資源簡介

(共34張PPT)
第一節　鈉及其化合物
第二章　海水中的重要元素—— 鈉和氯
第1課時　活潑的金屬單質——鈉
素養目標
1.從原子結構角度初步認識金屬鈉的活潑性——強還原性,培養微觀探析素養。
2.通過觀察實驗現象,從宏觀角度以變化觀念認識金屬鈉的強還原性——鈉與氧氣、鈉與水的反應,從而逐步形成探究物質結構和性質的思維習慣,增強學習過程中的科學探究能力和創新意識。
【知識鋪墊】
1.金屬活動性順序:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au。
2.寫出下列反應的化學方程式。
(1)鐵與氧氣:3Fe+2O2 Fe3O4。
(2)鐵與稀鹽酸:Fe+2HCl === FeCl2+H2↑。
(3)鐵與稀硫酸:Fe+H2SO4 === FeSO4+H2↑。
(4)鐵與硫酸銅溶液:Fe+CuSO4 === FeSO4+Cu。
在上述四個反應中,鐵的共同之處是失電子、被氧化。
3.金屬原子的最外層電子數一般小于4個,鈉的原子結構示意圖為
素養初探
【必備知識】
一、鈉元素的存在及鈉原子結構
1.鈉元素在自然界中都以化合物的形式存在,如NaCl、Na2CO3、Na2SO4等。
2.鈉原子最外電子層上只有1個電子,在化學反應中該電子很容易失去,因此,鈉的化學性質非常活潑,表現出很強的還原性。
二、金屬鈉的性質
1.鈉與氧氣的反應
(1)實驗操作及現象
①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,可觀察到鈉具有銀白色金屬光澤,在空氣中鈉表面很快變暗。
②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,繼續加熱坩堝片刻,待鈉熔化后立即撤掉酒精燈,可以看到,鈉受熱先熔化,然后與氧氣劇烈反應,發出黃色火焰,生成一種淡黃色固體。
(2)實驗結論
①鈉是銀白色金屬,硬度小,熔點低,通常保存在煤油或石蠟油中。
②鈉與氧氣反應,條件不同,產物不同,反應的化學方程式分別為:
常溫下:4Na+O2 === 2Na2O;
加熱時:2Na+O2 Na2O2。
【微思考1】教材中描述“不要用手直接接觸鈉,而要用鑷子夾取”,你能解釋其中的原因嗎
提示 手上有汗水,若用手直接接觸鈉,鈉與水反應生成氫氧化鈉,會腐蝕皮膚。
2.鈉與H2O反應
(1)根據氧化還原反應規律,預測Na與H2O反應的生成物為NaOH、H2。
①操作:
②現象及結論
現象 原因
鈉浮在水面上 鈉的密度比水小
熔成閃亮的小球 鈉的熔點低且反應放熱
鈉在水面上迅速游動 反應產生氣體推動鈉游動
發出“嘶嘶”聲響 鈉與水反應劇烈
溶液變紅 反應生成堿性物質
③鈉與水反應劇烈,反應時放出熱量,化學方程式是
2Na+2H2O === 2NaOH+H2↑;離子方程式為2Na+2H2O === 2Na++2OH-+H2↑。
【微思考2】(1)為什么實驗室里將鈉保存在石蠟油或煤油中
(2)教材中描述“把一塊綠豆大的鈉放在水中”,實驗中取“綠豆大”的鈉的目的是什么
提示 (1)鈉與石蠟油、煤油不反應,且鈉的密度大于石蠟油、煤油的密度,將鈉保存在石蠟油或煤油中,能使鈉與空氣隔絕。
(2)鈉與水的反應劇烈,取“綠豆大”的鈉可以保證實驗的安全性。
【情境鏈接】某船員在運輸盛有鈉的鐵桶時,不小心把蓋子打開,
桶內馬上冒起濃濃的白煙,而且一接觸桶內物質,雙手立刻感到劇
烈的疼痛,情急之下他將桶推到江里。一遇到水,桶立馬爆炸。消
防隊員找來一個較大的白色塑料桶,將打撈上來的鐵桶放在里面,用煤油浸泡。
(1)盛有鈉的桶遇水立馬爆炸的原因是什么
提示 由于大量的金屬鈉與大量的水接觸發生劇烈反應,生成大量可燃性氣體——氫氣,同時放出大量的熱,引起金屬鈉和氫氣的劇烈燃燒,從而引發劇烈的爆炸現象。
