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国际-高一化学第一章第二节研究物质性质的方法和程序课件


普通高中课程标准实验教科书 化学1(必修)

第一章

第二节 研究物质性质的方法和程序

交流· 研讨 1、在初中化学学习中,你认识了哪些物质? 你是通过什么方法在研究它们的性质的?
物质 研究它们性质的主要 方法 观察和实验法

氧气oxygen 氢气hydrogen 锌、铁zinc,

iron 盐酸hydrochloric acid 非金属的通性 金属的通性 酸的通性

分类、比较法

2、你认为研究一种物质的性质,应该按照什 么程序来进行?请举例

观察物理性质
预测化学性质 验证或探究预测的性质

分析现象并解释 分类、比较、归纳、概括同类物质的性质

研究物质性质的基本方法一:观察法
1、含义:是一种有计划、有目的的用感官 考察研究对象的方法 2、内容:用肉眼或借助仪器(提高灵敏度) 观察物质的色、态、闻气味。在此过程中不 仅要用感官搜集信息,还须同时进行积极的 思考,及时储存和处理所搜集的信息。观察 要有明确而具体的目的,并对所观察到的现 象进行分析和综合。

3、实例:观察金属钠的物理性质及与水的反应 【目的】 ⑴学会观察实验现象的方法;

⑵通过对所观察到的现象进行分析,揭示
物质的性质;

⑶通过观察认识钠的色、态、硬度的密度的
相对大小,熔点的相对高低;

⑷通过观察钠与水反应的现象,分析钠的化
学性质。

金属钠sodium的物理性质
状态 state 固体 颜色 color 银白 硬度的 密度的 相对大小 相对大小 hardness density 较软 比水小 延展性 malleability 良好

金属钠与水(水中加酚酞phenolphthalein )反应:
现象 浮
浮在水面

分析(或结论)
密度比水小 反应放热,钠的熔点低


游 响

熔化成液态小球
在水面无规则游动

产生气体,受力不匀 反应剧烈
生成了可溶性碱—NaOH

发出咝咝的响声

红 经过处水溶液变红



用火柴可以点燃

生成了可燃性气体—H2

问题思考
1、能写出钠与水反应的化学反应程式吗? 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ 2、你注意到金属钠的保存方法是什么?

少量的金属钠保存在煤油kerosene中
3、你的观察能力与初中相比有哪些提高?

拓展· 延伸
1、预测钠与盐酸的反应现象,推测方程式。
反应更剧烈 2Na+2HCl==2NaCl+H2↑

2、预测钠与CuSO4(cupper sulfate)稀溶液的反应 现象,观察并分析结果,推测化学反应方程式。
反应剧烈,产生气泡,并有蓝色沉淀生成

2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ 2NaOH+ CuSO4 ==Cu(OH)2↓+ Na2SO4

研究物质性质的基本方法二:实验法

1、含义:通过实验来验证对物质性质的预测 或探究物质未知的性质的方法。

2、注意:在进行实验时,要注意控制温 度、压强、溶解的浓度等条件, 这是因为同样的反应物质在不 同的条件下可能会发生不同的反应。

3、实验的步骤: 实验前,要明确实验的目的要求、实验用品 和实验步骤等; 实验中,要仔细研究实验现象,并做好实验 记录; 实验后,要写好实验报告,并对实验结果进 行分析。

4、实例 :金属钠与氧气反应的实验
【阅读P10有关内容】 明确实验目的、所需仪器、实验步骤 【实验记录】 实验内容 在空气 中放置 在空气 中加热 实验现象 很快失去金属光泽 剧烈燃烧,发出黄 色火焰,生成淡黄 色固体。 结 论

与O2反应生成了 白色的Na2O sodium oxide 与O2反应生成了 淡黄色的的Na2O2
sodium peroxide

【问题讨论】
1、这组实验对你有何启示?

