高中化学必修1学案专题2第二单元第1课时钠

第二单元钠、镁及其化合物第1课时钠一、钠元素的存在和原子结构1．存在自然界中钠元素都以化合态存在，如NaCl、Na2CO3和Na2SO4等。2．原子结构①原子结构示意图：。②结构和性质的关系：很容易失去最外层的一个电子，表现强还原性。二、钠单质的物理性质钠是一种银白色金属，质软，密度为0.97g·cm－3，熔点为97.8℃三、钠的化学性质1．与O2反应2.与水反应将一小块金属钠放入滴有几滴酚酞的水中，可以观察到的现象及对应的解释是：钠与水反应的化学方程式为2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑。四、钠的制备与用途1．制备工业上电解熔融氯化钠，反应的化学方程式为2NaCleq\o(=,\s\up17(电解))2Na＋Cl2↑。2．用途(1)冶炼金属：钠能与钛、钽、铌、锆等金属氯化物反应，其中和TiCl4反应的化学方程式为4Na＋TiCl4eq\o(=,\s\up17(700～800℃))Ti＋4NaCl。(2)高压钠灯：其特点是发出的黄光射程远，透雾能力强。(3)钠钾合金：常温下是液体，可用于快中子反应堆作热交换剂。探究点钠与水、溶液的反应1．钠与水的反应将绿豆大的一小块钠投入到滴有酚酞的盛水的烧杯中，产生的现象及解释如下表所示：实验现象解释钠浮在水面上钠的密度比水小钠熔成闪亮的小球钠的熔点低，钠和水反应放热小球在水面上四处游动钠和水反应生成气体，推动小球迅速游动发出“嘶嘶”的响声反应剧烈反应后的水溶液变红钠和水反应生成了碱性物质，使酚酞溶液变红化学方程式：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，还原剂：Na；氧化剂：H2O。2．与酸溶液反应(1)钠与酸溶液反应时先与酸反应，如：2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑。(2)如果钠相对酸过量，待酸消耗尽后，钠再与水反应，事实上不存在过量钠。3．与碱溶液反应钠与碱溶液反应实质就是钠与水的反应。4．与盐溶液反应(1)NaCl溶液：实际是与水反应。反应的化学方程式为：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑。(2)CuSO4溶液：因为钠与水剧烈反应，这样钠先与水反应，生成的NaOH再跟CuSO4反应，而不能认为发生的只是置换反应。反应的化学方程式为：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑；CuSO4＋2NaOH=Cu(OH)2↓＋Na2SO4；总反应式为：2Na＋CuSO4＋2H2O=Cu(OH)2↓＋H2↑＋Na2SO4。(3)NaHSO4溶液：因其完全电离：NaHSO4=Na＋＋H＋＋SOeq\o\al(2－,4)，而使溶液显强酸性，即盐电离产生的H＋浓度远大于水中的H＋浓度，此时钠直接与盐反应。方程式为：2Na＋2NaHSO4=2Na2SO4＋H2↑。(4)通常钠不能从盐溶液中置换出金属；若盐为熔融状态，钠可以置换出较不活泼的金属，如：4Na＋TiCl4eq\o(=,\s\up17(熔融))4NaCl＋Ti。提示：与Na有类似情况的还有非常活泼的金属，如：K、Ca、Ba等。1．在钠与水反应之前，为什么要用滤纸擦干煤油呢？提示：防止钠与水反应放热而造成煤油的燃烧。2．钠在金属活动性顺序表中排在前面，那它能在盐溶液中置换出排在它后面的金属吗？提示：不能，因为它会先跟水反应，然后生成的NaOH再与盐反应。【例】(1)将一小块钠放入下列溶液中，既能产生气体又能生成白色沉淀的是()A．硝酸铜溶液B．稀硫酸C．氯化钠溶液 D．氯化镁溶液(2)写出Na投入到下列溶液中所发生的化学反应方程式(若有多步，则分步书写)①NaHCO3溶液：_______________________________________、_________________________________________________________。②FeCl3溶液___________________________________________、_________________________________________________________。