2.1 第1课时 活泼的金属单质——钠 氧化钠和过氧化钠(Word学生用书)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学必修第一册(人教版)
2026-09-14
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教辅
摘要:
该高中化学导学案聚焦钠的性质及氧化钠、过氧化钠,引导学生认识钠的强还原性及与氧气、水的反应,从物质类别和化合价角度掌握氧化物性质及过氧化钠的应用。通过实验探究导入,以钠的原子结构为起点,构建结构-性质-反应-应用的学习支架,衔接前后知识逻辑。
资料亮点在于实验驱动与问题探究结合,如钠与氧气、水反应的实验现象分析培养科学探究与实践能力,从化合价角度解析反应体现科学思维,习题覆盖基础与应用,助力学生形成物质结构决定性质的化学观念,提升自主学习效率。
内容正文:
第1课时 活泼的金属单质——钠 氧化钠和过氧化钠
1.认识钠是一种非常活泼的金属,具有很强的还原性。通过实验认识钠与氧气、水等的反应。
2.从物质类别、元素化合价的角度认识氧化钠与过氧化钠的性质,掌握过氧化钠与水和二氧化碳反应的应用。
知识点一 钠的性质
1.钠的原子结构及存在
2.钠与氧气的反应
(1)实验探究——【实验2-1】
实验
操作
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
实验
现象
用小刀可以很轻松地切开金属钠,切口处可观察到银白色光泽,暴露在空气中很快
实验结论
①钠的物理性质: 色固体,硬度很 ,密度比煤油的 。
②钠很活泼,可与空气中的氧气反应生成 。反应的化学方程式为
思考:实验中未用完的钠应如何处理?
(2)实验探究——【实验2-2】
实验
步骤
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
实验
现象
钠受热后先熔化成闪亮的小球,然后与氧气剧烈反应,发出 ,生成一种 固体
实验
结论
加热时,钠与氧气反应生成过氧化钠,反应的化学方程式为
【教材挖掘】
钠除了与氧气反应外,还能与氯气、硫等非金属单质直接化合,你能写出反应的化学方程式吗?分析反应中钠元素化合价的变化情况,说明钠体现了什么性质。
3.钠与水的反应
(1)产物预测
从物质组成及氧化还原反应的角度,预测钠与水反应的生成物: 。
(2)实验探究
实验操作
实验现象
原因解释
钠浮在水面上(浮)
钠的密度比水
钠熔化成闪亮的小球(熔)
钠的熔点 ,反应放热
小球在水面上四处游动,最后完全消失(游)
反应产生的气体(H2)推动小球运动
与水反应发出嘶嘶响声(响)
钠与水反应剧烈
反应后溶液的颜色逐渐变红色(红)
反应有 物质生成
(3)实验结论
①钠与水剧烈反应生成NaOH和H2,反应中氧化剂是 ,还原剂是 ,反应的实质是钠与水电离出的H+反应。
②化学方程式: 。
离子方程式: 。
4.钠与酸、碱、盐溶液的反应
某研究性小组设计实验探究钠与酸、碱、盐溶液的反应,分别将一块绿豆粒大小的钠块投入盛有稀硫酸、饱和石灰水和硫酸铜溶液的三只烧杯中(如图所示),观察实验现象并分析。
(1)实验①中,钠与稀硫酸剧烈反应,发生轻微爆炸。试写出钠与稀硫酸反应的化学方程式。若稀硫酸不足量,金属钠能否剩余,为什么?
