必修一第二章第一节钠及其化合物高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

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课时钠及其氧化物

浩瀚的大海美丽而富饶。海洋是一个巨大的化学资源宝库，含有80多种元素，钠和氯既是其中含量较高的元素，也是典型的金属元素和典型的非金属元素。钠元素在自然界中都以化合物的形式存在，除NaCl外，常见的还有Na2CO3、Na2SO4等。钠的单质可以通过化学反应制得。那么，钠和钠的化合物都有哪些性质呢?存在：以化合物的形式存在物理性质：钠为银白色固体，密度为0.97g/cm3，比水小，熔沸点较低。熔点为97.81℃，沸点882.9℃。.硬度小，可用小刀切割。1、钠的存在与物理性质【思考】初中的时候，我们已经知道了钠原子的结构。请画出其原子结构示意图。并结合已有知识，预测钠的性质，设计实验证明。

预测：从钠的原子结构来看，它的原子的最外电子层上只有1个电子，在化学反应中该电子很容易失去。因此，钠应该具有很强的还原性。可以和氧气等氧化剂反应。此外，结合金属活动顺序表，猜测钠可以和酸反应。2、钠的原子结构与化学性质

【实验2-1】用镊子取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油后，观察钠的光泽和颜色，用刀切去一端的外皮，再观察钠的光泽和颜色，并注意新切开的钠的表面所发生的变化。现象:取出的金属钠表面有灰黄色层，切开后的切口处露出银白色光泽;切口在空气中迅速变暗。常温下：4Na+O2=2Na2O银白色→变暗(灰白)【讨论】根据上述现象，解析钠保存在煤油中的原因。钠在常温下能与氧气反应。因此，在实验室中，要把钠保存在石蜡油或煤油中,以隔绝空气。【思考】钠与氧气常温下生成氧化钠，若加热，钠又会有什么变化呢？【实验2-2】将一个干燥的坩埚加热，同时切取一块绿豆大的钠，迅速投到热坩埚中。继续加热坩埚片刻，待钠熔化后立即撤掉酒精灯，观察现象。现象：熔成小球，剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体坩埚

【思考】钠的还原性很强，能还原HCl中的H元素，它能够还原H2O中的H元素吗？如果能，请预测钠与水反应的生成物。【探究实验】在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一块绿豆大的钠放入水中。【探究P34】

实验现象分析及结论钠浮在水面上钠的密度比水小熔成光亮小球钠的熔点低且反应放热从钠在水中的位置、钠的形状的变化、溶液颜色的变化等方面观察和描述实验现象。分析实验现象，你能得出哪些结论?钠在水面上四处游动有气体生成，推动小球迅速游动发出嘶嘶声响，钠与水反应剧烈溶液由无色变成红色反应生成碱性物质记忆小技巧：浮、熔、游、响、红（芙蓉又想红）【结论】钠的性质非常活泼，能与水发生剧烈反应;反应时放出热量;反应后得到的溶液显碱性。2Na+2H2O==2NaOH+H2↑【思考】钠保存在煤油或石蜡油中还有其他目的吗？当火灾现场存放有大量活泼金属时，能用水灭火吗？钠保存在煤油或石蜡油中除了隔绝氧气外，还可隔绝空气中的水分。火灾现场存放有大量活泼金属时，不能用水灭火，应该用干燥的沙土。（1）与氧气反应常温下：4Na+O2=2Na2O银白色→变暗(灰白)

(2)与氯气反应2Na+Cl2=2NaCl

(3)与水反应2Na+2H2O==2NaOH+H2↑2、钠的化学性质汇总加热：

(4)与酸反应酸过量：与酸反应：2Na+2HCl=2NaCl+H2↑酸不足：先与酸反应:2Na+2HCl=2NaCl+H2↑

再与水反应：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑钠先和酸反应，再和水反应。因为反应实际是钠与氢离子反应，酸电离出的氢离子浓度更大。（5）与碱溶液反应：其实质是与水反应2、钠的化学性质汇总（6）与盐溶液反应Na投入CuSO4溶液中，现象为浮、熔、游、响、蓝色沉淀。请写出化学方程式。先与水反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑再看生成的碱是否与盐发生复分解反应：CuSO4+2NaOH=Na2SO4+Cu(OH)2↓若加入硫酸钠中，则不反应。注：钠与盐溶液反应时，先与水反应，不能置换盐中的金属。1、氧化钠与过氧化钠

【思考与讨论】(1)根据前面做过的实验，描述氧化钠和过氧化钠的颜色、状态。(2)从物质分类的角度来看，氧化钠和过氧化钠都属于氧化物。故氧化钠与氧化钙性质类似。请写出氧化钠与H2O、CO2、盐酸发生反应的化学方程式。4Na+O2=2Na2O白色固体淡黄色固体Na2O+H2O=2NaOH

Na2O+CO2=Na2CO3

Na2O+2HCl=2NaCl+H2O二、钠的几种化合物

【思考】Na2O2是否同Na2O一样也能与水、CO2、盐酸反应？产物是否相同？【实验2-3】将1~2mL水滴入盛有1~2g过氧化钠固体的试管中立即把带火星的木条伸入试管中，检验生成的气体。用手轻轻触摸试管外壁，有什么感觉?用pH试纸检验溶液的酸碱性。现象:滴入水后有大量气泡产生，生成的气体使带火星的木条复燃（说明有O2生成）;试管外壁发热;pH试纸变蓝（说明有碱生成）。结论：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑【推理】类比Na2O2与水的反应，写出其与CO2、盐酸的反应方程式。2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2【思考】Na2O2是不是碱性氧化物？不是，Na2O2是过氧化物。【思考】根据过氧化钠的性质，猜测其用途。过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。（性质决定用途）【思考】1.氧气还有哪些制备方法？用过氧化钠制备氧气有什么优点？2.课后查阅文献，了解过氧化钠的更多用途。练习：

