2022高一化学教案第5讲 活泼金属 —“钠”.doc

第5讲 活泼金属 “钠”满分晋级 元素化合物1级活泼金属“钠”元素化合物6级钠及其化合物元素化合物13级金属元素钠及其化合物新课标剖析 高考要求内容要求层次具体要求常见金属元素能应用金属的活动顺序判断反应并解释相关现象通过生活中常见合金的组成及其重要应用，了解合金与金属在性能上的主要差异根据研究物质的思路和方法，掌握常见金属单质及其重要化合物的主要性质和应用5.1 金属单质钠知识点睛1. 钠的性质实验一：用镊子取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油后，用刀切下一块钠，这时可以看到钠的真面目：具有银白色光泽的金属，一段时间后，光泽变暗。从实验现象可以看出，钠是一种很软的金属（可以用刀切），且有着银白色金属光泽。而钠在常温下的化学性质就很活泼，能被空气中的氧气氧化（光泽变暗）：4Na + O2 = 2Na2O实验二：取一小块金属钠，用滤纸吸干煤油，放在坩埚里加热，观察发生的现象。 可以发现钠很快熔化，与氧气剧烈反应，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体Na2O2。从实验现象可以看出，钠的熔点较低，钠在加热后化学性质更加活泼，能和氧气剧烈反应：2Na + O2 Na2O2实验三：在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块钠（黄豆粒大小即可，吸干煤油）放入水中，观察发生的现象。我们可以发现：钠浮于水面，与水发生剧烈反应，放出热量，使钠很快熔成小球，四处游动，同时可以听到嘶嘶的响声，小球走过处溶液变成红色。金属钠与水反应的现象及分析：现 象结 论1.金属钠浮在水面上。说明钠的密度比水小。2.反应时金属钠熔成一个小球。说明反应是放热反应，而且金属钠的熔点较低。3.与水剧烈反应，金属钠在水面上四处游动，并发出“嘶嘶”的响声。说明反应时有气体生成，且反应剧烈。4.溶液变成红色。说明生成碱性物质。如果简单记它的现象，可用五个字概括：浮、熔、游、响、红。【注意】钠与水反应的热量有时能使钠和生成的氢气都发生燃烧甚至爆炸，做实验时必须小心，一定要在老师指导下进行。从实验现象可以具体看出钠的低密度（密度比水小）和低熔点（低于水的沸点），而钠在常温下就可以与水反应：2Na + 2H2O = 2NaOH + H2【思考】通过上面的学习，可以总结出钠的哪些物理性质？为什么我们要把钠保存在煤油里？钠除了与水反应，还能与酸反应，且反应更为剧烈（以钠与盐酸反应为例）2Na + 2HCl 2NaCl + H2【阅读·实验室安全】出于对实验描述“钠与水反应放出的热使钠熔化成小球”的实验现象的好奇心，哈密市一名高一学生不经过老师许可，在实验室悄悄切开一小块钠放在手上，准备带回家做实验。此时，这块钠在手上瞬间着火，该生当即把着火的钠扔到实验台上时发生燃烧爆炸，差一点炸伤眼睛。【思考】为什么钠会在该生的手上瞬间着火？ 钠原子的核外电子排布是怎样的？这对钠的化学性质会有什么影响？+11281钠的原子结构示意图是 ，最外层只有一个电子，很容易失去。因此钠是很强的还原剂，其化学性质很活泼。【思考】我国的先人很早就掌握了湿法炼铜技术（曾青得铁则化为铜），即用铁从硫酸铜中置换出铜。那么钠比铁更活泼，用钠与硫酸铜溶液反应，能否置换出铜？并说出理由。实验四：向一只盛有CuSO4溶液的大烧杯中加入黄豆粒大小的一小块金属钠，观察实验现象。钠与CuSO4溶液反应与水反应的现象相似，同样为“浮、熔、游、响”生成无色气体，不同的是有蓝色絮状沉淀。2Na+2H2O=2NaOH+H2，2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4【注意】常温下能与水反应的活泼金属与盐溶液反应时，应先考虑金属与水的反应。在无水条件下，比如在高温熔融状态下的反应结果可以是简单置换。