必修一第二章第一節(jié)鈉及其化合物高一上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第一冊

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(xué)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(xué)反應(yīng)制得。那么，鈉和鈉的化合物都有哪些性質(zhì)呢?存在：以化合物的形式存在物理性質(zhì)：鈉為銀白色固體，密度為0.97g/cm3，比水小，熔沸點較低。熔點為97.81℃，沸點882.9℃。.硬度小，可用小刀切割。1、鈉的存在與物理性質(zhì)【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(xué)反應(yīng)中該電子很容易失去。因此，鈉應(yīng)該具有很強的還原性。可以和氧氣等氧化劑反應(yīng)。此外，結(jié)合金屬活動順序表，猜測鈉可以和酸反應(yīng)。2、鈉的原子結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)

【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)【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與氧氣常溫下生成氧化鈉，若加熱，鈉又會有什么變化呢？【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。現(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

【思考】鈉的還原性很強，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?！咎骄繉嶒灐吭跓屑尤胍恍┧?，滴入幾滴酚酞溶液，然后把一塊綠豆大的鈉放入水中?！咎骄縋34】

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鈉的熔點低且反應(yīng)放熱從鈉在水中的位置、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?鈉在水面上四處游動有氣體生成，推動小球迅速游動發(fā)出嘶嘶聲響，鈉與水反應(yīng)劇烈溶液由無色變成紅色反應(yīng)生成堿性物質(zhì)記憶小技巧：浮、熔、游、響、紅（芙蓉又想紅）【結(jié)論】鈉的性質(zhì)非?；顫姡芘c水發(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(dāng)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。（1）與氧氣反應(yīng)常溫下：4Na+O2=2Na2O銀白色→變暗(灰白)

(2)與氯氣反應(yīng)2Na+Cl2=2NaCl

(3)與水反應(yīng)2Na+2H2O==2NaOH+H2↑2、鈉的化學(xué)性質(zhì)匯總加熱：

(4)與酸反應(yīng)酸過量：與酸反應(yīng)：2Na+2HCl=2NaCl+H2↑酸不足：先與酸反應(yīng):2Na+2HCl=2NaCl+H2↑

再與水反應(yīng)：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑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。（5）與堿溶液反應(yīng)：其實質(zhì)是與水反應(yīng)2、鈉的化學(xué)性質(zhì)匯總（6）與鹽溶液反應(yīng)Na投入CuSO4溶液中，現(xiàn)象為浮、熔、游、響、藍(lán)色沉淀。請寫出化學(xué)方程式。先與水反應(yīng)：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑再看生成的堿是否與鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：CuSO4+2NaOH=Na2SO4+Cu(OH)2↓若加入硫酸鈉中，則不反應(yīng)。注：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、氧化鈉與過氧化鈉

【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(xué)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二、鈉的幾種化合物

【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1~2mL水滴入盛有1~2g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?，F(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(lán)（說明有堿生成）。結(jié)論：2Na2O2+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?！舅伎肌扛鶕?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潛水艇中作為氧氣的來源。（性質(zhì)決定用途）【思考】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(xiàn)，了解過氧化鈉的更多用途。練習(xí)：

1.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(xué)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_________________________。2Na2O+2CO2==2Na2CO3+O2、2Na2O+2H2O==4NaOH+O2↑既做氧化劑，又做還原劑（1）碳酸鈉的用途制玻璃紡織造紙制肥皂2、碳酸鈉和碳酸氫鈉在初中我們就已經(jīng)知道了碳酸鈉，俗稱純堿、蘇打，碳酸氫鈉俗稱小蘇打。此外，我們也知道了他們的一些用途。你還記得都有哪些用途嗎？碳酸鈉和碳酸氫鈉的色態(tài)對比【實驗2-4】在兩支試管中分別加入少量Na2CO3和NaHCO3(各約1g)，完成下列實驗，并將實驗現(xiàn)象和相應(yīng)的結(jié)論填.入下表。P36

鹽

Na2CO3

NaHCO3(1)觀察Na2CO3和NaHCO3的外觀并進(jìn)行描述(2)向以上兩支試管中分別滴入幾滴水，振蕩，觀察現(xiàn)象；將溫度計分別插入其中，溫度計的示數(shù)有何變化(3)繼續(xù)向(2)的試管中分別加入5mL水，用力振蕩,有何現(xiàn)象(4)分別向(3)所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液，有何現(xiàn)象初步結(jié)論

鹽

Na2CO3

NaHCO3(1)觀察外觀(2)分別滴入幾滴水，振蕩，觀察現(xiàn)象；將溫度計分別插入其中(3)繼續(xù)向(2)的試管中分別加入5mL水，用力振蕩(4)分別向(3)所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液初步結(jié)論白色粉末細(xì)小白色晶體

