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第2節　研究物質性質的方法和程序
第1課時　研究物質性質的基本方法
[核心素養發展目標]　1.了解研究物質性質的基本方法(觀察法、實驗法、分類法和比較法等),會用觀察法研究鈉的物理性質,通過觀察分析鈉與水的反應,認識鈉是一種活潑的金屬。2.會分析鈉與酸、堿、鹽溶液的反應,促進“證據推理與模型認知”化學核心素養的發展。
一、研究物質性質的基本方法
1.觀察法
觀察是一種　　　　　　　、　　　　　　地運用　　　　考察研究對象的方法。
常見觀察法
2.實驗法
(1)目的:通過實驗來驗證對物質性質的預測或探究 　。
(2)過程:
(3)注意的問題:在進行實驗時,要注意控制　　 　、　 　　、　　　等條件。
3.分類和比較法
在研究物質的性質時,可以運用分類的方法總結各類物質的　　　　　　　　,并根據物質所屬的類別對物質及其變化進行　　　　;運用比較的方法認識各種物質性質之間的　　　　和　　　　　　　　。
4.除基本方法外,還會用到　　　　和　　　　的方法。
(1)提出假說可以對有關現象或規律的本質以及未知物質或現象進行推測性說明。
(2)建構模型可以對物質或物質的變化進行簡化模擬。
思考　用如圖所示的方法研究某氣體的性質,這種方法屬于哪一種基本方法 理由是什么
1.判斷正誤
(1)科學家提出的假說一定能成為科學理論(　　)
(2)使用模型有助于人們研究物質的性質(　　)
(3)將NaCl固體放入水中,從而獲取NaCl的某些性質,這只涉及實驗法(　　)
(4)銀、鐵、銅、鋅等均為金屬,具有金屬光澤和導電性,這是物質性質研究方法中的比較法(　　)
(5)運用實驗法時,應設計實驗方案(　　)
2.(2023·安徽安慶高一檢測)下列實驗方法一定錯誤的是(　　)
A.品嘗藥品的味道
B.聞藥品的氣味
C.直接觀察物質的顏色、狀態
D.借助儀器進行觀察
二、觀察法的應用——金屬鈉及其與水的反應
1.觀察金屬鈉及其與水反應的現象
(1)觀察金屬鈉
操作 現象及結論
金屬鈉保存在煤油中,且密度比煤油的
金屬鈉有　　　　　　金屬光澤,硬度
(2)觀察鈉與水的反應
實驗操作 實驗現象 分析及結論
鈉　　　在水面上 鈉的密度比水
鈉　　成小球 鈉熔點　　,反應放熱
小球在水面上　　　　 反應產生的　　　　推動小球運動
與水反應發出“嘶嘶”的響聲,逐漸變小,最后消失 鈉與水　　　反應,產生氣體
反應后溶液的顏色逐漸變　　 有　　　　物質生成
化學方程式
特別提醒　①鈉性質活潑,需隔絕空氣和水保存,實驗室里將其保存在煤油或石蠟油中。
②鈉與水反應的實質:鈉與水電離出來的H+反應。
思考1　如將H2O換成稀硫酸, 現象有何不同 為什么
思考2　如將H2O換成CuSO4溶液,現象有何不同 寫出該反應的化學方程式。
思考3　將金屬鈉放入盛有下列溶液的小燒杯中,既有氣體產生,又有沉淀產生的是　　　　(填序號)。
①MgSO4溶液　②NaCl溶液　③Na2SO4溶液　④飽和澄清石灰水
(1)鈉與溶液的反應
(2)巧記憶:鈉與水溶液反應的規律
遇水記四點,浮熔游響全,遇酸酸優先,遇鹽水在前。
2.鈉的用途
(1)高壓鈉燈發出的黃光射程遠、透霧能力強,常用作路燈。
(2)金屬鈉還可用于鈦、鋯、鈮、鉭等金屬的冶煉。
(3)鈉和鉀的合金可用作原子反應堆的導熱劑。
1.判斷正誤
(1)鈉塊可以直接用手取用(　　)
(2)鈉失火時不能用水撲滅,應該用干燥的沙土蓋滅(　　)
(3)取用后剩余的鈉不能放回原試劑瓶中(　　)
(4)鈉投入到NaOH溶液中無明顯現象(　　)
(5)鈉投入到飽和食鹽水中,有晶體析出(　　)
2.將一塊金屬鈉投入滴有紫色石蕊溶液的盛有冷水的燒杯中,甲同學認為可觀察到下列現象,其中正確的有(　　)
①鈉投入水中,先沉入水底,后浮出水面
②鈉立即與水反應,并有氣體產生
③反應后溶液變紅
④鈉熔成閃亮的小球
⑤小球在水面上四處游動
⑥有“嘶嘶”的響聲發出
A.①②③④ B.②③④⑤
C.②④⑤⑥ D.③④⑥
3.(2023·廣安高一檢測)將綠豆粒大小的鈉塊放入如圖所示的燒杯中,可能出現的現象是(　　)
A.鈉塊只在煤油層中游動,并放出氣體
B.鈉塊只在水層中游動,鈉塊熔化,水層變紅
C.鈉塊在煤油和水兩種液體界面處反應,熔化成小球并上下跳動,水層變紅
D.鈉塊在四氯化碳和水兩種液體界面處反應,熔化成小球并上下跳動,水層變紅
答案精析
一、
1.有計劃　有目的　感官　儀器
2.(1)物質未知的性質　(3)溫度　壓強　溶液的濃度
3.一般性質　預測　異同　內在聯系
4.假說　模型
思考　觀察法。觀察是一種有計劃、有目的地用感官考察研究對象的方法,直接用肉眼觀察物質的顏色、狀態,用鼻子聞物質的氣味,都屬于觀察法。
應用體驗
1.(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√
2.A
二、
1.(1)濾紙　大　鑷子　小刀　玻璃片　銀白色　小
(2)浮　小　熔　低　迅速游動　氫氣　劇烈　紅　堿性　2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
思考1　Na與稀硫酸反應更劇烈。因為鈉與水反應的實質是鈉與水電離出來的H+反應,硫酸中H+濃度比水中大得多。
