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专题2　研究物质的基本方法
第一单元　研究物质的实验方法
2.1.4　物质性质和变化的探究
苏教版必修第一册
【学 习 目 标】
1.能根据物质的性质设计物质检验的实验方案，完成实验操作，培养科学探究与创新意识的化学核心素养。
2.能准确记录实验现象和数据，并基于化学原理进行解释和推断。
四.物质性质和变化的探究
人们借助感官或仪器可以观察自然界、生产和生活中接触到的物质及其变化现象，但更多的要通过实验，根据特定条件下的实验现象和结果，通过分析、归纳等方法认识物质的性质及其变化的条件和规律。
化学实验是探究物质性质和变化的主要方法。
【温故知新】CO2具有哪些性质？我们通过什么实验得知CO2的这此性质呢？
1.CO2性质的探究。
【讲解】将二氧化碳气体通入水中，向其中滴入几滴紫色石蕊试液，溶液变成红色，说明有酸性物质生成。加热该红色液体，发现有气泡从溶液中逸出，溶液重新变成紫色，这说明生成的酸性物质不稳定。实验清晰地呈现了二氧化碳的性质和变化的过程。
红酸性气泡紫酸性2.实验探究铝的性质。实验序号实验操作实验现象实验结论1观察比较铝片在打磨前后的光泽铝片在打磨前没有金属光泽，打磨后有银白色金属光泽铝有金属光泽熔化高于【结论】a.常温下，铝与空气中的氧气反应形成一层致密的氧化物薄膜，因此铝制品具有良好的抗腐蚀性。4Al+3O2=2Al2O3b.铝的熔点低于氧化铝。2用坩埚钳夹持一片未打磨的薄铝片，在酒精灯火焰上加热，当铝片表面呈灰白色时，轻轻晃动铝片铝箔先_____，失去光泽，熔化的铝不滴落铝表面生成的氧化膜(Al2O3)的熔点铝的熔点，包在铝的外面，所以熔化的铝并不滴落2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑3取两支试管，分别放入打磨过的铝片，再分别加入3 mL 6 mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液两支试管中铝片均溶解，并有无色气泡产生铝与盐酸、氢氧化钠均能发生反应，化学方程式为：____________________________、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑【牛刀小试】
铝在空气中能够稳定存在的原因是(　　)
A. 性质不活泼 B. 与氧气难反应
C. 表面有致密氧化膜 D. 与酸、碱均能反应
C
为了研究某个化学问题，我们往往先根据已有知识、经验，对问题作出某种可能的解释，再设计化学实验进行验证。
思考：怎样比较铁、铜、银的金属活动性差异？
在常温下利用金属铁、铜、银分别与相同浓度的硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液反应，观察实验现象，依据所发生的置换反应分析得出铁、铜、银的金属活动性差异。
【思考】
实验步骤 实验现象 结论
1.取浓度约为15%的双氧水2-3 mL盛放于试管中，观察溶液中气泡产生的快慢
2.把实验1所用的双氧水置于75℃热水中，观察溶液中气泡产生的快慢。
缓慢产生少量气泡
快速产生大量气泡
双氧水不稳定，易分解
温度升高，加快双氧水易分解
【思考】怎样研究浓度对过氧化氢溶液分解快慢的影响？
在相同温度的条件下，对比不同浓度的过氧化氢溶液，在少量二氧化锰粉末催化下放出气体的快慢。
3.实验探究温度、浓度对双氧水分解的影响。
【观察思考】
(2)浓度对化学反应速率影响的探究
实验操作 取浓度为3%、6%的H2O2溶液3 mL分别加入两支试管中，用少量二氧化锰粉末催化
实验现象 装有6% H2O2溶液的试管中先产生气泡
实验结论 增大反应物浓度能使H2O2溶液分解速率加快
b.温度越高，双氧水分解速率越快；
通过探究双氧水分解实验，总结影响双氧水分解速率的因素有哪些？
a.加催化剂，双氧水分解速率加快；
