】(1)①2Na＋O2Na2O2②4Na＋O22Na2O(2)0－1－2=====△暴露在空气中5．将一块金属钠和一块铜片分别盛在表面皿中放在实验桌上，研究它们在空气中的稳定性。请回答下列问题：(1)所观察到的现象是_________________________。(2)用化学式表示以上变化实质：_________________________。(3)由此所得到的结论是__________________。(4)从研究物质性质的基本方法来看，上述研究过程所采用的方法是_____________________________________________。(5)从研究物质性质的基本程序来看，其研究程序______________________________________。【答案】(1)钠块在表面皿中发生的一系列变化的现象是：表面变暗→变成白色固体→变成无色溶液→形成无色晶体→变成白色粉末；铜片保持亮红色基本不变(2)Na→Na2O→NaOH→NaOH(溶液)→Na2CO3·10H2O→Na2CO3(3)钠是一种活泼的金属，易与空气中的O2、H2O等反应，不能在空气中稳定存在；铜是一种不活泼的金属，常温下能在空气中稳定存在(4)观察法、实验法、比较法(5)观察物质外观→预测物质性质→实验和观察→分析现象、得出结论并加以解释