2.1 钠及其化合物 第1课时(讲义)化学人教版必修第一册
2026-08-05
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2份
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41页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第一节 钠及其化合物 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 钠 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.22 MB |
| 发布时间 | 2026-08-05 |
| 更新时间 | 2026-08-05 |
| 作者 | 樹禮畫藏书阁 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-08-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59091970.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦“活泼的金属单质钠”核心知识点,从钠的原子结构(微观)分析其强还原性(宏观),系统梳理物理性质、存在制备、保存用途,重点探究钠与氧气、水的反应及实验现象,构建“结构-性质-应用”学习支架。
资料以实验探究为核心,设计钠与氧气、水反应的现象分析及操作规范,结合随学随练和题型分层,培养科学探究与实践能力。通过微观结构与宏观性质关联,强化化学观念,课中辅助互动教学,课后助力查漏补缺。
内容正文:
第二章
海水中的重要元素----钠和氯
第一节 钠及其化合物
第1课时 活泼的金属单质钠
课标要点
1.能从钠的原子结构(微观)分析认识钠是一种非常活泼的金属,具有很强的还原性(宏观)。
2.理解钠的化学性质,设计实验探究钠与氧气、水的反应。
3.掌握钠与酸、碱、盐溶液反应的本质。
学习重难点
重点:
1.钠的性质
2.钠与氧气和水的实验探究
难点:
1.钠在空气中的变质过程。
2.钠与酸碱盐的反应。
知识点 钠单质性质概述
1.物理性质
颜色
硬度
熔点
沸点
密度
,有金属光泽
,97.8℃
883℃
0.971 g·cm-3, 煤油
2.钠的存在及制备
钠元素在自然界中都以 的形式存在,无 ,工业上通常用电解熔融氯化钠的方法制备钠单质:NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑
3.保存
密封保存,通常保存在石蜡油或 中。
4.钠的用途
(1)钾钠合金用于原子反应堆,作 剂。
(2)制备 等化合物。
(3)作电光源,制作高压 灯。
(4)做强还原剂,冶炼 金属,如冶炼金属钛:4Na+TiCl4Ti+4NaCl。
5.预测化学性质
从不同角度预测钠可能具有的化学性质
微观结构的角度
钠原子的最外电子层上只有1个电子,容易 ,最外电子层达到8电子稳定结构,形成可以稳定存在的钠离子。
宏观理论的角度
①从物质分类的角度分析:钠属于 单质
②从氧化还原的角度分析:钠具有 性
③根据金属活动性分析:钠是很 的金属。
结论
钠是一种具有强还原性的金属单质
随学随练
1.下列关于钠的叙述错误的是
A.钠可以保存在煤油中 B.用一般的化学置换法不能制取金属钠
C.自然界中无游离态的钠存在 D.钠的性质很稳定
2.下列关于钠的用途说法错误的是
A.利用钠单质制取过氧化钠时,钠单质为还原剂
B.钠钾合金可用作快中子反应堆的热交换剂
C.工业上用钠单质与TiCl4溶液反应制取钛单质
D.高压钠灯可发出透雾能力较强的黄光
知识点 钠的化学性质(重点)
1.钠与氧气的反应
金属钠的取用:取用时应用 将钠从 中取出,用 吸干钠块表面的煤油后,一般用小刀切取绿豆粒大小即可。取用金属钠时,剩余的钠 放回原试剂瓶中,不能乱扔,类似的物质还有 、 等。
反应条件
常温
加热或点燃
实验装置及仪器
实验操作
用镊子从煤油中取出一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油
在玻璃片上用小刀切去一端的外皮,观察金属钠表面的变化
把钠块放在坩埚中加热
实验现象
钠块表面呈灰色
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 ,生成 固体
实验分析
①钠质 ,能用小刀切割;
②钠常温下极易与氧气反应;
③钠的熔点低,受热易熔化,且与氧气剧烈反应
实验结论
钠是非常活泼的金属,与O2反应条件不同时,反应现象不同,产物也不同,常温时生成Na2O, 条件下生成Na2O2。反应的化学方程式为
常温:
加热:
钠与氧气反应的有关判断
反应产物的判断:钠与氧气的反应产物只受 的影响,而不受 的影响。即钠不论是与少量氧气反应还是与足量氧气反应,只要是在常温下反应均生成Na2O,点燃或加热的条件下反应生成Na2O2。
转移电子数目的判断:钠与氧气反应,不论生成Na2O还是Na2O2,均属于氧化还原反应,在反应过程中都是Na失电子被氧化为Na+,即转移电子数由钠的量决定,故等质量的钠与氧气反应时,无论生成Na2O还是Na2O2,反应转移的电子数都 。
2.钠与其他非金属单质的反应
钠与其他非金属单质化合生成的化合物中钠只显 价。
钠和氯气反应
钠和硫的反应
钠和氢气反应
3.钠与水的反应
实验操作
实验现象
结论或解释
浮——钠浮在水面上
熔———钠熔化成光亮的小球
游——小球在水面上迅速游动
响——发出“嘶嘶”的响声,且钠很快消失
红——加入酚酞的溶液颜色变红
实验方程式
常温下,钠与水剧烈反应,生成NaOH和H2.
化学方程式:
离子方程式: 。
反应的实质
钠置换水电离出的 生成 。
随学随练
3.(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·期中)有关钠及其化合物,下列叙述正确的是
A.金属钠着火,可用水或灭火器扑灭
B.金属钠投入坩埚中加热,出现白色固体
C.金属钠投入溶液中,有红色金属铜析出
D.金属钠投入右侧U形管中,其可能在煤油和水交界处上下跳动,直至消失
拓展 钠露置在空气中的变化过程
活学活用
4.(24-25高一上·吉林长春·期中)将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化:表面迅速变暗→“出汗”→变成白色晶体→变成白色固体(粉末),下列有关叙述正确的是
A.表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了过氧化钠
B.“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的CO2在表面形成了溶液
C.最后变成的白色粉末为碳酸氢钠
D.白色晶体变成粉末是碳酸钠晶体的风化
拓展 钠与酸、碱或盐的水溶液反应的规律
钠与酸溶液的反应
①钠与酸溶液反应时先与 反应,即反应顺序遵循“ ”的原则,如钠与盐酸溶液:
②如果钠相对酸过量,待酸耗尽后,钠再与水发生反应至钠完全反应,因其反应本质都是与 反应,酸中H+的浓度越大,反应越 。而且钠投入酸溶液中,钠完全反应,放出H2的多少只与 有关。
钠与碱溶液的反应
钠与碱溶液反应的实质就是钠与 的反应
钠与盐溶液的反应
钠与盐(强酸的酸式盐除外)溶液反应时,首先与 反应,然后分两种情况:
①盐溶液中的溶质与氢氧化钠 ,则只发生钠与水的反应。
②盐溶液中的溶质与氢氧化钠 ,如钠与硫酸铜溶液的反应:
, ,
总反应为 ,类似的还有钠与FeCl3溶液、MgSO4溶液的反应。
钠与强酸的酸式盐溶液的反应
钠与强酸的酸式盐溶液的反应为钠直接与盐反应。例如NaHSO4溶液,因HSO4-在溶液中完全电离(HSO4-===H++SO42-)而使溶液显酸性,即盐电离出的H+浓度远大于水电离产生的H+浓度,故反应的化学方程式为 ,离子方程式为 。
金属钠与溶液反应的现象
共性
因为钠与水的反应属于剧烈的置换反应,故钠与溶液反应有共同的现象产生。①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:钠在液面上不停地游动直至反应完;④响:反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。
差异性
与酸反应时,由于溶液中H+浓度较大,反应程度比钠与水的反应 ,最后钠可能在液面上 ;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(如难溶性碱)、其他气体(NH3)等。
活学活用
5.(25-26高一上·天津滨海新区·期中)将金属钠投入硫酸铜溶液中,产物是
A.NaOH和 B.、和
C.和 D.、和
题型 钠单质的性质及用途
▌例1 (25-26高一上·广东茂名·期中)下列关于钠的相关叙述不正确的是
A.钠燃烧时发出黄色的火焰
B.钠与水反应时熔成小球,说明钠的熔点低
