第11讲 物质的性质和变化探究
【学习目标】
1．知道化学实验是探究物质性质和变化的主要方法。
2．以Al 的性质实验为例，了解探究物质性质的方法。
3．以双氧水分解实验为例，了解探究物质变化的方法。
【基础知识】
物质性质和变化的实验探究
1．设计实验探究铝的性质 实验操作 主要现象 结论 打磨铝片，观察
打磨后的铝片呈银白 铝是银白金属，铝在空气中易被氧化，形成一层氧化膜 加热未打磨的铝片 铝片内部熔融但不下滴 表层有一层Al 2O 3，且熔点高于Al
单质
铝片均溶解，且均有气泡产生
Al 既能与盐酸反应又能与NaOH
溶液反应 铝与盐酸和NaOH 溶液反应的方程式为：
2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑、2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑
2．设计实验方案探究影响双氧水分解速率的因素
实验
序号
实验方案 现象 结论 ①
气泡产生较慢
①浓度越大，H 2O 2分解速率越快 ②温度越高，H 2O 2分解速率越快 ③加催化剂，H 2O 2分解速率加快 ②
气泡产生非常慢 ③
气泡产生较快 ④
气泡产生非常快 3
（1）确定要研究的化学问题
（2）提出假设：依据已有的知识和一定的化学原理提出假设
（3）设计化学实验方案：控制某些因素，选择适宜的条件、试剂和仪器。
（4）实施实验：观察、记录化学反应的现象、数据。
（5）得出结论：整理分析有关资料，基于实验证据推理判断，检验所作的假设或解释是否合理。
【考点剖析】
考点一：用控制变量法探究物质的性质和变化
物质变化往往受到多个因素的影响，在研究化学反应与外界因素之间的关系时，对影响物质变化规律的因素或条件加以人为控制，使其他几个因素不变，集中研究其中一个因素的变化所产生的影响，有利于在研究过程中，迅速寻到物质变化的规律。
【例】为了探究温度对化学反应快慢的影响，下列实验方案可行的是()
选项实验方案
A
B
C
D
解析：探究温度对化学反应速率的影响，要求在催化剂相同，H2O2浓度相同，而温度不同的条件下做对比实验，通过产生气泡的快慢来体现温度对化学反应速率的影响。
【过关检测】
1．下列有关物质性质和变化的探究的说法错误的是（）
A．化学实验是探究物质性质和变化的主要方法
B．确定要研究的化学问题之后，提出假设，假设是有化学原理作为依据的，不是凭空臆测
C．将CO2通入水中，滴入几滴紫石蕊溶液，溶液变红，说明CO2的水溶液显酸性
D．铝是金属，只能与酸反应，不能与NaOH溶液反应
答案：D
2．铝制品不易被腐蚀，其主要原因是因为铝（）
A．化学性质不活泼B．熔点高
C．表面有致密氧化膜D．密度小
答案：C
解析：铝极易和空气中的氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止铝进一步被氧化，铝不易被腐蚀与铝的熔点、密度、金属活动性强弱无关，故选：C。
3．化学研究最重要的方法是（）
A．观察法B．实验法C．推理法D．计算法
答案：B
解析：化学研究方法很多，如观察法、实验法、类比推理法、计算法、分类法等；因化学是以实验为基础的学科，所以化学研究最重要的方法是实验法，故选：B。
4．关于研究物质性质的基本程序：①观察物质的外观；②实验并观察现象；③解释现象并得出结论；④预测物质的性质。排序正确的是( )
A．②①③④B．①②③④C．④①②③D．①④②③
答案：D
解析：对物质性质进行研究的基本程序是：观察物质的外观性质→预测物质性质→实验和观察→对实验现象进行分析、解释→得出结论，即①④②③正确，故D正确。故选D。
5．类推是化学学习中常用的思维方法，下列类推正确的是（）
A．某些金属与酸反应有气体产生，则与酸反应产生气体的一定是金属
B．酸与碱发生中和反应生成盐和水，则生成盐和水的反应一定是酸与碱中和反应
C．纯净物一定是由同种元素组成的物质，则由同种元素组成的物质一定是纯净物
D．碱性溶液能使酚酞溶液变红，则能使酚酞溶液变红的溶液一定是碱性溶液
答案：D
解析：A.活泼金属与稀盐酸反应放出气体，但能与稀盐酸反应放出气体的物质不一定是金属，也可能是碳酸盐，故A错误；B.酸与碱发生中和反应生成盐和水，但生成盐和水的反应不一定是中和反应，如CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，故B错误；C.单质一定是由同种元素组成的物质，但由同种元素组成的物质不一定是单质，也可能是同素异形体，即混合物，如氧气和臭氧的混合物，故C错误；D.无酚酞溶液碱性溶液变红，遇碱性溶液能使酚酞溶液变红，则能使酚酞溶液变红的溶液一定是碱性溶液，故D正确。故选D。6．金秋是吃大闸蟹的时节，青的生螃蟹被蒸煮之后会变为红，固有“落汤螃蟹着红袍”的谚语。颜变化可能是甲壳蛋白受热分解产生一种类似于胡萝卜素的物质所致。这采用的是哪种化学研究方法（）
