化学：2《研究物质性质的方法和程序》教学案(鲁科版必修一)
第2课研究物质性质的方法和程序
（建议1课时完成）
[课程目标]
1.通过对金属钠和氯气性质的探究，初步学习观察、实验、比较、分类等方法在研究物质性质中的运用，初步认识研究物质性质的一般程序。
2.了解金属钠和非金属氯气的物理性质及主要的化学性质
3.进一步练习药品的取用、加热等实验基本操作；通过实验探究钠跟氧气的反应及氯气性质，体会实验方法在化学研究中的作用，并认识实验过程中控制实验条件的重要性。
[要点精析]
一、研究物质性质的基本方法
研究物质的性质常常运用观察、实验、分类、比较等方法。
1、观察法
（1）含义：是一种有计划、有目的地用感官考察研究对象的方法。
（2）观察的具体内容：主要是用肉眼观察物质的颜色、状态、各种变化等，用鼻子闻物质的气味，用耳朵听声音，用触觉去感受温度、硬度、弹性、韧性等等，还包括借助一些仪器来进行观察，提高观察的灵敏度。
（3）应用观察法研究物质的性质的实例：观察金属钠的物理性质及钠与水反应的现象。
状态颜色硬度和密度的相对大小
固态银白色硬度小，密度低
通过实验及现象的观察，分析得到：金属钠是一种银白色的金属；熔点低、密度小、硬度小，金属钠与水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气，证明钠是一种活泼金属。
2Na +2H2O ====2NaOH + H2↑
2、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）注意的两个问题：
在进行实验时，要注意控制温度、压强、溶液的浓度等条件，这是因为同样的反应物在不同的条件下可能会发生不同的反应。
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。
（3
3、分类法
（1）含义：根据物质的组成、结构等因素，分门别类地对物质及其变化进行研究，总结出各类物质的
通性和特性；或者根据某物质的类别和该类物质的通性预测该物质的性质。
（2）分类依据：通常为组成、结构、某种性质、用途等，以何种因素作为分类的依据，关键是看研究
的出发点和目的。
例1：下列物质：金属铁、金属锌、木炭、CuO 、CaCO 3、H 2SO 4、NaOH 、Ba (O H )2、NaCl 、CuSO 4 有
解析：第一种情况分类的依据是物质的元素组成，将题给物质分成了单质和化合物；第二种情况分类
的依据是物质的组成和性质，将题给物质分成了金属、非金属、氧化物、酸、碱、盐；第三种情况分类的依据是水溶性，将题给物质分成了溶与不溶两类。
4、比较法
（1）含义：运用比较的方法，找出物质的组成、结构或性质间的异同，认识物质间的内在联系，对物
质的组成、结构或性质等进行归纳和概括
（2）应用分类法和比较法研究物质的性质的实例：比较金属钠与金属铁性质
上面是研究物质的性质时常用的四种方法，当然还有其他的一些方法；在研究物质的某方面性质时，
可能只用到一种或两种方法，但在研究物质的整体性质时却常常是观察、实验、分类、比较等方法综合应
用。
二、研究物质性质的基本程序
1、基本程序
首先，要观察物质的外观性质（包括物质的存在状态、颜色气味等）；
第二、根据观察结果，预测物质的组成、类别等，并进一步预测性质；
第三、设计并实施实验来验证所做的预测。通过对实验现象的观察和分析，判断预测是否正确，并对实验中所出现的特殊现象进行进一步的研究；
第四、对实验现象进行分析、综合、推论，概括出物质的通性及特性。
2、实例：研究氯气的性质的程序
第一步：观察认识氯气的物理性质
第二步：预测氯气的性质。氯气是活泼非金属，则可与金属、非金属反应
第三步：通过实验论证氯气的化学性质
探究氯气的特性——氯气与水反应
第四步：对实验现象进行分析、综合、推论，概括出物质的通性及特性
氯气是呈黄绿色、有刺激性气味的气体，氯气可溶于水形成浅黄绿色的氯水
氯气的化学性质：
2Fe+3Cl2点燃
