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学案(2)鲁科版必修1

第2节 研究物质性质的方法和程序

庖丁巧解牛

知识·巧学·升华

一、研究物质性质的基本方法 1．研究物质性质的基本方法

研究物质性质常用的基本方法有观察、实验、分类、比较等。一般是多种方法并用，但每种方法的使用关键和目的不同。

（1）观察法：观察⎪⎪

⎪⎩⎪⎪⎪⎨

⎧⎪⎪⎩⎪⎪

⎨

⎧借助仪器观察触摸

鼻嗅

耳听眼看直接观察

观察法是一种有计划、有目的的用感官考察研究对象的方法。观察后要对现象进行分析

和综合，得出结论。

（2）实验法：实验法是人为地再现物质性质的过程。

（3）分类法：分类法主要是对物质及变化进行分类研究，可以得到各类物质的通性和特性。 （4）比较法：比较法是将研究对象和与之相关联的其他已知性质的物质进行比较研究。 2．金属钠的物理性质及钠与水的反应

要点提示 注意此处空半格观察盛放在试剂瓶中的金属钠的状态及在煤油中的位置；观察钠的切面；亲身感觉钠被切割的难易；观察钠在水中的位置；观察钠在水中的状态；观察钠在水中的运动；耳听钠与水的反应发出的声音；将集满气体的试管移近酒精灯的火焰，耳听声音；观察溶液颜色的变化。

钠有强烈腐蚀性，不能用手直接接触，以免灼伤皮肤。放入水中的金属钠只能是黄豆粒大小的一小块；再大，则易发生爆炸，危险！

Na与H2O反应的化学方程式为：2Na+2H2O2NaOH+H2↑

3．金属钠与氧气反应的实验

实验1：切好的金属钠放置在空气中。

实验2：将金属钠放在石棉网上加热。

6．金属共性

绝大多数金属是银白色固体；绝大多数金属能跟活泼非金属反应；大部分金属能置换出酸中的氢等等。

2Na+2HCl══2NaCl+H2↑，Fe+2HCl══FeCl2+H2↑

二、研究物质性质的基本程序

1．研究物质性质的基本程序

第一步，观察物质的外观性质。了解物质的状态、颜色、气味等。

第二步，预测物质性质。运用分类的方法，根据物质所属类别或有关反应规律预测物质

性质。

第三步，实验和观察。根据预测进行实验，并观察实验现象，记录实验数据等；如果出现预测之外的特殊现象，则需要进一步分析，提出新的问题和作出新的预测，并再进行实验和观察，验证新的预测。

第四步，解释和结论。需要对实验现象进行分析、综合、推论，概括出结论，一般运用比较的方法归纳出物质的通性及特性。 第五步，整合实验结论。

闻氯气的方法

2．案例：研究氯气的性质

（1）Cl 2的用途：制造盐酸、有机溶剂和杀菌消毒剂。 （2）氯气的物理性质

（3）预测物质的性质

①预测Cl 2的化学性质：能跟金属（如Na 、Fe 、Cu 等）反应，能跟非金属（如H 2、C 、P 等）反应。

Cl 2的化学性质⎪⎩

⎪

⎨⎧+++HCl

Cl H CuCl Cl Cu FeCl Cl Fe 2232222222点燃点燃点燃

2

跟水的反应

a ．预测：Cl 2能跟水反应

b ．实验设计

要点提示注意此处空半格简笔画中，—、等表示导管，表示密闭容器，表示敞口容器，……

c．实验记录

22

作用。

④新的预测：Cl2能跟水反应，则Cl2也能跟碱溶液反应。

2NaOH+Cl2══NaCl+NaClO+H2O

NaClO+H2O+CO2══NaHCO3+HClO。

要点提示注意此处空半格酸性：H2CO3＞HClO

3．了解化学科学的研究手段

（1）假说：是以已有事实材料和科学理论为依据，面对未知事实或规律所提出的一种推测性说明。

（2）模型：是以客观事实为依据建立起来的对事物及其变化的一种简化的模型。一般可分为两类模型——直观的物体模型和抽象的思维模型。

（3）一般的化学仪器：如试管、烧杯等，我们应该熟悉它们的构造特点、用途和使用方法等。

（4）先进的新型仪器：色谱仪、X射线仪、质谱仪、核磁共振仪等。

（5）计算机系统。

问题·思路·探究

问题1 实验法研究物质性质分为哪几种？

思路:根据对物质的认知程度，实验分为验证性试验和探究性试验。

探究:实验法有两种情况：一是验证性实验——验证对物质性质的预测；二是探究性实验——探究物质的未知性质。实验前，要明确实验目的要求、实验用品、实验步骤，甚至可能的安全措施等；实验中，仔细观察现象并及时记录；实验后，认真分析结果，写好实验报

告。

问题2 学会研究物质性质的方法和程序对我们有什么实际意义和重要性？

思路:从化学的研究对象和化学对人类的发展需要上去认识实际意义和重要性。

探究:可以从两个方面来看：一是从化学科学知识的内在联系上看，因为化学科学的任务是研究物质的组成、结构、性质、反应、制备和应用，而组成、结构、性质、反应、制备和应用之间是有一定的内在联系的。因此，研究物质的性质是化学科学的核心任务，也是我们学习掌握化学科学知识的关键。

二是从人类社会的需要上看：只有深入地研究物质的性质，才能更好地利用物质，改善人类的生存条件，提高人类的生存质量，走可持续发展之路。因此，学习化学科学的第一步就是要先学会研究物质性质的方法和程序，才能达到以上目的。

典题·热题·新题

例1．用右图所示的方法研究金属钠与水反应的性质，其中A是用带孔的铝箔包着的小钠块。

（1）用小刀切下一小块钠，能用小刀切割，说明金属钠的性质是_________。对切下的钠块要用滤纸吸（或擦）一下，这样做的目的是_________。

（2）包裹钠块的铝箔上要预先穿上足够多的小孔，若小孔数量较少，可能出现的不良后果是_________________。假如在实验刚开始时就将镊子松开并拿出水面，会出现的现象是_________，原因是_________。

（3）根据预测，钠与水反应的方程式是_________；可用一种酸碱指示剂证明该反应生成了氢氧化钠，这种指示剂是_________；要证明生成气体是氢气，实验方法是_________。

解析:本题考查钠的一些基本性质，但形式较新，不是简单地将性质罗列出来，还需要一定的综合思考能力。金属钠硬度小，可以用刀切割，密度小于水，在水中会上浮，钠化学性质活泼，易与O2、H2O反应，并放出大量热。检验酸碱要用酸碱指示剂，但检验碱时最好用酚酞现象更明显。检验氢气的传统方法是利用氢气的易燃性，需注意的是氢气密度小。

答案:（1）硬度小除去钠表面的煤油

（2）发生爆炸浮到水面上并四处游动钠密度比水小，与水反应剧烈，生成H2

（3）2Na＋2H2══O2NaOH＋H2↑酚酞试液用试管收集后口向下靠近酒精灯火焰深化升华注意此处空半格根据现象推测物质的性质，根据性质可以推测试验现象，根据金属钠的密度、硬度、熔点推测与水反应的现象。回忆试验过程回答问题。

例2．已知反应2FeCl2+Cl2══2FeCl3。现有铁粉、氯气、氧化铁和盐酸等四种物质，试用三种方法制取FeCl3（用化学方程式表示）。

（1）_______________________________________________________________________。