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1、第二章海水中的重要元素钠和氯第一节钠及其化合物第1课时活泼的金属单质钠,一、钠的物理性质,大于,大于,小于,柔软,二、钠的结构与化学性质钠的最外电子层上只有_个电子,在化学反应中该电子很容易_。因此,钠的化学性质非常活泼,表现出很强的_性。,1,失去,还原,1.钠与氧气的反应,银白,变暗,熔化成小球,黄色,淡黄色,4Na+O2=2Na2O,2Na+O2 Na2O2,【巧判断】(1)金属钠在常温下与氧气反应生成过氧化钠。 ()提示:。金属钠在常温下与氧气反应生成氧化钠,在点燃或加热的条件下生成过氧化钠。,(2)金属钠在空气中加热时,钠剧烈燃烧,产生黄色火焰。()提示:。金属钠在空气中加热时,剧烈
2、燃烧,产生黄色火焰。,(3)钠与氧气的反应,无论常温还是加热条件,钠均作还原剂。()提示:。钠与氧气反应化合价从0价升高到+1价,作还原剂。,2.钠与水的反应(1)实验探究,小,低,碱,(2)实验结论:钠与水反应剧烈,生成_,化学方程式是_。,NaOH,2Na+2H2O=2NaOH+H2,【情境思考】某船员在运输盛有钠的铁桶时,不小心把盖子打开,桶内马上冒起浓浓的白烟,而且一接触桶内物质,双手立刻感到剧烈的疼痛,情急之下他将桶推到江里。一遇到水,桶立马爆炸。消防队员找来一个较大的白色塑料桶,将打捞上来的铁桶放在里面,用煤油浸泡。,(1)盛有钠的桶遇水立马爆炸的原因是什么?提示:钠与水反应放出热
3、量,使生成的氢气发生爆炸。,(2)用煤油浸泡铁桶的灭火道理是什么?提示:钠易与空气中的氧气、水等反应,而钠不与煤油反应,且密度比煤油大,故将钠保存在煤油中隔绝空气。,知识点一钠露置在空气中的变化【重点释疑】1.相应变化金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末。,2.变化过程,3.发生主要变化的化学方程式(1)4Na+O2=2Na2O(2)Na2O+H2O=2NaOH(3)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2ONa2CO3+10H2O=Na2CO310H2O(4)Na2CO310H2O=Na2CO3+10H2O,【思考讨论】(1)钠单质暴露在空气中会有Na2O2生成吗?为什么?提示
4、:不会。钠只有在加热条件下才会与O2反应生成Na2O2,故钠单质暴露在空气中不会有Na2O2生成。,(2)Na2CO310H2O风化生成Na2CO3属于化学变化还是物理变化?提示:化学变化。风化是结晶水合物在干燥空气中失去结晶水的过程,生成了新的物质,故属于化学变化。,【案例示范】【典例】(2019淄博高一检测)钠露置在空气中易变质,其变质过程中不可能产生的物质是()A.Na2OB.NaOHC.NaHCO3D.Na2CO3,【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)NaOH可与空气中的二氧化碳反应。(2)空气中的二氧化碳含量少,与氢氧化钠反应不能生成NaHCO3。,【解析】选C。钠露置在空气
5、中的变化过程为NaNa2ONaOHNa2CO310H2ONa2CO3,不可能有NaHCO3生成。,【母题追问】(1)钠露置在空气中,其变质过程中涉及的反应类型有哪些?提示:钠露置在空气中的变化过程为NaNa2ONaOH Na2CO310H2ONa2CO3,分别属于化合反应(氧化还原反应)、化合反应、复分解反应、分解反应。,(2)23 g钠暴露在空气中,最终得到的产物及其质量是多少?提示:钠暴露在空气中,最终得到NaCO3,根据元素守恒,有2NaNa2CO3 46 106 23 m(Na2CO3)则m(Na2CO3)=53 g。,【迁移应用】1.(2019成都高一检测)用流程图示的方法可以清楚地
6、反映物质之间的转化关系。如Na NaOH NaCl,则在常温下,上述转化关系内 的物质是()A.Na2CO3B.Na2OC.Na2SD.Na2O2,【解析】选B。在常温下,钠与氧气反应生成氧化钠。,2.(2019镇江高一检测)在实验室里为了研究钠的性质,做了如下实验:(1)取用浸没在煤油中的金属钠的操作方法是_。,(2)一小块金属钠长时间置于空气中,可能有下列现象,这些现象出现的先后顺序是_(填序号,下同)。变成白色粉末变暗变成白色固体变成液体A. B.C. D.,(3)取一块金属钠放在燃烧匙里加热,观察到下列实验现象:金属先熔化在空气中燃烧,放出黄色火花燃烧后得白色固体燃烧时火焰为黄色燃烧后
