第2章 第1节 新知探究课7 钠及其氧化物-【名师导航】2023-2024学年高中化学必修第一册同步课件(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 新知探究课7　钠及其氧化物 学习任务 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)。通过实验认识钠与氧气、水等的反应，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。 2．从物质类别、元素化合价的角度认识氧化钠与过氧化钠的性质，掌握过氧化钠与水和二氧化碳反应的应用，培养“科学探究与创新意识”化学核心素养。  新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 必备知识·自主预习 01 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3 一、活泼的金属单质——钠 1．物理性质 钠是一种____色固体，具有金属光泽，硬度____(可切割)，密度比煤油__。 2．原子结构 钠原子的最外电子层上只有_个电子，在化学反应中易____电子，因此钠的化学性质很活泼，表现出很强的____性。 银白 较小 大 1 失去 还原 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3．钠与氧气反应 反应条件 室温 加热或点燃 实验步骤   新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 反应条件 室温 加热或点燃 实验现象 新切开的钠具有____色的金属光泽，在空气中很快____ 钠受热后先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈____，生成______固体 反应方程式 ________________________ ____________________ 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 注：钠除了能与氧气发生反应外，还能与氯气等非金属单质直接化合。 银白 变暗 黄色 淡黄色 4Na＋O2===2Na2O 2Na＋O2Na2O2 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 4．钠与水的反应 (1)实验探究 实验操作 实验现象 结论或解释   钠__在水面上 钠的密度比水__ 钠____成小球 钠的熔点__，反应放热 小球在水面上________ 反应产生的____推动小球运动 浮 小 熔化 低 迅速游动 氢气 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 实验操作 实验现象 结论或解释   钠表面发出“嘶嘶”声，逐渐变小，最后消失 钠与水____反应，产生气体 反应后溶液的颜色逐渐变__ 有____物质(________)生成 剧烈 红 碱性 氢氧化钠 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (2)实验结论：钠与水发生剧烈反应，生成NaOH和H2，反应的化学方程式为____________________________，反应中水作氧化剂，钠作______。 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 还原剂 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 二、氧化钠和过氧化钠 1．氧化钠的性质 氧化钠是一种白色固体。属于____氧化物，与水反应的化学方程式：_____________________。 碱性 Na2O＋H2O===2NaOH 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．过氧化钠的性质 (1)实验探究 实验操作 实验现象 ①试管发烫，带火星的木条____； ②滴加酚酞溶液后溶液先____，然后____ 实验结论 Na2O2与水反应放出热量，生成___，中间产物具有漂白性 复燃 变红 褪色 O2 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (2)写出下列反应的化学方程式： ①与H2O反应：______________________________； ②与CO2反应：______________________________。 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 判一判 (正确的打“√”，错误的打“×”) (1)钠与氧气反应只能生成氧化钠。 (　　) (2)Na与H2O发生的是置换反应。 (　　) (3)钠的密度比水大。 (　　) (4)Na2O与Na2O2中氧元素的化合价不相同，钠元素的化合价相同。 (　　) (5)将Na2O2投入滴有酚酞溶液的水中，溶液变成红色，产生大量气泡。 (　　) (6)将Na2O投入盛有水(滴有酚酞溶液)的试管中，溶液变成红色，振荡试管后溶液褪色。 (　　) × × × × √ √ 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 关键能力·情境探究 02 学习任务1 钠单质的主要性质　 学习任务2 过氧化钠的主要性质　 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 14 实验1：硫与氧气都可以作氧化剂，钠能与氧气反应，所以金属钠也能与硫反应。设计实验方案进行验证。 实验步骤： ①将硫粉与金属钠在研钵中小心混合接触。结果发现没有什么明显的反应现象。 ②将硫粉与金属钠共置于研钵中研磨(或加热)。结果产生黄色的闪光，并伴有“噼噼啪啪”的响声。 钠单质的主要性质 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 实验2：用如图所示装置进行钠与水反应的实验，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，立即塞好胶塞，观察实验现象。 