思考2　除了浮、熔、游、響外,還會出現藍色沉淀。金屬鈉和硫酸銅溶液的反應先是Na和CuSO4溶液中的水反應,生成氫氧化鈉和氫氣,然后是氫氧化鈉和硫酸銅之間發生復分解反應,即2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4,總反應的化學方程式為2Na+2H2O+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑。
思考3　①④　Na投入鹽溶液中,鈉和水反應生成NaOH和H2,NaOH和部分鹽能發生反應。①Na與MgSO4溶液反應能生成H2和Mg(OH)2沉淀,正確;②Na與NaCl溶液反應能生成H2,得不到沉淀,錯誤;③Na與Na2SO4溶液反應能生成H2,得不到沉淀,錯誤;④Na與H2O反應生成NaOH和H2,反應放熱,Ca(OH)2的溶解度降低,又消耗了溶劑水,故飽和澄清石灰水中有白色沉淀產生,正確。
應用體驗
1.(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√
2.C　[鈉的密度小于水的密度,鈉投入水中,不會沉入水底,應浮在水面上;鈉與水反應有NaOH生成,使紫色石蕊溶液變藍色,故①③不正確。]
3.C(共58張PPT)
研究物質性質的基本方法
第1課時
第1章　第2節
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核心素養
發展目標
1.了解研究物質性質的基本方法(觀察法、實驗法、分類法和比較法等)，會用觀察法研究鈉的物理性質，通過觀察分析鈉與水的反應，認識鈉是一種活潑的金屬。
2.會分析鈉與酸、堿、鹽溶液的反應，促進“證據推理與模型認知”化學核心素養的發展。
內容索引
一、研究物質性質的基本方法
二、觀察法的應用——金屬鈉及其與水的反應
課時對點練
研究物質性質的基本方法
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一
1.觀察法
觀察是一種 、 地運用 考察研究對象的方法。
一　研究物質性質的基本方法
常見觀察法
直接觀察法
眼看：物質的顏色、狀態及其變化
鼻聞：物質的氣味
耳聽：物質變化過程中發出的聲音
觸摸：物質的溫度變化或硬度
間接觀察法：借助一些 進行更為細致的觀察
有計劃
有目的
感官
儀器
2.實驗法
(1)目的：通過實驗來驗證對物質性質的預測或探究 。
(2)過程：
物質未知的性質
(3)注意的問題：在進行實驗時，要注意控制 、 、___________
等條件。
溫度
壓強
溶液的濃度
3.分類和比較法
在研究物質的性質時，可以運用分類的方法總結各類物質的 ，并根據物質所屬的類別對物質及其變化進行 ；運用比較的方法認識各種物質性質之間的 和 。
4.除基本方法外，還會用到 和 的方法。
(1)提出假說可以對有關現象或規律的本質以及未知物質或現象進行推測性說明。
(2)建構模型可以對物質或物質的變化進行簡化模擬。
一般性質
預測
異同
內在聯系
假說
模型
用如圖所示的方法研究某氣體的性質，這種方法屬于哪一種基本方法？理由是什么？
思考
提示　觀察法。觀察是一種有計劃、有目的地用感官考察研究對象的方法，直接用肉眼觀察物質的顏色、狀態，用鼻子聞物質的氣味，都屬于觀察法。
1.判斷正誤
(1)科學家提出的假說一定能成為科學理論
(2)使用模型有助于人們研究物質的性質
(3)將NaCl固體放入水中，從而獲取NaCl的某些性質，這只涉及實驗法
(4)銀、鐵、銅、鋅等均為金屬，具有金屬光澤和導電性，這是物質性質研究方法中的比較法
(5)運用實驗法時，應設計實驗方案
應用體驗
×
√
×
√
×
2.(2023·安徽安慶高一檢測)下列實驗方法一定錯誤的是
A.品嘗藥品的味道
B.聞藥品的氣味
C.直接觀察物質的顏色、狀態
D.借助儀器進行觀察
應用體驗
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觀察法的應用——金屬鈉及其與水的反應
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二
二　觀察法的應用——金屬鈉及其與水的反應
1.觀察金屬鈉及其與水反應的現象
(1)觀察金屬鈉
操作 現象及結論
金屬鈉保存在煤油中，且密度比煤油的___
金屬鈉有 金屬光澤，硬度___
鑷子
小刀
玻璃片
濾紙
大
銀白色
小
(2)觀察鈉與水的反應
實驗操作 實驗現象 分析及結論
鈉 在水面上 鈉的密度比水___
鈉 成小球 鈉熔點 ，反應放熱
小球在水面上_________ 反應產生的 推動小球運動
與水反應發出“嘶嘶”的響聲，逐漸變小，最后消失 鈉與水 反應，產生氣體
反應后溶液的顏色逐漸變___ 有 物質生成
化學方程式 _________________________
浮
小
熔
低
迅速游動
氫氣
劇烈
紅
堿性
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
特別提醒　①鈉性質活潑，需隔絕空氣和水保存，實驗室里將其保存在煤油或石蠟油中。
②鈉與水反應的實質：鈉與水電離出來的H+反應。
思考1
如將H2O換成稀硫酸， 現象有何不同？為什么？
提示　Na與稀硫酸反應更劇烈。因為鈉與水反應的實質是鈉與水電離出來的H+反應，硫酸中H+濃度比水中大得多。
思考2
如將H2O換成CuSO4溶液，現象有何不同？寫出該反應的化學方程式。
