1.2.1 研究物质性质的方法和程序 同步讲义1（钠及其化合物）-2026-2027学年高一上学期化学鲁科版必修第一册（答案版）

( ) 第2节 研究物质性质的方法和程序 2.1 钠及其化合物 一、研究物质性质的基本方法： 1、主要知识点： （1）研究物质的性质有观察、实验、分类、比较、假说、模型等方法。 （2）观察法 A．含义：观察是一种有计划、有目的地运用感官考察研究对象的方法。 B．常见观察法 （3）实验法 A．概念：实验是根据科学研究的目的，尽可能排除外界影响、突出主要因素，并利用一些专门的仪器设备，人为地变革、控制或模拟研究对象，使某一现象或过程发生或再现的研究方法。 B．注意事项： 实验时要注意控制温度、压强、溶液的浓度等条件，因为同样的反应物在不同条件下可能会 发生不同的反应。 （4）分类法 A．概念：分类是根据研究对象的共同点和差异点，将它们区分为不同种类和层次的科学方法。 B．分类的目的： ①分门别类地对物质及变化进行研究，可以总结出各类物质的一般性质和特性； ②可以根据物质所属的类别预测物质的性质。 （5）比较法 找出各类物质性质之间的异同，认识各类物质性质之间的内在联系。 【注意事项】 A．研究某种物质的性质时，只用一种方法往往得不出结论，有时需要多种方法综合应用， 比较法和实验法是比较常用的两种方法。 B．运用假说和模型进行的预测，还需要通过实验来验证。 2、同步习题： （1）判断正误： ①科学家提出的假说一定能成为科学理论（ × ） ②使用模型有助于人们研究物质性质（ √ ） ③运用观察法时，可以用手直接接触化学药品（ × ） ④严禁品尝化学药品的味道（ √） ⑤闻气体时应按如图操作（ √ ） （2）下列关于研究物质性质的方法的描述正确的是 (　D　) A．观察法只能通过视觉来完成 B．将NaCl固体放入水中，从而获取NaCl的某些性质，这只涉及实验法 C．银、铁、铜、锌等均为金属，具有金属光泽和导电性，这是物质性质研究方法中的比较法 D．研究物质的性质时，往往同时采用观察、实验、分类、比较等方法中的多种方法 （3）用如图所示的方法研究某气体的性质，这种方法属于(　B　) A．实验法 B．观察法 C．分类法 D．比较法 （4）某学生运用所学知识研究钠的性质：将一粒金属钠和一块铜片分别放在表面皿中，研究它们在空气中的稳定性。该学生采用的研究方法是(　B　) ①假说法　②实验法　③分类法　④比较法 A．①②③④ B．②④ C．①③ D．①② 二、钠与水的反应： 1、主要知识点： （1）观察法认识钠的物理性质 操作 观察试剂瓶里面的钠 用镊子从煤油中取出金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，在干燥玻璃片上用小刀切下一小块金属钠，观察钠块的切面，剩余钠块放回原试剂瓶 结论 钠性质活泼，需隔绝空气和水保存，实验室里保存在煤油中 钠具有银白色金属光泽，质软，硬度小，密度比煤油大，常温下是固体 （2）实验探究钠与水的反应 A．实验装置图： B．实验现象及分析： 现象 分析 浮：钠块浮在水面上 钠的密度比水的小 熔：钠块熔化成闪亮的小球 钠的熔点低，反应放热 游：钠在水面上四处游动 产生的气体推动钠运动 响：与水反应发出“嘶嘶”的响声 产生的气体与水摩擦产生响声 红：反应后溶液变为红色 生成碱性物质 C．实验结论：钠与水反应生成氢氧化钠和氢气。反应化学方程式为：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。 反应的实质为：钠与水电离出来的H+反应 D．注意事项：在探究钠单质与水反应的实验中，所取用的钠块一般为绿豆粒大小，体积过大，反应 放热过多易引燃氢气而爆炸。 （3）钠与酸、碱、盐溶液的反应规律： 遇酸酸优先，遇盐水在前。 A．钠与酸溶液反应：先和溶质反应，多余的钠再和水反应（先酸后水）。 B．钠与碱溶液反应：只能水反应，不和溶质反应。 C．钠与盐溶液反应：先与水反应，生成氢氧化钠 a) 若盐溶液中的溶质不与NaOH反应，则反应的实质是Na与水反应。 b) 若盐溶液中的溶质与NaOH反应，则反应的实质是Na先与水反应生成NaOH， NaOH 再与盐溶液中的溶质反应。（钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属） 例如：钠与CuSO4溶液的反应： 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑； 2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。 总反应为：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。 现象：有无色无味气体放出并产生蓝色沉淀。 （4）钠的用途 A．钠和钾的合金可用作原子反应堆的导热剂。 B．高压钠灯发出的黄光射程远、透雾能力强，常用作路灯。 C．金属钠还可用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。 金属钠具有强的还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如4Na＋TiCl44NaCl＋Ti。 2、同步习题： 题组一、钠与水的反应现象： （1）钠与水反应时的现象可以概括为“熔成小球、浮在水面、四处游走、嘶嘶作响、加入酚酞变红”，下列钠的性质中与反应现象无关的是 (　B　) A．钠的熔点低 B．钠的硬度小 C．钠的密度小 D．钠的化学性质活泼 （2）根据金属钠和水反应的现象得出相应的结论，其中不正确的是 (　D　) A. 现象：钠浮在水面上 结论：钠的密度比水小 B. 现象：钠熔化成小球 结论：反应放热 C. 现象：反应后溶液加入酚酞显红色 结论：反应后溶液显碱性 D. 现象：能点燃反应产生的气体。 结论：产生的气体为氧气 （3）已知水和苯不互相溶，苯不与钠反应，在烧杯中加水和苯(密度：0.88 g/mL)各50 mL。将一小粒金属 钠 (密度：0.97 g/mL)投入烧杯中，观察到的现象可能是 (　D　) A．钠在水层中反应并四处游动 B．钠停留在苯层中不发生反应 C．钠在苯的液面上反应并四处游动 D．钠在苯与水的界面处反应，可能做上下跳动 （4）下列①～④是钠与水反应的实验现象、解释和结论，其中对应关系正确的是 (　B　) 序号 实验现象 解释和结论 ① 钠浮在水面上 钠的密度比水小 ② 钠熔成小球 钠与水反应放热且钠的熔点低 ③ 钠四处游动，嘶嘶作响 产生了氢气 ④ 向反应后的溶液中滴加酚酞，溶液变红 生成了碱性物质 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 题组二、钠与酸、碱、盐的反应现象： （1）钠与足量酸的反应： ①等质量的钠、镁、铝与足量盐酸反应，生成的氢气的质量的大小顺序为:___Al > Mg > Na__ (钠镁铝的相对原子质量分别为23,24,27) ②如果以生成的氢气的质量为纵坐标，以反应的时间为横坐标，则对应的图像应为： （2）过量的钠与酸反应 ①足量的钠、镁、铝与等质量的盐酸反应，生成的氢气大小顺序为: ___ Na > Mg = Al__ ②如果以生成的氢气的质量为纵坐标，以反应的时间为横坐标，则对应的图像应为： （3）将一小块钠投入盛有5 mL饱和澄清石灰水的试管中，不可能观察到的现象是 (　C　) A．钠溶成小球并在液面上到处游动 B．有气体产物生成 C．溶液中有银白色金属析出 D．溶液变浑浊 （4）在一定温度下，向饱和NaOH溶液中投入一小块金属钠，充分反应后恢复到原来的温度，下列叙述 合理的是 (　B　) A．NaOH溶液浓度增大，并放出H2 B．溶液中NaOH的质量分数不变，有H2放出 C．总溶液的质量增大，有H2放出 D．总溶液的质量不变，有H2放出 （5）将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是__① ④ ⑥__。 ①MgSO4溶液　 ②NaCl溶液　 ③Na2SO4溶液　 ④饱和澄清石灰水　 ⑤CuSO4溶液　 ⑥饱和NaCl溶液 （6）将金属钠分别投入下列溶液中，溶液质量增加的是 (　B　) A．FeCl3溶液 B．K2SO4溶液 C．CuCl2溶液 D．饱和NaOH溶液 （7）向分别盛有100 mL水、100 mL盐酸、100 mL硫酸铜溶液的X、Y、Z三个烧杯中分别投入1.15 g Na，Na均完全反应，下列说法正确的是 (　C　) A．