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专题2从海水中获得的化学物质第二单元钠、镁及其化合物第1课时金属钠的性质与应用目标与素养：1.了解钠单质的生产原理及钠的保存、存在和用途。(宏观辨识与微观探析)2.了解钠的物理性质，认识钠是一种很活泼的金属，掌握钠的化学性质。(宏观辨识与微观探析)3.了解Na2O、Na2O2的性质。(宏观辨识与微观探析)自主预习探新知一、钠的存在与物理性质1．钠的存在：在自然界中都以存在，如、_______和等。硫酸钠化合态氯化钠碳酸钠2．钠的物理性质颜色、状态熔、沸点密度硬度_______固体熔沸点较___比水__硬度小、质地软小银白色低二、钠的结构与化学性质及应用(填结构示意图)，说明钠具有强_____性。还原1．钠与氧气的反应反应条件室温加热实验步骤实验现象新切开的钠具有色的金属光泽，在空气中很快_______钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈色，生成色固体淡黄银白变暗黄化学方程式4Na＋O2===2Na2O2Na＋O2=====△Na2O2结论钠是非常活泼的金属，与O2反应，条件不同时，现象不同，产物也不同2.与水的反应(1)化学方程式：____________________________。(2)现象及原因。2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑3．与熔融的金属卤化物反应Na与熔融的TiCl4反应的化学方程式为4Na＋TiCl4===========700～800℃4NaCl＋Ti。4．钠的制备与应用(1)制备：电解熔融的氯化钠，反应的化学方程式为2NaCl(熔融)=====通电2Na＋Cl2↑。(2)用途：①冶炼金属。②高压钠灯：其特点是黄光射程远，透雾能力强。③钠钾合金：在常温下为液体，可用于快中子反应堆作热交换剂。1．将一块钠投入到少量的盐酸中，发生哪些反应？写出反应的化学方程式。[提示]钠先与HCl反应，过量的钠再与水反应。反应的化学方程式分别为2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。2．把一小块钠投入到CuSO4溶液中，可观察到哪些现象？写出反应的化学方程式。[提示]观察到钠浮在液面上，熔化成一闪亮的小球到处游动，有蓝色沉淀生成。反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。合并后可得2Na＋2H2O＋CuSO4===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑。三、钠的氧化物1．氧化钠氧化钠为白色固体，属于___性氧化物，与水和盐酸反应的化学方程式分别为_____________________________________________。Na2O＋H2O===2NaOH、Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O碱2．过氧化钠(1)物理性质：_______固体。(2)化学性质①与水反应的化学方程式：____________________________。②与二氧化碳反应的化学方程式：________________________________。(3)用途：作呼吸面具里的_______剂，也可作漂白剂。淡黄色2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3供氧＋O2微点拨(1)Na2O2不属于碱性氧化物。(2)Na2O固体中的阳离子和阴离子分别为Na＋、O2－，其数目比为2∶1，Na2O2固体中的阳离子和阴离子分别为Na＋、O2－2，其数目比为2∶1。(3)Na2O2与CO2或H2O反应均为自身氧化还原反应，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，H2O和CO2既不是氧化剂也不是还原剂。1molNa2O2参与反应转移1mol电子。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)自然界中金属都是以化合态形式存在的()(2)钠与O2反应时，条件不同，产物也不同()(3)Na2O和Na2O2中氧的化合价分别为－2和－1价()(4)Na2O2与H2O反应，H2O作还原剂()××√√2．下列叙述中错误的是()A．钠在自然界中可以以游离态存在B．钠在燃烧时产生黄色火焰C．钠与硫化合时可能发生爆炸D．钠在空气中燃烧生成过氧化钠A[钠在自然界中只能以化合态的形式存在。]3．Na及其化合物的转化如图，写出有关的化学方程式。①___________________________________________________；②___________________________________________________；③___________________________________________________；④___________________________________________________。[答案]①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑②2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑③Na2O＋CO2===Na2CO3④2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2核心突破攻重难钠的主要化学性质1.金属钠露置于空气中的主要变化金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末，此过程中的主要变化与现象有：发生的主要变化的化学方程式为①4Na＋O2===2Na2O；②Na2O＋H2O===2NaOH；④2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O；⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O。2．钠与水、酸溶液、碱溶液和盐溶液的反应(1)钠与水的反应化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，还原剂：Na，氧化剂：H2O。(2)钠与酸溶液的反应①钠与酸溶液反应时先与酸反应生成H2。②如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应。(3)钠与碱溶液的反应实质就是钠与水的反应。(4)钠与盐溶液的反应钠与盐溶液反应时，首先与水反应生成NaOH，然后NaOH与盐发生复分解反应(若氢氧化钠不与盐反应，则只有钠与水的反应)。