内容正文:
化学upupup
高中化学必修第一册 一轮过基础
第14课 剖析“元素性质”
——钠的金属通性与特性
重难点
1. 掌握钠的物理性质
2. 掌握钠的化学性质(包括金属通性和钠的特性)
温故知新
1.金属的物理性质
(1)金属的颜色、光泽
绝大多数金属都是银白色,具有金属光泽,少数金属是特殊颜色如铜是紫红色,金是金黄色。
(2)良好的导电、导热性
(3)延展性(延性:拉成细丝;展性:压成薄片)
2.金属的核外电子排布
写出Na、Mg、Al的核外电子排布
Na:、Mg:、Al:
金属最外层一般是少于4个电子,反应中很容易失去,表现出较强的还原性。
3.金属的化学通性
通性
化学方程式
反应类型
金属单质+非金属单质=化合物
镁条在空气中燃烧:2Mg+O22MgO
钠在氯气中燃烧:2Na+Cl22NaCl
化合反应
氢前金属+非氧化性酸=H2 ↑+盐
非氧化性酸为HCl、H2SO4等
镁与盐酸反应:Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
置换反应
活泼金属+盐=较不活泼金属+盐
Fe与CuSO4溶液反应:Fe+CuSO4=FeSO4 +Cu
置换反应
课前自测
请用单线桥标出下列反应的电子转移方向和数目,并指出氧化剂和还原剂。
(1) 2Al+3CuSO4= Al2(SO4)3+ 3Cu
(2) 2Mg+O2 2MgO
(3) Cu+ 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
(4) Mg + 2HCl = MgCl2+ H2↑
【答案】
开启新世界
一、钠的物理性质
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。
现象:钠很软,能用刀切割。切开外皮后,可以看到钠具有银白色的金属光泽。新切开的钠的光亮的表面在空气中很快变暗了。
注意事项
①用镊子取出一块金属钠后,需用滤纸擦净钠表面的煤油,这样可以防止钠与水反应放热使周围温度达到煤油的着火点而引起煤油燃烧;
②切割完钠块后,应将剩余的钠放入原来盛有煤油的试剂瓶中,取用钾时相同。
【小结】钠的物理性质:
①白:银白色固体,有银白色金属光泽。
②软(硬度小):金属钠为固体;用小刀可以切开,硬度较小,质软;
③重:密度比煤油大,保存在煤油或石蜡油中,以隔绝空气。
练习1:下列有关钠的物理性质叙述正确的是( )
①银白色金属 ②质软,可以用小刀切割 ③熔点较低 ④密度比水小 ⑤热和电的良导体
A.①②④ B.②③⑤
C.①③④ D.①②③④⑤
【答案】D
【解析】将钠放入水中,钠会熔成小球,说明钠的熔点低,钠能浮在水面上,说明其密度比水小,钠是金属,是热和电的良导体,D项正确。
练习2: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
【答案】B
【解析】A.实验中,取用少量的金属钠需用镊子,A错误;B.钠易与空气中水蒸气、氧气等反应,不与煤油或石蜡油反应,且密度比煤油或石蜡油的大,因此实验室中,钠通常保存在煤油或石蜡油中,B正确;C.因为钠易与水发生反应产生氢气,有危险性,所以实验后剩余的金属钠需放回原试剂瓶中,C错误;D.钠的性质较活泼,在自然界中以化合态形式存在,没有游离态,D错误;故选B。
二、钠的化学性质
(一)钠与氧气反应
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。
对比钠与氧气在在常温中和加热时反应现象
现象图示
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,失去金属光泽。
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。
结论:
常温钠与氧气反应生成氧化钠,方法式:4Na+O2==2Na2O
加热条件下钠与氧气反应生成过氧化钠,方程式:2Na+O2Na2O2
思考1:氧化钠与过氧化钠可以相互转化吗?哪个更稳定?