= 2FeCl3 Cu+Cl2
点燃
= CuCl2
Cl2 +H2 点燃
= 2HCl Cl2+H2O=HCl+HClO
根据氯气能与水反应生成盐酸和次氯酸的事实，推论氯气是能与碱溶液反应
氯气 + 碱溶液→金属氯化物 + 次氯酸盐 + 水
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O（应用于实验室制氯气时尾气的吸收和工业制取漂白剂）
2Cl2+2Ca（OH）2 = CaCl2 + Ca（ClO）2 + 2H2O（应用于工业制取漂白粉）
总之，研究物质性质的基本程序应该是：
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→知识的延伸和应用
三、化学探究过程中的模型与假说
1、关于模型：
①模型的定义：是以客观事实为依据建立起来的，是对事物及其变化的简化模拟。
②模型的分类：一般可分为物体模型和思维模型两大类。
例如，在研究有机化合物的结构时经常用到的球棍模型就是一种物体模型，而在研究原子结构的过程中所建立起的各种模型则属于思维模型。
2、关于假说：
假说的定义：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。假说提出后需得到实践的证实，才能成为科学理论。
[强化训练]
一、选择题（以下各题只有1个正确选项）
1．为了减少汽车尾气对城市大气的污染，我国于1998年6月成功开发了以新燃料作能源的“绿色汽车”，这种绿色汽车的燃料是
A．甲醇B．汽油C．柴油D．重油
2．宣传科学知识，介绍高新科技、揭露伪科学是我们学习科学知识的责任和义务。下列各项中属于伪科学的是
A．设计合成可与最好的酶相媲美的人工仿生催化剂
B．合成像肌肉等生理体系一样具有刺激响应性的仿生材料
C．用催化剂将水变成燃料油
D．用粮食发酵制取乙醇
3．研究物质的物理性质时，最常用到的方法是
A．观察B．实验C．假说D．模型
4．非金属溴与氯气的性质很相似。在探究溴单质的性质时，其基本程序应该是
A．做实验并观察实验现象→分析、解释，得出结论
B．观察溴的外观性质→做实验并观察实验现象→分析、解释，得出结论
C．观察溴的外观性质→预测溴的化学性质→做实验并观察实验现象→分析、解释，得出结论
D．预测溴的性质→做实验并观察实验现象→分析、解释，得出结论→观察溴的外观性质
5．通过对金属钠与水反应现象的观察，不能分析得出的结论是
A．熔点低B．密度小C．硬度小D．化学性质活泼
6．下列物质属于纯净物的是
A．漂白粉B．氯水C．盐酸D．液氯
7．把石蕊试液滴加到新制的氯水中，对其出现的现象描述正确的是
A．溶液变红色B．溶液变蓝色
C．溶液变紫色D．溶液颜色先变红后立即消失
8．自来水厂用氯气给水消毒，对其描述正确的是
A．氯气的毒性B．氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性
C．氯气的漂白性D．氯气与水反应生成的HCl具有强酸性
9．消毒液在日常生活中被广泛使用。某消毒液无色，对某些有色物质有漂白作用，对环境无污染，是一种“绿色消毒剂”。你认为它可能的有效成分是
A．SO2B．H2O2C．KMnO4D．NaClO
10．下列仪器不可以用酒精灯直接加热的是
A．试管 B．烧杯 C．蒸发皿 D．坩埚
11．下列叙述正确的是
A．金属锂可保存在煤油中
B．新制的氯水应保存在无色细颈瓶中
C．取用金属钠需要的用品有：镊子、小刀、玻璃片、滤纸
D．可在小试管进行金属钠与盐酸的探究性实验
12．不能直接用观察法得出的结论是
A．氯气是呈黄绿色的气体B．氯气有强烈的刺激性
C．氯气有毒D．氯水中含氯气分子
13．①钠比水要轻；②钠的熔点比较低；③钠与水反应时要放出热量；④钠与水反应后溶液呈碱性；⑤钠是活泼金属。某学生将一小块金属钠投入到滴有酚酞的水中，该实验能证明上述五点性质中的A．仅①④⑤B．仅①②④C．仅①③④⑤Ｄ．全部
