第1章 认识化学科学
学习导言
▲ 章节知识概说
本章作为从学科内容和方法方面使学生认识化学科学的起始章，是连接义务教育阶段化学与高中化学的纽带和桥梁，对于发展学生的科学素养，引导学生有效地进行高中阶段的化学学习，具有非常重要的承前启后的作用。
本章介绍了化学学科的研究对象，化学学科的发展过程和趋势，通过物质的组成、结构、性质的关系；认识化学反应的本质；引入了物质的量的单位——摩尔，体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用；使学生认识化学学科的发展过程，重要作用，并介绍了化学学习的方法。
俗话说：“磨刀不误砍柴工”。本章通过激起学习兴趣、介绍学习方法、学习化学工具三步曲，使学生认识了化学科学。学好本章，对今后的学习有着深远的意义。
▲ 课标理念感悟
1.知识与技能：知道化学是在分子层次上认识物质和合成新物质的一门科学，了解20世纪化学发展的基本特征和21世纪化学的发展趋势。了解金属钠和氯气的物理性质及主要的化学性质；了解物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积和溶液的物质的量浓度等有关化学计量的知识。
2.过程与方法：体会观察、实验、分类、比较等科学研究方法在研究物质性质过程中的应用，了解研究物质性质的一般程序；体会定量研究方法对学习和研究化学的重要作用。
3.情感态度与价值观：通过化学科学发展过程中的典型事例，认识化学科学对提高人类生活质量和促进社会发展所起的重要作用，感受化学世界的奇妙与和谐。
第1节
有人说，化学中的“化”即“变化”，“学”即“科学”，化学实际上是研究物质“变化”的一门“科学”。这句话尽管不尽严谨，但谁又能说它没有道理呢？试想，溶洞奇观、碳的燃烧、五颜六色的焰火……，哪样不是化学变化呢。那么，为什么会有这样的变化，这些变化有什么规律？我们如何控制这些变化，为人类造福？让我们一起走进神奇的化学世界吧。
研习教材重难点
【温故·知新】
1、物质变化的分类：物质的变化分为物理变化和化学变化两大类。物质的变化是中学化学学习的基础，贯穿整个化学学习过程，同学们应善于对这方面的知识进行归纳、总结，加深理解，努力提高化学水平，培养相关能力。
2、化学反应的特征
（1）基本特征：化学反应的最基本特征是质量守恒定律，既参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
（2）归纳特征：从宏观和微观角度分析化学反应，可归纳为“五个不改变，两个一定变，一个可能变”。
“五个不改变”：从宏观上分：①反应物和生成物总质量不变。②元素种类不变。从微观上分：③原子种类不变。④原子数目不变。⑤原子质量不变。
“两个一定变”：从宏观上看：①物质的种类一定改变。从微观上看：②分子的种类一定改变。
“一个可能变”：分子总数可能改变。
研习点1化学是具有创造性的、实用的科学
1、化学科学的涵义：化学科学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的自然科学。在理解化学科学的概念时应注意以下几点：
（1）化学研究的对象是原子和分子等；
（2）化学研究的内容是物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用等；
（3）化学是一门自然科学。
【领悟·整合】
人们在长期的认识和利用大自然的过程中，逐渐建立了研究对象不同的各门自然科学，化学就是其中的一门。许多科学是从化学科学分支而出的。就中学化学中的知识而言，是学习其他许多科学的基础，例如生物学、医学等都与之相关；就中学化学的任务而言，实际上是借这点基础知识，以之为载体，来培养我们学习、研究自然科学的基本技能、方法与品质的。
2、化学科学的创造性
起初人们从矿物、岩石、生物体中提取物质；后来科学家逐步制造出大量物质。科学家合成化合物的速度是惊人的，1990年刚刚突破1000万种大关，现在已超过3700万种。可以说化学是一门具有创造性的科学。
3、化学科学的实用性
合成氨技术的应用，解决了饥饿对人类的威胁；医药的合成，使人的寿命大大提高；芯片和光导纤维，引导人们进入信息时代；食品添加剂、化妆品、塑料、橡胶、纤维的合成，使我们的生活丰富多彩。因此，化学又是一门在人类生产和生活中有着重要作用的实用的科学。
4、化学科学的特征：化学的特征是认识分子和制造分子，是一门具有创造性的、实用的科学。
典例1：下列说法正确的是
A．化学是科学研究的内容,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
研析：A不正确；试想：我们生活环境中的药物、化纤、塑料、电池、计算机芯片，哪一项不是来自化学家的研究成果？所以，化学与我们的生活密切相关。B不正确；化学研究不只是认识分子，还能制造分子，化纤、塑料等高分子材料都是化学研究的结果。这样看来，C选项应该是正确的。D项过于悲观，化学科学的发展确实对环境造成了一些负面的影响，但也一定要相信化学一定能研制出对环境无害的化学用品和生活用品，通过对环境友好的途径来提高生活质量。这样，人类也就不会毁灭在化学物质中。
答案：C。
典例2：下列两个成语与我们所学的化学知识有关，请简述其中的化学原理。
A、百炼成钢 B、釜底抽薪（）
你选择的成语是 。其中的化学原理： 。
研析：“百炼成钢”是指将反复烧红的生铁在空气中不断锤打，转化为钢，由于生铁中含碳较多，钢中含碳较少，生铁炼钢实际上是“降碳”的过程。釜：指古代炊具，相当于现在的锅；薪：指柴火，“薪”在燃烧时发生了化学变化。
答案：A：捶打烧红的生铁时，生铁中的碳与氧气反应生成二氧化碳，使含碳量降低，转变为钢。B：燃烧需要可燃物，减少可燃物不利于燃烧。
研习点2 化学科学的形成和发展
约50万年前——“北京猿人”已会用火
公元前8～6千年——中国(新石器时代)开始制陶器
约公元前2千年——中国已会铸铜
公元前四世纪——古希腊的德谟克利特提出朴素的原子论;古希腊的亚里斯多德提出“四元素”学说
公元前140～87年——中国发明了造纸术
公元前一世纪至公元一世纪——中国《本草经》成书,书中记载动物、植物、矿物、药物达365种
公元十世纪——中国(宋代)把火药用于制造火药箭、火球等武器
1661年——英国的波义耳在《怀疑派化学家》一书中给元素下了科学的定义
1772年——舍勒制得了氢气
1773年——舍勒制得了氧气
1777年——法国的拉瓦锡发表《燃烧概论》推翻了燃素说
1803年——英国道尔顿提出原子论
1811年——意大利的阿伏加德罗提出分子假说
1860年——分子学说得到世界公认
1869年——俄国的门捷列夫提出了他的第一个周期表
1911年——英国的卢瑟福提出原子核模型
1934年——法国的约里奥居里夫妇发现人工放射性
1942年——中国的侯德榜发明了联合制碱法
1965年——中国科学家合成出牛胰岛素，是首次人工合成蛋白质
1981年——我国科学家首次人工合成完整生物活性的核糖核酸
2000年——人类基因组破译
2002年——由我国科学家领导的人类肝脏蛋白质组计划正式启动
【梳理·总结】
化学科学的发展经历了漫长的发展阶段。起初，化学的发展是缓慢的，“北京猿人”已会用火到中国(新石器时代)开始制陶器大约用了50万年，但从中国科学家合成出牛胰岛素，是首次人工合成蛋白质到人类基因组破译只用了短短的35年；人类发现和合成的物质1990年刚刚突破1000万种大关，现在以超过3700万种。现在是知识膨胀的年代，也是化学科学飞速发展的时代。同学们应该学好包括化学在内的科学文化知识，为化学的发展，为人类的进步贡献自己的力量。
典例3：为中国近代化学发展做出突出贡献的科学家是
A．李四光 B．华罗更 C．候德榜 D．钱学森
研析：题述四个选项中的科学家均为我国科学事业的发展做出了突出的贡献。其中，李四光是我国当代著名的地质学家；华罗更是著名的数学家；钱学森是著名的物理学家；候德榜被称为中国近代化学史上的第一颗明星，为中国化学工业发展做出卓越贡献，是中国近代化工工业的奠基人，他发明的联合制碱法为中华民族争得了荣誉。
答案：B。
典例4：道尔顿的原子学说曾经起了很大作用。他的学说中，包含有下述三个论点:①原子是不能再分的粒子；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。从现代观点看，你认为这三个论点中不确切的
A．只有③ B．只有①③ C．只有②③ D．有①②③
研析：本题利用初中学过的原子结构的有关知识，解决化学史上的有关问题，对学生能力有一定的要求。从现代的观点来看，原子还可以再分为质子、中子、电子，①不正确；同种元素原子核内质子数相等，但中子数不一定相等，性质也不一定完全相同，②错误；原子内有相对十分“广阔”的空间，③也是不对的。
答案：D。
研习点3 化学科学的探索空间
1．在化学科学领域，化学家可以在微观层面上操纵分子和原子，进行分子扩展，以及组装分子材料、分子器件和分子机器（如碳纳米管分子导线、分子开关、分子磁体、分子电路、分子计算机）等。
2．在能源和资源方面：有了化学科学，人类能够合理开发和安全应用能源和资源，既能得到充足的能源和资源，又能处理好能源和资源的开发利用与生态环境保护之间的关系。
3．在材料科学方面：化学将推动材料科学的发展，使各种新型功能材料的生产成为可能。
4．在环境方面：化学为解决环境问题提供了有力保障，使人类能够使用无害的化妆品和生活用品，既优化了环境，又提高了生活质量。
【归纳·整理】
20世纪以来，化学发展的趋势可以归纳为：由宏观向微观、由定性向定量、由稳定态向亚稳定态发展，由经验逐渐上升到理论，再用于指导设计和开创新的研究。一方面，为生产和技术部门提供尽可能多的新物质、新材料；另一方面，在与其他自然科学相互渗透的进程中不断产生新学科，并向探索生命科学和宇宙起源的方向发展。
典例5： 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
研析：化学是以实验为基础的科学，但是，近年来理论推导和大型计算机的仿真计算也已经成为了研究化学的新的手段，正如题中信息所说，这两位科学家使理论和实验共同协力探讨分子体系的性质，这说明化学实验已经不再是研究化学的惟一手段。
答案：A。
典例6：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．空间形式和数量关系 D．防治环境污染
