第2节 研究物质性质的方法和程序
第2课时 研究物质性质的基本程序
课堂合作探究
问题导学
一、氯气与单质的反应
活动与探究1
单质与氯气反应 现象 反应方程式 实验结论
Fe在Cl2中________，产生红____色的烟，溶于水得______溶液 氯气能与大多数金属反应，生成较____(填“高”或“低”)价态的金属氯化物
Cu在Cl2中燃烧，产生____色的烟，溶于水形成的稀溶液呈____色
在空气中点燃的H2在Cl2中________，发出____色火焰。燃烧结束后，抽去盖在集气瓶口处的玻璃片，观察到集气瓶口上方出现____ 氯气能与氢气反应生成氯化氢
思考与交流
燃烧一定要有氧气参加吗？
1．燃烧不一定要有氧气参与反应。
2．氯化氢气体极易吸收空气中的水蒸气而形成“酸雾”。
3．Fe3＋的溶液是棕黄色，Fe2＋的溶液是浅绿色，Cu2＋的溶液一般是蓝色。
二、氯气的特性——与水的反应
活动与探究2
某同学应用如下所示装置研究物质的性质。其中气体C的主要成分是氯气，还含有少量空气和水蒸气。请回答下列问题：
(1)该项研究的主要目的是______________________________________。
(2)浓硫酸的作用是____________________________________________。
(3)观察到的实验现象是_________________________________________
_____________________________________________________________。
(4)从物质性质方面来看，这样的实验设计还存在事故隐患，事故表现在________。
思考与交流
1．已知HClO具有漂白作用和杀菌作用，但是生活中我们很少见到人们利用该物质进行杀菌消毒，原因是什么？
2．84消毒液和漂白粉都是生活中经常使用的消毒剂和漂白剂，你知道84消毒液和漂白粉的有效成分和杀菌消毒的原理吗？它们又是如何制得的呢？
1．干燥的氯气没有漂白作用。
2．次氯酸是一种不稳定的弱酸，酸性比碳酸的酸性弱，它见光或受热时容易发生分解。
3．次氯酸盐
(1)“84”消毒液
制备原理：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，
其有效成分是NaClO。该类漂白剂有效期较短，不宜长期保存。
(2)漂白粉
①制取：
工业上通常用石灰乳和氯气反应来制备漂白粉：
2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。制备的漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2，其有效成分为Ca(ClO)2。
②漂白原理：
漂白粉与稀盐酸或空气中的水和二氧化碳反应，生成HClO。
Ca(ClO)2＋2HCl===CaCl2＋2HClO，
Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO。
③失效原因：
Ca(ClO)2在空气中与CO2和H2O反应生成HClO和CaCO3，HClO不稳定，见光或受热易分解：
2HClO2HCl＋O2↑，因此，漂白粉放置久了易变质失效。漂白粉应密封保存。
三、氯水的成分
活动与探究3
所加试剂 实验现象 氯水中参与反应的粒子
AgNO3溶液
Na2CO3固体
有色布条
FeCl2溶液
石蕊溶液
pH试纸
思考与交流
如何检验Cl－？
1．氯水的成分：
(1)分子：Cl2、HClO、H2O；
(2)离子：H＋、Cl－、ClO－、极少量的OH－。
2．氯水的多种成分决定了它具有多重性质：氯气的性质；HCl的强酸性；HClO的漂白性、弱酸性；Cl－的性质。
3．液氯、新制氯水及久置氯水的区别
当堂检测
1．下列化合物中，不能通过两种单质间化合直接制取的是( )
A．FeCl3 B．CuCl2 C．HCl D．FeCl2
2．下列说法中，正确的是( )
A．液氯和氯水都含有氯离子
B．氯气和液氯都能使干燥的有色布条退色
C．盐酸和氯水都含有氯离子
D．盐酸和氯水都能使湿润的有色布条退色
3．如图是一种试验某种气体化学性质的实验装置，图中B为开关。如先打开B，在A处通入干燥氯气，C中红色布条颜色无变化；当关闭B时，C处红色布条颜色退去。则D瓶盛的溶液是( )
A．浓硫酸 B．饱和食盐水
C．浓氢氧化钠溶液 D．氢氧化钙悬浊液
4．有X、Y、Z三种元素，已知：①X、Y、Z的单质在常温下均为气体；②X单质可在Z单质中燃烧，生成XZ，火焰为苍白色；③XZ极易溶于水，其水溶液可使蓝色石蕊试纸变红；④每2个X2分子可与1个Y2分子化合生成2个X2Y分子，X2Y在常温下为液体；⑤Z单质溶于X2Y中，所得溶液具有漂白作用；⑥细铁丝能在Z2(g)中剧烈燃烧，且产生红棕色烟。推断X、Y、Z三种元素的名称为X________，Y________，Z________；化合物的化学式：XZ________，X2Y________；上述过程中涉及的化学反应方程式为__________________、__________________、__________________、__________________。
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：答案：剧烈燃烧 棕 棕黄色 2Fe＋3Cl22FeCl3 棕黄 蓝 Cl2＋CuCuCl2 高 继续燃烧 苍白 白雾 H2＋Cl22HCl
思考与交流：答案：不一定，燃烧的本质是氧化反应，一切发光、放热的剧烈的氧化反应都叫燃烧。
活动与探究2：答案：(1)探究氯气具有漂白性的条件
(2)吸收气体C中的水蒸气
(3)干燥的布条不退色，湿润的布条退色
(4)没有尾气处理装置，造成环境污染
