内容正文:
第1课时 活泼的金属单质——钠
学习目标
核心素养
1.通过实验探究,了解钠的主要性质。
2.初步形成基于原子结构对物质的性质进行预测和检验的认识模型。
1.宏观辨识与微观探析:基于研究物质性质的基本方法和基本程序,探究钠的性质。
2.科学态度与社会责任:通过对钠的性质探究等一系列科学探究活动,增加安全意识和培养严谨求实的科学精神。
[对应学生用书第28页]
一、钠的原子结构
钠原子的结构示意图为,在化学反应中很容易失去1个电子。因此,钠的化学性质非常活泼,表现出很强的还原性。
二、钠的性质
1.钠与氧气的反应
条件
常温
加热
实验
操作
实验
现象
新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗
钠受热后先熔化成小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体
化学方
程式
4Na+O2===2Na2O
2Na+O2Na2O2
实验
结论
①钠的物理性质:银白色金属,硬度小,熔点低
②钠与氧气反应的条件不同时,现象不同,产物也不同
[注意] 钠除了能与O2反应外,还能与Cl2等非金属单质直接化合。
2.钠与水的反应
实验操作
实验现象
原因解释
钠浮在水面上
钠的密度比水小
钠熔化成闪亮的小球
钠的熔点低,反应放热
小球在水面上四处游动,最后完全消失
反应产生的气体推动小球运动
与水反应发出“嘶嘶”的响声
钠与水反应剧烈
溶液的颜色变红
反应生成碱性物质
实验结论
钠与水反应生成NaOH和H2,化学方程式:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
三、钠的保存与灭火
1.实验室里将钠保存在石蜡油或煤油中。
2.火灾现场存放有大量金属钠时,需要用干燥的沙土来灭火。
下图中的四位同学对Na的认识中正确的是( )
解析 钠是活泼金属,自然界中不存在游离态,A项错误;金属钠取少量后剩余部分能放回原瓶,B项错误;少量钠可以保存在煤油中,C项正确;金属钠质地柔软且密度较小,D项错误。
答案 C
[对应学生用书第29页]
要点一 钠露置于空气中的变化
四乙基铅一度被广泛作为添加剂在汽油中使用,以提高燃料的辛烷值,以防止发动机内发生爆震,从而能够使用更高的压缩比率,进而提高汽车发动机效率和功率。金属钠常用于制造该种抗爆剂。钠的性质活泼,可以通过以下三种方法制备Na2O。
第一种:4Na+O2(纯氧)===2Na2O
第二种:4Na+CO2===2Na2O+C
第三种:2NaNO2+6Na===4Na2O+N2↑
问题探究
1.第一种制法有没有可能生成Na2O2?
提示 常温下不可能生成Na2O2。
2.上述三种方法中最好的是哪一种?为什么?
提示 第一种,钠和纯氧气反应生成氧化钠,虽然产物唯一,但无法确定反应是否完全。第二种,产生的碳单质和氧化钠混合在一起无法分离。第三种,产生的氮气和固体分离无杂质,而且亚硝酸钠属于工业常用盐,很便宜,它提供一半的钠元素,而减少一半的较贵的金属钠用量。
1.钠露置在空气中的变化过程分析
金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末,此过程中的主要变化与现象有:
2.钠露置在空气中发生的主要变化的化学方程式:
①4Na+O2===2Na2O
②Na2O+H2O===2NaOH
④2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O
Na2CO3+10H2O===Na2CO3·10H2O
⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O
钠与氧气反应的条件决定反应的产物
钠在常温下与氧气反应生成氧化钠,在加热或点燃时生成过氧化钠。由此可知,钠与氧气反应,反应条件不同,其产物不同。
[例1] 金属钠露置在空气中,在其表面不可能生成的物质是( )
A.NaHCO3 B.NaOH
C.Na2CO3 D.Na2O
[解析] Na的性质很活泼,易与空气中的氧气反应生成Na2O,化学方程式为4Na+O2===2Na2O,Na2O易与水反应生成NaOH,化学方程式为Na2O+H2O===2NaOH,NaOH吸收空气中的水和CO2生成Na2CO3·xH2O,Na2CO3·xH2O风化脱水生成Na2CO3,所以该过程中在其表面不可能生成的物质是NaHCO3,故选A。
[答案] A
1.用流程图示的方法可以清楚反映物质之间的转化关系。如Na→乙→NaOH→NaCl,则在常温下,上述转化关系内的物质乙是( )
A.Na2O2 B.Na2O
C.NaCl D.Na2CO3
解析 常温下,钠与氧气反应生成氧化钠,氧化钠与水反应生成氢氧化钠。
答案 B
要点二 钠与水、酸、碱和盐溶液的反应
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