研析：现代化学日益成为一门“中心科学”，和人们的生活息息相关。研究领域涉及微观世界、能源开发、材料研制、环境保护、生命科学等诸多领域。
答案：C。
【交流·研讨】
1、化学与职业
化学科学与人类生活水平的提高和人类社会的发展密切相关，研究领域十分广泛。与化学紧密相关的的一些产品和职业也非常多，如：新型药物、导电塑料、新型建筑材料、药物研制人员、化学科研人员、化学教师、化工厂工人、质检人员、环境保护工作人员、医生等。你对化学科学研究的哪些问题或哪些职业感兴趣
2、高中新教材体系架构
《化学必修一》、《化学必修二》
《化学与生活》：了解日常生活中常见的物质的性质，探讨生活中常见的化学现象，体会化学对提高生活质量和保护环境的积极作用，形成合理使用化学品的意识。
《化学与技术》：了解化学在资源利用、材料制造、工农业生产中的具体应用；在更加广阔的视野下，认识化学科学与技术进步和社会发展的关系。
《化学反应原理》：学习化学反应的基本原理，认识化学反应中能量转化的基本规律，了解化学反应原理在生产、生活和科学研究中的应用。
《有机化学基础》：探讨有机化合物的组成、结构、性质及应用，学习有机化学研究的基本方法。
《物质结构与性质》：了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法，认识物质结构与性质之间的关系。
《实验化学》：通过实验探究活动，掌握基本的化学实验技能和方法，提高化学实验能力。
探究解题新思路
基础思维探究
题型一、物理变化与化学变化
典例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，春风送暖人屠苏
研析：因化学变化与物理变化的本质区别是变化后是否有新物质生成。A中的“野火烧不尽”、B中的“蜡炬成灰泪始干”都牵扯到物质的燃烧，都有“CO2”这种新物质生成；D中的“爆竹声中一岁除”牵扯到火药的爆炸，当然也有新物质生成；只有C中的“铁杵磨成针”只是物质由粗到细，由大到小的过程，没有新物质生成，属于物理变化。
答案：C。
总结提升：本题考查的知识点比较明确，即物理变化与化学变化的区别。难度较小，但题目非常新颖，联系大家熟悉的古诗词，不仅扩大了知识面，更会体会到确实是“化学无处不在，我们的生活离不开化学”。这就无形中增加了同学们学化学、用化学的兴趣。
拓展变式1．下列变化不属于化学变化的是A．溶洞的形成过程 B．物质的燃烧C．合成高分子材料 D．矿石的粉碎1．研析：在溶洞的形成过程中，CaCO3变为Ca(HCO3)2，部分Ca(HCO3)2随水流走，部分Ca(HCO3)2又变为CaCO3，形成了石笋、石柱和钟乳石，是化学变化。物质的燃烧，一般是物质跟空气中的氧气发生的反应，有新的物质生成，属于化学变化。合成高分子材料属人工合成新物质，也是化学变化。矿石的粉碎过程中无新物质生成，属物理变化，不是化学变化。答案：D。
题型二、有关化学发展史的常识
典例2：在科学史上，中国有许多重大的发明和发现，为现代物质文明奠定了基础。以下发明或发现属于化学史上中国对世界做出重大贡献的是
① 造纸 ② 印刷技术 ③ 火药 ④ 指南针 ⑤ 炼铜、炼铁、炼钢 ⑥ 合成有机高分子材料 ⑦ 人工合成牛胰岛素 ⑧ 提出原子——分子学说
A．①②③④⑧ B．①③⑤⑦ C．②④⑥ D．⑤⑥⑦⑧
研析：造纸、印刷技术、火药、指南针、炼铜、炼铁、炼钢、人工合成牛胰岛素等都属于中国重大的发明和发现，对世界科学的发展做出了贡献。但印刷技术、指南针与化学关联不大。
答案：B。
启发引申：化学是一门具有创造性的、实用的科学。可以说，化学创造了“一个崭新的自然界”。化学发展到现在，我们的衣、食、住、行都离不开化学。在化学发展史上，中国有许多发明和发现，比如远在春秋战国时期，我们就掌握炼铁的技术了。中国为化学的发展做出了突出的贡献，相信在当前乃至将来的化学发展中，必然会做出更大的贡献。
拓展变式2．与近代化学的诞生无关的是A．化学元素的概念 B．英国化学家、物理学家波义耳C．著名物理学家爱因斯坦 D．古代的化学实践活动2．研析：任何事物是相互联系的，现代化学的产生离不开古代的化学实践活动；1661年，在前人工作的基础上，英国化学家、物理学家波义耳提出化学元素的概念，标志着近代化学的诞生。而爱因斯坦是上一世纪的人物，他出生时，近代化学已诞生两个世纪了。答案：C。
综合思维探究
题型一、学科内综合题
典例3：制备卤磷酸钙荧光粉所用的高纯氯化钙中混有氯化镁杂质，除去的方法是把氯化钙的水溶液加热到90～95℃，在不断搅拌下加入适当的沉淀剂，使镁生成沉淀过滤除去。此沉淀剂最好选用
A．氢氧化钙乳浆 B．碳酸钠溶液 C．碳酸氢钠溶液 D．氢氧化钠溶液
研析：碳酸氢钠溶液不能除去氯化镁杂质；碳酸钠溶液可以与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀；氢氧化钠溶液虽然能较好的除去氯化镁杂质，但同时引入了杂质钠离子，并且有部分氯化钙可与其反应生成微溶物氢氧化钙而损失。
答案：A。
方法导引：除杂方法有物理方法和化学方法。除杂的原则为不增（在除去杂质时不能引入新的杂质）、不减（要保留物质不损失）、易分（反应的生成物易分离）。
拓展变式3．下列广告语在科学性上没有错误的是A．这种矿泉水绝对纯净，不含任何离子B．这种饮料中不含任何化学物质C．这种口服液含有丰富的氮、磷、锌等微量元素D．没有水就没有生命3．研析：矿泉水中一般含有Ca2+、Mg2+等多种离子，饮料中的水及其它营养成分都属于“化学物质”，氮、磷都是常量元素，A、B、C、错误。D正确。此题与人们的饮食保健密切相关，该学生以亲切感、新鲜感，解决此类题需要学生灵活运用所学知识，而不是靠死记硬背，这样有助于克服传统教学囿于传授书本知识的偏向，避免了“题海”带来的思维僵化，有助于学生懂得周围的科技环境，适应日益技术话的日常生活，应付不断进步的科技革新，有能力对科学技术、人类生存相关的社会问题发表意见并作出决策。答案：D。
题型三、实际应用题
典例4：请仔细阅读下列文字，然后回答有关问题。
（1）煤是一种常用的化石燃料。家庭用煤经过了从“煤球”到“蜂窝煤”的变化。以前人们把煤粉加工成略大于乒乓球的球体，后来人们把煤粉加工成圆柱体，并在圆柱体内打上一些孔（如上图）。请你分析这种变化的优点是 ______________。
煤在燃烧时会产生许多污染物，为了减少煤燃烧时对环境的污染，可设法把煤转化成清洁的燃料。将水蒸气通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气（主要成分是CO和H2），请你写出该反应的化学方程式。煤气厂常在家用水煤气中特意掺人少量有难闻气味的气体，其目的是 。
（2）某同学在实验过程中发现氢氧化钠固体露置在空气中一段时间后，发生了潮解，他在家中也曾发现过饼干受潮会变软。这些现象说明了空气中含有。请你结合生活经验或化学知识另举两例说明空气中含有这种物质：①、___________ ②、___________
研析：“煤球”便为“蜂窝煤”，增加了可燃物与空气的接触面积，是燃烧更快、更充分、更旺；由于水煤气中有一氧化碳，会使人中度，且一氧化碳无色无味，人很难发现它泄漏，所以在煤气中掺人少量有难闻气味的气体就能使人们及时发现，而不至于出现煤气中毒事故。
答案：（1）使煤与空气的接触面积增大，燃烧更为充分C+H2OCO+H2，便于及早发现煤气是否泄漏
总结提升：此题既考查了“可燃物燃烧的条件”，又考查了“煤燃烧对环境造成污染”的原因分析，进行了环境教育和安全教育；同时通过家用燃料从“煤球”到“蜂窝煤”，再到“家用煤气”的变化，折射出社会的进步及化学对人类的贡献。
拓展变式4．下面是某化肥厂在一公共场所的围墙上做的广告：请仔细观察、分析，并回答下列问题：（1）碳酸氢铵(化学式为：NH4HCO3)是由 种元素组成的。（2）碳酸氢铵的氮含量是指氮元素的质量分数。根据所学化学知识，你认为此广告是 广告(填“真实”或“虚假”)，判断的依据是 。（3）碳酸氢铵受潮时在常温下就能分解，温度越高分解越快，因此保存时应注意 4．答案：（1）4 （2）虚假；因为纯净的碳酸氢铵氮含量为14÷79×100%＝17.7%，该广告鼓吹的“氮含量为20.1%”是绝不可能的。（3）密封并放在阴凉处。
题型四、实验操作题
典例5：由于条件所限，仅有一大一小两支试管和稀硫酸，甲、乙两同学各找来铝制牙膏皮，
各自设计一种装置来制取一试管氢气。他们设计装置如图所示：
（1）上述两装置相比，____________（填“甲”或“乙”）装置设计更合理。
（2）用较合理的装置来制取氢气，现欲使氢气充满收集气体的试管，应采取的措施
是__________________________。
（3）还可以用哪些物品代替牙膏皮或稀硫酸来完成反应？___________（填写一种物质即可）。
研析：用甲同学设计的装置实验时，产生的氢气由于密度小，而集中在大试管顶部，这时如果把大试管缓缓上移或小试管慢慢往下移动，就可把空气从试管中逐渐排出，从而收集到较为纯净的一试管氢气。而如果用乙同学设计的装置实验，产生的氢气大都从两试管的缝隙排出，同时由于小试管中的空气不易排出，而很难收集到纯净的氢气。
答案：（1）甲 （2）先使反应的试管口伸入收集试管的底部，然后慢慢往下移动 （3）废铁皮、铁钉、食醋等。
总结提升：本题中两同学设计的实验装置看上去好象非常相似，但从效果上却有天壤之别。甲同学设计的装置相当于我们平时比较熟悉的“向上排空气法”收集氢气的装置，只不过把中间的导管都省掉了。而乙同学设计的装置由于小试管上方是密封的，没法“换气”，因而不可行。我们平时掌握知识不能停留在表面，而应理解其实质，这样才能达到“以不变应万变” 的效果。
拓展变式5．现有下列实验仪器：（1）写出仪器名称：a是_____，g是_____。（2）给仪器b中液体进行加热时，液体的体积不能超过其容积的_____。（3）用上述仪器组装加热高锰酸钾制取氧气的装置时，不需要用到的仪器是（填序号）_____。（4）用排水法收集氧气的过程中，判断集气瓶中氧气已经收集满的方法是_____。5．研析：本题考查同学们对常用实验仪器的识别以及使用常识，只要基础扎实即可顺利作答。答案：（1）烧杯；酒精灯 （2）1/3 （3）a、d （4）瓶口有气泡冒出
题型五、学科间渗透题
典例6：为缓解能源危机，能源专家构想出了利用太阳能促使燃料循环的构想图：
当前，科学家还未实现这一构想。但大自然已经解决了这个问题，绿色植物的光合作用就是在日光作用下，利用太阳能把CO2和H2O转变成了能源葡萄糖（可燃烧）： 6CO2 + 6H2OC6H12O6 + 6O2
