高一化学 实验7 钠和水的反应学案-人教版高一全册化学学案

实验7钠和水的反应钠和水反应1、加深对钠活泼性的理解2、培养从实验现象探索实验本质的能力钠是活泼金属，能与冷水起剧烈的化学反应生成氢氧化钠和氢气2Na+2H2O=2NaOH+H2↑烧杯、小刀、镊子、滤纸、玻璃片、钠、水、酚酞步骤实验现象结论及解释1．在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液。2．用镊子从煤油中夹取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油后，将钠放在玻璃片上，用小刀切下绿豆大小的一块放入水中。3．观察实验现象。浮：钠块浮在水面上钠的密度比水小，所以会浮在水面上熔：迅速熔化成一个闪亮的小球该反应是放热反应，且钠的熔点（97.8℃）较低游：小球在水面上四处游动有气体生成响：发出“嘶嘶”响声，最后消失反应剧烈红：溶液变成红色遇酚酞变红，说明溶液显碱性，生成了NaOH实验室钠着火时我们能不能直接用水来扑灭？不能，可以直接拿沙子扑灭。试从氧化还原的角度分析钠和水反应生成什么气体？可能反应有：①与水反应产生氧气Na+H2O→NaOH+O2↑②与水反应产生氢气Na+H2O→NaOH+H2↑钠原子易失电子，化合价升高，因此，必有另一种元素的化合价降低，故发生的是反应②。将一小块钠加入到CuSO4溶液中会有什么现象？有蓝色沉淀生成，有气泡产生第一步Na与水反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

