資源簡介

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第二章 海水中的重要元素
—鈉和氯
第一節(jié) 鈉及其化合物
課時1 活潑的金屬單質(zhì)-鈉
學習目標
通過實驗探究鈉與氧氣在不同條件下的反應，掌握鈉與氧氣反應的產(chǎn)物和化學反應方程式的書寫，能從結(jié)構上分析發(fā)生反應的內(nèi)在原因，形成證據(jù)推理意識，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和化學實驗的綜合運用能力及創(chuàng)新求實的良好品質(zhì)
01
通過鈉與水反應的實驗探究及生成物的檢驗，能正確描述實驗現(xiàn)象和對實驗現(xiàn)象作出解釋，理解金屬鈉與水反應的實質(zhì)，初步認識鈉與酸、鹽溶液反應，培養(yǎng)科學探究與創(chuàng)新意識的化學核心素養(yǎng)
02
海洋—藍色星球上的化學寶藏
鈉有哪些性質(zhì)呢？
浩瀚的大海美麗而富饒。海洋是一個巨大的化學資源寶庫，含有80多種元素。鈉是其中含量較高的元素，也是典型的金屬元素。
01
鈉與非金屬的反應
鈉與非金屬的反應
鈉元素的原子結(jié)構及存在
原子結(jié)構
強還原性
Na
Na+
易失去一個電子
鈉在自然界中都以化合物的形式存在，如NaCl、Na2CO3、Na2SO4等
存在
鈉與非金屬的反應
鈉常常保存在石蠟油或煤油中
探究一：用鑷子取一小塊鈉，用濾紙吸干表面的煤油后，用刀切去一端的外皮，觀察鈉的光澤和顏色，并注意新切開的鈉的表面所發(fā)生的變化。
實驗探究：金屬鈉的性質(zhì)
切割鈉
鈉與非金屬的反應
鈉與非金屬的反應
實驗現(xiàn)象
新切開的鈉具有_______的金屬光澤
銀白
實驗探究：金屬鈉的性質(zhì)
鈉與非金屬的反應
實驗結(jié)論：金屬鈉的物理性質(zhì)
實驗探究：金屬鈉的性質(zhì)
顏色 狀態(tài) 硬度 密度的相對大小 熔點
銀白色 固體 小 ρ(H2O) >ρ(Na)>ρ(煤油) 低
鈉與非金屬的反應
實驗室中，要把鈉保存在石蠟油或煤油中，以隔絕空氣
結(jié)論：常溫下，金屬鈉與氧氣反應
4Na＋O2===2Na2O
(白色)
實驗現(xiàn)象
實驗探究：金屬鈉的性質(zhì)
在空氣中很快________
變暗
鈉與非金屬的反應
【典例1】列有關鈉的物理性質(zhì)敘述正確的是(　 　)
①銀白色金屬　 ②質(zhì)軟，可以用小刀切割　 ③熔點較低
④密度比水小　 ⑤熱和電的良導體
A．①②④ B．②③⑤ C．①③④ D．①②③④⑤
D
【解析】將鈉放入水中，鈉會熔成小球，說明鈉的熔點低，鈉能浮在水面上，說明其密度比水小，鈉是金屬，是熱和電的良導體，D項正確。
鈉與非金屬的反應
【典例2】下列有關鈉的取用、保存及存在形式的描述正確的是（ ）
A．實驗中，取用少量的金屬鈉可用手直接取
B．實驗室中，鈉通常保存在煤油或石蠟油中
C．實驗后剩余的金屬鈉要丟入垃圾桶，不能放回原試劑瓶中
D．鈉在自然界中主要以化合態(tài)形式存在，少量以游離態(tài)形式存在
B
【解析】A．實驗中，取用少量的金屬鈉需用鑷子，A錯誤；B．鈉易與空氣中水蒸氣、氧氣等反應，不與煤油或石蠟油反應，且密度比煤油或石蠟油的大，因此實驗室中，鈉通常保存在煤油或石蠟油中，B正確；C．因為鈉易與水發(fā)生反應產(chǎn)生氫氣，有危險性，所以實驗后剩余的金屬鈉需放回原試劑瓶中，C錯誤；D．鈉的性質(zhì)較活潑，在自然界中以化合態(tài)形式存在，沒有游離態(tài)，D錯誤；故選B。
