高考化学总复习 智能考点归类总结教材精讲+典型例题+跟踪训练研究物质性质的方法和程序含方法.docx
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高考化学总复习智能考点归类总结教材精讲+典型例题+跟踪训练研究物质性质的方法和程序含方法
智能考点研究物质性质的方法和程序
Ⅰ、课标要求
1．认识实验、假说、模型、比较、分类等科学方法对化学研究的作用。
2．体验科学探究的过程，学习运用以实验为基础的实证研究方法。
3．能对实验现象做出合理的解释，运用比较、归纳、分析、综合等方法初步揭示化学变化的规律。
4．能够独立或与同学合作完成实验，记录实验现象和数据，完成实验报告，并能主动进行交流。
Ⅱ、考纲要求
1．了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法，认识化学是以实验为基础的一门科学
2．了解并初步实践化学实验研究的一般过程
3．了解科学探究的基本过程，学习运用以实验和推理为基础的科学探究方法。
Ⅲ、教材精讲
1．本考点知识框架
2．研究物质性质的方法主要有观察、实验、分类、比较、假说、模型等。
（1）观察：
一种有计划有目的地用感观考察研究对象的方法。
特点：
肉眼——观察物质的颜色、状态等
鼻子——闻物质的气味
仪器——提高灵敏度
要求：
观察前——有明确而具体的目标
观察中——用感官收集信息、积极思考
观察后——及时储存和处理信息，进行分析和综合
（2）实验：
人为地再现物质性质的过程。
分二种情况，一是验证性实验——验证对物质性质的预测；二是探究性实验——探究物质的未知性质。
关键——控制实验条件
要求：
实验前——明确实验目的、实验用品、实验步骤
实验中——仔细观察实验现象、做好实验记录
实验后——写好实验报告、分析实验结果
（3）分类：
分门别类地研究物质的性质及其变化，总结出各类物质的共性和特性。
（4）比较：
将研究对象和与之相关联的其他已知的物质进对比研究，找出物质的性质异同，认识物质性质间的内在联系。
（5）假说：
以一定的事实材料和科学原理为依据，对某一未知事物或规律所作出的推测性解释。
假说是复杂的、具有创造性的思维活动，它具有如下基本的特点：
第一，假说的目的是为了解释某一客观事物（或现象）的原因或其规律性；
第二，假说是以事实和科学知识为依据的；
第三，假说具有推测的性质；
第四，假说是一种复杂的思维活动，是多种推理形式和逻辑方法的综合运用。
科学假说的唯一可靠性就在于它符合事实，经得起实践的检验。
（6）模型：
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。
例如，在研究有机化合物的结构时经常用到的球棍模型就是一种物体模型，而在研究原子结构的过程中所建立起的各种模型则属于思维模型。
3．研究物质性质的基本程序
Ⅳ.典型例题
例1．我们就知道金属钾比金属钠更活泼。
在学习完金属钠的性质之后，某同学为探究金属钾的性质比金属钠更活泼，查阅相关资料并设计金属钾与水的反应来验证金属钾的金属活泼性。
请你帮助他完成部分实验并补充完整活动记录
活动记录
（1）收集材料
①煤油的密度0.76g•cm-3
②金属钠和钾的相关数据
元素名称
元素符号
核电荷数
电子层
结构
颜色和状态（常态）
密度
（g•cm-3）
熔点
（℃）
沸点
（℃）
钠
Na
11
银白色金属，柔软
0.97
97.81
882.9
钾
K
19
银白色金属，柔软
0.86
63.65
774.0
（2）根据收集的材料分析得出：
金属钾可保存在中；通常条件下金属钾是色、质地的态物质；从试剂瓶中取用豆粒大小的金属钾，正确操作是
；
判断金属钾比金属钠更活泼的依据是
。
（3）预测及验证金属钾的性质。
