2.1 钠及其化合物 课件-2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

§2-1 钠及其化合物 金属钠 01 【思考】请基于物质类别，结合物质的通性，预测钠可能具有的性质？ 与氧气反应 与酸反应 与盐反应 钠属于金属单质 Na 预测：钠是一种很活泼的金属单质，具有较强还原性 3 认识钠 【物理性质】 颜色：银白色 状态：金属光泽的固体 硬度：质软，可用小刀切割 熔点：97.8℃ 沸点：883℃ 密度：0.971 g/cm3 ☆煤油要用滤纸擦干 ☆切割在滤纸或玻璃片上进行 ☆钠的取用→镊子（不能用手接触） 切割金属钠要注意实验安全! （1）新切开的钠的断面有何变化？为什么？ （2）观察加热钠块，发生的变化有哪些？说明什么？ 不同实验条件下，钠与氧气的反应有哪些不同？ 特殊的氧化物——过氧化钠（Na2O2），淡黄色固体 2、钠与 O2 的反应 4Na + O2 ==2Na2O (白色固体) 2Na+ O2 == Na2O2 点燃 ①钠在氯气中燃烧： 2Na + Cl2 === 2NaCl 点燃 (剧烈反应，产生黄色火焰，冒白烟) ②钠与硫混合研磨生成Na2S： 2Na + S === Na2S 研磨 (极易反应，研磨发生爆炸) ③钠与氢气反应生成NaH： -1 2Na＋H2 === 2NaH（金属氢化物中，氢为-1价） △ 【钠与其他非金属单质】的反应 6 【观察现象】从反应前钠在水中的位置、钠的形状、反应中钠的形状变化，钠的运动、反应产生的声音，反应后溶液颜色等几方面来描述实验现象。 2、与水的反应 实验现象 分析及结论 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 浮于水面上 钠的密度小于水 0.971g·cm-3 熔成一个小球 反应放热，钠的熔点低 四处游动 生成气体 发出嘶嘶的响声 剧烈反应，产生气体并燃烧 溶液变为红色 生成碱性物质 2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH- + H2↑ 97.8℃ 浮 熔 游 响 红 得2×e- 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 失2×e- 3、与酸溶液的反应——有酸酸为先，无酸水为先 将一小块金属钠投入盐酸溶液中：2Na + 2HCl == 2NaCl + H2↑ 2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑ CuSO4+2NaOH = Cu(OH)2↓+Na2SO4 加和得：2Na + 2H2O + CuSO4== Cu(OH)2 + Na2SO4 + H2↑ 4、与盐溶液的反应——有酸酸为先，无酸水为先 将一小块金属钠投入CuSO4溶液中，写出发生反应的化学方程式。 现象？ 现象？ 逐滴操作使微量的硫酸铜溶液与过量的钠反应，当钠与包裹着铜离子的水分子反应完全时，过量的钠就会进一步与硫酸铜反应置换出铜。 用少量钠与适量无水硫酸铜固体粉末进行 反应，可以完全排除水的干扰，使钠与硫酸铜直接发生置换反应 化学变化需要一定的条件 【问题1】钠长时间露置空气中或有什么现象？什么与原因造成的？ 【学以致用1】结合性质解释生产、生活中关于钠的应用、保存等 钠为什么需要保存在煤油中？ 钠为什么可以保存在煤油中？ 金属钠如何保存？ 保存在煤油中 钠与氧气、水快速反应 钠与煤油不反应，密度大于煤油 当在火灾现场有大量钠存在时，应怎样灭火？ 干燥的沙土灭火 制过氧化钠(供养剂) 制K-Na合金，呈液态，做原子反应堆的导热剂 高压钠灯 还原贵重金属 可以和氧气反应 钠的导热性 钠具有还原性 【学以致用2】结合性质解释生产、生活中关于钠的应用、保存等 钠蒸气的气体 放电发光 Na+TiCl4（熔融）=== 4NaCl +Ti 高温 高压钠灯使用时发出金白色光，具有发光效率高、透雾能力强等优点,广泛应用于室外照明。 Na+KCl（熔融）=== NaCl + K 高温 1.钠钾合金具有良好的导热性能和流动性能，能够高效地将热量传递到热交换器中，从而保证反应堆的稳定运行。 