2.1 钠及其化合物 第1课时（教学课件）化学人教版必修第一册

该高中化学课件聚焦钠的存在、物理性质、化学性质及用途，以食盐电解的情境导入，通过任务单引导学生探究钠的“暴脾气”，结合分层研学、实验观察（如切割钠）和原子结构分析，搭建从宏观现象到微观本质的学习支架。 其亮点是以科学探究与实践为主线，通过钠与水反应现象分析、钠与氯气等反应视频观察及双线桥法培养科学思维，结合化学观念设计典例与口诀小结。学生能提升探究能力，教师可高效实施素养教学。

第1课时 活泼的金属单质——钠 钠及其化合物 第1节 第二章 海水中的重要元素—钠和氯 人教版必修第一册 1 钠的化学性质 2 钠的存在与物理性质 1 学习内容导览 2 1. 通过从钠原子的微观结构、物质类别和氧化还原角度预测金属钠的物理性质及化学性质，认识钠具有金属的通性和强还原性。 2. 通过对比、类比等方法完成金属钠的相关实验，初步体验有序地、全面地、敏锐地观察实验现象，并能准确地进行语言描述，尝试对现象进行分析、归纳，了解科学探究的基本方法，培养初步的科学探究能力。 3. 通过对钠着火的处理，理解化学知识在公共危险性事故处理中的重要作用。 重点：钠与水、氧气的反应现象及原理。 难点：通过实验现象推理钠的化学性质，理解“活泼性”的含义。 素养锚定·课标定位 食盐是我们每天都要吃的调味品，它的主要成分是氯化钠。如果我问你：氯化钠里有什么元素？你一定能脱口而出——钠元素和氯元素。 但你能想象吗？从这勺普通的食盐里，通过电解可以提炼出一种‌银白色的金属‌，它遇到水会剧烈反应、四处游动甚至燃烧爆炸，它必须浸泡在煤油里才能保存，它在空气中放不了几分钟就会"生锈"…… 情境启思·任务缘起 同一种元素，为什么在食盐里温和得可以吃，变成单质后却如此"暴躁"？金属钠到底长什么样？它和水反应时究竟发生了什么？今天，就让我们亲手揭开这层神秘的面纱，认识这位藏在食盐里的"暴脾气"金属——‌钠‌。 情境启思·任务缘起 钠的存在与 物理性质 01 一、钠的存在与物理性质 你了解的含钠元素的物质有哪些？请从物质类别角度对它们进行分类 含钠物质 Na Na2O Na2O2 NaOH NaCl Na2CO3 Na2SO4 物质类别 钠元素在自然界中都以化合物形式存在 单质 氧化物 氧化物 碱 盐 盐 盐 分层研学·探理悟新 一、钠的存在与物理性质 任务一 钠的原子结构与存在 1.钠原子结构 Na Na+ 在化学反应中很容易失去1个电子。因此，钠的化学性质非常活泼，表现出很强的还原性。 分层研学·探理悟新 一、钠的存在与物理性质 2.钠元素的自然界中的存在形式 钠的性质活泼，在自然界中都以化合态的形式存在，如氯化钠(NaCl)，氢氧化钠(NaOH)，碳酸钠(Na2CO3)等，没有游离态的钠单质。 金属钠的发现者——戴维 在19世纪初，科学家们对电解化合物产生了浓厚的兴趣。英国著名化学家汉弗里·戴维此前已经成功利用电解法分离出了金属钾和金属钙。1807年，戴维将注意力转向了氢氧化钠（NaOH），当时被称为苛性碱。他设计了一个实验，使用电流电解氢氧化钠溶液。在实验过程中，他观察到当电流通过溶液时，会产生气泡和热量，同时在电极附近形成了一种闪亮的金属物质。这种金属物质就是戴维首次分离出来的金属钠。 分层研学·探理悟新 一、钠的存在与物理性质 任务二 认识钠的物理性质 【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。 切割钠 钠常常保存在石蜡油或煤油中 分层研学·探理悟新 一、钠的存在与物理性质 ①金属钠保存在煤油中 ②金属钠沉在煤油底部 ③金属钠常温下呈固态， ④钠可以用小刀切割，说明什么？ 观察瓶中的单质钠，你们发现了什么？ 熔点：97.8 ℃ 沸点：883 ℃ 密度：0.971 g/cm3 表明：金属钠的密度比煤油大 质软，硬度小 分层研学·探理悟新 一、钠的存在与物理性质 小结 实验结论：金属钠的物理性质 颜色 状态 硬度 密度的相对大小 熔点 银白色 固体 小 ρ(H2O) >ρ(Na)>ρ(煤油) 低 因为钠不与石蜡油和煤油反应，且钠的密度比石蜡油、煤油的大，所以可以把钠保存在石蜡油或煤油中；由于汽油易挥发，钠的密度小于四氯化碳，故不能保存在汽油或四氯化碳中。 分层研学·探理悟新 一、钠的存在与物理性质 例1 有关钠元素的说法正确的是 A．金属钠不可以用小刀切割 B．金属钠需要密封保存在煤油或石蜡油中 C．钠元素在自然界中主要以化合态的形式存在，少量以游离态的形式存在 D．