高中化學專題3從海水中獲得的化學物質(zhì)第2單元第1課時鈉的性質(zhì)與制備教學案蘇教版必修第一冊

第1課時鈉的性質(zhì)與制備發(fā)展目標體系構(gòu)建1.通過實驗探究鈉的性質(zhì)，嘗試對具體物質(zhì)的性質(zhì)和變化作出解釋和預測。2．能運用化學變化規(guī)律分析生產(chǎn)、生活中的實際問題，培養(yǎng)學生科學態(tài)度與社會責任的化學核心素養(yǎng)。一、鈉的存在與物理性質(zhì)1．存在：在自然界中都以化合態(tài)存在，如氯化鈉、碳酸鈉和硫酸鈉等。2．鈉的物理性質(zhì)顏色、狀態(tài)熔、沸點密度硬度銀白色、固體熔沸點較低比水小質(zhì)軟二、鈉的結(jié)構(gòu)與化學性質(zhì)及應(yīng)用(填結(jié)構(gòu)示意圖)，說明鈉具有強還原性。1．鈉與氧氣的反應(yīng)反應(yīng)條件室溫加熱實驗步驟新切開的鈉具有銀鈉先熔化成小球，然后劇烈燃燒，火焰呈黃色，生實驗現(xiàn)象白色的金屬光澤，成淡黃色固體在空氣中很快變暗點燃2Na＋O=====NaO化學方程式4Na＋O===2NaO22222結(jié)論鈉是非?；顫姷慕饘伲cO反應(yīng)，條件不同時，現(xiàn)象不同，產(chǎn)物也不同22.與水的反應(yīng)實驗現(xiàn)象解釋鈉浮在水面上鈉的密度比水小鈉與水反應(yīng)生成氣體鈉熔點低，反應(yīng)放熱與水反應(yīng)發(fā)出“嘶嘶〞響聲鈉熔化成閃亮的小球小球在水面上迅速游動，逐漸變小，最后消失反應(yīng)產(chǎn)生的氣體推動小球運動鈉與水反應(yīng)生成堿劇烈反應(yīng)，生成NaOH和H：2Na＋2HO===2NaOH＋H↑反應(yīng)后溶液的顏色逐漸變紅鈉與水2223.與熔融的金屬鹵化物反應(yīng)Na與熔融的TiCl反應(yīng)的方程式為4Na＋TiCl700==========～800℃4NaCl＋Ti。444．鈉的制備與應(yīng)用通電(1)制備：電解熔融的氯化鈉，反應(yīng)方程式為2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl↑。2(2)用途：①冶煉金屬。②高壓鈉燈：其特點是黃光射程遠，透霧能力強。③鈉鉀合金：在常溫下為液體，可用作快中子反應(yīng)堆的熱交換劑。將一塊鈉投入到少的量鹽酸中，發(fā)生哪些反應(yīng)？寫出反應(yīng)的化學方程式。[提示]鈉先與HCl反應(yīng)，過量的鈉再與水反應(yīng)。反應(yīng)的化學方程式分別為2Na＋2HCl===2NaCl＋H↑，2Na＋2HO===2NaOH＋H↑。222三、鈉的氧化物1．氧化鈉氧化鈉為白色固體，屬于堿性氧化物，與水和鹽酸反應(yīng)的化學方程式分別為NaO＋2HO===2NaOH、NaO＋2HCl===2NaCl＋HO。2222．過氧化鈉(1)物理性質(zhì)：淡黃色固體。(2)化學性質(zhì)①與水的反應(yīng)化學方程式：2NaO＋2HO===4NaOH＋O↑。2222②與二氧化碳的反應(yīng)化學方程式：2NaO＋2CO===2NaCO＋O。222232(3)用途：作呼吸面具里的供氧劑，也可作漂白劑。微點撥：(1)NaO不屬于堿性氧化物。22(2)NaO固體中的陽離子和陰離子分別為Na＋、O2－，其數(shù)目比為2∶1，NaO固體中的陽222-2-/10(3)NaO與CO或HO反應(yīng)均為自身氧化還原反應(yīng)，NaO既是氧化劑又是還原劑，HO和22222(2)鈉與O反應(yīng)時，條件不同，產(chǎn)物也不同。(√)22．以下表達中錯誤的選項是()A．鈉在自然界中可以以游離態(tài)存在B．鈉在燃燒時產(chǎn)生黃色火焰3．