鈉與非金屬的反應
如果加熱，鈉又會發(fā)生什么變化呢
鈉與非金屬的反應
實驗探究：金屬鈉的性質(zhì)
探究二：將一個干燥的坩堝加熱，同時切取一塊綠豆大的鈉。迅速投到熱坩堝中。繼續(xù)加熱坩堝片刻，待鈉熔化后立即撤掉酒精燈，觀察現(xiàn)象。
(1)
(2)
(3)
(4)
鈉與非金屬的反應
鈉與非金屬的反應
實驗現(xiàn)象
實驗探究：金屬鈉的性質(zhì)
先_____，然后劇烈燃燒，火焰呈_____，生成_______固體
熔化
黃色
淡黃色
鈉與非金屬的反應
實驗結(jié)論
實驗探究：金屬鈉的性質(zhì)
加熱時，金屬鈉與氧氣反應
(淡黃色)
2Na＋O2===Na2O2
條件不同，鈉與氧氣反應的產(chǎn)物不同！與反應物的量無關
其中O為_____價
-1
鈉與非金屬的反應
歸納總結(jié)
實驗探究：金屬鈉的性質(zhì)
——鈉與其他非金屬單質(zhì)化合生成的化合物中鈉只顯____價
＋1
Na與Cl2在點燃條件下的反應
Na與S在研磨條件下的反應
鈉與非金屬的反應
S
Cl2
①反應的現(xiàn)象：產(chǎn)生大量白煙，產(chǎn)物為氯化鈉。
②化學方程式：
2Na＋Cl2 2NaCl
①反應的現(xiàn)象：鈉與硫混合研磨可發(fā)生爆炸，火星四射，產(chǎn)物為硫化鈉。
②化學方程式：2Na＋S===Na2S
N2 、H2
6Na＋N2 2Na3N 、2Na＋H2 NaH（H為-1價）
鈉
鈉與非金屬的反應
結(jié)合金屬和非金屬的活動性與還遠性和氧化性的關系，預
測多價金屬Fe、Cu與氯氣、硫單質(zhì)反應有何規(guī)律？
①金屬越活潑其單質(zhì)的還原性越強，非金屬單質(zhì)越活潑，其氧化性越強；
②金屬活動性:Na>Fe>Cu，非金屬單質(zhì)活動性：Cl2>S，因此，還原性Na>Fe>Cu,氧化性：Cl2>S。
③多價金屬與強氧化劑可能生成高價態(tài)產(chǎn)物，弱氧化劑可能生成低價態(tài)產(chǎn)物，因
此，鐵與Cl2反應生成FeCl3：2Fe＋3Cl2 2FeCl3 。鐵粉與硫粉混合物加熱，產(chǎn)物為硫化亞鐵：Fe＋S FeS。同理，銅與Cl2反應產(chǎn)物為氯化銅：Cu＋Cl2
CuCl2。銅與S(在加熱條件下)反應產(chǎn)物為硫化亞銅：2Cu＋S Cu2S
鈉與非金屬的反應
【典例1】取一小塊金屬鈉，放在燃燒匙里加熱，下列實驗現(xiàn)象描述正確的是(　　)
①金屬鈉先熔化 ②在空氣中燃燒，放出黃色火花 ③燃燒后得到白色固體 ④燃燒時火焰為黃色 ⑤燃燒后生成淺黃色固體物質(zhì) A．①② B．①②③ C．①④⑤ D．④⑤
【解析】由于金屬鈉的熔點比較低，所以金屬鈉放在燃燒匙中加熱先熔化，然后燃燒生成淺黃色固體并且伴有黃色火焰。
C
鈉與非金屬的反應
【典例2】等質(zhì)量的兩塊鈉，第一塊在加熱條件下與足量氧氣充分反應，
第二塊在常溫下與足量氧氣充分反應。則下列說法正確的是(　　)
A．第一塊鈉失去電子數(shù)多
B．兩塊鈉失去電子數(shù)相同
C．兩塊鈉的反應產(chǎn)物的顏色相同
D．兩塊鈉所得反應產(chǎn)物的質(zhì)量相等
