2020年高中化学 第一章 认识化学科学 第2节 研究物质性质的方法和程序（3）学案 鲁科版必修1

2020年高中化学 第一章 认识化学科学 第2节 研究物质性质的方法和程序（3）学案 鲁科版必修1

第2节 研究物质性质的方法和程序（3）‎ ‎【本讲教育信息】‎ 一. 教学内容：‎ 走近化学及研究物质性质的方法和程序 二. 教学目的 ‎1、认识并欣赏化学科学的重要性 ‎2、了解钠和氯气的物理性质和化学性质 ‎3、认识研究物质性质的基本方法和程序 三. 教学重点、难点 ‎ 知道化学是在分子层次上认识物质、制备物质；钠和氯气的化学性质。‎ 四. 知识分析 ‎（一）走近化学科学 ‎1、化学的创造性和实用性 化学家们不仅可以发现和提取自然界中已存在的物质，还能创造出新物质。1990年物质种类已突破1000万种大关，而现在已超过了3500万种，其中无机物几十万种。‎ 人们的衣、食、住、行都离不开化学 ‎2、化学的形成和发展 ‎●火是人类最早认识的化学现象之一 ‎●人类对化学的认识经历了古代化学、近代化学、现代化学三个阶段 ‎●现代化学日益成为一门“中心科学”‎ 6‎ ‎3、化学的探索空间 化学与被称为“21世纪四大支柱科学”的能源、材料、环境、生命科学息息相关。‎ ‎【交流研讨】‎ ‎①上网查询中国科学院化学部委员（院士）名单，并了解他们的建树。‎ ‎②谈一谈自己喜欢的职业。‎ ‎（二）研究物质性质的方法和程序 ‎1、基本方法：观察法、实验法、分类法、比较法。‎ 6‎ ‎2、基本程序：观察外观→预测性质→设计、实施实验→验证预测→分析现象→整合结论。‎ ‎3、钠 ‎（1）物理性质 软 亮 轻 低 导 硬度小、质软 银白色金属光泽 密度‎0.97g/cm3 熔点‎97.810C 导电、热 ‎[思考] 对比钠和铁的物理性质，有何异同？‎ 解答：相同点――均为银白色有金属光泽、导电导热、有延展性 ‎ 不同点――密度、熔沸点、硬度等均为Fe>Na ‎（2）化学性质 ‎①与水反应 现象：浮 游 熔 响 红 化学方程式为： 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑‎ ‎[思考] 如何解释这些现象？‎ 解答：浮——钠的密度小于水；游——产生气体推动钠；熔——反应放热，使低熔点的钠熔化；响——发出嘶嘶的响声；红——生成碱，遇酚酞变红。‎ ‎[拓展]若将钠分别加入到硫酸铜溶液、氯化铁溶液中有什么现象?能否将铜、铁置换出？‎ 写出相应的化学方程式。‎ 解答：除了有浮、熔、游、响外，在两种溶液中分别产生蓝色沉淀和红褐色沉淀。‎ ‎2Na＋CuSO4+2H2O=Cu(OH)2+Na2SO4+H2↑‎ ‎6Na＋2FeCl3+6H2O=2Fe(OH)3+6NaCl+3H2↑‎ ‎②与非金属反应 钠和氧气不加热与加热都能反应：4Na+O2=2Na2O 2Na+O2 Na2O2 ‎ ‎[拓展]a 将钠长期放置于空气中，发生哪些反应，最后变成什么？‎ ‎ b 钠和氯气加热、和硫研磨都能反应，写出化学方程式。‎ c填写下列表格：‎ 氧化物 氧化钠Na2O 过氧化钠Na2O2‎ 类别 颜色、状态 生成条件 热稳定性 与水反应 与CO2反应 与酸反应 漂白作用 用途 解答：a Na→Na2O→NaOH→NaCO3; b 2Na+ Cl2 2NaCl 2Na+S=Na2S ‎ c 氧化物 氧化钠Na2O 过氧化钠Na2O2‎ 类别 碱性氧化物 过氧化物 颜色、状态 白色固体 淡黄色固体 生成条件 钠缓慢氧化 钠燃烧 热稳定性 不稳定2Na2O+O2Na2O2‎ 相对稳定 6‎ 与水反应 Na2O＋H2O=2NaOH ‎2Na2O2+H2O=4NaOH+O2↑‎ 与CO2反应 Na2O＋CO2=Na2CO3‎ ‎2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3+O2‎ 与酸反应 Na2O＋2HCl=2NaCl+H20‎ ‎2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H20+O2↑‎ 漂白作用 无 有 用途 制NaOH 作漂白剂、生氢剂等 ‎（3）用途和制法 制法： 2NaCl 2Na+Cl2↑‎ ‎【小结】钠的性质：钠是一种较为特殊的金属，质软、熔点低、很活泼，与水反应剧烈，与氧气反应取决于条件。当然钠也具有一些金属的共性，如银白色、金属光泽、导电导热、延展性等。‎ ‎4、氯气 ‎（1）物理性质 观察一瓶氯气，归纳：氯气通常是一种黄绿色有刺激性气味的有毒气体，沸点-34.6，易液化，氯气液化后得液氯（Cl2）。通常，1体积水能溶解2体积氯气，得到氯水。‎ ‎（2）化学性质 ‎①与金属 铁在氯气中燃烧，产生棕红色烟：2Fe+3Cl2 2FeCl3‎ 铜在氯气中燃烧，产生棕黄色烟：Cu+Cl2 CuCl2‎ ‎②与非金属 氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，并在空气中产生白雾：H2+Cl22HCl ‎[思考]燃烧必须有氧气参加吗？