思考与交流：1．答案：HClO是一种不稳定的弱酸，它在光照或加热条件下易分解：2HClO2HCl＋O2↑，所以不适于直接用作漂白剂和消毒剂。
2．答案：84消毒液的有效成分是次氯酸钠，漂白粉的有效成分是次氯酸钙。次氯酸钠、次氯酸钙都可以与空气中的二氧化碳和水反应生成次氯酸，从而表现出漂白和杀菌的作用。84消毒液是由氯气和氢氧化钠反应制得的：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O；漂白粉是氯气和氢氧化钙反应制得的：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
活动与探究3：答案：白色沉淀 Cl－ 有气泡产生
H＋ 布条颜色退去 ClO－ 溶液变棕黄色 Cl2 先变红后退色 HClO、H＋ 先变红后退色 HClO、H＋
思考与交流：答案：取待测液少许于试管中，先加入足量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明原溶液中含有Cl－。
当堂检测
1．D 解析：Cl2的氧化性很强，与金属反应生成高价态的氯化物，所以FeCl2不能由两种单质直接化合制取。
2．C 解析：A项，液氯中不含Cl－；B项，Cl2和液氯均不能使干燥的有色布条退色；D项，盐酸不能使湿润的有色布条退色。
3．B 解析：干燥的氯气不能使干燥的有色布条退色，当关闭B时，C中红布条颜色退去，说明干燥的氯气通过D瓶中盛放的溶液时不能被D中盛放的液体吸收且会带出水蒸气，故选B。
4．解析：抓住明显特征入手分析可得答案。如“火焰为苍白色”可推知是H2在Cl2中燃烧。由③可推出XZ为HCl。根据④的描述，可认为是H2和O2的反应。根据⑤可知有HClO生成。⑥为Fe在Cl2中的燃烧。
答案：氢 氧 氯 HCl H2O H2＋Cl22HCl 2H2＋O22H2O Cl2＋H2O===HCl＋HClO 2Fe＋3Cl22FeCl3第3节 化学中常用的物理量——物质的量
第1课时 物质的量及其单位——摩尔 摩尔质量
课堂合作探究
问题导学
一、物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)、微粒数目(N)之间的关系
活动与探究1
物质的量(n) 微粒数目(N) 计算表达式[用物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)、微粒数目(N)表示]
1 mol O
2 mol CO2
0.5 mol Na＋
______ Mg 9.03×1023个镁原子
______ H2SO4 3.01×1023个硫酸分子
______ Ca2＋ 1.806×1024个钙离子
思考与交流
(1)能否说“1 mol小麦”或“1 mol苹果”？
(2)含有9.03×1023个原子的CO2的物质的量为______。
(3)0.5 mol Mg2＋中含有____ mol质子和__________个电子。
1．物质的量
物质的量是一个专有名词，是一个完整的名称，在读、写时不能添加或删减，如不能说成“物质量”、“物质的质量”等，它的计量对象是微观粒子，如原子、分子、离子、电子、质子等，或是这些微粒的特定组合，但不能用来计量宏观物质，如不能说：“1 mol大米，1 mol锌粒”等。
2．摩尔
使用摩尔时必须指明物质微粒的名称、符号、化学式的特定组合。如“1 mol Cl”表示1摩尔氯原子，“1 mol Cl2”表示1摩尔氯气分子，“1 mol Cl－”表示1摩尔氯离子。但如果说：“1 mol 氯”，指代不明，不清楚指的是氯原子、氯分子还是氯离子，故表示错误。
二、摩尔质量
活动与探究2
化学式 相对原子质量或相对分子质量 1 mol粒子的质量
Na 23 23 g
CO2 44 44 g
CuSO4 160 160 g
H3PO4 98 98 g
H2SO4 98 98 g
N2 28 28 g
根据上表中的数据，你能发现什么规律？
思考与交流
(1)2 mol SO2的质量是多少克？
(2)24.5 g H2SO4的物质的量是多少？
物质的量、物质的质量、微粒个数之间的关系
计算关系式(公式) 主要应用 注意事项
n＝ 在n、N和NA中，已知任意两项求第三项 求n或N时：概念性问题用NA；数字性问题用6.02×1023 mol－1，有时还要加“约”字
n＝ ①在M、n和m中，已知任意两项求第三项②先求M后求Mr M的单位取g·mol－1时，m的单位取g；M的单位取kg·mol－1时，m的单位取kg
①在m、M、NA和N中，已知任意三项求第四项②以n恒等列代数方程解决较复杂的问题 ①重视n在m和N之间的桥梁作用②与N有关的问题莫忽视微粒的组成和种类
当堂检测
1．以下说法正确的是( )
A．二氧化碳的摩尔质量是44 g
B．摩尔既是微粒数目的单位，也是物质的量的单位
C．阿伏加德罗常数近似为6.02×1023
D．氦气的摩尔质量是4 g·mol－1
2．x g H2O中含有y个氢原子，则阿伏加德罗常数为( )
A．9x/y mol－1 B．9y/x mol－1
C．x/y mol－1 D．y/x mol－1
3．已知3.01×1023个X气体分子的质量为16 g，则X气体的摩尔质量是( )
A．16 g B．32 g
C．64 g·mol－1 D．32 g·mol－1
4．(1)1.204×1024个H2含________ mol氢气分子。
(2)1 mol NH中有________个电子，________个质子。
(3)10.6 g Na2CO3的物质的量是________。
(4)0.25 mol CaCO3的质量是________。