Na及其化[答案]①2Na＋2HO===2NaOH＋H↑22②2Na＋2HCl===2NaCl＋H↑2③NaO＋CO===NaCO3222④2NaO＋2CO===2NaCO＋O222232鈉的主要化學性質(zhì)[問題1]鈉在空氣中久置后最終會變?yōu)樘妓徕c粉末，你能結(jié)合鈉的性質(zhì)說明鈉在空氣中久置時反應(yīng)的過程嗎？[提示]銀白色的金屬鈉→表面變暗(生成NaO)→生成白色固體(生成NaOH)→表面變成2[問題2]有人設(shè)計了如下圖的實驗裝置驗證鈉的性質(zhì)。組裝儀器加入藥品后，上提大分析試管中會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？寫出溶液中反應(yīng)的化學方程式。假設(shè)將CuSO溶液換成飽和4石灰水，試管中出現(xiàn)什么現(xiàn)象？一般分兩步考慮：先考慮Na與水反應(yīng)生成小球，在液面上四處游，動并發(fā)：2Na＋2HO===2NaOH＋H↑，CuSONaOH，再考慮NaOH。鈉在CuSO溶液中反應(yīng)的現(xiàn)象為鈉熔化成4224＋2NaOH===Cu(OH)↓＋2NaSO，將二個方程式疊加可得總反應(yīng)2Na＋2HO＋CuSO===Cu(OH)↓22442＋NaSO＋H↑。鈉與堿溶液反應(yīng)的實質(zhì)是鈉與水的反應(yīng)2。將鈉投入到飽和石灰水中，由于反24應(yīng)消耗了水，故會有溶質(zhì)析出，溶液也會變渾濁。1．金屬鈉露置于空氣中的主要變化金屬鈉長期露置于空氣中最終完全轉(zhuǎn)變?yōu)镹aCO粉末，3此過程中的主要變化與現(xiàn)象有：2發(fā)生的主要變化的化學方程式為①4Na＋O===2NaO；22word②NaO＋HO===2NaOH；22④2NaOH＋CO===NaCO＋HO，3222NaCO＋10HO===NaCO·10HO；223232⑤NaCO·10HO===NaCO＋10HO。2232322．鈉與水、酸溶液、堿溶液和鹽溶液的反應(yīng)(1)鈉與水的反應(yīng)化學方程式：2Na＋2HO===2NaOH＋2H↑，2還原劑：Na，氧化劑：HO。2(2)鈉與酸溶液的反應(yīng)①鈉與酸溶液反應(yīng)時先與酸反應(yīng)生成H。2②如果鈉過量，鈉把酸消耗盡之后，再與水反應(yīng)。(3)鈉與堿溶液的反應(yīng)實質(zhì)就是鈉與水的反應(yīng)。(4)鈉與鹽溶液的反應(yīng)鈉與鹽溶液反應(yīng)時，首先與水反應(yīng)生成NaOH，然后NaOH與鹽溶液發(fā)生復分解反應(yīng)(假設(shè)氫氧化鈉不與鹽溶液反應(yīng)，那么只有鈉與水的反應(yīng))。例如Na與Fe(SO)溶液的反應(yīng)：4322Na＋2HO===2NaOH＋H↑，26NaOH＋Fe(SO)===2Fe(OH)↓＋3NaSO，總的反應(yīng)方程式為：24332426Na＋6HO＋Fe(SO)===2Fe(OH)↓＋3NaSO＋3H↑。222433421．取一塊金屬鈉，放在燃燒匙里加熱，以下對實驗現(xiàn)象的描述正確的選項是()①金屬先熔化②在空氣中燃燒，為黃色⑤燃燒后生成淡黃色固體產(chǎn)生黃色火花③燃燒后得白色固體④燃燒時火焰A．②⑤B．①②③D．④⑤C．①④⑤C[鈉燃燒時，先受熱熔化成閃亮的小球，然后燃燒，燃燒時火焰為黃色，燃燒后生成淡黃色的過氧化鈉固體。]2．將金屬鈉放入盛有以下溶液的小燒杯中，既有氣體，又有白色沉淀產(chǎn)生的是()①MgSO溶液②NaCl溶液③NaSO溶液④濃CaCl溶液⑤CuSO溶液2NaCl4244溶液A．①②⑤B．①④⑥-5-/10C．①④⑤D．①⑤⑥B[鈉與溶液中的水反應(yīng)，水的量減少。