第二步NaOH与CuSO4反应2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4

合起来总反应方程式2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑钠的金属活泼性强，容易与水反应，故不是发生置换反应。注意事项：注意事项：（1）金属钠的密度比水小，比煤油大，且易与空气和水反应，故保存在煤油中。（2）钠的取用是应用镊子不能用手直接接触，钠表面的煤油要用滤纸吸干。（3）该实验中使用的钠的量应为绿豆大小，因为该反应是放热反应且反应剧烈。（4）切割后剩余的钠应该放回原来的试剂瓶中，不能随意丢弃。（5）我们可以收集一试管生成的气体，用拇指堵住试管口，移到火焰边缘，放开手指，如果听到尖锐的爆鸣声，则是氢气。1．在研究金属钠与水反应的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是（）A．将一小块Na投入水中，钠浮于水面，说明钠的密度比水小B．将一小块Na投入滴有酚酞的水中，溶液变红，说明反应生成了碱C．将一小块Na投入CuSO4溶液中，生成蓝色沉淀，说明Na没有Cu活泼D．点燃Na与肥皂水反应产生的气泡，有尖锐爆鸣声，说明有H2生成【答案】C【解析】钠比铜要活泼，将一小块Na投入CuSO4溶液中，钠首先与水反应生成氢氧化钠和氢气，然后氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成蓝色沉淀氢氧化铜，所以得不到铜，C错误。2．下列关于钠及其化合物的说法不正确的是（）A．钠与水反应放出氢气B．钠与水反应放出氧气C．实验室中钠常保存在煤油中D．Na2O2与水反应放出氧气【答案】B【解析】A．钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，正确，不选A；B．钠与水不产生氧气，错误，选B；C．钠容易与水或氧气反应，所以通常保存在煤油中，正确，不选C；D．过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，正确，不选D。3．下列①~④是钠与水反应的实验现象、解释和结论，其中对应关系正确的是（）序号实验现象解释和结论①钠浮在水面上钠的密度比水小②钠熔成小球钠与水反应放热且钠的熔点低③钠四处游动，嘶嘶作响产生了氢气④向反应后的溶液中滴加酚酞，溶液变红生成了碱性物质A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④【答案】D【解析】①钠的密度小于水，钠投入水中并浮在水面上，正确；②钠与水反应放出大量热，而且钠的熔点较低，所以钠会熔化成一个闪亮的小球，反应生成大量的气体推动钠小球四处游动，生成氢氧化钠溶于水，正确；③钠与水剧烈反应，生成气体，所以会发生嘶嘶响声，但现象不能说产生了氢气，错误；④钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，其反应的化学方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，溶液显碱性，所以反应后溶液由无色变为红色，正确；答案选D。4．根据钠与水（滴有酚酞溶液）反应的实验现象，不能得出的结论是（）A．钠的密度比水小B．钠的硬度小C．钠很活泼，易与水反应生成碱性物质D．钠的熔点低【答案】B【解析】A、钠浮在水面上，说明密度比水小，A正确；B、钠与水反应不涉及硬度实验，无法验证其硬度，B错误；C、钠与水剧烈反应置换出氢气，溶液变红色，说明金属钠化学性质活泼，易与水反应生成碱性物质，C正确；D、钠与水反应放出的热能使本身熔化成闪亮的小球，说明熔点低，D正确，答案选B。5．下列叙述中不正确的是（）A．钠在反应TiCl4＋4Na=Ti＋4NaCl中作还原剂B．NaOH应密封保存，以防分解变质C．盛放KOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞D．当足量的CO2通入饱和NaOH溶液中，会有固体析出【答案】B【解析】选项B，NaOH密封保存，目的是防止空气中的CO2与之反应而变质。6．研究表明：爆炸反应是反应物均匀得混合好之后才能产生爆炸，否则它们只会飞溅喷出。钠与水反应会发生剧烈的爆炸，你认为关于爆炸的分析合理的是（）A．钠与水反应放热使其熔化而发生爆炸B．钠与水生成的氢气燃烧而发生爆炸C．钠失去电子，正电荷堆积的斥力将钠变为针状碎片的结果D．钠与水反应产物使溶液碱性增强让反应更加剧烈而发生爆炸【答案】C【解析】A．钠与水反应放热使其熔化，液态钠在水表面乱游动，不发生爆炸，故A错误；B．钠与水生成的氢气燃烧，瞬间产生的大量氢气就像一个保护层，将钠块与水隔开，阻止反应进行，不会发生爆炸，故B错误；C，金属失去带负电的电子后，金属上的正电荷不断堆积，正电荷的斥力将金属撕碎成为针状的碎片，这样的碎片增大了反应的面积，是爆炸的原因，故C正确；D．反应后溶液碱性增强是生成氢氧化钠浓度增大，不是爆炸的原因，故D错误；7．钾的金属活动性比钠强，根本原因是（）A．钾的密度比钠的小B．钾原子的电子层比钠原子多一层C．钾与水反应比钠与水反应更剧烈D．加热时，钾比钠更易汽化【答案】B【解析】钾的金属活动性比钠强，根本原因为钾原子的电子层比钠原子多一层，则K失去电子能力强，所以钾与水反应比钠与水反应更剧烈，而与金属密度、易汽化等无关。B对。8．某化学研究性学习小组设计了如图所示的实验装置，目的是做钠与水反应的实验并验证①钠的物理性质；②钠和水反应的产物．请回答下列问题：（1）实验开始时，欲使钠与水接触反应，应如何操作？______________________________________________________________________________。（2）反应开始后，试管中能观察到的实验现象是：_______（填写代号）A．钠在水层中反应熔成小球并四处游动B．钠在两液体界面处反应熔成小球并可能作上下跳动C．钠在水层中反应熔成小球并四处游动D．钠不断地减小至消失E．钠停留在煤油层中不反应F．钠和水反应生成的氢气不溶于水和煤油，煤油中有气泡产生（3）通过上述现象，能够验证钠的哪些物理性质：___________________________________（4）100mL容量瓶中盛有100mL0.101mol·L−1的BaCl2溶液，现欲将其稀释成浓度为0.100mol·L−1的BaCl2溶液（体积仍保持为100mL），所选用的仪器有：10mL量筒、1mL移液管（可准确移取0.10～1.00mL溶液）、胶头滴管。其简单的操作步骤是____________________________________________________________________________【答案】（1）按住橡皮塞，将大头针向上抽，使钠块掉入水中（2）BDF（3）熔点低，密度比水小（4）用1mL移液管移出0.99mL0.1010mol·L−1的BaCl2溶液，然后用胶头滴管向剩下的99.01mL0.1010mol·L−1的BaCl2溶液中加水至刻度线，即可配制0.100mol·L−1的BaCl2溶液【解析】（1）接下来的操作是让钠与水接触开始反应，并观察现象、收集和验证产生的气体是否是氢气，应该按住橡皮塞，将大头针向上提，使钠块从针头脱落并落入水中；（2）A．钠密度小于水大于煤油，钠在两液体界面处反应熔成小球并可能作上下跳动，故A错误；B．钠密度小于水大于煤油，钠在两液体界面处反应熔成小球并可能作上下跳动，故B正确；C．钠密度小于水大于煤油，钠在煤油和水层间反应熔成小球并上下跳动，故C错误；D．钠和水反应生成氢氧化钠溶液和氢气，不断地减小至消失，故D正确；E．钠在煤油和水层间反应熔成小球并上下跳动，故E错误；F．钠和水反应生成的氢气不溶于水和煤油，煤油中有气泡产生，故F正确；故答案为：B、D、F；（3）熔小球、浮水面说明本实验钠的物理性质有钠熔点低，密度比水小；（4）设欲配制100mL0.100mol·L−1的BaCl2溶液，所需的0.1010mol·L−1的BaCl2溶液的体积为VmL，根据溶液稀释定律C浓V浓=C稀V稀可知：0.1010mol·L−1×VmL=100mL×0.100mol·L−1，解得V=99.01mL，故用1mL移液管移出0.99mL的0.1010mol·L−1的BaCl2溶液，然后用胶头滴管向剩下的99.01mL0.1010mol·L−1的BaCl2溶液中加水至刻度线，即可配制得0.100mol·L−1的BaCl2溶液。9．有人设计了如图所示的实验装置来探究钠与水反应(铁架台等仪器已略)。实验前在橡胶塞下端打一个小孔穴，将一大小适中的钠块固定于针头下端，向上抽动针头使钠块藏于孔穴内。在玻璃反应管内装入适量水(使钠块不与水接触)。实验时，拔去橡胶乳头，按住橡胶塞，将针头缓缓向上拔起，使钠与水接触，反应管内的液体被产生的气体压出，流入置于下方的烧杯中，气体则被收集在反应管内。（1）钠与水反应的离子方程式为__________________________________。（2）实验中“钠块熔化为闪亮的小球”说明__________________________；向试管中的溶液中滴加____________，溶液变红，说明钠与水反应生成碱性物质。（3）如果实验前加入反应管内水的体积为amL，欲使水最终全部被排出，则所取金属钠的质量至少为____________g(设当时实验条件下气体摩尔体积为VmL·mol−1)。【答案】（1）2Na+2H2O=2Na++2OH−+H2↑（2）钠与水的反应过程中有热量放出，Na