内容正文:
第一节 钠及其化合物
第1课时 活泼的金属单质——钠
第二章 海水中的重要元素-钠和氧
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化学 必修第一册
第二章 海水中的重要元素-钠和氧
随堂自测 夯基础
03
重难突破 释疑惑
02
教材梳理 探新知
01
课后素养 提升练
04
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课时作业
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第二章 海水中的重要元素-钠和氧
学业水平目标
学科核心素养
1.能描述钠单质的物理性质和化学性质
2.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,认识钠与氧气、钠与水的反应,并能书写有关的化学方程式
1.能从钠元素的原子结构认识钠的性质,理解“结构决性质”的内涵。能根据钠和水反应的实验现象辨识钠和水反应的实质,以培养学生宏观辨识与微观辨析的素养水平
2.认识钠发生化学变化需要一定的条件,并遵循一定的规律
[基础梳理]
钠的物理性质
颜色
密度
熔点
硬度
银白色,有金属光泽
ρ(水) 大于
ρ(钠) 大于
ρ(煤油)
小于
100 ℃
质地 柔软 ,可以用小刀切割
钠的结构与化学性质
钠的最外电子层上只有 1 个电子,在化学反应中该电子很容易 失去 。因此,钠的化学性质非常活泼,表现出很强的 还原 性。
1.钠与氧气的反应
条件
常温
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+O2eq \o(=====,\s\up17(△))Na2O2
实验结论
条件不同,钠与氧气反应的产物不同
2.钠与水的反应
(1)实验探究
现象
原因
浮
钠浮在水面上
钠的密度比水 小
熔
熔成闪亮的小球
钠的熔点 低 且反应放热
游
钠在水面上迅速游动
反应产生气体推动钠游动
响
发出“嘶嘶”声响
钠与水反应剧烈
红
溶液变红
反应生成 碱 性物质
(2)实验结论:钠与水反应剧烈,生成 NaOH ,化学方程式是 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ 。
[预习质检]
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)金属钠可以保存在煤油中。( √ )
(2)金属钠着火时,可用泡沫灭火器来灭火。( × )
(3)钠与熔融的四氯化钛反应可制取钛。( √ )
(4)实验时用剩的钠块应该放回原试剂瓶中。( √ )
(5)将一小块钠放在石棉网上,用酒精灯加热后,剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成Na2O2。( √ )
(6)钠是银白色金属,放置在空气中表面变暗是由于生成了Na2O2。( × )
(7)钠与O2反应时,条件不同,产物也不同。( √ )
钠露置在空气中的变化
1.相应变化
金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末。
2.变化过程
eq \x(\a\al(银白色金属钠,Na))
eq \o(――→,\s\up17(O2),\s\do15(①))
eq \x(\a\al(表面变暗,生成Na2O))
eq \o(――→,\s\up17(H2O),\s\do15(②))
eq \x(\a\al(出现白色固体,生成NaOH))
eq \o(――→,\s\up17(H2O),\s\do15(③))
eq \x(\a\al(表面变成溶液,NaOH潮解))
eq \o(――→,\s\up17(CO2),\s\do15(④))
eq \x(\a\al(白色块状物质,生成Na2CO3·10H2O))
eq \o(――→,\s\up17(风化),\s\do15(⑤))
eq \x(\a\al(白色粉末状物质,生成Na2CO3))
3.发生主要变化的化学方程式
(1)4Na+O2===2Na2O
(2)Na2O+H2O===2NaOH
(3)2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O
Na2CO3+10H2O===Na2CO3·10H2O
(4)Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O
◆[典例示范]
[例1] 钠露置在空气中易变质,其变质过程中不可能产生的物质是( )
A.Na2O
B.NaOH
C.NaHCO3
D.Na2CO3
[解析] 钠露置在空气中的变化过程为Na―→Na2O―→NaOH―→Na2CO3·10H2O―→Na2CO3,不可能有NaHCO3生成。
[答案] C
◆[学以致用]
1.下列对应实验现象的反应方程式正确的是( )
A.切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗:2Na+O2===Na2O2
B.Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,开始时无气泡产生:Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3
C. Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间后,变成白色黏稠物:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
D.向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水,出现白色沉淀:2HCOeq \o\al(-,3)+Ca2++2OH-===CaCO3↓+COeq \o\al(2-,3)+2H2O
解析:B [A.钠在常温下生成氧化钠,故A不符合题意。B.碳酸根结合氢离子也是分步的,刚开始无气泡生成,产生碳酸氢根,故B符合题意。C.在潮湿的空气中生成的生成物为十水合碳酸钠,故C不符合题意。D.澄清石灰水过量,则无碳酸根剩余,反应为HCOeq \o\al(-,3)+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O,故 D不符合题意。故答案为:B。]
钠与水、酸、碱、盐溶液反应的实质
1.钠与水(滴有酚酞)的反应
现象
原因解释
浮
浮在水面上
钠的密度比水小
熔
熔成闪亮的小球
钠熔点低,反应放热
游
钠球在水面游动
反应有气体生成
响
发出“嘶嘶”的响声
红
溶液变红
反应有碱性物质生成
2.与酸溶液反应
3.与碱溶液反应:其实质是钠与水的反应
如钠与氢氧化钠溶液的反应,即钠与水的反应。