C.金属钠着火时,可用泡沫灭火器灭火
D.等量的钠和足量的氧气反应时,无论生成还是,失去的电子一样多
▌对点练1-1(23-24高一上·陕西西安·期中)下面关于金属钠的描述正确的是
A.钠的化学性质很活泼,在自然界里不能以游离态存在
B.钠离子具有较强的还原性
C.钠很软,在新材料领域没有用途
D.钠露置于空气中最后变为Na2O
▌对点练1-2(25-26高一上·福建三明·阶段检测)下列关于金属钠的叙述正确的是
A.金属钠着火时,可用水来灭火 B.金属钠的熔点低
C.钠与硫酸铜溶液反应可置换出铜 D.实验时用剩的钠块不能放回原试剂瓶
题型 钠与氧气和水的反应
▌例2 (24-25高一上·广东中山·期中)已知:苯的密度为、难溶于水,钠的密度为,下列关于钠的描述正确的是
①钠在自然界中的存在形式既有游离态又有化合态
②钠的密度比煤油的大
③钠在空气中燃烧,生成物是
④金属钠着火时可以用泡沫灭火器灭火
⑤将一小粒钠投入水和苯的混合体系中,钠在苯与水的界面处反应并可能上下跳动
⑥钠比铜活泼,因此钠可以从溶液中置换出铜
⑦钠在水蒸气中反应(密闭容器)时因温度高会发生燃烧现象
A.①③④⑤⑥ B.②③④⑥ C.②③⑤ D.全部
▌对点练2-1(25-26高一上·北京·期中)下列关于钠与水反应的说法中,不正确的是
A.从元素化合价及氧化还原反应规律分析,反应中产生的无色气体只能是氢气
B.钠块熔化成小球,说明钠的熔点低且该反应放热
C.将酚酞溶液滴入反应后的溶液中,溶液变红,说明产物有碱性物质生成
D.钠与水反应的离子方程式:
▌对点练2-2(25-26高一上·河北邢台·期中)钠及其化合物的转化过程如图所示(反应条件未标注)。下列说法错误的是
A.反应1需要在加热的条件下进行
B.反应2中,白色固体逐渐变为淡黄色固体
C.反应3中,作氧化剂
D.是一种碱性氧化物
题型 钠与酸碱盐的水溶液的反应
▌例3 (25-26高一上·天津·期中)把一小块金属钠放入不同溶液中,下列说法正确的是
A.饱和NaOH溶液:有氢气放出,恢复至室温后溶液浓度变大
B.稀溶液:有氢气放出,有紫红色铜析出
C.溶液:有氢气放出,有白色沉淀生成
D.滴有石蕊溶液的水:有氢气放出,溶液变为红色
解题贴士
金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板
▌对点练3-1(25-26高一上·天津·期中)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体,又有白色沉淀产生的是
①MgSO4溶液 ②饱和NaCl溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和澄清石灰水
⑤Ca(HCO3)2溶液 ⑥CuSO4溶液 ⑦H2SO4溶液
A.①②④⑤ B.①④⑤⑦ C.①④⑤ D.①④⑤⑥⑦
▌对点练3-2(25-26高一上·内蒙古巴彦淖尔·期末)某课外活动小组为探究钠与溶液的反应,设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和1粒绿豆大小的金属钠,再从U形管左端加入溶液,一段时间后加热铜丝。下列说法错误的是
A.钠在煤油和硫酸镁溶液交界处上下运动
B.溶液中有银白色金属生成
C.溶液能导电,但溶液不是电解质
D.铜丝由黑色变为红色
基础通关
1.(25-26高一上·重庆·期中)将一小块钠投入盛有饱和食盐水的烧杯中,下列实验现象正确的有
①钠投入饱和食盐水中,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反应后溶液变红色
④钠熔化成光亮的小球
⑤小球在水面上迅速游动
⑥有“嘶嘶”的响声发出
⑦烧杯底部有白色固体析出
A.③④⑤⑥⑦ B.①②④⑤⑥ C.②④⑤⑥⑦ D.全部
2.(25-26高一上·山东·阶段检测)钠与水(含几滴酚酞溶液)反应的实验过程如图所示。下列有关分析中,不正确的是
A.用小刀切去钠表面的氧化膜,说明金属钠质软
B.钠浮在水面上,说明金属钠的密度比水小
C.钠四处游动是因为钠与水反应产生的氧气推动钠球不断游动
D.最后烧杯内的溶液呈红色,是由于反应生成的氢氧根离子扩散导致酚酞溶液变红
(25-26高一上·安徽·阶段检测)阅读下列材料,完成下面2道小题。
某小组利用下图装置探究钠的性质,实验和现象如表。
序号
液体a
现象
①
100 mL水
钠在水面四处游动…
②
钠在水面四处游动,游动经过的液面下方生成蓝色沉淀,最后钠在水面燃烧,结束后观察到蓝色沉淀中还有少量黑色固体
③
100 mL浓盐酸
比②平稳,结束后观察到烧杯底部少量白色沉淀
④
50 mL水和50 mL煤油混合物
…
3.下列关于实验①的说法正确的是
A.取绿豆大小的钠时,需要使用镊子、小刀、玻璃片和滤纸
B.该实验可说明钠的性质有:质软,密度小于水,熔点高
C.该实验的烧杯的规格为100 mL
D.实验剩余的钠,投入废弃固体垃圾桶
4.关于该小组探究的实验现象、结论或推测错误的是
A.实验①中发生的反应为
B.实验②中钠并没有置换出铜单质,黑色固体可能是蓝色分解生成的CuO
C.实验③的反应比实验②平稳,推测白色沉淀是NaCl,阻止了钠与盐酸的反应
D.实验④中钠在煤油和水层分界面处持续不断发生反应
5.(25-26高一上·河北邢台·期中)向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油(煤油的密度约为,且不溶于水),片刻后再向该烧杯中轻缓地加入一绿豆大小的金属钠,下列图示符合可能观察到的现象的是
A.B. C. D.
6.(25-26高一上·西藏拉萨·期末)下列关于金属钠的叙述正确的是
A.钠与水反应的现象可以说明钠的熔点低、密度比水小
B.钠最外层只有1个电子,反应中易失去电子表现氧化性
C.单质钠久置于空气中最终生成
D.当钠与硫酸铜溶液反应时,有大量红色固体铜出现
7.(25-26高一上·广东广州·期中)电解质在溶液中的反应实质是离子之间反应,下列化学反应的离子方程式书写正确的是
A.用醋酸除去水垢:2H++CaCO3=Ca2++CO2↑+H2O
B.钠与水反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
C.将铜片插入硝酸银溶液中:Cu+2Ag+=Cu2++2Ag
D.室温下用水吸收Cl2:Cl2+H2O=2H++ClO-+Cl-
8.(25-26高一上·天津东丽·阶段检测)将一小块金属钠放入盛有下列溶液的烧杯中:①溶液 ②溶液 ③溶液 ④溶液,既有气体生成又有沉淀生成的是
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
9.(25-26高一上·河北衡水·阶段检测)下列关于钠的说法中不正确的是
A.金属钠和氧气反应,条件不同,产物不同
B.金属钠与溶液反应时,既有红褐色沉淀生成又有气体逸出
C.在实验室中,钠可保存在石蜡油或煤油中
D.将一小块钠投入装有硫酸铜溶液的试管中,试管底部有红色物质生成
10.(25-26高一上·安徽·阶段检测)某化学兴趣小组设计实验探究钠和水的反应(装置如图)。下列说法正确的是
A.钠沉入烧杯底部,被四氯化碳保护,不能持续产生气泡
B.钠在水层中快速游动,并熔化为小球,有气泡产生,水层变红
C.钠块在煤油层与水层的界面上下跳动,有气泡产生,水层变红
D.若将水换为硫酸铜溶液,能够观察到烧杯底部出现红色沉淀
素养提升
11.(25-26高一上·北京·期末)为研究Na的性质,进行如下实验
装置
实验
液体a
现象
蒸馏水
i.Na浮在液面上,剧烈反应,产生少量白雾
0.1 盐酸
ii.Na浮在液面上,反应比i剧烈,产生白雾
浓盐酸
iii.Na浮在液面上,反应比i缓慢,产生大量白雾,烧杯底部有白色固体
下列说法中,不正确的是
A.i中现象Na浮在水面说明Na的密度比水小
B.i中反应的离子方程式:
C.iii中白雾比ii中多,说明iii中反应放热比ii中更多
D.推测iii中反应缓慢可能与的浓度和生成的白色固体有关
12.(25-26高一上·黑龙江佳木斯·期中)钠是一种非常活泼、具有广泛应用的金属。钠及其化合物的部分转化关系如图:
(1)若将单质钠长期置于空气中,最终得到的产物是___(填化学式)。
(2)将金属钠分别放入下列溶液中,既有气体产生,又有沉淀产生的是______(填序号)。
①MgSO4溶液 ②NaHCO3溶液 ③Na2SO4溶液 ④CuSO4溶液 ⑤饱和石灰水
(3)下表为金属钠与水反应的实验过程,为1-3选择合适的实验现象或结论______ (填字母)。
实验现象
钠熔成光亮的小球
2______
钠四处游动
溶液变红
实验结论
1______
钠的密度比水小
3______
有碱性物质生成
A.钠浮在水面上 B.有气体产生 C.反应放热,钠熔点低 D.反应剧烈
13.(25-26高一上·天津南开·阶段检测)按要求填空
(1)钠是与铝同周期的最活泼金属。向一小烧杯中依次加入等体积的水和煤油,片刻后再向该烧杯中轻缓地加入一块绿豆大小的金属钠,下列现象中最有可能观察到的是___________。
