2022_2023學(xué)年新教材高中化學(xué)第1章認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)第2節(jié)研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序第2課時(shí)研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序課件魯科版必修第一冊(cè)20220801124-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過(guò)關(guān)
重難探究?能力素養(yǎng)全提升
學(xué)以致用?隨堂檢測(cè)全達(dá)標(biāo)
1.通過(guò)對(duì)金屬鈉的性質(zhì)探究等一系列科學(xué)探究活動(dòng),認(rèn)識(shí)鈉是一種非?；顫姷慕饘賳钨|(zhì),了解金屬鈉的物理性質(zhì)、主要化學(xué)性質(zhì),形成科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的化學(xué)核心素養(yǎng)。2.通過(guò)觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,體會(huì)如何科學(xué)、合理地運(yùn)用觀察方法。在歸納金屬鈉的性質(zhì)的過(guò)程中,體驗(yàn)分類(lèi)、比較等方法在研究和學(xué)習(xí)物質(zhì)性質(zhì)過(guò)程中的重要應(yīng)用,培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。3.激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,同時(shí)樹(shù)立安全意識(shí)和環(huán)保意識(shí),形成科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的化學(xué)核心素養(yǎng)。
一、研究物質(zhì)性質(zhì)的四種基本方法1.研究物質(zhì)的性質(zhì),通常有觀察、實(shí)驗(yàn)、分類(lèi)、比較等方法。2.觀察法(1)定義:有計(jì)劃、有目的地運(yùn)用感官考察研究對(duì)象的方法。(2)方式:用肉眼看、用鼻子聞、借助儀器觀察等。3.運(yùn)用分類(lèi)的方法,總結(jié)各類(lèi)物質(zhì)的一般性質(zhì),并根據(jù)物質(zhì)所屬的類(lèi)別對(duì)物質(zhì)及其變化進(jìn)行預(yù)測(cè)。4.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,以及各種物質(zhì)性質(zhì)之間的內(nèi)在聯(lián)系。
二、利用觀察法探究鈉的物理性質(zhì)及鈉與水的反應(yīng)1.鈉的物理性質(zhì)
2.鈉與水的反應(yīng)觀察并記錄結(jié)果,分析得出結(jié)論:
【微思考1】將綠豆粒大小的一塊鈉加入硫酸銅溶液中能生成銅單質(zhì)嗎?提示不能。因?yàn)殁c首先與水反應(yīng)生成NaOH,NaOH與硫酸銅發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成藍(lán)色的氫氧化銅沉淀和硫酸鈉。【微思考2】可以用手直接拿取或接觸鈉塊嗎?為什么?提示不能。手上含有少量水,鈉與水反應(yīng)放出的熱會(huì)灼燒皮膚,且生成的NaOH會(huì)腐蝕皮膚。
3.鈉與氧氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究
4.Na2O和Na2O2的比較(1)物理性質(zhì)。氧化鈉是一種白色固體,過(guò)氧化鈉是一種淡黃色固體。(2)化學(xué)性質(zhì)。Na2O、Na2O2與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為Na2O+H2O==2NaOH;2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑。Na2O、Na2O2分別與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2O+CO2==Na2CO3,2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2。(3)用途。Na2O2可用于呼吸面具和潛水艇中作為氧氣的來(lái)源。
5.鈉的保存及用途(1)保存。金屬鈉通常保存在煤油中或石蠟油中。(2)用途。
【微思考3】從試劑瓶中取出的藥品、試劑是否都不能放回原試劑瓶?提示一般的試劑在取出后不能放回原試劑瓶,但是取出后未用完的金屬鈉要放回原試劑瓶中,不能隨便丟棄。
提示 ①4Na+O2==2Na2O;②Na2O+H2O==2NaOH;③2NaOH+CO2+9H2O==Na2CO3·10H2O;④Na2CO3·10H2O==Na2CO3+10H2O。