向培养皿中加适量水，滴入1～2滴酚酞溶液，将切好的金属钾投入到水中，观察现象
金属钾与水的反应
预测产生的现象、产生现象的依据
实验中的现象和结论
预测产生的现象
预测的依据
现象
分析（或结论）
①
②
③
④
⑤
①请将预测实验中产生的现象和产生现象的依据填入以上表格中；
②在探究金属钾比金属钠的学习活动中，运用了哪些研究物质性质的方法、经历了哪些过程？
对你的学习有什么启示？
【解析】
（1）
（2）分析材料后可知，钠和钾的密度分别为0.97g•cm-3、0.86g•cm-3，都大于煤油小于水，常温下都成固态，质软。
结构相似，钾原子比钠原子多一个电子层，钾原子半径大。
类比得出结论，钾也可以贮存在煤油，用小刀切割，化学活泼性比钠强。
（3）预测物质的性质，主要从结构相似和差异出发，可预测钾比钠更活泼，与水反应更剧烈，类比钠与水反应产物，生成氢氧化钾和氢气。
钾和钠物理性质（密度和熔点）相似，可预测其浮在水上，随着反应放热，预测其会熔化。
答案：
（2）煤油；银白、柔软、固；用镊子将金属钾从试剂瓶中取出，用滤纸将其表面的煤油吸干，在玻璃片上用小刀切下一小块钾并去掉表面的蜡状物；金属钾与钠一样最外层有一个电子，但钾的半径比钠的半径大。
（3）①
金属钾与水的反应
预测产生的现象、产生现象的依据
实验中的现象和结论
预测产生的现象
预测的依据
现象
分析（或结论）
（1）金属钾浮在水面上
钾的密度小于水
（2）金属钾迅速融化成球状
钾的熔点低，反应剧烈并放热
（3）球状的金属钾四处游动；燃烧，有轻微爆鸣声
反应放出气体，反应剧烈
（4）球状的钠消失，溶液中滴入酚酞变红色
溶液中有碱性物质生成
（5）将收集的气体点燃，发出“噗”声或有轻微的爆鸣声
有可燃性气体生产
②主要有观察、实验、分类、比较等方法。
过程有查阅资料、分析比较、性质预测、实验探究、归纳得出结论。
【点评】本题是对研究物质性质的方法和程序的综合考查。
分类比较是本题的关键，掌握钠性质和分析数据解决问题的基础。
通过本题的研究程序，让学生经历科学探究的过程，考查了运用以实验为基础的预测与实证研究方法的能力。
例2某学习小组设计以下三个实验探究氯水的组成，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
a：
氯水中含有Cl-
②
将氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中
红色溶液变为无色
③
将氯水滴加到Na2CO3溶液中
b：
氯水中含有H+
（1）指出实验①和③实验中的实验现象：
a：
，b：
；
（2）有同学认为实验③产生的现象是因为氯水中含有次氯酸造成的，你是否同意这个观点，（填“同意”或“不同意”）。
理由是；
（3）在分析实验②现象产生的原因时，他们出现了分歧。
甲同学认为氯水加入到NaOH溶液中发生了中和反应而使溶液褪色，乙同学认为氯水中含有次氯酸具有漂白性而使溶液褪色。
请你设计简单实验证明他们的观点谁正确。
【解析】
（1）根据实验和给出的实验结论，氯水中含有Cl-，必然和Ag+反应产生白色的氯化银沉淀；氯水中含有H+（较多量），必然与Na2CO3溶液反应产生气泡（CO2）。
（2）从反应原理分析，反应朝生成弱电解质或更弱电解质的方向进行，由于次氯酸的酸性比碳酸的酸性弱，所以次氯酸不能和Na2CO3反应产生CO2。
（3）从本质上分析中和反应使溶液褪和次氯酸漂白使溶液褪色的不同点即反应的可逆性，可知向溶液中返滴NaOH溶液，红色是否再现，可以证明甲或乙方案正确性。
答案：
（1）有白色沉淀生成；有气泡产生；
（2）不同意；次氯酸的酸性比碳酸的酸性弱，不能和Na2CO3反应；
（3）向溶液中返滴NaOH溶液，若红色恢复则甲同学正确，否则乙同学正确。
