2.1.1钠单质 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第一节 钠及其化合物 第1课时 钠单质 第二章 海水中的重要元素 1 学习目标 1.能从钠原子的结构(微观)分析认识钠是一种非常活泼的金属，具有很强的还原性(宏观)。 2.设计实验探究钠与氧气、水的反应，会分析钠与酸、碱、盐溶液的反应，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。 新课导入 浩瀚的大海美丽而富饶，海洋含有80多种元素。 海洋中的盐可让陆地增高153米，够人类吃170亿年。 钠和氯既是海洋中含量较高的元素，也是典型的金属元素和非金属元素。 一、钠元素的存在及钠的制备 钠元素在自然界中以什么形式存在？ NaCl Na2CO3 Na2SO4 …… 化合物的形式存在 钠非常活泼，工业中通常采用电解法来制备 电解 2NaCl(熔融)====2Na＋Cl2↑ 19世纪初（1807年），英国化学家戴维在实验室中通过电解熔融氯化钠首次制得了钠。 二、钠的物理性质 【思考】结合金属物理性质的通性，请预测钠具有什么物理性质？ 固体，金属光泽，导电，导热，延展性 【实验2-1】用镊子取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油后，用刀切去一端的外皮，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。 实验现象：固体钠保存在煤油中，可用小刀切开，切面有银白色金属光泽，光亮的表面很快变暗了。 Na的密度ρ=0.971g/cm3，比煤油大，比水小； 质软；熔点(97.8°C)较低，沸点(883°C) 。 银白色的表面 变暗 +11 2 8 1 Na 原子结构 强还原性 化学性质 结合钠原子结构，之前学习的部分金属的性质，氧化还原反应的理论知识，请预测钠具有什么化学性质？ 与O2反应？ 与酸反应？ 与盐溶液反应？ 三、钠的化学性质 三、钠的化学性质 1.钠与氧气反应 原因：常温下，金属钠与氧气反应生成了氧化物 (白色固体) 银白色的表面 变暗 4Na + O2 === 2Na2O (1)常温下 三、钠的化学性质 1.钠与氧气反应 (2)加热条件下 【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。 实验现象： 钠熔化成闪亮小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体。 过氧化钠（淡黄色固体） 2Na + O2 ==== Na2O2 △ 2 Na2O + O2 ==== 2 Na2O2 △ 热稳定性：Na2O2 ＞Na2O 三、钠的化学性质 1.钠与氧气反应 【结论】钠的化学性质很活泼，在常温或加热的条件下都能跟氧气反应。（条件不同，现象不同，产物不同） 【补充】钠除了和非金属单质氧气反应还能和氯气、硫、氮气、氢气反应，写出相应的化学方程式。 （选讲） 2Na＋S ==== Na2S （研磨时容易爆炸） 2Na＋Cl2 2NaCl （产生黄色火焰，生成白烟） 2Na＋H2 2NaH （金属氢化物中，氢为-1价） 6Na＋N2 2Na3N 三、钠的化学性质 2.钠与水反应 【预测】从物质组成及氧化还原反应的角度，预测钠与水反应的生成物： 。 NaOH 、H2 【探究实验】向一只盛有水的大烧杯中滴加几滴酚酞试液，然后将一小块金属钠投入烧杯中，观察实验现象。 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？ 三、钠的化学性质 2.钠与水反应 实验现象 分析和结论 浮在水面上 熔化成小球 水面四处游动 发出嘶嘶的响声 溶液成红色 密度比水小 熔点低，反应剧烈放热 反应剧烈 有气体生成 有碱性物质生成 现象总结：浮、熔、游、响、红 三、钠的化学性质 2.钠与水反应 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ 2Na +2H2O ===2Na+ +2OH− +H2↑ 写出金属钠与水反应的化学方程式和离子方程式。 【思考1】金属钠着火，能否用水灭？为什么？应该如何处理？ 不能用水灭火，因为钠和水反应生成氢气，遇明火会发生爆炸。可以用干燥的沙土盖灭。 【思考3】上述反应用后剩余的钠应该怎么处理呢？ 丢到垃圾桶？ 放回原试剂瓶？ 放到废弃药品试剂瓶？ √ 【思考2】能不能用手直接取金属钠？为什么？ 不能，钠和水反应生成NaOH，对皮肤有腐蚀性。 三、钠的化学性质 2.钠与水反应 为了做钠与水反应的实验并验证钠的物理性质，设计了如图所示的实验装置。请回答下列问题： (1)拔出筏头镇使钠掉落，能观察到什么实验现象？ (2)通过上述现象，能够验证钠的哪些物理性质？ 