A. B. C. D.
(2)等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块在常温下,与足量氧气充分反应,则失电子数___________(填“第一块”“第二块”或“一样”)多,生成产物的质量___________多(填“第一块”“第二块”或“一样”)。
(3)将一小块钠投入到氯化铵溶液中,并且闻到有刺激性气体,请写离子方程式:___________。
(4)碱金属能形成离子型氢化物。如氢化钠的化学式为NaH,其中具有较强的还原性。NaH能与水剧烈反应生成对应的碱和氢气,该反应中转移电子数与氧化产物个数比为___________;常用NaH在高温下将还原成Ti,反应的化学方程为___________。
迁移创新
14.(25-26高一上·天津·期中)某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物,设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几小块钠,再从U形管高端加入水(含有酚酞),赶出空气,一会儿后加热铜丝。
①金属钠的变化:与水剧烈反应,在水和煤油的交界处上下浮动并逐渐变小。
②U形管中溶液的颜色变化:__________________,说明有______生成。
③铜丝的变化:__________________,说明钠和水反应有H2生成。
④钠和水反应的离子方程式为__________________。
⑤硬质玻璃管中发生的反应的化学方程式为__________________。
⑥若a g钠与b mL水完全反应,则所得溶液中溶质的质量分数是______。
15.(25-26高一上·北京·期中)钠及其化合物在认识物质转化规律以及生产生活中均有重要应用。通过观察法、实验法可以认识物质的性质。
(1)钠的原子结构示意图为___________,钠在反应中容易___________电子(填“得到”或“失去”)。
(2)钠失火时,生成___________色固体,可用___________(填序号)灭火。
A.干粉灭火器() B.干冰灭火器 C.沙土
(3)将一小块钠投入水中,向反应后的溶液中滴加酚酞发现溶液变红,说明___________。钠与水反应的离子方程式是___________。(用单线桥标出上述反应的电子转移方向和数目)
(4)将一小块钠投入溶液中,观察到的现象是___________(填序号)。
①浮于液面上;②熔化成小球;③发出嘶嘶的响声,放出气体;④有蓝色沉淀产生;⑤析出大量红色固体。
(5)少量的钠在煤油中保存,取出后钠块表面迅速变暗的原因___________(用化学方程式表示)。
(6)如图所示,用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末,置于陶土网上,往脱脂棉上滴水,观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。结合化学用语解释脱脂棉剧烈燃烧的原因:___________。
16.钠及其化合物具有极其重要的作用,如:过氧化钠有着独特的结构和性质,因而具有广泛的用途,如作为漂白剂,空气中二氧化碳吸收剂,潜艇中供氧剂等。为研究钠及其化合物的性质,小张和小丁分别进行了实验:
小张同学想探究钠和水的反应,他从实验室中切下了绿豆大小的钠块做实验,流程如图1所示:
(1)小张学校的实验室用煤油保存钠,这样做的目的是:_______。
(2)切下来的金属钠块要用滤纸擦净后方可放入水中进行实验,这样做的目的是:_______。
(3)下列关于钠与水反应的说法,不正确的有 。
①将小块的钠投入滴有紫色石蕊溶液的水中,反应后溶液变红
②将钠投入溶液中,钠都会先与水反应,后与溶液中可以与钠反应的溶质反应
③钠跟CuSO4溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑,这是析出了金属铜
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
(4)小丁同学用如图所示装置进行实验,他打开右边胶塞,向煤油中加入一小块钠,立即塞好胶塞,可观察到的现象是_______ (不定项选择)。装置中漏斗在反应过程中起到的主要作用为_______(填空)。
A.钠块始终保持在a处,直至完全消失
B.钠块始终保持在c处,直到完全消失
C.钠块在煤油和水的交界处上下浮动
D.最终钠块在煤油中燃烧起来
E.随着反应的进行,U形管中煤油的液面下降,漏斗中液面上升
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第二章
海水中的重要元素----钠和氯
第一节 钠及其化合物
第1课时 活泼的金属单质钠
课标要点
1.能从钠的原子结构(微观)分析认识钠是一种非常活泼的金属,具有很强的还原性(宏观)。
2.理解钠的化学性质,设计实验探究钠与氧气、水的反应。
3.掌握钠与酸、碱、盐溶液反应的本质。
学习重难点
重点:
1.钠的性质
2.钠与氧气和水的实验探究
难点:
1.钠在空气中的变质过程。
2.钠与酸碱盐的反应。
知识点 钠单质性质概述
1.物理性质
颜色
硬度
熔点
沸点
密度
银白色,有金属光泽
小
低,97.8℃
883℃
0.971 g·cm-3,大于煤油
2.钠的存在及制备
钠元素在自然界中都以化合物的形式存在,无游离态,工业上通常用电解熔融氯化钠的方法制备钠单质:NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑
3.保存
密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中。
4.钠的用途
(1)钾钠合金用于原子反应堆,作导热剂。
(2)制备Na2O2等化合物。
(3)作电光源,制作高压钠灯。
(4)做强还原剂,冶炼稀有金属,如冶炼金属钛:4Na+TiCl4Ti+4NaCl。
5.预测化学性质
从不同角度预测钠可能具有的化学性质
微观结构的角度
钠原子的最外电子层上只有1个电子,容易失去,最外电子层达到8电子稳定结构,形成可以稳定存在的钠离子。
宏观理论的角度
①从物质分类的角度分析:钠属于金属单质
②从氧化还原的角度分析:钠具有还原性
③根据金属活动性分析:钠是很活泼的金属。
结论
钠是一种具有强还原性的金属单质
随学随练
1.下列关于钠的叙述错误的是
A.钠可以保存在煤油中 B.用一般的化学置换法不能制取金属钠
C.自然界中无游离态的钠存在 D.钠的性质很稳定
【答案】D
【解析】A.钠属于活泼金属,易与水、氧气反应,钠不与煤油反应,钠比煤油的密度大,钠放入煤油中可与空气隔绝,故少量的钠可以保存在煤油中,A正确;
B.由于钠的金属性强,冶炼金属钠不能用一般的化学置换法,B正确;
C.钠的金属性强,在自然界中全部以化合态的形式存在,C正确;
D.钠是很活泼的金属,D错误。
故选D。
2.下列关于钠的用途说法错误的是
A.利用钠单质制取过氧化钠时,钠单质为还原剂
B.钠钾合金可用作快中子反应堆的热交换剂
C.工业上用钠单质与TiCl4溶液反应制取钛单质
D.高压钠灯可发出透雾能力较强的黄光
【答案】C
【解析】A.利用钠单质制取过氧化钠的反应为2Na+O2Na2O2,钠单质为还原剂,A项正确;
B.钠钾合金常温下呈液态,导热性好,可作为快中子反应堆的热交换剂,B项正确;
C.工业上用钠单质与熔融TiCl4反应制取钛单质,C项错误;
D.钠元素的焰色是黄色,高压钠灯可发出透雾能力较强的黄光,D项正确;
故选C。
知识点 钠的化学性质(重点)
1.钠与氧气的反应
金属钠的取用:取用时应用镊子将钠从煤油中取出,用滤纸吸干钠块表面的煤油后,一般用小刀切取绿豆粒大小即可。取用金属钠时,剩余的钠要放回原试剂瓶中,不能乱扔,类似的物质还有钾、白磷等。
反应条件
常温
加热或点燃
实验装置及仪器
实验操作
用镊子从煤油中取出一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油
在玻璃片上用小刀切去一端的外皮,观察金属钠表面的变化
把钠块放在坩埚中加热
实验现象
钠块表面呈灰色
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
实验分析
①钠质软,能用小刀切割;
②钠常温下极易与氧气反应;
③钠的熔点低,受热易熔化,且与氧气剧烈反应
实验结论
钠是非常活泼的金属,与O2反应条件不同时,反应现象不同,产物也不同,常温时生成Na2O,加热或点燃条件下生成Na2O2。反应的化学方程式为
常温:4Na+O2=== 2Na2O
加热2Na+O2Na2O2
钠与氧气反应的有关判断
反应产物的判断:钠与氧气的反应产物只受反应条件的影响,而不受氧气量的影响。即钠不论是与少量氧气反应还是与足量氧气反应,只要是在常温下反应均生成Na2O,点燃或加热的条件下反应生成Na2O2。
转移电子数目的判断:钠与氧气反应,不论生成Na2O还是Na2O2,均属于氧化还原反应,在反应过程中都是Na失电子被氧化为Na+,即转移电子数由钠的量决定,故等质量的钠与氧气反应时,无论生成Na2O还是Na2O2,反应转移的电子数都相等。
2.钠与其他非金属单质的反应
钠与其他非金属单质化合生成的化合物中钠只显+1价。
钠和氯气反应
2Na+Cl22NaCl
钠和硫的反应
2Na+SNa2S
钠和氢气反应
2Na+H22NaH
3.钠与水的反应
实验操作
实验现象
结论或解释
浮——钠浮在水面上
钠的密度比水的小
熔———钠熔化成光亮的小球
反应放热,钠的熔点低
游——小球在水面上迅速游动
生成气体推动钠球游动
响——发出“嘶嘶”的响声,且钠很快消失
反应剧烈
红——加入酚酞的溶液颜色变红
生成碱性物质
实验方程式
常温下,钠与水剧烈反应,生成NaOH和H2.