7、生成淡黄色固体,描述正确的是_。A. B.C. D.,【解析】(1)取用金属钠必须用镊子,剩余的金属钠包括碎屑都必须放入原试剂瓶中。(2)Na在空气中放置的变化过程为Na Na2O(变暗) NaOH(白色固体) 表面形成溶液 Na2CO310H2O(白色固体) Na2CO3(白色粉末)。(3)钠的熔点只有97.8 ,加热立即熔化。钠是一种很活泼的金属,加热时与氧气化合生成过氧化钠,呈淡黄色。钠在空气中燃烧的火焰为黄色。,答案:(1)用镊子取出钠块,用滤纸吸干钠块表面的煤油,在玻璃片上用小刀切去表面的氧化层,再切下一小粒备用,余下的钠全部放回试剂瓶中(2)B(3)D,【补偿训练】1.(2019湘
8、潭高一检测)金属钠是一种活泼金属,除了具有金属的一般性质外,还具有自己的特性。下列关于钠的叙述中,正确的是()A.钠是银白色金属,熔点低,硬度大B.钠放置在空气中,会迅速被氧化生成淡黄色的氧化钠,C.在氧气中加热时,金属钠剧烈燃烧,发出黄色火焰D.金属钠可存放于烧杯中,【解析】选C。A中,钠的硬度小,可用小刀切割;B中,放置在空气中,钠被缓慢氧化生成白色的Na2O;D中,钠与氧气反应,应密闭保存。,2.(2019滨州高一检测)若将4.6 g钠块置于过量O2中燃烧后,生成了7.2 g固体物质,则下列推断合理的是()A.钠在燃烧前未被氧化 B.钠在燃烧前已有部分被氧化C.生成物中只有过氧化钠D.生
9、成物中只有氧化钠,【解析】选B。若Na未被氧化,完全反应生成Na2O2,则其质量为7.8 g,故说明Na燃烧前已部分被氧化。,3.(2019大同高一检测)有A、B、C三种常见的金属单质,A在空气中燃烧生成淡黄色固体;B为红色固体,锈蚀时变为绿色;C在氧气中燃烧,火星四射。根据以上信息回答下列问题:(1)写出对应化学式:A_,B_,C_。(2)A在室温下与氧气反应时生成_,C在空气中锈蚀生成_。,(3)写出下列化学方程式:A在空气中燃烧_;B与氧气在加热条件下反应_;C在氧气中燃烧_。,【解析】根据已知信息,A在空气中燃烧生成淡黄色固体可推断出A为Na,Cu是红色固体,在空气中变质生成绿色的碱式
10、碳酸铜,故B为Cu,Fe在氧气中燃烧,火星四射,C为Fe。,答案:(1)NaCuFe(2)Na2OFe2O3(3)2Na+O2 Na2O22Cu+O2 2CuO3Fe+2O2 Fe3O4,【素养提升】四乙基铅作为汽油添加剂一度被广泛使用,以提高燃料的辛烷值,防止发动机内发生爆震,从而能够使用更高的压缩比率,以此提高汽车发动机效率和功率。金属钠常用于制造该种抗爆剂。钠性质活泼,还可以通过以下三种方法制备Na2O。,第一种: 4Na+O2(纯氧)=2Na2O第二种: 4Na+CO2=2Na2O+C第三种: 2NaNO2+6Na=4Na2O+N2(1)第一种制法有没有可能生成Na2O2?为什么?提示
11、:常温下不可能生成Na2O2。,(2)上述三种方法中最好的是哪一种?为什么?试一一评价。,提示:钠和纯氧气反应生成氧化钠,虽然产物唯一,但无法确定反应是否完全。第二种,产生的碳单质和氧化钠混合在一起无法分离,并且此反应很难发生。第三种是工业制取氧化钠最常见的方法,产生的氮气和固体分离无杂质,而且亚硝酸钠属于工业常用盐,很便宜,它提供钠元素,而减少较贵的金属钠用量。,知识点二钠与水、酸、碱、盐溶液反应的实质【重点释疑】 1.钠与水(滴有酚酞)的反应,2.与酸溶液反应,3.与碱溶液反应:其实质是钠与水的反应如钠与氢氧化钠溶液的反应,即钠与水的反应。,4.与盐溶液反应,【思考讨论】(1)把钠投入稀盐
12、酸中,有何现象?相比钠与水的反应哪个更剧烈?为什么?提示:浮、熔、游、响,钠与盐酸反应比与水反应更剧烈,因为钠与水反应的实质是钠与H+反应,盐酸中H+浓度比水中的大,所以更剧烈。,(2)钠能不能从盐溶液中置换出金属?为什么?提示:钠不能从盐溶液中置换出金属,因为钠会先和水反应生成NaOH和H2,NaOH再和盐反应。,【案例示范】【典例】将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是()A.HClB.NaOHC.K2SO4D.CuSO4,【思维建模】解答钠与水溶液反应的思路如下:,【解析】选D。将少量钠投入题述四种物质的水溶液中,均有H2产生,故都满足题目的第一个条件“有
