1.2 研究物質性質的方法和程序 教學案（建議1課時完成）[課程目標] 1.通過對金屬鈉和氯氣性質的探究，初步學習觀察、實驗、比較、分類等方法在研究物質性質中的運用，初步認識研究物質性質的一般程序。2.了解金屬鈉和非金屬氯氣的物理性質及主要的化學性質3.進一步練習藥品的取用、加熱等實驗基本操作；通過實驗探究鈉跟氧氣的反應及氯氣性質，體會實驗方法在化學研究中的作用，并認識實驗過程中控制實驗條件的重要性。 [要點精析]一、研究物質性質的基本方法   研究物質的性質常常運用觀察、實驗、分類、比較等方法。1、觀察法（1）含義：是一種有計劃、有目的地用感官考察研究對象的方法。（2）觀察的具體內容：主要是用肉眼觀察物質的顏色、狀態(tài)、各種變化等，用鼻子聞物質的氣味，用耳朵聽聲音，用觸覺去感受溫度、硬度、彈性、韌性等等，還包括借助一些儀器來進行觀察，提高觀察的靈敏度。（3）應用觀察法研究物質的性質的實例：觀察金屬鈉的物理性質及鈉與水反應的現象。觀察金屬鈉的物理性質狀態(tài)顏色硬度和密度的相對大小固態(tài)銀白色硬度小，密度低觀察金屬鈉與水的反應現象分析（或結論）①金屬鈉浮在水面上鈉的密度小于水②金屬鈉迅速融化成球狀鈉的熔點低，反應劇烈并放熱③球狀的金屬鈉四處游動并發(fā)出咝咝響聲反應放出氣體，反應劇烈④球狀的鈉消失，溶液中滴入酚酞變紅色溶液中有堿性物質生成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通過實驗及現象的觀察，分析得到：金屬鈉是一種銀白色的金屬；熔點低、密度小、硬度小，金屬鈉與水劇烈反應生成氫氧化鈉和氫氣，證明鈉是一種活潑金屬。2Na +2H2O ====2NaOH + H2↑  2、實驗法（1）含義： 通過實驗來驗證對物質性質的預測或探究物質未知的性質的方法。（2）注意的兩個問題：在進行實驗時，要注意控制溫度、壓強、溶液的濃度等條件，這是因為同樣的反應物在不同的條件下可能會發(fā)生不同的反應。實驗前要明確實驗的目的要求、實驗用品和實驗步驟等；實驗中，要仔細研究實驗現象，并做好實驗記錄；實驗后，要寫好實驗報告，并對實驗結果進行分析。（3）應用實驗法研究物質的性質的實例：探究金屬鈉與氧氣反應實驗內容實驗現象結論金屬鈉在空氣中放置迅速失去金屬光澤變?yōu)榛野咨?/span>鈉非常活潑，與空氣中氧氣反應生成氧化鈉4Na + O2 = 2Na2O在空氣中加熱金屬鈉金屬鈉在空氣中燃燒，產生黃色火焰，石棉網上有淡黃色固體生成反應條件不同反應的現象和生成產物也不同2Na + O2 = 2Na2O23、分類法（1）含義：根據物質的組成、結構等因素，分門別類地對物質及其變化進行研究，總結出各類物質的通性和特性；或者根據某物質的類別和該類物質的通性預測該物質的性質。（2）分類依據：通常為組成、結構、某種性質、用途等，以何種因素作為分類的依據，關鍵是看研究的出發(fā)點和目的。例1：下列物質：金屬鐵、金屬鋅、木炭、CuO、CaCO3、H2SO4、NaOH、Ba(OH)2、NaCl、CuSO4  有人根據不同的依據進行了分類如下，請在適當的位置指出他分類的依據分   類   依   據分        類①類別一：金屬鐵、金屬鋅、木炭類別二：CuO、CaCO3、H2SO4、NaOH、Ba(OH)2、NaCl、CuSO4②類別一：金屬鐵、金屬鋅、類別二：木炭類別三：CuO類別四：H2SO4類別五：NaOH、Ba(OH)2 類別六：CaCO3、NaCl、CuSO4③類別一：金屬鐵、金屬鋅、木炭、CuO、CaCO3類別二：H2SO4、NaOH、Ba(OH)2、NaCl、CuSO4解析：第一種情況分類的依據是物質的元素組成，將題給物質分成了單質和化合物；第二種情況分類的依據是物質的組成和性質，將題給物質分成了金屬、非金屬、氧化物、酸、堿、鹽；第三種情況分類的依據是水溶性，將題給物質分成了溶與不溶兩類。4、比較法（1）含義：運用比較的方法，找出物質的組成、結構或性質間的異同，認識物質間的內在聯系，對物質的組成、結構或性質等進行歸納和概括（2）應用分類法和比較法研究物質的性質的實例：比較金屬鈉與金屬鐵性質性質相同點不同點物理性質不透明、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、沸點低化學性質①都能與非金屬反應②都能與鹽酸或稀硫酸反應產生H2③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,而鐵不反應上面是研究物質的性質時常用的四種方法，當然還有其他的一些方法；在研究物質的某方面性質時，可能只用到一種或兩種方法，但在研究物質的整體性質時卻常常是觀察、實驗、分類、比較等方法綜合應用。二、研究物質性質的基本程序  1、基本程序首先，要觀察物質的外觀性質（包括物質的存在狀態(tài)、顏色氣味等）；第二、根據觀察結果，預測物質的組成、類別等，并進一步預測性質；第三、設計并實施實驗來驗證所做的預測。通過對實驗現象的觀察和分析，判斷預測是否正確，并對實驗中所出現的特殊現象進行進一步的研究；第四、對實驗現象進行分析、綜合、推論，概括出物質的通性及特性。2、實例：研究氯氣的性質的程序第一步：觀察認識氯氣的物理性質第二步：預測氯氣的性質。氯氣是活潑非金屬，則可與金屬、非金屬反應第三步：通過實驗論證氯氣的化學性質探究氯氣的特性——氯氣與水反應第四步：對實驗現象進行分析、綜合、推論，概括出物質的通性及特性  氯氣是呈黃綠色、有刺激性氣味的氣體，氯氣可溶于水形成淺黃綠色的氯水  氯氣的化學性質：2Fe+3Cl2 2FeCl3       Cu+Cl2 CuCl2Cl2 +H2   2HCl         Cl2+H2O=HCl+HClO根據氯氣能與水反應生成鹽酸和次氯酸的事實，推論氯氣是能與堿溶液反應    氯氣 + 堿溶液 → 金屬氯化物 + 次氯酸鹽 + 水  Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O（應用于實驗室制氯氣時尾氣的吸收和工業(yè)制取漂白劑）2Cl2+2Ca（OH）2 = CaCl2 + Ca（ClO）2 + 2H2O（應用于工業(yè)制取漂白粉）總之，研究物質性質的基本程序應該是：觀察物理性質 → 預測化學性質 → 驗證或探究預測的性質 →分析現象并解釋 → 分類、比較、歸納、概括同類物質的性質 → 知識的延伸和應用三、化學探究過程中的模型與假說  1、關于模型：①模型的定義：是以客觀事實為依據建立起來的，是對事物及其變化的簡化模擬。②模型的分類：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。  2、關于假說：假說的定義：是以已有事實材料和科學理論為依據，面對未知事實或規(guī)律所提出的一種推測性說明。假說提出后需得到實踐的證實，才能成為科學理論。

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第2節(jié) 研究物質性質的方法和程序

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