专题3 第2单元 第1课时 钠及其氧化物（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册（苏教版2019）

专题3 从海水中获得的化学物质 第二单元　金属钠及钠的化合物 第1课时　钠及其氧化物 栏目索引 基础落实 梳理必备知识 重难探究 提升关键能力 学以致用 发展科学素养 课程标准 核心素养 　　1.了解钠单质的生产原理及钠的保存、存在和用途。 　　1.宏观辨识与微观探析：从原子结构角度初步认识金属钠的活泼性——强还原性，培养宏观辨识与微观探析意识。 2．科学探究与创新意识：通过观察实验现象，从宏观角度以变化观念认识金属钠的强还原性——钠与氧气、钠与水的反应，从而逐步形成探究物质结构和性质的思维习惯，增强学习过程中的实验探究能力和科学探究与创新意识。掌握钠的氧化物的性质和用途，培养科学探究与创新意识。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 课程标准 核心素养 2．了解钠的物理性质，认识钠是一种很活泼的金属，掌握钠的化学性质。 3．了解Na2O、Na2O2的性质。 　2．科学探究与创新意识：通过观察实验现象，从宏观角度以变化观念认识金属钠的强还原性——钠与氧气、钠与水的反应，从而逐步形成探究物质结构和性质的思维习惯，增强学习过程中的实验探究能力和科学探究与创新意识。掌握钠的氧化物的性质和用途，培养科学探究与创新意识。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 一、钠的性质和作用 1．钠的存在 在自然界中钠元素都以______存在，如______、碳酸钠、______等。 2．钠的物理性质 颜色 状态 质地 密度 熔点 ____色 __态 较__ 比水__ 较__ 化合态 氯化钠 硫酸钠 银白 固 软 小 低 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 3.钠的化学性质 钠原子的最外层只有一个电子，容易____，表现较强的____性。 (1)钠与氧气的反应 反应条件 室温 加热 实验步骤 实验 现象 新切开的钠具有____色的金属光泽，在空气中很快____ 钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈__色，生成____色固体 失去 还原 银白 变暗 黄 淡黄 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 反应条件 室温 加热 化学 方程式 ____________________ ______________________ 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 4Na＋O2===2Na2O 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S (2)钠与水的反应 实验操作 实验现象 结论或解释 浮：钠__在水面上 钠的密度比水__ 熔：钠__成小球 钠熔点____，且反应放热 游：小球在水面上迅速游动，逐渐变小，最后消失 反应产生的____推动小球运动 响：与水反应发出“____”声 钠与水____反应，反应放热并生成气体 红：反应后溶液的颜色逐渐变__ 有________生成 浮 小 熔 较低 气体 嘶嘶 剧烈 红 NaOH 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 实验操作 实验现象 结论或解释 反应的 化学方程式 ___________________________ 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 4.钠的制备 工业上电解熔融NaCl：______________________。 5．钠的用途 (1)钠可以用来制取一些钠的化合物，如过氧化钠。 (2)冶炼金属，如可以从钛、锆、铌、钽等金属的氯化物中置换出金属单质。钠与四氯化钛反应的化学方程式为___________________________________。 (3)可制作高压钠灯，其特点是__光射程远，透雾能力强。 (4)钠钾合金：常温下是液体，可用作快中子反应堆的热交换剂。 黄 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 二、钠的氧化物的性质和应用 1．氧化钠 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 写出有关反应的化学方程式： ①____________________________； ② ____________________________ ； ③ ____________________________ 。 Na2O＋H2O===2NaOH Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O Na2O＋CO2===Na2CO3 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 2．过氧化钠 (1)与水的反应 反应的化学方程式： ____________________________ 。 (2)与二氧化碳的反应 反应的化学方程式： _______________________________ 。 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S (3)用途 ①供氧剂：可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。 ②强氧化剂。 ③漂白剂：用于漂白某些物质。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 探究一 钠的性质 高压钠灯使用时发出黄色光，具有发光效率高、耗电 少、寿命长、雾天透射能力强和不锈蚀等优点。广泛应用 于道路、机场、码头、广场、庭院照明及植物栽培。 你对钠有多少了解呢？ 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S [问题探究] (1)从原子结构角度，从物质分类角度，从氧化还原角度如何预测金属钠的化学性质？ 提示：钠是金属，类比金属的性质预测钠元素化合价可以升高；从氧化还原的角度，预测钠是强还原剂。 (2)如何取一小块钠？剩余的钠如何处理？ 提示：用镊子夹取小块钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切取小块钠，并刮去表面的氧化膜，剩余的钠放回原瓶中。