高中化學 第1章 認識化學科學 第2節(jié) 研究物質性質的方法和程序（第1課時）研究物質性質的基本方法學業(yè)分層測評 魯科版必修

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研究物質性質的基本方法 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1．一元硬幣的外觀有銀白色的金屬光澤，一些同學認為它可能是由鐵制成的，在討論時，有的同學提出：“我們可以先拿磁鐵來吸一下”。就“拿磁鐵來吸一下”這一過程而言，屬于科學探究中的(　　) A．實驗　　　B．比較　　　C．觀察　　　D．分類 【解析】　實驗法就是通過實驗來驗證對物質性質的預測或探究物質未知性質的方法。 【答案】　A 2．對鈉跟水反應的現象敘述完全且正確的是 (　　) 【導學號：20250004】 A．鈉浮在水面上，反應很快停止 B．鈉浮在水面上劇烈燃燒，火焰呈黃色 C．鈉熔化成閃亮小球浮在水面上，不斷游動，嘶嘶作響 D．鈉熔化成閃亮小球，沉在水底，并有氣泡產生 【解析】　鈉遇到水后，立即與水發(fā)生反應，因為鈉的密度小于水，故鈉浮在水面上；因為鈉與水反應是放熱反應，而鈉本身的熔點是97.81 ℃，故與水劇烈反應，熔化成閃亮的小球；因為產生氫氣，故發(fā)出嘶嘶聲響；由于氣體是在小球與水面接觸點產生，故產生的氣體推動小球在水面游動。 【答案】　C 3．一小塊金屬鈉長時間置于空氣中，可能有下列現象，這些現象出現的先后順序是(　　) ①變成白色粉末?、谧儼怠、圩兂砂咨腆w?、鼙砻嬗幸后w生成 A．①②③④ B．②③④① C．②③①④ D．③②④① 【解析】　 鈉在空氣中發(fā)生如下變化：Na→Na2O→NaOH→Na2CO310H2O→Na2CO3，反應現象為：銀白色變暗，之后變成白色固體(NaOH)，白色固體表面潮解變成液體，與空氣中CO2、H2O結合形成白色晶體Na2CO310H2O，最后碳酸鈉晶體風化，變成白色粉末Na2CO3。 【答案】　B 4．將一小粒金屬鈉放入足量的硫酸銅溶液中。下列物質中屬于該反應最終產物的是(　　) A．Cu　 B．NaOH C．CuO D．Cu(OH)2 【解析】　將鈉投入足量CuSO4溶液中，鈉先與水反應，生成的NaOH再與CuSO4反應：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。 【答案】　D 5．將一小塊金屬鈉投入到下列溶液時，既能產生氣體，又能出現白色沉淀的是(　　) A．稀硫酸 B．氫氧化鈉溶液 C．硫酸銅溶液 D．氯化鎂溶液 【解析】　鈉先與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉與硫酸銅溶液、氯化鎂溶液反應生成藍色和白色沉淀。 【答案】　D 6．將金屬鈉分別投入到下列溶液中，溶液質量增加的是(　　) A．FeCl3溶液 B．K2SO4溶液 C．MgCl2溶液 D．飽和NaOH溶液 【解析】　AC中生成沉淀，溶液質量減少；D中鈉與水反應，消耗水，原溶液中氫氧化鈉也會析出，質量減少。 【答案】　B 7．取一小塊金屬鈉放在燃燒匙中加熱，下列實驗現象描述正確的是(　　) ①金屬鈉先熔化?、谠诳諝庵腥紵?，產生黃色火焰?、廴紵蟮冒咨腆w　④燃燒后生成淡黃色固體物質 A．①② B．①②③ C．③④ D．①②④ 【解析】　鈉的熔點較低，故加熱時先熔化，再燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成淡黃色固體。 【答案】　D 8．下列關于鈉的敘述中，正確的是(　　) A．鈉單質與氯化亞鐵溶液反應生成氯化鈉和鐵單質 B．鈉與水反應的現象能說明鈉的熔點低，且與水反應放熱 C．鈉與酸溶液反應產生氫氣，實質是鈉與H2O的反應 D．將4.6 g金屬鈉投入到95.4 g水中，所得溶液中溶質的質量分數等于8% 【解析】　鈉單質與氯化亞鐵溶液反應時，先與水反應生成氫氧化鈉，后生成氫氧化亞鐵，不能置換出鐵；鈉與酸反應時直接與酸電離產生的H＋反應；將4.6 g金屬鈉投入到95.4 g水中，所得氫氧化鈉的質量是8 g，但因為放出氫氣，溶液的質量小于100 g，故溶質的質量分數大于8%。 【答案】　B 9．向紫色石蕊溶液中加入過量Na2O2粉末，振蕩，正確的敘述是(　　) A．最后溶液變藍色 B．溶液先變藍色最后褪色 C．溶液仍為紫色 D．