1、专题3 从海水中获得的化学物质 第二单元 金属钠及钠的化合物 第1课时 钠的性质与制备 发 展 目 标体 系 构 建 1.通过实验探究钠的性质，尝试对具体物质的性质和变化作出解释和预测。2能运用化学变化规律分析生产、生活中的实际问题，培养学生科学态度与社会责任的化学核心素养。必 备 知 识 自 主 预 习 一、钠的存在与物理性质 1存在：在自然界中都以存在，如、和等。2钠的物理性质 颜色、状态熔、沸点密度硬度、固体 熔沸点较_ 比水_ 质软 化合态氯化钠碳酸钠硫酸钠银白色低小二、钠的结构与化学性质及应用(填结构示意图)，说明钠具有强_性。还原1钠与氧气的反应 反应条件室温加热 实验步骤 实验现
2、象新切开的钠具有_色的金属光泽，在空气中很快_钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈色，生成色固体 淡黄银白变暗黄化学方程式 结论钠是非常活泼的金属，与 O2 反应，条件不同时，现象不同，产物也不同 4NaO2=2Na2O2NaO2=点燃 Na2O22.与水的反应 实验现象解释 钠浮在水面上_ 与水反应发出“嘶嘶”响声_钠熔化成闪亮的小球_钠熔点低，反应放热钠的密度比水小钠与水反应生成气体小球在水面上迅速游动，逐渐变小，最后消失_反应后溶液的颜色逐渐变红_ 钠与水剧烈反应，生成 NaOH 和 H2：_ 2Na2H2O=2NaOHH2反应产生的气体推动小球运动钠与水反应生成碱3.与熔融的金属卤化物
3、反应 Na 与熔融的 TiCl4 反应的方程式为 4NaTiCl4=700800 4NaClTi。4钠的制备与应用(1)制备：电解熔融的氯化钠，反应方程式为 2NaCl(熔融)=通电2NaCl2。(2)用途：冶炼金属。高压钠灯：其特点是黄光射程远，透雾能力强。钠钾合金：在常温下为液体，可用作快中子反应堆的热交换剂。将一块钠投入到少量的盐酸中，发生哪些反应？写出反应的化学方程式。提示 钠先与 HCl 反应，过量的钠再与水反应。反应的化学方程式分别为 2Na2HCl=2NaClH2，2Na2H2O=2NaOHH2。三、钠的氧化物 1氧化钠 氧化钠为白色固体，属于性氧化物，与水和盐酸反应的化学方程式
4、分别为_。碱Na2OH2O=2NaOH、Na2O2HCl=2NaClH2O2过氧化钠(1)物理性质：固体。(2)化学性质 与水的反应化学方程式：。与二氧化碳的反应化学方程式：_。(3)用途：作呼吸面具里的剂，也可作漂白剂。供氧淡黄色2Na2O22H2O=4NaOHO22Na2O22CO2=2Na2CO3O2微点拨：(1)Na2O2 不属于碱性氧化物。(2)Na2O 固体中的阳离子和阴离子分别为 Na、O2，其数目比为 21，Na2O2 固体中的阳离子和阴离子分别为 Na、O22，其数目比为 21。(3)Na2O2 与 CO2 或 H2O 反应均为自身氧化还原反应，Na2O2 既是氧化剂又是还原
5、剂，H2O 和 CO2既不是氧化剂也不是还原剂。1 mol Na2O2 参与反应转移 1 mol 电子。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”。)(1)自然界中金属都是以化合态形式存在的。()(2)钠与 O2 反应时，条件不同，产物也不同。()(3)Na2O 和 Na2O2 中氧的化合价分别为2 和1 价。()(4)Na2O2 与 H2O 反应，H2O 作还原剂。()2下列叙述中错误的是()A钠在自然界中可以以游离态存在 B钠在燃烧时产生黄色火焰 C钠与硫化合时可能发生爆炸 D钠在空气中燃烧生成过氧化钠 A 钠在自然界中只能以化合态的形式存在。3Na 及其化合物的转化如图所示，写出有关的化学方