什么叫燃烧？‎ 解答：不一定；任何发光、发热的剧烈反应都是燃烧。‎ ‎③与水 实验表明：氯气不能使干燥的有色纸条褪色，但能使湿润的有色纸条褪色。说明氯气与水反应，生成了有漂白性的物质： Cl2+H2O=HCl+HClO ‎[思考]a新制的氯水呈黄绿色，有哪些成分？‎ ‎ b 将紫色石蕊试液滴入新制氯水中，有何现象？‎ 解答：a 有Cl2、 HCl 、 HClO 、 H2O等 ‎ b 先变红后褪色 ‎[拓展]次氯酸的“三性”：弱酸性（弱于碳酸）、不稳定性（见光分解为盐酸和氧气）、漂白性。‎ ‎④与碱液 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O（该反应可以用于氯气的尾气吸收）‎ 工业上常用氯气与石灰乳作用制漂白粉：‎ ‎2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 而漂白粉在起作用时，与空气发生下列反应：Ca(ClO)2+H2O+CO2 =CaCO3↓+2HClO ‎【小结】氯气的性质：氯气是一种很活泼的非金属，易与很多金属一定条件下发生剧烈反应，与水及碱液反应复杂。‎ ‎【典型例题】‎ 6‎ 例1. 1998年诺贝尔化学奖授予科恩（美）和波普尔（英），以表彰他们在理论化学领域作出的重大贡献。他们的工作使实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质，引起整个化学领域一场革命性的变化。下列说法正确的是 （ ）‎ A. 化学不再是纯实验科学 B. 化学不再需要实验 C. 化学不做实验就什么都不知道 D. 未来化学的方向还是经验化 解析：从题给信息看，对“化学是一门实验科学”的认识要加以修正。21世纪的化学，将是一门实验和理论相互推动、并驾齐驱的创造性的、实用的科学。因此只有选项A正确 ‎[点评]：解答信息题应特别根据题给的新信息，结合平时所学知识，认真筛选，大胆推测。‎ 例‎2. ‎2.3‎g钠在干燥的空气中与氧气反应，可得‎3.5g固体，据此可判断其产物为（ ）‎ A. 只有Na2O2 B. 只有Na2O C. Na2O和 Na2O2 D. 无法确定 解析：金属钠和氧气反应可生成Na2O或Na2O2 ，此题用“极限法”：‎ 若‎2.3g钠全部反应生成Na2O ，由反应4Na + O2 = 2Na2O 可得生成Na2O的质量为‎3.1g;‎ 若‎2.3g钠全部反应生成Na2O2，由反应2Na + O2 = Na2O2 可得生成Na2O2的质量为‎3.9g;‎ 现产物为‎3.5g,介于‎3.1g和‎3.5g之间，故为Na2O和Na2O2的混合物。选C ‎[点评]：极限法解题要特别注意使用的范围。一般是存在两种反应的“可能性”，通过计算或推断确定一个范围，然后结合题意得到最终答案。‎ 例3. 用滴管将新制的饱和氯水逐滴滴入含酚酞的氢氧化钠的溶液中，当滴到最后一滴时，红色突然褪去，产生该现象的原因可能有两个：‎ ‎（1）是由于_______________________________________________________________‎ ‎（2）是由于________________________________________________________________‎ ‎（3）简述怎样用实验证明红色褪去的原因是（1）还是（2）。‎ 解析：含有酚酞的氢氧化钠溶液呈红色，红色消失，要么碱性消失，要么酚酞消失。而氯水含有盐酸，可以中和碱；含有次氯酸有漂白性，可以漂白酚酞。漂白后的酚酞若再遇到碱不能变红，没有漂白的酚酞遇到碱可以变红。‎ 答案：（1）次氯酸将酚酞漂白；（2）氯水与氢氧化钠反应碱性消失；（3）向褪色后的溶液里再加入氢氧化钠，若变红，说明是原因（1），否则是原因（2）。‎ ‎[点评]：此题涉及知识点多、问题灵活，且有一定的开放性，要求学生基础扎实、思维敏感、勇于突破，当然要遵循由浅到深、由此及彼的思维顺序。‎ 例4. 将足量的金属钠投入‎100g 水中，恰好得到t‎0C 时的NaOH饱和溶液‎111g.求t‎0C时NaOH的溶解度。‎ 解析：钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，将钠加入‎100g水中,使水质量增加，又生成氢气，使水质量减少，最终溶液的质量与开始的水之差，就是反应的钠与生成的氢气质量之差。运用差量法，求出生成的氢氧化钠的质量，再由溶解度概念求得最终答案。‎ 设反应生成的氢氧化钠的质量为x ‎2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ △m ‎46 80 2 46-2=44‎ ‎ x ‎111g-100g=‎‎11g ‎ 80/x=44/‎‎11g ‎ x=‎‎20g ‎ s/‎100g=‎20g/(‎111g-20g)‎ 6‎ ‎ s=‎‎22g ‎[点评]：差量法的关键是要找准“差量”所代表的化学意义，然后依据化学方程式找准对应关系，列出比例式，解出答案。‎ 6‎