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
新教材 必修1 人教版
你知道吗?
2026年是钠电池商业化元年
1.预测金属钠的物理/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.能用化学方程式、离子方程式正确地表示钠的主要化学性质。
学习目标
课本 P22
学案 P1
思考与讨论
课本 P34学案 P1
【思考1】可以从哪些角度预测钠的物理性质、化学性质?
资料卡片
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。
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。
切割钠
钠常常保存在石蜡油或煤油中
任务一
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。
课本 P34学案 P1
【思考】观察瓶中的单质钠,你们发现了什么?
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
表明:金属钠的密度比煤油大
质软,硬度小
④钠可以用小刀切割,说明什么?
切割钠
钠常常保存在石蜡油或煤油中
课本 P34学案 P1
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。
实验结论
钠的物理性质:
熔点:97.8 ℃
沸点:883 ℃
密度:0.971 g/cm3
新切开的钠在空气中“切面为什么很快变暗?”
思考
学习/探究钠的化学性质
课本 P34-35学案 P1
常温下在空气中很快“变暗”(白色),这是因为钠与氧气发生反应生成Na2O
4Na + O2 == 2Na2O
0
0
+1
-2
失去4e-,化合价升高,被氧化
得到4e-,化合价降低,被还原
还原剂
还原性
1.钠与氧气发生反应
①常温下:4Na+O2=2Na2O
钠与氧气加热下发生怎样的变化?
任务二
实验探究钠的化学性质
课本 P35学案 P1
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2-2】
实验现象: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。
0
0
+1
-1
失去2e-,化合价升高,被氧化
得到2e-,化合价降低,被还原
△
2Na +O2 == Na2O2 (淡黄色)
还原剂
还原性
汇总对比
1.钠与非金属单质的反应
学案 P1
(1)钠与氧气的反应
条件 常温 加热
实验步骤
实验现象 新切开的钠具有 色的金属光泽,在空气中很快______ 钠先 ,然后剧烈燃烧,火焰呈 ,生成______
固体
银白
变暗
熔化
黄色
淡黄色
汇总对比
1.钠与非金属单质的反应
学案 P1
(1)钠与氧气的反应
结论 ①物理性质:钠具有 色的金属光泽,硬度 ,熔点 ,密度大于煤油,通常保存在 或 中
②钠与氧气的反应(写出反应的化学方程式):
常温下: (Na2O为 色)
加热时: (Na2O2为 色)
反应条件不同,钠与氧气反应的产物不同
银白
小
低
煤油
石蜡油
4Na+O2===2Na2O
白
淡黄
思考
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。
思考与讨论
1.钠与非金属单质的反应
钠单质还能与哪些非金属单质反应呢?
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)
课本 P35学案 P1
类比学习
学案 P2
基于物质类别研究物质性质,钠还可以发生什么反应?
实验探究钠的化学性质
Fe
Fe+CuSO4 FeSO4+Cu
Fe+2HCl FeCl2+H2↑
3Fe+2O2 Fe3O4
点燃
金属
单质
金属+氧气→金属氧化物
金属 + 酸 → 盐 + 氢气
金属 + 盐 → 新盐 + 新金属
钠与酸能反应吗?
2NaCl +H2↑
2Na+2HCl
3.钠与酸的反应
实质:2Na+2H+=2Na++H2↑
任务三
探究钠与水的反应
课本 P35学案 P1
【预测】类比预测钠与水反应的生成物。
Na + H2O
化合价升高,失2e-
化合价降低,得2e-
2NaCl + H2↑
Na + 2HCl
Na + H2O →
0
Na
+1
+1
-2
H2↑
0
OH
化合价降低
化合价升高
+
预测的反应产物为:NaOH和H2
如何设计实验
验证产物?
任务三
探究钠与水的反应
课本 P36学案 P2
实验探究钠与水反应的现象,并验证产物。
【实验】
在烧杯中加入一些水,滴入几滴酚酞溶液,然后把一块绿豆大的钠放入水中。
钠与水的反应
探究
【注意】记录实验现象,并解释产生现象的原因
任务三
探究钠与水的反应
课本 P36学案 P2
4.钠与水的反应
⑴实验现象及结论
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(H2)产生
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↑
钠与酸反应比与水反应剧,,源于酸中H+浓度远高于水
如果钠过量,钠把酸反应完之后,再与水反应。
注:在酸溶液中,先酸后水
【思考】对比钠与酸的反应,观察现象,有何发现?
拓展
【思考】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。
课本 P36学案 P2
用干燥的沙土灭火
思考与交流
【思考】钠能否从CuSO4溶液中置换出单质铜?推测可能出现的现象。
课本 P36学案 P2
5.钠与盐的反应
活泼金属能把不活泼金属从其盐溶液中转换出来
❓猜想️
思考:如果向硫酸铜溶液中加入更加活泼的金属钠,会发生什么反应呢?可以直接置换出铜吗?
思考与交流
课本 P36学案 P2
5.钠与盐的反应
实验现象
反应方程式
①
②
总反应:①+②
浮、熔、游、响,产生蓝色沉淀
钠与硫酸铜溶液反应,实际上是先与水反应生成氢氧化钠和氢气,产生的氢氧化钠再与硫酸铜溶液发生复分解反应。
注:在盐溶液中,先水后盐
小结
钠与溶液的反应
遇水记五点:浮熔游响红。遇酸酸优先,遇盐水在前。
钠的用途
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)。
知识总结
方法总结
整理笔记
本节课对应的作业卷
作业
钠 作业卷P1
钠 作业卷P2
钠 作业卷P4
2Na+O2Na2O2
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