化学方程式:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
反应的实质
钠置换水电离出的H+生成H2。
随学随练
3.(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·期中)有关钠及其化合物,下列叙述正确的是
A.金属钠着火,可用水或灭火器扑灭
B.金属钠投入坩埚中加热,出现白色固体
C.金属钠投入溶液中,有红色金属铜析出
D.金属钠投入右侧U形管中,其可能在煤油和水交界处上下跳动,直至消失
【答案】D
【分析】金属钠的密度大于煤油的密度,钠会沉在煤油底部,与水接触后迅速反应,产生气体,在气体的作用下钠会进入到煤油中,反应停止,钠受重力落下,钠在两个液体界面处上下跳动,产生气泡,酚酞溶液逐渐变红,产生的氢气能还原氧化铜,据此解答。
【解析】A.金属钠着火时不能用水或灭火,因水或均会与炽热的钠或过氧化钠反应,火势反而会加剧,应该用干燥砂土灭火,A错误;
B.金属钠投入坩埚中加热,会看到钠燃烧时特有的黄色火焰,生成淡黄色的过氧化钠,B错误;
C.钠投入溶液中首先与水反应生成NaOH,接着与铜离子生成Cu(OH)2沉淀,C错误;
D.金属钠的密度大于煤油的密度但小于水的密度,钠会沉在煤油底部,与水接触后迅速反应,产生气体,在气体的作用下钠会进入到煤油中,反应停止,钠受重力落下,钠在两个液体界面处上下跳动,最终被反应消耗而消失,D正确;
故选D。
拓展 钠露置在空气中的变化过程
活学活用
4.(24-25高一上·吉林长春·期中)将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化:表面迅速变暗→“出汗”→变成白色晶体→变成白色固体(粉末),下列有关叙述正确的是
A.表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了过氧化钠
B.“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的CO2在表面形成了溶液
C.最后变成的白色粉末为碳酸氢钠
D.白色晶体变成粉末是碳酸钠晶体的风化
【答案】D
【分析】钠和空气首先反应生成氧化钠,氧化钠再和水蒸气反应生成氢氧化钠,NaOH易潮解,吸收空气中的水形成氢氧化钠的浓溶液,吸收空气中CO2生成Na2CO3•xH2O,带结晶水的碳酸钠易风化,失水生成碳酸钠。
【解析】A.因钠很活泼,易被氧化,则金属钠在空气中易氧化形成氧化钠,出现变暗现象,A错误;
B.氧化钠与空气中的水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液,可观察到“出汗”,B错误;
C.生成的氢氧化钠再与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠的结晶水合物,最终风化变成白色粉末为碳酸钠,C错误;
D.结晶水的碳酸钠风化,最终为碳酸钠白色粉末,D正确;
答案选D。
拓展 钠与酸、碱或盐的水溶液反应的规律
钠与酸溶液的反应
①钠与酸溶液反应时先与酸反应,即反应顺序遵循“先酸后水”的原则,如钠与盐酸溶液:2Na+2HCl===2NaCl+H2↑
②如果钠相对酸过量,待酸耗尽后,钠再与水发生反应至钠完全反应,因其反应本质都是与H+反应,酸中H+的浓度越大,反应越剧烈。而且钠投入酸溶液中,钠完全反应,放出H2的多少只与钠的量有关。
钠与碱溶液的反应
钠与碱溶液反应的实质就是钠与水的反应
钠与盐溶液的反应
钠与盐(强酸的酸式盐除外)溶液反应时,首先与水反应,然后分两种情况:
①盐溶液中的溶质与氢氧化钠不反应,则只发生钠与水的反应。
②盐溶液中的溶质与氢氧化钠反应,如钠与硫酸铜溶液的反应:
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2+Na2SO4,
总反应为2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑,类似的还有钠与FeCl3溶液、MgSO4溶液的反应。
钠与强酸的酸式盐溶液的反应
钠与强酸的酸式盐溶液的反应为钠直接与盐反应。例如NaHSO4溶液,因HSO4-在溶液中完全电离(HSO4-===H++SO42-)而使溶液显酸性,即盐电离出的H+浓度远大于水电离产生的H+浓度,故反应的化学方程式为2Na+2NaHSO4===2Na2SO4+H2↑,离子方程式为2Na+2H+===2Na++H2↑。
金属钠与溶液反应的现象
共性
因为钠与水的反应属于剧烈的置换反应,故钠与溶液反应有共同的现象产生。①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:钠在液面上不停地游动直至反应完;④响:反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。
差异性
与酸反应时,由于溶液中H+浓度较大,反应程度比钠与水的反应剧烈,最后钠可能在液面上燃烧;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(如难溶性碱)、其他气体(NH3)等。
活学活用
5.(25-26高一上·天津滨海新区·期中)将金属钠投入硫酸铜溶液中,产物是
A.NaOH和 B.、和
C.和 D.、和
【答案】B
【分析】Na与水先反应生成NaOH和,方程式为。之后NaOH与会反应生成沉淀和,方程式为。据此作答。
【解析】A.由分析可知,NaOH会进一步与反应生成,A错误;
B.由分析可知,B正确;
C.Na具有强还原性,会先和水直接反应生成NaOH,不会与发生置换反应生成Cu,C错误;
D.由分析可知,反应过程中不会生成。且与不共存。D错误;
故答案选B。
题型 钠单质的性质及用途
▌例1 (25-26高一上·广东茂名·期中)下列关于钠的相关叙述不正确的是
A.钠燃烧时发出黄色的火焰
B.钠与水反应时熔成小球,说明钠的熔点低
C.金属钠着火时,可用泡沫灭火器灭火
D.等量的钠和足量的氧气反应时,无论生成还是,失去的电子一样多
【答案】C
【解析】A.钠燃烧时火焰为黄色,是由于钠或钠的化合物在灼烧时,Na原子核外处于基态的最外层电子跃迁到高能量的激发态,电子处于激发态时不稳定,会再从激发态跃迁到基态,多余的能量以黄色的光释放出来,元素不同,灼烧时呈现的火焰颜色不同,灼烧时呈现黄色火焰是钠元素的焰色试验,A正确;
B.钠的熔点低,反应放出的热量就能把钠熔化,B正确;
C.钠着火生成过氧化钠,过氧化钠会和泡沫灭火器中的二氧化碳反应放出氧气,会助燃,C错误;
D.在钠的氧化产物、中钠元素均为+1价,等量钠和足量的氧气反应时,无论生成还是,失去的电子数都与产物种类无关,仅由钠的物质的量的多少决定,D正确;
故选C。
▌对点练1-1(23-24高一上·陕西西安·期中)下面关于金属钠的描述正确的是
A.钠的化学性质很活泼,在自然界里不能以游离态存在
B.钠离子具有较强的还原性
C.钠很软,在新材料领域没有用途
D.钠露置于空气中最后变为Na2O
【答案】A
【解析】A.钠的化学性质非常活泼,易与空气中的、等物质反应,因此自然界中钠只能以化合态存在,不存在游离态,A正确;
B.钠原子易失去最外层1个电子形成,中钠元素为+1价,是钠的最高价态,只有较弱的氧化性,没有还原性,B错误;