c.双氧水浓度越大，双氧水分解速率越快。
把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中,不影响氢气产生速率的因素是( )
A.盐酸的浓度 B.铝条的表面积
C.溶液的温度 D.加少量Na2SO4固体
D
【我会做！】
下列关于催化剂的说法,正确的是( )
A.催化剂能使不起反应的物质发生反应
B.催化剂能改变化学反应速率
C.任何化学反应,都需要催化剂
D.电解水时,往水中加少量NaOH溶液,可使电解速率明显加快,所以NaOH溶液是这个反应的催化剂
B
【牛刀小试】
在电解水时,加少量NaOH,可增大水中离子浓度,增强水的导电性,NaOH并没有改变反应机理,故不是催化剂。
另外,有些反应是不需要催化剂的,如中和反应等。
【解析】
【思考】怎样设计实验步骤？
实验探究设计步骤：提出假设、设计实验方案，同时注意设置单一变量，选择适宜的条件、试剂和仪器，进行实验，观察、记录实验现象、数据，归纳结论。
通过实验探究可以进一步认识物质的性质和变化，提示物质变化的本质和规律。
【设计实测】
下列实验不能证明CuSO4溶液显蓝色不是由SO42-
造成的是(　　)
A. 观察Na2SO4溶液,溶液为无色
B. 对比不同浓度的CuSO4溶液的颜色差异,浓度小的溶液颜色较浅
C. 向CuSO4溶液中滴加足量氯化钡溶液,充分反应后静置,上层溶液为蓝色
D. 向CuSO4溶液中滴加足量氢氧化钠溶液,充分反应后静置,上层溶液为无色
B
【解析】
A项,Na2SO4溶液无色,说明SO42-不显色；
B项,不同浓度的CuSO4溶液中,仍均有Cu2+和SO42-,所以并不知颜色深浅是由哪个离子引起的；
C项,CuSO4溶液与BaCl2溶液混合后生成BaSO4沉淀和CuCl2溶液,此时溶液中无SO42-,而有Cu2+。静置,溶液颜色未消失,说明Cu2+显蓝色；
D项,CuSO4溶液与NaOH溶液混合后生成Cu(OH)2沉淀和Na2SO4溶液,此时溶液中无Cu2+,而有SO42-,静置,溶液无颜色,说明SO42-不显色。
探究
问题
假设
实验
方案
1、控制因素
2、选择适宜条件
试剂和仪器
实验
观察、记录现象、
数据
整理分析
结论
1.某同学想用实验证明硫酸铜溶液显蓝色与SO42-
无关，进行下列实验无意义的是(　　)
A. 观察硫酸钠溶液没有颜色
B. 向硫酸铜溶液中滴加适量的氯化钡溶液，振荡后静置，溶液蓝色未消失
C. 向硫酸铜溶液中滴加适量的氢氧化钠溶液，振荡后静置，溶液蓝色消失
D. 加水稀释硫酸铜溶液，溶液蓝色变浅
D
【随堂练习】
A做对比实验，B生成硫酸钡沉淀，蓝色没消失可以说明，C形成氢氧化铜沉淀可以说明。D不可以说明。
【解析】
2. “春泛盐,秋泛硝。”有些地区的盐碱地里春天会析出食盐,到了秋天,又会析出芒硝(主要成分是Na2SO4·10H2O)。该地区某中学的同学对“硝”的成分产生了争议,甲小组同学认为“硝”中只含硫酸钠,乙小组同学认为“硝”中既含有硫酸钠,又含有氯化钠。为了验证猜想,他们采集了样品,加入适量的水将样品完全溶解后,过滤,滤液备用。请你和他们一起完成探究。
(1) 甲小组同学的实验过程如下:取少量滤液放入试管中,滴加过量的氯化钡溶液,再滴加稀硝酸,可以观察到的现象是　 ,反应的化学方程式为　　　
(2) 乙小组同学实验过程如下:取少量滤液于试管中,滴加过量硝酸钡溶液和稀硝酸,过滤,向滤液中滴加　 。如乙小组同学的观点正确,则实验现象应该是　　　
(3) 你认为甲、乙两小组的实验设计哪个合理 理由是什么 　　　
【答案】
(1) 有白色沉淀产生；
Na2SO4+BaCl2 ====BaSO4↓+2NaCl
(2) AgNO3溶液；有白色沉淀产生
(3) 乙小组合理；甲小组同学在实验中没有证明样品中不含氯化钠(或乙小组同学在实验过程中既证明了样品中是否含有硫酸钠,又证明了样品中是否含有氯化钠)。

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