提示　除了浮、熔、游、響外，還會出現藍色沉淀。金屬鈉和硫酸銅溶液的反應先是Na和CuSO4溶液中的水反應，生成氫氧化鈉和氫氣，然后是氫氧化鈉和硫酸銅之間發生復分解反應，即2Na+ 2H2O===2NaOH+H2↑、2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4，總反應的化學方程式為2Na+2H2O+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑。
思考3
將金屬鈉放入盛有下列溶液的小燒杯中，既有氣體產生，又有沉淀產生的是　　　(填序號)。
①MgSO4溶液　②NaCl溶液　③Na2SO4溶液　④飽和澄清石灰水
提示　Na投入鹽溶液中，鈉和水反應生成NaOH和H2，NaOH和部分鹽能發生反應。①Na與MgSO4溶液反應能生成H2和Mg(OH)2沉淀，正確；②Na與NaCl溶液反應能生成H2，得不到沉淀，錯誤；③Na與Na2SO4溶液反應能生成H2，得不到沉淀，錯誤；④Na與H2O反應生成NaOH和H2，反應放熱，Ca(OH)2的溶解度降低，又消耗了溶劑水，故飽和澄清石灰水中有白色沉淀產生，正確。
①④
歸納總結
(1)鈉與溶液的反應
歸納總結
(2)巧記憶：鈉與水溶液反應的規律
遇水記四點，浮熔游響全，遇酸酸優先，遇鹽水在前。
2.鈉的用途
(1)高壓鈉燈發出的黃光射程遠、透霧能力強，常用作路燈。
(2)金屬鈉還可用于鈦、鋯、鈮、鉭等金屬的冶煉。
(3)鈉和鉀的合金可用作原子反應堆的導熱劑。
應用體驗
1.判斷正誤
(1)鈉塊可以直接用手取用
(2)鈉失火時不能用水撲滅，應該用干燥的沙土蓋滅
(3)取用后剩余的鈉不能放回原試劑瓶中
(4)鈉投入到NaOH溶液中無明顯現象
(5)鈉投入到飽和食鹽水中，有晶體析出
×
√
×
√
×
2.將一塊金屬鈉投入滴有紫色石蕊溶液的盛有冷水的燒杯中，甲同學認為可觀察到下列現象，其中正確的有
①鈉投入水中，先沉入水底，后浮出水面　②鈉立即與水反應，并有氣體產生　③反應后溶液變紅　④鈉熔成閃亮的小球　⑤小球在水面上四處游動　⑥有“嘶嘶”的響聲發出
A.①②③④ B.②③④⑤
C.②④⑤⑥ D.③④⑥
應用體驗
√
應用體驗
鈉的密度小于水的密度，鈉投入水中，不會沉入水底，應浮在水面上；鈉與水反應有NaOH生成，使紫色石蕊溶液變藍色，故①③不正確。
3.(2023·廣安高一檢測)將綠豆粒大小的鈉塊放入如圖所示的燒杯中，可能出現的現象是
A.鈉塊只在煤油層中游動，并放出氣體
B.鈉塊只在水層中游動，鈉塊熔化，水層變紅
C.鈉塊在煤油和水兩種液體界面處反應，熔化成小球并上下跳動，水層變紅
D.鈉塊在四氯化碳和水兩種液體界面處反應，熔化成小球并上下跳動，水
　層變紅
應用體驗
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課時對點練
題組一　研究物質性質的基本方法
1.“實驗與探究”是一種非常重要的學習化學的方法。通過化學實驗進行科學探究，是認識物質及其變化的重要方法。一元硬幣的外觀有銀白色的金屬光澤，一些同學認為它可能是鐵制成的。在討論時，有同學提出“我們可以先拿磁鐵來吸一下”。就“拿磁鐵來吸一下”這一過程而言，屬于科學探究中的
A.實驗 B.假設
C.觀察 D.做結論
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磁鐵有磁性，鐵能被磁鐵吸引。“拿磁鐵來吸一下”，即用手拿著磁鐵去與一元硬幣接觸。它屬于科學探究中的實驗。
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2.(2023·江蘇常熟高一月考)金屬鈉不僅能與氧氣和水反應，還能與酒精在常溫下反應，要研究金屬鈉與酒精反應的性質以及金屬鈉與酒精反應和金屬鈉與水反應的異同點，下列研究方法沒有用到的是
A.分類法 B.實驗法 C.觀察法 D.比較法
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金屬鈉與酒精反應、金屬鈉與水反應兩個實驗用到了實驗法，研究二者的異同用到了觀察法與比較法，沒有用到分類法。
題組二　鈉的物理性質和鈉與水的反應
3.(2024·西安高一檢測)下列關于鈉的敘述正確的是
A.鈉在自然界中存在游離態
B.鈉是一種灰色的固體
C.鈉可以保存在煤油中
D.鈉著火時可以用水撲滅
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4.下列關于鈉的用途的敘述不正確的是
A.鈉可用于制造高壓鈉燈
B.鈉可用于制造氫氧化鈉等化合物
C.鈉和鉀組成的合金可作為原子反應堆的導熱劑
D.鈉可將鈦、鋯、鈮、鉭等金屬從它們的鹽溶液中置換出來
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鈉發出的黃光射程遠、透霧能力強，故鈉可用于制造高壓鈉燈，A正確；
鈉與水反應生成氫氧化鈉，所以鈉可用于制造氫氧化鈉等化合物，B正確；
鈉鉀合金常溫下呈液態，是熱的良導體，可作原子反應堆的導熱劑，C正確；
鈉和鈦、鋯、鈮、鉭等金屬的鹽溶液反應的實質是鈉先和水反應，不會置換出金屬，D錯誤。
5.(2023·浙江高考聯盟期中聯考)鈉與水反應的實驗過程如圖所示，下列有關說法不正確的是
A.圖②中鈉熔成小球，說明鈉與水反應放熱
　且鈉的熔點低
B.圖②中鈉球四處游動，說明鈉的密度比水
　的小
C.圖③中滴加酚酞溶液后溶液變紅，說明鈉與水反應有堿性物質生成
D.鈉與水反應的化學方程式是2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