比如工业上制金属钛的反应：TiCl4+4Na700-800Ti+4NaCl【总结】钠的物理性质：色状银白色、带金属光泽的固体熔点低（低于水的沸点）硬度质软密度小于水而大于煤油钠的化学性质：反应化学方程式与氧气4Na+O2=2Na2O2Na+O2Na2O2与水2Na + 2H2O=2NaOH+ H2与酸2Na + 2HCl 2NaCl + H2与CuSO4溶液2Na+2H2O=2NaOH+H22NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4二、制备及用途1 制备：因为钠单质的化学性质极其活泼，所以钠元素在自然界中都是以化合态存在的。制备钠单质通常采用的是电解熔融氯化钠。2NaCl（熔融）电解2Na + Cl22 用途： 制取钠的重要化合物，如Na2O2。 制取钠钾合金（液态）作原子反应堆的导热剂。 作还原剂冶炼某些不易制备的金属。如冶炼钛、铌、锆等。 用在发出黄色光的电光源上，比如多数城市的路灯都是钠蒸气灯。例题精讲考点1： 单质钠【例1】 下列关于金属钠的叙述，错误的是（ ）A很软，具有银白色光泽 B是电和热的良导体C比水的密度小，比煤油的密度大，熔点低于100D和AgNO3溶液反应可以置换出单质银【答案】D【例2】 钠与水反应时的现象与下列性质无关的是（ ）A钠的熔点低 B钠的密度小C钠的硬度小 D钠有强还原性【答案】C【例3】 取一小块钠放在玻璃燃烧匙里加热，下列实验现象正确的是（）金属先熔化在空气中燃烧火焰呈黄色燃烧时火星四射燃烧后生成淡黄色固体 燃烧后生成白色固体A B C D【答案】B【例4】 将一小块钠投入到盛有5mL饱和石灰水的试管里，不可能观察到的现象是（ ）A钠熔成光亮的小球，并在液面上四处游动 B有气体产生C溶液底部有银白色物质生成 D溶液变浑浊【答案】C【例5】 往烧杯内注入煤油和水各100mL，静置后将一小块钠投入烧杯内。（已知钠的密度介于煤油和水之间，且水和煤油互不相溶）发生的现象是（ ） A钠沉到液柱1/2处，钠块下部有许多气泡放出，附有气泡的钠块徐徐上升到液体表面，一会儿又沉到液柱1/2处，如此反复多次，最后消失B钠块一直沉到烧杯底部，并停留在杯底，放出气泡，最后消失C钠块浮在液柱表面上，很快熔成光亮的小球，小球四处浮动，最后消失D钠块沉到液柱1/2处，很快熔成一个闪亮的小球，小球在液柱1/2处沿水平方向迅速游来游去，最后消失【答案】A【例6】 将一小块钠投入到FeCl3溶液中，此时能观察到的现象是，有关反应的离子方程式是；用双线桥标出电子转移的方向和数目。【答案】金属钠浮在水面，四处游动并熔化成小球，发出嘶嘶声，溶液中生成红褐色沉淀。2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2，Fe3+3OH-=Fe(OH)35.2 钠的化合物知识点睛一、 钠的氧化物钠的氧化物主要有两种，即上面提到的氧化钠和过氧化钠。 氧化钠 过氧化钠1. 氧化钠：它是一种白色固体，可以与水和二氧化碳发生化合反应。Na2O + H2O = 2NaOH ；Na2O + CO2 = Na2CO3 同时氧化钠还会与氧气在加热的条件下反应生成过氧化钠。2. 过氧化钠：淡黄色固体，可以与水和二氧化碳发生反应，放出氧气。实验五：用胶头滴管向包有过氧化钠的脱脂棉滴水2-3滴，观察发生的现象。滴加之后可以发现，脱脂棉迅速着火。这是由于过氧化钠与水反应放出大量热，且同时生成的氧气起到了助燃作用，因此脱脂棉迅速着火燃烧。2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2在这个实验中，如果把滴水换成吹二氧化碳，一样可以使脱脂棉着火燃烧，其原理与和水反应是类似的。2Na2O2+2CO2=2Na2CO3 + O2【总结】过氧化钠是一种淡黄色粉末状物质。由于它能与水和二氧化碳反应放出氧气，所以它常被放入呼吸面具中，作为制取氧气的药品。因此过氧化钠要密闭保存，隔绝空气与水。【思考】以上关于钠的氧化物的反应哪些是氧化还原反应？并找出氧化还原反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。二、 钠的碳酸盐钠的两种碳酸盐在日常生活中都很常见，就是碳酸钠和碳酸氢钠。它们都是白色粉末状固体，大家根据初中学过的知识，如何来区别它们？1 物理性质碳酸钠（Na2CO3）俗称纯碱，也叫苏打，是一种易溶于水的白色粉末。 