熔点低，ρ(水)＞ ρ(钠)＞ρ(煤油) 钠在两液体界面处反应，熔成小球并上下跳动，钠块不断减小直至消失；钠块表面和煤油中有气泡产生。 三、钠的化学性质 3.钠与酸、碱、盐反应 (1).少量钠投入盐酸中，书写化学方程式、离子方程式。 2Na + 2HCl === 2NaCl + H2↑ 2Na + 2H+ === 2Na+ + H2↑ Na与水和酸反应的实质是Na与H+ 反应生成H2 。 Na与酸反应比Na与水反应更剧烈。为什么？ (2).钠与碱溶液会不会反应？ 钠与其中的水反应 三、钠的化学性质 3.钠与酸、碱、盐反应 (3).少量钠投入硫酸铜溶液中，能否将溶液中的Cu2+还原为单质Cu ？ 现象: 钠浮在水面上，熔化成小球，四处游动，发出嘶嘶声，生成蓝色絮状沉淀，无红色固体生成。 浮 熔 游 响 蓝色沉淀 2Na + 2H2O === 2NaOH + H2↑ 2Na + 2H2O + CuSO4 === Cu(OH)2↓+ Na2SO4 + H2↑ 总反应： 2NaOH + CuSO4 === Cu(OH)2↓+ Na2SO4 反应过程涉及的化学方程式： 三、钠的化学性质 3.钠与酸、碱、盐反应 Na在溶液中反应的一般规律： 遇酸酸优先；没酸水在前；盐碱排后面。 【思考1】：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） ① MgSO4溶液 ② NaCl溶液 ③ Na2SO4溶液 ④ 饱和Ca(OH)2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥ 饱和NaCl溶液 ⑦ Fe2(SO4)3溶液 ① ④ ⑥ 三、钠的化学性质 3.钠与酸、碱、盐反应 【思考2】通常金属钠不能从盐溶液中置换出金属; 若盐为熔融状态(或高温下)钠能否置换出其中的金属？ 因为钾的沸点比钠低，使钾成为蒸气逸出而脱离反应体系。 可以。如：4Na+TiCl4(熔融) ==== 4NaCl+Ti Na+KCl (熔融) ==== NaCl+K↑， 高温 高温 四、钠的用途 制备供氧剂Na2O2 高压钠灯 冶炼金属 制备钠-硫新型电池、制备染料、 制药的中间体 核反应堆冷却剂 五、归纳总结 金属钠 化学性质 用途 实质：钠先与水反应，产物NaOH再与盐溶液发生复分解反应 条件不同，产物不同 Na与O2反应 Na与H2O反应 Na与酸反应 Na与盐溶液反应 Na与碱反应 物理性质 2Na + 2H2O === 2NaOH + H2↑ 结构 决定 决 定 先酸后水 固体，银白色金属光泽，导电，导热，延展性，密度比煤油大，比水小；质软；熔点较低。 第一节 钠及其化合物 第2课时 钠的氧化物 第二章 海水中的重要元素 20 学习目标 1.结合真实情境或实验，了解钠的氧化物的主要性质，培养学生“科学探究与创新意识，宏观辨识与微观探析”的核心素养。 2.结合实际应用，了解钠的氧化物的用途，培养学生“社会责任”的核心素养。 一、钠的氧化物的结构及物理性质 颜色、状态 氧化钠 过氧化钠 氧元素的化合价 阴阳离子个数比 是否为碱性氧化物 Na2O Na2O2 白色固体 淡黄色固体 -2 -1 1:2 1:2 是 不是 二、氧化钠的化学性质 从物质分类的角度分析：碱性氧化物 碱性氧化物 与水反应只生成碱 与酸性氧化物反应只生成盐 与酸反应生成盐和水 Na2O + H2O === 2NaOH Na2O + CO2 === Na2CO3 氧化钠具有碱性氧化物的通性 Na2O + 2HCl === 2NaCl +H2O 2Na2O+O2 === 2Na2O2（后者热稳定性更好） △ 三、过氧化钠的化学性质 【思考】从氧化还原反应的角度出发，同学们判断一下：过氧化钠与水反应生成物只有氢氧化钠是否合理？ 过氧化钠与水反应生成物如果只有氢氧化钠，则反应不存在化合价的升高，因此产物除氢氧化钠之外还应有其他产物。 1.过氧化钠与水的反应 【思考】为保证化合价有升降，过氧化钠与水反应生成物除氢氧化钠以外还应该得到氧气，如何证明生成了氧气？ 带火星的木条复燃，证明生成了氧气。 【实验2-3】向过氧化钠固体中滴加蒸馏水，将带火星的木条深入其中。用手轻轻触摸试管外壁，最后用酚酞检验。注意观察现象。 三、过氧化钠的化学性质 1.过氧化钠与水的反应 现象： 有气泡产生，反应放热，放出的气体能使带火星的木条复燃，溶液中滴入酚酞先变红后褪色。 化学方程式： 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 反应体系中谁使酚酞变红后褪色？ 三、过氧化钠的化学性质 1.过氧化钠与水的反应 Na2O2和H2O反应历程： ① 2Na2O2+4H2O === 4NaOH+2H2O2 （非氧化还原反应） ② 2H2O2 === 2H2O (还原产物) +O2↑ (氧化产物) + 2Na2O2 + 2H2O === 4NaOH + O2↑ 反应的过程可分为两步（选讲） 结论： 过氧化钠和水反应放热，生成氧气和氢氧化钠， 过氧化钠和过氧化氢有强氧化性和漂白性。 