13、气体放出”,而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中只有H2放出,故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀:2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2+Na2SO4 +H2,故反应后溶液质量减轻。,【母题追问】(1)若题干不变,将C项改成“饱和K2SO4溶液”是否可选_(填“是”或“否”),原因是_。提示:是。若C项改成“饱和K2SO4溶液”,由于Na与水反应会消耗水,故K2SO4会析出,溶液质量会减轻。,(2)若将题干中的“且质量减轻”改成“且有沉淀生成”,答案应选_。
14、提示:D。D中Na与水反应生成的NaOH会与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀。,【规律方法】金属钠与水、酸、盐溶液反应现象分析的思维模板(1)共性:浮:钠浮在液面上;熔:钠熔化成光亮的小球;游:在液面上不停地游动直至反应完;响:反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。,(2)差异性:与酸反应时,由于溶液中H+浓度较大,反应比钠与水剧烈,最后钠可能在液面上发生燃烧;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。,【迁移应用】1.(2019阜阳高一检测)将一小块钠投入下列溶液中,既能产生气体又会出现沉淀的是()稀硫酸稀氢氧化钠溶液硫酸铁溶液氯化镁溶液饱和澄清石灰水A.B.C.
15、D.,【解析】选D。、只产生H2,发生的反应为2Na+H2SO4=Na2SO4+H2,2Na+2H2O=2NaOH+H2;、中钠除了与水反应产生H2外,生成的NaOH还与Fe2(SO4)3、MgCl2发生复分解反应,产生Fe(OH)3和Mg(OH)2沉淀。钠投入饱和澄清石灰水其实就是跟水反应,由于是饱和石灰水,钠与水反应消耗水且反应放热,原溶液中的氢氧化钙会析出而变浑浊。,2.(2019莆田高一检测)将一小块金属钠投入滴有紫色石蕊试液的盛冷水的烧杯中,甲同学认为可以观察到下列实验现象,其中正确的有()钠投入水中,先沉入水底,后浮出水面钠立即与水反应,并有气体产生,反应后溶液变红色钠熔化成光亮的
16、小球小球在水面上迅速游动有“嘶嘶”的响声发出A. B.C. D.,【解析】选C。钠投入水中,不是沉入水底,而是浮在水面上;钠与水反应生成NaOH,溶液呈碱性,使紫色石蕊试液变蓝。,【补偿训练】1.(2019兰州高一检测)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轻缓地加入绿豆大小的金属钠,可能观察到的现象是(),【解析】选A。因煤油的密度比水小,所以煤油在上层,水在下层,又因钠的密度比水小,比煤油大,因此介于两者之间,而钠能与水反应产生气体,在与水反应生成气体后被气体带离水层,进入煤油层后停止反应又下沉,如此往复,直至钠反应完;故A项图示正确。,2.将绿豆大小的钠投入足量下列溶液
17、时,能产生气体,但无沉淀产生的是()A.稀硫酸 B.饱和NaOH溶液C.饱和NaCl溶液 D.MgCl2溶液,【解析】选A。四种情况下均有气体产生,A中Na与稀硫酸生成的硫酸钠易溶于水,故不会有沉淀,符合题意;由于B、C为饱和溶液,加入钠消耗水,均会有晶体析出;而D中钠和水反应产生的氢氧化钠继续和氯化镁反应产生氢氧化镁沉淀。,3.某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物,设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几粒钠块,再从U形管高端加入水(含有酚酞),赶出空气,一会儿加热铜丝。,根据反应中观察到的现象,回答下列问题:(1)金属钠的反应有哪些现象?(2)U形管中溶液的颜色有何变
18、化?说明了什么?(3)铜丝有什么变化?说明有什么物质生成?若去掉后面的装置,简述检验气体的方法。,(4)若a g钠与b mL水完全反应,则该溶液溶质的质量分数是_。,【解析】钠位于水和煤油界面上,与水发生反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2,生成的H2与CuO发生反应:H2+CuO Cu+H2O。钠与水反应生成NaOH溶液:2Na+2H2O=2NaOH+H2223 240 2a g g g,则w(NaOH)=,答案:(1)有气泡产生,钠在水和煤油的界面上上下跳动,并逐渐变小。(2)从上到下逐渐由无色变为红色;钠与水反应生成NaOH。(3)由黑色变红色;H2;在玻璃管口处点燃气体,有淡蓝色火焰产生。(4) 100%,【课堂回眸】,
