2020年高中化学 专题二 从海水中获得的化学物质 第2单元 钠、镁及其化合物 第1课时 金属钠的性

第二单元钠、镁及其化合物第1课时金属钠的性质与应用[目标导学]1．了解钠与氧气、水、酸、盐等物质的反应情况。2．了解氧化钠与水、酸等物质反应及过氧化钠与水、二氧化碳反应的情况。3．了解钠的应用。[背诵经典导学]1．钠与O2、水反应的化学方程式为4Na＋O2===2Na2O(白色)2Na＋O2=====点燃Na2O2(淡黄色)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑Na与水反应现象可概括为浮、游、熔、响。2．Na2O是碱性氧化物，Na2O2不是碱性氧化物，Na2O2是淡黄色固体可作漂白剂和供氧剂。2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。杨帆起航温习双基课前学习空间1．钠元素的存在和原子结构(1)存在自然界中钠元素都以_____态存在，如_______、碳酸钠、硫酸钠等。(2)原子结构钠原子结构示意图为，最外层只有__个电子，很容易失去最外层电子，形成Na＋，故钠有很强的_____性。化合氯化钠1还原2．钠的物理性质钠是一种_______金属，质___，密度为______g·cm－3，熔点为______℃。银白色软0.9797.83．钠的化学性质(1)与O2反应取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切开，刚切开的钠具有银白色金属光泽，很快表面变暗，说明___温下极易被空气_____，化学方程式为____________________。取一小块金属钠，放在石棉网上加热，可看到钠先熔化成_____色小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成_______固体，化学方程式为________________________。4Na＋O2===2Na2O2Na＋O2=====点燃Na2O2常氧化银白淡黄色(2)与H2O反应将一小块金属钠放入滴有酚酞的水中，可以观察到钠___在水面上，熔成闪亮的小球，四处游动，发出“嘶嘶”的响声，最后溶液变___，钠与水反应的化学方程式为____________________________________。2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑浮红4．氧化钠Na2O属于____氧化物，可与水、酸反应，其化学方程式分别为______________________，__________________________。5．过氧化钠Na2O2是一种_____色的固体，可与水或CO2反应产生O2，常用作呼吸面具中的供氧剂，其化学方程式分别为________________________________________，_____________________________________。Na2O＋H2O===2NaOHNa2O＋2HCl===2NaCl＋H2O碱性淡黄2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O26．钠的用途和制备(1)用途①制取钠的化合物。②冶炼金属：钠能将钛、锆、铌、___等金属从其氯化物中置换出来，例如制取钛，写出Na与TiCl4反应的化学方程式_________________________________。③钠钾合金：钠和钾的合金在常温下是_____，可用于快中子反应堆作热交换剂。④高压钠灯：高压钠灯发出的黄光射程___，_____能力强。TiCl4＋4Na=====700～800℃Ti＋4NaCl钽液体远透雾(2)制备：工业上电解熔融NaCl制取金属钠的化学方程式为_________________________。7．钠的保存：保存在煤油中。2NaCl=====电解2Na＋Cl2↑——小试身手1．下列有关钠的物理性质的叙述中正确的是()①银白色金属②质软，可以用小刀切割③熔点低于100℃④密度比水小⑤热和电的良导体A．①②④B．①②③④C．①③④D．①②③④⑤解析：钠是第ⅠA族元素，为银白色金属单质，有金属光泽；质地较软，可以用小刀切割；将钠放入水中，钠会立即熔成小球，说明熔点较低；钠能浮在水面上，说明钠的密度较小，钠是金属，含有自由移动的电子，所以是热和电的良导体，故选D。答案：D2．取一小块钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象中，正确的描述是()①钠先熔化②钠在空气中燃烧，放出黄色火花③燃烧后得到浅黄色固体④燃烧时火焰为黄色⑤燃烧后得到白色固体A．①②B．①②③C．①④⑤D．①③④解析：钠与氧气反应生成氧化钠，表面变暗，将金属钠放在氧气中燃烧，金属钠先熔化，然后燃烧，火焰呈黄色，生成物是淡黄色过氧化钠固体，所以看到的现象是①③④，故选D。答案：D3．关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是()A．都是白色的固体B．都能和水反应形成强碱溶液C．都是碱性氧化物D．焰色反应的颜色都是紫色解析：Na2O2是淡黄色固体，故A错误；根据化学反应：Na2O＋H2O===2NaOH、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，氧化钠和过氧化钠都能和水反应形成强碱溶液，故B正确；Na2O2是过氧化物，不属于碱性氧化物，故C错误；Na元素的焰色为黄色，故D错误，故选B。答案：B4．思考辨析(1)金属钠着火，可用泡沫灭火器灭火。(×)解析：金属钠着火生成Na2O2，泡沫灭火器是利用CO2隔绝氧气来灭火，而Na2O2与CO2反应可生成O2，达不到灭火目的。(2)金属钠与氧气反应时，反应条件不同，得到的产物不同，现象不同。(√)解析：常温下，钠与氧气反应生成Na2O，加热条件下，则生成Na2O2。(3)Na2O2能与水反应生成NaOH，所以Na2O2是碱性氧化物。(×)解析：碱性氧化物指能与酸反应只生成盐和水的氧化物，Na2O2与酸反应时除了生成盐和水外，还生成氧气，所以Na2O2不是碱性氧化物。(4)Na的金属活动性比Cu强，可用Na与CuSO4溶液反应置换出Cu。(×)解析：Na的性质特别活泼易与水反应，故不能将不活泼的金属从其盐溶液中置换出来。核心要点突破定位重点深化理解知识点一钠的化学性质1．