第1节 第1课时 活泼的金属单质——钠（课件）-【勤径学升·同步练测】2024-2025学年高中化学必修第一册（人教版2019）

第二章　 海水中的重要元素——钠和氯 第一节　钠及其化合物 第1课时　活泼的金属单质——钠 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 1 还原 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 银白 变暗 小球 黄 淡黄 4Na＋O2===2Na2O 银白 小 低 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 浮 小 低 红 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 石蜡油 煤油 干燥的沙土 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 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。 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__个电子。因此，钠的化学性质非常活泼，表现出很强的____性。 二、钠的性质 1．钠与氧气的反应 条件 常温 加热 实验 操作 条件 常温 加热 实验 现象 新切开的钠具有____色的金属光泽，在空气中很快____ 钠受热后先熔化成____，然后剧烈燃烧，火焰呈__色，生成____色固体 化学方 程式 _________________________ ________________________ 实验 结论 ①钠的物理性质：____色金属，硬度__，熔点__ 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。 2Na＋O2 eq \o(=====,\s\up15(△)) Na2O2 2．钠与水的反应 实验操作 实验现象 原因解释 钠__在水面上 钠的密度比水__ 钠熔化成闪亮的小球 钠的熔点__，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__ 反应生成碱性物质 实验操作 实验现象 原因解释 实验结论 钠与水反应生成NaOH和H2，化学方程式：_____________________________________________ 三、钠的保存与灭火 1．实验室里将钠保存在______或____中。 2．火灾现场存放有大量金属钠时，需要用__________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 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： eq \x(\a\al(银白色金,属钠（Na）)) eq \o(——→,\s\up15(O2),\s\do15(①)) eq \x(\a\al(表面变暗,（生成Na2O）)) eq \o(——→,\s\up15(H2O),\s\do15(②)) eq \x(\a\al(出现白色固体,（生成NaOH）)) eq \o(——→,\s\up15(H2O),\s\do15(③)) eq \x(\a\al(表面变成溶液,（NaOH潮解）)) eq \o(——→,\s\up15(CO2),\s\do15(④)) eq \x(\a\al(白色块状物质（生成,Na2CO3·10H2O）)) eq \o(——→,\s\up15(风化),\s\do15(⑤)) eq \x(\a\al(白色粉末状物质,（生成Na2CO3）)) 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 ③2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O ④Na2CO3·10H2O===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]　(山东师范大学附中高一月考)观察是研究物质性质的一种基本方法。某同学将一小块金属钠露置于空气中，观察到下列现象：银白色 eq \o(——→,\s\up15(①)) 变灰暗 eq \o(——→,\s\up15(②)) 变白色 eq \o(——→,\s\up15(③)) 出现液滴 eq \o(——→,\s\up15(④)) 白色固体。下列说法正确的是(　　) A．①发生氧化还原反应生成了过氧化钠 B．④只发生物理变化 C．③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液 D．②变白色主要是因为生成了氢氧化钠 [解析]　①Na在空气中被氧气氧化生成的是氧化钠，不是过氧化钠，A错误；④中NaOH溶液与空气中的CO2反应产生Na2CO3和水，水蒸发后，变为碳酸钠固体，因此发生的变化既有物理变化，又有化学变化，B错误；③是氢氧化钠吸水潮解，NaOH吸收空气中的水蒸气形成了NaOH溶液，C错误；②变白色主要是因为Na2O与空气中的水反应生成了NaOH，D正确。 [答案]　D 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 手机、笔记本电脑、照相机、各种交通工具以及宇宙飞船都会搭载锂离子电池。对比锂离子电池，复旦大学团队又研发了钠电池，但在电池的实际应用中，因为材料吸水而增加了大规模生产的难度。用如图所示的装置进行钠与水、酸、盐溶液的反应的实验，并收集、检验生成的气体。按图所示，向U形管中添加煤油和水，待液体物质添加完毕后，关闭活塞A，向煤油中加入一小块钠后，立即塞好胶塞，观察实验现象。 问题探究 1．将水换成稀盐酸溶液，对比钠与水的反应，反应的剧烈程度有什么不同？ 提示　钠与稀盐酸反应更剧烈，因为稀盐酸中的H＋浓度比水中的H＋浓度大。 2．如果换成MgSO4溶液，钠能否置换出金属镁？你能写出钠与CuSO4溶液反应的总反应化学方程式吗？ 