第2章 第1节 第1课时 活泼的金属单质——钠(教用Word)-【金榜题名】2025-2026学年高一化学必修第一册高中同步学案（人教版）

第二章　海水中的重要元素——钠和氯 第1节　钠及其化合物 第1课时　活泼的金属单质——钠 学习目标 核心素养 1．了解钠与非金属单质的反应。 2．掌握钠与H2O反应原理，认识钠是一种很活泼的金属。 1．变化观念：从原子结构、钠与O2、H2O反应角度，建立基于类别、价态认识物质性质的核心角度。 2．模型认知：通过钠与O2、H2O反应的实验探究，建立分析钠与酸、碱、盐溶液反应的思维模型。 知识点一　钠的原子结构及与氧气的反应 1．钠的原子结构 钠的原子结构示意图为，最外层只有__1__个电子，在化学反应中该电子很容易失去。 2．钠与氧气反应 反应条件 室温 加热或点燃 实验步骤 实验现象 新切开的钠具有__银白__色的金属光泽，在空气中很快__变暗__ 钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈__黄__色，生成__淡黄__色固体 化学方程式 　4Na＋O2===2Na2O　 2Na＋O2Na2O2 (1)在实验室中，为什么要把钠保存在石蜡油或煤油中？ __隔绝空气，防止钠被氧化__。 (2)钠极易与O2、Cl2、H2O等反应，表现出很强的还原性，试从钠原子结构的角度加以解释。 　钠的原子结构示意图为，最外层只有1个电子，在化学反应中该电子很容易失去__。 (1)钠是一种硬度小、熔点低的银白金属，在空气中极易被氧化，实验室保存钠时应与空气隔绝，通常保存在煤油中。 (2)钠在常温下与氧气反应生成氧化钠，在加热或点燃时生成过氧化钠，由此可知，钠与氧气反应，反应条件不同，其产物不同。 (1)取用钠时，可以用手直接接触它(×) (2)金属钠能存放于煤油中，也可存放于CCl4中(×) (3)常温下，钠与氧气反应生成淡黄色固体(×) (4)钠与氧气反应时，条件不同，产物也不同(√) (5)实验中取出的药品都不能再放回原瓶(×) 　等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在氧气中(常温下)充分反应，则下列说法正确的是(　　) A．第一块钠失去电子多 B．两块钠失去电子一样多 C．第二块钠的生成物质量最大 D．两块钠的生成物质量一样大 【解析】 钠与氧气反应，常温下生成氧化钠，加热条件下生成过氧化钠，生成物与氧气的用量无关。 【答案】　B 知识点二　钠与水的反应 1．实验探究 实验操作 实验现象 结论或解释 ①钠__浮__在水面上 ①钠的密度比水__小__ ②钠__熔化__成小球 ②钠熔点__低__，反应放热 ③小球在水面上__迅速游动__ ③反应产生的__氢气__推动小球运动 ④与水反应发出“嘶嘶”声，逐渐变小，最后消失 ④钠与水__剧烈__反应，产生气体，放出大量的热 ⑤反应后溶液的颜色逐渐变__红__ ⑤有__碱性__物质(__氢氧化钠__)生成 2．实验结论 钠与水剧烈反应，生成__氢氧化钠和氢气__，还原剂是__钠__，氧化剂是__水__，反应的实质是钠与水电离出的H＋反应。 (1)化学方程式　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑　。 (2)离子方程式　2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑　。 (1)某实验室钠着火时，能否用水灭火？为什么？ __不能，因为钠极易与水反应产生氢气，用水灭火易发生爆炸，常用干燥的沙土来灭火__。 (2)钠若与酸溶液反应时，钠先与水反应还是先与酸反应？ __钠与酸、钠与水反应的实质都是钠与H＋发生的氧化还原反应，当钠与酸溶液反应时，钠首先与酸反应，当酸完全消耗后，若钠还有剩余，则钠再与水反应__。 (3)钠能否从硫酸铜溶液中置换出铜？写出钠与硫酸铜溶液反应的化学方程式。 　不能，2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4或2Na＋2H2O＋CuSO4===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑。 (4)取一块绿豆粒大小的金属钠投入到饱和食盐水中，会观察到什么现象？ __钠浮在水面上，熔成闪亮小球，四处游动，发出“嘶嘶”的响声，溶液中有白色固体析出。 钠与酸、碱、盐溶液反应的实质 物质分类 反应分析 酸 ①钠与酸反应时先与酸中的H＋反应，如2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑ ②如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应 碱 钠与碱溶液反应其实质是钠与水的反应 盐 钠与盐溶液反应时先与水反应，如果盐中的溶质能与NaOH反应，则会发生其他反应，如Na与CuSO4溶液的反应 【方法速记】 快速记忆的性质 银白轻低软，传导热和电；浮熔游响红， 遇水记五点；遇酸酸优先，遇盐水在前； 遇碱消耗水，遇氧看条件。 　