高中化學必修一 專題2.1.1 鈉及其氧化物

1、第二章 海水中的重要元素-鈉和氯 第一節(jié) 鈉及其化合物 第1課時 鈉及其氧化物 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，鈉和氯既是其中含量較高的元素，也是典型的金屬元素和典型的非金屬元素。鈉元素在自然界中都以化合物的形式存在，除NaCl外，常見的還有Na2CO3、Na2SO4等。鈉的單質(zhì)可以通過化學反應(yīng)制得。那么，鈉和鈉的化合物都有哪些性質(zhì)呢?【任務(wù)一】微觀探析，原理探究 【思考】初中的時候，我們已經(jīng)知道了鈉原子的結(jié)構(gòu)。請畫出其原子結(jié)構(gòu)示意圖。并結(jié)合已有知識，預(yù)測鈉的性質(zhì)，設(shè)計實驗證明。 預(yù)測：從鈉的原子結(jié)構(gòu)來看，它的原子的最外電子層上只有1個電子，在化學反應(yīng)中該

2、電子很容易失去。因此，鈉應(yīng)該具有很強的還原性?？梢院脱鯕獾妊趸瘎┓磻?yīng)。此外，結(jié)合金屬活動順序表，猜測鈉可以和酸反應(yīng)。 【實驗2-1】用鑷子取一小塊鈉，用濾紙吸干表面的煤油后，觀察鈉的光澤和顏色，用刀切去一端的外皮，再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?，F(xiàn)象:取出的金屬鈉表面有- -灰黃色層，切開后的切口處露出銀白色光澤;切口在空氣中迅速變暗。 常溫下：4Na+O2=2Na2O 銀白色變暗(灰白)【任務(wù)二】宏觀辨識，實驗探究 【討論】根據(jù)上述現(xiàn)象，解析鈉保存在煤油中的原因。 鈉在常溫下能與氧氣反應(yīng)。因此，在實驗室中，要把鈉保存在石蠟油或煤油中,以隔絕空氣?！舅伎肌库c與氧氣常溫

3、下生成氧化鈉，在加熱條件下是否也是生成氧化鈉呢？ 【實驗2-2】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(xù)加熱坩堝片刻，待鈉熔化后立即撤掉酒精燈，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：熔成小球，劇烈燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成淡黃色固體坩堝 【拓展】鈉除了能和氧氣反應(yīng)之外，也可以和氯氣等單質(zhì)反應(yīng)。此外，鈉也可以和酸反應(yīng)。（觀看鈉與鹽酸反應(yīng)的視頻） 寫出鈉和鹽酸反應(yīng)的離子方程式，用雙線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，指出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。2Na+2H+=2Na+ H2 失2e-，化合價升高，被氧化 得2e-，化合價升降低，被還原 還原劑 氧化劑 氧化產(chǎn)物 還原產(chǎn)物 【思考】鈉的還原

4、性很強，能還原HCl中的H元素，它能夠還原H2O中的H元素嗎？如果能，請預(yù)測鈉與水反應(yīng)的生成物。 【探究實驗】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。 實驗現(xiàn)象 分析及結(jié)論 鈉浮在水面上 鈉的密度比水小熔成光亮小球且周圍有水霧產(chǎn)生反應(yīng)放熱，且鈉的熔點低從鈉在水中的位置、鈉的形狀的變化、溶液顏色的變化等方面觀察和描述實驗現(xiàn)象。分析實驗現(xiàn)象，你能得出哪些結(jié)論? 四處游動有氣體生成，推動小球迅速游動嘶嘶作響，鈉球逐漸變小，最后完全消失。有時可能有火花，或伴有爆鳴聲.有氣體生成，反應(yīng)劇烈溶液由無色變成紅色生成堿性物質(zhì)記憶小技巧：“芙蓉又想紅”【結(jié)論】鈉的性質(zhì)非?；顫?，能與水

5、發(fā)生劇烈反應(yīng);反應(yīng)時放出熱量;反應(yīng)后得到的溶液顯堿性。 2Na+2H2O=2NaOH+H2【思考】鈉保存在煤油或石蠟油中還有其他目的嗎？當火災(zāi)現(xiàn)場存放有大量活潑金屬時，能用水滅火嗎？ 鈉保存在煤油或石蠟油中除了隔絕氧氣外，還可隔絕空氣中的水分。火災(zāi)現(xiàn)場存放有大量活潑金屬時，不能用水滅火，應(yīng)該用干燥的沙土?！驹u價一】 寫出鈉和水反應(yīng)的離子方程式，用雙線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，指出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。2Na+2H2O=2Na+ 2OH- +H2 失2e-，化合價升高，被氧化 得2e-，化合價升降低，被還原 還原劑 氧化劑 氧化產(chǎn)物 還原產(chǎn)物 【思考】鈉投入稀鹽酸中，反應(yīng)歷程是怎