（1）如果上述构想成立，试写出有关反应的化学方程式。
（2）在此构想的物质循环中，太阳能最终转化为___________能。
（3）实现上述构想的关键问题是什么？
研析：能源问题是化学与社会中的重要一项。太阳能是一种巨大、无污染、最经济的能源。可以说地球上的能源归根到底主要是来自于太阳。光合作用是地球上利用光能将无机物转变成有机物的作用。从上面箭头所示的循环过程中，太阳能最终变成热能。目前开发利用太阳能的关键是解决光能的吸收问题，故“人工叶绿素”就成为当前能源科学家研究开发的热点。由题给化学方程式可知，该反应为葡萄糖燃烧反应的逆向过程，按照这一思路，可实现如下变化：
2 CO22 CO + O2；2 H2O2 H2 + O2 ……
答案：（1）CO2 + 2 H2OCH4 + 2O2；2CO2 + 2H2O2CH3OH + 3O2； 2N2 + 6H2O4NH3 + 3O2。（2）热 （3）问题的关键是是如何使燃烧产物吸收太阳能，故需要研制新型高效吸收太阳能的材料（如人工叶绿素）。
友情提醒：化学科学将在能源和资源的合理开发、安全应用等方面大显身手。人类要想获取充足的能源和资源并且处理好能源和资源的开发利用与生态环境保护之间的关系，都离不开化学科学的发展。因此，同学们应该学好化学科学，为人类的进步作出贡献。
拓展变式6．阅读下列短文，回答问题：汽车作为曾经推动人类文明向前跃进的现代社会的产物，在给人类的生活带来便捷舒适的同时，对自然生态环境的恶化也有难以推卸的责任。据“2004年中国环境状况公报”称：北京大气污染主要来源于工业污染和汽车尾气，99％的一氧化碳和一氧化氮的排放来源于汽车尾气。北京已连续六年环保投资在百亿元以上，环境质量进一步改善，但同时环境保护任务依然十分艰巨。另据报道：将氢气应用于汽车发动机的技术已在我国研制成功；酒精作为燃料的汽车已在北京市、河南省使用；厦门市有一部分汽车改用液化气作为燃料。（1）汽车尾气中的大气污染物有（写化学式）__________，__________。（2）部分地区将部分汽车排气管加装三效转换器，促使一氧化碳在排气管内与空气作用转化为二氧化碳，其反应式为__________。（3）请提出治理汽车污染的一条合理化建议：__________。（4）就目前的情况看，氢气做燃料的汽车要投入使用前，你认为还要研究解决的问题有：__________。（5）若实验用氢气汽车运行1km，需要2858kJ能量。现这辆汽车行走30km，需要__________ｇ氢气。（已知每克氢气燃烧放出142.9kJ能量。）6．答案：（1）CO，NO；（2）2 CO＋O２＝2 CO２；（3）这是一道开放性问题，可能的答法有如下几类：A．限制汽车的发展，如限制私人汽车的发展，发展公共交通。B．将汽车全部加装三效转换器等汽车环保装置，使目前汽车尾气得到净化。C．改用清洁环保型燃料，如酒精、液化气等。D．使用电力汽车。E．加快研制如氢气等新型环保能源，研制核能的民用化等；（4）这是一道开放性问题，可能的答法有如下几类：A．关于氢气的来源问题，如何获得大量而廉价的氢气 B．关于氢气的保存和运输问题，如何储存和运输大量的氢气 C．关于氢气在汽车上的使用问题，如汽车上如何灌装一定量的氢气 D．关于氢气使用的安全问题，如何防止氢气在使用、储存和运输时与空气混合爆炸 （5）600。
创新思维探究
题型一、开放探究题
典例7：阅读下面三段材料：
①早在1785年，卡文迪许在测定空气组成时，除去空气中的O2、N2等已知气体后，发现最后总是留下一个体积不足总体积1/200 的小气泡。
②1892年，瑞利在测定氮气密度时，从空气中得到的氮气密度为1.2572g/L， 而从含氮化合物分解得到的氮气密度为1.2508g/L。两者相差0.0064g/L。
③瑞利和拉姆赛共同研究后认为：以上两个实验中的 “小误差”可能有某种必然的联系，并预测大气中含有某种较重的未知气体。经反复实验，他们终于发现了化学性质极不活泼的惰性气体——氩。
请回答下列问题：
（1）材料①、②中的“小误差”对测定空气组成和氮气密度的实验而言是主要因素还是次要因素？
（2）材料③中科学家抓住了“小误差”而获得重大发现说明 了什么问题？
研析：（1） “小误差”对测定空气的主要成分而言是次要因素，对氮气的密度影响很小，也是次要因素。但对空气所有成分的测定来说是绝不能忽略的主要因素之一。（2）只要有误差，就会有误差产生的原因，找出产生误差的原因，可能会有重大的发现。科学一定要严谨。
答案：（1）次要因素；（2）科学研究应有严谨的科学态度。
友情提醒：生活中充满了矛盾，同学们学习过程中也有许多“主要”或“次要”因素。比如说学习的四个环节（课前预习、上课学习、课后复习、课后作业）中以上课学习最重要，但同学们如果因为其它的环节是“次要”因素而忽视了其中一个或几个的话，那后果也必然是学习成绩的下降。因此，同学们在今后的学习过程中，要善于处理好“主要”和“次要”因素的关系。只有这样，才能取得最佳的学习效果。
拓展变式7．某种常见金属的部分性质如下：银白色固体，硬度较小，密度为2.70g/cm3，熔点为660.4℃，导电性、导热性、延展性良好。（1）试推断该金属可能的一种用途______。（2）)请提出你想探究的有关该金属化学性质的两个问题：①______；②______。（3）请设计实验方案对你所提出的两个问题进行探究(简述步骤、现象及结论)：①__________________________；②__________________________。7．研析：此题内涵丰富，思维量大，它不仅要求学生对金属的化学性质熟悉，对实验过程中操作、反应条件、现象、实验的可行性和安全性相关知识有深刻的理解，而且“问题与假设、探究程序、探究结论”均具有开放性，故此题答案具有不确定性和开放性，尤其第(3)小题突出考查学生的研究性学习能力，鼓励学生大胆假设，敢于探究，结合化学事实进行推理，既考查了学生对化学知识的掌握情况，又关注了学生对有关学科问题的理解和认识的过程，同时考查了科学探究的主要步骤和方法。这类试题有利于引导学生将学习的重点从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从被动接受知识向主动获得知识转化，有利于考查“过程与方法”，从而培养学生的科学探索精神、实事求是的科学态度和创新意识。答案：（1）做导线。（2）①该金属能否与稀盐酸反应②该金属能否与硫酸铜溶液反应。（3）①取少量该金属于试管中，滴入2～3 mL稀盐酸，若有气泡产生，则该金属能与稀盐酸反应。②取少量该金属于试管中，滴入2～3 mL硫酸铜溶液，若该金属表面有红色固体出现，则该金属能与硫酸铜溶液反应。
题型二、社会热点题
典例8：2005年5月29日7时15分，宜昌市远安县茅坪场镇洪家垭煤矿井下南三平掘进头发生一起瓦斯爆炸事故，造成3人死亡，8人受伤。事故发生时有22人在井下作业，其中11人安全撤离。国家针对小煤矿的“关井压产”曾多次发出整治通知，但由于近期煤炭价格上扬，加之乡镇煤矿的停产整顿会直接影响当地财政税收，致使一些小煤矿矿主置工人生命安全于不顾，暗中又恢复了生产。
（1）在煤炭的形成过程中会产生瓦斯。瓦斯的主要成分是甲烷。请写出瓦斯爆炸主要反应的化学方程式： 。
（2）爆炸后，坑境内CO气体含量达10%以上，引起人体CO中毒。现场抢救CO中毒者，应立即采取什么措施？
（3）你对此事有何看法？
研析：（2）CO与血红蛋白的结合能力远远强于O2，因此，CO中毒的原理就是使人体缺氧。所以，现场抢救CO中毒者，必须设法改善中毒者缺氧的状态。
答案：（1）CH4＋2O2→CO2＋2H2O（2）将CO中毒者移至新鲜空气处，并设法改善中毒者缺氧的状态（例如人工呼吸等）。（3）这种只顾个人经济利益，而不顾工人安全的行径应该受到社会的谴责，法律的制裁。一方面，国家应该毫不手软地对小煤矿进行治理整顿，另一方面应对国民加强文化、道德教育，提高国民素质。
总结提升：本题联系小煤矿瓦斯爆炸这一社会热点问题，起点较高。第一问考查的是初中学过的知识，落点较低。第二问则是课本知识和生活中一些急救知识的综合考查。第三问开放性较强，答案会随同学们的情感、认识不同而不完全相同。通过本题，不仅巩固了课本知识，而且提高了同学们解决实际问题的能力和热情，有一举多得的作用。
拓展变式8． 2005年10月12日9时，我国成功发射“神舟六号”载人飞船，遨游太空5天后准确降落。神舟推进舱段安装有4台额定真空推力2500N的轨道控制发动机，推进剂为四氧化二氮和一甲基肼（CH6N2），其主要反应为： CH6N2＋N2O4→X＋CO2↑＋H2O（未配平）。由此可知X中一定含有的元素是A．碳 B．氢 C．氧 D．氮8．研析：“神舟六号”的成功发射对增强我国的国防力量和提高我国的国际地位都具有重要意义。本题起点高，但落点较低，根据化学反应前后元素的种类不变，反应前有C、H、N、O四种元素，而反应后的已知生成物中只有C、H、O三种元素，故X中必须含有氮元素。答案：D
高考思维探究
[考题1]（2005春-7）某校学生用化学知识解决生活中的问题，下列家庭小实验不合理的是
A．用食醋除去暖水瓶中的薄层水垢
B．用米汤检验含碘盐中的碘酸钾(KIO3)
C．用食用碱(Na2CO3)溶液洗涤餐具上的油污
D．用灼烧并闻气味的方法区别纯棉织物和纯毛织物
研析：水垢的主要成分为碳酸钙和氢氧化镁，二者都可以溶于醋酸而被除去，A合理；淀粉遇碘（单质）变蓝色，此现象可用于淀粉或碘单质的检验，但必须要注意的是，淀粉遇到化合态的碘（如含碘盐中的碘酸钾）无明显现象，B不合理；C则是生活中的常识，在今后的学习中我们还将学到食用碱(Na2CO3)溶液洗涤餐具上的油污的具体原理，C合理；灼烧纯毛织物会有特殊的烧焦羽毛的气味，此法可用于检验富含蛋白质的纺织品与其它织品，D合理。
答案：B
考向指南：化学与STS关系密切，学习化学的目的就是要学以致用。利用化学知识来解决与之相关的生产和生活中的问题，寻找物质的用途，防止和治理环境污染等等。因此，这类问题必将成为化学联系实际的一类常考题型，也容易出在涉及多种学科的综合性试题里。
[考题2] （2005江苏化学-2）保护环境是每一个公民的责任。下列做法：① 推广使用无磷洗衣粉 ② 城市垃圾分类处理 ③ 推广使用一次性木质筷子 ④ 推广使用清洁能源 ⑤ 过量使用化肥、农药 ⑥ 推广使用无氟冰箱。其中有利于保护环境的是
A．①②④⑤ B．②③④⑥ C．①②④⑥ D．③④⑤⑥