将适量钠投入下列溶液中，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 【解析】　A项钠与水反应产生氢气，而生成的NaOH与CuSO4溶液反应产生蓝色沉淀；B、C项，只能产生氢气；D项既能产生氢气，又能生成Mg(OH)2白色沉淀。 【答案】　D [变式训练]　将一小块金属钠投入盛有5 mL饱和澄清石灰水的试管中，不可能观察到的现象是(　　) A．有气体产生 B．有沉淀产生 C．有银白色金属产生 D．金属钠熔化成闪亮的小球在液面上游动 【解析】　该反应中除Na与H2O反应现象A、D外，还会产生Ca(OH)2沉淀，B项所述现象也会出现。 【答案】　C 【方法规律】 (1)如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠不反应，只发生钠与水的反应(注意：若为饱和盐溶液时，因水的消耗会有固体析出)。 (2)如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠反应，则会发生两个反应，如钠与硫酸铜溶液的反应： 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑， 2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。 1．下列有关钠的取用方法、保存及存在形式的描述正确的是(　　) A．实验中，取用少量的金属钠可用手直接取 B．实验室中，钠通常保存在煤油或石蜡油中 C．实验后剩余的金属钠要丢入垃圾桶，不能放回原试剂瓶中 D．钠在自然界中主要以化合态形式存在，少量以游离态形式存在 【解析】　取用少量金属钠需用镊子夹取；钠属于危险品，实验后剩余的金属钠需放回原试剂瓶中；钠是活泼金属，在自然界中以化合态存在。 【答案】　B 2．取一块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列对实验现象的描述正确的是(　　) ①金属钠先熔化，然后燃烧　②在空气中燃烧，发出紫色火焰　③燃烧后得白色固体　④燃烧时火焰为黄色　⑤燃烧后生成淡黄色固体 A．①②　　　　　　 B．①②③ C．①④⑤ D．④⑤ 【解析】　加热时，钠先熔化成小球，然后燃烧，燃烧时火焰为黄色，燃烧后生成淡黄色的过氧化钠固体。 【答案】　C 3．某同学按如图所示实验装置进行钠跟水反应的实验，据此判断下列说法中正确的是(　　) A．打开右端软塞，将一小块金属钠加入煤油中，反应前片刻，钠的位置在a处 B．开始反应后，能观察到的实验现象是钠在b处液面以下的水中反应 C．反应一段时间后，左端液面上升进入长颈漏斗，b处有无色气体产生 D．若用苯或酒精来代替煤油，可观察到相同的实验现象 【答案】　C 4．将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是 (　　) A．氯化氢 B．氢氧化钠 C．硫酸钾 D．硫酸铜 【答案】　D 5．将一小块金属钠进行下列操作，相关叙述正确的是(　　) A．加到CuSO4溶液中，能发生两个氧化还原反应 B．加到饱和石灰水中，会产生白色沉淀 C．加到NaOH溶液中，不会发生化学反应 D．加到液态CCl4中，会沉在液面之下 【解析】　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4，A错误；饱和石灰水中的H2O减少，会有Ca(OH)2析出，B正确；Na会与NaOH溶液中的H2O发生化学反应，C错误；Na不溶于CCl4，比CCl4密度小，D错误。 【答案】　B 课时作业(七)　活泼的金属单质——钠 1．实验室里做钠与水反应的实验时，下列仪器中需要用到的有几种(　　) ①试管夹　②镊子　③小刀　④滤纸　⑤研钵　⑥烧杯　⑦坩埚　⑧陶土网　⑨玻璃片 A．3　　　　　　　 B．4 C．5 D．6 【解析】　钠与水反应的实验步骤：用镊子取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，将金属钠放在玻璃片上，用小刀切下一小块钠，放入盛水的烧杯中即可。 【答案】　C 2．将绿豆大的钠块投入如图所示的烧杯中，可能出现的现象是(　　) A．钠块只在煤油层中游动，并放出气体 B．钠块只在水层中游动，钠块熔化，水层变红 C．钠块在四氯化碳层和水层界面处游动并上下跳动，钠块熔化，水层变红 D．钠块在水层和煤油层界面处游动并上下跳动，钠块熔化，水层变红 【解析】　钠的密度比煤油的大，比水的小，则钠在水层与煤油层界面发生反应，产生的氢气使钠块四处游动并上下跳动，反应生成氢氧化钠，水层变红。 【答案】　D 3．将一小块金属钠投入到滴有紫色石蕊溶液的盛冷水的烧杯中，甲同学认为可以观察到下列实验现象，其中正确的是 (　　) ①钠投入水中，先沉入水底，后浮出水面　②钠立即与水反应，并有气体产生　③反应后溶液变红　④钠熔化成闪亮的小球　⑤小球在水面上四处游动　⑥有“嘶嘶”的响声发出 A．①②③④ 　　　　　 B．②③④⑤ C．②④⑤⑥ D．③④⑥ 【解析】　钠的密度小于水的密度，把钠放入水中，它不会沉入水底，应浮在水面上，①不正确；钠与水反应时有NaOH生成，使紫色石蕊溶液变蓝色，不是变红色，③不正确。 