2. 钠钾合金的沸点较低，能够在较低的温度下蒸发，从而降低了反应堆内部的压力，提高了安全性。 3. 钠钾合金的化学性质稳定，不会在高温高压的环境下发生化学反应，避免了对反应堆的损坏。 4. 钠钾合金的密度较小，使得导热剂的流动阻力较小，从而降低了能耗和运行成本。 综上所述，钠钾合金作为原子反应堆导热剂的选择是基于其良好的导热性能、流动性能、化学稳定性和低成本等因素考虑的。 13 证据意识 单质 氧化物 氢氧 化物 Na Na2O NaOH NaCl NaHCO3 Na2CO3 盐 Na2O2 物质类别 氧化钠和过氧化钠 02 【思考与讨论1】氧化钠和氧化钙一样，属于碱性氧化物。请从物质类别角度预测 氧化钠能与哪些物质发生反应？并写出相应的化学方程式 碱性氧化物 H2O Na2O + CO2 === Na2CO3 酸 酸性氧化物 Na2O + H2O === 2NaOH Na2O + 2HCl === NaCl +H2O 过氧化物及超氧化物（如KO2)与含有CO2和水蒸气的空气接触时，既能产生O2，又能吸收空气中的CO2，利用该技术将药板装备于潜艇、宇宙飞船、矿井等密闭环境中，供人们呼吸应急使用。 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3 +O2 Na2O Na2O2 1、认识氧化钠和过氧化钠 Na2O Na2O2 颜色状态 类别 组成微粒 性质 与水反应 与CO2反应 与酸反应 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑ 用途 白色固体 淡黄色固体 碱性氧化物 过氧化物 Na2O+H2O=2NaOH Na2O+CO2=Na2CO3 供氧剂、漂白剂 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 Na+、O2- -2 Na+、O22- -1 结构 性质 用途 探究碳酸钠和碳酸氢钠 03 预测Na2CO3和NaHCO3的性质 说出你的依据？ 白色粉末 细小的白色晶体 Na2CO3 NaHCO3 1、认识Na2CO3、NaHCO3 观察外观 纯碱，苏打 小苏打 二者均易溶于水，Na2CO3遇水结晶 溶解性：Na2CO3>NaHCO3 20℃时 S (Na2CO3) = 21.5 g S (NaHCO3) = 9.60 g 物质 现象 结论 Na2CO3 NaHCO3 全部溶解 部分溶解 10gNa2CO3 10gNaHCO3 加入50mL 蒸馏水 搅拌后 静置 Na2CO3 NaHCO3 Na2CO3 NaHCO3 遇水有结晶 加少量水， 晃动后 控制的变量 相同质量 相同体积 2、探究二者溶解性 物质 现象 结论 Na2CO3 NaHCO3 NaHCO3溶于水吸热 温度指数上升 温度指数下降 加入10mL水 测量水温 测量温度 Na2CO3 NaHCO3 加入5g固体 震荡 3、探究二者溶于水的热效应 Na2CO3溶于水放热 控制的变量 相同质量 相同体积 初始温度相同 物质 现象 结论 Na2CO3 NaHCO3 二者都显碱性 碱性大小：Na2CO3>NaHCO3 无色变深红色 无色变浅红色 1滴管 1mol/L Na2CO3溶液 1滴管 1mol/L NaHCO3溶液 各滴入1滴酚酞 4、验证Na2CO3、NaHCO3碱性 控制的变量 相同体积 相同浓度 物质 现象 结论 Na2CO3 NaHCO3 无现象，继续加入有少量气泡 少量气泡 6滴 NaHCO3 溶液 1滴稀盐酸 6滴 Na2CO3溶液 1滴稀盐酸 继续滴稀盐酸 5、探究二者与酸的反应——量不同，产物不同 控制的变量 相同浓度、相同体积的碳酸钠、碳酸氢钠、相同浓度、相同体积的盐酸 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl 5、探究二者与酸的反应——量不同，产物不同 6滴 稀盐酸 1滴NaHCO3 溶液 6滴 稀盐酸 1滴Na2CO3 溶液 物质 现象 结论 Na2CO3 立即产生气泡 NaHCO3 立即产生气泡 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 