【点评】本题通过实验现象探究反应本质，通过反应本质解释实验现象。
由观察实验现象到理论上的假设，以及设计化学实验验证假设，最后对实验现象做出合理的解释，只要熟悉研究方法和程序，列出两类反应的本质区别，大胆猜想，然后进行逻辑推理和实验验证，就能得出正确结论。
例3运用所学知识，比较金属钠与金属铁的性质。
性质
相同点
不同点
物理性质
不透明、银白色，易导电、导热，具有延展性
金属钠与铁相比，密度小，硬度小，熔点、沸点低
化学性质
①都能与非金属反应②都能与盐酸或稀硫酸反应产生H2③都能与盐反应
反应时需要的条件不同；反应的剧烈程度不同；通常条件下,钠与水剧烈反应,而铁不反应
1.在研究金属钠性质的过程中，你用到了哪些研究方法？
2.根据所学的知识和已有的生活经验，预测金属可能具有哪些共同的性质？
【解析】
1．从金属的物理通性和化学通性出发，应用分类和比较方法来比较金属钠与金属铁性质的异同点。
2．有光泽，易导电、导热，具有延展性。
有还原性（如与水和酸反应等）。
【点评】在研究物质的某方面性质时，可能只用到一种或两种方法，但在研究物质的整体性质时却常常是观察、实验、分类、比较等方法综合应用。
对比铁和钠的性质的异同，预测金属可能具有的共同性质，要验证预测，还要用到观察法和实验法。
Ⅴ.跟踪训练
一、选择题（下列各题只有一个合理的答案）
1．研究物质的物理性质时，最常用到的方法是
A．观察B．实验C．假说D．模型
2．非金属溴的单质与氯气的性质很相似。
在探究溴单质的性质时，其基本程序应该是
A．做实验并观察实验现象→分析、解释，得出结论
B．观察溴的外观性质→做实验并观察实验现象→分析、解释，得出结论
C．观察溴的外观性质→预测溴的化学性质→做实验并观察实验现象→分析、解释，得出结论
D．预测溴的性质→做实验并观察实验现象→分析、解释，得出结论→观察溴的外观性质
3．通过对金属钠与水反应现象的观察，不能分析得出的结论是
A．熔点低B．密度小C．硬度小D．化学性质活泼
4．向紫色石蕊试液中通入过量的氯气，通过预测，你认为下列叙述中正确的是
A.溶液仍为紫色B.最后溶液变为浅黄绿色
C.先变红后退色D.最后溶液变红色
5．下表是X、Y、Z三种元素的氢化物的某些性质：
元素
熔点/℃
沸点/℃
与水的反应
导电性（纯液体）
X
-283
-162
不反应
不导电
Y
-102
19
放热反应，形成酸性溶液
不导电
Z
680
/
剧烈反应，生成H2，并形成碱性溶液
导电
若X、Y、Z这三种元素属于周期表中的同一周期，则它们的原子序数递增的顺序是
A.X、Y、ZB.Z、X、YC.Y、X、ZD.Z、Y、X
二、选择题（下列各题有一或者二个合理的答案）
6．已知钍（
Th）的原子可发生下列放射性变化：
Th—→
X+
He。
对元素X的推测错误的是（）
A．X原子核外有6个电子层B．X的碳酸正盐不溶于水
C．X的最高正价为+2价 D．X的氢氧化物是一种两性氢氧化物
7．为确定某溶液的离子组成，进行如下实验：
①测定溶液的pH，溶液显强碱性。
②取少量溶液加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性、能使澄清石灰水变浑浊的气体。
③在上述溶液中再滴加Ba（NO3）2溶液，产生白色沉淀。
④取上层清液继续滴加Ba（NO3）2溶液至无沉淀时，再滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀。
根据实验以下推测正确的是
A．一定有SO32－离子B．一定有CO32－离子
C．不能确定C1—离子是否存在D．不能确定HCO3－离子是否存在
8．下表中，对陈述I、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是
选项
陈述I
