人教版高中化学必修第一册第2章海水中的重要元素-钠和氯第1节第1课时活泼的金属单质-钠课件

第二章第一节

第一课时活泼的金属单质——钠知识点一钠与非金属单质的反应知识点二钠与水反应目录索引

素养目标学习要点1.能从钠原子的结构水平认识钠原子的结构与性质的关系,形成“结构决定性质”的观念,培养宏观辨识与微观探析的学科素养。2.通过实验探究金属钠与水反应的现象,利用所学知识解释并设计实验探究钠与酸、盐溶液的反应,培养科学探究与创新意识的学科素养。两个条件:钠与氧气不同条件下产生不同产物三个规律:钠与水、酸及盐溶液的反应规律知识点一钠与非金属单质的反应基础落实•必备知识全过关1.钠的原子结构及存在形态(1)钠原子的最外层只有

个电子,在化学反应中容易失电子,表现出很强的

性。

(2)钠元素在自然界中都以化合物的形式存在,如

、

和

等。

化合态

1还原氯化钠碳酸钠硫酸钠2.钠与氧气的反应(1)钠与氧气的反应条件常温加热实验操作坩埚三脚架条件常温加热实验现象新切开的钠具有

色的金属光泽,在空气中很快

钠受热后先熔化成

,然后剧烈燃烧,火焰呈

色,生成淡黄色固体常见物质推

断的突破口化学方程式

实验结论①钠的物理性质:

色金属,熔点

,质地软,能用小刀切割。

影响产物的因素②钠与氧气反应的条件不同时,现象不同,产物

银白变暗小球黄4Na+O2══2Na2O2Na+O2Na2O2银白低不同3.钠与其他非金属单质钠除与O2反应外,还可以与Cl2在加热条件下反应,化学方程式为

。

2Na+Cl22NaCl名师点拨钠原子的结构与性质特别提醒(1)剩余的钠要放回原试剂瓶。(2)钠与氧气反应产物不同是由于反应条件不同,碳与氧气反应产物不同是由于氧气的量不同。名师点拨Na在空气中燃烧的四点现象:①Na先熔化后燃烧;②燃烧剧烈;③发出黄色火焰;④生成淡黄色固体。正误判断(1)钠是银白色金属,熔点低,硬度大。(

)(2)钠在反应时,只能作还原剂。(

)(3)钠与O2反应只能生成淡黄色固体Na2O2。(

)×提示

钠的硬度小,可以用小刀切割。

√×提示

钠与O2在常温和加热条件下分别生成Na2O和Na2O2。

重难突破•能力素养全提升探究角度1

钠与氧气的反应例1(2024·山东滨州高一检测)若将4.6g钠块置于适量O2中燃烧后,生成了7.2g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.生成物中只有氧化钠B解析

若Na在燃烧前未被氧化,完全燃烧生成Na2O2,则Na2O2的质量应为7.8

g,与题意不符,说明Na在燃烧前已有部分被氧化。图解要点

极值法在计算中的应用根据钠与氧气反应的化学方程式的下列关系式:

完全转化为

完全转化为2Na2O

~

4Na

~

2Na2O22×62

4×23

2×78m1

g

4.6

g

m2

g则m1=6.2

g,m2=7.8

g,即m1<7.2

g<m2,故产物为Na2O和Na2O2的混合物,或钠在燃烧前已有部分被氧化。[对点训练1]等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块与足量氧气在常温下充分反应,则下列说法正确的是(

)A.第一块钠失去电子数较多B.两块钠失去电子数一样多C.第二块钠的反应产物质量较大D.两块钠的反应产物质量一样大B解析

根据得失电子守恒,不论是加热还是缓慢氧化,最终钠都变为+1价的阳离子,故等质量的两块钠失去的电子数一样多;加热时生成Na2O2,而常温时生成Na2O,故第一块钠的反应产物质量较大。思维模型

极值法极值法是采用极限思维方式解决一些模糊问题的解题技巧。它是将题设构造为问题的两个极端,然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的量值,进行判断分析,求得结果,也称为极端假设法。该方法常用来判断混合物的组成,平衡混合物中各组分含量的范围等。探究角度2

钠露置在空气中的变化

A.①发生了氧化还原反应B.①钠表面变灰暗是因为生成了过氧化钠C.③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液D.④⑤只发生物理变化A解析

钠露置在空气中由银白色变灰暗,是因为Na与O2反应生成了Na2O,Na2O与H2O反应生成白色固体NaOH,NaOH易潮解,吸收空气中的H2O形成NaOH溶液而出现液滴,同时吸收空气中的CO2,生成Na2CO3·10H2O,Na2CO3·10H2O逐渐风化最后变为Na2CO3固体,其中①发生了氧化还原反应,A项正确;Na只有在加热或点燃时才能生成Na2O2,B项错误;③是NaOH潮解,C项错误;④⑤中发生反应有2NaOH+CO2══Na2CO3+H2O,Na2CO3+10H2O══Na2CO3·10H2O及Na2CO3·10H2O══Na2CO3+10H2O,D项错误。图解要点