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：6.02×1023 N＝n·NA 1.204×1024 N＝n·NA 3.01×1023 N＝n·NA 1.5 mol n＝ 0.5 mol n＝ 3 mol n＝
思考与交流：(1)答案：不能；物质的量计量的对象是微观粒子，包括原子、分子、离子、电子、中子、质子等单一微粒，也可以是这些微粒的特定组合，不能用来计量宏观物质，小麦、苹果等都是宏观物质。
(2)0.5 mol
(3)6 3.01×1024
活动与探究2：答案：1 mol任何物质的质量，以克为单位时，在数值上都等于它的相对原子质量或相对分子质量。
思考与交流：(1)解析：2 mol SO2的质量：m(SO2)＝n(SO2)·M(SO2)＝2 mol×64 g·mol－1＝128 g
答案：128 g
(2)解析：24.5 g H2SO4的物质的量：
n(H2SO4)＝＝＝0.25 mol
答案：0.25 mol
当堂检测
1．D 解析：A中摩尔质量的单位错误；B中摩尔只是物质的量的单位；C中阿伏加德罗常数近似为6.02×1023mol－1；D中氦气的化学式是He，原子量为4，故D正确。
2．B 解析：根据阿伏加德罗常数的意义——1 mol物质所含的粒子数，先求出x g H2O的物质的量，进而确定所含H的物质的量，即可求出阿伏加德罗常数。
根据n＝m/M得，x gH2O的物质的量为n(H2O)＝x/18 mol
因为1 mol H2O中含有2 mol H，则x g H2O中含氢原子的物质的量为x/9 mol。
根据NA＝N/y，阿伏加德罗常数NA为9y/x mol－1。
3．D 解析：n＝＝＝0.5 mol
X气体的摩尔质量为M＝＝＝32 g·mol－1
4．答案：(1)2
(2)6.02×1024 6.622×1024
(3)0.1 mol
(4)25 g第3节 化学中常用的物理量——物质的量
第2课时 气体摩尔体积
课堂合作探究
问题导学
一、影响物质体积大小的因素
活动与探究1
观察下表中的数据：
化学式 物质的量 体积
0 ℃，101 kPa 20 ℃，101 kPa 0 ℃，202 kPa
Fe 1 mol — 7.2 cm3 —
NaCl 1 mol — 27.0 cm3 —
H2O 1 mol — 18.0 cm3 —
C2H5OH 1 mol — 58.3 cm3 —
H2 1 mol 22.4 L 24.0 L 11.2 L
O2 1 mol 22.4 L 24.0 L 11.2 L
CO2 1 mol 22.4 L 24.0 L 11.2 L
请根据表中的数据回答：
(1)你能发现什么特点？
(2)温度和压强如何影响气体的体积？
思考与交流
1．影响物质体积大小的因素是什么？
2．在同温同压下，相同体积的任何气体的分子数有何关系？你知道这一规律最早是由谁发现的吗？
1．使用气体摩尔体积时的注意事项：
(1)对象是气体；
(2)可以是单一气体也可以是混合气体；
(3)一定温度与压强下，气体摩尔体积为一定值；
(4)22.4 L·mol－1是特定条件(标准状况)下的气体摩尔体积。
2．阿伏加德罗定律
(1)阿伏加德罗定律
①含义。
同温同压下相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
②适用范围。
任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。
③“三同定一同”定律。
同温、同压、同体积、同分子数中，只要有“三同”则必有第“四同”。
(2)阿伏加德罗定律的四个推论
①同温、同压→气体的体积与物质的量成正比→＝；
②同温、同压→气体的密度与摩尔质量成正比→＝；
③同温、同体积→气体的压强之比与其物质的量成正比→＝；
④同温、同压、同体积→气体的质量与摩尔质量成正比→＝。
二、物质的量在化学方程式计算中的应用
活动与探究2
完全中和0.1 mol NaOH需要H2SO4的物质的量是多少？所需H2SO4的质量是多少？
迁移与应用
将6.5 g Zn与足量的稀硫酸充分反应，试计算：
(1)反应消耗硫酸的物质的量是多少？
(2)反应生成的氢气在标准状况下的体积是多少？
1．化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比。
2．根据化学方程式计算时，左右关系必须对应，上下单位必须一致(各物质所选用的物理量可以不同但必须对应)。
3．根据化学方程式计算的步骤：
当堂检测
1．在标准状况下有①6.72 L CH4，②3.01×1023个HCl分子，③13.6 g H2S，④0.2 mol NH3。下列对这四种气体的关系从大到小描述不正确的是( )
A．体积：②＞③＞①＞④
B．氢原子数：①＞④＞③＞②
C．质量：②＞③＞①＞④
D．密度：②＞③＞④＞①
2．如图两瓶体积相等的气体，在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是( )
A．所含原子数相等 B．气体密度相等
C．气体质量相等 D．摩尔质量相等
3．下列说法中正确的是( )
A．1 mol O2和1 mol N2所占有的体积都约为22.4 L
B．H2的气体摩尔体积约为22.4 L
C．在标准状况下，1 mol H2和1 mol H2O所占有的体积都约为22.4 L
D．在标准状况下，22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的N的物质的量约为2 mol
4．已知m mol某气体的质量为a g，则b g该气体在标准状况下的体积(L)为( )
A．22.4am/b B．22.4b/am
C．22.4bm/a D．22.4a/bm
5．7.1 g氯气与下列金属完全反应时，消耗金属质量最多的是( )
A．铝 B．铁 C．镁 D．钠