Na与O2的反应(1)Na露置在空气中的变化切开金属钠，呈银白色(钠的真面目)→迅速变暗(生成Na2O)→变白色固体(生成NaOH)→成液(NaOH潮解)→结块(吸收CO2生成Na2CO3·10H2O)→粉末(晶体风化变为Na2CO3)。有关化学方程式为：4Na＋O2===2Na2O；Na2O＋H2O===2NaOH；2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O；Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O；Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O(风化)。(2)钠在空气中燃烧钠在空气中燃烧，首先受热熔化(钠熔点低)，随后着火燃烧产生黄色火焰，生成淡黄色固体(Na2O2)。2Na＋O2=====点燃Na2O2(淡黄色)【名师提示】1Na露置在空气中最终变为Na2CO3。2Na与O2条件不同，生成产物不同。2．Na与水的反应(1)实验步骤：在一只盛有水的小烧杯中滴入几滴酚酞试剂，然后将绿豆粒大小的一块金属钠放入水中，观察反应的现象。(2)实验现象：①钠浮在水面上(浮)；②立刻熔化成小球(熔)；③在水面上四处游动(游)；④发出嘶嘶的响声(响)；⑤反应后溶液由无色变为红色(红)。(3)实验结论及解释：①钠浮在水面上——钠的密度比水小；②立刻熔化成小球——钠的熔点较低，且钠与水的反应是放热反应；③在水面上四处游动——由于钠与水反应有气体产生，与水接触时发生反应产生气泡，推动钠球游动；④发出嘶嘶的响声——反应剧烈并放出热量，生成气体；⑤反应后溶液由无色变为红色——钠与水反应产生氢氧化钠(NaOH)。(4)钠与水反应的化学方程式为：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑【名师提示】1由于Na既和O2反应，也和H2O反应，所以Na保存要隔绝空气。Na的密度小于水的密度大于煤油的，故Na保存在煤油中。2Na着火，不能用水灭，要用沙子盖灭。3．Na与酸的反应钠先与酸反应，过量的钠再与水反应。如：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，因为盐酸中c(H＋)远大于H2O中c(H＋)，所以钠与酸反应比钠与水反应剧烈。4．Na与盐溶液的反应(1)Na先与水反应。(2)生成的NaOH再考虑与盐的反应。如Na投入到CuSO4溶液中，有气体和蓝色沉淀生成，有关化学方程式为：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4【名师提示】1．Na在水溶液中不会置换出金属。2．工业上用Na还原钛、锆、铌、钽氯化物，置换出金属单质用的熔融状态的盐。知识点二钠的氧化物性质的比较物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)氧的价态－2价－1价所含离子Na＋和O2－Na＋和O2－2颜色状态白色固体淡黄色固体氧化物类别碱性氧化物过氧化物(不属于碱性氧化物)与水反应Na2O＋H2O===2NaOH2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)与CO2反应Na2O＋CO2===Na2CO32Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2与HCl反应Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋O2↑＋2H2O漂白性无漂白性强氧化性漂白用途制NaOH漂白剂、供氧剂保存都容易吸收空气中的CO2和水蒸气而变质，所以都应密封保存；Na2O2还要远离易燃物知识点三Na2O2的几个重要问题1．电子转移关系两反应都是Na2O2自身发生氧化还原反应，每有1molO2生成时，转移的电子均为2mol。2.Na2O2与CO2、H2O反应中有关量的关系(1)物质的量的关系无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2∶1，即气体减小的体积等于生成O2的体积。(2)固体质量关系相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看作发生相应的反应：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)。(3)先后顺序关系一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应，解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O发生反应。【名师提示】a克CO、H2或二者的混合物以及能表示成COxH2y形式的物质，在有O2和电火花引燃情况下与Na2O2固体反应，Na2O2增重a克。——对点训练【例1】一小块钠置于空气中，有下列现象：①变成白色粉末，②变暗，③变成白色固体，④变成液体，上述现象出现的先后顺序是()A．①②③④B．②③④①C．②③①④D．③②④①【解析】钠在空气中被氧化为氧化钠，失去金属光泽，看上去变暗了，Na2O与水蒸气反应生成白色固体NaOH，NaOH易潮解，表面变成液体，再吸收空气中的CO2生成固体Na2CO3·10H2O，最后失水风化成白色粉末Na2CO3。【答案】B【例2】在实验室里，某同学取一小块金属钠做钠与水反应的实验。试完成下列问题：(1)切开的金属钠暴露在空气中，最先观察到的现象是_________，所发生反应的化学方程式是_________________。(2)将钠投入水中后，钠熔化成一个小球，根据这一现象你能得出的结论是①______________________________________________，②______________________________________________。将一小块钠投入盛有饱和石灰水的烧杯中，不可能观察到的现象是________。A．有气体生成B．钠熔化成小球并在液面上游动C．烧杯底部有银白色的金属钙生成D．溶液变浑浊(3)钠与水反应的化学方程式为________________。在反应过程中，若生成标准状况下224mL的H2，则转移的电子的物质的量为________。(4)根据上述实验过程中钠所发生的有关变化，试说明金属钠保存在煤油中的目的是_____________________________。【解析】