判斷下列說(shuō)法是否正確,正確的畫(huà)“√”,錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。1.通過(guò)觀察物質(zhì)的顏色、氣味、狀態(tài)可了解其物理性質(zhì),通過(guò)實(shí)驗(yàn)可了解其化學(xué)性質(zhì)。(　　)2.金屬鈉著火可用水撲滅。(　　)3.Na2O2與Na2O固體中陽(yáng)離子與陰離子的個(gè)數(shù)比均為2∶1。(　　)4.鈉與CuSO4溶液反應(yīng)可置換出銅。(　　)5.把鈉投入稀硫酸中,鈉先和水發(fā)生反應(yīng),再與H2SO4發(fā)生反應(yīng)。(　　)
6.Na與足量O2反應(yīng)生成Na2O,隨著溫度的升高,生成Na2O的速率逐漸加快。(　　)7.Na2O2可使酚酞溶液變紅。(　　)8.Na2O2在潮濕的空氣中放置一段時(shí)間,變成白色黏稠物的原因是2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2。(　　)
人們常說(shuō),水能滅火,水火不相容。有一個(gè)非常有趣的實(shí)驗(yàn):將一小塊金屬鈉放在酒精燈的燈芯處,用玻璃棒蘸取少許水點(diǎn)在燈芯上,酒精燈竟然被點(diǎn)燃了。(1)這一小塊銀白色的物質(zhì)是金屬鈉,少許水點(diǎn)在上面的時(shí)候,發(fā)生了什么反應(yīng)?提示鈉與水發(fā)生反應(yīng),生成氫氧化鈉和氫氣。
(2)該反應(yīng)為什么能將酒精燈點(diǎn)燃?提示鈉與水反應(yīng)放出大量的熱,使酒精燈被點(diǎn)燃。(3)金屬鈉在儲(chǔ)存的時(shí)候應(yīng)注意什么問(wèn)題?提示金屬鈉在儲(chǔ)存的時(shí)候一定要密封保存,少量的金屬鈉應(yīng)置于煤油或石蠟油中保存。
鈉與水反應(yīng)的延伸應(yīng)用
【例1】(2022四川廣安高一期末)將綠豆粒大小的鈉塊放入如圖所示的燒杯中,可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是(　　)A.鈉塊只在煤油層中游動(dòng),并放出氣體B.鈉塊只在水層中游動(dòng),鈉塊熔化,水層變紅C.鈉塊在煤油和水兩種液體界面處反應(yīng),熔化成小球并上下跳動(dòng),水層變紅D.鈉塊在四氯化碳和水兩種液體界面處反應(yīng),熔化成小球并上下跳動(dòng),水層變紅
答案 C解析由題圖可知,三種液體的密度:四氯化碳>水>煤油,而鈉的密度為0.97 g·cm-3,介于水和煤油的密度之間,故將綠豆粒大小的鈉塊投入燒杯中,鈉塊在煤油和水兩種液體界面處反應(yīng),鈉的下部與水接觸并反應(yīng),產(chǎn)生H2推動(dòng)鈉向上游動(dòng),進(jìn)入煤油層后,反應(yīng)停止,由于鈉受到的重力大于浮力,隨后鈉塊下沉,又回落到煤油和水的界面上,重復(fù)上述過(guò)程,故鈉塊在水層與煤油層界面處游動(dòng)并上下跳動(dòng),因鈉與H2O反應(yīng)生成NaOH,則滴有少量酚酞的水變紅。
變式訓(xùn)練1下列關(guān)于鈉與水反應(yīng)的說(shuō)法,不正確的有(　　)①將小塊的鈉投入滴有紫色石蕊溶液的水中,反應(yīng)后溶液變紅②將鈉投入稀鹽酸中,鈉先與水反應(yīng),后與HCl反應(yīng)③鈉在水蒸氣中反應(yīng)(密閉容器)時(shí)因溫度高會(huì)發(fā)生燃燒現(xiàn)象④鈉跟CuSO4溶液反應(yīng)生成的藍(lán)色沉淀上有時(shí)出現(xiàn)暗斑,這是析出了金屬銅A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè)D.4個(gè)
答案 D解析 ①金屬鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣,氫氧化鈉能使紫色石蕊溶液顯藍(lán)色,故①錯(cuò)誤;②金屬鈉與酸的反應(yīng)比與水的反應(yīng)劇烈,將鈉投入稀鹽酸中,鈉先與HCl反應(yīng),后與水反應(yīng),故②錯(cuò)誤;③鈉在水蒸氣中反應(yīng)時(shí),因缺少氧氣而不會(huì)發(fā)生燃燒,故③錯(cuò)誤;④Na與H2O反應(yīng)生成NaOH,NaOH再與Cu2+反應(yīng)生成Cu(OH)2,因Na與H2O發(fā)生的反應(yīng)是放熱反應(yīng),可導(dǎo)致生成的Cu(OH)2表面部分分解生成CuO(黑色),故④錯(cuò)誤。
水能滅火,但是水也可以用來(lái)生火。有一個(gè)非常神奇的滴水取火的實(shí)驗(yàn):取一團(tuán)脫脂棉,在里面放少許淡黃色的Na2O2粉末,小心地將兩滴水滴進(jìn)去,脫脂棉竟然燃燒起來(lái)了。
(1)描述滴水后淡黃色粉末發(fā)生的反應(yīng)并寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式。提示過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉并放出氧氣, 2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑。(2)結(jié)合物質(zhì)燃燒需要的條件,分析發(fā)生上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因。提示 Na2O2與水反應(yīng)放熱并產(chǎn)生O2,使脫脂棉的溫度升高而被點(diǎn)燃。
