2.1.1 钠及其氧化物(word教参)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材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　钠及其氧化物 目标导航 [知识导图] [课程标准] 1.熟悉钠的存在形态、物理性质，能从钠的原子结构分析钠的化学性质。 2.通过实验探究钠与氧气、水的反应，能正确描述实验现象、书写化学方程式。 3.结合碱性氧化物的通性，预测氧化钠的性质，类比过氧化钠的性质与应用。 （见学生用书P33） 知识点1　钠的存在及物理性质 1.存在：钠元素在自然界中都以　①化合物　的形式存在，如　②NaCl　、　③Na2CO3　和　④Na2SO4　等。 2.钠的物理性质 钠是一种　⑤银白　色、有　⑥金属　光泽、质地　⑦很软　、熔点　⑧较低　、常温下为固态的金属，在实验室中，通常保存在　⑨石蜡油或煤油　中。 知识点2　钠的化学性质 1.钠与氧气的反应 实验 步骤 实验 现象 新切开的钠表面　⑩光亮　，在空气中很快　⑪变暗　 钠受热先熔化，然后与氧气剧烈反应，发出　⑫黄色　火焰。生成一种　⑬淡黄色　固体，这种淡黄色的固体是　⑭过氧化钠（Na2O2）　 反应 4Na＋O22Na2O （室温） 　⑮2Na＋O2Na2O2　 （加热） 结论 钠是非常活泼的金属，与O2反应，条件不同时，现象不同，产物也不同 2.钠与水的反应 现象 原因 钠浮在水面上— 钠的密度比水的密度　⑯小　 钠熔成闪亮的小球— 钠与水反应　⑰放热　，钠的熔点　⑱低　 钠在水面上迅速游动— 反应产生的气体推动钠球在水面上游动 发出“嘶嘶”的响声，且钠很快消失— 钠与水发生剧烈反应 向水中加入酚酞试液后溶液呈红色— 反应后得到的溶液显碱性 反应的化学方程式：　⑲2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑　 3.金属钠的保存与取用 （1）钠易与氧气和水反应，所以通常保存在煤油或石蜡油中以隔绝空气和水。取用钠时应用镊子将钠从煤油中取出，不能直接用手接触，用滤纸吸干钠块表面的煤油后，一般用小刀切取绿豆粒大小即可，不能太大，以免发生危险。 （2）实验室中，药品从试剂瓶中取出后，为防止污染试剂，一般不能再将试剂放回原瓶，但取用金属钠时剩余的钠要放回原试剂瓶中，不能乱扔；类似的物质还有钾、白磷等。 知识点3　氧化钠和过氧化钠 1.氧化钠 （1）物理性质：颜色：　⑳白色　；状态：　㉑固体　。 （2）化学性质 氧化钠是碱性氧化物，能与水、酸性氧化物、酸等发生反应。 有关的化学方程式： 2.过氧化钠 （1）物理性质：颜色：　㉕淡黄色　；状态：固体。 （2）化学性质 ①与水的反应 实验操作 实验现象 实验结论 a.滴入水后　㉖产生大量气泡　 b.带火星的木条　㉗复燃　 c.试管外壁　㉘发热　 d.用pH试纸检验溶液呈　㉙碱　性 过氧化钠与水反应生成　㉚NaOH和O2　， 反应的化学方程式：　㉛2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑　 ②与二氧化碳反应的化学方程式：　㉜2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2　。 （3）Na2O和Na2O2中氧元素的化合价分别为　㉝－2、－1　。 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）取用后剩余的钠应放入废液缸。（　×　） （2）金属钠很活泼，可以将溶液中比它不活泼的金属置换出来。（　×　） （3）将2.3 g金属钠投入97.7 g水中，所得溶液的质量分数为4％。（　×　） （4）金属钠和氧气反应，条件不同，产物不同。（　√　） （5）钠着火时不能用水扑灭，需要用干燥的沙土盖灭。（　√　） （6）Na2O和Na2O2中氧元素的化合价分别为－2和－1。（　√　） 名师提醒 （1）钠与金属的盐溶液反应时，会先与水反应，生成NaOH后，再与溶质反应。 （2）钠与氧气反应时，条件不同，现象不同，产物也不同。常温下生成氧化钠，加热或点燃时生成过氧化钠。 （3）钠与水发生剧烈反应，反应时放出热量并产生H2，故钠着火时不能用水灭火。 （见学生用书P34） 探究点1　钠的主要性质 1.钠是活泼金属，能否与ZnSO4溶液反应，置换出金属Zn？ 答案　不能，因为钠进入水溶液中会先与水反应生成NaOH。 1.钠的基本性质 （1）与O2反应 （2）与H2O反应 生成NaOH与H2，反应的五点现象：浮—熔—游—响—红。 2.钠与酸、碱、盐溶液反应 物质分类 反应分析 酸 ①钠与酸溶液反应时，先与酸中的H＋反应： 2Na＋2H＋2Na＋＋H2↑。 ②若钠过量，酸消耗尽后，再与水反应 碱 钠与碱溶液反应的实质：钠与水反应 盐 钠与盐溶液反应时，先与水反应，生成氢氧化钠和氢气，而后分两种情况： ①盐溶液中的溶质与氢氧化钠不反应，则只发生钠与水的反应。 ②盐溶液中的溶质与氢氧化钠反应，则有后续反应，如钠与硫酸铜溶液的反应： 2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑ 2NaOH＋CuSO4Cu（OH）2↓＋Na2SO4 总反应：2Na＋2H2O＋CuSO4 Cu（OH）2↓＋Na2SO4＋H2↑ 【例题1】将一小块钠投入CuSO4溶液中，不可能观察到的现象是（　　） A.溶液中产生蓝色沉淀 B.有气体生成 C.有红色金属析出 D.钠熔化成银白色小球浮在液面上 思维导引：Na无法从盐溶液中置换出金属。 答案　C 解析　将钠投入CuSO4溶液中，首先与水反应：2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑，由于反应放出大量的热，钠熔化成小球浮在液面上，生成的NaOH与CuSO4发生复分解反应，产生蓝色沉淀：2NaOH＋CuSO4Cu（OH）2↓＋Na2SO4，不会发生钠置换出铜的反应，故观察不到有红色金属析出的现象，C项正确。 【变式1】（1）将一小块钠放入下列溶液中，既能产生气体又能生成白色沉淀的是　　　　。 A.硫酸铜溶液 B.稀硫酸 C.氯化钠溶液 D.氯化镁溶液 （2）写出Na投入到下列溶液中所发生的化学反应方程式（若有多步，则分步书写）。 ①MgCl2溶液：　　　　　　　　。 ②FeCl3溶液：　　　　　　　　。 解析　钠与四种溶液反应都生成氢气，在硫酸铜溶液中会有蓝色沉淀生成，只有在氯化镁溶液中生成白色沉淀。 答案　（1）D （2）①2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑ 2NaOH＋MgCl2Mg（OH）2↓＋2NaCl ②2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑ 3NaOH＋FeCl3Fe（OH）3↓＋3NaCl 探究点2　氧化钠和过氧化钠的性质 2. Na2O与Na2O2都能与水反应生成NaOH，所以Na2O与Na2O2都是碱性氧化物，你同意这种观点吗？ 答案　不同意。碱性氧化物与酸反应只生成盐和水，Na2O2与盐酸反应时不仅生成NaCl和水，还会有氧气生成，故Na2O2不属于碱性氧化物。 1. Na2O和Na2O2的比较 物质 氧化钠（Na2O） 过氧化钠（Na2O2） 色态 白色固体 淡黄色固体 组成结构 由Na＋与O2－构成，Na＋与O2－个数之比为2∶1 由Na＋与构成，Na＋与个数之比为2∶1 氧元素 化合价 －2 －1 类别 碱性氧化物 过氧化物 与H2O 反应 Na2O＋H2O2NaOH 2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑ 与CO2 反应 Na2O＋CO2Na2CO3 2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2 与H＋反应 Na2O＋2H＋2Na＋＋H2O 2Na2O2＋4H＋ 4Na＋＋2H2O＋O2↑ 用途 用于制备NaOH等 可作漂白剂（漂白织物 等）、强氧化剂、供氧剂 （用于呼吸面具和潜水 艇中氧气的来源） 联系 加热时可发生反应：2Na2O＋O22Na2O2 注意：Na2O2在与水、CO2的反应中，既作氧化剂，又作还原剂。 2.钠露置于空气中的变化 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： 相关化学方程式： ①4Na＋O22Na2O ②Na2O＋H2O2NaOH ④2NaOH＋CO2Na2CO3＋H2O Na2CO3＋10H2ONa2CO3·10H2O ⑤Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O 3. Na2O2与CO2、H2O反应的相关计算 （1）气体体积关系 CO2和水蒸气的混合气体（或单一气体）通过足量Na2O2时，气体体积的减少量为原混合气体体积的，即为生成氧气的量ΔV＝V（O2）＝[V（CO2）＋V（水蒸气）]。 （2）固体质量关系 分析Na2O2与CO2、H2O反应的化学方程式，可得下列关系式： Na2O2Na2CO3（组成相当于Na2O2·CO） Na2O22NaOH（组成相当于Na2O2·H2） ①与CO2反应时，固体增加的质量等于与消耗的CO2等分子数的CO的质量。 ②与H2O反应时，固体增加的质量等于与消耗的H2O等分子数的H2的质量。 （3）反应先后关系 一定量的Na2O2与一定量CO2和水蒸气的混合物反应，可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与水蒸气发生反应。 