查阅资料： Na2O2和H2O反应的产物中含有H2O2，H2O2有强氧化性，具有漂白作用。 三、过氧化钠的化学性质 2.过氧化钠与二氧化碳的反应 【实验】取一小块脱脂棉，再取过氧化钠粉末于脱脂棉上，小心包裹后，放置于坩埚中，向包有过氧化钠的脱脂棉吹气。观察现象。 现象： 脱脂棉燃烧起来。 化学方程式： 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 结论： 过氧化钠和二氧化碳反应放热，生成氧气和碳酸钠。 三、过氧化钠的化学性质 3.过氧化钠与盐酸的反应（选讲） 2Na2O2 + 4HCl === 4NaCl + 2H2O + O2↑ Na2O2 -1 0 -2 还原性 氧化性 4.过氧化钠的其他反应（选讲） (1)强氧化性 Na2O2＋SO2 === Na2SO4 Na2O2＋H2S === S↓＋2NaOH ①Na2O2与SO2反应 ②Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊 4Na2O2＋4Fe2+＋6H2O=4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8Na+ ③Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2+氧化Fe3+，同时生成Fe(OH)3沉淀。 三、过氧化钠的化学性质 4.过氧化钠的其他反应（选讲） (1)强氧化性 (2)还原性 遇酸性KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为O2。 2KMnO4 + 5Na2O2 +8H2SO4 === K2SO4 + 5Na2SO4 +2MnSO4＋5O2↑+8H2O 四、过氧化钠的用途与保存 ③漂白剂：用来漂白织物、麦杆、羽毛等。 ①供氧剂：用于潜水艇或呼吸面具； ②强氧化剂：用于杀菌、消毒； 隔绝空气，远离易燃物，密封保存。 1.过氧化钠的用途 2.过氧化钠的保存 五、归纳总结 化学式 类别 颜色、状态 阴阳离子个数比 化 学 性 质 与水反应 与CO2反应 与酸反应 Na2O+CO2=Na2CO3 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 Na2O2 Na2O+H2O=2NaOH Na2O 碱性氧化物 过氧化物 白色固体 淡黄色固体 氧化钠和过氧化钠的比较 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑ 1:2 1:2 六、过氧化钠与水和二氧化碳反应的定量关系（选讲） 1.化学方程式 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ (1)Na2O2中氧的化合价为_____，在两个反应中Na2O2的作用是______________________，从电子转移角度分析，每生成1个O2转移___个电子。每消耗1个Na2O2转移___个电子。 (2)从化学计量数分析可知，无论是CO2、H2O还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O与放出O2的分子个数之比均为_____。 －1 既做氧化剂又做还原剂 2 1 2∶1 2.Na2O2与CO2、H2O反应的质量关系 (1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　Δm(固体) 　 2×78　 2×44　 2×106 　　 　 56 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 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。 六、过氧化钠与水和二氧化碳反应的定量关系（选讲） CO2、水蒸气分别与足量的Na2O2反应时，固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”，即固体增重量等于可燃物质量。 六、过氧化钠与水和二氧化碳反应的定量关系（选讲） 凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，a g该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和水蒸气)通过足量Na2O2后，固体增重等于a g。 