高中 化學(xué) 必修 第一冊 第二章 海水中的重要元素 鈉和氯《第一節(jié) 第1課時 活潑的金屬單質(zhì) 鈉》教學(xué)設(shè)計(jì)

第一節(jié)鈉及其化合物第1課時活潑的金屬單質(zhì)——鈉[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.能從鈉原子的結(jié)構(gòu)(微觀)分析認(rèn)識鈉是一種非常活潑的金屬，具有很強(qiáng)的還原性(宏觀)。2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鈉與氧氣、水的反應(yīng)，會分析鈉與酸、堿、鹽溶液的反應(yīng)，促進(jìn)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。任務(wù)一探究鈉與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)1．鈉元素的原子結(jié)構(gòu)及存在(1)鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，在化學(xué)反應(yīng)中很容易失去1個電子，具有很強(qiáng)的還原性。(2)鈉元素在自然界中均以化合物形式存在。2．鈉與氧氣的反應(yīng)教材實(shí)驗(yàn)觀察到如下現(xiàn)象：條件常溫加熱實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象新切開的鈉具有銀白色的金屬光澤，在空氣中很快變暗鈉先熔化，然后劇烈燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成淡黃色固體[交流研討1]請描述實(shí)驗(yàn)室中鈉的保存方法；通過鈉的保存方法，試比較鈉與煤油密度的相對大小。提示：保存在石蠟油或煤油中；鈉的密度大于煤油的密度。[交流研討2]請描述金屬鈉的取用方法；通過鈉的取用方法，描述鈉的硬度特點(diǎn)。提示：用鑷子從試劑瓶中取一塊鈉，用濾紙吸干表面的煤油，在玻璃片上用刀切下一小塊鈉，剩余的鈉放回原試劑瓶；鈉的硬度較小。[交流研討3]請寫出下列右圖裝置中除鑷子、酒精燈以外的三種儀器的名稱。提示：三腳架、泥三角、坩堝。[交流研討4]已知氧化鈉(Na2O)為白色粉末，過氧化鈉(Na2O2)為淡黃色粉末。試分別寫出鈉在常溫、加熱條件下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。通過對上述兩個反應(yīng)的對比，你能得出什么結(jié)論？提示：4Na＋O2=2Na2O，2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2。鈉與氧氣反應(yīng)，反應(yīng)條件不同生成物不同。1．鈉為銀白色固體，密度比煤油大，質(zhì)軟，硬度較小，熔點(diǎn)較低，用小刀可以切割。2．鈉與氧氣能反應(yīng)，常溫下，生成氧化鈉，加熱條件下生成過氧化鈉。注意事項(xiàng)：①取用金屬鈉時，不能用手拿，應(yīng)該用鑷子夾取。②切取鈉時，剩余的鈉塊不能隨意丟棄，應(yīng)放回原試劑瓶。3．鈉與其他非金屬單質(zhì)的反應(yīng)鈉與其他非金屬單質(zhì)化合生成的化合物中鈉只顯＋1價。試寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：(1)鈉和氯氣反應(yīng)：2Na＋Cl2=2NaCl。(2)鈉和氫氣反應(yīng)生成NaH：2Na＋H2eq\o(=,\s\up7(△))2NaH。1．下列有關(guān)金屬鈉的說法不正確的是()A．可保存在煤油里B．著火時用水撲滅C．可用小刀切割D．燃燒時發(fā)出黃色火焰答案：B2．用流程圖示的方法可以清楚反映物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。如Na→乙→NaOH→NaCl，則在常溫下，上述轉(zhuǎn)化關(guān)系內(nèi)的物質(zhì)乙是()A．Na2O2 B．Na2OC．NaCl D．Na2CO3答案：B3.(2023·江蘇射陽高一調(diào)研)A、B、C是中學(xué)化學(xué)中常見的三種物質(zhì)，它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(部分反應(yīng)條件及產(chǎn)物略去)：(1)若A是一種金屬，C是淡黃色固體，則B的化學(xué)式為，A→C反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)若A是一種非金屬，其常見單質(zhì)為黑色固體，C是最主要的溫室氣體，則C的分子式為。①B→C反應(yīng)的化學(xué)方程式為。②A和C是否可以發(fā)生反應(yīng)(填“能”或“不能”)，若能，反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________(若不能，此空不填)。答案：(1)Na2O2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2(2)CO2①2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2CO2②能C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO解析：(1)根據(jù)C是淡黃色固體，C為Na2O2，則B為Na2O，A為Na，A→C的反應(yīng)為2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2。