2、列举你所知道的因条件不同影响反应 产物的实例。

研究物质性质的基本方法三:分类法 在研究物质性质时,运用分类的方法,
分门别类地对物质及其变化进行研究,

可以总结出各类物质的通性和特性;反
之,知道某物质的类别,我们就可推知

该物质的一般性质。

研究物质性质的基本方法四:比较法

运用比较的方法,可以找出物质性质间 的异同,认识物质性质间的内在联系, 对物质的性质进行归纳和概括。

交流· 研讨
性质 物理 性质 化学 性质 相同点
均为银白 色金属

金属钠与铁的比较 不同点
钠比铁硬度、 密度小,熔点 沸点低

结论
虽都是金属单 质,但物理性 质有较大差别

①钠常温下能与O2 都是较活泼的 反应,铁常温下不 金属单质,但 均能与O2、 能与O2反应 钠比铁更活泼 酸、盐溶液 ②钠可在空气中燃 反应 烧,铁只能在纯氧 中燃烧 ③铁可置换出CuSO4 溶液中的Cu,而钠 是先与水反应

【思考】归纳金属可能具有的共性。
金属可能具有的物理性质:

①有金属光泽、不透明的固体; ②电和热的良导体; ③有延展性。
金属可能具有的化学性质: ①常温或加热条件下与氧气反应; ②常温或加热时与水反应,置换出水中的氢(比氢活泼); ③与酸反应置换出酸中的氢(比氢活泼); ④与盐溶液应,置换出在金属活动顺序中排在它后面的 金属(K、Ca、Na先与水反应)

练 习
1、将一小块金属钠放置在空气中较长时间,请描述 可能出现的现象,写出可能发生的化学反应方程式。

2、将盛有等质量且足量水和稀硫酸的两个烧杯,分

托盘天平的两个托盘上,此是时天平平衡。向盛水的
烧杯中加入4.6gNa,盛稀硫酸的烧杯中加入4.8gMg,

请判断反应结束后,天平的平衡情况。

活动探究

由Na2O的性质 预测并验证Na2O2的性质

性质

Na2O

Na2O2
淡黄色 粉末 2Na2O2+2H2O== 4NaOH+O2↑ 2Na2O2+4HCl== 4NaCl+2H2O +O2↑ 2Na2O+2CO2 == 2Na2 CO3+O2↑

白色 色 粉末 态 与水 Na2O+H2O== 反应 2NaOH 与酸 Na2O+2HCl== 反应 2NaCl+H2O 与CO2 Na2O+CO2 == 反应 Na2 CO3

【结论】
氧化钠是典型的碱性氧化物,

过氧化钠不是碱性氧化物

案例

研究氯气的性质

一、观察氯气的物理性质
1、通常从哪些方面认识物质的物理性质? 色、态、味, “二点” ( 熔点melting point(m.t) 、沸点 boiling point(b.t)) “二度” ( 密度、硬度 ) “三性” (溶解性solubility、 导电性electrical conductivity 、导热性thermal conductivity) 2、闻气味的方法 飘闻(注意操作要领)

3、试验氯气的溶解性 实验(检验气体水溶性的常用方法)

〖小结〗氯气的物理性质
颜色 黄绿色 气味 刺激性气味 pungent smell (剧毒!)
将盛满氯气的试 管倒置在水中, 水面上升,并呈 黄绿色

水溶性 能溶于水 (氯水)

二、预测氯气的化学性质
1、Cl2与O2、 H2氢气都是非金属单质,应该 具有某些类似性质。

单从原子结构看,氯元 素与氧元素更相似,它 们的原子的最外层电子 数都比较多,容易得到 电子成为8电子的稳定结 构,所以都是较活泼的 非金属元素。氧气与氯 气都是活泼的非金属单 质。

与Na、Fe、Cu等 金属单质反应。
预测

与S、P等 非金属单质反应。

实验探究
实验内容 实验现象 生成物 FeCl3 CuCl2

剧烈燃烧,产生红棕色浓烟, Cl2与Fe反应 产物水溶液呈棕黄色

剧烈燃烧,产生棕色浓烟, Cl2与Cu反应 产物水溶液呈棕蓝绿色
剧烈燃烧,产生苍白色火焰, Cl2与H2反应 集气瓶口有白雾

HCl

实验探究

氯气能与水反应吗?