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圖②中鈉熔成小球所需熱量是由鈉與水反
應放出的，說明鈉的熔點低，A項正確；
圖②中鈉球四處游動是因為鈉與水反應產
生了氣體，氣體推動鈉球運動，B項錯誤。
6.某同學按如圖所示實驗裝置進行鈉與水反應的實驗，打開右端軟塞，將一小塊金屬鈉加入煤油中，迅速塞緊塞子，下列說法不正確的是
A.金屬鈉落在b處，有氣體產生，并且上下跳動
B.從左端長頸漏斗中滴加酚酞溶液，水溶液變為紅色
C.反應一段時間后，左端液面上升進入長頸漏斗，a處有
　無色氧氣產生
D.打開活塞A，在右端導管口直接點燃，產生淡藍色火焰
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鈉的密度大于煤油的密度，小于水的密度，所以金屬
鈉落在b處，有氣體產生，并且上下跳動，故A正確；
鈉和水反應生成氫氧化鈉和氫氣，從左端長頸漏斗中
滴加酚酞溶液，水溶液變為紅色，反應一段時間后，
左端液面上升進入長頸漏斗，a處有無色氫氣產生，故B正確、C錯誤；
a處有無色氫氣產生，打開活塞A，在右端導管口直接點燃，產生淡藍色火焰，故D正確。
題組三　鈉與酸、堿、鹽溶液的反應
7.按如圖所示進行相應實驗，下列有關它們反應現象的分析正確的是
A.均有可燃性氣體生成
B.反應劇烈程度：甲>乙
C.丙中鈉能置換出單質銅
D.乙、丙中鈉在液面下反應
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甲、乙、丙中均有可燃性氣體氫
氣生成，A正確；
鈉與水或與酸反應的實質是鈉與
氫離子發生置換反應，反應快慢取決于氫離子濃度大小，乙中氫離子的濃度最大，B錯誤；
鈉與硫酸銅溶液發生反應：2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、2NaOH+CuSO4 ===Cu(OH)2↓+Na2SO4，生成藍色沉淀，不會置換出單質銅，C錯誤；
鈉的密度小于水，所以鈉浮在液面上發生反應，D錯誤。
8.將金屬鈉分別投入下列溶液中，溶液質量增加的是
A.MgCl2溶液 B.K2SO4溶液
C.CuCl2溶液 D.飽和NaOH溶液
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A和C項，鈉先與水反應生成氫氧化鈉，兩溶液中分別產生氫氧化鎂和氫氧化銅沉淀，溶液質量減少；
D項，鈉與水反應生成氫氧化鈉消耗水，且析出氫氧化鈉，溶液質量也減少。
9.(2023·銀川高一檢測)將金屬鈉放入盛有某溶液的燒杯中，既有氣泡產生又有白色固體析出。該溶液可能是
A.FeCl3溶液 B.飽和NaCl溶液
C.K2SO4稀溶液 D.CuCl2稀溶液
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鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉與氯化鐵反應生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，故A不符合；
鈉與溶液中的水反應，生成物為氫氧化鈉和氫氣，有氣體產生，水減少，飽和氯化鈉溶液析出白色氯化鈉固體，故B符合；
鈉與K2SO4稀溶液反應生成氫氣和氫氧化鈉，得不到沉淀，故C不符合；
鈉與CuCl2稀溶液反應生成氫氣、氫氧化銅藍色沉淀，故D不符合。
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10.為探究鈉的部分性質，設計實驗操作如下：
①向如圖所示的試管中加入苯(已知苯的密度為0.88 g·cm-3，苯不溶于水)；
②按住橡膠塞，拔出大頭針，使Na(密度為0.97 g·cm-3)落入苯中(鈉與苯不反應)；
③從長頸漏斗中加入MgCl2溶液(密度約為1 g·cm-3)。
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下列說法正確的是
A.把MgCl2溶液加入苯中，MgCl2溶液在上層
B.鈉一直停留在苯層不發生反應
C.Na在MgCl2溶液與苯的界面處反應，并上下跳動，
直至消失，下層有白色沉淀產生
D.Na在MgCl2溶液底部四處游動，MgCl2溶液中有白色沉淀產生
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MgCl2溶液的密度大于苯，加入MgCl2溶液后，液體分層，
MgCl2溶液在下層，A項錯誤；
Na的密度介于苯和MgCl2溶液之間，故Na在MgCl2溶液與
苯的界面處與水反應，生成的H2附著在Na表面，在H2逸出的過程中帶動Na上浮至苯層，H2逸出后，Na在重力作用下又回到界面處，故可觀察到Na上下跳動直至消失，又因為鈉與水反應生成的NaOH與MgCl2反應生成Mg(OH)2，故下層有白色沉淀產生，C項正確，B、D項錯誤。
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11.(2023·棗莊高一檢測)在坩堝中放一小塊鈉，加熱熔化時，用玻璃棒蘸取少量無水硫酸銅與熔化的鈉接觸，瞬間產生耀眼的火花，同時有紅色物質生成，據此判斷下列說法錯誤的是
A.上述反應發生了置換反應
B.上述反應說明鈉比銅活潑