研析：本题考查环境保护的常识。① 推广使用无磷洗衣粉，可以有效控制“赤潮”等危害；② 城市垃圾分类处理，可以有效回收资源，减轻环境污染；③ 推广使用一次性木质筷子会浪费大量木材；④ 推广使用清洁能源能有效控制排入大气的有毒气体量，减轻“酸雨”等危害；⑤ 过量使用化肥、农药会造成环境污染；⑥ 推广使用无氟冰箱可以有效的减缓“臭氧空洞”的形成。
答案：C
课标点击：在科技飞速发展的今天，人类在改造自然的过程中也同时出现了两个不容忽视的问题：一是资源问题，二是环境问题。这两个问题是新课标特别要求的，也必然会成为以后试题的热点题型。应该引起我们每名同学的高度重视。
[考题3] （05上海综合-11）观察下图，若用1 L水来代表地球上的总水量，要比较精确地量取地球上的淡水量，应选择的仪器是
A 100 mL烧杯 B 50 mL烧杯 C 100 mL量筒 D 50 mL量筒
研析：由上图不难看出，若用1 L水来代表地球上的总水量，则地球上的淡水量为1 L×3%＝0.03 L，即30mL。因此，选取50 mL量具即可，但烧杯不如量筒量筒精确，所以应选择的仪器是50 mL量筒。
答案：D
方法导引：本题联系同学们关心的淡水资源问题，实际考查的是对化学常见实验仪器（烧杯、量筒）的了解情况。如果从精确度考虑，选择量筒的原则有二：①一次性量取原则；②量程最小原则。一次性量取原则可以有效避免多次量取带来的重复误差，量程越小越精确，比如100 mL量筒的最小刻度是2 mL，而50 mL量筒最小刻度是1mL，在一次性量取的前提下，尽量选量程小的量筒可以将误差减到最小。
拓展变式9．面粉加工厂的车间里若悬浮着较多的面粉粉尘，遇明火就有发生爆炸的危险。下面是模拟粉尘爆炸的一个实验。如下图，在小塑料筒里放入干燥面粉，点燃蜡烛，用塑料盖盖住金属筒，迅速鼓入大量空气，不久，便会听到“砰”的一声，爆炸的气浪将金属筒上的塑料盖掀起。试问：（1）在上述实验中，鼓入空气的作用是______________。（2）下列情况下，不会发生爆炸的是_______________（填序号）。①金属筒不加盖时；②蜡烛没有点燃时；③塑料筒中装的是煤粉时。（3）面粉厂为了避免爆炸事故发生，应采取的安全措施有____________（写出一种即可）。9．研析：本题考查燃烧的条件、爆炸及易燃易爆物的安全知识。实验中不断的鼓入空气，会把面粉吹起来，使金属筒内充满面粉，一旦遇到明火引起燃烧，就可能发生爆炸。燃烧引起的爆炸是可燃物在有限的空间内燃烧才可能发生，去掉金属盖使空间扩大了，就不容易发生爆炸，而蜡烛没有点燃根本就不会发生爆炸。答案：（1）使面粉充满金属筒（2）①②（3）严禁烟火
开拓学习新视野
▲ 课标知识拓展
【思想方法】
化学记忆十法
1、理解记忆法。记忆有机械记忆和理解记忆之分。理解记忆是建立在对事物内在规律理解的基础上的记忆，其效果远远超过死记硬背的机械记忆。
2、有意记忆法。记忆可分为有意记忆和无意记忆。有意记忆是有预定目标并采用一定方法和步骤，经过一定努力的记忆方法，这种记忆方法，由球学生学习目标明确，注意图集中，有较高的自觉性和积极性，大脑细胞处于强烈的兴奋状态，从而产生深刻的印象，记得快且牢固。
3、分散记忆法。对于一些繁多，但必须直接记忆的化学知识，要指导学生采取各个突破、分散记忆的方法，以提高学生的兴趣和信心，增强记忆的效果。
4、联系实验记忆法。化学是一门以实验为基础的学科。化学实验能使学生获得丰富的大量的感性认识，能在头脑中留下深刻的记忆。
5、对比记忆法。不同事物之间总有区别，有比较才有鉴别，抓住事物的本质区别。记忆起来就比较牢固了。对比记忆又分相似对比记忆，相反对比记忆和列表对比记忆等法。7、形象记忆法。用感知过的事物形象为基础来记忆的方法是形象记忆法。有些基本概念和是比较抽象且又难以用实验直接观察到的可用形象的描写、生动的比喻来加深学生的理解和记忆。8、趣味记忆法。即寓知识球趣味之中的记忆方法，通常利用谐音、顺口溜、歌诀等帮助学生记忆。
9、改错记忆法。改错是正确认识的开始。改错能为学生提供新的深刻的信息反馈。所谓"吃一堑长一智"，因此要有意识地通过改错让学生加深记忆。
10、复习记忆法。根据记忆规律，记忆和遗忘总是相伴存在的一对矛盾。已经贮存的知识信息，若不反复运用，强化信息的痕迹，将会自动丧失。要有计划有目的地复习。复习时要注意及时性、经常性和综合性。
▲ 多彩化学漫步
人工合成牛胰岛素
早在1948年，英国生物化学家桑格就选择了一种分子量小，但具有蛋白质全部结构特征的牛胰岛素作为实验的典型材料进行研究。于1952年搞清了牛胰岛素的Ｇ链和Ｐ链上所有氨基酸的排列次序以及这两个链的结合方式。次年，他宣布破译出由17种51个氨基酸组成的两条多肽链牛胰岛素的全部结构。这是人类第一次搞清一种重要蛋白质分子的全部结构。桑格也因此荣获1958年诺贝尔化学奖。
从1958年开始，中国科学院上海生物化学研究所、中国科学院上海有机化学研究所和北京大学生物系三个单位联合，以钮经义为首，由龚岳亭、邹承鲁、杜雨花、季爱雪、邢其毅、汪猷、徐杰诚等人共同组成一个协作组，在前人对胰岛素结构和肽链合成方法研究的基础上，开始探索用化学方法合成胰岛素。经过周密研究，他们确立了合成牛胰岛素的程序。合成工作是分三步完成的：第一步，先把天然胰岛素拆成两条链，再把它们重新合成为胰岛素，并于1959年突破了这一难题，重新合成的胰岛素是同原来活力相同、形状一样的结晶。第二步，在合成了胰岛素的两条链后，用人工合成的Ｂ链同天然的Ａ链相连接。这种牛胰岛素的半合成在1964年获得成功。第三步，把经过考验的半合成的Ａ链与Ｂ链相结合。
在1965年9月17日完成了结晶牛胰岛素的全合成。经过严格鉴定，它的结构、生物活力、物理化学性质、结晶形状都和天然的牛胰岛素完全一样。这是世界上第一个人工合成的蛋白质，为人类认识生命、揭开生命奥秘迈出了可喜的一大步。这项成果获1982年中国自然科学一等奖。
问题：人工合成结晶牛胰岛素是我国生命科学园中的一朵奇葩。试问：结晶牛胰岛素合成的化学意义和生物学意义分别是什么？
多彩化学漫步
研析：本题从化学史、生物史的角度考查现代科学前沿的有关简单化学、生物知识的问题。重在测试学生分析和综合、比较和论证等能力。
答案：化学意义：它突破了简单有机物和生物高分子的界限，开创了人工合成高分子的新时期，向人工合成生命物质又迈进了一大步。生物学意义：标志着人类在探索生命奥秘的历程中迈出了关键的一步，对揭示生命现象的本质奠定了基础，并推动了分子生物学、分子遗传学的发展。
优化考题新演练
一、理解与应用
1．以下物品的发明与开发，属于化学对人体健康方面做出巨大贡献的是（ ）
A．不锈钢 B．青霉素 C．农药和化肥 D．电话和电视机
1．研析：青霉素是一种高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素。它的研制成功大大增强了人类抵抗细菌性感染的能力，带动了抗生素家族的诞生。
答案：B
2．为防止污染环境，下列燃料最理想的是（ ）
A．酒精 B．氢气 C．天然气 D．CO
2．研析：酒精、天然气都是含碳化合物，完全燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳是引起温室效应的主要物质之一；不完全燃烧生成CO造成环境污染更为严重。CO燃烧也会生成二氧化碳。氢气烧只生成水，对环境没有污染。
答案：B。
3．两次获得诺贝尔奖，在化学界享有盛名的科学家是（ ）
A．爱因斯坦 B．达尔文 C．居里夫人 D．欧拉
3．研析：爱因斯坦是物理学家，达尔文是生物学家，欧拉是数学家，居里夫人是唯一一位两次获得诺贝尔奖的化学家。C正确。
答案：C。
4．13C—NMR（核磁共振）、15N—NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，库尔特·维特里希等人为此获得2002年诺贝尔化学奖。下面说法正确的是
A．C原子的核内质子数是6
B．N3－的核外电子数为7
C．15N的相对原子质量是15 g
D．现代化学研究多采用核磁共振等高级手段，不再需要化学实验
4．研析：不论化学科学多么发达，也不论其研究手段多么先进，化学科学的研究永远离不开化学实验。实际上，利用核磁共振这种先进的技术测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，也是利用先进仪器进行的一种化学实验，核磁共振仪只是实验过程中用到的一种仪器而已。另外，C原子的核内质子数是6；N3－的核外电子数为7+3＝10；15N的相对原子质量是15，不是15g。
答案：A。
5．2004年4月22日是第35个“世界地球日”，我国确定的主题是“善待地球——科学发展”。下列行为中不符合这一主题的是
A．采用“绿色化学”工艺，使原料尽可能转化为所需要的物质
B．大量开采地下水，以满足社会对水的需求
C．减少直至不使用对大气臭氧层起破坏作用的氟氯烃
D．节约能源，提高能源利用率
5．研析：大量开采地下水，可以暂时满足社会对水的需求。但如果不加节制的开采，地下水也有枯竭的一天，不符合“善待地球——科学发展”的思想。
答案：B。
6．（1）近年来，化合物的种类增长得很快，其总数已经超过了_____万种；其中大多数是_____（选填：①地球上原来就有的 ②科学家人工合成的）；形成这些化合物的元素仅有_____多种。
（2）人类对化学的研究经历了古代化学、 、 三个阶段。在微观层面上操纵分子和原子是 才能研究的内容。
6．研析：关于化合物种类，必修1中的说法是3500万种，较新的说法（选修5）是3700万种。
答案：（1）3700；②；110（2）近代化学；现代化学；现代化学。
二、拓展与创新
7．现有以下实验用品，请你证明普通的纸[含纤维素(C6H10O5)n]中含有碳元素和氢元素。写出操作步骤（在操作步骤中要写进使用仪器、试剂、操作、现象和结论）。
7．答案：将酒精灯点燃，取一张纸在点燃，用干冷烧杯罩于火焰上方，如果杯壁有水雾出现证明纸张中含有氢元素；再用滴管取少量澄清石灰水滴于烧杯中，将烧杯罩于火焰上方，若杯壁出现白色的浑浊，则证明纸张中含有碳元素。
8．化学反应的基本特征是有新物质生成，常表现为颜色改变、放出气体、生成沉淀等，这些现象常常可以帮助我们判断有没有化学反应发生，但有些反应却没有明显现象，例如二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应，如何验证二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应？请你完成对该问题的实验探究。