6、程式。；。答案 2Na2H2O=2NaOHH2 2Na2HCl=2NaClH2 Na2OCO2=Na2CO3 2Na2O22CO2=2Na2CO3O2关 键 能 力 核 心 突 破 钠的主要化学性质问题 1 钠在空气中久置后最终会变为碳酸钠粉末，你能结合钠的性质说明钠在空气中久置时反应的过程吗？提示 银白色的金属钠表面变暗(生成 Na2O)生成白色固体(生 成 NaOH)表 面 变 成 溶 液(氢 氧 化 钠 潮 解)白 色 晶 体(Na2CO310H2O)白色粉末(Na2CO3)。问题 2 有人设计了如图所示的实验装置验证钠的性质。组装仪器加入药品后，上提大头针，使钠块落入 CuSO4 溶液
7、。分析试管中会产生什么现象？写出溶液中反应的化学方程式。若将 CuSO4 溶液换成饱和石灰水，试管中出现什么现象？提示 钠与盐溶液反应一般分两步考虑：先考虑 Na 与水反应生成 NaOH，再考虑 NaOH 是否与盐溶液反应。钠在 CuSO4 溶液中反应的现象为钠熔化成小球，在液面上四处游动，并发出“嘶嘶”响声，溶液中出现蓝色沉淀。反应的化学方程式为：2Na2H2O=2NaOHH2，CuSO42NaOH=Cu(OH)2Na2SO4，将二个方程式叠加可得总反应 2Na2H2OCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4H2。钠与碱溶液反应的实质是钠与水的反应。将钠投入到饱和石灰水中，由于反应消耗了水，故
8、会有溶质析出，溶液也会变浑浊。1金属钠露置于空气中的主要变化 金属钠长期露置于空气中最终完全转变为 Na2CO3 粉末，此过程中的主要变化与现象有：发生的主要变化的化学方程式为 4NaO2=2Na2O；Na2OH2O=2NaOH；2NaOHCO2=Na2CO3H2O，Na2CO310H2O=Na2CO310H2O；Na2CO310H2O=Na2CO310H2O。2钠与水、酸溶液、碱溶液和盐溶液的反应(1)钠与水的反应 化学方程式：2Na2H2O=2NaOHH2，还原剂：Na，氧化剂：H2O。(2)钠与酸溶液的反应 钠与酸溶液反应时先与酸反应生成 H2。如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应。
9、(3)钠与碱溶液的反应 实质就是钠与水的反应。(4)钠与盐溶液的反应 钠与盐溶液反应时，首先与水反应生成 NaOH，然后 NaOH 与盐溶液发生复分解反应(若氢氧化钠不与盐溶液反应，则只有钠与水的反应)。例如 Na 与 Fe2(SO4)3 溶液的反应：2Na2H2O=2NaOHH2，6NaOHFe2(SO4)3=2Fe(OH)33Na2SO4，总的反应方程式为：6Na6H2OFe2(SO4)3=2Fe(OH)33Na2SO4 3H2。1取一块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列对实验现象的描述正确的是()金属先熔化 在空气中燃烧，产生黄色火花 燃烧后得白色固体 燃烧时火焰为黄色 燃烧后生成淡黄色固体
10、 A B CD C 钠燃烧时，先受热熔化成闪亮的小球，然后燃烧，燃烧时火焰为黄色，燃烧后生成淡黄色的过氧化钠固体。2将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是()MgSO4 溶液 NaCl 溶液 Na2SO4 溶液 浓 CaCl2 溶液 CuSO4 溶液 饱和 NaCl 溶液 AB CD B 钠与溶液中的水反应，水的量减少。中 MgSO42NaOH=Mg(OH)2Na2SO4；中CaCl22NaOH=Ca(OH)22NaCl；中生成的是蓝色的 Cu(OH)2沉淀，不合题意要求；中水减少，有 NaCl 析出。Na2O2与CO2、H2O反应的四大关系问题 1 写出过氧化钠与