定“1”法：量少的系数为1，量多的系数大于等于1 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl 物质 现象 结论 Na2CO3 NaHCO3(多) NaHCO3(少) 有白色沉淀产生 有白色沉淀产生 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH 2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O 5、探究二者与碱【Ca(OH)2】的反应 6滴 Na2CO3溶液 1滴Ca(OH)2溶液 6滴 NaHCO3 溶液 1滴Ca(OH)2溶液 6滴 Ca(OH)2溶液 1滴NaHCO3溶液 NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O 有白色沉淀产生 物质 现象 结论 Na2CO3 NaHCO3 有白色沉淀产生 CO32- + Ca2+ = CaCO3↓ 不反应 6、探究二者与盐(CaCl2)的反应 5、探究二者与碱(NaOH)的反应 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+2H2O 向滴有无色酚酞溶液的NaOH溶液中分别加入少量Na2CO3和 NaHCO3固体，忽略溶液体积变化，有什么现象？ 无现象 向CaCl2溶液中分别滴入少量Na2CO3和NaHCO3溶液，有什么现象？ NaHCO3固体加热 【思考】如何证明NaHCO3 受热分解？ Na2CO3固体加热 热稳定性：Na2CO3>NaHCO3 2NaHCO3 = Na2CO3+ CO2 + H2O ∆ ↑ CO2↑ + H2O 控制的变量 相同温度 相同时间 相同质量 7、探究二者的热稳定性 NaHCO3在溶液中能分解么？ 0min 3min 6min 9min 12min 15min 有气泡产生，滴入酚酞后溶液由浅逐渐变为深红色。 现象 结论 NaHCO3在溶液中可分解为Na2CO3、H2O、CO2 Na2CO3、NaHCO3 时间 溶液颜色 （恢复室温） 0 3 5 7 9 12 深红 浅红 向Na2CO3溶液中持续通入CO2会怎样呢？ 静置室 温后 Na2CO3+CO2+H2O = 2NaHCO3↓ 持续加入 干冰 Na2CO3 Na2CO3 如何区分Na2CO3与NaHCO3 CO32- + Ba2+ = BaCO3↓ CO3- + H+ == HCO3- 2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2↑ △ 固体：受热分解 溶液： 1. pH法 相同浓度的Na2CO3与NaHCO3溶液，Na2CO3的pH更高 2. 沉淀法 向Na2CO3与NaHCO3溶液中分别加入BaCl2溶液，产生白色沉淀的是Na2CO3 3. H+法 向Na2CO3与NaHCO3溶液中逐滴滴入相同浓度的盐酸，先产生气体的（反应更剧烈的）是NaHCO3 HCO3- + H+ == H2O + CO2↑ 二者的用途？（课本P38） Na2CO3 NaHCO3 ？ HCO3-+OH-=CO32-+H2O NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O Na2CO3+H2O+CO2 == 2NaHCO3 2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2↑ △ 除去Na2CO3固体中的NaHCO3 除去NaHCO3溶液中的Na2CO3 除去Na2CO3溶液中的NaHCO3 Na2CO3与NaHCO3的相互转化： 侯氏制碱法 侯氏制碱法又称联合制碱法，是我国化学工程专家侯徳榜于1943年创立的。侯氏制碱法将氨碱法与合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品。原料是食盐水、氨气和二氧化碳-合成氨长用水煤气制取氢气时的废气。 