操作步骤 实验现象 结论
向NaOH溶液中通入CO2气体后，再滴加少量的
8．答案：
稀盐酸 有气泡产生 CO2与NaOH溶液发生了反应
三、综合与探究
9．据报道，苏州一女士骑自行车随助力车行走，因大雾堵车在许多助力车排放的尾气中呆久后突然晕倒，路人急将其送往医院抢救。化学兴趣小组同学看报后组织讨论以下两个问题，请你参考：
（1）该女士昏倒的原因： 。
（2）讨论中某同学为解决助力车污染空气的问题，提出以下几点建议：①用浓氢氧化钠溶液吸收尾气中有毒成分；②用灼热的氧化铜把尾气中有毒成分反应出去；③控制行驶的助力车的数量；④改进助力车发动机的结构，提高汽油燃烧效率。你认为切实可行的是 ，试分析不行的原因 。
9．研析：（1）助力车的燃料是汽油，其尾气中含有一定量的CO。堵车的路口处车多，含CO的浓度大，CO极难溶于水，在大雾中CO不易扩散，故人在此处呆久了会吸入CO中毒昏倒。
（2）①CO不与NaOH溶液反应，故此法无效；②灼热的氧化铜能处理尾气中的CO，但此装置安装车上，既复杂，又不方便；③、④两项措施在城市可行。
答案：（1）路口许多助力车排放的尾气中含有大量CO有毒气体，在大雾中难以扩散。人在其中呆久后因大量吸入CO，CO与血液中血红蛋白结合阻碍了O2的输入，使人缺氧而昏倒；
（2）③、④。①NaOH溶液与CO不反应；②能反应除去CO，但装置复杂。
10．我国大约在南北朝时就能铸造铜锌合金—黄铜。某化学兴趣小组为了测定得到的黄铜样品中铜的含量，称取20g样品研细后放置于烧杯中，加入50g稀硫酸，恰好完全反应后，冷却，称得烧杯的总质量为69.8g。请计算（计算结果精确到0.1%）：
（1）此黄铜中铜的质量分数；（2）所得溶液的溶质质量分数。
10．研析：由质量守恒定律得，反应所生成的氢气为：20g+50g -69.8g =0.2g
（1）设此黄铜中锌的质量为x，反应消耗H2SO4的质量为y，生成ZnSO4的质量为z
Zn +H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 98 161 2
x y z 0.2g
65g/x＝2g/0.2g；98g/y＝2g/0.2g；161g/z＝2g/0.2g
解得：x＝6.5g y＝9.8g z＝16.1g
此黄铜样品中铜的质量为：20g -6.5g =13.5g
此黄铜样品中铜的质量分数为： 13.5g÷20g×100%＝67.5%
（2）反应后溶液的质量是：69.8g -13.5g ＝56.3g
所得溶液的溶质质量分数为：16.1g÷56.3g×100%＝28.6%
答案：此黄铜中铜的质量分数是67.5%，所得溶液的溶质质量分数是28.6%
第2节 研究物质性质的方法和程序
俗话说，水火不相容。但你知道钠这样的活泼金属可以与水剧烈反应甚至在水上可以燃烧吗？
2005年3月29日，京沪高速公路发生特大氯气泄露事故，多人伤亡，附近绿地全部枯黄，这是什么原因？翻落的氯槽罐被移至水池，进行碱液稀释中和，消除了危险源。你知道碱液为什么能消除氯气的危害吗？
这就需要知道它们的性质，而研究物质性质是有方法的。我们用什么样的方法沿什么途径去研究才能更好更快的了解这些化学物质的性质呢？
研习教材重难点
研习点1研究物质性质的基本方法
【思考·提示】
思考：在初中化学的学习中，你认识了哪些物质？你是通过什么方法来研究它们的性质的？
提示：
物质 研究它们的性质的主要方法 物质 研究它们的性质的主要方法
氧气 观察和实验法 非金属（通性） 分类、比较法
氢气 观察和实验法 金属（通性） 分类、比较法
锌和铁 观察和实验法 酸（通性） 分类、比较法
盐酸 观察和实验法 ………… …………
四种基本方法
（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内容：可以直接用肉眼观察物质的颜色、状态，用鼻子闻物质的气味，也可以借助一些仪器来进行观察，提高观察的灵敏度。人们既在观察过程中，不仅要用感官去搜集信息，还要积极地进行思考，及时储存和处理所搜集的信息。观察要有明确而具体的目的，要对观察到的现象进行分析和综合。
（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注意的问题：在进行实验时，必须注意实验安全。同时要注意控制温度、压强、溶液的浓度等条件，这是因为同样的反应物质在不同的条件下可能会发生不同的反应。
③实验的步骤：在进行研究物质性质的实验前，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）分类法
在研究物质性质时，运用分类的方法，分门别类地对物质及其变化进行研究，可以总结出各类物质的通性和特性；反之，知道某物质的类别，我们就可推知该物质的一般性质。
（4）比较法
运用比较的方法，可以找出物质性质间的异同，认识物质性质间的内在联系，对物质的性质进行归纳和概括。
案例：对金属钠的研究
1、钠的物理性质
软、亮、轻、低、导（软——质软，硬度小；亮——银白色金属光泽；轻——密度小，比水轻；低——熔点低；导——可导电、导热）
思考：你在研究钠的物理性质过程中用到什么样的方法？
提示：“软”——观察用小刀切割钠的实验；“亮”——观察钠的断面；“轻”——通过钠与水反应的实验，观察到钠浮在水面上；“低”——通过钠与水的实验，观察到钠熔成小球或通过钠与氧气反应的实验，观察到加热时钠很快熔化；“导”——首先通过分类法确定钠属于金属，然后根据金属的通性判断。
2、钠的化学性质
（1）与O2反应：常温：4Na＋O2＝2Na2O (白色固体)；点燃或加热：2Na＋O2Na2O2 (淡黄色固体)；
（2）与Cl2反应：2Na＋Cl22NaCl；
（3）与水反应：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑
思考：①在钠与水反应的实验中，你能观察到什么现象？通过这些现象可以得出什么结论？
②如果钠粘在烧杯壁上，很快就燃烧起来，为什么？
提示：①
现象 结论或原因
熔（溶化成小球） 反应放热，钠的熔点低。
浮（浮在水面上） 钠的密度小。
游（四处游动） 产生的氢气不均匀，推动小球。
鸣（发出嘶嘶的响声） 产生的氢气冒出时发出声音
红（滴入酚酞，溶液变红） 产生了碱性物质。
② 钠与水反应过程中放出大量的热，如果钠粘在烧杯壁上，产生的热量不能及时的散发出去，引燃产生的氢气并使钠燃烧起来。
（4）与酸反应：非常剧烈，以致爆炸；
（5）与盐溶液反应：可认为是先与盐溶液中的水反应，然后再发生复分解反应（其实质都是先于溶液中的H＋反应）。
【领悟·整合】
一种单质如果属于金属单质，讨论其化学性质的一般思路是，一般能和非金属单质（O2、Cl2、S等）、水、酸、盐等反应以及其他特性等。钠在一定条件下可以与大部分非金属单质以及包括水在内的化合物反应，说明钠是一种极为活泼的金属。
3、钠的存在与保存
（1）元素在自然界的存在有两种形态：游离态：元素以单质形式存在；化合态：元素以化合物形式存在。钠的化学性质很活泼，在自然界里无游离态，只有化合态（NaCl、Na2CO3、Na2SO4、NaNO3等）
（2）保存：因为常温下金属钠能跟空气中的氧气反应，还能跟水、水蒸气反应，所以金属钠保存在煤油或石蜡油中，主要是为了隔绝空气和水。
4、钠的用途
（1）K—Na合金用于原子反应堆作导热剂。
（2）制备Na2O2。
（3）做电光源：高压钠灯。
（4）冶炼稀有金属。
【联想·发散】
Na2O和 Na2O2：Na2O属于碱性氧化物，可以与酸、酸性氧化物、水反应。如：Na2O＋H2O＝2NaOH；Na2O2属于过氧化物，也可以与酸、酸性氧化物、水等物质反应，所不同的是，在这些反应中一般有氧气生成：2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2↑；Na2O2可用与潜艇或宇宙飞船中的供氧剂。
典例1： 一元硬币的外观有银白色的金属光泽，一些同学认为它可能是铁制成的。在讨论时，有同学提出：“我们可以先拿磁铁来吸一下”。就“拿磁铁来吸一下”这一过程而言，属于科学探究中的
A．实验 B．比较 C．观察 D．分类
研析： 以上四种方法均属我们在科学探究中常用的、重要的方法。我们不仅要理解它们概念的内涵和外延，更重要的是要在科学探究中灵活的应用它们。其中实验法是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。显然，“拿磁铁来吸一下”这一过程属于实验。
答案： A
典例2：将同样大小的金属钠，分别投入到①MgCl2溶液、②饱和NaCl溶液中，各发生什么现象 在上述过程中用到了什么研究物质性质的方法？
研析：该题旨在培养学生完整描述实验现象的能力和对知识的归纳能力.金属钠分别投入到上述三种盐溶液中，首先与水反应：2Na + 2H2O＝2NaOH + H2↑，在①中又发生了反应MgCl2 + 2NaOH＝Mg(OH)2↓+ 2NaCl；在②中Na+浓度增大，而水的量减少，故有NaCl晶体析出。
答案：在三种溶液中的共同现象是：钠浮在液面上，熔成小球，迅速游动，并发出“咝咝的声音，最后消失；不同之处是：①中有白色沉淀，②中溶液变浑浊。用到的方法有：实验法，观察法、比较法。
研习点2研究物质性质的基本程序
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、要对物质的性质进行预测；
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，归纳出与预测相一致的性质，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。
案例：氯气
1、Cl2的物理性质
在通常情况下，氯气为黄绿色气体，有刺激性气味的有毒气体.易液化，能溶于水(1∶2)，氯水颜色呈淡黄色。闻Cl2时：应距Cl2一尺左右，用手轻轻扇一下集气瓶口上方空气，让少量的Cl2进入鼻孔。
2、Cl2的化学性质
（1）与金属反应
2Na + Cl22NaCl(白烟)； Cu + Cl2 CuCl2(棕黄色烟，加少量水显绿色，冲稀后变蓝色)；
2Fe + 3Cl2 2FeCl3(棕红色烟，加少量水显棕黄色)
（2）与非金属反应
H2 + Cl22HCl(白雾)。纯净的H2可在Cl2中燃烧，发出苍白色火焰。HCl（溶解度1∶500）溶于水成为盐酸.