如：H2、CO及H2和CO的混合气体、CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。 2.Na2O2与CO2、H2O反应的质量关系 凡分子组成符合(C)p·(CO)m·(H2)n的物质，a g该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和水蒸气)通过足量Na2O2后，固体增重大于a g。 凡分子组成符合 (CO2)p·(H2O)q·(CO)m·(H2)n的物质，a g该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和水蒸气)通过足量Na2O2后，固体增重小于a g。 六、过氧化钠与水和二氧化碳反应的定量关系（选讲） 1.常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了28 g，反应中消耗的二氧化碳的质量是_____g，生成的碳酸钠的质量是_____g。 2. 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_______g。 44 106 21.2 3.一定温度下，Wg下列物质在足量氧气中充分燃烧，产物与过量的过氧化钠完全反应，过氧化钠固体增重Wg，符合此要求的是（ ） ①H2 ②CO ③CO和H2 ④HCOOCH3 ⑤HOOC-COOH A．全部 B．仅④⑤ C．仅①②③ D．除⑤以外 D 第一节 钠及其化合物 第3课时 碳酸钠和碳酸氢钠 第二章 海水中的重要元素 36 学习目标 1.通过碳酸钠与碳酸氢钠溶解实验、化学性质实验认识碳酸钠与碳酸氢钠的物理化学性质的差异，培养学生宏观辨识与微观探析的核心素养，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。 2.通过碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化和除杂，从微观层面体会到二者性质的差异性和相似性。 3.了解侯氏制碱法的原理，体会科技创新对于推动工业发展和社会进步的重要意义，发展科学态度和社会责任核心素养。 一、碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 化学式 Na2CO3 NaHCO3 俗称 纯碱或苏打 小苏打 色态 水溶性 酸碱性 白色粉末 细小白色晶体 都易溶于水，溶解性：Na2CO3 ＞ NaHCO3 水溶液均为碱性，碱性Na2CO3 ＞ NaHCO3 二、碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质 1.热稳定性 现象 化学方程式 结论 加热Na2CO3 加热NaHCO3 澄清的石灰水变浑浊 澄清的石灰水不变浑浊 受热易分解 受热不分解 蒸馒头时，常在面粉中加入一定量的发酵粉（主要成分是小苏打），为什么？ 2NaHCO3 ==== Na2CO3+ H2O + CO2 ↑ △ 二、碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质 2.与盐酸反应 (1)Na2CO3 少量盐酸 过量盐酸 C + H+ === HC Na2CO3 + HCl === NaHCO3 + NaCl Na2CO3 + 2HCl === 2NaCl+H2O +CO2↑ C + 2H+ === H2O + CO2↑ NaHCO3 +HCl === NaCl+H2O+CO2↑ (2)NaHCO3 HC+ H+ === H2O + CO2↑ 两者与足量盐酸反应都产生大量无色气体，但NaHCO3反应更剧烈。 二、碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质 3.与碱反应 Ca(OH)2少量 Ca(OH)2过量 Na2CO3 + Ca(OH)2 === CaCO3↓+ 2NaOH C + Ca2+ === CaCO3↓ Ca2＋＋O＋HC ===CaCO3↓＋H2O Ca2＋＋2O＋2HC ===CaCO3↓＋2H2O＋ C (1)Na2CO3 (2)NaHCO3 与Ca(OH)2 与NaOH 不反应 与NaOH NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O HC+ O= H2O + C 原因：反应消耗了一定的水；生成的NaHCO3的质量大于消耗的Na2CO3的质量；NaHCO3的溶解度却比Na2CO3小。 二、碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质 4.与CO2反应 Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3 C + CO2 + H2O = 2HC 不反应 (1)Na2CO3 (2)NaHCO3 5.