物质的变化如图

【变式设问】(1)钠露置在空气中,其变质过程中涉及的氧化还原反应有几个?(2)写出生成上题可能产生物质的化学方程式。提示

1个。钠露置在空气中的变化过程为Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3,属于氧化还原反应的过程有Na变为Na2O,共1个。提示

4Na+O2══2Na2O;Na2O+H2O══2NaOH;2NaOH+CO2══Na2CO3+H2O。

[对点训练2](2024·山东淄博高一检测)钠露置在空气中,其变质过程中不可能产生的物质是(

)A.Na2O B.NaOHC.NaHCO3 D.Na2CO3C解析

钠只有在加热条件下才与氧气反应生成Na2O2。钠露置在空气中的变化过程为Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3,不可能会有NaHCO3生成。知识点二钠与水反应基础落实•必备知识全过关1.实验探究根据氧化还原反应规律,预测Na与H2O反应的生成物为

。

(1)操作:NaOH、H2

(2)现象及结论

现象原因钠浮在水面上钠的密度比水

熔成闪亮的小球钠的熔点

且反应

热

钠在水面上迅速游动反应产生

推动钠游动

发出“嘶嘶”声响钠与水反应剧烈溶液变红反应生成

物质

小低放气体碱性2.结论(1)钠与水反应的化学方程式:

。

实质为钠与水电离出的氢离子反应

由性质决定(2)钠着火不能用水灭火,需用干燥的

灭火。

2Na+2H2O══2NaOH+H2↑沙土名师点拨钠与水反应的现象及原因教材拓展从不同角度认识钠与水的反应。属于:①置换反应

②氧化还原反应③离子反应

④放热反应知识拓展钠的制备与用途1.钠的制备2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。2.钠的用途(1)钾钠合金(液态)可用作核反应堆导热剂。(2)用作电光源,制作高压钠灯。(3)作强还原剂,冶炼金属钛、锆、铪等,如4Na+TiCl44NaCl+Ti。重难突破•能力素养全提升探究角度1

钠与水的反应例1已知四氯化碳是一种常用有机溶剂,不溶于水。将绿豆大的钠块投入如图所示的烧杯中,可能出现的现象是(

)A.钠块只在煤油层中游动,并放出气体B.钠块只在水层中游动,钠块熔化,水层变红C.钠块在煤油、水两种液体界面处反应,熔化成小球并上下跳动,水层变红D.钠块在四氯化碳、水两液体界面处反应,熔化成小球并上下跳动,水层变红C解析

由题图可知,三种液体的密度:四氯化碳>水>煤油,而钠的密度为0.971

g·cm-3,介于水和煤油的密度之间,故将绿豆大的钠块投入烧杯中,钠块在煤油、水两种液体界面处反应,钠的下半部分与水接触并反应,产生H2推动钠向上游动,进入煤油层后,反应停止,由于钠受到的重力大于浮力,随后钠块下沉,又回落到煤油和水的界面上,重复上述过程,故钠块在水层与煤油层界面处反应并上下跳动,因反应生成NaOH,滴有少量酚酞的水变红。[对点训练1]某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中,此实验能证明(

)①钠的密度比水的小②钠的熔点较低③钠与水反应时放出热量④钠与水反应后的溶液呈碱性A.①④ B.①②C.③④ D.①②③④D解析

将一小块钠投入滴有酚酞的水中,会观察到金属钠浮在水面上,证明钠比水轻,故①正确;会观察到金属钠熔成闪亮的小球,并且发出响声,证明反应放热,钠的熔点低,故②③正确;同时会观察到溶液变为红色,证明有碱性物质生成,故④正确。探究角度2

钠与酸、碱、盐溶液反应的实质例2(2024·河北衡水高一检测)将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,有气体放出,且溶液质量减小的是(

)A.HCl B.NaOH C.K2SO4 D.CuSO4D解析

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“有气体放出”,而反应后“溶液质量减小”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小。图解要点

解答钠与水溶液反应的思路如下

【变式设问】(1)若题干不变,将C项改成“饱和K2SO4溶液”是否可选

(填“是”或“否”),原因是什么?