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 1．①从分类的角度钠是一种活泼金属，具有金属通性，能与非金属、酸、盐反应。 ②从价态角度，具有强还原性，容易失去电子，是一种强还原剂。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 2．钠与氧气反应实验操作 用镊子取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油，在洁净 干燥的玻璃片上用小刀切取约绿豆粒大小的钠块，剩余的 钠放回原瓶中。将一块约绿豆粒大小的钠块投入热坩埚中 (如图所示)。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S [注意]高温灼烧固体用坩埚，坩埚必须放在泥三角上，取用坩埚用坩埚钳。 3．不同的条件下反应产物不同 (1)相同的反应物在不同的反应条件下 钠与氧气的反应常温下和加热条件下产物不同 (2)相同的反应物在相同的条件下，不同的用量产物不同 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 4．金属钠长期露置在空气中的变化过程 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 【例1】 下列说法正确的是____________（填序号）。,（1）钠与水反应实验不仅体现了钠是一种活泼的金属，还体现了钠的一些物理性质，如熔点低，密度比水小、比煤油大，硬度小，呈银白色等 （2）钠与水反应，水是氧化剂 ，反应后溶液的质量增大 （3）2.3 g钠投入100 g水中溶液的质量分数小于4% （4）钠与水反应的离子方程式是Na＋H2O===Na＋＋OH－＋H2↑ 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S （5）实验室可以直接用手取用钠块 （6）将钠投入滴有紫色石蕊试液的水中，水溶液变为红色 答案：（1）（2）（3） 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 【深度思考】 金属钠比铜活泼，钠投入硫酸铜溶液中是否一定有铜析出？ 答案：不会析出铜。钠投入硫酸铜溶液的现象为钠浮在液面上，四处游动，发出“嘶嘶”的响声，熔化成闪亮的小球，溶液中生成蓝色沉淀。 反应过程：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、CuSO4＋2NaOH===Cu（OH）2↓＋Na2SO4[或2Na＋2H2O＋CuSO4===Na2SO4＋Cu（OH）2↓＋H2↑]。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 【例2】 学习小组利用如下流程制备过氧化钠，并设计实验验证其相关性质。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 回答下列问题： (1)金属钠被氧化失去金属光泽，颜色变为________。 (2)流程中生成淡黄色固体反应的化学方程式为___________________ _______________________________________________________________。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 【深度思考】 (1)等质量的钠分别生成Na2O和Na2O2 转移电子数相等吗？ __________________________________________________________ (2)Na2O2 中混有Na2O如何除去？Na2O和Na2O2哪种物质更稳定？ __________________________________________________________ 答案：(1)相等　(2)加热法　Na2O2 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 1．某同学探究金属Na与CO2的反应，实验如下：   实验 Ⅰ 实验 Ⅱ 操作 现象 ①火焰呈黄色 ②底部有黑色固体，瓶壁上附有白色固体 将实验Ⅰ的集气瓶用水冲洗，过滤。取黑色滤渣灼烧；取滤液分别滴加酚酞和氯化钡溶液 ①黑色滤渣可燃 ②滤液能使酚酞溶液变红，滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 下列说法不正确的是(　　) A．生成的黑色固体中含有C B．白色固体是Na2O C．实验说明CO2具有氧化性 D．金属Na着火不能用CO2灭火 B 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 钠在二氧化碳气体中燃烧生成碳酸钠和碳单质，则生成的黑色固体中含有C，A正确；碳酸钠溶液显碱性，与氯化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀，则由滤液能使酚酞溶液变红，滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成可知，瓶壁上附有的白色固体为碳酸钠，B错误；钠在二氧化碳气体中燃烧生成碳酸钠和碳单质，反应中钠为还原剂，二氧化碳为氧化剂，实验说明CO2具有氧化性，C正确；由实验 Ⅰ 可知钠能够在二氧化碳中燃烧，则金属Na着火不能用CO2灭火，应用沙土覆盖灭火，D正确。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 探究二 氧化钠与过氧化钠 过氧化钠作为潜水员的供氧剂。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S [问题探究] (1)从分类的角度，如何认识过氧化钠的性质？ 提示：从分类的角度：氧化钠和过氧化钠都是金属氧化物，与酸、水、非金属氧化物均能发生反应。 (2)从氧化还原的角度，如何认识过氧化钠的性质？ 提示：从价态角度：过氧化钠中氧元素化合价可以升高也可以降低，既有还原性也有氧化性。认识过氧化钠的性质要综合全面分析，既要考虑氧化物的性质，同时也要从价态升降的观点分析。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 1．Na2O2属于氧化物，但不是碱性氧化物。因为Na2O2与酸反应除生成盐和水外，还有O2生成。