C.钠有很多重要用途,例如钠钾合金可作原子反应堆的导热剂,高压钠灯透雾能力强可用于道路照明,在新材料等领域有广泛应用,C错误;
D.钠露置于空气中,首先和反应生成,之后与水反应,生成,再吸收空气中的,发生反应,最终变为,不是,D错误;
故选A。
▌对点练1-2(25-26高一上·福建三明·阶段检测)下列关于金属钠的叙述正确的是
A.金属钠着火时,可用水来灭火 B.金属钠的熔点低
C.钠与硫酸铜溶液反应可置换出铜 D.实验时用剩的钠块不能放回原试剂瓶
【答案】B
【解析】A.金属钠能与水反应生成可燃性气体,且钠燃烧生成的与水反应会生成助燃的,用水灭火会加剧火势,A错误;
B.金属钠的熔点约为97.8℃,熔点较低,钠与水反应时熔化成闪亮小球也可佐证该性质,B正确;
C.钠投入硫酸铜溶液中,会先与水反应生成和,再与反应生成沉淀,无法置换出铜,C错误;
D.钠性质活泼,随意丢弃易引发火灾等安全事故,实验时用剩的钠块必须放回原试剂瓶,D错误;
故选B。
题型 钠与氧气和水的反应
▌例2 (24-25高一上·广东中山·期中)已知:苯的密度为、难溶于水,钠的密度为,下列关于钠的描述正确的是
①钠在自然界中的存在形式既有游离态又有化合态
②钠的密度比煤油的大
③钠在空气中燃烧,生成物是
④金属钠着火时可以用泡沫灭火器灭火
⑤将一小粒钠投入水和苯的混合体系中,钠在苯与水的界面处反应并可能上下跳动
⑥钠比铜活泼,因此钠可以从溶液中置换出铜
⑦钠在水蒸气中反应(密闭容器)时因温度高会发生燃烧现象
A.①③④⑤⑥ B.②③④⑥ C.②③⑤ D.全部
【答案】C
【解析】① 钠性质极活泼,在自然界中仅以化合态存在,①错误;
② 钠通常保存在煤油底部,说明钠的密度比煤油大,②正确;
③ 钠在空气中燃烧生成淡黄色的,③正确;
④ 钠及燃烧产物均能与泡沫灭火器喷出的、反应,生成易燃易爆的和助燃的,不能用泡沫灭火器灭火 ,④错误;
⑤ 由密度关系可知,钠在苯与水的界面处和水反应生成,带动钠上浮进入苯层,反应停止后钠在重力作用下回到界面,因此会上下跳动,⑤正确;
⑥ 钠投入溶液时先和水反应,无法置换出铜,⑥错误;
⑦ 密闭容器内无氧气,钠与水蒸气反应不会发生燃烧,⑦错误;
符合题意的为②③⑤,故答案选C。
▌对点练2-1(25-26高一上·北京·期中)下列关于钠与水反应的说法中,不正确的是
A.从元素化合价及氧化还原反应规律分析,反应中产生的无色气体只能是氢气
B.钠块熔化成小球,说明钠的熔点低且该反应放热
C.将酚酞溶液滴入反应后的溶液中,溶液变红,说明产物有碱性物质生成
D.钠与水反应的离子方程式:
【答案】D
【解析】A.与反应时,作还原剂化合价升高,中为价已是最低价无法降低,只有价的元素化合价可降低被还原,因此无色气体只能是氢气,A正确;
B.钠块熔化为小球,说明反应放出的热量能使熔点较低的钠熔化,可证明钠熔点低且反应放热,B正确;
C.酚酞遇碱性溶液变红,反应后溶液滴加酚酞变红,说明生成了碱性物质,C正确;
D.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,离子方程式为,D错误;
故答案选D。
▌对点练2-2(25-26高一上·河北邢台·期中)钠及其化合物的转化过程如图所示(反应条件未标注)。下列说法错误的是
A.反应1需要在加热的条件下进行
B.反应2中,白色固体逐渐变为淡黄色固体
C.反应3中,作氧化剂
D.是一种碱性氧化物
【答案】C
【分析】钠和氧气生成氧化钠,氧化钠和氧气转化为过氧化钠,钠和氧气加热生成过氧化钠,过氧化钠和水生成氢氧化钠和氧气;
【解析】A.反应1为钠与反应生成,常温下钠与反应生成,生成需要加热条件,A正确;
B.反应2为白色固体与反应生成淡黄色固体,可观察到白色固体逐渐变为淡黄色固体,B正确;
C.反应3的化学方程式为,该反应中仅中-1价的O发生歧化反应,中各元素化合价均未变化,既不是氧化剂也不是还原剂,C错误;
D.可与酸反应仅生成盐和水,属于碱性氧化物,D正确;
故选C。
题型 钠与酸碱盐的水溶液的反应
▌例3 (25-26高一上·天津·期中)把一小块金属钠放入不同溶液中,下列说法正确的是
A.饱和NaOH溶液:有氢气放出,恢复至室温后溶液浓度变大
B.稀溶液:有氢气放出,有紫红色铜析出
C.溶液:有氢气放出,有白色沉淀生成
D.滴有石蕊溶液的水:有氢气放出,溶液变为红色
【答案】C
【解析】A.钠与水反应生成和,消耗溶剂水且生成溶质,饱和溶液中会有析出,恢复室温后仍为该温度下的饱和溶液,浓度不变,A错误;B.钠先与水反应生成和,再与发生复分解反应生成蓝色氢氧化铜沉淀,无法置换出紫红色单质,B错误;C.钠先与水反应生成和,再与发生复分解反应生成白色氢氧化镁沉淀,既有氢气放出又有白色沉淀生成,C正确;D.钠与水反应生成和,为强碱,可使石蕊溶液变为蓝色,而非红色,D错误;故选C。
解题贴士
金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板
▌对点练3-1(25-26高一上·天津·期中)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体,又有白色沉淀产生的是
①MgSO4溶液 ②饱和NaCl溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和澄清石灰水
⑤Ca(HCO3)2溶液 ⑥CuSO4溶液 ⑦H2SO4溶液
A.①②④⑤ B.①④⑤⑦ C.①④⑤ D.①④⑤⑥⑦
【答案】A
【解析】①钠与溶液发生反应,,生成白色沉淀和气体,①符合题意;
②钠与饱和溶液发生反应,有氢气生成,析出NaCl白色晶体,②符合题意;
③钠与溶液发生反应,有氢气生成,无沉淀产生,③不符题意;
④钠与饱和澄清石灰水中的水反应,消耗水导致饱和澄清石灰水析出白色晶体,④符合题意;
⑤钠与Ca(HCO3)2溶液发生反应,,生成沉淀和气体,⑤符合题意;
⑥钠与CuSO4溶液发生反应,,生成蓝色沉淀,⑥不符题意;
⑦钠与H2SO4溶液反应生成氢气:,无沉淀产生,⑦不符题意;
故正确的有①②④⑤,选A。
▌对点练3-2(25-26高一上·内蒙古巴彦淖尔·期末)某课外活动小组为探究钠与溶液的反应,设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和1粒绿豆大小的金属钠,再从U形管左端加入溶液,一段时间后加热铜丝。下列说法错误的是
A.钠在煤油和硫酸镁溶液交界处上下运动
B.溶液中有银白色金属生成
C.溶液能导电,但溶液不是电解质
D.铜丝由黑色变为红色
【答案】B
【分析】钠与硫酸镁溶液反应,生成氢氧化镁沉淀与氢气,氢气通入表面有氧化铜的铜丝,加热反应,生成铜和水。
【解析】A.钠与硫酸镁溶液反应时先与水反应生成氢氧化钠和氢气,钠的密度比水小、比煤油大。钠与水反应生成的氢气使钠上浮至煤油中,反应停止,氢气逸出,钠又下沉至交界处。如此反复,使钠在煤油和硫酸镁溶液交界处上下运动,A正确;
B.钠与硫酸镁溶液反应时先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与硫酸镁反应生成氢氧化镁沉淀,因此没有银白色金属生成,B错误;
C.溶液是混合物,不是电解质,C正确;
D.钠与硫酸镁溶液反应生成的氢气与铜丝中的氧化铜反应,,现象为铜丝由黑色变为红色,D正确;
故答案选B。
基础通关