【解析】Na與O2反應無論生成Na2O還是Na2O2，最終都是Na（0價）→Na（+1價），故二者失去的電子數(shù)一樣多；但加熱時產(chǎn)物為Na2O2，而常溫時產(chǎn)物為Na2O，故第一塊鈉的反應產(chǎn)物質(zhì)量大。
B
鈉與非金屬的反應
【典例3】下列敘述正確的是(　　)
A．金屬鈉能與多種非金屬單質(zhì)反應，在自然界只能以化合態(tài)形式存在
B．Na的金屬活動性比Mg的強，可推知Mg不能與Cl2反應生成MgCl2
C．鎂、鐵與硫單質(zhì)反應均可以生成兩種產(chǎn)物
D．Fe在Cl2中燃燒生成FeCl3，故在與其他非金屬反應的產(chǎn)物中，F(xiàn)e也顯＋3價
【解析】 鈉是活潑金屬，在自然界只能以化合態(tài)形式存在，A正確；Na是活潑金屬，Mg是比較活潑金屬， Mg與Cl2在加熱條件下可以反應生成MgCl2，B項錯誤；Mg在化合物中只有+2價，與硫單質(zhì)反應只生成MgS，F(xiàn)e只能生成FeS，C項錯誤。Fe與其他非金屬反應的產(chǎn)物中Fe的化合價取決于非金屬的氧化性強弱，并不一定是＋3價，如Fe與S反應生成的FeS中Fe顯＋2價，D錯誤。
A
鈉與非金屬的反應
★【典例4】下列關于金屬性質(zhì)的敘述中正確的是(　　)
A．鈉與氧氣反應時，產(chǎn)物是由氧氣的用量決定的
B．點燃鎂條之前，應先用砂紙打磨
C．打磨的鋁箔加熱至熔化時，鋁會滴落
D．鐵在硫蒸氣中燃燒生成黑色的硫化鐵
【解析】鈉與氧氣反應，條件不同其產(chǎn)物不同，常溫下生成氧化鈉，加熱時生成過氧化鈉；鋁易與氧氣反應生成熔點較高的氧化鋁，包裹在鋁的表面，而使鋁不會滴落；鐵在硫蒸氣中燃燒生成硫化亞鐵。
B
鈉與非金屬的反應
等質(zhì)量的鈉
等質(zhì)量的兩塊鈉，第一塊在足量氧氣中加熱，第二塊在足量氧氣中(常溫下)充分反應，失電子______多(填“第一塊”“第二塊”或“一樣”，下同)，生成產(chǎn)物的質(zhì)量_______大。
一樣
第一塊
Na2O2
生成物中
鈉均為+1價
生成物中
Na守恒
轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同
生成的
Na2O2質(zhì)量大
鈉
鈉
足量氧氣
加熱
足量氧氣
常溫
Na2O
Na2O與Na2O2相對分子質(zhì)量不同
02
鈉與水的反應
鈉與水的反應
實驗探究：金屬鈉的性質(zhì)
探究三：在燒杯中加入一些水，滴入幾滴酚酞溶液，然后把一塊綠豆大的鈉放入水中。
(1)
(2)
(3)
鈉與水的反應
鈉與水的反應
現(xiàn)象 結(jié)論或解釋
鈉___在水面上 鈉的密度比水___
鈉_____成小球 鈉的熔點___，反應放熱
小球在水面上_________ 反應產(chǎn)生的_____推動小球運動
與水反應發(fā)出“嘶嘶”的響聲， 逐漸變小，最后消失 鈉與水_____反應，產(chǎn)生氣體
反應后溶液的顏色逐漸變__ 有_____物質(zhì)(________)生成
浮
小
熔化
低
迅速游動
氫氣
劇烈
紅
堿性
氫氧化鈉
實驗現(xiàn)象
實驗探究：金屬鈉的性質(zhì)
鈉與水的反應
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
實質(zhì)：鈉與水電離出的少量H＋生成H2
還原劑：
氧化劑：
H2O
Na
歸納總結(jié)
實驗探究：金屬鈉的性質(zhì)