6、樣的？理由是？ 鈉先和酸反應(yīng)，再和水反應(yīng)。因為反應(yīng)實際是鈉與氫離子反應(yīng)，酸電離出的氫離子濃度更大。 【評價二】 Na投入CuSO4溶液中，現(xiàn)象為浮、熔、游、響、藍色沉淀。請寫出化學方程式。 2Na+2H2O=2NaOH+H2CuSO4+2NaOH=Na2SO4+Cu(OH)2鈉與鹽溶液反應(yīng)時，先與水反應(yīng)，不能置換鹽中的金屬。 1.下列關(guān)于金屬Na的敘述正確的是 A. 做“鈉與水的反應(yīng)”實驗時，切取綠豆大小的金屬鈉，用濾紙吸干其表面的煤油，放入燒杯中，滴入兩滴酚酞溶液，再加入少量水，然后觀察并記錄實驗現(xiàn)象 B. 鈉與滴有酚酞的冷水反應(yīng)的現(xiàn)象簡述為浮、熔、游、響、紅，離子方程式為： Na + 2H

7、2ONa+2OH +H2 C. 將鈉投入到飽和NaCl溶液中，有氫氣放出，還有白色晶體析出 D. 取用金屬鈉時，剩余的鈉不能放回原瓶【評價三】 【小結(jié)】 金屬的化學通性【任務(wù)三】分類對比，證據(jù)推理 【思考與討論】(1)根據(jù)前面做過的實驗，描述氧化鈉和過氧化鈉的顏色、狀態(tài)。(2)從物質(zhì)分類的角度來看，氧化鈉和過氧化鈉都屬于氧化物。故氧化鈉與氧化鈣性質(zhì)類似。請寫出氧化鈉與H2O、 CO2 、鹽酸發(fā)生反應(yīng)的化學方程式。4Na+O2=2Na2O 白色固體淡黃色固體Na2O+H2O=2NaOH Na2O+CO2 =Na2CO3 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O堿性氧化物：與酸反應(yīng)生成一種鹽和水的氧

8、化物。 特征：都是金屬氧化物。如：CaO、Na2O 等。 【新概念】 【學習方法】根據(jù)金屬通性和堿性氧化物的通性可知，遇到新物質(zhì)時能自覺地將其與頭腦中已有的分類體系相聯(lián)系，將新物質(zhì)并入已有的認知體系中，可預(yù)測其性質(zhì)。【思考】 Na2O2是否同Na2O一樣也能與水、CO2、鹽酸反應(yīng)？產(chǎn)物是否相同？【實驗2-3】將12 mL水滴入盛有12 g過氧化鈉固體的試管中立即把帶火星的木條伸入試管中，檢驗生成的氣體。用手輕輕觸摸試管外壁，有什么感覺?用pH試紙檢驗溶液的酸堿性。現(xiàn)象:滴入水后有大量氣泡產(chǎn)生，生成的氣體使帶火星的木條復(fù)燃（說明有O2生成）;試管外壁發(fā)熱; pH試紙變藍（說明有堿生成）。結(jié)論：2

9、Na2O2 + 2H2O = 4NaOH +O2【推理】 類比Na2O2與水的反應(yīng)，寫出其與CO2、鹽酸的反應(yīng)方程式。2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2【思考】 Na2O2是不是堿性氧化物？ 不是，Na2O2是過氧化物?！居懻摗咳绾卫斫釴a2O、Na2O2性質(zhì)上的差異？在Na2O2中,氧是-1價介于氧的兩種較穩(wěn)定化合價0和-2之間,因此Na2O2既可以在一定條件下獲得電子表現(xiàn)氧化性又可以在一定條件下表現(xiàn)還原性,還可以在一定條件下發(fā)生自身氧化還原反應(yīng),但主要以氧化性為主。 【評價四】根據(jù)過氧化鈉的性質(zhì)，猜測其用途。過氧化鈉可在呼吸面具或

10、潛水艇中作為氧氣的來源。（性質(zhì)決定用途） 【評價五】1.氧氣還有哪些制備方法？用過氧化鈉制備氧氣有什么優(yōu)點？2.課后查閱文獻，了解過氧化鈉的更多用途。 【學習方法】物質(zhì)性質(zhì)的探究方法：1）從物質(zhì)分類的角度思考物質(zhì)的通性；2）注意物質(zhì)的特性；3）從結(jié)構(gòu)推測性質(zhì)，性質(zhì)推測保存和用途；4）運用實驗證實推理。 1.下列對于過氧化鈉的敘述正確的是（ ） A. 過氧化鈉能與水反應(yīng)，所以過氧化鈉可以作為很多氣體的干燥劑 B. 過氧化鈉與水反應(yīng)時，過氧化鈉是氧化劑，水是還原劑。 C. 過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)時，過氧化鈉既是氧化劑又是還原劑。 D. 7.8g Na2O2與足量水反應(yīng)，生成氧氣3.2g【評價六】 C2.在潛水艇和消防員的呼吸面具中, Na2O2所發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_。從氧化劑和還原劑的角度分析，在這個反應(yīng)中Na2O2的作用是_。某潛水艇_上