必修一第二章第一节钠及其化合物 课件 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

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 钠及其氧化物 浩瀚的大海美丽而富饶。海洋是一个巨大的化学资源宝库，含有80多种元素，钠和氯既是其中含量较高的元素，也是典型的金属元素和典型的非金属元素。 钠元素在自然界中都以化合物的形式存在，除NaCl外，常见的还有Na2CO3、Na2SO4等。钠的单质可以通过化学反应制得。那么，钠和钠的化合物都有哪些性质呢? 存在：以化合物的形式存在 物理性质：钠为银白色固体，密度为0.97g/cm3，比水小，熔沸点较低。熔点为97.81℃，沸点882.9℃。. 硬度小，可用小刀切割。 1、钠的存在与物理性质 【思考】初中的时候，我们已经知道了钠原子的结构。请画出其原子结构示意图。并结合已有知识，预测钠的性质，设计实验证明。 预测：从钠的原子结构来看，它的原子的最外电子层上只有1个电子，在化学反应中该电子很容易失去。因此，钠应该具有很强的还原性。可以和氧气等氧化剂反应。此外，结合金属活动顺序表，猜测钠可以和酸反应。 2、钠的原子结构与化学性质 【实验2-1】 用镊子取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油后，观察钠的光泽和颜色，用刀切去一端的外皮，再观察钠的光泽和颜色，并注意新切开的钠的表面所发生的变化。 现象:取出的金属钠表面有灰黄色层，切开后的切口处露出银白色光泽;切口在空气中迅速变暗。 常温下：4Na+O2=2Na2O 银白色→变暗(灰白) 【讨论】根据上述现象，解析钠保存在煤油中的原因。 钠在常温下能与氧气反应。因此，在实验室中，要把钠保存在石蜡油或煤油中, 以隔绝空气。 【思考】钠与氧气常温下生成氧化钠，若加热，钠又会有什么变化呢？ 【实验2-2】 将一个干燥的坩埚加热，同时切取一块绿豆大的钠，迅速投到热坩埚中。继续加热坩埚片刻，待钠熔化后立即撤掉酒精灯，观察现象。 现象：熔成小球，剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体 坩埚 【思考】钠的还原性很强，能还原HCl中的H元素，它能够还原H2O中的H元素吗？如果能，请预测钠与水反应的生成物。 【探究实验】 在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一块绿豆大的钠放入水中。 【探究P34 】 实验现象 分析及结论 钠浮在水面上 钠的密度比水小 熔成光亮小球 钠的熔点低且反应放热 从钠在水中的位置、钠的形状的变化、溶液颜色的变化等方面观察和描述实验现象。分析实验现象，你能得出哪些结论? 钠在水面上四处游动 有气体生成，推动小球迅速游动 发出嘶嘶声响， 钠与水反应剧烈 溶液由无色变成红色 反应生成碱性物质 记忆小技巧：浮、熔、游、响、红（芙蓉又想红） 【结论】钠的性质非常活泼，能与水发生剧烈反应;反应时放出热量;反应后得到的溶液显碱性。 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ 【思考】钠保存在煤油或石蜡油中还有其他目的吗？当火灾现场存放有大量活泼金属时，能用水灭火吗？ 钠保存在煤油或石蜡油中除了隔绝氧气外，还可隔绝空气中的水分。火灾现场存放有大量活泼金属时，不能用水灭火，应该用干燥的沙土。 （1）与氧气反应 常温下：4Na+O2=2Na2O 银白色→变暗(灰白) (2)与氯气反应 2Na+Cl2= 2NaCl (3)与水反应 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ 2、钠的化学性质汇总 加热： (4)与酸反应 酸过量：与酸反应：2Na+2HCl=2NaCl+H2↑ 酸不足：先与酸反应:2Na+2HCl=2NaCl+H2↑ 再与水反应： 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ 钠先和酸反应，再和水反应。因为反应实际是钠与氢离子反应，酸电离出的氢离子浓度更大。 （5）与碱溶液反应：其实质是与水反应 2、钠的化学性质汇总 （6）与盐溶液反应 Na投入CuSO4溶液中，现象为浮、熔、游、响、蓝色沉淀。请写出化学方程式。 先与水反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 再看生成的碱是否与盐发生复分解反应：CuSO4+2NaOH=Na2SO4+Cu(OH)2↓ 若加入硫酸钠中，则不反应。 注：钠与盐溶液反应时，先与水反应，不能置换盐中的金属。 1、氧化钠与过氧化钠 【思考与讨论】 (1)根据前面做过的实验，描述氧化钠和过氧化钠的颜色、状态。 (2)从物质分类的角度来看，氧化钠和过氧化钠都属于氧化物。故氧化钠与氧化钙性质类似。请写出氧化钠与H2O、 CO2 、盐酸发生反应的化学方程式。 