化學方程式
離子反應方程式
(ps:水電離這個事情以后會學啦！)
鈉與水的反應
【典例1】鈉的下列性質(zhì)中與鈉和水反應時的現(xiàn)象無關的是(　　)
A．鈉的熔點較低
B．鈉的密度小于水
C．鈉的硬度較小
D．鈉的還原性強
【解析】浮在水面上是其密度比水小；鈉熔化是其熔點很低，與水反應放出的熱量讓其熔化；鈉與水反應比較劇烈是其還原性很強；硬度大小與反應現(xiàn)象無關。
C
鈉與水的反應
【典例2】通過觀察鈉與水(含酚酞)的反應現(xiàn)象，不能得出的結(jié)論是( )
A．鈉的密度比水小
B．鈉是活潑金屬，與水反應后溶液呈堿性
C．鈉有良好的延展性
D．鈉的熔點低
【解析】A項，鈉浮在水面，密度比水小，A正確；B項，滴有酚酞的溶液變紅色，說明鈉性質(zhì)活潑與水反應生成堿性物質(zhì)，B正確；C項，依據(jù)現(xiàn)象不能得出鈉具有良好的延展性，C錯誤；D項，鈉浮在水面，然后熔化成閃亮的小球，說明鈉的密度比水小，與水的反應是放熱反應且鈉熔點比較低，D正確。
C
鈉與水的反應
【典例3】某實驗小組在學習了鈉與水的反應后，做了以下幾個實驗。
(1)將兩塊綠豆粒大小的鈉分別同時投入到甲、乙兩個小燒杯中，甲燒杯盛有10 mL水，乙燒杯盛有10 mL稀鹽酸，觀察到的現(xiàn)象：乙燒杯中鈉反應更劇烈。
結(jié)論：乙燒杯中發(fā)生的化學方程式為：__________________________。
2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑
(2)將一塊綠豆粒大小的鈉投入到丙燒杯中，觀察到的現(xiàn)象是：浮、熔、游、響、生成_________。請根據(jù)現(xiàn)象寫出丙燒杯中發(fā)生的化學方程式：
______________________________________________________________________________________________________________________。
藍色沉淀
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4 [或2Na＋2H2O＋CuSO4===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑]
鈉與水的反應
預測鈉與HCl、CuSO4溶液的反應
結(jié)合氧化還原反應原理，思考金屬鈉與水反應的實質(zhì)是什么？預測鈉投入煤油和水的混合物中的現(xiàn)象？并用雙線橋法表示電子的轉(zhuǎn)移。
①鈉與水劇烈反應，生成氫氧化鈉和氫氣，還原劑是鈉，氧化劑是水，反應的實質(zhì)
是鈉與水電離出的H＋反應。離子方程式是2Na＋2H2O==2Na＋＋2OH－＋H2↑。
②鈉投入煤油和水的混合物中會看到鈉在煤油和水的界面，有氣泡產(chǎn)生，上下跳動，
至鈉全部消失。
③雙線橋法表示電子轉(zhuǎn)移為：
鈉與水的反應
煤油
Na
鈉與水的反應
結(jié)合鈉與水反應的實質(zhì)，預測分別將一小塊金屬鈉投入到鹽酸溶液和硫酸銅溶液中，有何現(xiàn)象，并寫出有關反應的方程式。
Na與鹽酸和硫酸銅反應
推測
鹽酸
①現(xiàn)象：有大量氣泡產(chǎn)生，并生成無色溶液。
②先與酸中的H＋反應， 若鈉過量，鹽酸消耗盡之后，再與水反應，但鈉與鹽酸反應比與水反應更劇烈。