【知识·链接】
化学现象中的烟、雾、气
烟：大量细小固体颗粒分散在气体中的现象。例：Cu在Cl2中燃烧生成(CuCl2)棕黄色烟。
雾：大量细小液滴分散在气体中。例如HCl气体在空气中遇水蒸气生成的雾(盐酸小液滴)。
气：是指气态物质。若气体无色，则肉眼看不到，气体有色才能观察到。
（3）与水反应： Cl2 + H2O ＝ HCl + HClO
说明：氯气的水溶液称为氯水，由于氯气不是简单的溶于水，而是与水反应，氯水的成分和性质较为复杂。氯水的主要成分有氯气、盐酸、次氯酸等，氯水也兼具有这几种物质的性质。如次氯酸具有漂白性，氯水也具有漂白性。
（4）与碱反应： Cl2 + 2NaOH ＝ NaClO + NaCl + H2O（该反应可用于Cl2的尾气处理）；
工业上用Cl2与石灰乳作用制漂白粉： 2Cl2 + 2Ca(OH)2 ＝ CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
（5）与盐溶液的置换反应：
Cl2 + 2NaI ＝ 2NaCl + I2（该反应常用作Cl2的检验）； Cl2 + 2NaBr ＝ 2NaCl + Br2
【启发·引申】
①变价金属与Cl2反应时一般显高价。
②广义的燃烧：任何发光，发热的剧烈化学反应都可以叫燃烧。
③Cl2与碱的反应可认为Cl2先于水反应，生成HCl和HClO，HCl和HClO再与碱反应生成NaCl和NaClO 。
④漂白粉的漂白原理：Ca(ClO)2 + H2O + CO2 ＝ CaCO3↓ + 2HClO；起漂白杀菌作用的是HClO。该反应也说明了碳酸（CO2 + H2O）的酸性强于次氯酸，反应原理是强酸制取弱酸。
化学探究过程中的模型与假说
通过观察和实验认识了物质的性质后，人们往往要探究产生相关性质的原因，这就是要涉及物质结构方面的问题。这些问题仅通过一般实验是无法解决的，还需要利用模型、假说等方法进行有关研究。
（1）关于模型：模型（model）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。模型一般可分为物体模型和思维模型两大类。
（2）关于假说：假说（hypothesis）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。
【领悟·整合】
研究物质性质的一般程序为：观察→预测→实验和观察→解释及结论。但一定要注意，该程序并不是一成不变的，同学们一定要根据实际研究的需要灵活应用。通过研究，我们知道钠是一种非常活泼的金属、氯气是一种非常活泼的非金属。至于金属钠和氢气各是由什么微粒构成的？这些微粒各有什么特点？它们与金属钠或氯气的性质有什么关系？这就要用到模型、假说等方法进行研究。
典例3：氯水中含有多种成分。将紫色石蕊试液滴入石蕊中，溶液显红色，起作用的成分是_____________；过一会儿，溶液的颜色逐渐褪去，起作用的成分是_____________。往氯水中滴入硝酸银溶液，产生白色沉淀，起作用的成分是_____________。氯水能使淀粉碘化钾试纸变蓝，起作用的主要成分是_____________。
研析：氯水中含有水、氯气、盐酸、次氯酸等多种成分。在一般情况下，认为是溶液中氯分子的性质，比如说，氯水能使淀粉碘化钾试纸变蓝，起作用的主要成分是Cl2。但由于新制的氯水中含Cl2、H2O、HClO等分子和H+、Cl-、ClO-、OH-等离子，其性质比较复杂，除了强氧化性外还具有以下性质：酸性（H+）、漂白性（HClO）、与硝酸银溶液反应（Cl-）等。
答案：H+； HClO； Cl－； Cl2
典例4：某课外活动小组研究金属钾的性质。他们首先通过分析钾与钠的原子结构式意图及查阅有关资料，知道钾与钠属于同一类物质，在性质上有许多相似之处。但在金属活动顺序表中，钾排在钠的前面，钾在空气中燃烧的产物是超氧化钾（KO2）。完成下列问题：
（1）钾的原子核外有19个电子，画出钾的原子结构式意图_____________。
（2）预测钾的化学性质，完成下列反应的化学方程式，并进行实验验证
①钾在氯气中燃烧_______________________________________。
②点燃钾剧烈燃烧_______________________________________。
③将小块钾投入冷水中_______________________________________。
（3）推测钾在自然界中的存在方式是_____________（填“游离态”或“化合态”）。
（4）该小组研究钾的性质时用到了哪些主要方法：_______________________________________。
他们是按照怎样的程序来研究金属钾的性质的： 。
研析：本题是以K、Na的性质为背景，实际重点考查的是对研究物质性质方法和程序的掌握情况。本章已经教详细地学习了Na的性质，而同学们对K的知识比较陌生，这就需要根据钠的性质来预测。首先观察钾的外观性质，并查阅有关资料后，知道钾与钠属于同一类物质（用了分类的观点），得知它们在结构和性质上有许多相似之处。预测后，用实验法来验证自己的想法，在实验中用观察法来推测产物，最后，通过比较、分析、综合，得出结论。
答案：（1）
（2）2K + Cl22KCl K + O2KO2 2K + 2H2O ＝ 2KOH + H2↑
（3）化合态
（4）比较法 观察法 实验法 分类法
观察钾的外观性质→预测钾的化学性质→实验与观察→分析、解释、整合、结论
探究解题新思路
基础思维探究
题型一、钠的有关知识
典例1：下列关于钠的叙述中，正确的是
A．钠在自然界中存在游离态 B．钠是一种灰色的固体
C．钠可以保存在煤油中 D．钠着火时可以用沙土扑灭
研析：钠是一种非常活泼的金属，易跟空气中的氧气以及水发生反应，所以自然界中没有游离态的钠。钠是银白色固体，因被氧化成氧化钠而呈现出灰色，灰色不是金属钠的颜色。钠与煤油不反应，并且钠的密度比煤油大，将钠保存在煤油中可以避免空气及水与钠接触。钠着火时比较好的灭火方法是采用沙土盖灭。
答案：D
总结提升：本题考查的知识点是钠的存在及单质的颜色、状态和化学性质。解题时要抓住钠易被氧化这一典型性质，从活动性上推测其存在、保存方法、在空气中的通常颜色及着火时的灭火方法。解题时认为颜色是物理性质，容易错把钠块表面常见的灰白色当成金属的颜色。
拓展变式1．在烧杯中加入水和苯（密度：0.88 g/cm3）各50 mL，将一小粒金属钠（密度：0.97 g/cm3）投入烧杯中，观察到的现象可能是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并可能作上、下跳动1．研析：此题考查的面很广，首先是苯与水互不溶解，还有钠的密度处于苯和水之间，钠能与水中的氢反应而不与苯中的氢反应。另外钠与水反应放出的氢气使钠在苯与水的界面处反应并可能作上、下跳动。答案：D
题型二、氯气的性质
典例2：常用氯气给自来水消毒。某学生用自来水配制下列物质的溶液，不会产生明显药品变质的是
A．石蕊 B．硝酸银
C．氢氧化钠 D．氯化铝
研析： Cl2溶于水会部分发生下列反应：Cl2＋H2O＝HCl＋HClO．HClO可使石蕊氧化褪色；HCl跟AgNO3反应：AgNO3＋HCl＝AgCl↓＋HNO3；Cl2可以与氢氧化钠反应：Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O；Cl2不跟AlCl3反应．
答案：D
拓展变式2．下列常用的干燥剂中，不能干燥氯气的是A．浓H2SO4 B．碱石灰C．五氧化二磷 D．无水氯化钙2．研析：干燥剂选择的2个条件，一是要有较强的吸水性，第二干燥剂不能和被干燥的物质发生任何化学反应．四个选项中B碱石灰会跟Cl2反应，故不能干燥Cl2．答案： B
题型三、有关钠及其化合物的简单计算
典例3：2.3g钠在干燥的空气中与氧气反应，可得3.5g固体，据此可判断其产物为
A. 只有Na2O2 B. 只有Na2O C. Na2O和 Na2O2 D. 无法确定
研析：金属钠和氧气反应可生成Na2O或Na2O2 ，此题用“极限法”：
若2.3g钠全部反应生成Na2O ，由反应4Na + O2 = 2Na2O 可得生成Na2O的质量为3.1g；
若2.3g钠全部反应生成Na2O2，由反应2Na + O2 = Na2O2 可得生成Na2O2的质量为3.9g；
现产物为3.5g，介于3.1g和3.5g之间，故为Na2O和Na2O2的混合物。
答案：C
方法导引：极限法是一种重要的思维方法，也是我们在解答该类题目时常用的一种方法。极限法解题要特别注意使用的范围。一般是存在两种反应的“可能性”，通过计算或推断确定一个范围，然后结合题意得到最终答案。
拓展变式3．在甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠，然后各加入100mL水，搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁的溶液的质量分数大小顺序是A．甲＜乙＜丙＜丁 B．丁＜甲＜乙＝丙C．甲＝丁＜乙＝丙 D．丁＜甲＜乙＜丙3．研析：此题要求熟练掌握几个反应：甲：2Na+2H2O ＝ 2NaOH+H2↑乙：Na2O+H2O ＝ 2NaOH丙：2Na2O2+2H2O ＝ 4NaOH+O2↑则其质量分数分别为：甲：＝ 乙：＝丙：＝ 丁：＝答案：B。
综合思维探究
题型一、学科内综合题
典例4：用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中．当滴到最后一滴时红色突然褪去．试回答下列问题：
（1）实验室保存饱和氯水的方法是 。
（2）产生上述现象的原因可能有两种（简要文字说明）：
①是由于 ；②是由于 。
简述怎样用实验证明红色褪去的原因是①或者②？
研析：能使变红的酚酞褪色的原因是溶液碱性减弱（中和碱性）或过量氯气与水反应产生的HClO将变红的酚酞漂白。若要设计实验证明褪色的可能原因，最简便的方法就是在褪色后溶液中再滴加NaOH溶液，若不再出现红色，说明是HClO漂白作用的结果；若再出现红色，说明是氯水与NaOH反应，碱性减弱的原因。
答案： （1）在阴凉处置于棕色试剂瓶中密封保存。
（2）①次氯酸将酚酞漂白；②氯水与氢氧化钠反应碱性消失；③向褪色后的溶液里再加入氢氧化钠，若变红，说明是原因①，否则是原因②。
友情提醒：此题涉及知识点多、问题灵活，且有一定的开放性，要求学生基础扎实、思维敏感、勇于突破，当然要遵循由浅到深、由此及彼的思维顺序。
拓展变式4．一小块钠置于空气中，有下列现象：①变成白色粉末，②变暗，③变成白色固体，④变成液体，上述现象出现的先后顺序是 A．①②③④ B．②③④①C．②③①④ D．③②④①4．研析：现象的本质是发生了什么变化，有什么样的变化就应该有什么样的现象相对应，钠置于空气中发生的变化如下：Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3，故本题选B。答案：B
题型二、实际应用题
典例5：2005年3月29日，京沪高速公路发生特大氯气泄露事故，多人伤亡，附近绿地全部枯黄。翻落的氯槽罐被移至水池，用某种物质进行处理，消除了危险源，这种物质最好是 。附近居民为防止吸入氯气而引起中毒，常用浸透某种物质的毛巾捂住口鼻，这种物质可能是 。
A．Na2CO3 B．NaOH C．Na2O2 D．HClO
研析：碳酸钠能跟氯水中的成分H+直接反应且生成无害的物质，次氯酸也不断地分解了。由于HCl、HClO不断反应而减少，也促使氯气不断反应掉了。这样就可以把氯气引起的中毒问题解决了。氯气可以与烧碱迅速反应，因而实验室中氯气制备的尾气吸收所选用的就是氢氧化钠溶液。在本题的情景下，如果处理水池中的氯气，显然用烧碱吸收效果要好一些，但第二问选用腐蚀性很强的强碱氢氧化钠溶液显然是不合适的，同时考虑到家庭中一般有Na2CO3这个实际情况，应选Na2CO3比较合适。
答案：B；A。
误点警示：本题容易将Na2CO3 与NaOH混淆，错误选择的原因主要是不能全面应用所学知识结合问题情景进行正确的判断。同样是吸收氯气，同样能吸收氯气，到底选哪种好呢？这就需要我们把问题的实际情况分析清楚，结合实际情况拿出切实可行的方案。这就要求我们对物质的性质了解清楚，并且对知识的应用要灵活——把知识学活、用活!