与BaCl2反应 Na2CO3 + BaCl2 = BaCO3↓+ 2NaCl C + Ba2+ = BaCO3↓ 不反应 (1)Na2CO3 (2)NaHCO3 【思考】向饱和的碳酸钠溶液中通入过量的二氧化碳，有何现象？为什么？ 现象：有白色晶体析出。 银白色金属钠 （Na） 表面变暗 （生成Na2O） 出现白色固体 （生成NaOH） 表面变成溶液 (NaOH潮解) 白色粉末状物质 （Na2CO3） 白色块状物 Na2CO3·10H2O O2 风化 CO2 H2O H2O 【思考】 Na长时间暴露空气，最后生成什么物质？ ① ⑤ ④ ③ ② 二、碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质 三、碳酸钠和碳酸氢钠的用途 1. Na2CO3的用途 2. NaHCO3的用途 制玻璃 制皂 造纸 合成洗涤剂 纺织 灭火剂 治疗胃酸过多 发酵剂 焙制糕点 四、碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别 【思考1】两瓶无色溶液是Na2CO3和稀盐酸，不借助其他试剂，如何鉴别？ 互滴法，将两者编号A、B，将A逐滴加入B中，若马上产生气体，那么A为碳酸钠，B为盐酸；若过一会才产生气体，那么A是盐酸，B是碳酸钠。 【思考2】两瓶无色溶液是Na2CO3和NaHCO3 ，如何鉴别？ (1)若两溶液为等浓度，分别测pH，pH大的为Na2CO3 ，或滴加酚酞溶液，颜色较深的是Na2CO3 。 (2)分别取少量溶液滴加BaCl2溶液，立即产生白色沉淀的是Na2CO3 ，无明显现象的是NaHCO3 。 (3)分别取少量溶液滴加稀盐酸，立即产生气泡的是NaHCO3 ，开始不产生气泡的是Na2CO3。 四、碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别 【思考3】两瓶白色固体是Na2CO3和NaHCO3 ，如何鉴别？ (1)加热法，将固体分别加热，并将产生的气体通入澄清的石灰水，无明显变化的是Na2CO3，放出无色无味的使澄清石灰水变浑浊的气体是NaHCO3。 (2)分别取少量固体加入足量稀盐酸，反应剧烈的是NaHCO3 ，反应平缓的是Na2CO3。 (3)配成溶液，按照【思考2】的方法鉴别。 五、碳酸钠和碳酸氢钠的除杂 【思考1】如何除去Na2CO3固体中少量的NaHCO3？ 【思考2】如何除去Na2CO3溶液中少量的NaHCO3？ 【思考3】如何除去NaHCO3 溶液中少量的Na2CO3 ？ 【思考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 六、侯氏制碱(Na2CO3)法的原理 工艺流程 NaCl + CO2 + NH3 + H2O === NaHCO3↓+ NH4Cl（可作氮肥） △ 2NaHCO3 ==== Na2CO3 + H2O + CO2↑（CO2循环使用） 循环使用的物质:_________、_____________。 CO2 饱和食盐水 通入气体的顺序:________、________。 CO2 NH3 七、焰色试验 很多金属及其化合物在灼烧时会使火焰呈现出特征颜色，根据这种现象可以定性判断试样中所含的金属元素，这种操作称为焰色试验。 1. 定义： 2.实验步骤： (1)用稀盐酸清洗净铂丝或铁丝； (2)将其灼烧至与原来火焰颜色相同； (3)用铂丝或铁丝蘸取待测物灼烧，观察火焰颜色； (4)用稀盐酸洗净铂丝或铁丝并灼烧。 洗 → 烧 → 蘸 → 烧 → 洗→ 烧 七、焰色试验 3.火焰颜色： Na:黄色 K: 紫色(透过蓝色钴玻璃) Cu:绿色 4.注意事项： (1)火焰本身尽可能无色； (2)铂丝或铁丝要洁净。 5.应用： (1)检验金属元素的存在； (2)利用焰色反应制节日烟花。 滤去黄光，避免钠元素干扰 【思考】焰色试验直接观察时火焰呈黄色，该样品中一定不含K元素吗? 一定含有Na元素，可能含有K元素。 简记口诀：黄钠紫铷钾，黄绿钡绿铜，钙锶锂分明，砖洋紫三红。 【思考1】铂丝为什么要用盐酸洗涤?能不能改用硫酸? 【思考2】焰色试验是化学变化还是物理变化，燃烧过程有新物质产生吗? 【思考3】所有金属元素都能通过焰色试验检验吗? 焰色试验要求铂丝洁净，用稀盐酸洗涤可以将附着的杂质转化为氯化物，其沸点较低，灼烧时挥发。而硫酸和硫酸盐沸点较高，灼烧时难挥发。 不是，如Fe、Pt等金属元素均不发生焰色试验。 七、焰色试验 焰色试验是物理变化。它并未生成新物质，焰色试验是物质原子核外电子迁移，以可见光的形式释放能量，不涉及物质结构和化学性质的改变。 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 $$