1.(25-26高一上·重庆·期中)将一小块钠投入盛有饱和食盐水的烧杯中,下列实验现象正确的有
①钠投入饱和食盐水中,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反应后溶液变红色
④钠熔化成光亮的小球
⑤小球在水面上迅速游动
⑥有“嘶嘶”的响声发出
⑦烧杯底部有白色固体析出
A.③④⑤⑥⑦ B.①②④⑤⑥ C.②④⑤⑥⑦ D.全部
【答案】C
【解析】①钠投入饱和食盐水中,钠的密度比饱和食盐水小,所以钠不会沉入水底,故①错误;
②钠是活泼的金属,钠立即与水反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,并有气体产生,故②正确;
③生成氢氧化钠,溶液显碱性,但是溶液中没有放入指示剂,溶液不变色,故③错误;
④钠熔点低,反应放热,钠熔成闪亮的小球,故④正确;
⑤在氢气的推动下,小球在水面上四处游动,故⑤正确;
⑥氢气在钠块与水之间的缝隙中逸出,有“嘶嘶”的响声发出,故⑥正确;
⑦将一小块钠放入盛有饱和食盐水的烧杯中,Na与水反应产生NaOH和H2,反应消耗溶剂水,导致NaCl溶解量减少,因此使烧杯底部有固体析出,故⑦正确;
正确的是②④⑤⑥⑦;
答案选C。
2.(25-26高一上·山东·阶段检测)钠与水(含几滴酚酞溶液)反应的实验过程如图所示。下列有关分析中,不正确的是
A.用小刀切去钠表面的氧化膜,说明金属钠质软
B.钠浮在水面上,说明金属钠的密度比水小
C.钠四处游动是因为钠与水反应产生的氧气推动钠球不断游动
D.最后烧杯内的溶液呈红色,是由于反应生成的氢氧根离子扩散导致酚酞溶液变红
【答案】C
【解析】A.实验时,能用小刀切割钠,说明金属钠质软,A正确;
B.金属钠的密度比水的密度小,可浮在水面,B正确;
C.钠与水反应(),产生的气体推动钠四处游动,C错误;
D.酚酞溶液只在碱性溶液中才变红,氢氧根离子扩散到哪里,哪里就显碱性,所以红色与氢氧根离子扩散有直接关系,D正确;
故答案选C。
(25-26高一上·安徽·阶段检测)阅读下列材料,完成下面2道小题。
某小组利用下图装置探究钠的性质,实验和现象如表。
序号
液体a
现象
①
100 mL水
钠在水面四处游动…
②
钠在水面四处游动,游动经过的液面下方生成蓝色沉淀,最后钠在水面燃烧,结束后观察到蓝色沉淀中还有少量黑色固体
③
100 mL浓盐酸
比②平稳,结束后观察到烧杯底部少量白色沉淀
④
50 mL水和50 mL煤油混合物
…
3.下列关于实验①的说法正确的是
A.取绿豆大小的钠时,需要使用镊子、小刀、玻璃片和滤纸
B.该实验可说明钠的性质有:质软,密度小于水,熔点高
C.该实验的烧杯的规格为100 mL
D.实验剩余的钠,投入废弃固体垃圾桶
4.关于该小组探究的实验现象、结论或推测错误的是
A.实验①中发生的反应为
B.实验②中钠并没有置换出铜单质,黑色固体可能是蓝色分解生成的CuO
C.实验③的反应比实验②平稳,推测白色沉淀是NaCl,阻止了钠与盐酸的反应
D.实验④中钠在煤油和水层分界面处持续不断发生反应
【答案】3.A 4.D
【解析】3.A.取用钠,需要用镊子从煤油中夹取出钠块,用滤纸吸干表面煤油,放在玻璃片上,用小刀进行切割,A正确;
B.该实验用小刀切割钠,故钠质软;钠浮在水面,故钠密度小于水;钠熔化为小球,故钠熔点低,B错误;
C.实验所用液体体积为100 mL,选用烧杯的规格应该大于100 mL,防止钠在游动过程中溢出容器,C错误;
D.钠易与空气中的氧气、水等剧烈反应发生危险,可将多余的钠放回原试剂瓶中保存,D错误;
故答案选A。
4.A.实验①中钠与水反应,方程式为,A正确;
B.由现象可知,实验②中并没有得到铜单质,故钠并没有置换出铜单质,发生的反应有:,(蓝色沉淀),(少量发生,生成黑色固体),B正确;
C.浓盐酸中,得到的白色沉淀,推测只能是NaCl,NaCl在浓盐酸中溶解度小,NaCl包裹了钠块,阻止了钠与盐酸的反应,故③反应比②平稳,C正确;
D.钠的密度小于水,大于煤油,钠最初出现在煤油和水层分界面处,但是钠与水反应生成的氢气会将钠推到煤油中,再缓缓落下,与水接触后反应,钠块又浮上去,不能在煤油和水层分界面处持续的反应,D错误;
故答案选D。
5.(25-26高一上·河北邢台·期中)向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油(煤油的密度约为,且不溶于水),片刻后再向该烧杯中轻缓地加入一绿豆大小的金属钠,下列图示符合可能观察到的现象的是
A.B. C. D.
【答案】A
【解析】A.煤油密度小于水,因此上层为煤油、下层为水,钠的密度介于煤油和水之间,处于两液体界面处,钠与水反应生成氢气,气泡向上逸出进入煤油层,气泡逸出以后钠会回落,故钠在水层和油层界面上下移动,并伴有气泡产生符合实验现象,A正确;
B.煤油密度小于水,液体分层应为上层煤油、下层水,该选项分层顺序错误,B错误;
C.钠的密度大于煤油,不会浮在煤油层表面,C错误;
D.钠的密度小于水,不会沉入水层底部,D错误;
故选A。
6.(25-26高一上·西藏拉萨·期末)下列关于金属钠的叙述正确的是
A.钠与水反应的现象可以说明钠的熔点低、密度比水小
B.钠最外层只有1个电子,反应中易失去电子表现氧化性
C.单质钠久置于空气中最终生成
D.当钠与硫酸铜溶液反应时,有大量红色固体铜出现
【答案】A
【解析】A.钠与水反应现象中,熔化成小球证明其熔点低,浮于水面证明密度小于水,A正确;
B.钠最外层只有1个电子,反应中易失去1个电子,形成,钠表现还原性,B错误;
C.钠在空气中变化过程:最终产物为碳酸钠,C错误;
D.钠与盐溶液反应时,因单质钠极活泼,优先与水反应生成和,生成的再与结合为蓝色沉淀,而非置换出铜,D错误;
故选A。
7.(25-26高一上·广东广州·期中)电解质在溶液中的反应实质是离子之间反应,下列化学反应的离子方程式书写正确的是
A.用醋酸除去水垢:2H++CaCO3=Ca2++CO2↑+H2O
B.钠与水反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
C.将铜片插入硝酸银溶液中:Cu+2Ag+=Cu2++2Ag
D.室温下用水吸收Cl2:Cl2+H2O=2H++ClO-+Cl-
【答案】C
【解析】A.醋酸为弱电解质,离子方程式中不能拆写为,应保留化学式,正确为2+CaCO3=Ca2++CO2↑+H2O+2,A错误;
B.为强电解质,离子方程式中需拆分为和,正确为2Na+2H2O=2+2+H2↑,B错误;
C.铜和硝酸银发生置换反应,离子方程式拆分正确,电荷、原子均守恒,C正确;
D.反应生成的是弱电解质,离子方程式中不能拆分为和,应该为Cl2+H2OH+++Cl-,D错误;
故选C。
8.(25-26高一上·天津东丽·阶段检测)将一小块金属钠放入盛有下列溶液的烧杯中:①溶液 ②溶液 ③溶液 ④溶液,既有气体生成又有沉淀生成的是
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
【答案】D
【解析】①Ca(HCO3)2溶液中,钠与水反应生成氢气,生成的NaOH与反应生成,进而与Ca2+形成CaCO3沉淀;②CuSO4溶液中,钠与水反应生成氢气,生成的NaOH与Cu2+形成Cu(OH)2沉淀;③BaCl2溶液中钠与水反应生成氢气,生成的NaOH与BaCl2无法生成沉淀;④FeCl3溶液中,钠与水反应生成氢气,生成的NaOH与Fe3+形成Fe(OH)3沉淀;因此①②④均有气体和沉淀生成,D符合题意;