陈述Ⅱ
判断
A
工业生产硫酸用水吸收SO3
SO3可与水反应
I对；Ⅱ对；有
B
Cl2和SO2混合后可用于漂白纸浆
Cl2和SO2都有较好的漂白作用
I对；Ⅱ错；无
C
金属钠具有强还原性
高压钠灯发出透雾性强的光
I对；Ⅱ对；无
D
石墨常用作电解池的电极
石墨的化学性质稳定且导电性好
I对；Ⅱ对；有
9．水蒸气中常含有部分（H2O）2，要确定（H2O）2的存在，可采用的方法是
A．1L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，测产生氢气的体积
B．1L水蒸气通过浓硫酸后，测浓硫酸增重的质量
C．该水蒸气冷凝后，测水的pH
D．该水蒸气冷凝后，测氢氧原子比
10．某同学想利用实验证明高锰酸钾溶液的紫红色是MnO4－离子的颜色，而不是K＋离子的颜色，他设计的下列实验步骤中没有意义的是
A．将高锰酸钾晶体加热分解，所得固体质量减少
B．观察氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中K＋无色
C．在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后未见明显变化，表明锌与K＋无反应
D．在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后见紫红色褪去，表明MnO4－离子为紫红色
11．以客观事实为依据建立起来的模型，在研究物质的结构和变化有很重要的作用。
下图表示乙烯（C2H4）、甲醛（HCHO）和A物质的分子结构模型。
下列叙述错误的是
A、物质的分子式为C2H4O2
B、若A物质具有酸性，则乙烯和甲醛一定具有酸性
C、若A物质是一元酸，则乙烯和甲醛不具有酸性
D、若三种物质在空气中完全燃烧，生成的产物不同
三、实验探究题
12．在一次学生实验中，学生用铝片分别和稀盐酸、稀硫酸反应，发现铝片和稀盐酸反应现象非常明显，而和稀硫酸几乎不反应。
这和教材上的内容“铝能跟稀盐酸或稀硫酸起反应生成氢气”不一致，是什么原因呢？
为了寻找原因，某学生在教师指导下，重新用分析纯浓盐酸和浓硫酸配制了一定浓度的溶液，然后加入0.1×10×20mm、纯度≥99.5%的铝片验证是否确实存在上述现象，实验结果如下表：
时间（m）
1
2
5
15
20
3mol/LHCl
少量气泡
较多气泡
大量气泡
反应剧烈
铝片耗尽
1.5mol/LH2SO4
均无明显现象（无气泡）
3mol/LH2SO4
均无明显现象（无气泡）
从上表可以看出，无论用1.5mol/LH2SO4或3mol/LH2SO4均无明显现象，为了探究“铝与稀盐酸和稀硫酸反应的差异原因”，请回答下列问题：
（1）请写出盐酸与铝片反应的离子化学方程式
（2）铝分别与3mol/LHCl、1.5mol/LH2SO4的反应不相同的地方是盐酸中有Cl－、而硫酸中有SO42－，其余全部相同，我们可以想见Cl－、SO42－对H＋与Al的反应可能有影响。
请你对上述实验事实提出合理的假设并加以解释。
（3）请设计一个实验方案对你的假设进行论证。
实验步骤
可能的实验现象及可能的结论
13．为讲授“氯气的性质和用途”，某老师利用二氧化锰和浓盐酸为主要原料，设计一套如图所示的实验装置（其中A是连有注射器针头的橡皮管，针头已插入并穿过橡皮塞）进行教学。
试回答下列问题：
（1）丙中的现象是；丁中的现象是。
分离戊中液体的方法。
（2）橡皮塞连通后，分液漏斗中的气体压强P1和烧瓶中气体压强P2的关系为：
P1P2（填“大于”、“小于’’或“等于”），连接橡皮管的目的。
（3）烧瓶中发生反应的化学方程式为。
（4）已知氯气与冷水反应的化学方程为Cl2+H20=HCl+HClO。
①你认为使有色布条褪色的是什么物质?