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：(1)答案：由表中的数据可以看出：1 mol不同的固态或液态物质，体积不同；在相同温度和压强下，1 mol不同气体的体积在数值上相等。
(2)答案：其他条件不变时，温度越高，气体的体积越大；其他条件不变时，压强越大，气体的体积越小。
思考与交流：1．答案：通过上面的探究活动我们可以看出，影响物质体积大小的因素是分子数目的多少、分子的大小及分子间的间隔。对于固体和液体来说，分子间的间隔较小，分子数的多少和分子的大小决定了它们的体积大小；而对于气体来说，由于分子间的间隔远大于分子本身的大小，所以分子数的多少和分子间的间隔大小决定了气体体积的大小。
2．答案：同温同压下，气体分子间的间隔相同，气体的分子数如果相同，则体积一定相同；反之，同温同压下，相同体积的任何气体的分子数也一定相等；这一规律最早是由阿伏加德罗发现并提出的，所以这一规律又叫阿伏加德罗定律。
活动与探究2：
解：2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O
2 1
0.1 mol n(H2SO4)
＝
n(H2SO4)＝0.05 mol
所需硫酸的质量为：
m(H2SO4)＝n(H2SO4)·M(H2SO4)＝0.05 mol×98 g·mol－1＝4.9 g
答：需要H2SO4的物质的量是0.05 mol，所需H2SO4的质量是4.9 g。
迁移与应用：
解：Zn ＋ H2SO4===ZnSO4＋H2↑
65 g 1 mol 22.4 L
6.5 g n(H2SO4) V(H2)
＝ n(H2SO4)＝0.1 mol
＝ V(H2)＝2.24 L
答：反应消耗硫酸的物质的量是0.1 mol，生成的氢气在标准状况下的体积为2.24 L。
当堂检测
1．B 解析：在标准状况下，①6.72 L CH4，②3.01×1023个HCl分子，③13.6 g H2S，④0.2 mol NH3的物质的量分别是0.3 mol、0.5 mol、0.4 mol、0.2 mol，故其体积大小为②＞③＞①＞④，A正确；氢原子数即氢原子的物质的量为①＞③＞④＞②，B不正确；根据m＝nM可以计算出质量大小为②＞③＞①＞④，C正确；由阿伏加德罗定律可知，气体的密度与气体的摩尔质量成正比，气体的摩尔质量越大，气体的密度越大，故D正确。
2．A 解析：同温同压时，体积相等的两瓶气体，具有相同的分子数，因为都是双原子分子，故所含原子数相等，由于N2和O2的比例不固定，故两瓶气体的质量不一定相等，密度和摩尔质量也不一定相等。
3．D 解析：选项A、B都没有指明是在标准状况下，故A、B项都不正确；在标准状况下，水不是气体，故C不正确。
4．C 解析：由公式n＝可得该气体的摩尔质量为M＝ g·mol－1，所以b g该气体的物质的量为 mol，在标准状况下的体积为22.4bm/a L。
5．D 解析：分别写出铝、铁、镁、钠与氯气反应的化学方程式，化学方程式中的化学计量数之比即为各物质的物质的量之比，从而得解。第2节 研究物质性质的方法和程序
第1课时 研究物质性质的基本方法
课堂合作探究
问题导学
一、观察钠的性质(观察法)
活动与探究1
实验步骤 观察实验现象 解释及结论
(1)钠沉于煤油的底部；(2)用镊子取用Na (1)说明钠的密度____煤油；(2)说明Na的状态为____
(1)钠可用小刀切割；(2)刚切开的切面呈____色，放置片刻后，切面____ (1)说明钠质____；(2)说明钠为____色金属，常温下极易与____反应
钠与水反应的现象：(1)____________；(2)________________________；(3)__________________________；(4)______________________；(5)__________________ (1)________________；(2)________________________；(3)__________________________；(4)________________；(5)__________________
结论 钠是一种化学性质非常活泼的金属，易与____和____反应。反应方程式分别为：____________________________，__________________________
思考与交流
将一小块钠放入CuSO4溶液中能否置换出铜？
1．钠与酸、碱、盐水溶液反应
(1)钠与酸溶液反应的实质
钠与H2O反应的实质是钠与水电离出的H＋的置换反应；钠与酸反应的实质是钠与酸电离出的H＋的置换反应，且更剧烈，如盐酸：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑。
(2)钠与碱溶液反应的实质
钠与碱溶液反应实质是与水反应。
(3)钠与盐溶液反应的实质
钠先与水反应，生成的NaOH与盐发生反应。
如钠与FeCl3溶液反应：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
3NaOH＋FeCl3===Fe(OH)3↓＋3NaCl
总反应为：6Na＋6H2O＋2FeCl3===2Fe(OH)3↓＋3H2↑＋6NaCl
2．取用钠时一定要用镊子，不可用手接触；同时取用的钠一般为绿豆粒大小，不可用量过大，以免发生危险。
3．切下来未用的钠要及时放回盛钠的试剂瓶中。
二、钠与氧气的反应(实验法)
活动与探究2
实验探究
实验操作 实验现象 实验结论
新切开的钠具有____色金属光泽，在空气中表面很快____ 钠是____色金属，硬度____；常温下极易与O2发生反应为______________________，说明钠比铁、铝、镁等活泼得多