C.上述反應放出大量的熱
D.上述反應證明鈉可以從CuSO4溶液中置換出銅
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鈉比銅活潑，在無水條件下，Na可以與CuSO4反應并生
成Cu，屬于置換反應，故A正確；
依據氧化還原反應規律可知，鈉與硫酸銅反應生成硫酸
鈉和銅，鈉的活潑性大于銅，故B正確；
根據Na可以與CuSO4反應產生耀眼的火花，說明該反應是放熱反應，故C正確；
鈉性質活潑，與鹽溶液反應時先與水反應，所以鈉與硫酸銅溶液反應生成氫氧化銅、硫酸鈉和氫氣，故D錯誤。
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12.(2023·上海金山區高一期末)某實驗小組為研究金屬鈉的性質，做了如下實驗：
實驗裝置 實驗方案
液體a 現象
實驗Ⅰ：蒸餾水 鈉迅速熔化成閃亮的小球，在水面上四處游動，劇烈反應，發出“嘶嘶”的響聲，水面上有少量白霧產生
實驗Ⅱ：溶質質量分數為5%的鹽酸 鈉迅速熔化成閃亮的小球，在液面上四處游動，反應比Ⅰ劇烈，發出“嘶嘶”的響聲，液面上有白霧產生
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實驗裝置 實驗方案
液體a 現象
實驗Ⅲ：溶質質量分數為10%的鹽酸 鈉迅速熔化成閃亮的小球，在液面上四處游動，反應比Ⅱ劇烈，發出“嘶嘶”的響聲，液面上有白霧產生
實驗Ⅳ：濃 鹽酸 鈉熔化成閃亮的小球，在液面上四處游動，反應比Ⅰ緩慢，發出“嘶嘶”的響聲，液面上有大量白霧產生，燒杯底部有白色固體產生
下列說法不正確的是
A.實驗Ⅱ中反應的化學方程式為2Na+2HCl===2NaCl+H2↑
B.對比實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的現象可知，隨著鹽酸中溶質質量分數的增
大，反應的劇烈程度增大
C.實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均有白霧產生，說明Na與水或酸反應均放出大量熱
D.推測實驗Ⅳ中濃鹽酸中Cl-的質量分數以及生成的NaCl固體對反應劇烈
程度有影響
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√
實驗Ⅱ中金屬鈉與稀鹽酸反應生成氯化鈉和氫氣，化學方程式為2Na+ 2HCl===2NaCl+H2↑，A項正確；
根據Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的實驗現象可以看出，隨著鹽酸中溶質質量分數的增大，反應的劇烈程度有所提高，但當鹽酸中溶質質量分數增大到某一程度時，反應的劇烈程度會隨之減弱，B項錯誤；
Na與水反應放熱，可以將溶液中的水分子或氯化氫分子蒸出到空氣中形成白霧，C項正確；
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反應Ⅳ中鹽酸中溶質質量分數較高，反應一段時間后燒杯底部有白色固體生成，該白色固體為NaCl，對比 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的實驗現象，推測濃鹽酸中Cl-的質量分數以及生成的NaCl固體都會對反應的劇烈程度有一定的影響，D項正確。
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13.(2023·山東煙臺二中高一檢測)按如圖所示裝置，液體添加完畢后，關閉彈簧夾，打開右邊膠塞，向煤油中加入一小塊鈉，立即塞好膠塞。仔細觀察，回答下列問題：
(1)從試劑瓶中取用金屬鈉需要　　　(填儀器名稱)。
剩余的鈉　　(填“能”或“不能”)放回原試劑瓶。
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鑷子
實驗室里鈉保存在煤油中，需要用鑷子將金屬鈉從試劑瓶中取出。剩余的鈉要放回原試劑瓶。
能
(2)該實驗過程中出現的現象有　　　(填字母)。
a.有氣泡產生
b.鈉熔成小球且在煤油中上下跳動，最終完全消失
c.隨著反應的進行，U形管內右側液面下降，長頸漏斗內液面上升
d.有藍色沉淀出現
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abcd
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鈉的密度介于煤油和CuSO4溶液之間，故鈉開始在煤油
和CuSO4溶液的界面處，鈉與水反應生成H2，生成的H2
會帶動鈉上浮，故鈉會在煤油中上下跳動直至消失，a、
b項正確；
該反應中有H2生成，則U形管內氣壓增大，當大于外界大氣壓時，U形管內的溶液被壓入長頸漏斗中，導致U形管內右側液面下降，長頸漏斗內液面上升，c項正確；
鈉與H2O反應生成的NaOH可與CuSO4反應生成Cu(OH)2藍色沉淀，d項正確。
14.如圖所示，在燒杯中盛有100 mL蒸餾水，水中懸浮著一個
表面光滑、耐堿、耐熱的小球(此球穩定于水的中央)，將10 g
金屬鈉分多次投入水中，最后使燒杯內的液體恢復到原來蒸餾水的溫度。回答下列問題：
(1)10 g鈉要分多次投入的主要原因是______________________________
____________。
(2)將10 g鈉全部投入完畢所進行的次數可能是　　(填字母)。