【思路分析】Na与酸反应的实质是与H＋反应，与盐、碱的反应实际上是与H2O反应，然后根据得到的生成物，再结合溶质的性质，进行判断。【解析】遇到钠与酸、碱、盐水溶液反应的问题时，在注意钠与水反应的同时，还要考虑生成的NaOH是否与溶液中的溶质反应。钠与四种溶液反应都生成氢气，在硫酸铜溶液中会有蓝色沉淀生成，只有在氯化镁溶液中可生成白色沉淀。【答案】(1)D(2)①2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑NaOH＋NaHCO3=Na2CO3＋H2O②2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑3NaOH＋FeCl3=Fe(OH)3↓＋3NaCl向分别盛有100mL水、100mL盐酸、100mL硫酸铜溶液的X、Y、Z三个烧杯中分别投入0.05molNa，Na完全反应，下列说法正确的是(C)A．三个烧杯中一定均会发生反应：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑B．三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，相比而言，Z中的反应一定最剧烈C．Z烧杯中一定会有Cu(OH)2沉淀生成D．三个烧杯中生成的气体的量不一定相同解析：钠投入水溶液中，发生反应的实质是钠与酸或水电离产生的氢离子反应，故A错误；盐酸为酸、硫酸铜为强酸弱碱盐，所以X、Y、Z三个烧杯中，溶液中氢离子浓度最大的是Y，氢离子浓度越大，反应越剧烈，故B错误；钠与硫酸铜溶液反应，反应方程式为：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，2NaOH＋CuSO4=Cu(OH)2↓＋2Na2SO4，故C正确；依据得失电子守恒，可知相同量的钠失去电子数相同，生成氢气的量相同，故D错误。1．(双选)把一小块钠投入到硫酸铜溶液中，生成物有(BC)A．Cu B．Cu(OH)2C．H2 D．O2解析：钠投入到硫酸铜溶液中，既有沉淀生成，同时又放出气体，反应方程式为：2Na＋CuSO4＋2H2O=Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑。2．下列有关钠的叙述错误的是(A)A．钠是一种灰黑色固体，密度比水小，是热和电的良导体B．钠的化学性质非常活泼，钠元素只能以化合态的形式存在于自然界中C．钠的还原性很强，可以用来冶炼金属钛、锆、铌等D．钠的质地软，可用小刀切割解析：钠是一种银白色固体，密度比水小，是热和电的良导体，A项错误。3．(双选)下列关于钠的说法不正确的是(CD)A．金属钠与O2反应，条件不同，产物不同B．钠—钾合金通常状况下呈液态，可作原子反应堆的导热剂C．钠的化学活泼性很强，少量的钠可保存在有机溶剂CCl4中D．钠露置在空气中的最终产物为Na2O2解析：钠易与空气中的O2、H2O反应，可将其保存在煤油中，CCl4比钠重，钠不能保存在其中；钠露置在空气中最终产物应为无水Na2CO3。4．取一块金属钠放在燃烧匙里加热，记录了下列实验现象：①金属钠熔化；②在空气中燃烧，放出紫色火花；③燃烧后得到白色固体；④燃烧时火焰为黄色；⑤燃烧后生成淡黄色固体物质，其中描述正确的是(D)A．①② B．①②③C．①④ D．①④⑤解析：钠的熔点只有97.8℃5．已知苯为无色液体，与水互不相溶，且苯不与钠反应，在烧杯中加入水和苯(密度：0.88g/cm3)各50mL。将一小粒金属钠(密度：0.97g/cm3)投入烧杯中，观察到的现象可能是(D)A．钠在水层中反应并四处游动B．钠停留在苯层中不发生反应C．钠在苯的液面上反应并四处游动D．钠在苯与水的界面处反应并可能做上、下跳动解析：密度：ρ(苯)<ρ(钠)<ρ(水)，所以钠应在苯与水的界面处反应。钠与水接触时反应产生氢气，生成的气体将钠带离水层，进入苯层后钠与苯不反应，钠又下沉，如此往复，直至钠反应完，所以钠可能做上、下跳动。6．(1)用金属钠制取过氧化钠的化学方程式是2Na＋O2eq\o(=,\s\up17(点燃))Na2O2，现象是产生黄色火焰；生成淡黄色固体。(2)已知由金属钠生成氧化钠，可有多种方法：①4Na＋O2=2Na2O②4Na＋CO2=2Na2O＋C③2NaNO2＋6Na=4Na2O＋N2↑在上述三种方法中最好的方法是哪种？原因是什么？答案：③；此反应的产物中只有Na2O是固体，