③化學方程式為：
2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑。
①現(xiàn)象：有氣泡產(chǎn)生，生成藍色沉淀。
②實質(zhì)是金屬鈉與水電離出的H＋反應生成H2。
③先與水反應，產(chǎn)物NaOH再與CuSO4反應，生成Cu(OH)2藍色沉淀和氫氣。
④反應化學方程式為：
2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑、
2NaOH +CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓
硫酸銅溶液
鈉與水的反應
01
鈉在各種水溶液中反應時，有酸氫為先，無酸水為先
02
K、Ca、Na等活潑金屬不能從鹽溶液中置換出其他金屬
歸納總結(jié)
鈉與水溶液反應的規(guī)律
鈉與水的反應
【典例1】在蒸發(fā)皿中放入一小塊鈉，加熱至熔化時，用玻璃棒蘸取少
量無水CuSO4與熔化的鈉接觸，瞬間產(chǎn)生耀眼的火花，同時有紅色物
質(zhì)生成。下列說法中不正確的是(　 )
A．上述反應是置換反應
B．上述反應是放熱反應
C．上述反應中無水CuSO4表現(xiàn)了還原性
D．加熱且無水條件下，Na可以與CuSO4反應并生成Cu
【解析】鈉比銅活潑，在無水條件下，Na可以與CuSO4反應并生成Cu，屬于置換反應，A正確；根據(jù)以上分析，反應是放熱反應，B正確；根據(jù)以上分析，鈉作還原劑，硫酸銅作氧化劑，所以CuSO4表現(xiàn)了氧化性， C錯誤；根據(jù)以上分析，在無水、加熱至熔化下，Na可以與CuSO4發(fā)生置換反應生成Cu，D正確；故選C。
C
鈉與水的反應
【典例2】將小塊鈉投入到FeCl3的稀溶液中，以下對有關現(xiàn)象的描述中
最恰當?shù)氖?　　)
A.鈉溶解；溶液里有黑色固體析出和無色氣體逸出
B.鈉與溶液劇烈反應；溶液里有紅褐色沉淀生成，溶液的顏色變淺
C.鈉在溶液的表面上靜靜地消失；溶液里有紅褐色沉淀生成
D.鈉迅速消失；溶液里快速地冒出很多的氣泡，同時有紅褐色固體生成
【解析】將鈉塊投入到FeCl3的稀溶液中，鈉易與水發(fā)生反應，所以先后發(fā)生反應的化學方程式分別是：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，3NaOH＋FeCl3==Fe(OH)3↓＋3NaCl。
B
鈉與水的反應
英國化學家，1802年開創(chuàng)了農(nóng)業(yè)化學，1807年用電解法離析出金屬鉀和鈉；1808年分離出金屬鈣、鍶、鋇和鎂。1813年在法國研究碘，指出碘是與氯類似的元素，并制備出碘化鉀和碘酸鉀等許多碘的化合物。后證實金剛石和木炭的化學成分相同。1815年發(fā)明礦用安全燈，1817年發(fā)現(xiàn)鉑能促使醇蒸氣在空氣中氧化的催化作用。
金屬鈉的發(fā)現(xiàn)者——戴維
漢弗里·戴維 (1778-1829)
03
課堂總結(jié)
課堂總結(jié)
鈉
常溫：4Na+O2=2Na2O
加熱：2Na+O2=Na2O2
現(xiàn)象：浮、熔、游、響、紅
原理：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
銀白色固體
硬度小
熔點低
密度比水小
密度比煤油大
化學性質(zhì)