三个烧杯中一定会发生的反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ B．三个烧杯中的反应，相比而言，X中的反应最剧烈 C．Z烧杯中一定会有Cu(OH)2沉淀生成 D．三个烧杯中生成的气体的质量不相同 （8）在坩埚中放一小块钠，加热熔化时，用玻璃棒蘸取少量无水硫酸铜与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成，据此判断下列说法错误的是 (　D　) A．上述反应发生了置换反应 B．上述反应说明钠比铜活泼 C．上述反应放出大量的热 D．上述反应证明钠可以从CuSO4溶液中置换出铜 题组三、钠的保存与用途： （1）下列关于金属钠的叙述错误的是(　B　) A．金属钠可以保存在煤油中 B．金属钠着火时，可用泡沫灭火器来灭火 C．钠与熔融的四氯化钛反应可制取钛 D．实验时用剩的钠块应该放回原试剂瓶 （2）钠的下列用途与钠的化学性质无关的是(　B D　)（双选） A．制取过氧化钠 B．作原子反应堆导热剂 C．冶炼金属钛 D．广泛应用在电光源上 （3）钠能否保存在CCl4溶液中？___不能___（提示：CCl4密度大于水） 题组四、钠的综合应用： （1）某实验小组为研究金属钠的性质，做了如下实验： 实验装置 实验方案 液体a 现象 实验Ⅰ：蒸馏水 钠迅速熔化成闪亮的小球，在水面上四处游动，剧烈反应，发出“嘶嘶”的响声，水面上有少量白雾产生 实验Ⅱ：溶质质量分数为5%的盐酸 钠迅速熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，反应比Ⅰ剧烈，发出“嘶嘶”的响声，液面上有白雾产生 实验Ⅲ：溶质质量分数为10%的盐酸 钠迅速熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，反应比Ⅱ剧烈，发出“嘶嘶”的响声，液面上有白雾产生 实验Ⅳ：浓盐酸 钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，反应比Ⅰ缓慢，发出“嘶嘶”的响声，液面上有大量白雾产生，烧杯底部有白色固体产生 下列说法不正确的是 (　B　) A．实验Ⅱ中反应的化学方程式为2Na+2HCl === 2NaCl+H2↑ B．对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的现象可知，随着盐酸中溶质质量分数的增大，反应的剧烈程度增大 C．实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均有白雾产生，说明Na与水或酸反应均放出大量热 D．推测实验Ⅳ中浓盐酸中Cl-的质量分数以及生成的NaCl固体对反应剧烈程度有影响 （2）如图所示，在烧杯中盛有100 mL蒸馏水，水中悬浮着一个表面光滑、耐碱、耐热的小球(此球稳定于水的中央)，将10 g金属钠分多次投入水中，最后使烧杯内的液体恢复到原来蒸馏水的温度。回答下列问题： ①10 g钠要分多次投入的主要原因是 钠与水反应剧烈，放出大量热，易爆炸 。 ②将10 g钠全部投入完毕所进行的次数可能是 C　 (填字母)。 A．5次 B．10次 C．大于10次 ③实验结束后，烧杯内小球位置的变化现象是 小球上浮 ，出现这种现象的主要 原因是 钠与水生成氢氧化钠，导致溶液密度增大，浮力变大 。 ④实验过程中所发生反应的化学方程式是2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。 （3）某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物，设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几粒钠块，再从U形管高端加入水(含有酚酞)，赶出空气，一段时间后加热铜丝。 根据反应中观察到的现象，回答下列问题： ①金属钠的变化现象： 在水层和煤油层内上下跳动 。 ②U形管中溶液的颜色： 变红 ，说明有 氢氧化钠 生成。 ③铜丝的变化现象： 由黑色变红色，说明有 氢气 生成；若去掉后面的装置， 检验气体的方法： 在玻璃管口处点燃气体，有淡蓝色火焰生成 。 ④若a g钠与b g水完全反应，则该溶液溶质的质量分数是 。 三、实验法的应用—金属钠与氧气的反应： 1、主要知识点： 实验探究钠与氧气的反应 实验操作 实验现象 新切开的钠的切面具有银白色金属光泽，切面很快变暗 钠先熔化为光亮的小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，最后生成淡黄色固体 实验结论 常温下钠易与氧气反应生成白色的氧化钠 加热或点燃条件下，钠与氧气反应生成过氧化钠 化学方程式 4Na＋O2===2Na2O 2Na＋O2Na2O2 2、同步习题： （1）判断正误： ①Na2O可由两种单质直接反应生成，Na2O2则不能（ × ） ②只要反应物相同，生成物一定相同（ × ） ③Na燃烧火焰为黄色（　√　） （2）下列各组物质中的两种物质反应时，反应条件或反应物用量的改变，对生成物没有影响的是(　C　) A．Fe和O2 B．Na和O2 C．Zn和盐酸 D．C和O2 （3）将钠和碳分别置于下图所示的两个盛满氧气的集气瓶中燃烧完毕后，打开装置中的两个活塞，这时 观察到 (　A　) A．水进入左瓶 B．水进入右瓶 C．水同时进入两瓶 D．水不进入任何一瓶 四、比较法的应用—研究氧化钠和过氧化钠的性质： 1、主要知识点： （1）Na2O、Na2O2的性质比较 物质 氧化钠 过氧化钠 化学式 Na2O Na2O2 颜色、状态 白色固体 淡黄色固体 阴、阳离子个数比 1∶2 1∶2 生成条件 Na与O2常温下反应 Na与O2在点燃或加热条件下反应 热稳定性 不稳定，易转化为Na2O2 较稳定 与H2O反应 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 与CO2反应 Na2O＋CO2===Na2CO3 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 与盐酸反应 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑ 主要用途 用于制取NaOH、Na2CO3 用于制取强氧化剂、漂白剂，作为呼吸面具和潜水艇的供氧剂 联系 加热时可发生反应2Na2O＋O22Na2O2 （2）注意事项： ①Na2O2中的两个氧原子形成一个原子团过氧根离子()。 ②加热时，不稳定的Na2O易转化成更稳定的Na2O2。其化学方程式为2Na2O+O2 2Na2O2。 ③Na2O2具有漂白性，将其投入含有酚酞的水中，溶液先变红后褪色 2、同步习题： （1）判断正误： ①Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色的化学方程式是2Na2O2===2Na2O＋O2↑（ × ） ②Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶1（ × ） ③Na2O与Na2O2分别与CO2反应的产物完全相同（ × ） ④Na2O与Na2O2均可与水反应产生氧气（ × ） ⑤钾、钠、镁等活泼金属着火时，不能用泡沫灭火器灭火（ √ ） （2）观察法是研究物质性质的基本方法之一。某同学将一小块金属钠放置于空气中，观察到下列现象：银白色变灰暗变白色表面潮湿白色晶体白色粉末，下列说法错误的是(　D　) A．①中钠发生了氧化反应 B．②中变白色是因为生成了氢氧化钠 C．③发生的是物理变化 D．④生成了碳酸氢钠 （3）如图所示，若锥形瓶内是水，分液漏斗内的液体也是水，向烧杯内滴加水时，发现U形管内液面左边低于右边，恢复到原温度后液面左边与右边基本相平，则烧杯内的物质是(　B　) A．过氧化钠 B．氧化钠 C．钠 D．氯化钠 （4）下列关于Na2O和Na2O2的叙述不正确的是 (　B　) A．过氧化钠为淡黄色固体，其中氧元素的化合价为-1 B．将Na2O加入酚酞溶液中，溶液先变红后褪色 C．Na2O2、Na2O分别与CO2反应后，固体质量均增加 D．可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2 （5）在一定温度下，向饱和烧碱溶液中加入一定量的过氧化钠，充分反应后恢复到原温度，下列说法正确 的是 (　D　) A．