A.5次 B.10次 C.大于10次
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鈉與水反應劇烈，放出的熱量多，
易發生爆炸
C
(3)實驗結束后，燒杯內小球位置的變化現象是___________，
出現這種現象的主要原因是____________________________
______________________________________________。
(4)實驗過程中所發生反應的化學方程式是________________________。
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小球上升
鈉與水反應生成氫氧化鈉，導致燒杯中液體的密度增大，故小球受到的浮力增大
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
鈉與水反應劇烈，易發生爆炸，投入時要嚴格控制用量；鈉的密度小于1 g·cm-3，綠豆粒大小的一塊鈉的體積小于1 cm3，則其質量小于1 g，故10 g鈉全部投入完畢所進行的次數要大于10次。
15.某課外活動小組為了檢驗鈉與水反應的產物，設計如圖裝置(夾持裝置省略)。首先在U形管內加入少量煤油和幾粒鈉塊，再從U形管高端加入水(含有酚酞)，趕出空氣，一段時間后加熱銅絲。
根據反應中觀察到的現象，回答下列問題：
(1)金屬鈉的變化現象：______________________
__________________。
(2)U形管中溶液的顏色：_________________________________，說明有_______生成。
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在水和煤油的界面處逐
漸變小并上下跳動
右側從上到下逐漸由無色變為紅色
NaOH
(3)銅絲的變化現象：_____________，說明有____
生成；若去掉后面的裝置，簡述檢驗氣體的方法：　　　
________________________________________。
(4)若a g鈉與b g水完全反應，則該溶液溶質的質量
分數是_______________。
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由黑色變紅色
H2
在玻璃管口處點燃氣體，有淡藍色火焰產生
×100%
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鈉位于水和煤油界面處，與水發生反應：2Na+2H2O===2NaOH+H2↑，生成的H2與CuO發生反應：H2+CuO Cu+H2O。
鈉與水反應生成NaOH溶液：
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2×23　　　　2×40　 2
a g　　　　　 g 　 g
則w(NaOH)=×100%=×100%。
返回作業2 研究物質性質的基本方法
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（分值：100分）
（選擇題1~12題，每小題5分，共60分）
題組一　研究物質性質的基本方法
1.“實驗與探究”是一種非常重要的學習化學的方法。通過化學實驗進行科學探究，是認識物質及其變化的重要方法。一元硬幣的外觀有銀白色的金屬光澤，一些同學認為它可能是鐵制成的。在討論時，有同學提出“我們可以先拿磁鐵來吸一下”。就“拿磁鐵來吸一下”這一過程而言，屬于科學探究中的 （　　）
A.實驗 B.假設
C.觀察 D.做結論
2.（2023·江蘇常熟高一月考）金屬鈉不僅能與氧氣和水反應，還能與酒精在常溫下反應，要研究金屬鈉與酒精反應的性質以及金屬鈉與酒精反應和金屬鈉與水反應的異同點，下列研究方法沒有用到的是 （　　）
A.分類法 B.實驗法
C.觀察法 D.比較法
題組二　鈉的物理性質和鈉與水的反應
3.（2024·西安高一檢測）下列關于鈉的敘述正確的是 （　　）
A.鈉在自然界中存在游離態
B.鈉是一種灰色的固體
C.鈉可以保存在煤油中
D.鈉著火時可以用水撲滅
4.下列關于鈉的用途的敘述不正確的是 （　　）
A.鈉可用于制造高壓鈉燈
B.鈉可用于制造氫氧化鈉等化合物
C.鈉和鉀組成的合金可作為原子反應堆的導熱劑
D.鈉可將鈦、鋯、鈮、鉭等金屬從它們的鹽溶液中置換出來
5.（2023·浙江高考聯盟期中聯考）鈉與水反應的實驗過程如圖所示，下列有關說法不正確的是 （　　）
A.圖②中鈉熔成小球，說明鈉與水反應放熱且鈉的熔點低
B.圖②中鈉球四處游動，說明鈉的密度比水的小
C.圖③中滴加酚酞溶液后溶液變紅，說明鈉與水反應有堿性物質生成
D.鈉與水反應的化學方程式是2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
6.某同學按如圖所示實驗裝置進行鈉與水反應的實驗，打開右端軟塞，將一小塊金屬鈉加入煤油中，迅速塞緊塞子，下列說法不正確的是 （　　）
A.金屬鈉落在b處，有氣體產生，并且上下跳動
B.從左端長頸漏斗中滴加酚酞溶液，水溶液變為紅色
C.反應一段時間后，左端液面上升進入長頸漏斗，a處有無色氧氣產生
D.打開活塞A，在右端導管口直接點燃，產生淡藍色火焰
題組三　鈉與酸、堿、鹽溶液的反應