4.与盐溶液反应
◆[典例示范]
[例2] 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
[思维建模] 解答钠与水溶液反应的思路如下:
[解析] 将少量钠投入题述四种物质的水溶液中,均有H2产生,故都满足题目的第一个条件“有气体放出”,而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中只有H2放出,故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀:2Na+CuSO4+2H2O===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑,故反应后溶液质量减轻。
[答案] D
◆[学以致用]
2.将钠投入下列溶液中,既有气体产生,又有沉淀生成的是( )
A.NaCl溶液
B.FeCl3溶液
C.盐酸
D.Na2CO3溶液
[解析] A.钠只与水反应有氢气产生,但无沉淀生成,A不符合题意;B.钠投入到FeCl3溶液中后,先与水生成氢氧化钠与氢气,接着FeCl3与NaOH反应,离子方程式为:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓,则反应的现象既有气体产生,又有沉淀生成,B符合题意;C.钠投入到盐酸中,会发生置换反应,其化学方程式为:2Na+2HCl===2NaCl+H2↑,则只产生气体,无沉淀生成,C不符合题意;D.钠投入到Na2CO3溶液中,只发生钠与水的反应,则无沉淀生成,D不符合题意;故答案为:B
[答案] B
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
实验前将装置中的直角导管(序号为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。
实验操作如下:
(1)向直通管⑤中注满硫酸铜溶液,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,至液面高度如图所示,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: ________________________________________________________ 。
(2)写出钠与硫酸铜溶液总反应的离子方程式:______________________________________________________________
_________________________________________________________。
(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___________________________________________________________。
[提示] (1)a.该气体为氢气。反应产生氢气,直通管⑤中压强增加,所以直通管⑦中的液面升高。该沉淀为氢氧化铜沉淀。
b.火柴继续燃烧,产生淡蓝色火焰。
(2)2Na+2H2O+Cu2+===Cu(OH)2↓+H2↑+2Na+。
(3)Cu(OH)2eq \o(=====,\s\up17(△))CuO+H2O。
1.从生活常识角度考虑,试推断钠元素在自然界中存在的主要形式是( )
A.Na
B.NaCl
C.NaOH
D.Na2O
解析:B [Na能与空气中的氧气、水反应;NaOH能与空气中的CO2反应;Na2O能与空气中的CO2、水反应,所以都不能稳定存在。]
2.一小块金属钠长时间置于空气中,可能有下列现象,这些现象出现的先后顺序是( )
①变成白色粉末 ②变暗 ③变成白色固体
④变成液体
A.①②③④
B.②③④①
C.②③①④
D.③②④①
解析:B [Na在空气中放置的变化过程为Naeq \o(――→,\s\up17(O2))Na2O(变暗)eq \o(――→,\s\up17(H2O))NaOH(白色固体)eq \o(――→,\s\up17(H2O),\s\do15(潮解))表面形成溶液eq \o(――→,\s\up17(CO2))Na2CO3·10H2O(白色固体)eq \o(――→,\s\up17(风化))Na2CO3(白色粉末)。]
3.关于钠的叙述中,正确的是( )
A.钠是银白色金属,硬度很大
B.将金属钠放在石棉网上用酒精灯加热后,金属钠剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成过氧化钠
C.金属钠在空气中燃烧,生成氧化钠
D.金属钠的熔点很高
解析:B [钠是银白色的固体,硬度小,密度也小,熔点很低,分析各选项,只有B正确。]
4.将一小块钠投入下列溶液中,既能产生气体又会出现沉淀的是( )
①稀硫酸 ②稀氢氧化钠溶液 ③硫酸铁溶液 ④氯化镁溶液
⑤饱和澄清石灰水
A.①②③
B.①③⑤
C.②③④
D.③④⑤
解析:D [①、②只产生H2,发生的反应为2Na+H2SO4===Na2SO4+H2↑,2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;③、④中钠除了与水反应产生H2外,生成的NaOH还与Fe2(SO4)3、MgCl2发生复分解反应,产生Fe(OH)3和Mg(OH)2沉淀。钠投入饱和澄清石灰水其实就是跟水反应,由于是饱和石灰水,钠与水反应消耗水且反应放热,原溶液中的氢氧化钙会析出而变浑浊。]
5.在实验室里为了研究钠的性质,做了如下实验:
(1)取用浸没在煤油中的金属钠的操作方法是_____________________________________________________________
________________________________________________________。
(2)取一块金属钠放在燃烧匙里加热,观察到下列实验现象:①金属先熔化 ②在空气中燃烧,放出黄色火花 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,其中描述正确的是 ________ 。
A.①②
B.①②③
C.①③
D.①④⑤
解析:(1)取用金属钠必须用镊子,剩余的金属钠包括碎屑都必须放入原试剂瓶中。(2)钠的熔点只有97.8 ℃,加热立即熔化。钠是一种很活泼的金属,加热时与氧气化合生成过氧化钠,呈淡黄色。钠在空气中燃烧的火焰为黄色。
答案:(1)用镊子取出钠块,用滤纸吸干钠块表面的煤油,在玻璃片上用小刀切去表面的氧化层,再切下一小粒备用,余下的钠全部放回试剂瓶中
(2)D
[课堂小结]
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