1.在潜水艇和消防员的呼吸面具中,Na2O2所发生反应的化学方程式为_________________________。从氧化剂和还原剂的角度分析，在这个反应中Na2O2的作用是_________________________。2Na2O+2CO2==2Na2CO3+O2、2Na2O+2H2O==4NaOH+O2↑既做氧化剂，又做还原剂（1）碳酸钠的用途制玻璃纺织造纸制肥皂2、碳酸钠和碳酸氢钠在初中我们就已经知道了碳酸钠，俗称纯碱、苏打，碳酸氢钠俗称小苏打。此外，我们也知道了他们的一些用途。你还记得都有哪些用途吗？碳酸钠和碳酸氢钠的色态对比【实验2-4】在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1g)，完成下列实验，并将实验现象和相应的结论填.入下表。P36

盐

Na2CO3

NaHCO3(1)观察Na2CO3和NaHCO3的外观并进行描述(2)向以上两支试管中分别滴入几滴水，振荡，观察现象；将温度计分别插入其中，温度计的示数有何变化(3)继续向(2)的试管中分别加入5mL水，用力振荡,有何现象(4)分别向(3)所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液，有何现象初步结论

盐

Na2CO3

NaHCO3(1)观察外观(2)分别滴入几滴水，振荡，观察现象；将温度计分别插入其中(3)继续向(2)的试管中分别加入5mL水，用力振荡(4)分别向(3)所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液初步结论白色粉末细小白色晶体

加几滴水后，结块变成晶体;温度上升加几滴水后，少部分溶解;温度略有下降振荡后可溶解固体量有所减少溶液变红(较深)溶液微红加水先变成含结晶水的晶体，溶于水放热，溶液碱性比NaHCO3的强加水少量溶解，溶于水吸热，溶液碱性比Na2CO3的弱实验2-5：比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性P37比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性的改进实验（2）Na2CO3和NaHCO3的热稳定性

现象

发生反应的化学方程式

结论Na2CO3

NaHCO3

∆2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑

澄清的石灰水不变浑浊澄清的石灰水变浑浊───受热不分解

受热易分解实验结论：稳定性：Na2CO3和＞NaHCO3套管实验比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性下图装置为本实验的改进装置“套管实验”：在烧杯B中发现澄清石灰水变浑浊，说明碳酸氢钠受热分解生成了CO2

，而

烧杯A中澄清石灰水不变浑浊，说明碳酸钠稳定，受热不分解，所以碳酸钠热稳定性大于碳酸氢钠。

不能，因为大试管中加热温度大，而小试管中温度低，碳酸氢钠受热分解的原因可能是因为温度高造成的。结论思考：碳酸钠和碳酸氢钠对调还能得出相同结论吗？(3)Na2CO3和NaHCO3与盐酸的反应(HCO3-+H+=H2O+CO2↑

)(CO32-+2H+=H2O+CO2↑)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑(4)Na2CO3和NaHCO3与NaOH的反应(NaHCO3与NaOH

:HCO3-+OH-=H2O+CO32-)Na2CO3与NaOH不反应（5）Na2CO3和NaHCO3的相互转化1.如何除去以下情境中的杂质？(1)如何除去Na2CO3粉末中少量的NaHCO3？(2)如何除去Na2CO3溶液中少量的NaHCO3？(3)如何除去NaHCO3溶液中少量的Na2CO3？(4)CO2中含有HCl气体？加热加适量的NaOH通入足量CO2将混合气通过饱和NaHCO3溶液洗气

（6）Na2CO3和NaHCO3混合物的除杂（8）Na2CO3和NaHCO3的鉴别

请思考：

大家知道节日燃放的五彩缤纷的烟花是怎么来的吗？三、焰色反应

1、定义：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应。

①我们在炒菜的时候，偶有食盐溅在煤气火焰上，火焰呈。黄色②钠燃烧时，火焰呈。黄色【思考】我们发现目前介绍到的钠及其化合物的用途大多与其化学性质有关。哪些用途与它们的物理性质有关呢？【实验2-6】把焊在玻璃棒上的铂丝(或用光洁无锈的铁丝)放在酒精灯(最好用煤气灯)外焰上灼烧，至与原来的火焰颜色相同时为止。用铂丝(或铁丝)蘸取碳酸钠溶液，在外焰上灼烧，观察火焰的颜色。将铂丝(或铁丝)用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时，再蘸取碳酸钾溶液做同样的实验,此时要透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色。Na（黄色）K（紫色、透过蓝色钴玻璃）三、焰色反应实验2-6：步骤：洗→烧→蘸→烧→洗现象：灼烧Na2CO3溶液时，火焰呈黄色；当灼烧K2CO3溶液时，透过蓝色钴玻璃可观察到火焰呈紫色。结论：钠元素的焰色为黄色，钾元素的焰色为紫色。2、焰色反应步骤：洗→烧→蘸→烧→洗

洗→将铂丝(或用光洁无锈的铁丝)用盐酸洗净烧→将洗净的铂丝(或铁丝)在火焰上烧至与原来火焰颜色相同为止蘸→蘸取试样烧→在无色火焰上灼烧，并观察火焰的颜色洗→再用盐酸洗净铂丝(或铁丝)，并在火焰上灼烧至与原来火焰颜色相同

一些金属及化合物