(2)实验②中,观察到烧杯中出现白色浑浊,试结合离子方程式分析原因。
(3)实验③中,观察到烧杯中产生蓝色絮状沉淀。请结合化学方程式分析产生上述现象的原因。
归纳总结
钠与水、酸及盐溶液的反应规律
钠与酸溶液的反应可按“先酸后水”的顺序分析,而钠与盐溶液的反应可按“先水后盐”的顺序分析。
记忆口诀:遇水记四点,浮熔游响红,遇酸酸优先,遇盐水在前。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)钠是银白色的金属,硬度大。( )
(2)钠与O2反应时,反应条件不同,产物不同。( )
(3)钠在空气中燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色的氧化钠。( )
(4)钠与水反应生成O2。( )
(5)实验室中金属钠不慎着火,可用专用灭火剂或干砂盖灭。( )
2.(教材改编题)下列关于钠的说法错误的是( )
A.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气
B.室温下,Na在空气中反应生成Na2O
C.水与钠反应时,水表现出氧化性
D.钠应保存在煤油中,不能保存在石蜡油中
3.在探究钠与冷水的反应实验中,无法体现的性质是( )
A.钠的密度小于水
B.金属钠具有良好的导热性
C.金属钠的熔点低
D.钠具有很强的还原性
4.(2025·浙江杭州期末)向溶液X中投入一小块钠,下列说法错误的是( )
A.若X为FeCl3溶液,则有红褐色沉淀生成
B.若X为CuSO4溶液,则有红色沉淀生成
C.若X为稀盐酸,则反应后溶液的pH增大
D.若X为NaOH饱和溶液,则恢复至室温后有白色固体析出
5.如图所示,将一小块金属钠投入盛有液体的烧杯中。下列说法错误的是(夹持装置已略去)( )
A.一段时间后,烧杯底部有红色难溶物生成
B.若观察到金属钠被煤油浸没,则金属钠的密度比煤油大
C.该实验进行过程中可观察到有气泡产生
D.反应进行一段时间(反应未结束),此时温度计的读数大于起始时的读数
知识点二 氧化钠和过氧化钠
1.Na2O的性质
(1)物理性质: 色固体。
(2)化学性质:碱性氧化物,能与水、酸、酸性氧化物等发生化学反应。
写出下列反应的化学方程式:
氧化钠与水反应: 。
氧化钠与盐酸反应: 。
氧化钠与二氧化碳反应: 。
2.Na2O2的性质
(1)物理性质: 色固体。
(2)化学性质
a.实验探究过氧化钠与水的反应
实验
操作
实验
现象
①试管外壁发烫,带火星的木条 ;
②用pH试纸检验反应所得溶液呈 性
实验
结论
Na2O2与水反应放热,化学方程式为
b.过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式:
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。
(3)Na2O2的应用
Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为 的来源。
Na2O2中氧元素的化合价为 ,具有强 ,可作漂白剂。
【教材挖掘】
从氧化还原的角度探究Na2O2与CO2和H2O的反应:
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 ①
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ ②
(1)在反应①②中,Na2O2既表现出 也表现出 ,H2O、CO2既不是氧化剂,也不是还原剂。
(2)在反应①②中,2个Na2O2均生成1个O2,转移2个电子。利用双线桥法分析反应中电子转移情况。
(3)从化学方程式的化学计量数分析可知,无论是CO2、H2O还是二者的混合物,与足量的Na2O2反应时,参与反应的CO2或H2O与放出O2的分子个数之比均为 。
3.氧化钠与过氧化钠的比较
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
色、态
白色固体
淡黄色固体
氧元素化合价
-2
-1
阴、阳离子
个数比
1∶2
1∶2
是否为
碱性氧化物
是
否
化学
性质
相同点
都能与水反应生成氢氧化钠,都能与CO2反应生成Na2CO3
不同点
过氧化钠与水、二氧化碳反应有氧气产生,具有强氧化性,而Na2O不具有强氧化性
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)Na2O在空气中加热可得固体Na2O2 。( )
(2)Na2O2、Na2O组成元素相同,与CO2反应的产物相同。( )
(3)过氧化钠呈浅黄色,故可用于潜水艇供氧。( )
(4)Na2O2与CO2反应时,Na2O2是氧化剂,CO2是还原剂。( )
2.下列叙述正确的是( )
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
②Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3,Na2O2与CO2发生置换反应生成O2