14．下列各组中的两物质作用时，当反应条件或反应物用量改变时，对生成物没有影响的是A．C与O2B．Fe与O2C．NaOH与HCl D．Na与O2
15．为探究氯气和氯水的性质，在常温和光照条件下，向一个可量容积的50mL的针筒里吸入40ml氯气后再吸入10mL的水，可观察到的现象是①黄绿色气体体积缩小②溶液先由无色变为浅黄绿色，后又变浅③黄绿色气体颜色变浅，其体积进一步缩小④针筒内最后得到无色液体和无色气体，其气体的体积约为20ml
A．仅①②B．仅①④C．仅①②③Ｄ．①②③④
16．以客观事实为依据建立起来的模型，在研究物质的结构和变化有很重要的作用。下图表示乙烯（C2H4）、甲醛（HCHO）和A物质的分子结构模型。下列叙述错误的是
乙烯甲醛 A
A．物质A的分子式为C2H4O2
B．若A物质具有酸性，则乙烯和甲醛不一定具有酸性，若乙烯具有酸性，则A物质不一定具有酸性C．若A物质是一元酸，则乙烯和甲醛不具有酸性
D．三种物质在空气中完全燃烧，生成的产物肯定不同
二、填空题
17．（1）金属钠是色固体，将金属钠放在空气中一会儿，会发现金属钠的表面变暗，原因是（用化学方程式表示），在上述研究金属钠的性质的过程中，用到的主要方法是的方法；
（2）将金属钠在空气中燃烧，观察到的现象是，反应的化学方程式是；钠与水反应，观察到的现象是，反应的化学方程式是。在上述研究过程中，用到的主要方法是和的方法；
（3）学习金属钠的性质有助于探究金属钾的性质。在金属钾的性质的预测过程中，你将主要用到和的方法。预测金属钾比金属钠更活泼的依据是
。
18．新华网报导：俄罗斯杜布纳核研究联合科研所专家于1999年7月19日首次直接在加速器上合成了元素周期表上的第116号元素。2000年6月，该所研究人员用钙的同位素钙-48的离子轰击锔-248时，轰击的生成物中再次诞生了一个116号元素的原子。该原子的核电荷数为116，中子数为176。该元素存在了0.05秒后便衰变成了其它元素。116号元素的合成为超重原子核化学特性和人造元素的研究开创了一个全新局面。另据报导117号元素也即将合成。
（1）若116号元素用X表示，其核素（含质子数、质量数）可表示为，该元素应位于元素周期表第周期、第族；
（2）某校化学课外学习小组对即将合成的117号进行研究性学习，请你帮助他们完成学习内容
①根据元素周期律和元素周期表推论并预测117号元素属于元素（填金属或非金属），具有
（填金属性、非金属性或既具有一定的金属性又具有一定的非金属性），判断的依据是 ；
②甲同学认为117号元素的单质具有的A 金属光泽 B 导电性 C 导热性 D 放射性，你认为具有上述
的性质是 （填序号）
③乙同学认为117号元素是否具有①中所推测的性质，可通过向117号元素的最高价氧化物或最高价氧
化物的水化物分别加入强酸和强碱，根据它们是否可溶解反应得到盐和水的实验加以证明。最后，同学们通过分析、讨论一致认为其实很难通过这样的实验来证明，请你分析其主要原因是 。
答案：
1．A 2．C 3．A 4．C 5．C 6．D 7．D 8．B 9．B 10．B 11．C 12．C 13．D 14．C
15．D 16．D
17.（1）银白，4Na+O 2＝2Na 2O ，观察法；（2）２Na+O 2＝＝Na 2O 2；产生黄色火焰并有浅黄色固体生成；金属钠浮在水面上，迅速成为熔融闪亮小球，四处游动并发出咝咝声响，放出气体并迅速消失；２Na+2H 2O ＝２NaOH+H 2↑；观察、实验；（3）分类、比较，钾原子与钠原子最外电子层都只有一个电子，但是钾原子与钠原子多一个电子层，原子半径更大，更容易失电子。
18.（1）X 292116，第七周期、第ⅥA 族
（2）①金属；既具有一定的金属性又具有一定的非金属性；117号元素位于周期表第七周期、第ⅦA 族，处于非金属与金属元素交界线附近，所以是金属元素且既具有一定的金属性又具有一定的非金属性。
②ABCD
③117号元素存在时间极短、难于大量获得其化合物且具有放射性