4Na+O2=2Na2O 白色固体 淡黄色固体 Na2O+H2O=2NaOH Na2O+CO2 =Na2CO3 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O 二、钠的几种化合物 【思考】 Na2O2是否同Na2O一样也能与水、CO2、盐酸反应？产物是否相同？ 【实验2-3】将1~2 mL水滴入盛有1~2 g过氧化钠固体的试管中立即把带火星的木条伸入试管中，检验生成的气体。用手轻轻触摸试管外壁，有什么感觉?用pH试纸检验溶液的酸碱性。 现象:滴入水后有大量气泡产生，生成的气体使带火星的木条复燃（说明有O2生成）;试管外壁发热; pH试纸变蓝（说明有碱生成）。 结论： 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH +O2↑ 【推理】 类比Na2O2与水的反应，写出其与CO2、盐酸的反应方程式。 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2 【思考】 Na2O2是不是碱性氧化物？ 不是，Na2O2是过氧化物。 【思考】根据过氧化钠的性质，猜测其用途。 过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。（性质决定用途） 【思考】1.氧气还有哪些制备方法？用过氧化钠制备氧气有什么优点？ 2.课后查阅文献，了解过氧化钠的更多用途。 练习： 1.在潜水艇和消防员的呼吸面具中, Na2O2所发生反应的化学方程式为 _________________________。 从氧化剂和还原剂的角度分析，在这个反应中Na2O2的作用是_________________________。 2Na2O+2CO2= =2Na2CO3+O2、 2Na2O+2H2O= =4NaOH+O2↑ 既做氧化剂，又做还原剂 （1）碳酸钠的用途 制玻璃 纺织 造纸 制肥皂 2、碳酸钠和碳酸氢钠 在初中我们就已经知道了碳酸钠，俗称纯碱、苏打，碳酸氢钠俗称小苏打。此外，我们也知道了他们的一些用途。你还记得都有哪些用途吗？ 碳酸钠和碳酸氢钠的色态对比 【实验2-4】在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g)，完成下列实验，并将实验现象和相应的结论填.入下表。 P36 盐 Na2CO3 NaHCO3 ( 1)观察Na2CO3和NaHCO3的外观并进行描述 (2)向以上两支试管中分别滴入几滴水，振荡，观察现象；将温度计分别插入其中，温度计的示数有何变化 (3)继续向(2)的试管中分别加入5 mL水，用力振荡,有何现象 (4)分别向(3)所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液，有何现象 初步结论 26 盐 Na2CO3 NaHCO3 ( 1)观察外观 (2)分别滴入几滴水，振荡，观察现象；将温度计分别插入其中 (3)继续向(2)的试管中分别加入5 mL水，用力振荡 (4)分别向(3)所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液 初步结论 白色粉末 细小白色晶体 加几滴水后，结块变成晶体;温度上升 加几滴水后，少部分溶解;温度略有下降 振荡后可溶解 固体量有所减少 溶液变红(较深) 溶液微红 加水先变成含结晶水的晶体，溶于水放热，溶液碱性比NaHCO3的强 加水少量溶解，溶于水吸热，溶液碱性比Na2CO3的弱 实验2-5：比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性 P37 比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性的改进实验 （2）Na2CO3和NaHCO3的热稳定性   现象 发生反应的化学方程式 结论 Na2CO3   NaHCO3       ∆ 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑ 澄清的石灰水不变浑浊 澄清的石灰水变浑浊 ─── 受热不分解 受热易分解 实验结论：稳定性：Na2CO3和＞NaHCO3 套管实验比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性 下图装置为本实验的改进装置“套管实验” ：在烧杯B中发现澄清石灰水变浑浊， 说明碳酸氢钠受热分解生成了CO2 ，而 烧杯A中澄清石灰水不变浑浊，说明碳酸 钠稳定，受热不分解，所以碳酸钠热稳定 性大于碳酸氢钠。 不能，因为大试管中加热温度大， 而小试管中温度低，碳酸氢钠受热分 解的原因可能是因为温度高造成的。 结论 思考：碳酸钠和碳酸氢钠对调还能得出 相同结论吗？ (3)Na2CO3和NaHCO3与盐酸的反应 (HCO3-+H+=H2O+CO2↑ ) (CO32- + 2H+ = H2O + CO2↑ ) Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 ↑ (4)Na2CO3和NaHCO3与NaOH的反应 (NaHCO3与NaOH : HCO3-+OH- =H2O+CO32-) Na2CO3与NaOH不反应 （5）Na2CO3和NaHCO3的相互转化 1.