溶液中有晶体析出，Na＋数目不变 B．溶液中有气体逸出，Na＋数目增加 C．溶质的质量分数增大 D．溶液中Na＋数目减少，溶质质量分数未变 （6）为探究Na2O2与H2O的反应，某学习小组将1~2 mL水滴入盛有1~2 g过氧化钠固体的试管中，下列有关说法不正确的是 (　C　) A．该实验可以用带火星的木条来检验生成的气体是否为氧气 B．该实验可以直接用手轻轻触摸试管外壁来感受反应的热量变化 C．该实验可以用pH试纸来检验生成的溶液是否显碱性 D．该实验可以说明过氧化钠可在潜水艇中作为氧气的来源 （7）某实验小组通过如图所示实验装置探究Na2O2与水的反应，下列说法正确的是 (　C　) A．②中大量气泡的主要成分是H2 B．③中溶液变红，说明有酸性物质产生 C．④中溶液红色褪去可能是溶液中含有漂白性物质 D．⑤中MnO2的主要作用是降低水中氧气的溶解度 （8）现有2.0 g含Na2O杂质的Na2O2样品,用如图的实验装置测定Na2O2试样的纯度(可供选用的反应物 有CaCO3固体、盐酸、硫酸和蒸馏水),下列说法错误的是 (　C　) A．装置A中液体试剂为盐酸 B．装置B的作用是除去挥发出的HCl气体 C．若去掉装置E会导致所测Na2O2试样的纯度偏低 D．若反应结束后由气体体积计算得气体质量为0.32 g,则Na2O2试样的纯度为78% 五、综合练习： 1．金属钠不仅能与氧气和水反应，还能与酒精在常温下反应，要研究金属钠与酒精反应的性质以及金属钠与酒精反应和金属钠与水反应的异同点，下列研究方法没有用到的是 (　A　) A．分类法 B．实验法 C．观察法 D．比较法 2．某同学按如图所示实验装置进行钠与水反应的实验，打开右端软塞，将一小块金属钠加入煤油中，迅速塞紧塞子，下列说法不正确的是 (　C　) A．金属钠落在b处，有气体产生，并且上下跳动 B．从左端长颈漏斗中滴加酚酞溶液，水溶液变为红色 C．反应一段时间后，左端液面上升进入长颈漏斗，a处有无色氧气产生 D．打开活塞A，在右端导管口直接点燃，产生淡蓝色火焰 3．将2.3 g金属钠投入97.7 g水中，充分反应后，所得的溶液中溶质的质量分数(　D　) A．等于2.3% B．等于4% C．小于4% D．大于4% 4．金属钠分别与下列溶液反应时，既有白色沉淀析出，又有气体逸出的是(　D　) A．氯化钡溶液 B．硫酸钾溶液 C．氯化铁溶液 D．氯化镁溶液 5．下列叙述正确的是(　D　) A．在一定温度下，向饱和烧碱溶液中加入一定量的过氧化钠，充分反应后恢复到原温度，溶液中有气体逸出， Na+数目增加 B．将小块钠投入滴有石蕊溶液的水中，反应后溶液变红 C．将钠投入稀盐酸中，钠先与水反应，后与盐酸反应 D．将少量Na投入CuSO4溶液中，既有沉淀生成又有气体放出 6． 下列关于钠及其化合物的叙述正确的是 (　C　) A．钠与氧气反应时，氧气用量不同，反应产物不同 B．金属钠着火时，可用干粉灭火器灭火 C．Na2O2和Na2O长期置于空气中，最终产物相同 D．Na2O2可与H2O反应，所以Na2O2可作气体干燥剂 7．某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应生成H2O，设计装置如图所示。下列说法正确的是(　A　) A．检验装置A气密性的方法:关闭K1,向长颈漏斗中加水,当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变, 说明气密性良好 B．装置B中盛放无水硫酸铜,目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气 C．装置A也可直接用于大理石与稀硫酸反应制取CO2 D．D中盛放无水硫酸铜的作用是检验是否有空气中的水蒸气进入 8．A、B、C是三种常见的化合物，A为淡黄色固体。它们之间的转化关系如图所示。 （1）A的化学式是 Na2O2 ， B的化学式是 H2O 。 （2）写出甲+B——→C+丙的化学方程式： 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 。 （3）写出A的一种重要用途： 冶炼金属 。 14 学科网（北京）股份有限公司 $