③Na2O是淡黄色物质,Na2O2是白色物质
④Na2O2可作供氧剂,而Na2O不可
⑤Na2O2和CO2反应中,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂
A.①②③④⑤ B.②③④⑤
C.②③⑤ D.④⑤
3.对Na2O2与CO2和H2O(g)混合气体的反应来说,下列说法错误的是( )
A.只要参加反应的Na2O2一定,反应生成的氧气就一定
B.只要CO2和H2O(g)的分子数一定,反应所消耗的Na2O2的量就一定
C.只要气体的总数量一定,反应中所转移的电子的数量就一定
D.只要混合气体的总数量一定,固体所增加的质量就一定
归纳总结
Na2O2与CO2、H2O反应的质量关系
可得:Na2O2Na2CO3(组成相当于:“Na2O2·CO”)
固体增加2个碳原子和2个氧原子,固体增加的质量相当于与CO2等分子数的CO的质量。
可得:Na2O22NaOH(组成相当于“Na2O2·H2”)
固体增加4个氢原子,固体增加的质量相当于与H2O等分子数的H2的质量。
4.(2025·重庆南坪中学高一月考)如图是实验室研究潜水艇中供氧体系反应机理的装置图(夹持仪器略)。
(1)A装置为实验室制备CO2的发生装置,反应的离子方程式为 。
(2)B装置的作用是 。
(3)写出C装置中发生反应的化学方程式 。
(4)E装置收集到的气体是 ,检验所收集的气体的方法为 。
1.(苏教版习题)下列有关金属钠的说法错误的是( )
A.钠应保存在煤油中
B.钠是银白色金属,硬度很大
C.钠在反应中易失电子,表现出还原性
D.钠与氧气反应的产物与反应条件有关
2.(2026·河南方城开学考试)下列叙述正确的是( )
A.切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗:2Na+O2Na2O2
B.一定条件下,2.3 g的Na完全反应生成Na2O或Na2O2,失去的电子数相同
C.Na在空气中受热时,熔化为银白色的小球,产生黄色的火焰,生成白色粉末
D.Na在空气中长期放置,最终主要生成物为碳酸氢钠
3.(鲁科版习题)下列关于金属钠的叙述中,正确的是 ( )
A.金属钠是银白色金属,硬度很大
B.在空气中加热时,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
4.下列关于氧化钠和过氧化钠的叙述中,正确的是 ( )
A.溶于水后所得溶液的成分相同 B.氧元素的化合价相同
C.阴、阳离子个数比不同 D.都属于白色固体
5.(教材改编题)回答下列问题:
(1)将包有少量淡黄色Na2O2固体的棉花放入坩埚,用滴管向棉花上滴几滴水,棉花立刻燃烧起来。由该实验你能得出的结论是 。
(2)在潜水艇和消防员的呼吸面具中,Na2O2所发生反应的化学方程式为 ,
。从氧化剂和还原剂的角度分析,在这个反应中Na2O2的作用是 ,每18 g H2O与足量Na2O2反应,则固体增重 g。
完成课后作业 第二章 第一节 第1课时
答案
第1课时 活泼的金属单质——钠
氧化钠和过氧化钠
知识点一
1.失去1个电子 还原 化合物 NaCl
2.(1)变暗 银白 小 大 氧化钠 4Na+O22Na2O
思考 提示:未用完的钠要放回原试剂瓶。
(2)黄色火焰 淡黄色 2Na+O2Na2O2
教材挖掘
提示:2Na+Cl22NaCl,2Na+SNa2S;钠与非金属单质化合时,钠元素化合价由0价变为+1价,钠表现还原性。
3.(1)NaOH、H2 (2)小 低 碱性 (3)①H2O Na
②2Na+2H2O2NaOH+H2↑ 2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑
4.提示:(1)2Na+H2SO4Na2SO4+H2↑。不能;若稀硫酸不足,过量的钠会与水继续反应生成NaOH和H2。
(2)2Na+2H2O2OH-+2Na++H2↑;钠与水反应放出热量并消耗溶剂水,由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低,且溶剂的量减少,故饱和石灰水中会有固体析出,产生白色浑浊。
(3)钠先与水发生反应:2Na+2H2O2NaOH+H2↑;生成的NaOH再与CuSO4发生复分解反应生成蓝色絮状Cu(OH)2沉淀:2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4。
对点训练
1.(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√
2.D 钠也可以保存在石蜡油中。
3.B A项,钠和水反应时,钠浮在水面上,说明钠的密度小于水;B项,钠与水反应的实验中,无法体现金属钠具有良好的导热性;C项,钠与水反应时,钠迅速熔成小球,说明金属钠的熔点低;D项,钠能和冷水反应说明钠的性质很活泼,具有很强的还原性。