例如：2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 2．氧化钠与过氧化钠的比较 物质 氧化钠 过氧化钠 化学式 Na2O Na2O2 阴、阳离子个数比 1∶2 1∶2 氧的价态 －2 －1 颜色状态 白色固体 淡黄色固体 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 物质 氧化钠 过氧化钠 化学性质 相同点 都能与水反应生成氢氧化钠，都能与CO2反应生成Na2CO3 不同点 过氧化钠与水、二氧化碳反应有氧气产生，具有强氧化性，而Na2O不具有强氧化性 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 3.将适量过氧化钠投入硫酸铜溶液中，现象：有气泡放出，同时有蓝色沉淀生成，溶液颜色变浅。2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 几个定量关系： 1．化学方程式 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ Na2O2中氧元素的化合价为－1，在两个反应中Na2O2的作用是既做氧化剂又做还原剂，从电子转移角度分析，每生成一分子氧气转移2个电子。每消耗1 mol Na2O2转移1 mol电子。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 3．相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看作发生相应的反应：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)。 分子通式符合(CO)mHn的化合物或混合物(主要是指CH3OH、HCHO等有机化合物)，其燃烧产物通过足量的Na2O2后，固体增重的质量等于原化合物的质量。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 4．有关Na2O2与CO2、H2O的反应的几个重要关系　 2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2； 2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑。 先后顺序关系 一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应，可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O发生反应。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 【例3】 (2023·潍坊高一质检)1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭的容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是(　　) A．Na2CO3　　　　　　 B．Na2O2、Na2CO3 C．NaOH、Na2CO3 D．Na2O2、NaOH、Na2CO3 A 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 2．(1)21.2 g H2在一定条件下与氧气充分反应后产生的水蒸气全部通入足量Na2O2中，固体质量增加多少________。 (2)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：(1)21.2 g A 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 1．下列操作符合实验安全规范的是(　　) A．金属钠着火时，用大量水扑灭 B．加热液体时，试管口对着他人 C．稀释浓硫酸时，将蒸馏水沿烧杯内壁缓慢注入浓硫酸中 D．闻气体时，用手在集气瓶口轻轻扇动，使少量气体飘入鼻孔 D 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 金属Na与水发生反应生成氢气，与空气混合后遇明火会发生爆炸，故金属钠着火时不能用水扑灭，A错误；加热试管里的液体时，试管口不能对着自己或者他人，防止液体沸腾喷出伤人，B错误；稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿器壁缓慢注入水中并不断搅拌，防止液体飞溅，C错误；实验室闻气体时，不能直接把鼻孔凑到容器口，应用手轻轻扇动使少量气体飘进鼻孔，D正确。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S A．该生产石墨烯的反应属于氧化还原反应 B．石墨烯与金刚石互为同素异形体 C．Na2O属于碱性氧化物，CO属于酸性氧化物，Na2CO3属于盐 D．自然界中钠元素以化合态存在 C 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 根据石墨烯的生产原理知，反应过程中碳元素化合价由＋2变化为＋4和0，属于氧化还原反应，A正确；石墨烯与金刚石是碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，B正确；Na2O属于碱性氧化物，Na2CO3 属于盐，CO和碱不反应，不属于酸性氧化物，C错误；钠的化学性质活泼，在自然界中只存在化合态，D正确。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 3．将金属钠投入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体生成，又有白色沉淀产生的是(不考虑反应中溶液温度的变化)(　　) ①MgSO4溶液　②NaCl溶液　③Na2SO4溶液　④饱和Ca(OH)2溶液　⑤CuSO4溶液　⑥饱和NaCl溶液　⑦Fe2(SO4)3溶液 A．①②④ B．②③⑥ C．①④⑥ D．④⑤⑥ C 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 将钠投入盐的溶液中，钠首先和水反应生成NaOH和H2，反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，NaOH和部分盐能发生复分解反应，根据产物的可溶性判断即可。