②试用实验验证你的推论，写出实验的操作方法、假设和推论。
14．用实验确定某酸HA是弱电解质。
两同学的方案是：
甲：
①称取一定质量的HA配制0.1mol/L的溶液100mL；
②用PH试纸测出该溶液的PH值，即可证明HA是弱电解质。
乙：
①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制PH=1的两种酸溶液各100mL；
②分别取这两种溶液各10mL，加水稀释为100mL；
③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质。
（1）在两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是_____________。
（2）甲方案中，说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的PH_________1（选填＞、＜、＝）；乙方案中，说明HA是弱电解质的现象是_____________（多选扣分）
（a）装HCl的试管中放出H2的速率快
（b）装HA溶液的试管的中放出H2的速率快
（c）两个试管中产生气体速率一样快
（3）请你评价：
乙方案中难以实现之处和不妥之处________________________。
（4）请你再提出一个合理而比较容易进行的方案（药品可任取），作简明扼要表述。
15．某课外活动小组加热炭粉（过量）和氧化铜的混合物，再用下图装置，对获得的铜粉（含炭）样品进行实验。
图中铁架台等装置已略去。
请你帮助他们完成成下列实验报告。
（1）实验目的：
。
（2）实验用品：
仪器：
天平、分液漏斗、锥形瓶、硬质玻璃管、干燥管、酒精灯、洗气瓶等：
红褐色铜粉（含炭）样品、过氧化氢溶液、二氧化锰、碱石灰、浓硫酸等
（3）实验内容：
实验步骤
实验现象
有关化学方程式
在C中加入样品粉末W克，D中加入药品后并称重为m1克，连接好仪器后，检查气密性
打开A的活塞，慢慢滴加溶液。
对C进行加热。
当C中药品充分反应后，关闭A的活塞，停止加热。
冷却后，称量D的质量m2克
（4）计算：
样品中铜的质量分数=（用含W、m1、m2的代数式表示）
（5）问题和讨论：
实验完成后，老师评议说：
按上述实验设计，即使C中反应完全、D中吸收完全，也不会得出正确结果。
经讨论，有同学提出在B与C之间加入一个装置。
再次实验后，得到了较正确的结果。
那么，原来实验所测得的铜的质量分数偏小的原因可能是。
在B与C之间加入的装置可以是，其中盛放的药品是。
“研究物质性质的方法和程序”参考答案
1A2C3C4C5B6AD7BC8CD9B10A11BD12
（1）2Al+6H+=2Al3++3H2↑
（2）Cl－对H＋与Al的反应可能有促进作用或者SO42－对H＋与Al的反应可能有抑制作用。
（3）供参考的设计操作：
a铝与3mol/LHCl反应，b铝与1.5mol/LH2SO4的反应，c铝与3mol/LHCl（加入了少量的硫酸钠）反应、d铝与1.5mol/LH2SO4（加入了少量的氯化钠）的反应。
反应快慢可能是a>c,d>b.13
（1）红色布条不退色红色布条退色蒸馏
（2）等于使盐酸顺利滴入烧瓶中（3）MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O（4）HClOa取干燥的有色布条与氯气作用,b取盐酸与有色布条作用,c取水与有色布条作用,d取湿润的有色布条与氯气作用
推断现象是abc均不褪色,只有d褪色。
因为体系中只有四种物质——水、氯气、氯化氢、次氯酸，abc均不褪色，说明水、氯气、氯化氢均不能漂白。
只有d褪色，说明次氯酸具有漂白性。
14.
（1）容量瓶
（2）>b（3）盐酸和弱酸HA稀释至10倍，氢离子浓度差别不很大，定性观察其分别与锌粒的反应速率，现象区别不明显（4）取NaA溶液，测量其pH值大于7，证明HA是弱酸。
15.
（1）测量铜粉样品中铜的含量（3）A中产生大量气泡，2H2O2
=2H2O+O2↑C中红褐色的粉末变黑色。
（4）1-3w（m2-m1）/11（5）CO2混入了水蒸气，使m2比真实的值偏高，计算出Cu的含量偏低；。
干燥氧气装置；浓酸硫
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