(2)C是主要的溫室氣體，則C為CO2，A為碳，B為CO，B→C的反應(yīng)為2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2CO2，A和C可以反應(yīng)生成B，化學(xué)方程式為C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO。任務(wù)二鈉與水的反應(yīng)1．理論預(yù)測(1)從物質(zhì)組成的角度看，鈉含有Na元素，水含有H、O兩種元素。(2)從氧化還原反應(yīng)的角度看，鈉具有強(qiáng)還原性，水中H為＋1價，有氧化性，遇水可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(3)初步預(yù)測鈉與水可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氫氧化鈉和氫氣。2．實(shí)驗(yàn)探究(1)實(shí)驗(yàn)操作(2)現(xiàn)象及解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論或解釋鈉浮在水面上鈉的密度比水小鈉熔化成小球反應(yīng)放熱且鈉的熔點(diǎn)低小球在水面上迅速游動反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣推動小球運(yùn)動發(fā)出“嘶嘶”的響聲鈉與水劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生氣體反應(yīng)后溶液的顏色逐漸變紅有堿性物質(zhì)生成(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：化學(xué)方程式為2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，其中，鈉為還原劑，水為氧化劑，H2O中的H元素被還原。[交流研討1]請描述金屬鈉要保存在煤油中的原因。提示：鈉比煤油的密度大，保存在煤油中能隔絕空氣和水，防止鈉與空氣中的氧氣、水蒸氣反應(yīng)。[交流研討2]把鈉投入足量稀鹽酸中有何現(xiàn)象？相比鈉與水的反應(yīng)哪個更劇烈？寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示：浮、熔、游、響；鈉與鹽酸反應(yīng)比鈉與水反應(yīng)更劇烈；2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑。[交流研討3]將鈉投入硫酸銅溶液中，觀察到固體物質(zhì)全部消失，未見紫紅色金屬銅出現(xiàn)。寫出鈉與足量硫酸銅溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑；2NaOH＋CuSO4=Cu(OH)2↓＋Na2SO4。1．鈉與稀硫酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是與H＋反應(yīng)，離子方程式為2Na＋2H＋=H2↑＋2Na＋。2．鈉與堿溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是鈉與水的反應(yīng)。3．鈉與鹽溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是鈉與水的反應(yīng)。巧記為：遇水記四點(diǎn)，浮熔游響全，遇酸酸優(yōu)先，遇堿、鹽水在前。1．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)鈉塊可以直接用手取用：。(2)鈉與水反應(yīng)的離子方程式為Na＋H2O=Na＋＋OH－＋H2↑：。答案：(1)錯誤。鈉塊不能用手取用，應(yīng)該用鑷子取用(2)錯誤。應(yīng)該為2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑2．將金屬鈉放入盛有下列溶液的小燒杯中，既有氣體產(chǎn)生，又有沉淀產(chǎn)生的是(填序號，下同)，有刺激性氣味氣體產(chǎn)生的是。①M(fèi)gSO4溶液②NaHCO3溶液③Na2SO4溶液④飽和澄清石灰水⑤Ca(HCO3)2溶液⑥FeCl3溶液⑦NH4Cl溶液答案：①④⑤⑥⑦解析：在題給幾種溶液中，金屬鈉均先與水發(fā)生反應(yīng)：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓；②中NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O，生成的Na2CO3溶解度大于NaHCO3，故不會產(chǎn)生沉淀；③中Na2SO4與NaOH不反應(yīng)，沒有沉淀生成；④中反應(yīng)消耗水，溶液溫度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2沉淀；⑤中Ca2＋＋HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=CaCO3↓＋H2O；⑥中Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓；⑦鈉與水反應(yīng)使溶液溫度升高，NH4Cl溶液中產(chǎn)生兩種氣體(H2和NH3)，NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O。1．下列敘述與金屬的物理性質(zhì)無關(guān)的是()A．良好的導(dǎo)電性 B．反應(yīng)中易失電子C．延展性 D．