9.(25-26高一上·河北衡水·阶段检测)下列关于钠的说法中不正确的是
A.金属钠和氧气反应,条件不同,产物不同
B.金属钠与溶液反应时,既有红褐色沉淀生成又有气体逸出
C.在实验室中,钠可保存在石蜡油或煤油中
D.将一小块钠投入装有硫酸铜溶液的试管中,试管底部有红色物质生成
【答案】D
【解析】A.金属钠和氧气反应,常温下生成氧化钠,加热或点燃时生成过氧化钠,产物与条件有关,故A正确;
B.金属钠与FeCl3溶液反应时,钠先与水反应生成氢气和NaOH,NaOH再与FeCl3反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀,因此既有沉淀又有气体,故B正确;
C.钠性质活泼,需隔绝空气和水保存,实验室中常将其浸没在密度比钠小的石蜡油或煤油中,故C正确;
D.钠投入硫酸铜溶液时,钠先与水反应生成氢气和NaOH,NaOH与CuSO4反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀,不会置换出红色的铜单质,故D错误;
选D。
10.(25-26高一上·安徽·阶段检测)某化学兴趣小组设计实验探究钠和水的反应(装置如图)。下列说法正确的是
A.钠沉入烧杯底部,被四氯化碳保护,不能持续产生气泡
B.钠在水层中快速游动,并熔化为小球,有气泡产生,水层变红
C.钠块在煤油层与水层的界面上下跳动,有气泡产生,水层变红
D.若将水换为硫酸铜溶液,能够观察到烧杯底部出现红色沉淀
【答案】C
【分析】金属钠的密度比水、四氯化碳的小,比煤油的大,钠为活泼金属,能与水反应生成NaOH和,不与煤油反应,据此分析;
【解析】A.由分析可知,钠在水层和煤油层的界面处与水发生反应,反应放出的热量使钠熔化成小球,产生的氢气使钠上浮离开水面,然后在重力作用下钠再次沉到水面发生反应,表现为钠上下跳动,A错误;
B.由分析可知,钠在水层和煤油层的界面处与水发生反应,反应放出的热量使钠熔化成小球,产生的氢气使钠上浮离开水面,然后在重力作用下钠再次沉到水面发生反应,表现为钠上下跳动,水层有NaOH产生,酚酞遇NaOH使水层变红,B错误;
C.由分析可知,钠在水层和煤油层的界面处与水发生反应,反应放出的热量使钠熔化成小球,产生的氢气使钠上浮离开水面,然后在重力作用下钠再次沉到水面发生反应,表现为钠上下跳动,水层有NaOH产生,酚酞遇NaOH使水层变红,C正确;
D.钠与水反应生成氢气和NaOH,NaOH与反应生成蓝色沉淀,不会产生红色沉淀,D错误;
故选C。
素养提升
11.(25-26高一上·北京·期末)为研究Na的性质,进行如下实验
装置
实验
液体a
现象
蒸馏水
i.Na浮在液面上,剧烈反应,产生少量白雾
0.1 盐酸
ii.Na浮在液面上,反应比i剧烈,产生白雾
浓盐酸
iii.Na浮在液面上,反应比i缓慢,产生大量白雾,烧杯底部有白色固体
下列说法中,不正确的是
A.i中现象Na浮在水面说明Na的密度比水小
B.i中反应的离子方程式:
C.iii中白雾比ii中多,说明iii中反应放热比ii中更多
D.推测iii中反应缓慢可能与的浓度和生成的白色固体有关
【答案】C
【分析】钠与水、盐酸、浓盐酸的反应均为置换反应,实质是钠与反应:,钠浮在液面说明其密度小于液体;反应放热使溶液温度升高,浓盐酸中挥发形成白雾,且高浓度与结合生成沉淀,覆盖在钠表面,减缓反应速率,据此分析。
【解析】A.钠浮在水面,说明钠的密度比水小,A不符合题意;
B.钠与水反应的离子方程式为,B不符合题意;
C.白雾为小液滴,浓盐酸中浓度大,挥发更多,故产生大量白雾,无法说明iii中反应放热比ii中更多,C符合题意;
D.iii中反应缓慢,可能与高浓度及生成的固体覆盖钠表面有关,D不符合题意;
故答案选C。
12.(25-26高一上·黑龙江佳木斯·期中)钠是一种非常活泼、具有广泛应用的金属。钠及其化合物的部分转化关系如图:
(1)若将单质钠长期置于空气中,最终得到的产物是___(填化学式)。
(2)将金属钠分别放入下列溶液中,既有气体产生,又有沉淀产生的是______(填序号)。
①MgSO4溶液 ②NaHCO3溶液 ③Na2SO4溶液 ④CuSO4溶液 ⑤饱和石灰水
(3)下表为金属钠与水反应的实验过程,为1-3选择合适的实验现象或结论______ (填字母)。
实验现象
钠熔成光亮的小球
2______
钠四处游动
溶液变红
实验结论
1______
钠的密度比水小
3______
有碱性物质生成
A.钠浮在水面上 B.有气体产生 C.反应放热,钠熔点低 D.反应剧烈
【答案】(1)Na2CO3
(2)①④⑤
(3)C A B
【分析】由物质的转化关系可知,反应①为钠与氧气共热反应生成过氧化钠;反应②为钠与水反应生成氢氧化钠和氢气;反应③为氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠和水;反应④为碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水;反应⑤为过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气;反应⑥为过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气。
【解析】(1)若将单质钠长期置于空气中,钠会与空气中的氧气反应生成氧化钠,氧化钠吸收空气中的水蒸气得到氢氧化钠,氢氧化钠吸收空气中的二氧化碳得到碳酸钠,碳酸钠吸水得到十水碳酸钠,十水碳酸钠风化得到碳酸钠,所以单质钠长期置于空气中,最终得到的产物是碳酸钠;
(2)钠与盐溶液和碱溶液反应时,钠会先与水反应生成氢氧化钠和氢气;
①钠与水反应生成的氢氧化钠会与溶液中的硫酸镁反应生成硫酸钠和氢氧化镁沉淀,则将金属钠放入硫酸镁溶液中,既有气体产生,又有沉淀产生,①符合题意;
②钠与水反应生成的氢氧化钠会与溶液中的碳酸氢钠反应生成碳酸钠和水,则将金属钠放入碳酸氢钠溶液中,只有气体产生,没有沉淀产生,②不符合题意;
③钠与水反应生成的氢氧化钠不能与溶液中的硫酸钠反应,则将金属钠放入硫酸钠溶液中,只有气体产生,没有沉淀产生,③不符合题意;
④钠与水反应生成的氢氧化钠会与溶液中的硫酸铜反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀,则将金属钠放入硫酸铜溶液中,既有气体产生,又有沉淀产生,④符合题意;
⑤钠与水反应会消耗水,且反应放热会使氢氧化钙溶解度降低,使得饱和石灰水变为过饱和溶液而析出氢氧化钙,则将金属钠放入饱和石灰水中,既有气体产生,又有沉淀产生,⑤符合题意;
故选①④⑤;
(3)钠熔成光亮小球,说明钠与水反应放热,且钠的熔点低,则1对应结论为C;钠的密度比水小,将金属钠放入水中时,金属钠会浮在水面上,则2对应现象为A;金属钠四处游动,说明钠与水反应生成气体,气体推动钠运动,则3对应结论为B。
13.(25-26高一上·天津南开·阶段检测)按要求填空
(1)钠是与铝同周期的最活泼金属。向一小烧杯中依次加入等体积的水和煤油,片刻后再向该烧杯中轻缓地加入一块绿豆大小的金属钠,下列现象中最有可能观察到的是___________。