4.B 钠投入FeCl3溶液,先发生Na与水的反应生成NaOH和氢气,再发生NaOH与氯化铁的复分解反应生成Fe(OH)3沉淀,A正确;钠投入盛有硫酸铜溶液的烧杯里,发生反应有:2Na+2H2O2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4,有蓝色沉淀生成,B错误;钠与盐酸反应的实质为2Na+2H+2Na++H2↑,反应后溶液的pH增大,C正确;钠和水反应生成NaOH和氢气,消耗水,饱和的NaOH溶液中有NaOH晶体析出,D正确。
5.A Na先与CuSO4溶液中的水反应,不会有Cu单质生成,A错误;该反应放热,D项正确。
知识点二
1.(1)白 (2)Na2O+H2O2NaOH Na2O+2HCl2NaCl+H2O Na2O+CO2Na2CO3 2.(1)淡黄
(2)a.复燃 碱 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
(3)氧气 -1 氧化性
教材挖掘
提示:(1)氧化性 还原性
(3)2∶1
对点训练
1.(1)√ (2)× (3)× (4)×
2.D ①Na2O2能和水反应生成氢氧化钠和氧气,为过氧化物,不是碱性氧化物,错误;②Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3,Na2O2与CO2发生氧化还原反应生成O2,不符合置换反应的定义,错误;③Na2O是白色物质,Na2O2是淡黄色物质,错误;④Na2O2可与水、二氧化碳反应生成氧气,可作供氧剂,而Na2O不行,正确;⑤Na2O2和CO2反应中,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,正确。
3.D Na2O2与H2O(g)、CO2反应的化学方程式分别为2Na2O2+2H2O(g)4NaOH+O2、2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。由于两个反应中Na2O2与O2的数量之比都为2∶1,A正确;两个反应中:2Na2O2~2H2O(g),2Na2O2~2CO2,B正确;根据化学方程式知,CO2、H2O与Na2O2反应时,固体增加的质量为“CO2”中“CO”的质量和“H2O”中“H2”的质量,所以当数量固定的混合气体中CO2气体所占的比例大时,固体增加的质量较大,当H2O所占的比例大时,固体增加的质量较小,D错误。
4.(1)CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑
(2)除去挥发的HCl
(3)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2 ↑
(4)O2 将带火星的木条伸入集气瓶,观察木条是否复燃
解析:(1)A装置中盐酸与大理石反应生成二氧化碳,反应的离子方程式为CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑。(2)B装置中HCl杂质与碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,从而除去HCl。(3)装置C为二氧化碳或水与过氧化钠反应生成氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2 ↑。
【随堂演练】
1.B 钠易和氧气、水反应,要密封保存,钠的密度大于煤油,且和煤油不反应,可以保存在煤油中,A正确;钠是银白色金属,可以用小刀切,硬度小,B错误;钠原子最外层有1个电子,所以在化学反应中钠易失去电子而表现出还原性,C正确;钠在常温下和氧气反应生成氧化钠,在点燃条件下和氧气反应生成淡黄色的过氧化钠,D正确。
2.B 光亮表面逐渐变暗是由于Na与O2在常温下反应产生Na2O,A错误;Na在空气中受热时,先熔化后燃烧,产生黄色的火焰,最后生成淡黄色粉末,C错误;Na在空气中长期放置,首先与氧气反应产生Na2O,Na2O与空气中的H2O反应产生NaOH,NaOH吸水潮解变为浓NaOH溶液,NaOH浓溶液吸收空气中的CO2反应最终产生Na2CO3,D错误。
3.B 金属钠的硬度较小,熔点较低,A、D错误;金属钠在空气中加热时,剧烈燃烧,生成过氧化钠,B正确,C错误。
4.A A项,氧化钠、过氧化钠与水反应都生成NaOH,正确;B项,氧化钠中氧元素为-2价,过氧化钠中氧元素为-1价,错误;C项,Na2O中含有2个Na+和1个,Na2O2中含有2个Na+和1个,二者阴、阳离子个数比相同,错误;D项,过氧化钠是淡黄色固体,错误。
5.(1)过氧化钠与水反应放热,且有氧气产生
(2)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
既作氧化剂,又作还原剂 2
解析:(2)两个反应中Na2O2中的O元素化合价从-1价部分升高到0价,部分降低到-2价,Na2O2是氧化剂,也是还原剂;根据方程式可知,过氧化钠与水反应,导致过氧化钠增重相当于和水分子个数相等的氢气的质量,则每18 g H2O与足量Na2O2反应,则固体增重2 g。
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