【答案】　C 4．不能正确表示下列反应的离子方程式的是(　　) A．钠与水反应：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ B．钠与CuSO4溶液反应：2Na＋Cu2＋===Cu＋2Na＋ C．钠与盐酸反应：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑ D．钠跟氯化钾溶液反应：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ 【解析】　B项中钠与CuSO4溶液反应的实质是钠与水反应生成的氢氧化钠再与CuSO4反应，总化学方程式：2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋H2↑＋Na2SO4。 【答案】　B 5．某同学将金属钠露置于空气中，观察到下列现象：银白色变灰暗变白色出现液滴白色固体，根据钠及其化合物的性质分析，下列说法正确的是(　　) A．①发生了氧化还原反应 B．①变灰暗是因为生成了过氧化钠 C．③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液 D．④只发生物理变化 【解析】　①变灰暗是因为钠与氧气反应生成了氧化钠，发生了氧化还原反应，A项正确，B项错误；③是氢氧化钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液，C项错误；④是氢氧化钠与空气中的CO2反应生成了碳酸钠，是化学变化，D项错误。 【答案】　A 6．如图所示，Na和木炭分别在两个盛满氧气(过量)的集气瓶中燃烧，燃烧完毕冷却至室温后，同时打开装置中的两个弹簧夹，盛水的试剂瓶中的实验现象是(　　) A．左导管液面上升，右导管液面无明显变化 B．左导管液面无明显变化，右导管液面上升 C．左、右导管液面均上升 D．左、右导管液面均下降 【解析】　钠在氧气中燃烧生成过氧化钠固体，燃烧后左瓶内气体分子数减少，压强减小；木炭与氧气反应主要生成二氧化碳气体，右瓶内气体分子数变化不大，压强变化不大，故燃烧完毕冷却至室温后同时打开装置中的两个弹簧夹，左导管液面上升，右导管液面无明显变化。 【答案】　A 7．将一小块钠置于坩埚中，加热至熔化后迅速用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与之接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。下列说法错误的是(　　) A．上述反应中CuSO4表现了还原性 B．上述反应是置换反应 C．加热且无水条件下，Na可以与CuSO4反应生成Cu D．实验过程中可能生成少量Na2O、Na2O2 【解析】　题述反应为钠与硫酸铜反应生成硫酸钠和铜。反应中铜元素的化合价由＋2价变成0价，CuSO4表现氧化性，A错误；反应为置换反应，B正确；加热且无水条件下，Na可以与CuSO4反应生成Cu，C正确；加热至熔化过程中，Na可能与O2反应生成少量Na2O、Na2O2，D正确。 【答案】　A 8．将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出且溶液质量减轻的是 (　　) A．HCl B．NaOH C．K2SO4 D．CuSO4 【解析】　钠与4种溶液中的水反应均有H2放出。A、B、C三项只有H2放出，逸出H2的质量小于加入的Na的质量，溶液质量增加；D项，氢气与氢氧化铜沉淀的质量大于所加入的钠的质量，故溶液质量减轻。 【答案】　D 9．将2.3 g钠投放到97.7 g水中，所得溶液中溶质的质量分数为(　　) A．2.3% B．小于2.3% C．4% D．大于4% 【解析】　与水反应，溶质为氢氧化钠，质量为4 g，但是由于反应时有气体放出，溶液质量小于100 g，故质量分数大于4%。 【答案】　D 10．某同学为测定一定质量的钠与水反应产生的氢气的体积，设计了图1装置进行实验。 (1)实验开始，欲使钠与水接触反应，应如何操作？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________；反应开始后，试管中能观察到的现象是______________________________________。 (2)已知有关物质的密度ρ(K)：0.86 g·cm－3，ρ(Na)：0.97 g·cm－3，ρ(煤油)：0.8 g·cm－3。如果将钠换成相同大小的钾进行上述实验，结果钾反应完所用时间比钠反应完所用的时间________(填“长”或“短”)，其原因是________________________________________。 (3)从实验的安全考虑，比较金属钠、钾与水反应的实验操作图A、图B，请指出图B表示哪种金属与水反应______________。 【答案】　(1)按住橡皮塞，将大头针向上拔出　钠在煤油与水接触的界面之间上下沉浮，并不断减小，直到消失，同时有气泡产生 (2)长　钾的密度比钠小，与水反应产生少量的气体即可使钾上浮进入煤油中，钾的密度与煤油密度相近，在煤油中滞留时间长 (3)钾与水反应 11．