例如Na与Fe2(SO4)3溶液的反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，6NaOH＋Fe2(SO4)3===2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4，总的反应方程式为6Na＋6H2O＋Fe2(SO4)3===2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4＋3H2↑。将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是()①MgSO4溶液②NaCl溶液③Na2SO4溶液④浓CaCl2溶液⑤CuSO4溶液⑥饱和NaCl溶液A．①②⑤B．①④⑥C．①④⑤D．①⑤⑥B[钠与溶液中的水反应，水的量减少。①中MgSO4＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋Na2SO4；④中CaCl2＋2NaOH===Ca(OH)2↓＋2NaCl；⑤中生成的是蓝色的Cu(OH)2沉淀，不合题意要求；⑥中水减少，有NaCl析出。]1．取一块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列对实验现象的描述正确的是()①金属先熔化②在空气中燃烧，产生黄色火花③燃烧后得白色固体④燃烧时火焰为黄色⑤燃烧后生成淡黄色固体A．②⑤B．①②③C．①④⑤D．④⑤C[钠燃烧时，先受热熔化成闪亮的小球，然后燃烧，燃烧时火焰为黄色，燃烧后生成淡黄色的过氧化钠固体。]Na2O2与CO2、H2O反应的四大关系反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2①2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑②1．物质的量关系不论是CO2还是H2O，通过足量的Na2O2时，放出O2的物质的量与CO2或H2O的物质的量之比均为1∶2。2．电子转移关系在Na2O2与CO2或H2O的反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，每生成1molO2都转移2mol电子。3．固体质量关系(1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2Δm(固体)即发生反应①时，固体增加的质量等于与CO2等物质的量的CO的质量。(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑Δm(固体)即发生反应②时，固体增加的质量等于与H2O等物质的量的H2的质量。4．先后顺序关系一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O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。对于反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，下列说法中正确的是()A．Na2O2是氧化剂，H2O是还原剂B．Na2O2既是氧化剂，又是还原剂C．该反应中电子转移的数目为4e－D．每有18gH2O与足量Na2O2反应，则固体增重4gB[在Na2O2与H2O的反应中，Na2O2中－1价氧原子之间发生电子转移，Na2O2既是氧化剂又是还原剂；电子转移的数目为2e－；根据原子守恒，固体增重质量等于参加反应水中氢原子的质量，即18gH2O参加反应，固体增重2g。]2．CO和H2的混合气体21.2g，与足量O2反应后，通过足量Na2O2，固体质量增加()A．21.2gB．14gC．6.78gD．不能确定A[2CO＋O2=====点燃2CO2①，2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2②，2H2＋O2=====点燃2H2O③，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑④。将①②两式合并得：CO＋Na2O2===Na2CO3⑤；将③④两式合并得：H2＋Na2O2===2NaOH⑥。由⑤、⑥两式可知，固体增加的质量就等于CO和H2的质量。]当堂达标提素养1．下列关于金属钠性质的叙述正确的是()A．钠着火时可用水扑灭B．钠与氧气在加热条件下反应时，若氧气的量较少，则生成氧化钠C．钠在空气中长期放置，最终变成碳酸钠D．钠是金属，其密度比水的大C[钠能与水反应，着火时可用沙土扑灭；钠与氧气在加热时生成过氧化钠，与氧气量的多少无关；钠在空气中放置，先生成氧化钠，进一步转化成氢氧化钠，最后变成碳酸钠；钠的密度比水的小。]2．某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠下面四点性质中的()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钠与水反应后溶液呈碱性A．①④B．①②④C．①③④D．①②③④D[Na与水反应时，Na融化成闪亮的小球，在水面四处游动，同时溶液变红色，体现了①②③④四点性质。]3．(双选)对于反应：TiCl4＋4Na========700～800℃4NaCl＋Ti，下列说法正确的是()A．该反应说明钠是强还原剂，可用于冶炼金属B．该反应条件是TiCl4在熔融状态或水溶液中C．Ti是还原产物D．TiCl4是还原剂AC[对于已知反应，钠是还原剂，TiCl4是氧化剂，NaCl是氧化产物，Ti是还原产物，因为钠能与水反应，所以该反应条件只能是TiCl4在熔融状态下。]4．下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是()A．都是白色固体B．都是碱性氧化物C．都能和水反应形成强碱溶液D．都是强氧化剂C[Na2O是白色固体，Na2O2是淡黄色固体；Na2O是碱性氧化物，Na2O2是过氧化物；它们都能和水反应形成氢氧化钠溶液；Na2O中氧元素化合价为－2价，无氧化性，Na2O2中氧元素化合价为－1价，具有氧化性、还原性，是强氧化剂。]5．钠的氧化物有氧化钠和过氧化钠两种。(1)写出过氧化钠与水及二氧化碳反应的化学方程式，并分析电子转移的方向和数目，指出氧化剂、还原剂。_____________________________________________________；_____________________________________________________。(2)在呼吸面具和潜水艇里，用作氧气来源的物质是()A．H2O2B．Na2O2C．KClO3D．KMnO4(3)把Na2O2投入到少量紫色石蕊溶液中，有什么现象？如何解释？_________________________________________________________________________________________________________________________________