(2)用煤油浸泡鐵桶的滅火道理是什么
提示 鈉易與空氣中的氧氣、水等反應,而鈉不與煤油反應,且密度比煤油大,故用煤油浸泡鐵桶。
【自我小測】
1.判斷正誤:
(1)鈉是銀白色金屬,熔點低,硬度大。(　　)
提示 ×。鈉的硬度小,可以用小刀切割。
(2)鈉在反應時,只能做還原劑。(　　)
提示 √。鈉原子最外層只有1個電子,只能失電子,表現很強的還原性。
(3)鈉與O2反應只能生成淡黃色固體Na2O2。(　　)
提示 ×。鈉與O2在常溫和加熱條件下分別生成Na2O和Na2O2。
(4)鈉與H2O反應比鈉與鹽酸反應更劇烈。(　　)
提示 ×。鈉與H2O反應的實質是與氫離子反應,水中的氫離子濃度小于鹽酸,故鈉與鹽酸反應更劇烈。
2.將一小塊金屬鈉投入滴有紫色石蕊溶液的盛冷水的燒杯中,甲同學認為可以觀察到下列實驗現象,其中正確的有(　　)
①鈉投入水中,先沉入水底,后浮出水面　②鈉立即與水反應,并有氣體產生　③反應后溶液變紅色　④鈉熔化成光亮的小球　⑤小球在水面上迅速游動　⑥有“嘶嘶”的響聲發出
A.①②③④ B.②③④⑤
C.②④⑤⑥ D.③④⑥
C
探究一
鈉與氧氣的反應
【問題探究】
下面的圖示簡單展示了我們探究鈉與氧氣反應的實驗操作:
(1)從以上實驗中,你能總結出有關金屬鈉的哪些性質
提示 物理性質:銀白色、質軟、硬度小;化學性質:化學性質活潑,常溫下易被空氣中的氧氣氧化為氧化鈉,加熱條件下易被氧氣氧化為過氧化鈉。
素養提升
(2)鈉與氧氣反應時,所得產物與氧氣多少是否有關
提示 與氧氣多少無關,與反應是否加熱(反應條件)有關。
(3)用剩的金屬鈉應怎樣處理
提示 剩余的鈉放回原試劑瓶。
【深化拓展】
鈉露置在空氣中的變化
鈉長期暴露在空氣中,最終轉化為Na2CO3,變化過程的現象及主要反應如下:
誤區警示 (1)鈉與氧氣反應產物不同是由于反應條件不同,碳與氧氣反應產物不同是由于氧氣的量不同。
(2)空氣中的CO2的量相對較少,故與氫氧化鈉反應只能生成碳酸鈉,不能生成碳酸氫鈉。
【素能應用】
例1 等質量的兩塊鈉,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多
B.兩塊鈉失去電子數相同
C.兩塊鈉的反應產物的顏色相同
D.兩塊鈉所得反應產物的質量相等
B
變式訓練1(2021安徽淮北高一期末)鈉露置在空氣中,其變質過程中不可能產生的物質是(　　)
A.Na2O B.NaOH
C.NaHCO3 D.Na2CO3
C
探究二
鈉與水及酸、堿、鹽溶液的反應
【問題探究】
某同學為了探究鈉單質與鹽的反應,進行了以下兩個實驗:
(1)將一塊鈉投入CuSO4溶液中,實驗現象為鈉立即熔為小球,并浮在水面四處游動,伴有嘶嘶的聲響,同時溶液中有藍色沉淀生成。
請解釋實驗中現象并寫出有關化學方程式。
提示 鈉投入CuSO4溶液中,Na先與H2O反應生成NaOH和H2,2Na+2H2O === 2NaOH+H2↑;生成的NaOH與CuSO4反應生成藍色沉淀Cu(OH)2,2NaOH+CuSO4 === Cu(OH)2↓+Na2SO4。
(2)如圖,在蒸發皿中放一小塊鈉,加熱至熔化時,用玻璃棒蘸取少量無水CuSO4與熔化的鈉接觸,瞬間產生耀眼的火花,同時有紅色物質生成。
請解釋實驗中,是否發生了置換反應 上述反應能否證明鈉可以從CuSO4溶液中置換出銅 能否說明鈉比銅活潑
提示 實驗中有紅色物質生成,說明熔融的鈉將硫酸銅中的銅置換出來并且放出熱量,屬于置換反應,鈉為還原劑,硫酸銅為氧化劑,說明鈉比銅活潑。
(3)綜合分析(1)(2)總結鈉單質與鹽溶液反應的順序,Na與鹽反應冶煉金屬的條件。