钠先熔化为____色小球，然后____，火焰呈____色，最后生成______固体 加热时与O2的反应为__________________________
思考与交流
1．你知道钠是如何保存的吗？为什么？
2．通过钠与氧气的反应，你能得出什么结论？在你做过的实验中，还有因条件改变而影响实验结果的情况吗？
1．反应条件不同，产物可能不同：
(1)钠与O2在不同条件下反应产物不同，常温下生成Na2O；在加热或点燃条件下反应生成Na2O2。
(2)C与O2在O2过量时燃烧生成CO2，在O2不足时燃烧生成CO。
2．钠在空气中的变化过程
银白色的金属钠→表面变暗(生成Na2O)→生成白色固体(生成NaOH)→表面变成溶液(氢氧化钠潮解)→白色晶体(Na2CO3·10H2O)→白色粉末(Na2CO3)。
三、过氧化钠的性质
活动与探究3
用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。
(1)由实验现象所得出的有关Na2O2和H2O反应的结论是：a．有氧气生成；b．________。
(2)写出Na2O2和H2O反应的化学方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)某学校研究性学习小组拟用下图所示装置进行实验，以证明上述结论。
①用以验证结论a的实验操作方法及现象是____________________________________
________________________________________________________________________。
②用以验证结论b的实验操作方法及现象是_____________________________________。
(4)该研究性学习小组的同学认为Na2O2和H2O反应可生成H2O2，现请你设计一个简单的实验以证明Na2O2和足量的H2O充分反应后的溶液中有H2O2存在。(只要求列出实验所用的试剂及观察到的现象)
试剂：__________________________________________________。
现象：__________________________________________________。
思考与交流
1．Na2O和水的反应与Na2O2和水的反应相同吗？
2．判断下列说法是否正确？(用“×”或“√”)
(1)Na2O和Na2O2长期置于空气中最终产物不同。( )
(2)Na2O和Na2O2都能与CO2或H2O发生反应，且产物相同。( )
(3)Na2O可以继续被氧化成Na2O2，所以Na2O2比Na2O稳定。( )
(4)Na2O是一种碱性氧化物。( )
化学式 Na2O Na2O2
颜色 白色 淡黄色
状态 固体 固体
氧元素的化合价 －2价 －1价
属类 碱性氧化物 非碱性氧化物
生成条件 常温下缓慢氧化 燃烧或加热
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HCl反应 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑
主要用途 用于制取Na2CO3 强氧化剂、漂白剂、供氧剂
转化：2Na2O＋O22Na2O2
当堂检测
1．下列关于钠的叙述中，正确的是( )
A．钠是银白色金属，放置在空气中表面变暗是由于生成了过氧化钠
B．金属钠的硬度较大，密度较小，能浮在水面上
C．将一小块钠放在石棉网上，用酒精灯加热后，剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成氧化钠
D．钠易与空气中的水、氧气等物质反应，所以通常将它保存在煤油里
2．将一块金属钠投入到滴有紫色石蕊溶液的盛冷水的烧杯中，甲同学认为可观察到下列现象，其中正确的有( )
①钠投入水中，先沉入水底，后浮出水面 ②钠立即与水反应，并有气体产生 ③反应后溶液变红 ④钠熔成闪亮的小球 ⑤小球在水面上四处游动 ⑥有“嘶嘶”的响声发出
A．①②③④ B．②③④⑤
C．②④⑤⑥ D．③④⑥
3．取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象描述正确的是( )
①金属先熔化 ②在空气中燃烧，放出黄色火花 ③燃烧后得白色固体 ④燃烧时火焰为黄色 ⑤燃烧后生成浅黄色固体物质
A．②⑤ B．①②③
C．①④⑤ D．④⑤
4．某化学兴趣小组的同学，在学习了钠的性质后，用小刀切割了一小块钠，然后放入盛有空气的集气瓶中，充分燃烧后发现瓶壁上有黑色固体附着，下面是该兴趣小组的几点推测，你认为不合理的是( )
A．黑色固体是碳
B．钠在燃烧时只发生了一个反应
C．钠在金属活动性顺序中排在镁前面，所以钠能与二氧化碳反应
D．钠保存在煤油中，可能滤纸没有完全吸干煤油，煤油不完全燃烧产生碳
5．下列判断正确的是( )
A．可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
B．可用CO2来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
C．可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
D．将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中，最终溶液均为红色
6．已知钠放置于空气中可发生如下变化：
NaNa2ONaOHNa2CO3·10H2O
根据此变化回答以下问题：
(1)请写出①②步转化的化学方程式：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(2)已知钠在空气中燃烧可生成一种淡黄色物质，该物质可与CO2、H2O发生反应，根据以上叙述回答：