1、预测与假设:
Cl2与O2的性质相似,但氧气不易溶 于水,而氯气能溶于水,可能是氯气与水 发生了反应的缘故。

若Cl2与H2O发生了反应,可能会生成
H+和Cl-,也可能生成其它含氯的化合物。

2、实验设计:
方案 1 目的 实验设计 所需药品 所需仪器
取少量氯水于试 检验Cl- 管中,滴加AgNO3 溶液 + 取少量氯水于试 检验H 管中,滴加石蕊 试液 检验 漂白性

试管, 氯水, AgNO3溶液 胶头滴管
氯水 石蕊试液 试管 胶头滴管
镊子 玻璃棒

2

3

①用镊子夹干燥的红纸条 红纸条 氯水 放在盛氯水的试剂瓶口 ②将红纸条用水湿润后沾 蒸馏水 在玻璃棒一端,放在盛氯 水的试剂瓶口

2、实验记录:
实验内容 方案1 实验现象
有白色沉淀生成
溶液先变红 后褪色

结论
氯水中有Cl-存在, 说明Cl2与H2O发生了反应
氯水中有酸生成,还有一种 具有漂白性的物质生成。 说明Cl2与H2O发生了反应

方案2 方案3

①氯气本身无漂白性。 ①无变化 ②湿润的红色纸条 ②氯水中存在一种具有漂白 性的物质。 逐渐褪色 说明Cl2与H2O发生了反应

3、实验结论:
氯气不仅能溶于水,还能与水发生化学反应, 生成HCl和HClO,反应的化学方程式为:

Cl2+H2O == HCl+HClO 干燥的Cl2不具有漂白性。
HClO具有漂白性,它遇到有色物质时,能破坏 其中的有机色质,使有色物质褪色。但HClO不 稳定,见光会分解:

2HClO == HCl +O2 ↑



4、知识拓展:氯气能与碱反应吗?
能。
可能理解成氯气先与水反应,生成HCl和HClO,
再与NaOH中和,生成NaCl和NaClO。 Cl2+2NaOH== NaCl+NaClO+H2O

应用:实验室常用NaOH溶液吸收或 除去多余的Cl2 ,以消除污染。

思考:写出Cl2与熟石灰反应的化学方程式, 这一反应有何实际应用?
2Cl2+2Ca(OH) 2== CaCl 2 +Ca(ClO) 2+2H2O

这就是漂白粉 Bleaching powder 的主要成份





氯水与液氯的区别
液 氯 氯 水 氯气溶于水
H2O、 Cl2、HClO、 H +、 ClO - 、 Cl具有所含微粒的性质

制 法

将氯气加压、降温

所含微粒 Cl2分子 化学性质
具有氯气化学性质 的

Nomenclature
Binary Ionic Compounds: 1. Cation阳离子 first, then anion阴离子 2. Monatomic cation = name of the element. Ca2+ = calcium ion 3. Monatomic anion = root + -ide. Cl- = chloride CaCl2 = calcium chloride

Examples: NaCl ZnI2 Al2O3

sodium chloride zinc iodide aluminum oxide

Monatomic Ions

Learning Check
Complete the names of the following binary compounds: sulfide Na2S sodium __ _____
KBr Al2O3
bromide potassium ________________ oxide aluminum ________________ magnesium

MgCl2

_________________________

chloride

Transition Metals Elements that can have more than one possible charge MUST have a Roman Numeral to indicate the charge on the individual ion. iron(II) or ferrous (Fe2-) iron(III) or ferric (Fe3-) Examples: FeCl2 FeCl3 iron(II) chloride MnO2 manganese(IV) oxide iron(III) chloride MnO manganese(II) oxide

Names of Variable Ions
These elements REQUIRE Roman Numerals because they can have more than one possible charge:
Transition metals and the metals in groups 4A and 5A (except Ag, Zn, Cd, and Al) require a Roman numeral.

CuCl SnF4 PbCl2 Fe2S3

FeCl3

(Fe3+) iron (III) chloride (Cu+ ) copper (I) chloride

(Sn4+) tin (IV) fluoride
(Pb2+) lead (II) chloride (Fe3+) iron (III) sulfide


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