某学习小组想探究钠能否与CO2反应，为此设计如下图所示装置，实验操作及现象见下表。 实验Ⅰ 实验Ⅱ 操作 先取一块纯净的钠放入干燥的E管中，然后打开A的活塞，反应一段时间后，点燃E处酒精灯 将实验Ⅰ的E管冷却后用水冲洗内壁，过滤。取黑色滤渣灼烧；取滤液滴加氯化钡溶液 现象 ①钠剧烈燃烧，火焰呈黄色；②产生大量白烟，同时有黑色物质生成，冷却后有白色固体附着在管壁上 ①黑色物质可燃；②滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成 (1)C中所盛试剂为__________________，作用是______________；D中所盛试剂为____________，作用是____________。 (2)B中反应一段时间，等E中充满CO2后，再点燃E处酒精灯，其目的是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)请根据以上现象写出E中发生反应的化学方程式：___________________ _____________________________________________________。 【解析】　(1)大理石与稀盐酸反应生成CO2，用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl杂质；D中所盛试剂为浓硫酸，用于干燥CO2气体。(2)B中反应一段时间，等E中充满CO2后，再点燃E处酒精灯，目的是排尽装置内的空气，防止钠与O2反应，对实验造成干扰。(3)实验Ⅰ和实验Ⅱ中的现象说明有碳酸钠和碳生成，故E中发生反应的化学方程式为4Na＋3CO22Na2CO3＋C。 【答案】　(1)饱和NaHCO3溶液　除去CO2中的HCl　浓硫酸　干燥气体 (2)排尽装置内的空气，防止钠与氧气反应，对实验造成干扰 (3)4Na＋3CO22Na2CO3＋C 12．(1)如图Ⅰ所示，在平底烧瓶的底部有一块钠，平底烧瓶内是干燥的空气。过一段时间后可观察到_________________，发生反应的化学方程式为______________________。 (2)某班同学用如图Ⅱ所示装置测定空气中氧气的含量。先用弹簧夹夹住橡胶管。点燃钠，伸入瓶中并塞上瓶塞。待钠熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。 ①上述实验过程中发生反应的化学方程式为________________________。 ②实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的，乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的。下列对这两种现象解释合理的是__________(填字母)。 a．甲同学可能使用钠的量不足，瓶内氧气没有消耗完 b．甲同学可能未塞紧瓶塞，钠熄灭冷却时外界空气进入瓶内 c．乙同学可能没夹紧弹簧夹，钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出 d．乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出 【解析】　(1)钠与空气中的氧气反应生成Na2O，使钠表面变暗，同时烧瓶内压强降低，气球会膨胀。 (2)a项，若钠的量不足，则氧气消耗不完，造成进水量小于容器容积的，结果偏低，合理；b项，若瓶塞未塞紧，钠熄灭冷却，瓶内气体收缩，外面的空气会进入瓶内，使气体得到补充，造成结果偏低，合理；c项，若弹簧夹未夹紧，钠燃烧时，瓶内气体膨胀，使部分气体从导管口逸出，造成结果偏高，合理；d项，若插入燃烧匙太慢，钠燃烧时，瓶内气体膨胀，在塞紧瓶塞前，瓶内部分气体从瓶口逸出，造成结果偏高，合理。 【答案】　(1)钠表面变暗，气球膨胀　4Na＋O2===2Na2O (2)①2Na＋O2Na2O2　②abcd 13．一块表面已部分被氧化、质量为0.77 g的钠放入10 g水中后，收集到氢气0.02 g。 (1)金属钠表面氧化钠的质量是________。 (2)所得溶液里溶质的质量分数是________。 【解析】　0.77 g混合物中包括Na及Na被氧化后产生的Na2O，当投入水中时，由产生H2的质量可计算原混合物中Na的质量及其生成的NaOH的质量，同时可知Na2O的质量，进一步计算生成总的NaOH的质量。 (1)设Na的质量为x g，与H2O反应生成NaOH的质量为y g，则有 2Na＋2H2O===2 NaOH＋H2↑ 46 80 2 x g y g 0.02 g 解得：x＝0.46，y＝0.80； m(Na2O)＝0.77 g－0.46 g＝0.31 g。 (2)设Na2O与H2O反应生成NaOH的质量为z g，则有 Na2O＋H2O===2NaOH 62 80 0.31 g z g 解得：z＝0.40； w(NaOH)＝×100%≈11.2% 【答案】　(1)0.31 g　(2)11.2% 学科网（北京）股份有限公司 $$