①该淡黄色物质的化学式为______；
②该淡黄色物质与CO2、H2O反应的化学方程式为____________________，____________________。
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：答案：大于 固态 银白 变暗 软 银白 氧气 钠浮在水面上 钠迅速熔化成闪亮的小球 小球在水面上四处游动，最后完全消失 与水反应发出嘶嘶的响声 反应后溶液变为红色 钠的密度比水小 钠的熔点低，反应放热 反应产生的气体推动小球运动 钠与水反应剧烈 反应生成碱性物质 氧气 水 4Na＋O2===2Na2O 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
思考与交流：答案：不能。将一小块钠放入CuSO4溶液中，钠首先与水反应生成NaOH和H2，然后NaOH再与CuSO4发生复分解反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2 ↓＋Na2SO4。所以钠放入CuSO4溶液中不能置换出铜。
活动与探究2：答案：银白 变暗 银白 小 4Na＋O2===2Na2O 银白 燃烧 黄 淡黄色 2Na＋O2Na2O2
思考与交流：1．答案：钠一般都保存在煤油中，因为钠极易与空气中的氧气和水蒸气反应而变质。
2．答案：一个化学反应在不同的条件下，反应产物可能是不同的，如O2充足时C与O2反应生成CO2，O2不充足时C与O2反应生成CO。
活动与探究3：解析：(1)由脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴加几滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来，可知Na2O2和H2O反应是放热反应。(3)由题图装置可知，p口处放出氧气，验证氧气的生成，应在导管口p处放一带火星的木条，发现木条复燃。如果该反应是放热反应，则试管的温度必然升高，使锥形瓶内的空气温度升高，压强增大，则空气被排出。所以应将导管q插入水槽中，再打开分液漏斗的开关，发现q处有气泡放出，即可证明该反应为放热反应。(4)过氧化氢在二氧化锰作用下分解放出氧气，所以加入二氧化锰来检验是否有氧气生成即可。
答案：(1)b．该反应是放热反应
(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
(3)①将带火星的木条靠近导管口p处，木条复燃
②将导管q放入水槽中，反应过程中有气泡冒出
(4)MnO2 有无色的气体放出，该气体能使带火星的木条复燃
思考与交流：1．答案：不相同。Na2O和H2O反应生成NaOH：Na2O＋H2O===2NaOH；Na2O2和H2O反应生成NaOH和O2：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。
2．答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√
当堂检测
1．D 解析：钠表面变暗是由于在常温下与氧气反应生成了氧化钠；钠的硬度较小，可以用小刀切割；钠在加热条件下与氧气反应生成过氧化钠。
2．C 解析：钠的密度小于水的密度，钠投入水中，不会沉入水底，应浮在水面上；钠与水反应有NaOH生成，它使紫色石蕊溶液变蓝色，而不是变红色，故①③不正确。
3．C
4．B 解析：该题首先要从钠的保存、空气的组成等多方面分析黑色固体的来源，钠及其化合物没有黑色的，所以黑色物质所含元素只能来自煤油或空气，所以只有选项B不合理。
5．A
6．解析：(1)根据题目中图示转化关系可得反应方程式为：4Na＋O2===2Na2O，Na2O＋H2O===2NaOH。
(2)钠在空气中燃烧可生成淡黄色的Na2O2，Na2O2与CO2、H2O反应的化学方程式分别为：
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↑第1节 走进化学科学
课堂合作探究
问题导学
一、化学变化与物理变化
活动与探究1
实验 实验现象 解释或化学方程式
实验一 加热到一定程度时________中的水开始沸腾，________中有无色液体凝结，并流入________中
实验二 (1)向澄清石灰水中通入CO2气体
(2)持续通入CO2气体至过量
(3)将(2)中的液体加热
思考与交流
(1)进行蒸馏水的实验时加入碎瓷片的目的是什么？温度计水银球应位于什么位置？冷却水的流向如何？
(2)上述实验中“水→水”的变化、“CaCO3→CaCO3”的变化有什么本质上的区别？
物质的变化
物理变化 化学变化
概念 没有生成新物质的变化 生成了新物质的变化
辨析 物理变化与化学变化的本质区别是前者没有新物质生成，后者有新物质生成。从微观的角度看，前者构成物质的分子本身没有发生变化，只是分子之间的距离发生了改变，后者构成物质的分子本身发生了变化，生成了新的分子，但原子和元素的种类并不发生变化。两者的关系是：物质发生物理变化时一定不发生化学变化，但发生化学变化时一定伴随着物理变化
二、对化学科学的理解
活动与探究2
1998年诺贝尔化学奖授予科恩(美)和波普尔(英)，以表彰他们在理论化学领域作出的重大贡献。他们的工作使实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质，引起整个化学领域正在经历一场革命性的变化。下列说法正确的是( )
A．化学不再是纯实验科学
B．化学不再需要实验
C．化学不做实验，就什么都不知道
D．未来化学的方向还是经验化
迁移与应用
下列说法正确的是( )