因為Na2O2與石蕊發(fā)生氧化還原反應而無氣泡產生 【解析】　氧化還原反應是一個比較慢的過程，而酸堿之間的反應較快。紫色石蕊溶液中加入過量Na2O2粉末，首先會與水反應生成NaOH和O2，生成的NaOH使紫色石蕊溶液變藍色；由于Na2O2有強氧化性，過量的Na2O2會慢慢將有機色素氧化為無色物質，所以最后溶液變?yōu)闊o色。 【答案】　B 10．已知鈉放置于空氣中可發(fā)生如下變化： NaNa2ONaOHNa2CO310H2O 根據此變化回答以下問題： (1)請寫出①②步轉化的化學方程式： ①__________________________________________________________； ②__________________________________________________________。 (2)已知鈉在空氣中燃燒可生成一種淡黃色物質，該物質可與CO2、H2O發(fā)生反應，根據以上敘述回答： ①該淡黃色物質的化學式為________； ②該淡黃色物質與CO2、H2O反應的化學方程式分別為 _____________________________________________________________， _____________________________________________________________。 【解析】　(1)根據題目中圖示轉化關系可得反應方程式為4Na＋O2===2Na2O，Na2O＋H2O===2NaOH。 (2)鈉在空氣中燃燒可生成淡黃色的Na2O2，Na2O2與CO2、H2O反應的化學方程式分別為 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2， 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。 【答案】　(1)①4Na＋O2===2Na2O ②Na2O＋H2O===2NaOH (2)①Na2O2 ②2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 11．某學校研究小組欲通過下列實驗探究金屬鈉和金屬銅的金屬活動性強弱。 (1)將一粒金屬鈉和一塊銅片分別盛在表面皿中，放在實驗桌上，研究它們在空氣中的穩(wěn)定性，就此回答下面的問題： ①從研究物質性質的基本方法方面來說，采用的研究方法主要包括_________________________________________________________________。 ②某同學將鈉用小刀切割后放置在空氣中一小會兒就發(fā)現鈉塊表面的變化是________________，這一過程說明了________________________，有關的化學反應方程式為________________；若將鈉塊在空氣中放置足夠長時間，鈉將最終變?yōu)開_______(填化學式)，而銅片則一段時間內無明顯變化。 (2)試設計其他實驗比較鈉、銅活動性強弱(試劑自選)。 ____________________________________________________________。 【答案】　(1)①觀察法、實驗法、比較法 ②由光亮的銀白色變暗　鈉質軟且能與空氣中的氧氣反應　4Na＋O2===2Na2O　Na2CO3 (2)分別將黃豆粒大小的鈉塊和銅塊放入水(或鹽酸)中，鈉塊劇烈反應，而銅塊無明顯現象，說明鈉比銅更活潑 12．如圖表示A～E五種物質間的相互轉化關系，其中A為淡黃色固體，B為單質。試推出各物質的化學式，并寫出B→C、C→D、D→E反應的化學方程式。 (1)各物質的化學式： A________，B________，C________，D________，E________。 (2)寫出B→C、C→D、D→E反應的化學方程式： B→C：______________________________________________________； C→D：______________________________________________________； D→E：______________________________________________________。 【解析】　由題給信息及框圖轉化關系可知A、B、C、D、E分別為：Na2O2、Na、NaOH、Na2CO3、NaCl。 