【答案】相互转化方程式:2Na2O+O22Na2O2
稳定性:Na2O<Na2O2
讨论1:钠是一种活泼的金属,在反应中通常作还原剂。预测钠与其他非金属单质的产物。
①钠与Cl2反应
方程式:2Na+Cl22NaCl
现象:产生大量白烟
②钠与S反应
方程式:2Na+SNa2S
现象:钠与硫混合研磨可发生爆炸,火星四射。
③钠与H2反应
方程式:2Na+H2NaH
④钠与N2反应
方程式:6Na+N22Na3N
(二)钠与水反应
实验2-3
在烧杯中加入一些水,滴入几滴酚酞溶液,然后把一块绿豆大的钠放入水中。
观察要点
实验现象
分析结论
钠在水中的位置
浮于水面上
钠的密度小于水(0.971g·cm-3)
钠的形状变化
熔成一个小球
反应放热,钠的熔点低(97.8℃)
钠的运动
四处游动
生成气体
反应的声音
发出嘶嘶声
反应放热,热的钠使水蒸发
溶液的颜色变化
溶液变为红色
生成碱性物质
反应方程式
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
离子方程式
2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH- + H2↑
思考2:已知水是弱电解质,电离方程式为H2OH++OH-,思考钠与水反应的实际是与什么反应?用双线桥表示化学方程式中的电子转移。
【答案】①钠与水反应实际上是钠与水电离出来的微弱的H+反应。
②
思考3:预测钠与盐酸、硫酸等酸溶液的反应的剧烈程度,并写出钠与硫酸和盐酸反应的离子方程式。
钠与盐酸、硫酸等酸溶液的反应要比与水的反应剧烈。
离子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑
思考4:若实验过程中钠不慎失火应该如何灭火?
【答案】不能用水灭火,而应该用干燥的沙土来灭火。
讨论2:将金属钠投到CuSO4溶液中会有什么现象?
【答案】现象:浮、游、熔、响、蓝色沉淀。
反应:2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓+ Na2SO4
练习3: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燃烧后生成浅黄色固体物质
A.①② B.①②③ C.①④⑤ D.④⑤
【答案】C
【解析】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,然后燃烧生成浅黄色固体并且伴有黄色火焰。
练习4:通过观察钠与水(含酚酞)的反应现象,不能得出的结论是( )
A.钠的密度比水小 B.钠是活泼金属,与水反应后溶液呈碱性
C.钠有良好的延展性 D.钠的熔点低
【答案】C
【解析】A项,钠浮在水面,密度比水小,A正确;B项,滴有酚酞的溶液变红色,说明钠性质活泼与水反应生成碱性物质,B正确;C项,依据现象不能得出钠具有良好的延展性,C错误;D项,钠浮在水面,然后熔化成闪亮的小球,说明钠的密度比水小,与水的反应是放热反应且钠熔点比较低,D正确。
练习5: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
【答案】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。
练习6: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
【答案】C
【解析】在蒸发皿中放一小块钠,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,说明熔融的钠将硫酸铜中的铜置换出来并且放出热量,属于置换反应,钠作还原剂,硫酸铜作氧化剂,说明钠比铜活泼,在无水条件下,Na可以与CuSO4反应并生成Cu和硫酸钠。A项,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;B项,根据以上分析,反应是放热反应,B正确;C项,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;D项,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。
三、钠与熔融状态的盐反应,
钠可以置换出较不活泼的金属,如:
①Na+KClK↑+NaCl(制取金属钾,因为钾的沸点比钠的沸点低,使钾成为蒸汽而逸出)、
②4Na+TiCl4(熔融)===4NaCl+Ti(制金属钛)等。
随堂训练
1.钠的下列性质中与钠和水反应时的现象无关的是( )
A.钠的熔点较低 B.钠的密度小于水
C.钠的硬度较小 D.钠的还原性强
【答案】C
【解析】浮在水面上是其密度比水小;钠熔化是其熔点很低,与水反应放出的热量让其熔化;钠与水反应比较剧烈是其还原性很强;硬度大小与反应现象无关。
2.下列关于钠的说法不正确的是( )
A.金属钠和氧气反应,条件不同,产物不同
B.钠长期置于空气中,表面不能形成致密氧化膜
C.钠与水反应时,钠熔成小球在水面四处游动
D.由于钠比较活泼,所以它能从溶液中置换出金属活动性顺序表中钠后面的金属
【答案】D
【解析】金属钠与氧气反应,常温生成氧化钠,加热生成过氧化钠,A项正确;钠长期置于空气中,表面先生成氧化钠,会与空气中的水反应,最终生成碳酸钠,不能生成致密氧化膜,B项正确;钠是活泼金属,熔点低,与水反应时,钠熔成小球在水面四处游动,C项正确;钠与盐溶液反应时,先与水反应,不能从盐溶液中置换出金属,D项不正确。
3.某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中,此实验能证明钠下面4点性质中的( )
①钠的密度比水的小 ②钠的熔点较低 ③钠与水反应时放出热量 ④钠与水反应后溶液呈碱性
A.①④ B.①②④ C.①③④ D.①②③④
【答案】D
【解析】Na与水反应时,浮在水面上(密度比水小),熔化成闪亮的小球(反应放热,钠熔点低),在水面四处游动(有气体生成),同时溶液使酚酞变红色(生成碱性物质),体现了①②③④四点性质。
