高中化学专题3从海水中获得的化学物质第2单元第1课时钠的性质与制备教学案苏教版必修第一册

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。一、钠的存在与物理性质1．存在：在自然界中都以化合态存在，如氯化钠、碳酸钠和硫酸钠等。2．钠的物理性质颜色、状态熔、沸点密度硬度银白色、固体熔沸点较低比水小质软二、钠的结构与化学性质及应用(填结构示意图)，说明钠具有强还原性。1．钠与氧气的反应反应条件室温加热实验步骤新切开的钠具有银钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生实验现象白色的金属光泽，成淡黄色固体在空气中很快变暗点燃2Na＋O=====NaO化学方程式4Na＋O===2NaO22222结论钠是非常活泼的金属，与O反应，条件不同时，现象不同，产物也不同22.与水的反应实验现象解释钠浮在水面上钠的密度比水小钠与水反应生成气体钠熔点低，反应放热与水反应发出“嘶嘶〞响声钠熔化成闪亮的小球小球在水面上迅速游动，逐渐变小，最后消失反应产生的气体推动小球运动钠与水反应生成碱剧烈反应，生成NaOH和H：2Na＋2HO===2NaOH＋H↑反应后溶液的颜色逐渐变红钠与水2223.与熔融的金属卤化物反应Na与熔融的TiCl反应的方程式为4Na＋TiCl700==========～800℃4NaCl＋Ti。444．钠的制备与应用通电(1)制备：电解熔融的氯化钠，反应方程式为2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl↑。2(2)用途：①冶炼金属。②高压钠灯：其特点是黄光射程远，透雾能力强。③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。将一块钠投入到少的量盐酸中，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2Na＋2HCl===2NaCl＋H↑，2Na＋2HO===2NaOH＋H↑。222三、钠的氧化物1．氧化钠氧化钠为白色固体，属于碱性氧化物，与水和盐酸反应的化学方程式分别为NaO＋2HO===2NaOH、NaO＋2HCl===2NaCl＋HO。2222．过氧化钠(1)物理性质：淡黄色固体。(2)化学性质①与水的反应化学方程式：2NaO＋2HO===4NaOH＋O↑。2222②与二氧化碳的反应化学方程式：2NaO＋2CO===2NaCO＋O。222232(3)用途：作呼吸面具里的供氧剂，也可作漂白剂。微点拨：(1)NaO不属于碱性氧化物。22(2)NaO固体中的阳离子和阴离子分别为Na＋、O2－，其数目比为2∶1，NaO固体中的阳222-2-/10(3)NaO与CO或HO反应均为自身氧化还原反应，NaO既是氧化剂又是还原剂，HO和22222(2)钠与O反应时，条件不同，产物也不同。(√)22．以下表达中错误的选项是()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3．Na及其化[答案]①2Na＋2HO===2NaOH＋H↑22②2Na＋2HCl===2NaCl＋H↑2③NaO＋CO===NaCO3222④2NaO＋2CO===2NaCO＋O222232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NaO)→生成白色固体(生成NaOH)→表面变成2[问题2]有人设计了如下图的实验装置验证钠的性质。组装仪器加入药品后，上提大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。假设将CuSO溶液换成饱和4石灰水，试管中出现什么现象？一般分两步考虑：先考虑Na与水反应生成小球，在液面上四处游，动并发：2Na＋2HO===2NaOH＋H↑，CuSONaOH，再考虑NaOH。钠在CuSO溶液中反应的现象为钠熔化成4224＋2NaOH===Cu(OH)↓＋2NaSO，将二个方程式叠加可得总反应2Na＋2HO＋CuSO===Cu(OH)↓22442＋NaSO＋H↑。钠与碱溶液反应的实质是钠与水的反应2。将钠投入到饱和石灰水中，由于反24应消耗了水，故会有溶质析出，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NaCO粉末，3此过程中的主要变化与现象有：2发生的主要变化的化学方程式为①4Na＋O===2NaO；22word②NaO＋HO===2NaOH；22④2NaOH＋CO===NaCO＋HO，3222NaCO＋10HO===NaCO·10HO；223232⑤NaCO·10HO===NaCO＋10HO。2232322．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：2Na＋2HO===2NaOH＋2H↑，2还原剂：Na，氧化剂：HO。2(2)钠与酸溶液的反应①钠与酸溶液反应时先与酸反应生成H。2②如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应。(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(假设氢氧化钠不与盐溶液反应，那么只有钠与水的反应)。例如Na与Fe(SO)溶液的反应：4322Na＋2HO===2NaOH＋H↑，26NaOH＋Fe(SO)===2Fe(OH)↓＋3NaSO，总的反应方程式为：24332426Na＋6HO＋Fe(SO)===2Fe(OH)↓＋3NaSO＋3H↑。222433421．取一块金属钠，放在燃烧匙里加热，以下对实验现象的描述正确的选项是()①金属先熔化②在空气中燃烧，为黄色⑤燃烧后生成淡黄色固体产生黄色火花③燃烧后得白色固体④燃烧时火焰A．②⑤B．①②③D．④⑤C．①④⑤C[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．