【例题2】下列叙述中不正确的是（　　） A. Na2O2是淡黄色固体，Na2O是白色固体，二者都能与水反应生成NaOH B. Na和O2在加热时反应生成Na2O2，在常温下反应生成Na2O C. Na2O与CO2发生反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2 D.2 g H2充分燃烧后产物被Na2O2完全吸收，Na2O2固体增重18 g 思维导引：根据Na2O2与Na2O的性质及性质差异进行分析。 答案　D 解析　2 g H2充分燃烧后生成18 g水，完全被Na2O2固体吸收发生反应2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑，由质量守恒可知，固体由Na2O2→NaOH，18 g水被吸收后生成16 g O2，即Na2O2固体增重2 g。 【变式2】200 ℃ 时CO2和水蒸气的混合气体共23.2 g，与足量的Na2O2充分反应后，固体质量增加了7.2 g，则原混合气体中CO2的质量为（　　） A.6.6 g B.4.4 g C.14.4 g D.8.8 g 答案　D 解析　设混合气体中CO2、H2O的质量分别为x、y。代入公式Δm＝m（CO2）×＋m（H2O）×，得x＋y＝7.2　①，由题知x＋y＝23.2　②；联立两式可得x＝8.8 g，y＝14.4 g。 （见学生用书P36） 1.（钠单质的性质）下列叙述中错误的是（　　） A.钠在自然界中可以以游离态存在 B.钠在燃烧时产生黄色火焰 C.钠元素主要以Na＋形式存在于海水中 D.钠在空气中燃烧生成过氧化钠 答案　A 解析　钠在自然界中只能以化合态存在。 2.（钠与氧反应的有关判断）2.3 g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后得到3.5 g固体，由此判断其产物是（　　） A.氧化钠 B.过氧化钠 C.氧化钠和过氧化钠 D.无法确定 答案　C 解析　若被氧化后得到的固体是氧化钠。设生成氧化钠x g。 4Na＋O22Na2O 4×23　　　2×62 2.3 g　　　　x g 则（4×23）∶（2×62）＝2.3∶x，解得x＝3.1， 若被氧化后得到的固体是过氧化钠，设生成过氧化钠y g。 2Na＋O2Na2O2 2×23　　　78 2.3 g　　　y g 则（2×23）∶78＝2.3∶y，解得y＝3.9， 由题知，反应得到3.5 g固体，所以所得固体是过氧化钠和氧化钠的混合物。 3.（钠与酸、碱、盐溶液的反应）向溶液X中投入一小块钠，下列说法错误的是（　　） A.若X为FeCl3溶液，则有红褐色沉淀生成 B.若X为稀盐酸，则反应后溶液的pH增大 C.若X为CuSO4溶液，则有红色沉淀生成 D.若X为NaOH饱和溶液，则恢复至室温后有白色固体析出 答案　C 解析　若X为FeCl3溶液，钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和氯化铁反应生成红褐色氢氧化铁沉淀和氯化钠，A项正确；若X为稀盐酸，钠和盐酸反应生成氯化钠和氢气，反应消耗盐酸，反应后溶液的pH增大，B项正确；若X为CuSO4溶液，钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和硫酸铜反应生成蓝色氢氧化铜沉淀和硫酸钠，C项错误；若X为NaOH饱和溶液，钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，水的质量减小，恢复至室温后有氢氧化钠固体析出，D项正确。 4.（氧化纳、过氧化钠）Na2O和Na2O2在下列哪些性质上是相同的（　　） A.与水反应后滴加酚酞所观察到现象 B.与盐酸反应所观察到现象 C. Na2O和Na2O2中氧元素化合价 D.长期置放在空气中的最终产物 答案　D 解析　Na2O与水反应后滴加酚酞溶液变红，Na2O2与水反应后滴加酚酞溶液先变红后褪色，A项错误；Na2O与盐酸反应的现象是白色固体溶解得无色溶液，Na2O2与盐酸反应的现象是浅黄色固体溶解得无色溶液并产生无色气体，B项错误；Na2O中氧元素显－2价，Na2O2中氧元素显－1价，C项错误；Na2O和Na2O2长期置放在空气中，与水蒸气和二氧化碳反应的最终产物都是碳酸钠，D项正确。 5.（Na2O2与CO2、H2O反应的关系）在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5 g和足量的Na2O2，用电火花引燃，使其恰好完全反应，Na2O2增重7.5 g，则原混合气体中O2的质量分数是（　　） A.54.5％ B.40％ C.36％ D.33.3％ 答案　A 解析　根据CO2、H2O与固体Na2O2反应后，固体增重的质量即为CO、H2的质量，可得混合气体中m（O2）＝16.5 g－7.5 g＝9.0 g，w（O2）＝×100％≈54.5％。 学科网（北京）股份有限公司 $$