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1．由实验1分析，钠与硫能发生反应吗？二者反应的条件是什么？为何实验1中步骤①和②现象不同的原因可能是什么？ [提示]　钠与硫能发生反应。通过实验可知，硫只有在加热(研磨)时才能与金属钠发生反应 。现象不同的原因可能是步骤①钠与硫粉常温下接触面积小，反应缓慢 ；步骤②中钠与硫粉研磨时接触面积大，反应剧烈。 2．实验2中，加入金属钠后，钠块所处的位置在图中的什么位置？反应一段时间后，U形管中的液面如何变化？其原因是什么？ [提示]　钠处于煤油和水的交界处；由于钠与水反应有大量气体产生，故U形管中右管液面下降，左管液体上升进入漏斗中。 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3．如何通过实验证明钠与水反应产生的气体是H2？写出钠与水反应的离子方程式，并指出反应的氧化剂和还原剂。 [提示]　反应结束后，打开活塞A，用小试管收集一试管气体，用大拇指堵住管口，倾斜着靠近酒精灯的火焰，移开大拇指，若产生爆鸣声，则证明产生的气体是H2。2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，其中Na是还原剂，H2O是氧化剂。 4．将装置中的水换成CuSO4溶液，相比钠与水的反应，现象有什么不同？ [提示]　钠与CuSO4溶液反应生成气体和蓝色沉淀。 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1．钠易与氧气、硫等非金属发生化合反应。与氧气反应时条件不同，产物不同，反应的现象也不同。与硫反应的产物通常只有Na2S。但是无论何种产物，钠均表现为＋1价，钠单质均表现为还原性。 2．记住钠与水的反应能反映钠的6条性质： 颜色(银白)、硬度小(小刀切割)、密度小(浮在水面上)、熔点低且反应放热(熔化成小球)、还原性强(剧烈反应)。 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3．钠与盐溶液的反应要注意其特殊性。一是明确钠优先与水先反应；二是要考虑后续反应。例如钠与硫酸铜溶液的反应中，先考虑钠与水的反应，然后还要考虑生成的NaOH与Cu2+的反应(即生成沉淀)。 注意：钠与水的反应的实质比较复杂，不能无根据的臆断为钠与水反应的实质就是钠与氢离子反应。 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1．取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象描述正确的是(　　) ①金属钠先熔化　②在空气中燃烧，放出黄色火花 ③燃烧后得到白色固体　④燃烧时火焰为黄色 ⑤燃烧后生成淡黄色固体物质 A．①②　　　B．①②③　　C．①④⑤　　D．④⑤ C　[由于金属钠的熔点比较低，所以金属钠放在燃烧匙中加热先熔化，然后燃烧生成淡黄色固体物质并且伴有黄色火焰。] √ 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．如图所示。将一小块金属钠投入盛有液体的烧杯中。下列说法错误的是(夹持装置已略去)(　　) A．一段时间后，烧杯底部有红色难溶物生成 B．若观察到金属钠被煤油浸没，则金属钠的密度比煤油大 C．该实验进行过程中可观察到有气泡产生 D．反应进行一段时间(反应未结束)，此时温度计的读数大于起始时的读数 √ 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 A　[Na先与溶液中的水反应，不会有Cu单质生成，A错误；钠被煤油浸没，钠的密度更大，B正确；2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑有气泡产生，C正确；该反应放热，所以D项正确。] 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 某学习小组为探究Na2O2的性质，进行如下实验： 过氧化钠的主要性质 序号 实验① 实验② 实验③ 实验       现象 出现白色沉淀 无明显现象 出现白色沉淀 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 已知经检验实验①、③的白色沉淀为BaO2；pH＝12说明溶液显碱性，在碱性条件下H2O2电离可得到。结合上述信息，回答下列问题： 1．根据实验①、②、③，写出Na2O2与H2O反应过程中可能发生的反应。 [提示]　存在反应Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2。 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．实验①和③生成白色沉淀的反应属于氧化还原反应吗？ [提示]　实验①、②、③中Na2O2和H2O反应生成H2O2和NaOH，BaCl2与H2O2反应生成BaO2和HCl，无化合价变化，不是氧化还原反应。 3．将一定量的过氧化钠和氧化钠固体分别加入含有酚酞的水中，现象分别是什么？为什么？ [提示]　加入过氧化钠的是溶液先变红后褪色。因为Na2O2与水的反应生成NaOH，溶液显碱性，溶液显红色，同时生成的过氧化氢具有漂白性，所以溶液褪色。加入氧化钠的只变红不褪色。 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 4．用BaCl2、H2O、MnO2可以检验长期放置的Na2O2中是否含有Na2CO3。MnO2的作用是什么？ [提示]　H2O与Na2O2反应生成H2O2，为避免BaO2白色沉淀的干扰，应该加入MnO2分解H2O2，再加入BaCl2观察是否有BaCO3白色沉淀，所以MnO2是催化剂。 