如何除去以下情境中的杂质？ (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气体？ 加热 加适量的NaOH 通入足量CO2 将混合气通过饱和NaHCO3溶液洗气 （6）Na2CO3和NaHCO3 混合物的除杂 （8）Na2CO3和NaHCO3的鉴别 请思考： 大家知道节日燃放的五彩缤纷的烟花是怎么来的吗？ 三、焰色反应 1、定义：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应。 ①我们在炒菜的时候，偶有食盐溅在煤气火焰上，火焰呈 。 黄色 ②钠燃烧时，火焰呈 。 黄色 【思考】我们发现目前介绍到的钠及其化合物的用途大多与其化学性质有关。哪些用途与它们的物理性质有关呢？ 【实验2-6】 把焊在玻璃棒上的铂丝(或用光洁无锈的铁丝)放在酒精灯(最好用煤气灯)外焰上灼烧，至与原来的火焰颜色相同时为止。用铂丝(或铁丝)蘸取碳酸钠溶液，在外焰上灼烧，观察火焰的颜色。将铂丝(或铁丝)用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时，再蘸取碳酸钾溶液做同样的实验,此时要透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色。 Na（黄色） K（紫色、透过蓝色钴玻璃） 三、焰色反应 实验2-6： 步骤： 洗 → 烧 → 蘸 → 烧 → 洗 现象：灼烧Na2CO3溶液时，火焰呈黄色；当灼烧K2CO3溶液时，透过蓝色钴玻璃可观察到火焰呈紫色。 结论：钠元素的焰色为黄色，钾元素的焰色为紫色。 2、焰色反应步骤： 洗 → 烧 → 蘸 → 烧 → 洗 洗 →将铂丝(或用光洁无锈的铁丝)用盐酸洗净 烧 →将洗净的铂丝(或铁丝)在火焰上烧至与原来火焰颜色相同为止 蘸 → 蘸取试样 烧 → 在无色火焰上灼烧，并观察火焰的颜色 洗→ 再用盐酸洗净铂丝(或铁丝)，并在火焰上灼烧至与原来火焰颜色相同 一些金属及化合物的焰色反应 黄色 紫色 砖红色 洋红色 绿色 紫红色 黄绿色 1.焰色反应是金属元素的性质，可以是游离态（单质），也可以是化合态（化合物），如Na和NaCl、Na2CO3等焰色反应都为黄色。 2.并非所有金属元素都能发生焰色反应，如Fe、Al、Pt等金属元素均不发生焰色反应，故可用铂丝或铁丝来蘸取待检溶液做焰色反应。 注意事项： 3.钾的焰色为紫色，但在观察钾的焰色时，要透过蓝色钴玻璃，以滤去钠的黄光，避免钠盐造成干扰。 4.利用焰色反应可以检验某些用常规化学方法不能鉴别的金属元素（主要是钠和钾）。 5.将铂丝或铁丝用盐酸洗净后放在火焰上灼烧至与原火焰颜色相同，是为了除去上面沾有的杂质。 焰色试验的应用： (1) 焰火（烟花） 节日燃放的五彩缤纷的烟花，就是锂、钠、钾、锶、钡等金属化合物所呈现的各种艳丽色彩。 (2) 检验金属元素 由于钠盐、钾盐易溶于水，在溶液中又无色，无法通过其他反应进行检验Na+和K+ ，所以常常利用焰色试验来检验。 【评价任务七】 焰色反应每次实验都要用试剂洗净铂丝，这种试剂是（ ） A．Na2CO3溶液 B．K2CO3溶液 C．稀盐酸 D．硫酸 C Lavf57.83.100 氧气的制法 一、过氧化氢和二氧化锰 MnO2 2KClO3 2KCl+3O2 ↑ 2H2O2 = 2H2O + O2↑ 二、加热高锰酸钾 2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 ↑ 三、氯酸钾和二氧化锰混合加热 四、电解水 2H2O 2H2 ↑ + O2 ↑ 五、过氧化钠 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 过氧化钠制氧气轻巧，易携带，循环利用人呼出的气体，没有太多的副产物，反应简单等优点。 白色固体 淡黄色固体 Na2O+H2O＝2NaOH 2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑ Na2O+CO2＝Na2CO3 2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2 Na2O+2HCl ＝2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl＝4NaCl+O2↑+2H2O 供氧剂、氧化剂、漂白剂 强氧化性 碱性氧化物 过氧化物, 非碱性氧化物 过氧化钠和氧化钠性质对比 名称 氧化钠 （与CaO类比） 过氧化钠 化学式与化合价 颜色状态 与H2O 与CO2 与盐酸 反应 特 性 氧化物种类 用途 Na2O +1 -2 Na2O2 +1 -1 归纳整理 比较学习氧化钠和过氧化钠 * Lavf58.20.100 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 $$