A．化学是科学家研究的内容，与普通百姓的生活没有多大关系
B．化学研究只能认识分子，不能创造分子
C．化学家可以制造出自然界中不存在的物质
D．化学研究只会造成严重的环境污染，最终人类将毁灭在化学物质中
化学科学产生、发展过程历程图
当堂检测
1．古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富。下列诗句中只涉及物理变化的是( )
A．野火烧不尽，春风吹又生
B．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干
C．只要功夫深，铁杵磨成针
D．爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏
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．化学在人类社会发展中起着重要的作用，展望未来，化学科学具有十分广阔的探索空间，请你分析下列四个选项中，现代化学不涉及的研究领域是( )
A．开发新的能源
B．合成新的物质
C．空间形式与数量关系
D．防治环境污染
4．下列变化中属于物理变化的是________，属于化学变化的是________。
①冰融化成水 ②干冰升华 ③钢铁生锈 ④用石灰抹的墙逐渐硬化 ⑤蔗糖投入水中逐渐消失，水变甜 ⑥电阻丝通电发热变红 ⑦活性炭使品红溶液退色 ⑧石油分馏 ⑨木材干馏制得木炭 ⑩白磷自燃 火药爆炸
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：解析：实验一是水的蒸馏实验，加热时水变成水蒸气；温度降低时水蒸气冷凝又变成了水。实验二中因为CaCO3能和CO2、H2O反应生成Ca(HCO3)2，而Ca(HCO3)2不稳定，受热时又会分解生成CaCO3。
答案：
实验 实验现象 解释或化学方程式
实验一 加热到一定程度时蒸馏烧瓶中的水开始沸腾，冷凝管中有无色液体凝结，并流入锥形瓶中 水水蒸气水
实验二 澄清石灰水变浑浊 CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
浑浊石灰水变澄清 CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2
澄清石灰水又变浑浊 Ca(HCO3)2CaCO3↓＋CO2↑＋H2O
思考与交流：(1)答案：加入碎瓷片的目的是为了防止加热时液体暴沸；温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处；冷凝管中冷却水的流向应是从下口流入，从上口流出。
(2)答案：上述实验中由“水→水”的变化只是物质的状态发生了变化，没有新物质生成，是物理变化；由“CaCO3→CaCO3”的变化过程中有新物质生成，是化学变化。
活动与探究2：A
迁移与应用：C 解析：A不正确，生活中的药物、化纤、塑料、电池、计算机芯片等，都是来自科学家的研究成果，所以化学与我们的生活息息相关；B不正确，化学研究不只是认识分子，还能创造分子，化纤、塑料等高分子都是化学研究的成果；D项过于悲观，我们应该相信化学一定能研究出对环境无害的化学用品和生活用品，通过对环境友好的方式及优化环境的途径来提高我们的生活质量，人类不会毁灭在化学物质中。
当堂检测
1．C 解析：A中草的燃烧，B中蜡的燃烧，D中火药的燃烧都是化学变化；C中铁杵磨成针只是形状变小，没有新物质生成，属于物理变化。
2．C 解析：水是由H、O元素组成的，而燃料油主要含有C、H元素，所以利用化学方法不能使水变成燃料油。
3．C 解析：空间形式与数量关系属于数学的研究范畴，不属于化学的研究范畴。
4．解析：判断物理变化和化学变化的方法就是看变化过程中是否有新物质生成，没有新物质生成的变化是物理变化；有新物质生成的变化是化学变化。
答案：①②⑤⑥⑦⑧ ③④⑨⑩ 第3节 化学中常用的物理量——物质的量
第3课时 物质的量浓度
课堂合作探究
问题导学
一、物质的量浓度一定的溶液的配制
活动与探究1
以配制250 mL 0.5 mol·L－1的NaCl溶液为例
思考与交流
1．配制物质的量浓度一定的溶液时若不慎加水超过了刻度线应怎么处理？
2．判断以下操作会使配制的溶液的浓度“偏大”“偏小”或“无影响”？
(1)用量筒量取液体时，仰视读数。( )
(2)未用蒸馏水洗涤烧杯内壁。( )
(3)容量瓶洗涤后内壁附有水珠。( )
(4)浓硫酸稀释后，没有恢复至室温即转移。( )
(5)定容时俯视液面。( )
(6)定容、摇匀后发现液面低于刻度线，再用胶头滴管加水至刻度线。( )
1．分析误差时，要根据c＝n/V，围绕操作行为对n与V的影响来分析。
以配制一定物质的量浓度的NaOH溶液为例
可能引起误差的一些操作 过程分析 对c的影响
称量过程 称量时间过长 减小 — 偏低
用滤纸称NaOH固体 减小 — 偏低
物质、砝码位置放反(使用了游码) 减小 — 偏低
配制过程 移液前容量瓶内有少量水 不变 不变 无影响
转移液体时有少量洒落 减小 — 偏低
未洗涤烧杯和玻璃棒 减小 — 偏低
未冷却到室温就注入定容 — 减小 偏高
定容时水加多后用滴管吸出 减小 — 偏低
定容摇匀后液面下降再加水 — 增大 偏低
定容时俯视刻度线 — 减小 偏高
定容时仰视刻度线 — 增大 偏低
2．容量瓶使用六忌：
(1)一忌用容量瓶进行溶解(体积不准确)；
(2)二忌直接往容量瓶倒液(洒到外面)；
(3)三忌加水超过刻度线(浓度偏低)；
(4)四忌读数仰视或俯视(仰视浓度偏低，俯视浓度偏高)；
(5)五忌不洗涤玻璃棒和烧杯(浓度偏低)；
(6)六忌标准液存放于容量瓶(容量瓶是量器，不是容器)。
二、有关物质的量浓度的计算
活动与探究2