实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中 B 典例剖析·逻辑释疑 一、钠的存在与物理性质 例2 某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠的性质有 ①钠比水的密度小 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 D 典例剖析·逻辑释疑 钠的化学性质 02 任务三 钠与氧气的反应 二、钠的化学性质 金属钠切面呈银白色 片刻后，切面迅速变暗 【思考】切开金属钠，可观察到切面呈银白色并有金属光泽，而暴露在空气中切面迅速失去光泽变暗，为什么？ 1. 常温下，钠与氧气的反应 分层研学·探理悟新 二、钠的化学性质 1.金属钠非常活泼，常温下与氧气可用快速反应，钠与煤油不反应，密度大于煤油，可以隔绝空气。因此实验室中要把钠保存在石蜡油或煤油中 2.实验剩余的金属钠必须放回原试剂瓶。 常温下，钠接触空气迅速变暗：钠与空气中的O2反应，生成Na2O，白色的Na2O覆盖在银白色的Na表面，就会变暗，从而使得切面失去金属光泽。 （氧化钠，白色固体） 4Na＋O2＝2Na2O 分层研学·探理悟新 二、钠的化学性质 【思考】两种物质反应的条件一定是唯一的吗？如果改变条件，产物是否会改变呢？如果加热，钠又会发生什么变化呢? 2. 加热下，钠与氧气的反应 【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。 (1) (2) (3) (4) 分层研学·探理悟新 二、钠的化学性质 钠受热后先熔化，然后与氧气剧烈反应，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体。这种淡黄色固体是过氧化钠（Na2O2） 化学性质——加热条件下钠与氧气的反应： ✪钠与O2反应，条件不同，现象不同，产物也不同。 稳定性规律：过氧化钠（Na2O2）比氧化钠（Na2O）更稳定，氧化钠在加热或长期暴露下可转化为过氧化钠。 分层研学·探理悟新 二、钠的化学性质 用双线桥标出钠在不同条件下与氧气反应电子转移的方向和数目，比较相同质量的两块钠完全反应转移电子的数目。 则相同质量的两块钠，分别发生上述反应，转移的电子数：①＝②。 思考 分层研学·探理悟新 任务四 钠单质还能与哪些非金属单质反应呢？ 二、钠的化学性质 观看钠与氯气、与硫单质反应的实验视频，记录实验现象，并书写化学方程式。 发出黄色的光，生成白烟，会产生黄色火焰 钠与硫混合研磨可发生爆炸 钠与氯气反应： 2Na+Cl2==2NaCl（白烟，火焰为黄色） Δ 钠与硫研磨化合时生成硫化钠 2Na+S===Na2S（火花四射，研磨时容易爆炸） 分层研学·探理悟新 二、钠的化学性质 （1）与氢气反应生成NaH：2Na＋H2 NaH（金属氢化物中，氢为-1价） （2）与氮气反应生成Na3N：6Na＋N2 2Na3N 阅读资料卡片——钠与其他非金属单质的反应 规律总结：钠是活泼金属，与非金属反应时均失去电子，作还原剂，体现强还原性，化合价由0价升高为+1价。 分层研学·探理悟新 任务五 钠与水的反应 二、钠的化学性质 【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。 Na + H2O 理论预测： (1)从物质组成的角度来看，钠含有Na元素，水含有 元素。 (2)从元素价态的角度来看，钠具有 性，水具有 性，二者发生氧化还原反应生成 和 。 H、O 还原 氧化 NaOH H2 分层研学·探理悟新 二、钠的化学性质 【实验探究】在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一块绿豆大小的钠放入水中，并从钠在水中的位置、钠的形状的变化、溶液颜色的变化等方面观察和描述实验现象并分析实验现象，你能得出哪些结论? 分层研学·探理悟新 二、钠的化学性质 钠与水反应的现象 解释 钠浮在水面上 钠的密度比水小 钠熔成闪亮的小球 钠熔点低，反应放热 钠在水面上迅速游动 有气体生成 发出嘶嘶的响声 反应剧烈 溶液变为红色 生成物质显碱性 浮 熔 游 响 红 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ 【实验现象】 分层研学·探理悟新 二、钠的化学性质 0.9%指是 什么物理量？ 