①中MgSO＋2NaOH===Mg(OH)↓＋NaSO；④中2424CaCl＋2NaOH===Ca(OH)↓＋2NaCl；⑤中生成的是藍色的Cu(OH)沉淀，不合題意要求；⑥中222水減少，有NaCl析出。]NaO與CO、HO反應(yīng)的四大關(guān)系2222[問題1]寫出過氧化鈉與HO、CO反應(yīng)的化學方程式，分析反應(yīng)過程中消耗的HO、CO2222與生成的氧氣分子數(shù)目的關(guān)系。[提示]2NaO＋2HO===4NaOH＋O↑；2NaO＋2CO===2NaCO＋O，根據(jù)化學方程式可以2222222232看出與過氧化鈉反應(yīng)時消耗的HO、CO與生成的O分子數(shù)目之比均為2∶1。222[問題2]在密閉容器中一定量的過氧化鈉與一定量的CO、HO(g)的混合物發(fā)生反應(yīng)的22先后順序是怎樣的？[提示]假設(shè)NaO首先與HO反應(yīng)，那么會生成NaOH、O，由于2NaOH＋CO===NaCO3222222＋HO，因此實際參加反應(yīng)的物質(zhì)是CO。所以反應(yīng)順序，可視作NaO先與CO反應(yīng)，待CO反222222應(yīng)完全后，NaO再與HO(g)發(fā)生反應(yīng)。222[問題3]過氧化鈉與HO、CO反應(yīng)后固體質(zhì)量怎樣變化？有什么規(guī)律存在？現(xiàn)有mg22CO、H的混合物，充分燃燒后將生成物通入足量的過氧化鈉，充分反應(yīng)后固體增的重質(zhì)量是多2少？[提示]分析反應(yīng)前后固體物質(zhì)中原子的變化情況，可發(fā)現(xiàn)相當于CO中的“CO〞、HO22中的“H〞被固體結(jié)合，即固體增的重質(zhì)量是CO中的“CO〞、HO中的“H〞的質(zhì)量。所以m2222gCO、H的混合物，充分燃燒后將生成物通入足量的過氧化鈉，充分反應(yīng)后固體增的重質(zhì)量是2mg。反應(yīng)的化學方程式為2NaO＋2CO===2NaCO＋O①3222222NaO＋2HO===4NaOH＋O↑②22221．物質(zhì)的量關(guān)系不論是CO還是HO，通過足量的NaO時，放出O的物質(zhì)的量與CO或HO的物質(zhì)的量之2222222比均為1∶2。2．電子轉(zhuǎn)移關(guān)系-6-/10在NaO與CO或HO的反應(yīng)中，2NaO既是氧化劑又是還原劑，每生成1molO都轉(zhuǎn)移2mol222222電子。3．固體質(zhì)量關(guān)系4．先后順序關(guān)系NaO與一定量CO和HO(g)的混合物的反應(yīng)，解決問題時可視作NaO先與CO一定量的2222222反應(yīng)，待CO反應(yīng)完成后，NaO再與HO發(fā)生反應(yīng)。22223．對于反應(yīng)：2NaO＋2HO===4NaOH＋O↑，以下說法中正確的選項是()2222A．NaO是氧化劑，HO是還原劑222B．NaO既是氧化劑，又是還原劑22C．該反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為4e－D．每有18gHO與足量NaO反應(yīng)，22那么固體增重4g2B[在NaO與HO的反應(yīng)中，NaO中－1價氧原子之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，NaO既是氧化劑2222222又是還原劑；不知反應(yīng)物的物質(zhì)的量無法確定電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目；根據(jù)原子守恒，固體增重質(zhì)量等于參加反應(yīng)水中氫原子的質(zhì)量，即18gHO參加反應(yīng)，固體增重2g。]