侯氏制碱法工艺流程示意图 探秘侯氏制碱法 主要制备原理 NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHCO3 === Na2CO3＋H2O＋CO2↑ △ 侯氏制碱法工艺流程示意图 【思考】金属钠点燃火焰什么颜色？ 【概念】根据火焰呈现的特征颜色，可以判断试样所含的金属元素，化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验 实验操作步骤：根据操作流程，用几个字概括操作流程？ “洗”：盐酸、蒸馏水清洗 “烧”：灼烧至无色 “蘸”：蘸去待测液（固体） “烧”：灼烧看颜色 注意：观察钾的焰色实验中，要透过蓝色钴玻璃观察，这样做的目的使为了滤去黄光，避免少量钠元素对鉴别钾元素的干扰 【思考与讨论1】焰色试验使金属发出不同颜色的光，那么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？ 【思考与讨论2】焰色试验只能使金属单质发出不同颜色的光吗？ 焰色试验是元素的性质，金属单质及金属化合物均可进行焰色试验 焰色试验是物理变化。它并没有生成新的物质，焰色反应是物质原子内部电子能级 的改变，通俗的说是原子中电子能量的变化，不涉及物质结构和化学性质的改变。 谢谢！ 43 回忆钠的化学性质 预测钾的化学性质 结构 性质 最外层电子数1 都能与O2、H2O反应生成+1价化合物 钾比钠多一层电子，半径大 钾比钠更易发生反应，反应也更剧烈 决定 相似 差异 常温：K2O；点燃：KO2 预测锂、铷、铯的化学性质 预测：① 能与水反应、与氧气反应，生成+1价的化合物 ② 与氧气或水反应时，Li 比 Na 难反应 ③ 与氧气或水反应时，Rb、Cs比K易反应 锂在空气中点燃，生成氧化锂 4Li + O2 2Li2O 铷、铯遇空气立即燃烧，形成更复杂的氧化物 与水反应，Li比Na缓慢，Rb，Cs剧烈反应，甚至爆炸 点燃 碱性：LiOH为中强碱，NaOH，KOH，RbOH，CsOH为强碱，碱性逐渐增强 密度：从Li到Cs依次增大 硬度：从Li到Cs依次降低 熔点：从Li到Cs依次降低 颜色：Li-Rb为银白色固体， Cs略带金色 保存方法：Li 石蜡油；Na，K煤油 设计实验并验证产物 写出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物 【思考与讨论2】预测过氧化钠与水反应会生成什么物质？ 现象：溶液变红，9s 褪至几乎无色。 5 mL 溶液 滴入 3滴酚酞试剂 【资料】 针对溶液红色褪去的原因，试提出你的假设： （1）产物 NaOH 的影响 （2）产物氧气的影响 （3）中间产物 H2O2 的影响 （4）温度的影响 5 mL 溶液 滴入 3滴酚酞试剂 × 试针对你的假设提出实验方案： 5 mL 溶液 滴入 3滴酚酞试剂 实验方案 产物 NaOH 的影响 中间产物 H2O2 的影响 温度的影响 向试管中加入 5 mL 1mol/L 的 NaOH 溶液，滴入3滴酚酞 5 mL 2mol/L 的 NaOH 溶液 5 mL 1mol/L 的 H2O2 溶液 5 mL 1mol/L 的 NaOH 溶液，滴入3滴酚酞，水浴控温 褪色时间 12s 褪色时间 2min 15s 褪色时间 4min 50s 向试管中加入 5 mL 1mol/L 的 NaOH 溶液，滴入3滴酚酞，褪色后，再滴入 2滴 6mol/L 盐酸 5 mL 溶液 滴入 3滴酚酞试剂 再滴入 2滴 6mol/L 盐酸 1、 2、 3、 在本实验过氧化钠与水反应后滴入酚酞溶液时溶液颜色变化的影响因素中，中间产物过氧化氢是主要原因，温度起到助推作用。 较大浓度的NaOH 溶液也可使酚酞先变红后褪色。 ① Na2O2 ＋2H2O == 2NaOH＋H2O2 ② 2H2O2 == 2H2O＋O2↑ 速率快 实验结论： ② HCO3- + H+ =CO2↑+H2O ① CO32- + H+ =HCO3- NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 是否可以进行定量测定？ 反应过程中溶液中微粒变化 NaCl Na2CO3 NaHCO3 NaCl NaHCO3 NaCl NaHCO3 H2CO3 NaCl H2CO3 $