根据实验现象，书写钠与水反应的化学方程式，并用双线桥分析其电子转移情况，指出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。同时改写成离子方程式 钠与水反应的实质是什么？ 钠与水反应的实质：钠置换水电离出的H+，Na作还原剂被氧化，H2O作氧化剂被还原，属于剧烈的放热置换反应。 钠与水剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气。 (1)化学方程式是2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑； 离子方程式是2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。 其中氧化剂为H2O，还原剂为Na。 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 失去2×e- 得到2×e- 思考 分层研学·探理悟新 讨论 二、钠的化学性质 金属钠如果不慎起火燃烧，能否用水进行灭火？若不能，应该采用什么正确的方法来处理？ 严禁用水灭火 安全原理与操作指南 ▍为何严禁用水？钠与水反应生成可燃性气体氢气，并伴随大量放热，足以引燃氢气造成爆炸；且钠的燃烧产物过氧化钠会与水反应生成氧气，加剧燃烧。 ▍实验安全铁律：① 钠块仅限绿豆大小，严禁贪多；② 反应时用玻璃片遮盖烧杯口，防液体溅出；③ 剩余钠务必放回原瓶，禁丢水槽；④ 若起火，立即用干燥沙土覆盖隔绝空气灭火。 分层研学·探理悟新 任务六 钠与酸、盐溶液的反应 二、钠的化学性质 【性质预测】 将一块绿豆粒大小的钠分别投入盛有稀盐酸的烧杯中，观察现象，试写出钠与稀盐酸反应的化学方程式？ ①反应特点：比与水反应更剧烈，源于酸中H+浓度远高于水 ②反应规律：先酸后水，钠优先与酸反应，酸耗尽后过量钠再与水反应 【实验现象】 钠与酸反应比与水反应剧烈。 2Na+2HCl===2NaCl+H2↑ 【化学反应】 先酸后水 1. 钠与酸的反应 分层研学·探理悟新 二、钠的化学性质 2. 钠与盐溶液的反应 【性质预测】 将一块绿豆粒大小的钠投入盛有CuSO4溶液的烧杯中，观察现象。请结合化学方程式分析产生上述现象的原因。 【实验现象】 钠浮在液面，熔成闪亮小球，四处游动并发出嘶嘶声；溶液中产生蓝色絮状沉淀，无红色固体析出。 反应实质：钠先与水反应生成NaOH和H2，NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀（即“先水后盐”规律） 先水后盐 分层研学·探理悟新 二、钠的化学性质 化学方程式： 分步：①2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ ②2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4 总反应：2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑ 结论：钠与盐溶液反应时，不能直接置换出金属单质，而是优先与水反应生成碱，碱再与盐发生复分解反应。 注意：K、Ca、Na等活泼金属不能从盐溶液中置换出其他金属。 分层研学·探理悟新 二、钠的化学性质 拓展延伸 (1)钠与盐溶液反应 先与水反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 再考虑氢氧化钠是否与盐发生复分解反应 (2)钠与熔融盐可发生置换反应 4Na＋TiCl4 ══ 4NaCl＋Ti 熔融 分层研学·探理悟新 二、钠的化学性质 小结 0.9%指是 什么物理量？ (1)共性。因为钠与不同的水溶液均能发生剧烈的反应，故有共同的现象产生。 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全；④响：反应中发出“嘶嘶”的响声。 (2)差异性。钠与酸溶液反应比与水反应剧烈，导致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)等。 分层研学·探理悟新 任务七 钠的用途 二、钠的化学性质 1. 钠与熔融盐反应：无水熔融条件下置换高熔点金属，工业冶炼的重要应用。 高温 2. 用作点光源，制作高压钠灯 3. Na-K合金作为原子反应堆的导热剂 钠受激发能够发出穿透力很强的黄色光，用来制造高压钠灯，常用于道路、机场、码头等场所的照明。 