11、 H2O、CO2 反应的化学方程式，分析反应过程中消耗的 H2O、CO2 与生成的氧气分子数目的关系。提 示 2Na2O2 2H2O=4NaOH O2；2Na2O2 2CO2=2Na2CO3O2，根据化学方程式可以看出与过氧化钠反应时消耗的 H2O、CO2 与生成的 O2 分子数目之比均为 21。问题 2 在密闭容器中一定量的过氧化钠与一定量的 CO2、H2O(g)的混合物发生反应的先后顺序是怎样的？提示 假设 Na2O2 首先与 H2O 反应，则会生成 NaOH、O2，由于 2NaOHCO2=Na2CO3H2O，因此实际参加反应的物质是CO2。所以反应顺序，可视作 Na2O2 先与 CO2
12、反应，待 CO2 反应完全后，Na2O2 再与 H2O(g)发生反应。问题 3 过氧化钠与 H2O、CO2 反应后固体质量怎样变化？有什么规律存在？现有 m g CO、H2 的混合物，充分燃烧后将生成物通入足量的过氧化钠，充分反应后固体增重的质量是多少？提示 分析反应前后固体物质中原子的变化情况，可发现相当于 CO2 中的“CO”、H2O 中的“H2”被固体结合，即固体增重的质量是 CO2 中的“CO”、H2O 中的“H2”的质量。所以 m g CO、H2 的混合物，充分燃烧后将生成物通入足量的过氧化钠，充分反应后固体增重的质量是 m g。反应的化学方程式为 2Na2O22CO2=2Na2CO
13、3O2 2Na2O22H2O=4NaOHO2 1物质的量关系 不论是 CO2 还是 H2O，通过足量的 Na2O2 时，放出 O2 的物质的量与 CO2 或 H2O 的物质的量之比均为 12。2电子转移关系 在 Na2O2 与 CO2 或 H2O 的反应中，Na2O2 既是氧化剂又是还原剂，每生成 1 mol O2 都转移 2 mol 电子。3固体质量关系 4先后顺序关系 一定量的 Na2O2 与一定量 CO2 和 H2O(g)的混合物的反应，解决问题时可视作 Na2O2 先与 CO2 反应，待 CO2 反应完成后，Na2O2 再与 H2O 发生反应。3对于反应：2Na2O22H2O=4NaO
14、HO2，下列说法中正确的是()ANa2O2 是氧化剂，H2O 是还原剂 BNa2O2 既是氧化剂，又是还原剂 C该反应中电子转移的数目为 4e D每有 18 g H2O 与足量 Na2O2 反应，则固体增重 4 g B 在 Na2O2 与 H2O 的反应中，Na2O2 中1 价氧原子之间发生电子转移，Na2O2 既是氧化剂又是还原剂；不知反应物的物质的量无法确定电子转移的数目；根据原子守恒，固体增重质量等于参加反应水中氢原子的质量，即 18 g H2O 参加反应，固体增重 2 g。4CO 和 H2 的混合气体 21.2 g，与足量 O2 反应后，通过足量Na2O2，固体质量增加()A21.2
15、g B14 g C6.78 gD不能确定 A 2COO2=点燃 2CO2，2CO22Na2O2=2Na2CO3O2，2H2O2=点燃 2H2O，2Na2O22H2O=4NaOHO2。将两式合并得：CONa2O2=Na2CO3；将两式合并得：H2Na2O2=2NaOH。由两式可知，固体增加的质量就等于 CO 和 H2 的质量。学 科 素 养 应 用 养 成 据某报报道：在广州市珠江河段曾经出现过惊险神秘的“水雷”，6 个装满金属钠的铁皮水桶浮在水面上，其中 3 个发生剧烈爆炸，另外三个被成功打捞。据现场的一位同志讲，早上 10 点多，河内突然冒起一股白烟，在水面上漂浮的一个铁桶内窜出黄色火苗，紧
