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一、通过对Na、Na2O、Na2O2、Cl2等具体物质的研究,掌握研究物质性质的基本方法和一般程序。
可归纳为:观其色态,闻其气味;类比迁移,预测性质;设计实验,察其变化;分析归纳,究其原因;书写报告,反思提高。
1、钠的化学性质的实验探究:
钠是活泼金属,其原子中最外层只有1个电子,容易失去成为Na+。它可以与水、酸、非金属单质、盐溶液等发生反应。
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实验 |
现象 |
解释 |
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与水反应(水中预先加入几滴酚酞试液) |
①浮:钠浮在水面。 |
密度比水小 |
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②熔:熔化成闪亮液态小球。 |
钠熔点低于水的沸点,反应放热使其熔化,由于表面张力作用,形成液态小球。 |
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③游:在水面无规则迅速游动。 |
钠与水接触部分放出氢气,但各个方向产生的气体不均匀,推动钠球迅速无规则游动。 |
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④声:发出咝咝声 |
反应剧烈且放出气体 |
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⑤燃:有燃着的火柴接近钠球,钠球周围产生黄色火焰 |
生成H2,可以燃烧,钠在氢气的火焰中燃烧发出黄色火焰,掩盖了氢气火焰的淡蓝色。 |
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⑥红:钠球经过处溶液变红,过一会烧杯中溶液全部成为红色。 |
钠与水反应生成NaOH,呈碱性,使酚酞试液变红 |
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与稀H2SO4溶液反应 |
类似与水反应的现象,但更剧烈,自动发火燃烧,产生黄色火焰 |
与水或酸反应的本质都是钠置换出水或酸中的氢,而酸中H+浓度远大于水中H+浓度,所以反应更剧烈 |
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与O2反应 |
常温下在空气中迅速失去金属光泽,由银白色变成灰白色 |
生成白色的Na2O |
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在空气中燃烧,产生黄色火焰,生成淡黄色固体 |
生成黄色的Na2O2 |
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与Cl2反应 |
加热熔化的钠,在氯气中剧烈燃烧,产生大量白烟 |
生成白色固体NaCl |
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与CuSO4溶液反应 |
类似于与稀硫酸的反应,生成蓝色沉淀 |
先与水反应生成NaOH,再与CuSO4发生复分解反应,生成蓝色Cu(OH)2沉淀 |
2、Na2O、Na2O2的化学性质实验探究
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Na2O |
Na2O2 |
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与水反应后滴加酚酞 |
溶解,加酚酞时呈红色 |
产生气泡,加酚酞时先变红,后褪色 |
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用棉花包少量固体后,通入CO2或吹气 |
白色粉末 |
发火燃烧 |
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结论 |
典型的碱性氧化物
Na2O+H2O=2NaOH
Na2O+CO2=Na2CO3 |
不是碱性氧化物
2Na2 O2+2H2O=4NaOH+ O2↑
2Na2 O2+2 CO2=2 Na2CO3+ O2↑
有漂白性(使某些有色物质褪色) |
3、氯气的化学性质实验探究
氯是活泼非金属,其原子最外层上有7个电子,在化学反应中容易得到1个电子成为Cl-。氯气能与水、金属单质、某些非金属单质发生反应。
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实验 |
现象 |
反应方程式 |
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与水反应 |
得到黄绿色溶液 |
Cl2+H2O=HCl+HClO |
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H2在Cl2中燃烧,产物中加少量水 |
剧烈燃烧,产生苍白色火焰,集气瓶口有大量白雾,加水后得无色溶液,滴加石蕊试液呈红色 |
Cl2+ H2====2HCl |
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细铜丝在Cl2中燃烧,产物中加少量水 |