4.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
【答案】B
【解析】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,生成Na2O2;第二块在常温下与足量氧气充分反应,生成Na2O。A.钠都由0价升高到+1价,钠的质量相同,两块钠失去电子数一样多,A不正确;B.虽然反应的产物不同,但钠的物质的量相同,价态变化相同,所以两块钠失去电子数相同,B正确;C.Na2O2呈淡黄色,Na2O呈白色,两块钠的反应产物的颜色不相同,C不正确;D.由于Na2O2的相对分子质量比Na2O大,而二者的物质的量相同,所以两块钠所得反应产物的质量不相等,D不正确;
故选B。
5.将一小块钠投入盛饱和澄清石灰水的试管里,不可能观察到的现象是( )
A.熔成小球并在液面上游动 B.有气体生成
C.溶液底部有银白色物质生成 D.溶液变浑浊
【答案】C
【解析】A.因为金属钠的密度小于水,因此浮在液面,四处游动,金属钠与水反应是放热反应、而熔成小球,故A说法正确;B.金属钠与水反应是氧化还原反应,钠化合价升高,则氢元素化合价降低反应产生氢气,故B说法正确;C.金属钠与水反应,生成氢氧化钠和氢气,不能置换出银白色物质金属钙,故C说法错误;D.澄清石灰水是饱和溶液,金属钠与水反应,消耗水,氢氧化钙固体析出,同时此反应是放热反应,氢氧化钙的溶解度随着温度的升高,而降低,氢氧化钙固体析出,溶液变浑浊,故D说法正确;答案选C。
6.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
【答案】C
【解析】A.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;B.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;C.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;D.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。
7.能正确表示下列反应的离子方程式的是( )
A.钠与水反应:Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑
B.钠与CuSO4溶液反应:2Na+Cu2+===Cu+2Na+
C.钠与盐酸反应:Na+2H+===Na++H2↑
D.钠与氯化钾溶液反应:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
【答案】D
【解析】B中钠与CuSO4溶液反应的实质是钠先与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠再与CuSO4反应,总离子方程式为2Na+2H2O+Cu2+===Cu(OH)2↓+H2↑+2Na+。A、C中电荷不守恒、得失电子不守恒。
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高中化学必修第一册 一轮过基础
第14课 剖析“元素性质”
——钠的金属通性与特性
重难点
1. 掌握钠的物理性质
2. 掌握钠的化学性质(包括金属通性和钠的特性)
温故知新
1.金属的物理性质
(1)金属的颜色、光泽
绝大多数金属都是银白色,具有金属光泽,少数金属是特殊颜色如铜是紫红色,金是金黄色。
(2)良好的导电、导热性
(3)延展性(延性:拉成细丝;展性:压成薄片)
2.金属的核外电子排布
写出Na、Mg、Al的核外电子排布
Na: 、Mg: 、Al:
金属最外层一般是少于 个电子,反应中很容易失去,表现出较强的 性。
3.金属的化学通性
通性
化学方程式
反应类型
金属单质+非金属单质=化合物
镁条在空气中燃烧:
钠在氯气中燃烧:
化合反应
氢前金属+非氧化性酸=H2 ↑+盐
非氧化性酸为HCl、H2SO4等
镁与盐酸反应:
置换反应
活泼金属+盐=较不活泼金属+盐
Fe与CuSO4溶液反应:
置换反应
课前自测
请用单线桥标出下列反应的电子转移方向和数目,并指出氧化剂和还原剂。
(1) 2Al+3CuSO4= Al2(SO4)3+ 3Cu
(2) 2Mg+O2 2MgO
(3) Cu+ 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
(4) Mg + 2HCl = MgCl2+ H2↑
开启新世界
一、钠的物理性质
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。
现象:钠很软,能用刀切割。切开外皮后,可以看到钠具有银白色的金属光泽。新切开的钠的光亮的表面在空气中很快变暗了。
注意事项
①用镊子取出一块金属钠后,需用滤纸擦净钠表面的煤油,这样可以防止钠与水反应放热使周围温度达到煤油的着火点而引起煤油燃烧;
②切割完钠块后,应将剩余的钠放入原来盛有煤油的试剂瓶中,取用钾时相同。
【小结】钠的物理性质:
① :银白色固体,有银白色金属光泽。
② :金属钠为固体;用小刀可以切开,硬度较小,质软;
③ :密度比煤油大,保存在煤油或石蜡油中,以隔绝空气。
练习1:下列有关钠的物理性质叙述正确的是( )
①银白色金属 ②质软,可以用小刀切割 ③熔点较低 ④密度比水小 ⑤热和电的良导体
A.①②④ B.②③⑤
C.①③④ D.①②③④⑤
练习2: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
二、钠的化学性质
(一)钠与氧气反应
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。
对比钠与氧气在在常温中和加热时反应现象
现象图示
现象
新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快 。
钠先 ,然后剧烈燃烧, 。
结论:
常温钠与氧气反应生成氧化钠,方法式:
加热条件下钠与氧气反应生成过氧化钠,方程式:
思考1:氧化钠与过氧化钠可以相互转化吗?哪个更稳定?