導(dǎo)熱性答案：B解析：物理性質(zhì)包括顏色、氣味、熔沸點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性等，不包括得失電子能力；易失電子是化學(xué)性質(zhì)，故A、C、D均為物理性質(zhì)。2．金屬鈉在空氣中燃燒，生成物是()A．氧化鈉 B．過氧化鈉C．氫氧化鈉 D．碳酸鈉答案：B解析：金屬鈉與空氣中的O2在加熱條件下反應(yīng)生成Na2O2。3．下列滅火劑能用于撲滅金屬鈉著火的是()A．煤油 B．干燥的沙土C．氫氧化鈉溶液 D．水答案：B解析：鈉能與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，因此鈉著火時不能用水撲滅，可以用干燥的沙土覆蓋滅火。4．將一塊金屬鈉投入到滴有紫色石蕊溶液的盛有冷水的燒杯中，甲同學(xué)認(rèn)為可觀察到下列現(xiàn)象，其中正確的有(填序號)。①鈉投入水中，先沉入水底，后浮出水面②鈉立即與水反應(yīng)，并有氣體產(chǎn)生③反應(yīng)后溶液變紅④鈉熔成閃亮的小球⑤小球在水面上四處游動⑥有“嘶嘶”的響聲發(fā)出答案：②④⑤⑥解析：鈉的密度小于水的密度，鈉投入水中，不會沉入水底，應(yīng)浮在水面上；鈉與水反應(yīng)有NaOH生成，使紫色石蕊溶液變藍(lán)色，而不是變紅色，故①③錯誤。課時測評11活潑的金屬單質(zhì)——鈉(本欄目內(nèi)容在學(xué)生用書中以活頁形式分冊裝訂！)題點(diǎn)一金屬鈉的物理性質(zhì)、存在、保存1．實(shí)驗(yàn)室中，用鑷子從煤油中取出一小塊金屬鈉，然后用濾紙吸干表面的煤油，再用小刀切開觀察。在這一實(shí)驗(yàn)過程中不能得出的鈉的物理性質(zhì)是()A．鈉在常溫下是固體B．鈉的熔點(diǎn)很低C．鈉具有銀白色的金屬光澤D．金屬鈉很軟答案：B解析：從題干中“取出一小塊金屬鈉”知鈉在常溫下是固體；“用小刀切開”說明鈉很軟；切開后可看到鈉具有銀白色的金屬光澤；沒有加熱將鈉熔化，因此不能得出其熔點(diǎn)很低的性質(zhì)。2．下列有關(guān)鈉的存在、保存及取用方法的描述正確的是()A．鈉在自然界中主要以化合物的形式存在，少量以單質(zhì)的形式存在B．鈉需要密封保存在四氯化碳中C．實(shí)驗(yàn)室中可直接用藥匙取用鈉D．實(shí)驗(yàn)室中取用后剩余的鈉要放回原試劑瓶中答案：D題點(diǎn)二鈉與氧氣的反應(yīng)3．金屬鈉在氧氣中燃燒所產(chǎn)生的現(xiàn)象是()A．黃煙，生成白色固體B．黃霧，生成淡黃色固體C．黃色火焰，生成淡黃色固體D．黃色火焰，生成白色固體答案：C4．(2023·河北新河高一段考)等質(zhì)量的兩塊鈉，第一塊在足量氧氣中加熱，第二塊在足量空氣(常溫)中充分反應(yīng)，則下列說法正確的是()A．第一塊鈉失去電子多B．兩塊鈉失去電子一樣多C．第二塊鈉的反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量大D．兩塊鈉的反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量一樣大答案：B解析：鈉在氧氣中加熱生成物為過氧化鈉，在常溫下與空氣中氧氣反應(yīng)，生成物是氧化鈉，反應(yīng)中鈉元素均從0價升高到＋1價，則等質(zhì)量的鈉失去的電子數(shù)相同，故A錯誤、B正確；根據(jù)元素守恒可知，等質(zhì)量的鈉產(chǎn)生的過氧化鈉和氧化鈉的“個數(shù)”相同，過氧化鈉的相對分子質(zhì)量大于氧化鈉的相對分子質(zhì)量，則產(chǎn)生的過氧化鈉的質(zhì)量大，因此第一塊鈉的反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)量大，故C、D錯誤。5．化學(xué)反應(yīng)中同樣的反應(yīng)物在不同的反應(yīng)條件下可能會發(fā)生不同的反應(yīng)。下列各組中的兩物質(zhì)相互反應(yīng)時，若改變反應(yīng)條件或反應(yīng)物的用量比，化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)并不改變的是()A．Na和O2 B．Ca(OH)2和CO2C．Mg和O2 D．C和O2答案：C解析：Na與O2常溫下反應(yīng)生成Na2O，加熱條件下反應(yīng)生成Na2O2，A項(xiàng)錯誤；Ca(OH)2與少量CO2反應(yīng)生成物為CaCO3，與過量的CO2反應(yīng)生成Ca(HCO3)2，B項(xiàng)錯誤；Mg和O2的反應(yīng)生成物只有MgO，C項(xiàng)正確；C和O2反應(yīng)時因O2的量不同有CO和CO2兩種不同的生成物，D項(xiàng)錯誤。題點(diǎn)三鈉與水的反應(yīng)6．金屬鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，與鈉的下列性質(zhì)無關(guān)的是()A．密度比水小 B．熔點(diǎn)低C．硬度小 D．強(qiáng)還原性答案：C7．(2023·山東利津高一段考)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輕緩地加入一顆綠豆大小的金屬鈉，可能觀察到的現(xiàn)象符合圖中的()答案：A解析：Na的密度比煤油大，但比水小，故Na處于水與煤油的界面上跳動，且Na與H2O反應(yīng)能產(chǎn)生H2。題點(diǎn)四鈉與酸、堿、鹽溶液的反應(yīng)8．將一小塊鈉投入盛飽和澄清石灰水的燒杯里，不可能觀察到的現(xiàn)象是()A．熔成小球并在液面上游動B．有氣體生成C．溶液底部有銀白色物質(zhì)生成D．