2.1.1 活泼的金属单质—钠 课件 -2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

地球表面总面积约5.1亿平方千米，其中陆地面积1.49亿平方千米，海洋面积3.61亿平方千米，海洋占大部分。海洋占地球表面积的71%，陆地占地球表面积的29%. 浩瀚的大海美丽而且富饶。海洋是一个巨大的化学资源宝库，含有80多种元素，钠元素和氯元素是海水中含量较高的元素，也是典型的金属元素和非金属元素。 小杨老师 15521324728 都说我们地球是一颗美丽的蓝色星球，为什么是蓝色呢？因为海洋占地球表面积的71% 海洋中不仅有多种多样的生物，也是一个巨大的化学资源宝库，含有80多种元素 今天这节课我们就开启对钠元素的学习 2.1.1 活泼的金属单质—钠 钠的原子结构示意图： 因此，钠的化学性质非常活泼，表现出很强的还原性。 NaCl、Na2CO3、Na2SO4 钠元素在自然界全部以化合物形式存在 Na Na+ 极易失去e- 问题1：Na元素为什么不能以单质形式存在于自然界中？ 问题2：【讨论交流】——从物质分类的角度预测Na可以与哪些物质发生反应呢？写出方程式 美丽的茶卡盐湖，是我国食用盐的主要来源，盐湖的主要成分为NaCl、Na2CO3、Na2SO4，这说明钠通常以什么形式存在于自然界中呢？ Na单质为什么不能以单质形式存在于自然界中？ 钠很活泼，指的是钠的化学性质很活泼，为什么钠具有如此活泼的化学性质，同学们尝试着从结构的角度分析一下。 初中我们已经接触过铁、铝等金属，根据我们初中学过的知识，同学们预测一下，Na可以与哪些物质发生反应？写到学案的活动二中 刚切开时，断面是光亮的银白色，很快变暗。 钠沉在煤油的底部 银白色块状金属 钠可用刀切割 ρ(钠)>ρ(煤油) 银白色金属光泽 4Na + O2 = 2Na2O 常温下与O2发生反应 氧化钠 -2 +1 硬度较小（质软） 物理性质 ▶ 钠与非金属的反应 现在每个小组都有一瓶金属钠，瓶中的液体是煤油，现在同学们先观察一下，能否总结出钠具有哪些物理性质？ 接下来我们以小组为单位，结合教材P32页【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，并注意新切开的钠的表面所发生的变化，思考金属钠具有哪些物理性质？ 刚切开时，断面是光亮的银白色，很快变暗。表面变暗，说明发生了化学反应 4Na + O2 = 2Na2O 常温下与O2发生反应 问题2：该反应是否属于氧化还原反应？体现了Na什么性质？ 氧化产物/还原产物 还原剂 氧化剂 还原性 ▶ 钠与非金属的反应 ▶ 钠与非金属的反应 当反应条件发时生改变时，钠与氧气的反应是否会发生改变？观察视频，并将对应的实验现象填到学案的表格中 加热时： 先熔化，然后剧烈反应，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体 Na 熔点低 过氧化钠 -1 +1 氧化产物/还原产物 还原剂 氧化剂 还原性 Na与 O2 反应时，条件不同，现象不同，产物不同。 ▶ 钠与非金属的反应 ▶ 钠与其他非金属单质的反应 与硫混合研磨： （研磨时容易爆炸） 与氯气反应： （产生黄色火焰，生成白烟） 与氢气反应：2Na＋H2 2NaH（金属氢化物中，H为-1价） 2Na＋S == Na2S 2Na＋Cl2 2NaCl ▶ 钠与非金属的反应 问题3：联系金属钠与氧气的反应，金属钠Cl2、S等物质反应的化学方程式？ 提示： 从 Na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？ ▶ 钠与水的反应 用滤纸吸干表面煤油后 实验步骤 观察要点 实验现象 分析结论 Na在水中的位置 Na的形状变化 Na的运动 反应的声音 溶液的颜色变化 浮于水面上 Na的密度小于水（0.971g·cm-3） 熔成一个小球 反应放热，钠的熔点低（97.8℃） 四处游动 生成气体，推动钠球四处游动 溶液变为红色 生成碱性物质 发出嘶嘶响声 生成气体，反应剧烈 ▶ 钠与水的反应 Na与H2O反应性质 推测 ② ① ③ Na在反应中一定失电子转化为Na+ 由于 H2O 中 O 元素呈现的-2价是其最低价，所以只能是+1价的 H 得电子化合价降低，所以生成物应该有H2 另外的生成物可以使酚酞溶液变红，所以产物是NaOH 问题4：根据实验现象，从物质组成及氧化还原反应角度，推测Na与H2O反应的生成物 ▶ 钠与水的反应 问题5：写出 Na 与 H2O 反应的化学方程式和离子方程式 ？ ▶ 钠与水的反应 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 2Na + 2H2O = 2Na++ 2OH-+ H2↑ 氧化产物 还原产物 还原剂 氧化剂 还原性 钠与水反应的实质：与H2O电离出的H＋反应。 根据Na 与 H2O 反应本质，Na 与盐酸溶液反应时，反应现象及方程式是什么样的？ 更加剧烈反应，在水面快速游动并放出大量气体 2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑ 2Na + 2H+ = 2Na+ + H2↑ 【课后思考】结合钠与水反应的实质，预测分别将一小块金属钠投入到CuSO4溶液中，有何现象，并写出有关反应的方程式。 ▶ 小结 钠 存在形式 Na与非金属的反应 物理性质 化学性质 Na与H2O的反应 Na与酸的反应 银白色金属光泽 熔点低，质软 ρ(H2O)>ρ(钠)>ρ(煤油) 相同质量的Na被氧化为Na2O和Na2O2，失去电子数相同吗？ 相同，Na 均被氧化为 Na+ 实验室钠着火时，能否用水灭火？ 干燥的沙土 剩余的Na能否放回原试剂瓶？ 能 钠能否保存在水里面？ 少量保存在煤油（实验室）中以隔绝空气 大量保存在石蜡油或封存在固体石蜡（工业上）中。 不能 ▶ 【活学活用】 取钠时能否不用镊子，直接用手？ 不能 在实验室如何安全的取用钠？ 用镊子取一小块钠，滤纸吸干表面煤油，放在玻璃片上，用小刀切下一小块钠用于实验，剩下的钠迅速放回原试剂瓶中 ▶ 钠与酸的反应 问题6：钠与盐酸溶液反应时，若盐酸过量是先与水反应，还是先与盐酸反应？ 