将金属钠放入盛有以下溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是()①MgSO溶液②NaCl溶液③NaSO溶液④浓CaCl溶液⑤CuSO溶液2NaCl4244溶液A．①②⑤B．①④⑥-5-/10C．①④⑤D．①⑤⑥B[钠与溶液中的水反应，水的量减少。①中MgSO＋2NaOH===Mg(OH)↓＋NaSO；④中2424CaCl＋2NaOH===Ca(OH)↓＋2NaCl；⑤中生成的是蓝色的Cu(OH)沉淀，不合题意要求；⑥中222水减少，有NaCl析出。]NaO与CO、HO反应的四大关系2222[问题1]写出过氧化钠与HO、CO反应的化学方程式，分析反应过程中消耗的HO、CO2222与生成的氧气分子数目的关系。[提示]2NaO＋2HO===4NaOH＋O↑；2NaO＋2CO===2NaCO＋O，根据化学方程式可以2222222232看出与过氧化钠反应时消耗的HO、CO与生成的O分子数目之比均为2∶1。222[问题2]在密闭容器中一定量的过氧化钠与一定量的CO、HO(g)的混合物发生反应的22先后顺序是怎样的？[提示]假设NaO首先与HO反应，那么会生成NaOH、O，由于2NaOH＋CO===NaCO3222222＋HO，因此实际参加反应的物质是CO。所以反应顺序，可视作NaO先与CO反应，待CO反222222应完全后，NaO再与HO(g)发生反应。222[问题3]过氧化钠与HO、CO反应后固体质量怎样变化？有什么规律存在？现有mg22CO、H的混合物，充分燃烧后将生成物通入足量的过氧化钠，充分反应后固体增的重质量是多2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CO中的“CO〞、HO22中的“H〞被固体结合，即固体增的重质量是CO中的“CO〞、HO中的“H〞的质量。所以m2222gCO、H的混合物，充分燃烧后将生成物通入足量的过氧化钠，充分反应后固体增的重质量是2mg。反应的化学方程式为2NaO＋2CO===2NaCO＋O①3222222NaO＋2HO===4NaOH＋O↑②22221．物质的量关系不论是CO还是HO，通过足量的NaO时，放出O的物质的量与CO或HO的物质的量之2222222比均为1∶2。2．电子转移关系-6-/10在NaO与CO或HO的反应中，2NaO既是氧化剂又是还原剂，每生成1molO都转移2mol222222电子。3．固体质量关系4．先后顺序关系NaO与一定量CO和HO(g)的混合物的反应，解决问题时可视作NaO先与CO一定量的2222222反应，待CO反应完成后，NaO再与HO发生反应。22223．对于反应：2NaO＋2HO===4NaOH＋O↑，以下说法中正确的选项是()2222A．NaO是氧化剂，HO是还原剂222B．NaO既是氧化剂，又是还原剂22C．该反应中电子转移的数目为4e－D．每有18gHO与足量NaO反应，22那么固体增重4g2B[在NaO与HO的反应中，NaO中－1价氧原子之间发生电子转移，NaO既是氧化剂2222222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18gHO参加反应，固体增重2g。]24．CO和H的混合气体21.2g，与足量O反应后，2通过足量NaO，固体质量增加()222A．21.2gB．14gC．6.78gD．不能确定点燃点燃A[2CO＋O=====2CO①，2CO＋2NaO===2NaCO＋O②，2H＋O=====2HO③，2NaO2222222322222＋2HO===4NaOH＋O↑④。将①②两式合2并得：CO＋NaO===NaCO⑤；将③④两式合并得：22232H＋NaO===2NaOH⑥。由⑤⑥两式可22知，固体增加的质量就等于CO和H的质量。]22-7-/10据某报报道：在某某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，河铁皮水桶浮在水面上漂浮的一个铁桶内窜出黄色火苗，紧接着一声巨响，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。装满金属钠的铁桶不下沉？“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？[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(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点燃2[答案](1)钠的(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爆炸。2Na＋2HO===2NaOH＋H↑。产生剧烈的22能通过钠用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。1．以下关于金属钠性质的表达正确的选项是()A．钠着火时可用水扑灭B．钠与氧气在加热条件下反应时，假设氧气的量较少，那么生成氧化钠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以下图中的()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：TiCl＋4Na700～==========800℃4NaCl＋Ti，以下说法正确的选项是()4A．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TiCl在熔融状态或水溶液中4C．Ti是还原产物D．TiCl是还原剂4AC[对于反应，钠是还原剂，TiCl是氧化剂，NaCl是氧化产物，Ti是还原产物，因为4钠能与水反应，所以该反应条件只能是TiCl在熔融状态下。]44．以下关于NaO和NaO的表达正确的选项是()222A．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[NaO是白色固体，NaO是淡黄色固体；NaO是碱性氧化物，NaO是过氧化物；它们222