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 氧化钠和过氧化钠的差异比较   氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2) 氧元素价态不同 －2 －1 类别不同 碱性氧化物 过氧化物(非碱性氧化物) 生成条件不同 常温下与氧气反应得到 与氧气在燃烧或加热条件下反应 化学性质不同 与CO2或水发生化合反应，生成Na2CO3和NaOH，属于非氧化还原反应 与CO2或水反应生成Na2CO3或NaOH的同时有氧气生成，属于氧化还原反应，过氧化钠既作氧化剂又作还原剂 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 28   氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2) 稳定性不同 过氧化钠比氧化钠更稳定。氧化钠可以与氧气反应生成过氧化钠：2Na2O＋22Na2O2 用途不同 多用于制造碳酸钠 作强氧化剂、漂白剂、供氧剂等 注意： Na2O2不属于碱性氧化物的原因：Na2O2与酸反应除生成盐和水，还生成O2，所以Na2O2不属于碱性氧化物。 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3．下列叙述正确的是(　　) ①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物 ②Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生置换反应生成O2 ③Na2O是淡黄色物质，Na2O2是白色物质 ④Na2O2可作供氧剂，而Na2O不可 ⑤Na2O2和CO2反应中，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂 A．①②③④⑤　　　 B．②③④⑤ C．②③⑤ D．④⑤ √ 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 D　[①Na2O2能和水反应生成氢氧化钠和氧气，为过氧化物，不是碱性氧化物，错误；②Na2O与CO2发生化合生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生氧化还原反应生成O2，不符合置换反应的定义，错误；③Na2O是白色物质，Na2O2是淡黄色物质，错误；④Na2O2可与水、二氧化碳反应生成氧气，可作供氧剂，而Na2O不行，正确；⑤Na2O2和CO2反应中，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂，正确。] 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 4．某实验小组通过图所示实验探究Na2O2与水的反应。 下列说法错误的是(　　) A．③中溶液变红，说明溶液显碱性 B．④中现象说明溶液吸收空气中CO2后变为酸性 C．⑤中现象说明溶液中有H2O2 D．Na2O2与水总反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ √ 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 B　[过氧化钠与水反应生成氧气，②中产生大量气泡，气泡消失后向②中滴入酚酞溶液，酚酞变红，说明有碱性物质生成，轻微振荡后颜色消失，说明生成了强氧化性的物质，溶液褪色；③中溶液变红，说明有碱性物质生成，溶液显碱性，A正确；④中现象说明生成了强氧化性的物质漂白溶液，使溶液褪色，B错误；加入MnO2后产生气泡说明发生了MnO2催化了H2O2分解的反应，故⑤中现象说明溶液中有H2O2，C正确；根据上述实验过程可知，Na2O2与水反应过程为Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2、2H2O2O2↑＋2H2O，故Na2O2与水总反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，D正确。] 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 5．200 ℃时，11.6 g二氧化碳和水蒸气的混合气体与足量的过氧化钠充分反应后固体质量增加了3.6 g。下列说法中正确的是(　　) A．二氧化碳与水蒸气的分子数目之比为4∶1 B．二氧化碳与水蒸气的质量之比为11∶8 C．反应中有8 g氧气放出 D．参加反应的过氧化钠的质量为19.5 g √ 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 C　[由2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2可知，44 g二氧化碳与过氧化钠反应时，固体增重28 g，放出氧气的质量＝44 g－28 g＝16 g；由2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2可知，18 g水蒸气与过氧化钠反应时，固体增重2 g，放出氧气的质量＝18 g－2 g＝16 g。设原混合气体中二氧化碳、水蒸气的质量分别为x，y，则：①x＋y＝11.6 g、②＝3.6 g，x＝4.4 g，y＝7.2 g。二氧化碳与水蒸气的个数之比为1∶4，A错误；质量之比＝4.4∶7.2＝11∶18，B错误；生成氧气的质量为11.6 g－3.6 g＝8 g，C正确；参加反应的过氧化钠的质量是39 g，D错误。] 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 Na2O2与CO2、H2O反应的质量关系 (1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 Δm(2CO) 　2×78　　 2×44　　 2×106　　　　2×28 固体增加2个碳原子和2个氧原子，固体增加的质量相当于与CO2等分子数的CO的质量。 (2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　Δm(4H) 　 2×78　 2×18　　　4×40　　　　　2×2 固体增加4个氢原子，固体增加的质量相当于与H2O等分子数的H2的质量。 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 知识必备 课堂小结 1．明确钠的还原性。