A. B. C. D.
(2)等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块在常温下,与足量氧气充分反应,则失电子数___________(填“第一块”“第二块”或“一样”)多,生成产物的质量___________多(填“第一块”“第二块”或“一样”)。
(3)将一小块钠投入到氯化铵溶液中,并且闻到有刺激性气体,请写离子方程式:___________。
(4)碱金属能形成离子型氢化物。如氢化钠的化学式为NaH,其中具有较强的还原性。NaH能与水剧烈反应生成对应的碱和氢气,该反应中转移电子数与氧化产物个数比为___________;常用NaH在高温下将还原成Ti,反应的化学方程为___________。
【答案】(1)A
(2)一样 第一块
(3)
(4) 或
【解析】(1)因煤油的密度比水小,所以煤油在上层,水在下层,又因钠的密度比水小,比煤油大,因此介于两者之间,而钠能与水反应产生气体,在与水反应生成气体后被气体带离水层,进入煤油层后停止反应又下沉,如此往复,直至钠反应完,所以A符合;
(2)钠在足量氧气中加热生成过氧化钠,与足量氧气在常温下充分反应生成氧化钠,氧化钠和过氧化钠中钠元素的化合价都为+1价,氧化钠的摩尔质量小于过氧化钠,则等质量的两块钠与氧气反应时,两块钠失去电子一样多,第一块钠的反应产物的质量多。
(3)将一小块钠投入到氯化铵溶液中,并且闻到有刺激性气体,说明Na和水反应生成NaOH、H2后,OH-和铵根离子反应生成了氨气,离子方程式。
(4)NaH能与水剧烈反应生成对应的碱和氢气,反应为NaH+H2O=NaOH+H2↑,水中的H化合价由+1降低为0,是氧化剂,NaH中的H化合价由-1升高为0,是还原剂,则生成1分子H2转移1个电子,该反应中转移电子数与氧化产物个数之比为1:1;NaH是强还原剂,H-的还原性很强,会把TiCl4中的Ti4+还原为Ti,同时H-自身被氧化为H2(0价),反应的化学方程式为;生成的H2在高温下也可能还原TiCl4,反应的化学方程式为。
迁移创新
14.(25-26高一上·天津·期中)某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物,设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几小块钠,再从U形管高端加入水(含有酚酞),赶出空气,一会儿后加热铜丝。
①金属钠的变化:与水剧烈反应,在水和煤油的交界处上下浮动并逐渐变小。
②U形管中溶液的颜色变化:__________________,说明有______生成。
③铜丝的变化:__________________,说明钠和水反应有H2生成。
④钠和水反应的离子方程式为__________________。
⑤硬质玻璃管中发生的反应的化学方程式为__________________。
⑥若a g钠与b mL水完全反应,则所得溶液中溶质的质量分数是______。
【答案】
水层由无色变为红色
铜丝表面黑色固体变为紫红色
【解析】②钠与水反应生成强碱,酚酞遇碱性溶液变红,因此U形管水层从无色变为红色,证明有生成。
③钠与水反应生成的具有还原性,加热条件下将黑色的还原为紫红色的,因此观察到铜丝表面黑色固体变红,证明有生成。
④钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,单质、弱电解质、气体不能拆为离子,强电解质拆为和,配平后得到离子方程式为:
⑤硬质玻璃管中加热条件下,还原生成和,配平得到化学方程式为:。
⑥钠的物质的量为,根据反应计量关系,生成的质量为,生成的质量为;水质量为,反应后溶液总质量为,因此溶质质量分数为。
15.(25-26高一上·北京·期中)钠及其化合物在认识物质转化规律以及生产生活中均有重要应用。通过观察法、实验法可以认识物质的性质。
(1)钠的原子结构示意图为___________,钠在反应中容易___________电子(填“得到”或“失去”)。
(2)钠失火时,生成___________色固体,可用___________(填序号)灭火。
A.干粉灭火器() B.干冰灭火器 C.沙土
(3)将一小块钠投入水中,向反应后的溶液中滴加酚酞发现溶液变红,说明___________。钠与水反应的离子方程式是___________。(用单线桥标出上述反应的电子转移方向和数目)
(4)将一小块钠投入溶液中,观察到的现象是___________(填序号)。
①浮于液面上;②熔化成小球;③发出嘶嘶的响声,放出气体;④有蓝色沉淀产生;⑤析出大量红色固体。
(5)少量的钠在煤油中保存,取出后钠块表面迅速变暗的原因___________(用化学方程式表示)。
(6)如图所示,用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末,置于陶土网上,往脱脂棉上滴水,观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。结合化学用语解释脱脂棉剧烈燃烧的原因:___________。
【答案】(1) 失去
(2)淡黄 C
(3)有碱生成
(4)①②③④
(5)
(6)脱脂棉剧烈燃烧,说明滴水后发生放热反应,使脱脂棉温度达到着火点:,反应生成助燃剂氧气,使燃烧更加剧烈。
【解析】(1)钠的原子结构示意图为,其最外层只有1个电子,所以在反应中容易失去电子。
(2)钠失火时生成淡黄色的过氧化钠固体;干粉分解生成二氧化碳以及干冰(固态二氧化碳)与过氧化钠反应,会加大火灾,故应使用沙土灭火,答案选C。
(3)滴有酚酞的溶液变红,说明有碱生成;钠与水反应的离子方程式为。
(4)钠投入硫酸铜溶液中,钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与硫酸铜反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀,故现象有①②③(钠与水反应的现象)④(生成蓝色沉淀)。
(5)钠接触空气后生成氧化钠,颜色变淡,化学方程式为。
(6)脱脂棉剧烈燃烧,说明滴水后发生放热反应,使脱脂棉温度达到着火点:,反应生成助燃剂氧气,使燃烧更加剧烈。
16.钠及其化合物具有极其重要的作用,如:过氧化钠有着独特的结构和性质,因而具有广泛的用途,如作为漂白剂,空气中二氧化碳吸收剂,潜艇中供氧剂等。为研究钠及其化合物的性质,小张和小丁分别进行了实验:
小张同学想探究钠和水的反应,他从实验室中切下了绿豆大小的钠块做实验,流程如图1所示:
(1)小张学校的实验室用煤油保存钠,这样做的目的是:_______。
(2)切下来的金属钠块要用滤纸擦净后方可放入水中进行实验,这样做的目的是:_______。
(3)下列关于钠与水反应的说法,不正确的有 。
①将小块的钠投入滴有紫色石蕊溶液的水中,反应后溶液变红
②将钠投入溶液中,钠都会先与水反应,后与溶液中可以与钠反应的溶质反应
③钠跟CuSO4溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑,这是析出了金属铜
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
(4)小丁同学用如图所示装置进行实验,他打开右边胶塞,向煤油中加入一小块钠,立即塞好胶塞,可观察到的现象是_______ (不定项选择)。装置中漏斗在反应过程中起到的主要作用为_______(填空)。
A.钠块始终保持在a处,直至完全消失
B.钠块始终保持在c处,直到完全消失
C.钠块在煤油和水的交界处上下浮动
D.最终钠块在煤油中燃烧起来
E.随着反应的进行,U形管中煤油的液面下降,漏斗中液面上升
【答案】(1)防止钠与空气中的氧气和水蒸气接触而变质
(2)防止钠与水反应放出的热量使煤油燃烧
(3)D
(4)CE 调节压强
【解析】(1)钠的化学性质非常活泼,极易与空气中的氧气()和水蒸气()发生反应。煤油的密度比钠小且不与钠反应,将钠保存在煤油中可以隔绝空气,防止钠发生变质。
(2)煤油是易燃液体,钠与水反应会放出大量的热。如果不擦净钠表面的煤油,反应放出的热量可能会达到煤油的着火点,导致煤油燃烧从而引发危险。
(3)①钠与水反应生成氢氧化钠()和氢气(),溶液显碱性,能使紫色石蕊溶液变蓝,故①错误;
②若将钠投入酸(如盐酸)溶液中,钠会优先与溶液中的氢离子()发生反应,而不是先与水反应,故②错误;
③钠与硫酸铜()溶液反应时,先与水反应生成,再与反应生成蓝色的氢氧化铜()沉淀,由于反应放热,部分受热分解生成黑色的氧化铜(),从而在沉淀上出现暗斑,并非析出金属铜,故③错误;
综上所述,不正确的说法有3个,故选D。
(4)钠的密度比水小,比煤油大,故加入后钠块会停留在水和煤油的交界处(a处)。钠与水反应生成氢气(),产生的气泡附着在钠块表面,使其受到的浮力增大而上浮进入煤油层;脱离水面后反应停止,气泡逸出,钠块受到的浮力减小又下沉至交界处,如此反复,故可观察到钠块在煤油和水的交界处上下浮动,C项正确;由于反应不断生成,U形管右侧密闭空间内气体压强增大,将液体向左侧压,导致右侧煤油液面下降,左侧漏斗中液面上升,E项正确。装置中漏斗的主要作用是容纳被排出的液体,从而调节装置内的压强,防止因气压过大冲开胶塞。
【点睛】1﹒钠需保存在煤油中,取用务必擦干表面煤油,防范起火风险;
2﹒钠投入酸溶液优先和H+反应;与硫酸铜溶液无法置换出铜,暗斑为CuO;
3﹒密度煤油< Na<水,钠在油水界面上下浮动;漏斗用于平衡装置压强。
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