7.按如圖所示進行相應實驗，下列有關它們反應現象的分析正確的是 （　　）
A.均有可燃性氣體生成
B.反應劇烈程度：甲>乙
C.丙中鈉能置換出單質銅
D.乙、丙中鈉在液面下反應
8.將金屬鈉分別投入下列溶液中，溶液質量增加的是 （　　）
A.MgCl2溶液 B.K2SO4溶液
C.CuCl2溶液 D.飽和NaOH溶液
9.（2023·銀川高一檢測）將金屬鈉放入盛有某溶液的燒杯中，既有氣泡產生又有白色固體析出。該溶液可能是 （　　）
A.FeCl3溶液 B.飽和NaCl溶液
C.K2SO4稀溶液 D.CuCl2稀溶液
10.為探究鈉的部分性質，設計實驗操作如下：
①向如圖所示的試管中加入苯（已知苯的密度為0.88 g·cm-3，苯不溶于水）；
②按住橡膠塞，拔出大頭針，使Na（密度為0.97 g·cm-3）落入苯中（鈉與苯不反應）；
③從長頸漏斗中加入MgCl2溶液（密度約為1 g·cm-3）。
下列說法正確的是 （　　）
A.把MgCl2溶液加入苯中，MgCl2溶液在上層
B.鈉一直停留在苯層不發生反應
C.Na在MgCl2溶液與苯的界面處反應，并上下跳動，直至消失，下層有白色沉淀產生
D.Na在MgCl2溶液底部四處游動，MgCl2溶液中有白色沉淀產生
11.（2023·棗莊高一檢測）在坩堝中放一小塊鈉，加熱熔化時，用玻璃棒蘸取少量無水硫酸銅與熔化的鈉接觸，瞬間產生耀眼的火花，同時有紅色物質生成，據此判斷下列說法錯誤的是 （　　）
A.上述反應發生了置換反應
B.上述反應說明鈉比銅活潑
C.上述反應放出大量的熱
D.上述反應證明鈉可以從CuSO4溶液中置換出銅
12.（2023·上海金山區高一期末）某實驗小組為研究金屬鈉的性質，做了如下實驗：
實驗裝置 實驗方案
液體a 現象
實驗Ⅰ：蒸餾水 鈉迅速熔化成閃亮的小球，在水面上四處游動，劇烈反應，發出“嘶嘶”的響聲，水面上有少量白霧產生
實驗Ⅱ：溶質質 量分數為5% 的鹽酸 鈉迅速熔化成閃亮的小球，在液面上四處游動，反應比Ⅰ劇烈，發出“嘶嘶”的響聲，液面上有白霧產生
實驗Ⅲ：溶質質 量分數為10% 的鹽酸 鈉迅速熔化成閃亮的小球，在液面上四處游動，反應比Ⅱ劇烈，發出“嘶嘶”的響聲，液面上有白霧產生
實驗Ⅳ：濃鹽酸 鈉熔化成閃亮的小球，在液面上四處游動，反應比Ⅰ緩慢，發出“嘶嘶”的響聲，液面上有大量白霧產生，燒杯底部有白色固體產生
下列說法不正確的是 （　　）
A.實驗Ⅱ中反應的化學方程式為2Na+2HCl===2NaCl+H2↑
B.對比實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的現象可知，隨著鹽酸中溶質質量分數的增大，反應的劇烈程度增大
C.實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均有白霧產生，說明Na與水或酸反應均放出大量熱
D.推測實驗Ⅳ中濃鹽酸中Cl-的質量分數以及生成的NaCl固體對反應劇烈程度有影響
13.（9分，每空3分）（2023·山東煙臺二中高一檢測）按如圖所示裝置，液體添加完畢后，關閉彈簧夾，打開右邊膠塞，向煤油中加入一小塊鈉，立即塞好膠塞。仔細觀察，回答下列問題：
（1）從試劑瓶中取用金屬鈉需要　　　　（填儀器名稱）。剩余的鈉　　　　（填“能”或“不能”）放回原試劑瓶。
（2）該實驗過程中出現的現象有　　　　（填字母）。
a.有氣泡產生
b.鈉熔成小球且在煤油中上下跳動，最終完全消失
c.隨著反應的進行，U形管內右側液面下降，長頸漏斗內液面上升
d.有藍色沉淀出現
14.（15分，每空3分）如圖所示，在燒杯中盛有100 mL蒸餾水，水中懸浮著一個表面光滑、耐堿、耐熱的小球（此球穩定于水的中央），將10 g金屬鈉分多次投入水中，最后使燒杯內的液體恢復到原來蒸餾水的溫度。回答下列問題：
（1）10 g鈉要分多次投入的主要原因是　　　 　　　　。
（2）將10 g鈉全部投入完畢所進行的次數可能是　　　　（填字母）。
A.5次 B.10次 C.大于10次
（3）實驗結束后，燒杯內小球位置的變化現象是　　　　，出現這種現象的主要原因是 　　　　。
（4）實驗過程中所發生反應的化學方程式是　　　 　　　　。
15.（16分）某課外活動小組為了檢驗鈉與水反應的產物，設計如圖裝置（夾持裝置省略）。首先在U形管內加入少量煤油和幾粒鈉塊，再從U形管高端加入水（含有酚酞），趕出空氣，一段時間后加熱銅絲。
根據反應中觀察到的現象，回答下列問題：
（1）金屬鈉的變化現象：　　　 　　　　。
（2）U形管中溶液的顏色：　　　 　　　　，說明有　　　　　生成。
（3）銅絲的變化現象：　　　　， 說明有　　　　生成；若去掉后面的裝置，簡述檢驗氣體的方法：　　　　 　　　　。
（4）（4分）若a g鈉與b g水完全反應，則該溶液溶質的質量分數是　　　　。
答案精析
1.A　[磁鐵有磁性,鐵能被磁鐵吸引。“拿磁鐵來吸一下”,即用手拿著磁鐵去與一元硬幣接觸。它屬于科學探究中的實驗。]
2.A　[金屬鈉與酒精反應、金屬鈉與水反應兩個實驗用到了實驗法,研究二者的異同用到了觀察法與比較法,沒有用到分類法。]
3.C
4.D　[鈉發出的黃光射程遠、透霧能力強,故鈉可用于制造高壓鈉燈,A正確;鈉與水反應生成氫氧化鈉,所以鈉可用于制造氫氧化鈉等化合物,B正確;鈉鉀合金常溫下呈液態,是熱的良導體,可作原子反應堆的導熱劑,C正確;鈉和鈦、鋯、鈮、鉭等金屬的鹽溶液反應的實質是鈉先和水反應,不會置換出金屬,D錯誤。]