1.Na2O2與Na2O性質(zhì)的比較
2.Na2O2與CO2、H2O反應(yīng)的規(guī)律(1)從質(zhì)量的角度分析。2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑①2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2②
對(duì)于反應(yīng)①,反應(yīng)后Na2O2固體增加的質(zhì)量實(shí)際相當(dāng)于水中H元素的質(zhì)量,該過(guò)程可以認(rèn)為是Na2O2 2NaOH+O;對(duì)于反應(yīng)②,反應(yīng)后Na2O2固體增加的質(zhì)量實(shí)際上相當(dāng)于CO2中碳元素和一半氧元素的質(zhì)量,該過(guò)程可以認(rèn)為是Na2O2 Na2CO3+O。進(jìn)一步分析還可得出關(guān)系式Na2O2+H2== 2NaOH, Na2O2+CO==Na2CO3。實(shí)際上這兩個(gè)反應(yīng)均不能發(fā)生,
只是從質(zhì)量的角度可看作Na2O2只吸收了H2和CO,Na2O2增加的質(zhì)量等于H2和CO的質(zhì)量。這樣在分析H2和CO在氧氣中燃燒的產(chǎn)物被Na2O2完全吸收后固體質(zhì)量的變化時(shí)會(huì)變得很方便。
凡分子組成符合(CO)m·(H2)n的物質(zhì),W g該物質(zhì)在O2中完全燃燒后的產(chǎn)物(CO2和水蒸氣)與足量的Na2O2固體反應(yīng)后,固體增加的質(zhì)量為W g?；蚴怯蒀、H、O三種元素組成的物質(zhì),只要該物質(zhì)中C、O原子個(gè)數(shù)比為1∶1,也可滿(mǎn)足該變化。
(2)先后順序關(guān)系。當(dāng)CO2、H2O(g)與足量的Na2O2同時(shí)接觸時(shí),由于Na2O2與H2O反應(yīng)生成的NaOH能與CO2反應(yīng)生成Na2CO3,所以可以視為Na2O2先與CO2反應(yīng),待CO2反應(yīng)完全后,Na2O2再與H2O(g)反應(yīng)。
【例2】(2022湖南師大附中高一期末)過(guò)氧化鈉可在呼吸面具和潛水艇中作為供氧劑,實(shí)驗(yàn)室可用如下裝置進(jìn)行驗(yàn)證(A是實(shí)驗(yàn)室中制取CO2的裝置,C中盛放的是過(guò)氧化鈉)。下列說(shuō)法不正確的是(　　)
A.裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CaCO3+2H+ ==== Ca2++CO2↑+H2OB.裝置B中盛放飽和NaHCO3溶液,目的是除去CO2中的HCl氣體C.裝置C中消耗7.8 g Na2O2時(shí),反應(yīng)生成1.6 g O2D.裝置D是安全瓶,防止E中水倒流進(jìn)入C中
答案 D解析實(shí)驗(yàn)室利用CaCO3與稀鹽酸反應(yīng)制取CO2,該反應(yīng)的離子方程式為CaCO3+2H+ ==== Ca2++CO2↑+H2O,A正確;裝置A中制得的CO2中混有揮發(fā)出的HCl,用飽和NaHCO3溶液可除去CO2中的HCl氣體,B正確;根據(jù)反應(yīng)2Na2O2+2CO2 ==== 2Na2CO3+O2可知,消耗156 g Na2O2時(shí)生成32 g O2,則消耗7.8 g Na2O2時(shí)反應(yīng)生成1.6 g O2,C正確;裝置E用于收集反應(yīng)生成的O2,裝置D中可盛放NaOH溶液,用于吸收C中未反應(yīng)的CO2,D錯(cuò)誤。
變式訓(xùn)練2下列說(shuō)法正確的是(　　)①在空氣中加熱金屬鈉產(chǎn)物呈淡黃色 ②過(guò)氧化鈉能與酸反應(yīng)生成鹽和水,所以過(guò)氧化鈉是一種堿③過(guò)氧化鈉能與水反應(yīng),所以過(guò)氧化鈉可以作為氣體的干燥劑④過(guò)氧化鈉中陰陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為1∶1⑤鈉可以從鋯、鈮等金屬的鹵化物的水溶液中置換出相應(yīng)的金屬單質(zhì)⑥Na2O2分別與水及CO2反應(yīng)產(chǎn)生相同量的O2時(shí),需要水和CO2的質(zhì)量相等⑦可用水來(lái)檢驗(yàn)?zāi)砃a2O粉末中是否含有Na2O2⑧將足量的Na2O2、Na2O分別加到含酚酞的溶液中,最終溶液均為紅色A.①②⑤⑦B.①⑦ C.①②⑤⑧D.①⑧