溶液變渾濁答案：C解析：鈉與堿溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是鈉與水的反應(yīng)，所以首先觀察到鈉與水反應(yīng)的一系列現(xiàn)象，但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)消耗了水，放出的熱量使溶液溫度升高，由于Ca(OH)2的溶解度隨溫度升高而降低，可以看到溶液變渾濁。9．(2023·河北正定高一聯(lián)考)將少量金屬鈉分別投入下列物質(zhì)的水溶液中，反應(yīng)后溶液質(zhì)量減輕的是()A．HCl B．K2SO4C．NaOH D．CuSO4答案：D解析：對于A、B、C都是消耗Na，產(chǎn)生H2，2Na→H2↑，投入46gNa，放出2gH2，溶液質(zhì)量均增加。對于D，鈉首先與H2O反應(yīng)，生成NaOH放出H2，然后NaOH與Cu2＋生成Cu(OH)2沉淀，反應(yīng)方程式為2Na＋2H2O＋CuSO4=Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑，由方程式可以看出，溶解46gNa，生成98g沉淀和2gH2，溶液質(zhì)量減少54g。10．(2023·北京房山區(qū)高一期末)能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式的是()A．鈉與水反應(yīng)：Na＋2H2O=Na＋＋2OH－＋H2↑B．鈉與CuSO4溶液反應(yīng)：2Na＋Cu2＋=Cu＋2Na＋C．鈉與足量鹽酸反應(yīng)：2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑D．鈉與氯化鉀溶液反應(yīng)：2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑答案：D解析：A項(xiàng)，電荷不守恒，錯誤；B項(xiàng)，Na優(yōu)先與H2O反應(yīng)，與Cu2＋不能發(fā)生置換反應(yīng)，錯誤；C項(xiàng)，Na與H＋反應(yīng)，H＋主要來源于酸，不能寫成H2O，錯誤。11．2.3g純凈的金屬鈉在干燥的空氣中被氧化后得到3.5g固體，由此判斷其產(chǎn)物是()A．只有Na2O B．只有Na2O2C．Na2O和Na2O2 D．無法確定答案：C解析：若2.3g鈉全部生成Na2O，質(zhì)量為3.1g；若2.3g鈉全部生成Na2O2，質(zhì)量為3.9g，因?yàn)?.1g<3.5g<3.9g，故氧化產(chǎn)物應(yīng)為Na2O和Na2O2的混合物。12．(2023·浙江嘉善高一期末)某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組擬用如圖裝置進(jìn)行鈉與氧氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。(1)將一小塊鈉放在陶土網(wǎng)上加熱，能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有，寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：。(2)上述實(shí)驗(yàn)中還觀察到有黑色固體物質(zhì)生成，其原因可能為2Na＋CO2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))C＋Na2O2或4Na＋3CO2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))C＋2Na2CO3，這兩個化學(xué)方程式的反應(yīng)類型既屬于基本反應(yīng)類型中的反應(yīng)，也屬于(填“氧化還原”或“非氧化還原”)反應(yīng)。答案：(1)鈉受熱熔化，然后劇烈燃燒，放熱，出現(xiàn)黃色火焰，陶土網(wǎng)上有淡黃色粉末生成2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))Na2O2(2)置換氧化還原解析：(1)鈉受熱時燃燒，出現(xiàn)黃色火焰，產(chǎn)生淡黃色粉末過氧化鈉，發(fā)生的反應(yīng)是2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))Na2O2。(2)根據(jù)反應(yīng)的特點(diǎn)可知，給出的兩個反應(yīng)都是置換反應(yīng)，一定是氧化還原反應(yīng)。13．金屬鈉長期露置于空氣中最終完全轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3粉末，此過程中的主要變化與現(xiàn)象如下所示：銀白色，金屬鈉(Na)eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(①)),表面變暗(生成Na2O)eq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(②)),出現(xiàn)白色固體(生成NaOH)eq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(③)),表面潮濕(NaOH潮解)eq\o(→,\s\up7(CO2),\s\do5(④))白色塊狀物質(zhì)(生成Na2CO3·10H2O)eq\o(→,\s\up7(風(fēng)化),\s\do5(⑤))白色粉末狀物質(zhì)(生成Na2CO3)試寫出上述過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。①；②；④；⑤