加幾滴水后，結(jié)塊變成晶體;溫度上升加幾滴水后，少部分溶解;溫度略有下降振蕩后可溶解固體量有所減少溶液變紅(較深)溶液微紅加水先變成含結(jié)晶水的晶體，溶于水放熱，溶液堿性比NaHCO3的強加水少量溶解，溶于水吸熱，溶液堿性比Na2CO3的弱實驗2-5：比較碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性P37比較碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性的改進(jìn)實驗（2）Na2CO3和NaHCO3的熱穩(wěn)定性

現(xiàn)象

發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

結(jié)論Na2CO3

NaHCO3

?2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑

澄清的石灰水不變渾濁澄清的石灰水變渾濁───受熱不分解

受熱易分解實驗結(jié)論：穩(wěn)定性：Na2CO3和＞NaHCO3套管實驗比較碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性下圖裝置為本實驗的改進(jìn)裝置“套管實驗”：在燒杯B中發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾濁，說明碳酸氫鈉受熱分解生成了CO2

，而

燒杯A中澄清石灰水不變渾濁，說明碳酸鈉穩(wěn)定，受熱不分解，所以碳酸鈉熱穩(wěn)定性大于碳酸氫鈉。

不能，因為大試管中加熱溫度大，而小試管中溫度低，碳酸氫鈉受熱分解的原因可能是因為溫度高造成的。結(jié)論思考：碳酸鈉和碳酸氫鈉對調(diào)還能得出相同結(jié)論嗎？(3)Na2CO3和NaHCO3與鹽酸的反應(yīng)(HCO3-+H+=H2O+CO2↑

)(CO32-+2H+=H2O+CO2↑)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑(4)Na2CO3和NaHCO3與NaOH的反應(yīng)(NaHCO3與NaOH

:HCO3-+OH-=H2O+CO32-)Na2CO3與NaOH不反應(yīng)（5）Na2CO3和NaHCO3的相互轉(zhuǎn)化1.如何除去以下情境中的雜質(zhì)？(1)如何除去Na2CO3粉末中少量的NaHCO3？(2)如何除去Na2CO3溶液中少量的NaHCO3？(3)如何除去NaHCO3溶液中少量的Na2CO3？(4)CO2中含有HCl氣體？加熱加適量的NaOH通入足量CO2將混合氣通過飽和NaHCO3溶液洗氣

（6）Na2CO3和NaHCO3混合物的除雜（8）Na2CO3和NaHCO3的鑒別

請思考：

大家知道節(jié)日燃放的五彩繽紛的煙花是怎么來的嗎？三、焰色反應(yīng)

1、定義：很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色，這在化學(xué)上叫做焰色反應(yīng)。

①我們在炒菜的時候，偶有食鹽濺在煤氣火焰上，火焰呈。黃色②鈉燃燒時，火焰呈。黃色【思考】我們發(fā)現(xiàn)目前介紹到的鈉及其化合物的用途大多與其化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。哪些用途與它們的物理性質(zhì)有關(guān)呢？【實驗2-6】把焊在玻璃棒上的鉑絲(或用光潔無銹的鐵絲)放在酒精燈(最好用煤氣燈)外焰上灼燒，至與原來的火焰顏色相同時為止。用鉑絲(或鐵絲)蘸取碳酸鈉溶液，在外焰上灼燒，觀察火焰的顏色。將鉑絲(或鐵絲)用鹽酸洗凈后，在外焰上灼燒至與原來的火焰顏色相同時，再蘸取碳酸鉀溶液做同樣的實驗,此時要透過藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰的顏色。Na（黃色）K（紫色、透過藍(lán)色鈷玻璃）三、焰色反應(yīng)實驗2-6：步驟：洗→燒→蘸→燒→洗現(xiàn)象：灼燒Na2CO3溶液時，火焰呈黃色；當(dāng)灼燒K2CO3溶液時，透過藍(lán)色鈷玻璃可觀察到火焰呈紫色。結(jié)論：鈉元素的焰色為黃色，鉀元素的焰色為紫色。2、焰色反應(yīng)步驟：洗→燒→蘸→燒→洗

洗→將鉑絲(或用光潔無銹的鐵絲)用鹽酸洗凈燒→將洗凈的鉑絲(或鐵絲)在火焰上燒至與原來火焰顏色相同為止蘸→蘸取試樣燒→在無色火焰上灼燒，并觀察火焰的顏色洗→再用鹽酸洗凈鉑絲(或鐵絲)，并在火焰上灼燒至與原來火焰顏色相同

一些金屬及化合物