提示　如果换成MgSO4溶液，钠不能置换出镁；CuSO4＋2Na＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。 钠与水溶液的反应 1．反应实质 一般情况下，钠与任何水溶液反应时，都是钠与该溶液中的H＋反应，产生H2。 2．具体反应 物质分类 反应分析 与酸溶液 ①酸过量时：钠与酸电离出的H＋反应，如2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑ ②酸不足时：钠先与酸电离出的H＋反应，剩余的钠再与水反应 与碱溶液 实质是Na与水反应 物质分类 反应分析 与盐溶液 ①盐溶液中的溶质不与NaOH反应，则反应的实质是Na与水反应 ②盐溶液中的溶质与NaOH反应，则反应的实质是Na与水反应生成NaOH，NaOH再与盐反应，如钠与CuSO4溶液反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4 (1)钠与盐溶液反应，不能置换出相应的金属，钠能从某些熔融金属盐中置换出相应金属。 (2)钠投入饱和盐溶液中时，如果盐不与氢氧化钠反应，由于反应过程中水的消耗，最终会析出固体盐。 [例2]　将适量金属钠投入下列溶液中，有气体放出，但无沉淀生成的是(　　) A．盐酸 B．饱和氢氧化钠溶液 C．氯化铁溶液 D．硫酸铜溶液 [解析]　钠与水溶液反应均放出氢气。A项，发生反应为2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，只有气体无沉淀；B项，氢氧化钠溶液是饱和溶液，投入钠后，消耗水，析出氢氧化钠晶体；C项，钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与氯化铁反应产生氢氧化铁沉淀；D项，钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与硫酸铜反应产生氢氧化铜沉淀。 [答案]　A 2．(河南安阳一中高一月考)钠与水反应的实验过程如图甲、乙、丙所示，下列有关说法不正确的是(　　) A．图乙中钠熔成小球，说明钠与水反应放热且钠的熔点低 B．图丙中滴加酚酞溶液后溶液变红，说明有碱性物质生成 C．钠与水反应的离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ D．实验过程中切取一块绿豆大的钠后，将剩余的钠放入废液缸中 解析　钠与水反应放出大量热，而且钠的熔点较低，所以钠会熔化成一个闪亮的小球，A正确；钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠溶液显碱性，所以滴加酚酞溶液后溶液变红，B正确；钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应的离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，C正确；剩余的钠应放回原试剂瓶，由于钠很活泼，如果将剩余的钠放入废液缸中，钠和水剧烈反应，容易引起爆炸等事故，D错误。 答案　D 1．(广东揭阳高一期末)下列有关钠的物理性质叙述正确的是(　　) ①银白色金属　②质软，可以用小刀切割　③熔点较低　④密度比水小　⑤热和电的良导体 A．①②④　　　　 B．②③⑤ C．①③④ D．①②③④⑤ 解析　钠是银白色的金属单质，有金属光泽；质地较软，可以用小刀切割；将钠放入水中，钠会立即熔成小球，说明熔点较低；钠能浮在水面上，说明钠的密度比水小；钠是金属，含有自由移动的电子，所以是热和电的良导体，①②③④⑤都正确，故选D。 答案　D 2．(山东枣庄八中高一月考)在坩埚中放一小块钠，加热熔化后，用玻璃棒蘸取少量无水硫酸铜与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成，据此判断下列说法中错误的是(　　) A．上述反应发生了置换反应 B．上述反应说明钠的还原性强于铜 C．上述反应放出大量的热 D．上述反应证明钠可以从CuSO4溶液中置换出铜 解析　根据题意可知，有红色物质生成，说明熔化的钠与无水CuSO4粉末发生置换反应生成硫酸钠和铜，反应的化学方程式为2Na＋CuSO4===Cu＋Na2SO4，故A正确；Na可以与CuSO4发生置换反应生成Cu，故钠的还原性强于铜，故B正确；Na与CuSO4发生置换反应瞬间会产生耀眼的火花，说明该反应为放热反应，反应时放出热量，故C正确；钠与CuSO4溶液混合，钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，故不能置换出铜，故D错误。 答案　D 3．等质量的两块钠，第一块在加热条件下与足量氧气充分反应，第二块在常温下与足量氧气充分反应。则下列说法正确的是(　　) A．第一块钠失去电子数多 B．两块钠失去电子数相同 C．两块钠的反应产物的颜色相同 D．两块钠所得反应产物的质量相等 解析　Na与O2反应无论生成Na2O还是Na2O2，Na的化合价变化相同，则两块等质量的钠失去的电子数相同。 答案　B 4．在实验室里为了研究钠的性质，做了如下实验： (1)取一块金属钠放在燃烧匙里加热，观察到下列实验现象：①金属先熔化　②在空气中燃烧，放出黄色火花　③燃烧后得白色固体 ④燃烧时火焰为黄色　⑤燃烧后生成淡黄色固体 其中描述正确的是________。 A．①② B．①②③ C．①③ D．①④⑤ (2)将一小块钠投入FeCl3溶液中，发生反应的有关化学方程式为 __________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 解析　(1)钠的熔点只有97.8 ℃，加热立即熔化。钠是一种很活泼的金属，加热时与氧气化合生成过氧化钠，呈淡黄色。钠在空气中燃烧的火焰为黄色。(2)钠与盐溶液反应为两个过程，一是钠与水的反应，二是NaOH与盐的反应。 答案　(1)D (2)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，3NaOH＋FeCl3===Fe(OH)3↓＋3NaCl[或2FeCl3＋6H2O＋6Na===2Fe(OH)3↓＋3H2↑＋6NaCl] $$