记住钠与氧气反应是条件不同，产物不同；牢记钠与水的反应是浮、熔、游、响、红(有酚酞)；明确钠与盐溶液反应首先是钠先与水反应。 2．记准过氧化钠的特性：强氧化性、漂白性。知道能与水或CO2反应生成氧气，且既是氧化剂又是还原剂。 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 学习效果·随堂评估 03 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 38 1．下列有关金属钠的说法错误的是(　　) A．钠应保存在煤油中 B．钠是银白色金属，硬度很大 C．钠在反应中易失电子，表现出还原性 D．钠与氧气反应的产物与反应条件有关 B　[钠易和氧气、水反应，要密封保存，钠的密度大于煤油，且和煤油不反应，可以保存在煤油中，A正确；钠是银白色金属，可以用小刀切，硬度小，B错误；钠最外层有1个电子，所以在化学反应中钠易失去电子而表现出还原性，C正确；钠在常温下和氧气反应生成氧化钠，在点燃条件下和氧气反应生成淡黄色的过氧化钠，D正确。] 1 2 3 4 √ 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．一团棉花包裹少量过氧化钠放在石棉网上，将CO2气体缓缓通入棉花中的过氧化钠上，棉花很快燃烧起来，根据实验分析可知，下列表达不正确的是(　　) A．CO2对棉花起助燃作用 B．过氧化钠与CO2反应放热 C．反应生成的O2有利于棉花燃烧 D．过氧化钠与CO2反应固体质量增加了 1 2 3 4 √ 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 A　[过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，该反应是放热的氧化还原反应，生成氧气有助燃性。支持燃烧的物质是氧气，而不是二氧化碳起助燃作用，A错误；过氧化钠与CO2反应发生放出热量，达到棉花燃烧的着火点，从而使棉花燃烧起来，B正确；过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，生成的O2有利于棉花燃烧，C正确；过氧化钠与二氧化碳反应后产生Na2CO3和O2，反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，固体由反应前的Na2O2变为Na2CO3，因此反应后固体质量增加了，D正确。] 1 2 3 4 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3．下列关于钠及其化合物的叙述中正确的说法有(　　) ①钠保存在石蜡油或煤油中 ②新切开的钠的光亮的表面很快变暗是因为生成了Na2O2 ③可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2 ④钠着火后不能用水扑灭，可用泡沫灭火器或沙土来灭火 ⑤钠可以把铜、铁等金属从它们的化合物的水溶液中置换出来 A．4个　　 B．3个　　 C．2个　　 D．1个 1 2 3 4 √ 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 C　[①钠的化学性质非常活泼，易被氧气氧化，需要保存在石蜡油或煤油中，①正确；②新切开的钠的光亮的表面很快变暗是因为钠在常温下易被氧气氧化为Na2O，②错误；③过氧化钠与水反应会产生氧气，有气泡产生，故可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2，③正确；④钠着火后生成Na2O2，Na2O2可以和H2O、CO2反应放出O2和大量的热，可加速燃烧，故不能用泡沫灭火器来灭火，④错误；⑤钠会与水反应，不能把铜、铁等金属从它们的化合物的水溶液中置换出来，⑤错误；正确的有2个，故选C。] 1 2 3 4 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 4．某位教师设计了钠与硫酸铜溶液反应实验装置(如图，夹持装置省略)。 1 2 3 4 ①注射器针头　②止水夹　③短导管　④细铜丝　⑤⑦直通管　⑥⑫直角导管　⑧⑨⑩单孔橡皮塞　⑪乳胶管 实验前要将装置中的直角导管⑫的上端要和直通管⑤的上端高度相当；同时止水夹要夹在导气管的乳胶管上，避免逸出气体。 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 回答下列问题： (1)向直通管⑤中注满硫酸铜溶液(开始两直通管高度相当)，然后小心且迅速地用带有金属钠(置于细铜丝上)和导气管的橡胶塞塞紧试管。 可观察到： a．钠与硫酸铜溶液剧烈反应有无色气体产生，该气体为________， 直通管⑤液面逐渐下降，直通管⑦液面逐渐上升(液面高度如图所示)，产生该现象的原因是________________________________，直通管⑤中有蓝色絮状沉淀生成，该沉淀为________。 b．把燃着的火柴置于注射器针头口，打开止水夹。可观察到的现象：_______________________________________________________________。 [答案]　氢气　反应产生氢气，直通管⑤中压强增加，所以直通管中⑦的液面升高　氢氧化铜沉淀　火柴继续燃烧，产生淡蓝色火焰 1 2 3 4 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (2)写出钠与硫酸铜溶液总反应的离子方程式： _____________________ ___________________________________________________________。 [答案]　2Na＋2H2O＋Cu2+===Cu(OH)2↓＋H2↑＋2Na＋　 (3)实验过程中可观察到蓝色絮状沉淀中有黑色物质，分析发现该黑色物质是氧化铜，写出生成黑色物质的化学方程式___________________________________________________________。 [答案]　Cu(OH)2CuO＋H2O 1 2 3 4 新知探究课7　钠及其氧化物 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 $$