提示 鈉單質與鹽溶液反應時,先與水反應生成氫氧化鈉和氫氣,再考慮氫氧化鈉是否與鹽發生復分解反應;Na與鹽反應冶煉金屬必須在無水條件下進行,即熔融狀態下。
【深化拓展】
鈉與H2O、酸溶液、鹽溶液反應
(1)反應實質
鈉與任何水溶液(如酸、堿、鹽的水溶液)反應時,實質是鈉與溶液中的H+反應,生成H2。
(2)具體反應
反應物質 反應分析
與水 離子方程式為2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑,還原劑為Na,氧化劑為H2O
與酸溶液 把鈉投入酸溶液中時,鈉先與酸中的H+反應,當酸反應完后,再與水反應,即“先酸后水”。如鈉與鹽酸的反應依次為2Na+2HCl===2NaCl+H2↑、2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。鈉與酸溶液的反應比鈉與水的反應更劇烈,因為酸溶液中H+的濃度大
與鹽溶液 當鈉加到鹽的水溶液中時,首先是鈉與水反應,如果生成的NaOH能夠和鹽反應,則反應繼續進行,即“先水后鹽”。如把鈉投入CuSO4溶液中,則依次發生的反應為2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4;總反應為2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。如果把鈉投入NaCl溶液或K2SO4溶液中,則只發生鈉和水的反應
誤區警示 (1)過量鈉與酸溶液反應時,鈉先與酸反應,再與水反應,最后消耗完。
(2)鈉能與任何水溶液反應。不要認為鹽不能與氫氧化鈉反應,就不能與鈉反應。
【素能應用】
例2 (1)將一小塊鈉放入下列溶液中,既能產生氣體又能生成白色沉淀的是(　　)
A.硝酸銅溶液 B.稀硫酸
C.氯化鈉溶液 D.氯化鎂溶液
(2)寫出Na投入NaHCO3溶液中所發生反應的化學方程式:
(若有多步,則分步書寫)。
答案 (1)D　
(2)2Na+2H2O === 2NaOH+H2↑,NaOH+NaHCO3 === Na2CO3+H2O
易錯提醒(1)鈉與金屬鹽溶液反應時,不能置換出相應金屬;但在熔融條件下,鈉可以從某些熔融金屬鹽中置換出不如它活潑的金屬。如:
(2)鈉投入飽和鹽溶液中時,如果鹽不與NaOH反應,由于反應過程中水的消耗,最終會析出固體鹽。
(3)相同溫度下,相同的鈉塊與鹽酸反應比與水反應更快。
變式訓練2不能正確表示下列反應的離子方程式是(　　)
A.鈉與水反應:2Na+2H2O === 2Na++2OH-+H2↑
B.鈉與CuSO4溶液反應:2Na+Cu2+ === Cu+2Na+
C.鈉與鹽酸反應:2Na+2H+ === 2Na++H2↑
D.鈉跟氯化鉀溶液反應:2Na+2H2O === 2Na++2OH-+H2↑
B
素養脈絡
1.中科院研究成果表明,利用金屬鈉、鉀實現腫瘤高溫消融的治療新方法可用于殺死癌細胞。關于鈉的敘述中,正確的是(　　)
A.鈉是銀白色金屬,硬度很大
B.鈉燃燒時發出黃色火焰
C.金屬鈉在空氣中燃燒,生成氧化鈉
D.金屬鈉的熔點很高
素養鞏固
B
2.將小塊鈉投入FeCl3的稀溶液中,以下對有關現象的描述中最恰當的是(　　)
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
B
3.將一塊鈉投入盛有煤油和水的燒杯中,觀察到的現象可能是(　　)
A.鈉在水層中反應并四處游動
B.鈉停留在煤油層中不發生反應
C.鈉在煤油中反應并四處游動
D.鈉在煤油與水的界面處反應并可能上下跳動
D
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