拓展变式5．用自来水养鱼时，通常先将自来水晒一段时间后再注入鱼缸，目的是A．提高水温 B．增加水中氯气的含量C．除去水中少量的次氯酸 D．用紫外线杀死水中的细菌5．研析：自来水用Cl2消毒，实际起作用的是HClO，HClO强氧化作用，对鱼也有伤害，而HClO见光分解，2HClO2HCl+O2↑,即日晒自来水可除去水中HClO。答案：C
题型三、思维转换题
典例6：将7.2 g CO和H2的混合气体与足量O2充分燃烧后，立即通入足量的Na2O2固体中，固体的质量增加
A．2.1 g B．3.6 g
C．7.2 g D．无法确定
研析：题中整个过程发生四个反应。
①2H2＋O2＝2H2O ②2H2O＋2Na2O2＝4NaOH＋O2↑
③2CO＋O2＝2CO2 ④2CO2＋2Na2O2＝2Na2CO3＋O2↑
由①、②叠加得2H2＋2Na2O2＝4NaOH，由③、④叠加得2CO＋2Na2O2＝2Na2CO3，由叠加方程式不难看出，Na2O2将全部的CO和H2吸收，因此增重的质量为CO与H2的质量之和。
答案：C
启发引申：本题牵扯到的反应都非常重要，也比较简单。但若按常规思路，仔细分析，很难找到解题思路，就会错选D答案。相反，此题利用“方程叠加法”非常简便，结果就一目了然了。
拓展变式6．有8 g Na2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH的混合物与200 g质量分数为3.65%的盐酸恰好反应，蒸干溶液，最终得固体质量为A．8 g B．15.5 g C．11.7 g D．无法计算6．研析：如果用方程组解法至少要用三个未知数，但只能列出一个方程，无法解答。如果从化学角度去考虑问题，根据反应物与反应产物(NaCl)的分析，依据氯元素的守恒，可以较快地求出结果。这种只看结果不看过程的思维方式便是整体思维。答案：C
题型四、实验操作题
典例7：现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样。请从下图中选用适当的实验装置，设计一个最简单的实验，测定Na2O2试样的纯度（可供选用的反应物只有CaCO3固体，6 mol·L－1盐酸和蒸馏水）。
请填写下列空白：
（1）写出在实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式： ， 。
（2）应选用的装置是（只要求写出图中装置的标号） 。
（3）所选用装置的连接顺序应是（填各接口的字母；连接胶管省略） 。
研析：根据已学过的知识和试题给出的实验条件，测定Na2O2试样的纯度的实验可以通过以下的途径来实现：
途径1：一定量的样品与足量的蒸馏水反应。Na2O与水反应但不产生O2，Na2O2与水反应有O2产生。测量得到的氧气的体积，结合试样质量和有关化学方程式，计算Na2O2的质量和含量。
途径2：一定量的样品与足量的CO2反应，除去未参加反应的CO2以后，用量度气体体积的装置测生成的O2的体积，再经试样质量和有关化学方程式，计算Na2O2的质量和含量。
途径3：一定量的样品与足量的6 mol·L－1盐酸反应。Na２O与水反应但不产生O2，Na2O2与水反应有O2产生。测量得到的氧气的体积，结合试样质量和有关化学方程式，计算Na２O２的质量和含量。
根据试题提供的仪器和药品，若运用途径1，需使用装置⑤(试样与足量水反应的装置)、①和④(量度O2体积的装置)。若运用途径2，需使用装置⑤(产生CO2的装置)、⑥(CO2与试样反应的装置)、⑦(除去未反应完的CO2的装置)、①和④(量度O２体积的装置)。相对比之下，途径1较途径2简单。由于酸性条件下H2O2不能完全分解，途径3相当不准确，因而被摒弃。
答案：（1）2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑ Na２O＋H2O＝2NaOH （2）⑤①④ （3）G→A→B→F
误点警示：一般情况下学生大多也会选用途径1的方法，但往往易多使用了装置②而失分。因为产生的O2未经干燥也不会影响O2体积的测量，少量的水汽在装置①中会被冷凝成液态水，并不影响压入装置④内气体的体积。
拓展变式7．漂白粉可以和浓盐酸反应产生氯气，某课外兴趣小组试图测定氯气的体积并验证纯净干燥的氯气没有漂白性，现用如图所示装置进行实验，请回答有关问题：（1）该装置的正确连接顺序是：a接( )、( )接( )、( )接( )、( )接( )、( )接( )。（2）U型管可以用( )替代(填装置名称)，内盛装的试剂是( )。（3）洗气瓶中的液体是( )。（4）在制取氯气前，必须进行的一项操作步骤是( )。（5）按照实验目的进行之后，干燥有色布条是否褪色( )(填是或否)。（6）该兴趣小组在实验中，发现量筒中并没有收集到液体，你认为他们失败的原因可能是什么 7．研析：本题的解题思路：本实验有两个目的，其一是验证干燥的氯气没有漂白性；其二是测量氯气的体积。由于测量氯气的体积是根据排入量筒里的水来读出，所以验证干燥的氯气无漂白性的实验必须放在测量氯气的体积之前(否则无法连接)。连接顺序：发生装置→除氯化氢杂质→除水蒸气→验证漂白性→排液体→收集液体。除去水蒸气可以用装有无水CaCl2的U型管，也可以用盛有浓硫酸的洗气瓶。答案：(1)a接(d)、(e)接(b或c)、(c或b)接(g)、(h)接(e)、(d)接(f)；(2)洗气瓶、浓硫酸；(3)饱和食盐水；(4)检查装置的气密性；(5)否；(6)盐酸浓度小，反应没发生；装置漏气；e与f连接。
题型五、学科间渗透题
典例8：钠的密度为0.97g·cm－3，水的密度为1g·cm－3。将一块钠投入水中，反应过程中某同学观察到熔化成的闪亮小球的水面的位置为
研析：按常规思考，根据钠比水的密度略小的事实，A好象是正确的。但由于与水接触的钠的下部有无数小的氢气气泡，相当于在钠的下方加了无数小气垫，使钠上浮较多。而钠又不可能全部露出水面，因此，D应该是合理的。
答案：D
误点警示：本题考查钠与水的反应以及物理中学过的有关浮力的知识。表面上看上去非常简单，但如果做实验时不认真观察，或不仔细分析，极易误选A。
拓展变式8．在鲜活鱼的长途运输中，必须考虑以下几点：水中需要保持适量的O2，及时除去鱼排出的CO2；防止细菌的大量繁殖．现有两种在水中能起供氧灭菌作用的物质，其性能如下：过氧化钠（Na2O2）：易溶于水，与水反应生成NaOH和O2；?过氧化钙（CaO2）：微溶于水，与水反应生成Ca(OH)2（微溶）和O2。根据以上介绍，你认为运输鲜活水产品时应选择 加入水中，原因是 。8．研析：此题综合性较强，综合考查了无机化学、有机化学和生物学知识．审题时要明确题目从生物学角度的三个要求：缓慢持续供O2、除CO2和消毒。按三个要求选化学物质。答案：过氧化钙（或CaO2） Na2O2与水反应激烈，生成NaOH溶液的碱性太强（或CaO2在水中逐步溶解，与水缓慢反应不断提供O2）。
创新思维探究
题型一、开放探究题
典例9：已知物质A、B、C、D、E、F有如下转化关系：
试根据上述变化，推断A、B、C、D、E、F的可能化学式。
研析：由于氯及其化合物、钠及其化合物之间相互转化关系的多向性，生成NaCl的反应途径的多样性(除了金属与非金属之间的化合外，酸、碱、盐、氧化物之间的不同反应都可能生成NaCl)。这些为解题思维的开放和发散提供了广阔的空间。
答案：第一组 A：Na；B：Cl2；C：NaOH；D：FeCl3；E：Na2CO3；F：CaCl2。
第二组 A：Na；B：Cl2；C：NaOH；D：HCl；E：Na2SO4；F：BaCl2。
第三组 A：Na；B：Cl2；C：Na2O2；D：HCl；E：NaOH；F：MgCl2。
第四组 A：Na；B：Cl2；C：Na2O2；D：FeCl3；E：Na2CO3；F：BaCl2。
总结提升：推断题目一般具有一个较明显的“突破口”，故解题时要有“全局观”，首先完整阅读题目，以寻求着手点，然后进行分析、推理。但此题与一般的推断题不完全相同，该题具有很高的开放性，解答好此类题目的关键是对所学物质的性质转化关系熟练运用，并要有较强的发散思维能力。随着学习的是深入，将会有更多的符合题意的答案，希望同学们注意。
拓展变式9．钠原子最外层只有一个电子，在反应中失去最外层电子形成+1价的Na+，为了验证钠与水反应得到的是Na+而不是Na2+，某学习小组设计了下面两种实验方法加以验证：第一种：称得一盛水的烧杯总质量为m1 g，称取m g钠投入烧杯中，反应结束后称取烧杯及液体的总质量为m2 g，据此推测产物中钠的化合价为+n价。第二种：在第一种方法所得溶液中加过量CuSO4溶液，过滤、洗涤、干燥，称量沉淀质量为m2 g，据此推测产物中钠的化合价为+n价。请列出这两种方法的数学表达式。9．研析：钠与水反应产生OH－，可通过反应后溶液使无色酚酞变红证明，产生的H2可通过收集点燃得到证明。这两种都是定性的方法，即只能证明有无这种物质，而不能说明有多少这种物质。要证明钠反应后产生的是Na+，即一个钠原子只失去一个电子，这就涉及到定量的关系，只有通过定量的实验，严密的推理才能实现。第一种方法中，利用了钠与水反应时液体质量的差量与钠价态的关系，即23g钠与水反应时，若生成+n价钠离子，则液体增重(23－n) g，m g钠使液体增重(23－n)÷23×m g。第二种方法中，利用了钠与水反应产生的OH－去沉淀Cu2+的质量与钠价态的关系，即23g钠与水反应时，若生成+n价钠离子，则生成17n g OH－，再生成Cu(OH)2质量为17n÷(2×17)×98g，mg钠反应最终得Cu(OH)2质量为m/23×n×1/2×98g。答案:第一种 m2－m1＝(23－n)÷23×m 第二种m2＝ m/23×n×1/2×98
