第一章 认识化学科学
第二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
1.了解研究物质性质的一般程序。
2.掌握氯气的物理性质和化学性质。
3.探究氯水的成分及其性质。
4.了解漂白粉的成分和制备原理。
一、研究物质性质的基本程序
主要包括:观察外观→预测性质→实验和观察→解释和结论。
二、探究氯气的性质
1.认识氯气的物理性质。
颜色
气味
密度
水溶性
毒性
氯水颜色
黄绿色
刺激性气味
比空气大
能溶
有毒
浅黄绿色
如何正确闻气体的气味?
答案:用手轻轻地在瓶口扇动,使极少量的气体飘进鼻孔。
2.预测氯气的化学性质。
氯气和氧气相似,都属于活泼的非金属单质,具有强氧化性。
3.实验与观察。
与氯气反应的物质
化学方程式
实验现象
金属单质Fe
2Fe+3Cl2点燃(=====)2FeCl3
铁丝在氯气中燃烧,产生棕褐色的烟
金属单质Cu
Cu+Cl2点燃(=====)CuCl2
铜丝在氯气中燃烧,产生棕黄色的烟
非金属单质H2
H2+Cl2点燃(=====)2HCl
氢气在氯气中安静地燃烧,产生苍白色的火焰,瓶口有白雾
水
Cl2+H2O===HCl+HClO
氯气与水反应,形成浅黄绿色色的溶液
碱NaOH
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
氯气溶解于NaOH溶液中,形成无色的溶液
碱Ca(OH)2
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
氯气溶解于Ca(OH)2溶液中,形成无色的溶液
在描述化学现象时,“烟”和“雾”有何区别?
答案:在描述化学现象时,“烟”和“雾”描述的对象不同,“烟”是指固体小颗粒,“雾”是指小液滴。
日常生活中,发现氯气泄漏应如何自救?
答案:(1)Cl2密度比空气大,因此要逆着风向高处转移。(2)由于Cl2易和碱反应,可用蘸有肥皂水的毛巾捂住鼻子。
(3)向空中喷洒石灰水用于处理Cl2。
4.解释和结论。
氯气是一种活泼的非金属单质,既能与铁、铜和钠等金属反应,也能与氢气、红磷、硫等非金属反应,还能与水或碱发生反应。
5.次氯酸的性质。
①弱酸性:比碳酸酸性弱。
②不稳定性:光照下易分解放出O2,反应的化学方程式为2HClO光照(=====)2HCl+O2↑。
③强氧化性:能杀菌、消毒,具有漂白作用。
三、物质结构的研究方法
方法
假说
模型
概念
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
以科学理论为依据,建立起来的,是对事物及其变化的简化模拟
说明
假说提出后须得到实践的证实,才能成为客观事实
模型可分为物体模型、思维模型
1.下列说法不正确的是()
A.通过观察物质的色、味、态可了解其物理性质,通过实验可了解物质的化学性质
B.进行实验时,往往首先要对物质性质进行预测,其次是设计并实施实验来验证所做的预测
C.研究物质的性质,既需要有一个合理而科学的程序,又需要具体而科学的研究方法
D.进行实验验证时,对出现的特殊现象不必处理分析,只分析与预测一致的现象
D解析:在进行实验验证时,发现特殊现象,要提出新问题,并作进一步研究,故D说法不正确。
2.氯气可用于消灭田鼠,为此,可将氯气用软管通到田鼠洞中,这是利用了氯气下列性质中的()
①黄绿色 ②密度比空气大 ③有毒 ④易液化 ⑤溶于水
A.①②B.②③C.①②③D.③④⑤
B
3.常用两种方法制备氯化物:①金属与氯气直接化合;②金属与盐酸反应。用上述两种方法都可制得的氯化物是()
A.CuCl2B.FeCl2C.FeCl3D.AlCl3
D解析:Cu与Cl2反应生成CuCl2,但与盐酸不反应;Fe与Cl2反应生成FeCl3而与盐酸反应生成FeCl2;Al不论与Cl2还是盐酸反应都能生成AlCl3。
1.下列关于研究物质性质的基本程序:①观察物质的外观性质;②实验并观察现象;③解释现象及得出结论;④预测物质的性质。排序正确的是()
A.②①③④B.①②③④C.①④②③D.④①②③
C
2.用自来水(以Cl2为杀菌消毒剂)配制下列物质的水溶液,不会出现明显的药品变质问题的是()
A.Na2CO3B.AgNO3C.CuSO4D.NaOH
C解析:Cl2与H2O反应产生HCl和HClO,则配制Na2CO3、AgNO3、NaOH时均会与HCl反应而变质,只有CuSO4
不会反应变质。
3.下列有关氯气的叙述中正确的是()
A.氯气在常温下能与铁反应,故不能用铁罐存放液氯
B.液氯和氯水不是同一物质
C.点燃氢气和氯气的混合气体可以制取氯化氢
D.用氯气对生活用水进行消毒的原因是氯气能杀灭细菌
B
4.(双选)下列关于漂白粉的叙述正确的是()
A.漂白粉有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2B.漂白粉在空气中久置会变质
C.漂白粉是由Cl2与石灰乳制得的D.在使用漂白粉时应同时加入浓盐酸