钠、钾的合金（Na‑K 合金）熔点低，常温下呈液态，具有良好的导热性能，能够快速传递热量，导出反应堆产生的大量热量。 核心规律：钠只有在无水、高温熔融状态下，才能置换出比它不活泼的金属(如钛、锆)。 工业制钛：TiCl4 + 4Na = 4NaCl + Ti（在惰性气体保护下进行，防止钠被氧化）。 分层研学·探理悟新 课后讨论 二、钠的化学性质 金属钠长期暴露于空气中，最终转化为何种物质？ 银白色 金属钠表面变暗 白色固体 吸水潮解 白色块状固体 白色粉末 O2 H2O H2O CO2 风化 Na Na2O NaOH NaOH溶液 Na2CO3·10H2O Na2CO3 分层研学·探理悟新 二、钠的化学性质 例1 Na与水、氧气、氯气等均能反应，下列说法中正确的是 A．金属钠着火时，可以用二氧化碳灭火器灭火 B．金属钠与氧气在常温下反应生成Na2O2，加热时二者反应生成Na2O C．金属钠与氯气反应产生白色烟雾 D．金属钠通常保存在煤油中以隔离氧气和水蒸气 D 典例剖析·逻辑释疑 二、钠的化学性质 例2 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　②H2SO4溶液　③Na2SO4溶液　④饱和澄清石灰水　⑤CuSO4溶液　⑥饱和NaCl溶液 A.①②④⑤ B.①④⑥ C.①④⑤ D.①④⑤⑥ B 典例剖析·逻辑释疑 二、钠的化学性质 例3 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 C 典例剖析·逻辑释疑 银白色固体 活泼的金属单质——钠 物理性质 化学性质 应用 硬度小、熔点低 与氧气反应： 常温：4Na+O2=2Na2O 加热：2Na+O2=Na2O2 与水反应：现象：浮、熔、游、响、红 原理：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 照明/冶炼/导热 密度比水小，比煤油大 与酸、盐溶液反应： 先酸后水；先水后盐 银白轻低软，传导热和电， 遇氧产物变，遇氯生白烟， 浮熔游响红，遇水记五点， 遇酸酸优先，遇盐水在前。 体系梳整·认知升华 1．列有关钠的存在形式、保存及取用方法的描述正确的是 A．钠在自然界中主要以化合态的形式存在，少量以游离态的形式存在 B．钠需要密封保存在煤油或石蜡油中 C．实验室中可直接用药匙取用钠 D．实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中 B 当堂诊学·成效校验 2．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 C 当堂诊学·成效校验 3．按如图所示进行相应实验(硫酸铜溶液显弱酸性)，下列有关它们反应现象的分析正确的是 A．均有可燃性气体生成 B．反应剧烈程度：甲＞乙＞丙 C．丙中钠能置换出单质铜 D．乙、丙中钠在液面下反应 A 当堂诊学·成效校验 4．我国科学家以CCl4和金属钠为原料，在700℃时反应制得钠米级金刚石粉末和NaCl，该成果被评价为“稻草变黄金”。下列说法正确的是 A．钠米级金刚石粉末是胶体 B．NaCl是电解质 C．CCl4在该反应中表现出还原性 D．Na也能从TiCl4溶液中置换出Ti B 当堂诊学·成效校验 5.现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2，装置如图所示。 请回答下列问题： (1)为完成实验应将装置丁接在装置　　　(填“甲乙”或“乙丙”)之间，且装置丁中盛放的试剂是　　　　。  甲乙 浓硫酸 当堂诊学·成效校验 5.现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2，装置如图所示。 (2)装置丙的作用是　　　 　。  (3)为制得更纯的Na2O2，应先　　　　，后　　 　　　。  (4)点燃酒精灯后，观察到装置乙中的现象为钠先熔化成闪亮的小球，后剧烈燃烧　　　　　 　　　　　(请把乙中现象补充完整)。  防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置乙中 通空气 点燃酒精灯 产生黄色火焰，生成淡黄色固体 当堂诊学·成效校验 感谢观看 更多练习见分层作业 人教版必修第一册 第一章 物质及其变化 45 2Na＋O2Na2O2 FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com $