5.B　[圖②中鈉熔成小球所需熱量是由鈉與水反應放出的,說明鈉的熔點低,A項正確;圖②中鈉球四處游動是因為鈉與水反應產生了氣體,氣體推動鈉球運動,B項錯誤。]
6.C　[鈉的密度大于煤油的密度,小于水的密度,所以金屬鈉落在b處,有氣體產生,并且上下跳動,故A正確;鈉和水反應生成氫氧化鈉和氫氣,從左端長頸漏斗中滴加酚酞溶液,水溶液變為紅色,反應一段時間后,左端液面上升進入長頸漏斗,a處有無色氫氣產生,故B正確、C錯誤;a處有無色氫氣產生,打開活塞A,在右端導管口直接點燃,產生淡藍色火焰,故D正確。]
7.A　[甲、乙、丙中均有可燃性氣體氫氣生成,A正確;鈉與水或與酸反應的實質是鈉與氫離子發生置換反應,反應快慢取決于氫離子濃度大小,乙中氫離子的濃度最大,B錯誤;鈉與硫酸銅溶液發生反應:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4,生成藍色沉淀,不會置換出單質銅,C錯誤;鈉的密度小于水,所以鈉浮在液面上發生反應,D錯誤。]
8.B　[A和C項,鈉先與水反應生成氫氧化鈉,兩溶液中分別產生氫氧化鎂和氫氧化銅沉淀,溶液質量減少;D項,鈉與水反應生成氫氧化鈉消耗水,且析出氫氧化鈉,溶液質量也減少。]
9.B　[鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫氣,氫氧化鈉與氯化鐵反應生成氫氧化鐵紅褐色沉淀,故A不符合;鈉與溶液中的水反應,生成物為氫氧化鈉和氫氣,有氣體產生,水減少,飽和氯化鈉溶液析出白色氯化鈉固體,故B符合;鈉與K2SO4稀溶液反應生成氫氣和氫氧化鈉,得不到沉淀,故C不符合;鈉與CuCl2稀溶液反應生成氫氣、氫氧化銅藍色沉淀,故D不符合。]
10.C　[MgCl2溶液的密度大于苯,加入MgCl2溶液后,液體分層,MgCl2溶液在下層,A項錯誤;Na的密度介于苯和MgCl2溶液之間,故Na在MgCl2溶液與苯的界面處與水反應,生成的H2附著在Na表面,在H2逸出的過程中帶動Na上浮至苯層,H2逸出后,Na在重力作用下又回到界面處,故可觀察到Na上下跳動直至消失,又因為鈉與水反應生成的NaOH與MgCl2反應生成Mg(OH)2,故下層有白色沉淀產生,C項正確,B、D項錯誤。]
11.D　[鈉比銅活潑,在無水條件下,Na可以與CuSO4反應并生成Cu,屬于置換反應,故A正確;依據氧化還原反應規律可知,鈉與硫酸銅反應生成硫酸鈉和銅,鈉的活潑性大于銅,故B正確;根據Na可以與CuSO4反應產生耀眼的火花,說明該反應是放熱反應,故C正確;鈉性質活潑,與鹽溶液反應時先與水反應,所以鈉與硫酸銅溶液反應生成氫氧化銅、硫酸鈉和氫氣,故D錯誤。]
12.B　[實驗Ⅱ中金屬鈉與稀鹽酸反應生成氯化鈉和氫氣,化學方程式為2Na+2HCl===2NaCl+H2↑,A項正確;根據Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的實驗現象可以看出,隨著鹽酸中溶質質量分數的增大,反應的劇烈程度有所提高,但當鹽酸中溶質質量分數增大到某一程度時,反應的劇烈程度會隨之減弱,B項錯誤;Na與水反應放熱,可以將溶液中的水分子或氯化氫分子蒸出到空氣中形成白霧,C項正確;反應Ⅳ中鹽酸中溶質質量分數較高,反應一段時間后燒杯底部有白色固體生成,該白色固體為NaCl,對比 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的實驗現象,推測濃鹽酸中Cl-的質量分數以及生成的NaCl固體都會對反應的劇烈程度有一定的影響,D項正確。]
13.(1)鑷子　能　(2)abcd
解析　(1)實驗室里鈉保存在煤油中,需要用鑷子將金屬鈉從試劑瓶中取出。剩余的鈉要放回原試劑瓶。(2)鈉的密度介于煤油和CuSO4溶液之間,故鈉開始在煤油和CuSO4溶液的界面處,鈉與水反應生成H2,生成的H2會帶動鈉上浮,故鈉會在煤油中上下跳動直至消失,a、b項正確;該反應中有H2生成,則U形管內氣壓增大,當大于外界大氣壓時,U形管內的溶液被壓入長頸漏斗中,導致U形管內右側液面下降,長頸漏斗內液面上升,c項正確;鈉與H2O反應生成的NaOH可與CuSO4反應生成Cu(OH)2藍色沉淀,d項正確。
14.(1)鈉與水反應劇烈,放出的熱量多,易發生爆炸　(2)C
(3)小球上升　鈉與水反應生成氫氧化鈉,導致燒杯中液體的密度增大,故小球受到的浮力增大　(4)2Na+2H2O2NaOH+H2↑
解析　鈉與水反應劇烈,易發生爆炸,投入時要嚴格控制用量;鈉的密度小于1 g·cm-3,綠豆粒大小的一塊鈉的體積小于1 cm3,則其質量小于1 g,故10 g鈉全部投入完畢所進行的次數要大于10次。
15.(1)在水和煤油的界面處逐漸變小并上下跳動　(2)右側從上到下逐漸由無色變為紅色　NaOH　(3)由黑色變紅色 　H2　在玻璃管口處點燃氣體,有淡藍色火焰產生　(4)×100%
解析　鈉位于水和煤油界面處,與水發生反應:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,生成的H2與CuO發生反應:H2+CuOCu+H2O。
鈉與水反應生成NaOH溶液:
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2×23 2×40 2
a g g g
則w(NaOH)=×100%=×100%。

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