BC解析:漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2,在空气中会发生反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO,HClO不稳定,见光易分解,所以久置会变质,故A错误,B正确。漂白粉的制法为将Cl2通入石灰乳中,故C正确。漂白粉中加入浓盐酸,效果反而不好,故D错误。
5.下列说法正确的是()
A.氯气是一种具有刺激性气味的无色气体B.铜丝在氯气中燃烧时生成棕黄色烟
C.铁丝在氯气燃烧时生成棕红色雾D.铁分别与氯气、盐酸反应时得到相同的氯化物
B解析:氯气是一种具有刺激性气味的黄绿色气体,故A项错;Cl2与铁反应时生成棕红色烟,故C项错;铁与氯气反应得到高价铁的化合物(FeCl3),铁与盐酸反应得到低价铁的化合物(FeCl2),故D项错。
6.检验氯化氢气体中是否混有Cl2,可采取的方法是()
A.用干燥的蓝色石蕊试纸B.用干燥有色布条
C.将气体通入硝酸银溶液D.用湿润的红色布条
D解析:Cl-和单质Cl2是两种不同的物质,因而具有不同的性质,如Cl2会和水反应生成具有漂白性的次氯酸,Cl-无此性质,Cl-无漂白性。HClO具有漂白性,而Cl2不具有,因而A、B中干燥环境下,Cl2都不能转变为HClO而无漂白性;C中气体通入AgNO3溶液中都产生白色沉淀。
7.在新制氯水中分别进行下列实验,写出相应的现象及原因。
(1)在氯水中加入镁条,现象为有气泡产生。原因是
(2)将氯水滴加到AgNO3溶液中,现象为产生白色沉淀。原因是
(3)将红布条放入氯水中,现象为布条退色。原因是
(4)氯水中滴加紫色石蕊试液,现象为先变红后退色。原因是
答案:(1)Mg+2HCl===MgCl2+H2↑;(2)AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3;(3)氯水中的HClO具有漂白性;(4)氯水中有H+,显酸性,使石蕊试液变红,其中的HClO使其退色。
解析:Cl2+H2O===HCl+HClO,氯水中存在Cl2、H2O、HClO分子,H+、Cl-等离子,因此与不同物质反应时起作用的成分可能不同。
8.有X、Y、Z三种元素:
①X、Y、Z的单质在常温下均为气体;
②X单质可以在Z的单质中燃烧,生成物为XZ,火焰呈苍白色;
③XZ极易溶于水,在水溶液中电离出X+和Z-,其水溶液能使蓝色石蕊试纸变红;
④每2个X2分子能与1个Y2分子化合成2个X2Y分子,X2Y常温下为液体;
⑤Z单质溶于X2Y中所得溶液具有漂白性。
(1)试写出其元素符号:
(2)写出下列化合物的分子式:
(3)写出Z单质溶于X2Y中发生反应的化学方程式:
答案:XH,YO,ZCl;XZHCl,X2YH2O;Cl2+H2O===HCl+HClO。
解析:X+Z―→XZ产生苍白色火焰,XZ水溶液使蓝色石蕊试纸变红,可以猜测X为H,Z为Cl。又因为X2Y常温下为液体,故猜测Y为O,代入题中再进行验证是正确的。
9.如下图所示,A处通入Cl2,关闭B阀时,C处的红布看不到明显现象,打开B阀后,C处红色布条逐渐退色,则D瓶中装的不可能是()
A.浓H2SO4B.NaOH溶液C.Na2CO3溶液D.饱和NaCl溶液
D解析:红色布条是否退色取决于布条上是否产生HClO。A处通Cl2,打开B阀后,气体不经D而直接进入C中,红色布条逐渐退色,说明C处产生了HClO,当关闭B阀通Cl2时,气体首先进入D中,此时,C处的红色布条看不到明显现象,说明所通Cl2在D中全部被吸收或Cl2被干燥,选项中能吸收Cl2的只有NaOH溶液和Na2CO3溶液,而浓H2SO4能干燥Cl2。
10.某学习小组设计了以下四个实验来探究氯水的成分,请根据下表回答问题。
实验序号
实验方法
实验现象
结论
①
将氯水滴加到AgNO3溶液中
生成白色沉淀
②
将氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中
氯水中含有Cl2
③
蓝色石蕊试纸先变红后退色
④
将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中
氯水中含有H+
(1)指出实验①得出的结论:
(2)指出实验②和实验④中的“实验现象”:
(3)实验③中“实验方法”的具体操作过程和现象:
(4)通过实验②的“实验现象”,同学们得出两个不同的结论,这两个结论可能是:
a.氯水中含有H+,中和OH-使溶液退色;
b.氯水中含有HClO,其漂白作用使溶液退色。
请设计简单的实验证明哪一个是正确的:
解析:①产生AgCl沉淀,证明Cl-存在;③氯水呈酸性和漂白性,石蕊试纸先变红,后退色;④盐酸与Na2CO3溶液反应放出CO2。实验②中红色退去,可能性有两种:一是氯水中含有强氧化性的HClO,它的漂白作用能使红色退去;二是氯水中含有H+,能中和OH-,使酚酞退色,可向退色后的溶液中继续加入NaOH溶液,看溶液是否重新变成红色。
答案:(1)氯水中含有Cl-;(2)②溶液退色;④有气泡生成;(3)取一片蓝色石蕊试纸,置于表面皿或玻璃片上,用洁净的玻璃棒蘸取氯水,滴在试纸上,试纸先变红后退色;(4)向退色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液显碱性,若溶液不再显红色,证明红色消失是HClO的漂白作用引起的;若溶液显红色,证明是H+的中和作用引起的。。