实验室用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm－3的浓硫酸来配制500 mL 1 mol·L－1的稀硫酸，则
(1)浓硫酸的物质的量浓度为多少？
(2)所需浓硫酸的体积是多少？
思考与交流
若将0.1 mol Na2O溶于水得到1 L溶液，则所得溶液的物质的量浓度是否为0.1 mol·L－1
1．溶液稀释前后，溶质的物质的量和溶质的质量都不发生变化。即c1V1＝c2V2；m1w1＝m2w2。
2．一般根据V＝计算溶液的体积。
3．根据M＝来确定物质的相对分子质量或相对原子质量是高中阶段经常使用的方法。
当堂检测
1．如图表示配制一定物质的量浓度的NaCl溶液的部分操作示意图，其中有错误的是( )
2．下列有关0.1 mol·L－1 NaOH溶液的叙述正确的是( )
A．1 L该溶液中含有NaOH 40 g
B．100 mL该溶液中含有OH－ 0.01 mol
C．从1 L该溶液中取出100 mL，所取出的NaOH溶液的浓度为0.01 mol·L－1
D．在1 L水中溶解4 g NaOH即可配制得0.1 mol·L－1 NaOH溶液
3．今有0.1 mol·L－1 NaCl溶液300 mL,0.1 mol·L－1 MgCl2溶液200 mL，0.1 mol·L－1 AlCl3溶液100 mL，这三种溶液中Cl－物质的量浓度之比是( )
A．3∶4∶3 B．3∶2∶3
C．1∶1∶1 D．1∶2∶3
4．实验室需要配制230 mL 1 mol·L－1的NaOH溶液，其实验步骤为(请将步骤中空白处填写完整)：
①计算所需氢氧化钠固体的质量为________g；
②称量氢氧化钠固体；
③将烧杯中的溶液注入容量瓶，并用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁2～3次，洗涤液也注入容量瓶中，轻轻的振荡；
④用适量的蒸馏水溶解称量好的氢氧化钠固体，冷却至室温；
⑤盖好瓶塞，摇匀；
⑥继续向容量瓶中加蒸馏水至刻度线下________时，改用________滴加蒸馏水至凹液面最低点与刻度线相切。
根据上述信息回答问题：
(1)本实验操作步骤的正确顺序为________。
(2)实验中需要用到容量瓶的规格为________。
A．300 mL B．200 mL
C．250 mL D．230 mL
(3)如果实验遇到下列情况，对该氢氧化钠的物质的量浓度有何影响(填“偏高”“偏低”或者“不变”)。
①溶解氢氧化钠固体的烧杯没有洗涤________；
②搅拌以加速溶解时不小心洒出一小滴溶液________；
③定容时俯视观察液面________。
(4)实验过程中如果出现如下情况该如何处理？
①定容后摇匀发现凹液面最低点低于刻度线________；
②向容量瓶中转移溶液时不慎将少量溶液洒在容量瓶外________。
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：0.5 mol·L－1×0.25 L×58.5 g·mol－1＝7.3 g 250 mL容量瓶 烧杯 玻璃棒 滴管 托盘天平 烧杯 玻璃棒 2～3次 1～2 胶头滴管 凹液面的最低点 相平
思考与交流：1．答案：应倒掉溶液，洗净容量瓶后重新进行配制。
2．解析：根据c＝n/V进行分析，(1)中仰视读数，读数偏小，实际体积偏大，即n偏大，故c偏大；(2)中未洗涤烧杯内壁，造成n偏小，故c偏小；(3)对实验结果无影响；(4)中未冷却至室温即转移，则造成溶液的体积偏小(热胀冷缩)，故c偏大；(5)定容时俯视液面，溶液的实际体积偏小，故c偏大；(6)定容后发现液面低于刻度线，再用胶头滴管加水至刻度线造成溶液的实际体积偏大，故c偏小。
答案：(1)偏大 (2)偏小 (3)无影响 (4)偏大
(5)偏大 (6)偏小
活动与探究2：解析：(1)设浓硫酸的体积为1 L
则浓硫酸中硫酸的物质的量为n(H2SO4)＝＝18.4 mol
浓硫酸的物质的量浓度为c(H2SO4)＝n(H2SO4)/V[H2SO4(aq)]＝18.4 mol·L－1
(2)根据稀释前后溶质的质量(物质的量)相等，可得
V(H2SO4)×1.84 g·cm－3×98%＝0.5 L×1 mol·L－1×98 g·mol－1
解得V(H2SO4)＝27.2 mL
答案：(1)18.4 mol·L－1 (2)27.2 mL
思考与交流：答案：Na2O溶于水并和水发生反应：Na2O＋H2O===2NaOH，根据方程式可知0.1 mol Na2O溶于水得到0.2 mol NaOH，故所得溶液的物质的量浓度为0.2 mol·L－1。
当堂检测
1．C 解析：定容时，视线应与刻度线相平。
2．B 解析：A中1 L该溶液中含有NaOH质量不是40 g，而是4 g；C中从1 L该溶液中取出100 mL，所取溶液的浓度不变，仍为0.1 mol·L－1；溶解4 g NaOH的溶液不再是1 L了。
3．D 解析：0.1 mol·L－1 NaCl溶液中Cl－物质的量浓度是0.1 mol·L－1；0.1 mol·L－1 MgCl2溶液中Cl－物质的量浓度是0.2 mol·L－1；0.1 mol·L－1 AlCl3溶液中Cl－物质的量浓度是0.3 mol·L－1， 故选D。
4．解析：实验室中没有230 mL的容量瓶，所以应该选用250 mL的容量瓶来配制250 mL 1 mol·L－1的NaOH溶液，所以所需NaOH的质量为m(NaOH)＝n(NaOH)·M(NaOH)＝0.25 L×40 g·mol－1＝10 g。进行误差分析时根据c＝即可，配制物质的量浓度一定的溶液时，只要溶质外洒或加水过多，则必须重新配制。
答案：10.0 1～2 cm 胶头滴管
(1)①②④③⑥⑤
(2)C
(3)①偏低 ②偏低 ③偏高
(4)①不用处理 ②重新配制