讨论1:钠是一种活泼的金属,在反应中通常作还原剂。预测钠与其他非金属单质的产物。
①钠与Cl2反应
方程式:
现象:产生大量白烟
②钠与S反应
方程式:
现象:钠与硫混合研磨可发生爆炸,火星四射。
③钠与H2反应
方程式:
④钠与N2反应
方程式:
(二)钠与水反应
实验2-3
在烧杯中加入一些水,滴入几滴酚酞溶液,然后把一块绿豆大的钠放入水中。
观察要点
实验现象
分析结论
钠在水中的位置
钠的形状变化
钠的运动
反应的声音
溶液的颜色变化
反应方程式
离子方程式
思考2:已知水是弱电解质,电离方程式为H2OH++OH-,思考钠与水反应的实际是与什么反应?用双线桥表示化学方程式中的电子转移。
思考3:预测钠与盐酸、硫酸等酸溶液的反应的剧烈程度,并写出钠与硫酸和盐酸反应的离子方程式。
钠与盐酸、硫酸等酸溶液的反应要比与水的反应剧烈。
离子方程式:
思考4:若实验过程中钠不慎失火应该如何灭火?
讨论2:将金属钠投到CuSO4溶液中会有什么现象?
练习3: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燃烧后生成浅黄色固体物质
A.①② B.①②③ C.①④⑤ D.④⑤
练习4:通过观察钠与水(含酚酞)的反应现象,不能得出的结论是( )
A.钠的密度比水小 B.钠是活泼金属,与水反应后溶液呈碱性
C.钠有良好的延展性 D.钠的熔点低
练习5: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
练习6: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
三、钠与熔融状态的盐反应,
钠可以置换出较不活泼的金属,如:
①Na+KClK↑+NaCl(制取金属钾,因为钾的沸点比钠的沸点低,使钾成为蒸汽而逸出)、
②4Na+TiCl4(熔融)===4NaCl+Ti(制金属钛)等。
随堂训练
1.钠的下列性质中与钠和水反应时的现象无关的是( )
A.钠的熔点较低 B.钠的密度小于水
C.钠的硬度较小 D.钠的还原性强
2.下列关于钠的说法不正确的是( )
A.金属钠和氧气反应,条件不同,产物不同
B.钠长期置于空气中,表面不能形成致密氧化膜
C.钠与水反应时,钠熔成小球在水面四处游动
D.由于钠比较活泼,所以它能从溶液中置换出金属活动性顺序表中钠后面的金属
3.某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中,此实验能证明钠下面4点性质中的( )
①钠的密度比水的小 ②钠的熔点较低 ③钠与水反应时放出热量 ④钠与水反应后溶液呈碱性
A.①④ B.①②④ C.①③④ D.①②③④
4.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
5.将一小块钠投入盛饱和澄清石灰水的试管里,不可能观察到的现象是( )
A.熔成小球并在液面上游动 B.有气体生成
C.溶液底部有银白色物质生成 D.溶液变浑浊
6.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
7.能正确表示下列反应的离子方程式的是( )
A.钠与水反应:Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑
B.钠与CuSO4溶液反应:2Na+Cu2+===Cu+2Na+
C.钠与盐酸反应:Na+2H+===Na++H2↑
D.钠与氯化钾溶液反应:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
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