(2)若将题干中的“且溶液质量减轻”改成“且有沉淀生成”,答案应选哪项?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。提示

D。D中Na与水反应生成的NaOH会与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀。[对点训练2](2024·山东聊城高一检测)取一支大试管,加入20mL饱和澄清石灰水(ρ=1.6g·cm-3),再加入5mL苯(一种有机溶剂,与水不互溶,ρ=0.87g·cm-3),静置后缓慢加入绿豆粒大的钠块(ρ=0.971g·cm-3)。下列实验现象中,能观察到的有(

)①钠在饱和澄清石灰水层反应并四处游动②有气体产生③溶液变浑浊④钠在石灰水与苯的界面处反应并上下跳动⑤钠停留在苯层不反应⑥钠块最后消失A.①②⑥ B.②③④⑥

C.④⑤ D.①③⑥B解析

根据题意,金属钠的密度小于石灰水,但大于苯,故将金属钠投入盛有饱和澄清石灰水和苯的大试管中,钠会处于二者的界面处;同时由于钠与水反应生成氢气,对金属钠产生推动作用,故金属钠在界面处可能做上下跳动。由于有NaOH生成,并放出热量,Ca(OH)2的溶解度减小,故有Ca(OH)2析出,溶液变浑浊。归纳总结

钠与酸、碱、盐溶液发生反应的规律

[对点训练3]下列反应的离子方程式不正确的是(

)A.钠与水反应:2Na+2H2O══2Na++2OH-+H2↑B.钠与MgSO4溶液反应:2Na+Mg2+

══Mg+2Na+C.钠与盐酸反应:2Na+2H+══2Na++H2↑D.钠与氯化钾溶液反应:2Na+2H2O══2Na++2OH-+H2↑B解析

钠与水反应中只有NaOH可以拆成离子形式,A正确;钠与MgSO4溶液反应的实质是钠与水反应生成NaOH,NaOH再与MgSO4反应生成Mg(OH)2,总离子方程式可写作:2Na+2H2O+Mg2+══Mg(OH)2↓+H2↑+2Na+,B错误;钠与盐酸反应即与H+反应,C正确;钠与氯化钾溶液反应实质是与水反应,D正确。学以致用•随堂检测全达标题组1钠的存在

钠与氧气的反应1.取一块金属钠放在燃烧匙里加热,下列关于该实验现象的描述不正确的是(

)A.金属钠先熔化 B.燃烧时火焰为黄色C.燃烧后生成白色固体 D.燃烧后生成淡黄色固体C解析

由于钠的熔点较低,故钠先熔化,故A正确;钠燃烧时火焰为黄色,故B正确;与氧气在加热条件下反应生成淡黄色过氧化钠固体,故C错误,故D正确。2.(2024·福建宁德高一检测)英国化学家汉弗里·戴维在19世纪初通过电解的方式获得金属钠的单质。下面关于金属钠的描述正确的是(

)A.少量钠应保存在水中B.钠离子性质很活泼C.钠很软,在新材料领域没有用途D.钠的化学性质很活泼,在自然界里不能以游离态存在D解析

钠很活泼,能与氧气和水反应,所以少量钠应保存在煤油中,故A错误;钠原子最外层有一个电子,易失去,所以钠原子具有较强的还原性,而钠离子只能得电子,具有弱氧化性,故B错误;钠的导电和导热性较好,在新材料领域有用途,故C错误;钠与氧气、水等都能发生剧烈反应,性质活泼,在自然界里不能以游离态存在,故D正确。题组2钠与水的反应3.钠与水反应的实验过程如图所示,下列有关说法不正确的是(

)A.图②中钠熔成小球,说明钠与水反应放热且钠的熔点低B.图②中钠球四处游动,说明反应产生了气体C.图③中滴加酚酞溶液后溶液变红,说明有碱性物质生成D.钠与水反应的离子方程式是2Na+2H+══2Na++H2↑D解析

图②中钠熔成小球所需热量是由反应放出的,此时水未沸腾,说明钠的熔点低,A项正确;图②中钠球四处游动是由反应产生的气体推动的,B项正确;图③中滴加酚酞溶液后溶液变红,说明生成物中有碱性物质,C项正确;水不易电离,不能拆开,正确的离子方程式为2Na+2H2O══2Na++2OH-+H2↑,D项错误。题组3钠与水、酸、盐溶液的反应4.按如图所示进行相应实验,下列有关它们反应现象的分析错误的是(

)A.均有可燃性气体生成B.反应剧烈程度:乙>甲C.丙中钠能置换出单质铜D.乙、丙中钠在液面上反应,并四处游动C解析

钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,钠与盐酸反应产生氯化钠和氢气,钠与硫酸铜溶液反应的实质是钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,生成的氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀。由分析可知,甲、乙、丙中均有可燃性气体氢气生成,A正确;钠与水或与酸反应的实质是钠与氢离子发生置换反应,反应快慢取决于氢离子浓度大小,乙中的酸的浓度最大,故反应剧烈程度:乙>甲,B正确;钠与硫酸铜溶液反应的化学方程式为2Na+2H2O══2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4══Cu(OH)2↓+Na2SO4,反应中生成了蓝色沉淀,并不会置换出铜单质,C错误;钠的密度小于水,所以浮在液面上,反应产生氢气,故四处游动,D正确。5.(2024·河北石家庄高一检测)金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的,这个原理应用于工业生产,约在1891