题型二、课标思维题
典例10：演示实验：用脱脂棉包住约0.2g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。
（1）由上述实验现象所得出的有关过氧化钠跟水反应的结论是：
第一，有氧气生成，第二，_____________。Na2O2跟水反应的化学方程式是______________。
（2）某研究性学习小组拟用A图所示装置（气密性良好）进行实验，以证明上述结论。用以验证第一条结论的实验方法是：___________________________________；
用以验证第二条结论的实验方法是：_________________________。
（3）实验（2）往试管中逐滴滴加水至固体完全溶解且不再有气泡生成后，取出试管，往试管中滴入酚酞试液，发现溶液变红，振荡后，红色褪去。为探究此现象，该小组同学从查阅有关资料中得知：过氧化钠跟水反应生成 NaOH 放出O2的过程如下：Na2O2 ＋ H2O ＝ H2O2＋ 2NaOH， 2H2O2 ＝ 2H2O ＋ O2↑，过氧化氢具有漂白性。
请设计一个简单的实验，证明过氧化钠和足量水充分反应后的溶液中有过氧化氢存在（只要求列出实验所用的试剂及观察到的现象）。试剂：____________________。现象：____________________。
研析：（1）脱脂棉燃烧除了有氧气外，必须要达到其燃点，据此可判断该反应是放热反应。（2）温度升高，容器内气体会膨胀，因此，将导管q浸入水中，反应过程中导管口有气泡冒出。（3）过氧化氢具有漂白性，可使红色布条褪色，据此可检验其存在。
答案：（1）该反应是放热反应；2Na2O2 + 2H2O ＝ 4NaOH + O2↑。（2）将带火星的木条靠近导管口P处，木条复燃；将导管q浸入水中，反应过程中导管口有气泡冒出。（3）红色布条；布条褪色。
总结提升： （1）物质燃烧有两个条件，一是温度达到着火点，二是有氧气等助燃物质存在，由此可得出：该反应是放热反应；化学方程式为：2Na2O2 ＋ 2H2O ＝ 4NaOH ＋ O2↑。（2）该小题实质上是考查氧气的检验、气密性检查等化学实验基本方法的运用。（3）是限定范围，考查实验探究能力的问题。可以有多组答案。
拓展变式10．下面是某同学研究氯水漂白性的一个探究性实验片断。活动计录[观察] 氯气的颜色：黄绿色；氯水的颜色：呈黄绿色。[结论] 氯水中含有氯气分子。[实验操作] 用两根玻璃棒分别蘸取盐酸和氯水，各滴在两片蓝色石蕊试纸上。[实验现象] 滴有盐酸的试纸变红，滴有氯水的试纸中间变白，外圈变红。[分析与结论] 氯水呈黄绿色，说明氯水中溶有游离的氯气分子。滴有氯水的蓝色石蕊试纸外圈变红，说明氯水中有能使试纸变红的酸生成；中间变白，说明氯水中有能够使有色物质褪色的物质生成。[问题与思考] 氯气溶于水发生如下反应：C12＋H2O＝HCl＋HClO，溶液中的水和盐酸都没有漂白作用，能够使有色物质褪色的物质是氯水中的氯气分子还是氯水中的次氯酸呢 还是二者都有漂白作用 请你参照他已完成的部分实验活动记录，自己设计一个实验，证明到底是哪种物质有漂白作用。[实验操作]________________________________________________________________。[实验现象]________________________________________________________________。[分析与结论]______________________________________________________________。10．答案：[实验操作] 收集一集气瓶干燥的氯气，用镊子夹取一片一端湿润的有色纸条，深入到盛有干燥氯气的集气瓶中。[可能的实验现象] 有色纸条湿润的一端颜色褪去，另一端无明显变化。[分析与结论] 干燥的有色纸条颜色不褪，证明氯气本身无漂白作用。又知水和盐酸都没有漂白作用，容易推知：湿润的有色纸条褪色，是因为氯气溶于水发生如下反应：C12 + H2O＝HCl + HClO，溶液中的HClO具有漂白作用。
高考思维探究
[考题1] （2005江苏理综-9）下列有关钠的叙述中，错误的是
A．钠可以用来冶炼金属钛、锆、铌等
B．钠的化学性质非常活泼，钠元素只能以化合态存在于自然界
C．钠是一种灰黑色的固体
D．钠的质地软，可用小刀切割
研析：钠是一种银白色的金属，质软，钠的化学性质非常活泼，常温下就可以与氧气、水蒸气等反应，因此，自然界无游离态的钠，钠还可以与钛、锆、铌等从其熔融状态的的盐中置换出来。
答案：C。
方法导引：本题综合考查钠的物理性质、化学性质、存在和用途。由此我们可以得到一个启示：掌握钠等元素化合物的知识一方面要全面、准确，另一方面要注意方法：我们可以用观察法和实验法研究其物理性质和化学性质，而性质决定其存在和用途，例如，A、B选项所述钠的用途和存在都是由钠的化学性质非常活泼决定的。
[考题2]（2003上海理综-19）右图是一种试验某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处红色布条颜色褪去。则D瓶中盛有的溶液是
A．浓H2SO4 B．饱和NaCl溶液
C．浓NaOH溶液 D．浓NaBr溶液
解答：如先打开B，氯气不经过D而直接进入C，因为氯气是干燥的，所以C中红色布条颜色无变化；当关闭B时，如果D瓶中盛有的溶液是浓H2SO4，氯气与浓H2SO4不反应，通到C中的仍是干燥的氯气，红色布条颜色无变化；如果D瓶中盛有的溶液是饱和NaCl溶液，由于氯气在饱和NaCl溶液中溶解度很小，所以氯气顺利通过D，并带出一定量水蒸气，进入C后，湿润氯气中的次氯酸使红色布条颜色褪去，B选项符合题意；如果D瓶中盛有的溶液是浓NaOH溶液或浓NaBr溶液，氯气与它们都能反应，在通过D时均被吸收，因而C中红色布条颜色无变化。
答案：B。
启发引申：本题考察的核心是次氯酸的漂白性，但学生只有熟练掌握氯气的化学性质，如与水反应生成盐酸和次氯酸、可与NaOH溶液和NaBr溶液反应等，才能顺利解答此题。通过做本题，还应明确以下几点：干燥氯气常用浓H2SO4，除去氯气中的氯化氢常用饱和NaCl溶液，吸收氯气常用浓NaOH溶液。
拓展变式11．下图表示A～E五种物质间的相互转化关系，其中A为淡黄色固体，B为单质。试推出各物质的化学式，并写出B→C、C→D、D→E反应的化学方程式。11．研析：A是淡黄色固体，可知是Na2O2；B是单质可制取A，知B是Na；A与CO2反应生成D，知D为Na2CO3；B与Cl2反应生成E，知E为NaCl；Na2O2、Na都能生成C，知C为NaOH。答案：A．Na2O2 B．Na C．NaOH D．Na2CO3 E．NaClB→C：2Na＋2H2O＝2Na＋＋2OH－＋H2↑ C→D：2OH－＋CO2＝CO32－＋H2OD→E：CO32－＋2H＋＝CO2↑＋H2O
开拓学习新视野
▲ 课标知识拓展
【思想方法】
本节学法总结
1．仔细观察、完整描述实验现象。描述实验现象应从分析反应过程出发，抓住三个方面的明显现象：生成物和反应物的物理性质差异（如颜色、状态、溶解性、气味等）；反应的激烈程序（如静和动、快和慢、爆炸等）；反应的能量效应（如明显的声、光、热等）。
2．加强对基础知识的理解，不要机械地把教材内容背下来，关键是理解。只有理解好了教材内容才能正确而灵活地应用到解决实际问题中去。加强理解的最好方法是增加一定的训练量，在习题的处理中逐步强化和巩固基础知识。
3．抓住“现象反映了性质”这一规律，实验和推理联用，定性和定量结合，从钠与水反应时的“浮、游、熔、声、气、消”及产物使酚酞变红推测钠的性质。从钠与水反应延伸到钠与溶液反应时，与钠反应的物质先考虑酸，后考虑H2O，不考虑金属离子。Na不但容易与O2反应，而且条件不同，产物不同。从Na与O2反应延伸到钠与Cl2、S及TiCl4等物质的反应。
4．进行有效的对比学习，如液氯、氯水、氯气的对比学习。通过对比学习，可以使知识的层面理解的更具体，也能抓住事物的主要矛盾，便于对比解决问题，效率高而且效果好，把易混淆的问题简明化。
5．分析概括，善于总结，从本质上理解物质变化规律。抓住“性质决定存在、保存方法和用途”这一规律把握钠的强还原性：钠易与大多数非金属反应；钠要保存在煤油里；钠在自然界都以化合态存在；钠能从水、盐酸中置换出氢气；钠能从钛、锆、铌的卤化物中置换出金属等。
6．加强所学知识与生产、生活等实际问题的联系，把知识用活并能结合实际问题进行应用，以增强我们对知识的掌握。
7．寻求恰当的解决问题的方法，特别对实验题的处理，要尽可能多地寻找解决方案，来训练思维的发散性，从而也能具体的掌握教材内容。对解题方法要进行简要的对比，开阔思维视野，以便在考试中能迅速解题。
【专题放送】
氯水的成分和性质
（1）氯水的成分
氯水是氯气的水溶液，通常情况下为浅黄色溶液，氯水中只有部分Cl2与水反应，其化学方程式为：Cl2 + H2O ＝ HCl + HClO
新制的氯水中含Cl2、H2O、HClO等分子和H+、Cl-、ClO-、OH-等离子。
（2）氯水的性质
氯水的性质比较复杂，有可能存在多种成分同时作用于一种物质.在一般情况下，认为是溶液中氯分子的性质。若为盐酸或次氯酸的性质，主要有下面几种情况：
①作为盐酸的性质：当与弱酸的盐或硝酸银溶液作用时，主要作为盐酸性质，例如：氯水与Na2CO3溶液反应以及氯水与AgNO3溶液反应。
②作为次氯酸的性质：氯水用于漂白(与有机化合物色素作用)、