①中NaOH再与MgSO4发生反应产生Mg(OH)2白色沉淀，既有气体生成，又有白色沉淀产生，①符合题意；②钠与氯化钠溶液中的水反应生成NaOH和氢气，NaOH与NaCl不反应，不能得到沉淀，②不符合题意；③钠与硫酸钠溶液反应只生成氢气，不能得到沉淀，③不符合题意；④钠与溶液中水反应产生NaOH和 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： H2，由于水减少，则有Ca(OH)2析出，产生白色沉淀，④符合题意；⑤中NaOH与CuSO4溶液反应生成蓝色的Cu(OH)2沉淀，⑤不符合题意；⑥中由于水减少，则有NaCl析出，⑥符合题意；⑦中OH－与Fe3＋反应生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，⑦不符合题意；综上所述：将金属钠投入相应溶液中，既有气体生成，又有白色沉淀产生的序号是①④⑥，选C。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 4．下列说法不正确的是(　　) A．Na2O2可用作呼吸面具中氧气的来源 B．Na2O、Na2O2组成元素相同，且与H2O反应都能生成NaOH和氧气 C．Na2O2与CO2反应，每生成0.1 mol O2，消耗标准状况下4.48 L CO2 D．Na、Na2O、Na2O2长期放置在空气中，最终都将变成碳酸钠 B 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： Na2O2能与人呼出气体中的水蒸气、CO2反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，产生的O2可作为呼吸面具中氧气的来源，A正确；Na2O与H2O反应生成NaOH，Na2O2与H2O反应能生成NaOH和氧气，B错误；2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，反应中每2 mol Na2O2与2 mol CO2完全反应生成1 mol O2，所以Na2O2与CO2反应，每生成0.1 mol O2，消耗标准状况下4.48 L CO2，C正确； 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 5．向分别盛有100 mL水、100 mL盐酸、100 mL硫酸铜溶液的X、Y、Z三个烧杯中分别投入1.15 g Na，Na完全反应，下列说法正确的是　　(　　) A．三个烧杯中一定均会发生的反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ B．三个烧杯中的反应，相比而言，X中的反应最剧烈 C．Z烧杯中一定会有Cu(OH)2沉淀生成 D．三个烧杯中生成的气体的质量不相同 C 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 钠与盐酸反应的本质是Na与HCl电离出的H＋反应，当酸反应完后才与溶剂水反应，当酸足量时，钠只与酸反应，A错误；Y烧杯中的反应最剧烈，B错误；钠与硫酸铜溶液反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4，所以一定会有Cu(OH)2沉淀生成，C正确；因向三个烧杯中加入的钠的质量相同且钠完全反应，故生成的H2的质量相同，D错误。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 6．把2.3 g钠放入水中，要使每100个水分子中含有1个Na＋，所需水的质量是(　　) A.184 g 　 B．181.8 g 　 C．180 g 　 D．183.6 g B 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： n(Na)＝0.1 mol，则溶液中n(Na＋)＝0.1 mol，要使每100个水分子中含有1个Na＋，则溶液中n(H2O)＝10 mol，m(H2O)＝180 g。由于Na反应时要消耗一部分H2O，因此加入的水的质量应加上Na反应掉的那部分水。由2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，0.1 mol Na反应消耗0.1 mol H2O，实际需要的水的质量为180 g＋0.1 mol×18 g·mol－1＝181.8 g。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 谢谢观看！ 2Na＋O2Na2O2 2NaCl2Na＋Cl2↑ TiCl4＋4NaTi＋4NaCl 碳与氧气在点燃的条件下：C＋O2CO2　2C＋O22CO 答案：(1)白色　(2)2Na2O＋O22Na2O2 (1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　Δm(固体) 　2×78　 2×44　　2×106　　　　　56 2 mol Na2O2反应增重56 g。 即发生反应时，固体增加的质量等于与CO2等分子数的CO的质量。 (2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　Δm(固体) 　 2×78　2×18　　4×40　　　　　4 2 mol Na2O2反应增重4 g。 即发生反应时，固体增加的质量等于与H2O等分子数的H2的质量。 本题涉及的反应有：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O、2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2、2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑，在Na2O2与CO2和H2O反应时，先与CO2反应。2 mol NaHCO3分解产生的1 mol CO2恰好与1 mol Na2O2反应，无Na2O2与水反应，所以残留固体只有Na2CO3。 (2)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%。 2．科学家开发出一种低成本光伏材料——蜂窝状石墨烯。生产原理是Na2O＋2CONa2CO3＋C(石墨烯)，然后除去Na2CO3，即可制得蜂窝状石墨烯。下列说法不正确的是(　　) Na、Na2O、Na2O2长期放置在空气中会发生如下一系列变化：NaNa2ONaOHNa2CO3Na2CO3·10H2ONa2CO3，Na2O2NaOH Na2CO3Na2CO3·10H2ONa2CO3，由此看出Na、Na2O、Na2O2长期放置在空气中，最终都将变成碳酸钠，D正确。 $$