【答案】　(1)Na2O2　Na　NaOH　Na2CO3　NaCl (2)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑　2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O　Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O [能力提升] 13．(2016福州高一檢測)下列有關鈉及其化合物的說法中不正確的是(　　) A．在Na2SO4、Na2O以及Na2O2中，陽離子與陰離子的個數比均為2∶1 B．實驗桌上金屬鈉著火不能用常規(guī)滅火器滅火，也不可以選擇用濕布蓋滅 C．長距離運輸魚苗，最好在水中加入一定量的Na2O2，以起到供氧和殺菌的作用 D．金屬鈉保存時應隔絕空氣與水 【解析】　C項Na2O2與H2O反應生成NaOH，具有腐蝕性，不適于魚苗生存。 【答案】　C 14．下列敘述中不正確的是(　　) A．Na2O2是淡黃色固體，Na2O是白色固體，二者都能與水反應生成NaOH B．Na和O2在加熱時反應生成Na2O2，在常溫下反應生成Na2O C．Na2O與CO2發(fā)生化合反應生成Na2CO3，Na2O2與CO2發(fā)生置換反應生成O2 D．2 g H2充分燃燒后產物被Na2O2完全吸收，Na2O2固體增重2 g 【解析】　C項Na2O2與CO2反應生成O2：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，該反應不是置換反應。2 g H2充分燃燒后生成18 g水，完全被Na2O2固體吸收發(fā)生反應2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，由質量守恒可知，固體由Na2O2→NaOH，其質量增加的量等于H2O→O2質量減少的量，18 g水被吸收后生成16 g O2，即Na2O2固體增重為2 g。 【答案】　C 15．棉花的主要成分是纖維素，纖維素的化學式是(C6H10O5)n。 (1)寫出棉花在空氣中燃燒的化學方程式___________________________ ____________________________________________________________。 (2)甲、乙、丙三位同學分別做有關過氧化鈉的化學實驗，請你回答有關問題： 甲：用棉花包住約0.2 g Na2O2粉末，放在石棉網上，在棉花上加幾滴水。幾秒鐘后棉花燃燒起來。試分析說明引發(fā)棉花燃燒的化學原理 ________。 乙：用與甲同種等大的棉花包住0.3 g Na2O2粉末，放在石棉網上，在棉花上加水，結果棉花沒燃燒，試分析乙實驗失敗的主要原因，選擇其中的兩項寫出來： ①________________________________________________________； ②____________________________________________________________。 丙：他是在觀察分析甲和乙的實驗并受到一定的啟發(fā)之后進行實驗的，所用藥品的出處、數量與甲完全相同，也是將Na2O2粉末包在棉花內放在石棉網上。不同的是他通過玻璃導氣管用嘴向棉花上吹氣。結果大家都認為他的實驗很成功。請你說明丙的實驗中發(fā)生的主要現象是________________________ ____________________________________________________________。 【解析】　(1)該問題設計的主要目的是提示做題者棉花易燃燒。 (2)這里棉花燃燒的基本條件有兩個，一是有氧氣，二是溫度達到了著火點。甲的實驗結果是棉花燃燒起來了，自然應該想到過氧化鈉與水發(fā)生化學反應生成氧氣并放出熱量。乙與甲的實驗有兩點明顯的不同：甲用0.2 g Na2O2粉末，乙用0.3 g Na2O2粉末；甲在棉花上加幾滴水，乙在棉花上加水。過氧化鈉多一點不成問題，問題是過氧化鈉是否質量合格，加水是多是少。相對于甲，丙的實驗改革是加水變?yōu)榇禋狻４档臍庵泻卸趸己退魵?，它們都能與過氧化鈉發(fā)生化學反應放出氧氣和熱量。因此，丙的實驗現象也是棉花燃燒起來。 【答案】　(1)(C6H＋6nO26nCO2＋5nH2O (2)過氧化鈉與水發(fā)生化學反應放出氧氣和熱量 ①可能是過氧化鈉吸收水、二氧化碳等失效了；②可能是加水太少，放出的氧氣和熱量少；③可能是加水太多，棉花太濕不能燃燒。 (從中選出兩條即可)　棉花燃燒起來