剧烈燃烧,产生棕黄色浓烟,加水振荡得蓝绿色溶液,稀释得蓝色溶液 |
Cu +Cl 2====CuCl2 |
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细铁丝在Cl2中燃烧,产物中加少量水 |
剧烈燃烧,产生棕红色浓烟,加水振荡得棕黄色溶液 |
2Fe +3Cl2 ===2FeCl3 |
4、氯水成分的实验探究
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序号 |
操作 |
现象 |
结论或解释 |
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1 |
观察并小心闻其气味 |
呈黄绿色,有刺激性气味 |
有氯气 |
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2 |
取2mL新制氯水于小试管中,加无水硫酸铜粉末 |
白色粉末就变蓝色 |
有H2O |
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3 |
取2mL新制氯水于小试管中,滴加紫色石蕊试液 |
溶液变红,一会又褪色 |
有H+和具有漂白性的物质(HClO) |
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4 |
取2mL新制氯水于小试管中,滴加硝酸银溶液 |
有白色沉淀 |
有Cl- |
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5 |
在小试管中加入3小块石灰石固体,再加入10mL新制氯水 |
有气泡产生 |
有H+ |
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6 |
用小试管盛满新制氯水后用橡皮塞塞紧,倒置固定在铁架台上,放在阳光直射处 |
黄绿色逐渐消失,试管底部有无色气泡产生 |
HClO见光分解,产生O2 |
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7 |
将几片有色鲜花花瓣放在50mL烧杯中,再加入10mL新制氯水浸没花瓣 |
花瓣褪色 |
HClO有漂白性,可以使某些有色物质褪色 |
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探究结论 |
新制氯水中有H2O、Cl2、 HClO 等分子,有 H+ 、 Cl- 、ClO-等离子。 |
二.一定物质的量浓度溶液的配制
[实验步骤]
1.算——通过计算确定所需要的固体药品的质量或液体药品的体积。
2.量——用托盘天平(精确到0.1g)称量所需固体溶质的质量,或用量筒(可精确到0.1mL)量取所需液体溶质的体积。
3.溶——在烧杯中将固体溶质溶解或将液体溶质稀释(取水的体积约为需配溶液体积的1/2)。溶解或稀释时可使用玻璃棒搅拌。注意若是稀释浓硫酸时,一定是将浓硫酸沿玻璃棒缓缓注入蒸馏水中而不能将顺序搞反,同时要及时搅拌散热。
4.冷——将烧杯中的溶液冷却至室温。
5.移——将烧杯中的溶液沿玻璃棒缓缓注入容量瓶中。
6.洗——用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将洗涤液注入容量瓶。轻轻晃动容量瓶,使溶液混合均匀。
7.定——即定容,把蒸馏水沿玻璃棒缓缓注入容量瓶中,当液面距离容量瓶颈刻度线下I~2cm时,改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面的最低处与刻度线相切(视线要保持水平)。
8.摇——盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
9.转——将配制好的溶液转入试剂瓶中,贴好标签(写明溶液名称、浓度、配制日期)。
[注意事项]
1.选用与欲配溶液的体积相同的容量瓶。
2.使用前,必须检查是否漏水。方法是:加水至刻度线附近,盖好瓶塞,瓶外水珠用布擦拭干净,一手按住瓶塞,另一手手指按住瓶底边缘,把瓶倒立2分钟,观察瓶塞周围是否有水渗出。如果不漏,将瓶直立,把瓶塞转动180°后,倒过来再试一次。
3.不能在容量瓶内直接溶解溶质。
4.容量瓶不能长时间存放溶液,配好的溶液应及时转入试剂瓶中。
[误差分析]
1.称量:若称量物错放在托盘天平的右盘上,配出的溶液浓度偏低。因为称量物的质量=砝码的质量-游码的质量;
2.未洗涤溶解用的烧杯和玻璃棒或洗液未转入容量瓶,配出溶液的浓度偏低,因为溶质少了。
3.量筒量取计算浓溶液体积时仰视刻度,浓度偏大,因为实际值比仰视读数偏大。
4.除洗涤烧杯和玻璃棒外,还洗涤了量筒(或移液管),则浓度偏大。因为量筒(或移液管)在刻度时,没有把附在器壁上的残留液计算在内,用水洗涤反而使所需溶质的物质的量偏大,造成浓度偏大。
5.未等溶液冷却就定容,浓度偏大;因为配出的溶液在容量瓶中冷却后实际体积偏小。
6.定容时仰视刻度线,浓度偏小。因为溶液凹面最点高于标线,滴水过多,溶液体积偏大(若俯视定容则相反)。
7.定容后倒转容量瓶几次,发现液面最低点低于标线,再补滴水至标线,浓度偏小,因为刻度容量瓶标线时,对溶液体积变化作了考虑,补滴水,反而使体积增大。
8.配NaOH溶液,称量NaOH固体时在托盘上垫纸或直接称量,会使浓度偏小,因NaOH会潮解,称取的NaOH质量少于所需质量。
9.定容时滴水超过了刻度线,后用滴管吸出至刻度线,浓度偏小,因溶质减少了。
三、物质的量及其有关计算