答案 B解析在空氣中加熱金屬鈉時(shí)生成淡黃色的Na2O2,①正確;過(guò)氧化鈉是一種氧化物,②錯(cuò)誤;Na2O2與水反應(yīng)生成O2,可能引入新雜質(zhì),③錯(cuò)誤;Na2O2中含有Na+和 ,所以過(guò)氧化鈉中陰陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為1∶2,④錯(cuò)誤;鈉能夠與水反應(yīng),故鈉不能從鋯、鈮等金屬的鹵化物的水溶液中置換出金屬單質(zhì),⑤錯(cuò)誤;根據(jù)反應(yīng)2Na2O2+2CO2 ==== 2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O ==== 4NaOH+O2↑可知,Na2O2分別與CO2和水反應(yīng)產(chǎn)生相同量的O2時(shí),需要CO2和水的質(zhì)量不相等,⑥錯(cuò)誤;Na2O與水反應(yīng)生成NaOH,Na2O2與水反應(yīng)生成NaOH和O2,故可用水來(lái)檢驗(yàn)?zāi)砃a2O粉末中是否含有Na2O2,⑦正確;將足量的Na2O2、Na2O分別加到含酚酞的溶液中,二者都生成NaOH,因?yàn)镹a2O2具有漂白性而能使有色物質(zhì)褪色,所以最終加Na2O的酚酞溶液為紅色,而加Na2O2的酚酞溶液為無(wú)色,⑧錯(cuò)誤。
學(xué)以致用?隨堂檢測(cè)全達(dá)標(biāo)
1.下列關(guān)于金屬鈉的敘述正確的是(　　)A.金屬鈉可以保存在煤油中B.金屬鈉著火時(shí),可用水來(lái)滅火C.鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)可置換出銅D.實(shí)驗(yàn)時(shí)用剩的鈉塊不能放回原試劑瓶
答案 A解析金屬鈉的密度比煤油大且不與煤油反應(yīng),故鈉可以保存在煤油中,A正確;金屬鈉著火時(shí)生成過(guò)氧化鈉,用水滅火時(shí),過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)生成的氧氣可以助燃,同時(shí)鈉與水反應(yīng)生成易燃、易爆的氫氣,B不正確;將鈉投入硫酸銅溶液后,鈉先與水反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鈉,然后氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng),不會(huì)置換出銅,C不正確;實(shí)驗(yàn)時(shí)用剩的鈉塊,應(yīng)該放回原試劑瓶,D不正確。
2. 下列關(guān)于氧化鈉和過(guò)氧化鈉的說(shuō)法正確的是(　　)A.它們都是白色粉末B.它們都能與水反應(yīng)產(chǎn)生氧氣C.它們都能與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)生成氧氣D.過(guò)氧化鈉可作為潛水艇和呼吸面具的供氧劑
答案 D解析過(guò)氧化鈉是淡黃色粉末,A錯(cuò)誤;氧化鈉與水反應(yīng)只生成氫氧化鈉,不產(chǎn)生氧氣,B錯(cuò)誤;氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉,不會(huì)生成氧氣,C錯(cuò)誤;過(guò)氧化鈉與水、二氧化碳反應(yīng)都能生成氧氣,可作為潛水艇和呼吸面具的供氧劑,D正確。
3.已知用金屬鈉制取氧化鈉的方法有許多,下列方法最好且解釋合理的是(　　)
答案 C解析鈉與純氧氣反應(yīng)生成氧化鈉,雖然產(chǎn)物唯一,但無(wú)法確定反應(yīng)是否完全,故不選A;鈉與二氧化碳在加熱條件下反應(yīng)生成氧化鈉和碳,氧化鈉又能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉,故不選B;C項(xiàng)中反應(yīng)是工業(yè)制取氧化鈉最常見(jiàn)的方法,產(chǎn)生的氮?dú)夂凸腆w易分離,目標(biāo)產(chǎn)物中無(wú)雜質(zhì),而且亞硝酸鈉屬于工業(yè)常用鹽,價(jià)格低,它提供一部分的鈉元素,從而減少較貴重的金屬鈉的用量,且生成的N2可保護(hù)Na2O不被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為Na2O2,故選C;鈉放置在空氣中不僅與氧氣反應(yīng)還與水蒸氣反應(yīng),所以產(chǎn)物不純,故不選D。
4.(2022廣東揭陽(yáng)揭東區(qū)高一期末)向過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)后的溶液中滴加酚酞溶液,溶液先變紅后褪色。某小組欲探究其原因,進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):①取反應(yīng)后的溶液并加入二氧化錳后迅速產(chǎn)生
大量氣體,試管口帶火星的木條復(fù)燃;②和③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后溶液的紅色均不褪去。下列分析錯(cuò)誤的是(　　)A.過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為O2B.過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)需要MnO2做催化劑C.實(shí)驗(yàn)②和③證明使溶液褪色的不是氫氧化鈉和氧氣D.過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)可能生成了具有漂白性的H2O2

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