16、接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起。群众议论：“没想到水里的东西也能着火爆炸。”打捞上来的桶被打开盖子后，马上冒出白烟，而且一旦人们接触了桶内的物质，双手感到剧烈疼痛消防队员将打捞上来的铁桶用煤油浸泡。(1)为什么装满金属钠的铁桶不下沉？(2)为什么“水里的东西也能着火爆炸”？你能写出其有关的化学方程式吗？(3)为什么一旦人们接触了桶内的物质，双手感到剧烈疼痛？解析(1)根据单质钠的物理性质可知，钠的密度比水的密度要小，故装满金属钠的铁桶不下沉。(2)钠与水反应放出大量的热，生成的氢气燃烧，由此引起压强等复杂的变化产生剧烈的爆炸。2Na2H2O=点燃 2NaOHH2。(3)因为有氢氧化钠生成
17、NaOH，具有强腐蚀性。答案(1)钠的密度比水小。(2)钠与水反应放出大量的热，生成的氢气燃烧，由此引起压强等复杂的变化产生剧烈的爆炸。2Na2H2O=2NaOHH2。(3)钠与水反应生成的氢氧化钠是强碱，具有强腐蚀性。能通过用钠的一系列反应现象中总结钠的物理性质，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养，学会利用所学化学知识解决实际生活中问题的能力。双 基 达 标 随 堂 检 测 1下列关于金属钠性质的叙述正确的是()A钠着火时可用水扑灭 B钠与氧气在加热条件下反应时，若氧气的量较少，则生成氧化钠 C钠在空气中长期放置，最终变成碳酸钠 D钠是金属，其密度比水的大 C 钠能与水反应，着火时可用沙土
18、扑灭；钠与氧气在加热时生成过氧化钠，与氧气量的多少无关；钠在空气中放置，先生成氧化钠，进一步转化成氢氧化钠，最后变成碳酸钠；钠的密度比水的小。2向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油，片刻后再向该烧杯中缓慢地加入一绿豆粒大的金属钠，可能观察到的现象是下图中的()A 钠的密度比煤油大，比水小，故钠在水和煤油的交界处与水发生反应生成氢气，从而可看到气泡。3(双选)对于反应：TiCl44Na=700800 4NaClTi，下列说法正确的是()A该反应说明钠是强还原剂，可用于冶炼金属 B该反应条件是 TiCl4 在熔融状态或水溶液中 CTi 是还原产物 DTiCl4 是还原剂 AC 对于已知反应，钠是还
19、原剂，TiCl4 是氧化剂，NaCl 是氧化产物，Ti 是还原产物，因为钠能与水反应，所以该反应条件只能是 TiCl4 在熔融状态下。4下列关于 Na2O 和 Na2O2 的叙述正确的是()A都是白色固体 B都是碱性氧化物 C都能和水反应形成强碱溶液 D都是强氧化剂 C Na2O 是白色固体，Na2O2 是淡黄色固体；Na2O 是碱性氧化物，Na2O2 是过氧化物；它们都能和水反应形成氢氧化钠溶液；Na2O 中氧元素化合价为2 价，无氧化性，Na2O2 中氧元素化合价为1 价，具有氧化性、还原性，是强氧化剂。5钠的氧化物有氧化钠和过氧化钠两种。(1)写出过氧化钠与水及二氧化碳反应的化学方程式，
20、并分析电子转移的方向和数目，指出氧化剂、还原剂。；。(2)在呼吸面具和潜水艇里，用作氧气来源的物质是()AH2O2 BNa2O2 CKClO3DKMnO4(3)把 Na2O2 投入到少量紫色石蕊溶液中有什么现象？如何解释？。解析(1)过氧化钠与水及二氧化碳的反应中，过氧化钠都既是氧化剂又都是还原剂。(2)因为 Na2O2 与 CO2 和水反应均可产生 O2，故在呼吸面具和潜水艇里 Na2O2 用作 O2 来源的物质。(3)Na2O2 具有强氧化性，可以使有机色质褪色。答案 上述两反应中，Na2O2 都既是氧化剂，又都是还原剂(2)B(3)石蕊溶液先变为蓝色，后变为无色。因为 Na2O2 与水反应生成的 NaOH 使石蕊溶液由紫色变为蓝色；Na2O2 具有强氧化性、漂白性，因此片刻后，溶液由蓝色变为无色 点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!