1、基本公式:

2、常见题型:
⑴阿佛加德罗常数是每年高考必考知识点:
[例1](05高考全国卷Ⅱ第9题)NA代表阿伏加德常数,下列说法正确的是
A.在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同
B.2g氢气所含原子数目为NA
C.在常温常压下,11.2L氮气所含的原子数目为NA
D.17g氨气所含电子数目为10NA
[题析]在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的分子数目相同,但分子中所含原子数不一定相同,如Ar、O2、O3,所以A错;由公式②知n(H2)=1mol,则n(H)=2mol,由公式①知N(H)=2NA,所以B错;气体摩尔体积只有在标准状况下才是22.4L/mol,所以C错;由公式③知n(NH3)=1mol,每个NH3中含有(7+1×3)=10个电子,则每1mol NH3中含10 mol电子即10NA个电子,所以D正确。
⑵一定物质的量浓度溶液中溶质微粒数目及浓度的计算
[例2]在含有AlCl3、KCl、K2SO4三种溶质的溶液中,已知c(Cl-)=3.5mol/L、c(K+)=1.5mol/L、c(SO42- )=0.5mol/L。求c (Al 3+)
[题析]根据溶液呈电中性,即所含离子所带正负电荷总数相等的原理进行计算。设溶液的体积为V,则有:c(K+)×V×1+ c (Al 3+)×V×3= c(Cl-)×V×1+ c(SO42- )×V×2
所以c (Al 3+)=1mol/L
⑶标准状况下气体溶质的体积与物质的量浓度的有关计算 [例3](01全国高考25)标准状况下,用一定量的水吸收氨气后制得浓度为12. 0 mol·L-1、密度为0.915 g·cm-3的氨水。试计算1体积水吸收多少体积的氨气可制得上述氨水。
(本题中氨的相对分子质量以 17.0计,水的密度以1.00g·cm-3计)
[题析] 1.00L该氨水中含氨的质量为:12.0mol×17.0g·mol-1=204g
其体积在标准状况下为:12.0mol×22.4L·mol-1=268.8L
1.00L该氨水中含水的质量为:1.00L×915g·L-1-12.0mol×17.0g·mol-1=711g
其体积为:[1.00L×915g·L-1-12.0mol×17.0g·mol-1]/1000g·L-1=0.711L
=378 即1体积水吸收378体积NH3气(标准状况)可以制得上述氨
⑷根据溶液的质量分数求物质的量浓度 [例4]求密度为1.84 g·cm-3,质量分数为98%的浓硫酸的物质的量浓度。
[题析]设溶液的体积为1L,则所含H2SO4的质量m(H2SO4)=1L×1000 cm-3·L-1×1.84 g·cm-3×98%=1803.2g,所含硫酸的物质的量n(H2SO4)=1803.2g/98g·mol-1=18.4mol,浓硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)=18.4mol/1L=18.4 mol·L-1
也可以直接套用公式⑤。
(5)根据溶解度求物质的量浓度 [例5]相对分子质量为M的某物质在室温下的溶解度为Sg/100g水,此时测得饱和溶液的密度为ρg·cm-3,求该饱和溶液的物质的量浓度。

也可以先求出饱和溶液的溶质质量分数= %,再用上题的方法或直接套用公式⑤。
(6)两种不同浓度溶液混合的计算
C混V混 == C1V1+C2V2 (混合前后溶质的物质的量总和不变)
[例6]2 mol/L的盐酸200mL和4 mol/L的硫酸100mL混合,则混合后溶液中H+的物质的量浓度是多少?(设混合后溶液体积不变)
(7)有关溶液反应的计算
[例13]中和50mL 2 mol/LHNO3溶液共用去了NaOH溶液80mL,求此NaOH溶液的物质的量浓度和溶质的质量分数。(NaOH溶液的密度为1.05g/mL)
[题析]化学反应中各物质的物质的量比等于化学方程式中各物质化学式前的化学计量数之比。由HNO3+ NaOH=NaNO3+H2O知,n(NaOH)= n(HNO3)= 2 mol/L×0.05L=0.1mol
m(NaOH)=0.1mol×40g/mol=4g, m(NaOH溶液)=80mL×1.05g/mL=84g,
c(NaOH)=0.1 mol/0.08L=1.25 mol/L,ω(NaOH)=[4g/84g] ×100%=4.76%
[练习与提高]
1.将等物质的量浓度的 NaCl、MgCl2、AlCl3溶液中的Cl- 恰好完全沉淀需要用等量的 AgNO3则消耗NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液的体积比?
2.在标准状况下,将VL A气体(摩尔质量为Mg·molL-1)溶于0.1L水中,所得溶液密度为ρg·cm-3,求此溶液的物质的量浓度。
3.标准状况下, 将448 L NH3溶于1 L 水中, 得到密度为0.9 g/cm3的氨水,求此氨水的物质的量浓度及溶质的质量分数?
4.(05广东高考第26题)某研究性学习小组欲用化学方法测量一个不规则容器的体积。把35.1g NaCl放入500 mL烧杯中,加入150 mL蒸馏水。待NaCl完全溶解后,将溶液全部转移到容器中,用蒸馏水稀释至完全充满容器。从中取出溶液100mL,该溶液恰好与20 mL 0.100 mol·L-1AgNO3溶液完全反应。试计算该容器的体积。
答案:
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