A．实验法B．分类法C．假说法D．比较法
答案：C
解析：A.本题给出的信息中，没有做实验，故A错误；B.没有做实验，不能得出结论，也无法进行分类，故B错误；C.颜变化可能是甲壳蛋白受热分解产生一种类似于胡萝卜素的物质所致，这一看法属于建立假设，故C正确；D.没有可对比的现象，也就无法进行比较，故D错误。故选C。
7．门捷列夫在前人已经发现的几十种元素的基础上，先按照它们的相对原子质量大小排成一行，后又把性质相似的元素排成一列，最后得到了一个表，这就是元素周期表。在对元素周期表中的元素进行研究的基础上，门捷列夫成功预测了几种元素的存在，并很快被证实。试判断下列说法不正确的是（）A．门捷列夫采用了分类的方法
B．预测是一种研究方法
C．比较也是一种科学方法
D．实验是化学唯一的研究方法
答案：D
解析：A.门捷列夫把性质相似的一些元素，作为一族来分析，采用了分类的方法，故A正确；B.在原有已知元素较少的情况下，对未知元素进行预测，也是一种科学的研究方法，故B正确；C.通过比较，可以发现元素性质的相似性和差异性，则比较也是一种科学方法，故C正确；D.实验并不是化学研究的唯一方法，理论化学以理论推导为基础，故D错误；故选D。
8．下列说法正确的是（）
A．自然界中金属都是以化合态存在
B．金、铂等在自然界中以游离态存在说明它们性质稳定、不活泼
C．使用最广泛的是铁，因此自然界中存在大量的游离态的铁
D．铝能在空气中稳定存在，说明铝不活泼
答案：B
解析：A.除少数很不活泼的金属(如金、铂等)以游离态存在外，其余的金属都以化合态存在，故A错误；
B.金、铂等在自然界中以游离态存在，说明它们不活泼、化学性质稳定，故B正确；
C.铁是活泼金属，在自然界中以化合态存在，故C错误；
D.铝是活泼金属，铝能在空气中稳定存在，是由于铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，保护内部金属，故D错误；故选B。
9．用如图装置进行实验。升温至60℃的过程中，仅①燃烧：继续升温至260℃的过程中，仅③燃烧。下
列分析不正确的是（）
A．①燃烧，说明白磷是可燃物
B．对比①③，可说明红磷的着火点比白磷的高
C．对比②③，可验证燃烧需可燃物与氧气接触
D．④未燃烧，说明无烟煤不是可燃物
答案：D
解析：A、①燃烧，说明白磷是可燃物，故A正确；B、对比①③，升温至60℃的过程中，仅①燃烧，可说明红磷的着火点比白磷的高，故B正确；C、对比②③，继续升温至260℃的过程中，仅③燃烧，可验证燃烧需可燃物与氧气接触，故C正确；D、④未燃烧，不能说明无烟煤不是可燃物，可能是因为温度没有达到煤的着火点，故D错误；故选：D。
10．设计实验证明二氧化碳溶于水生成的酸性物质不稳定。
答案：将二氧化碳通入水中，加几滴紫石蕊试液，溶液变红，加热该红液体，溶液重新变为紫。说明二氧化碳与水反应生成的酸性物质不稳定。
11．已知FeCl3溶液能对双氧水分解起催化作用，设计实验证明FeCl3溶液能催化双氧水的分解。
答案：取两支试管，分别加入3mL15%的双氧水溶液，向其中一支试管中加入几滴6%FeCl3溶液，观察实验现象，加入FeCl3溶液的试管中气泡产生速度比未加入FeCl3溶液明显加快。
12．某研究性学习小组为了探究“铝的燃烧”，做了如下实验：
（1）甲同学用坩埚夹持一小块铝箔，在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，观察到的现象是______________，产生该现象的原因是______________________________。
（2）乙同学将甲同学的实验方案进行了改进：另取一块铝箔，用砂纸仔细打磨，除去表面的保护膜，再用坩埚钳夹持在酒精灯上加热至熔化，结果观察到的现象与甲仍相同，其原因是
_____________________________________________________。
（3）丙同学积极改进实验，终于观察到铝在空气中燃烧，他的实验方案是
_________________________________________________________。
（4）丁同学善于思考，甲、乙两位同学的实验使他领会了为什么铝在空气中能表现出良好的抗腐蚀性，他的解释是__________________________________。
大闸蟹的正确做法答案：（1）在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，观察到的现象是铝箔熔化，失去了光泽，熔化的铝并不滴