24．CO和H的混合氣體21.2g，與足量O反應(yīng)后，2通過足量NaO，固體質(zhì)量增加()222A．21.2gB．14gC．6.78gD．不能確定點燃點燃A[2CO＋O=====2CO①，2CO＋2NaO===2NaCO＋O②，2H＋O=====2HO③，2NaO2222222322222＋2HO===4NaOH＋O↑④。將①②兩式合2并得：CO＋NaO===NaCO⑤；將③④兩式合并得：22232H＋NaO===2NaOH⑥。由⑤⑥兩式可22知，固體增加的質(zhì)量就等于CO和H的質(zhì)量。]22-7-/10據(jù)某報報道：在某某市珠江河段曾經(jīng)出現(xiàn)過驚險神秘的“水雷〞，6個裝滿金屬鈉的水面上，其中3個發(fā)生劇烈爆炸，另外三個被成功打撈。據(jù)現(xiàn)場的一位同志講，早上10點多，河鐵皮水桶浮在水面上漂浮的一個鐵桶內(nèi)竄出黃色火苗，緊接著一聲巨響，蘑菇狀的水柱沖天而起。群眾議論：“沒想到水里的東西也能著火爆炸。〞打撈上來的桶被打開蓋子后，馬上冒出白煙，而且一旦人們接觸了桶內(nèi)的物質(zhì)，雙手感到劇烈疼痛……消防隊員將打撈上來的鐵桶用煤油浸泡。裝滿金屬鈉的鐵桶不下沉？“水里的東西也能著火爆炸〞？你能寫出其有關(guān)的化學方程式嗎？[解析](1)根據(jù)單質(zhì)鈉的物理性質(zhì)可知，鈉的密度比水的密度要小，故裝滿金屬鈉的鐵(2)鈉與水反應(yīng)放出大量的熱，生成的氫氣燃燒，由此引起壓強等復雜的變化產(chǎn)生劇烈的點燃2[答案](1)鈉的(2)鈉與水反應(yīng)放出大量的熱，生成的氫氣燃燒，由此引起壓強等復雜的變化爆炸。2Na＋2HO===2NaOH＋H↑。產(chǎn)生劇烈的22能通過鈉用的一系列反應(yīng)現(xiàn)象中總結(jié)鈉的物理性質(zhì)，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的化學核心素養(yǎng)，學會利用所學化學知識解決實際生活中問題的能力。1．以下關(guān)于金屬鈉性質(zhì)的表達正確的選項是()A．鈉著火時可用水撲滅B．鈉與氧氣在加熱條件下反應(yīng)時，假設(shè)氧氣的量較少，那么生成氧化鈉C．鈉在空氣中長期放置，最終變成碳酸鈉D．鈉是金屬，其密度比水的大C[鈉能與水反應(yīng)，著火時可用沙土撲滅；鈉與氧氣在加熱時生成過氧化鈉，與氧氣量的多少無關(guān)；鈉在空氣中放置，先生成氧化鈉，進一步轉(zhuǎn)化成氫氧化鈉，最后變成碳酸鈉；鈉的密度比水的小。]2．向一小燒杯中分別加入等體積的水和煤油，片刻后再向該燒杯中緩慢地加入一綠豆粒大的金屬鈉，可能觀察到的現(xiàn)象是以下圖中的()A[鈉的密度比煤油大，比水小，故鈉在水和煤油的交界處與水發(fā)生反應(yīng)生成氫氣，從而可看到氣泡。]3．(雙選)對于反應(yīng)：TiCl＋4Na700～==========800℃4NaCl＋Ti，以下說法正確的選項是()4A．該反應(yīng)說明鈉是強還原劑，可用于冶煉金屬B．該反應(yīng)條件是TiCl在熔融狀態(tài)或水溶液中4C．Ti是還原產(chǎn)物D．TiCl是還原劑4AC[對于反應(yīng)，鈉是還原劑，TiCl是氧化劑，NaCl是氧化產(chǎn)物，Ti是還原產(chǎn)物，因為4鈉能與水反應(yīng)，所以該反應(yīng)條件只能是TiCl在熔融狀態(tài)下。]44．以下關(guān)于NaO和NaO的表達正確的選項是()222A．都是白色固體B．都是堿性氧化物C．都能和水反應(yīng)形成強堿溶液D．都是強氧化劑C[NaO是白色固體，NaO是淡黃色固體；NaO是堿性氧化物，NaO是過氧化物；它們222