若钠过量，又是什么情况？？ 预测：Na与H2O反应本质是Na与H2O电离出的H＋反应，由于盐酸是强电解质，盐酸溶液中H＋的数目大 于H2O中的H＋数目，因此优先与盐酸反应 实验验证：更加剧烈反应，在水面快速游动并放出大量气体 2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑ 2Na + 2H+ = 2Na+ + H2↑ 结论： 钠与酸反应 酸过量： 2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑ 钠过量： 先与酸反应：2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑ 再与水反应：2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 先酸后水 ▶ 钠与碱的反应 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 2Na + 2H2O = 2Na++ 2OH-+ H2↑ 钠与碱反应的实质：Na 与 H2O 反应。 ▶ 钠与盐溶液的反应（以CuSO4为例） 【预测】 钠与CuSO4溶液反应的现象及产物。 【实验】将一小块钠放入CuSO4溶液中。 问题7：钠能否将不活泼金属将其从盐溶液 中置换出来？ ▶ 钠与盐溶液的反应 【现象】 浮、熔、游、响 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙Na与H2O反应 生成蓝色沉淀∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙Cu(OH)2沉淀 【结论】 2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑ ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙① CuSO4＋2NaOH=Na2SO4＋Cu(OH)2↓∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ ② 总：2Na＋2H2O＋CuSO4=Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑ 先水后盐 钠与盐反应 ①钠先与水发生反应：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑ ②考虑生成的NaOH是否与该溶液反应 Na与熔融盐反应可以置换出较不活泼的金属：4Na + TiCl4 4NaCl + Ti 高温 2．钠的用途 TiCl4 + 4Na 4NaCl +Ti 制作高压钠灯（钠蒸气放电产生的黄光射程远、透雾能力强，常用作路灯）； 冶炼Ti、Zr、Nb、Ta等金属（强还原性）； 制钠钾合金，用于原子反应堆导热剂。 【典例1】等质量的两块钠，第一块在加热条件下与足量氧气充分反应，第二块在常温下与足量氧气充分反应。则下列说法正确的是(　　) A．第一块钠失去电子数多 B．两块钠失去电子数相同 C．两块钠的反应产物的颜色相同 D．两块钠所得反应产物的质量相等 【解析】Na与O2反应无论生成Na2O还是Na2O2，最终都是Na（0价）→Na（+1价），故二者失去的电子数一样多；但加热时产物为Na2O2，而常温时产物为Na2O，故第一块钠的反应产物质量大。 B 【典例2】将小块钠投入到FeCl3的稀溶液中，以下对有关现象的描述中最恰当的是(　　) A.钠溶解；溶液里有黑色固体析出和无色气体逸出 B.钠与溶液剧烈反应；溶液里有红褐色沉淀生成，溶液的颜色变浅 C.钠在溶液的表面上静静地消失；溶液里有红褐色沉淀生成 D.钠迅速消失；溶液里快速地冒出很多的气泡，同时有红褐色固体生成 B 【解析】将钠块投入到FeCl3的稀溶液中，钠易与水发生反应，所以先后发生反应的化学方程式分别是：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，3NaOH＋FeCl3==Fe(OH)3↓＋3NaCl。 小杨老师 15521324728 【典例3】在蒸发皿中放入一小块钠，加热至熔化时，用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。下列说法中不正确的是(　 ) A．上述反应是置换反应 B．上述反应是放热反应 C．上述反应中无水CuSO4表现了还原性 D．加热且无水条件下，Na可以与CuSO4反应并生成Cu 【解析】钠比铜活泼，在无水条件下，Na可以与CuSO4反应并生成Cu，属于置换反应，A正确；根据以上分析，反应是放热反应，B正确；根据以上分析，钠作还原剂，硫酸铜作氧化剂，所以CuSO4表现了氧化性， C错误；根据以上分析，在无水、加热至熔化下，Na可以与CuSO4发生置换反应生成Cu，D正确；故选C。 C 【典例4】某同学按如图所示实验装置进行钠跟水反应的实验，打开右端软塞，将一小块金属钠加入煤油中，迅速塞紧塞子，下列说法中不正确的是（ ） A．金属钠落在b处，有气体产生，并且上下跳动 B．从左端长颈漏斗中滴加酚酞溶液，水溶液变为红色 C．反应一段时间后，左端液面上升进入长颈漏斗，a处有无色氧气产生 D．打开活塞A，在右端导管口直接点燃，产生淡蓝色火焰 【解析】钠的密度大于煤油小于水，所以金属钠落在b处，有气体产生，并且上下跳动，故A正确；钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，从左端长颈漏斗中滴加酚酞溶液，水溶液变为红色，故B正确；钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，反应一段时间后，左端液面上升进入长颈漏斗，a处有无色氢气产生，故C错误；a处有无色氢气产生，打开活塞A，在右端导管口直接点燃，产生淡蓝色火焰，故D正确；选C。 C Lavf58.20.100 $$