物理性質(zhì)
O2
H2O
應用
冶煉金屬、高壓鈉燈等
04
課堂檢測
課堂檢測
1．下列關于鈉的說法不正確的是(　　)
A.金屬鈉和氧氣反應，條件不同，產(chǎn)物不同
B.鈉長期置于空氣中，表面不能形成致密氧化膜
C.鈉與水反應時，鈉熔成小球在水面四處游動
D.由于鈉比較活潑，所以它能從溶液中置換出金屬活動性順序表中鈉后面的金屬
【解析】金屬鈉與氧氣反應，常溫生成氧化鈉，加熱生成過氧化鈉，A項正確；鈉長期置于空氣中，表面先生成氧化鈉，會與空氣中的水反應，最終生成碳酸鈉，不能生成致密氧化膜，B項正確；鈉是活潑金屬，熔點低，與水反應時，鈉熔成小球在水面四處游動，C項正確；鈉與鹽溶液反應時，先與水反應，不能從鹽溶液中置換出金屬，D項不正確。
D
課堂檢測
2．等質(zhì)量的兩塊鈉，第一塊在加熱條件下與足量氧氣充分反應，第二塊在常溫下與足量氧氣充分反應。則下列說法正確的是（ ）
A．第一塊鈉失去電子數(shù)多
B．兩塊鈉失去電子數(shù)相同
C．兩塊鈉的反應產(chǎn)物的顏色相同
D．兩塊鈉所得反應產(chǎn)物的質(zhì)量相等
B
課堂檢測
【解析】A．鈉都由0價升高到+1價，鈉的質(zhì)量相同，兩塊鈉失去電子數(shù)一樣多，A不正確；B．雖然反應的產(chǎn)物不同，但鈉的物質(zhì)的量相同，價態(tài)變化相同，所以兩塊鈉失去電子數(shù)相同，B正確；C．Na2O2呈淡黃色，Na2O呈白色，兩塊鈉的反應產(chǎn)物的顏色不相同，C不正確；D．由于Na2O2的相對分子質(zhì)量比Na2O大，而二者的物質(zhì)的量相同，所以兩塊鈉所得反應產(chǎn)物的質(zhì)量不相等，D不正確；故選B。
課堂檢測
3. 將一塊銀白色的金屬鈉放在空氣中會發(fā)生一系列的變化，下列有關敘述正確的是(　　)
A．表面迅速變暗是因為鈉與空氣中的氧氣反應生成了過氧化鈉
B．表面“出汗”是因為生成的氫氧化鈉吸收空氣中的CO2在表面形成了溶液
C．最后變成碳酸鈉粉末
D．該過程的所有化學反應均為氧化還原反應
C
【解析】鈉在空氣中迅速變暗是因為與O2反應生成了Na2O，A錯；表面“出汗”是因為NaOH吸收了空氣中的水蒸氣，B錯；Na在空氣中最終生成Na2CO3粉末，C正確；Na2O與H2O的反應、NaOH與空氣中的CO2的反應均不屬于氧化還原反應，D錯。
課堂檢測
4．某同學按如圖所示實驗裝置進行鈉跟水反應的實驗，打開右端軟塞，將一小塊金屬鈉加入煤油中，迅速塞緊塞子，下列說法中不正確的是（ ）
A．金屬鈉落在b處，有氣體產(chǎn)生，并且上下跳動
B．從左端長頸漏斗中滴加酚酞溶液，水溶液變?yōu)榧t色
C．反應一段時間后，左端液面上升進入長頸漏斗，a處有無色氧氣產(chǎn)生
D．打開活塞A，在右端導管口直接點燃，產(chǎn)生淡藍色火焰
C
課堂檢測
【解析】鈉的密度大于煤油小于水，所以金屬鈉落在b處，有氣體產(chǎn)生，并且上下跳動，故A正確；鈉和水反應生成氫氧化鈉和氫氣，從左端長頸漏斗中滴加酚酞溶液，水溶液變?yōu)榧t色，故B正確；鈉和水反應生成氫氧化鈉和氫氣，反應一段時間后，左端液面上升進入長頸漏斗，a處有無色氫氣產(chǎn)生，故C錯誤；a處有無色氫氣產(chǎn)生，打開活塞A，在右端導管口直接點燃，產(chǎn)生淡藍色火焰，故D正確；選C。
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