碳酸氢钠（NaHCO3）俗称小苏打，是一种白色细小晶体。碳酸钠比碳酸氢钠易溶于水，它们溶于水都会放热，水溶液都显碱性。2 与酸反应两种物质均与稀盐酸反应放出二氧化碳，但碳酸氢钠与稀盐酸反应要比碳酸钠与稀盐酸反应剧烈。Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2；NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO23 与碱（NaOH）反应碳酸钠与氢氧化钠不反应，只有碳酸氢钠与氢氧化钠溶液反应。NaHCO3 + NaOH= Na2CO3 + H2O4 与碱（Ca(OH)2）反应碳酸钠与碳酸氢钠都能与氢氧化钙溶液反应生成白色沉淀，但原理不同。Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2NaOH当碳酸氢钠过量时：2NaHCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O当碳酸氢钠不足时：NaHCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + NaOH + H2O5 与盐（CaCl2）反应碳酸钠与氯化钙反应生成白色沉淀CaCO3，而碳酸氢钠不与之反应。利用此方法可以鉴别二者。Na2CO3 + CaCl2 = 2NaCl + CaCO3 6 热稳定性及二者的相互转化碳酸钠受热不易分解；碳酸氢钠受热易分解，并放出二氧化碳。利用此方法可以鉴别二者。2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2但向碳酸钠溶液中通入二氧化碳可使其转化为碳酸氢钠。Na2CO3 + H2O + CO2 = 2NaHCO3【思考】如何鉴别Na2CO3与 NaHCO3呢? 加热固体看是否分解生成CO2，有气体生成的固体为NaHCO3。分别向等浓度的Na2CO3与 NaHCO3的溶液中滴加盐酸，先生成气体的是NaHCO3。分别向Na2CO3与 NaHCO3的溶液中加入CaCl2溶液，生成沉淀的是NaHCO3。例题精讲考点2： 钠的氧化物的性质【例7】 下列关于Na2O 和Na2O2的说法不正确的是（ ）ANa2O2比Na2O稳定 B均与水反应生成NaOH，同时生成气体CNa2O能被氧化成Na2O2D均可与CO2反应生成纯碱【答案】B【例8】 下列关于过氧化钠的说法中，不正确的是（ ）A是强氧化剂 B能与水反应生成碱和氧气C是白色固体 D能与二氧化碳起反应生成盐和氧气【答案】C【例9】 下列关于的叙述中，正确的是（ ）A可与水反应，所以可以作气体干燥剂B能与酸反应生成盐和水，所以是金属氧化物C与水反应时，是氧化剂，水是还原剂D与反应时，既不是氧化剂又不是还原剂【答案】BD【例10】 下列各组中的两种物质作用时，反应条件(温度反应物用量比)改变，不会引起产物的种类改变的是（） ANa和O2BNaOH和CO2CNa2O2和CO2DNaHCO3和Ca(OH)2 【答案】C【例11】 在一定条件下，将钠与氧气反应的生成物1.5 g溶于水，所得溶液恰好能被80 mL浓度为0.50 mol/L的HCl溶液中和，则该生成物的成分是（ ） ANa2OBNa2O2CNa2O和Na2O2D无法确定【答案】C【例12】 在潜水艇和消防员的呼吸面具中，Na2O2主要发生的化学方程式为 。在这个反应中，Na2O2为 剂（填“氧化”或“还原”）。反应前 色的Na2O2在反应后变为 色的 。某潜水艇上有50人，如果每人每分钟消耗的O2在标准状况下为0.84L，则一天需 kg Na2O2。【答案】2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2；氧化剂和还原剂；淡黄；白；Na2CO3；421.2 【例13】 在一定温度下，向饱和的烧碱溶液中放入一定量的过氧化钠粉末，充分反应后恢复到原来温度，下列说法正确的( ) A溶液中Na+浓度增大，有O2放出B溶液pH不变，有H2放出C溶液中Na+数目减少，有O2放出D溶液pH增大，有O2放出【答案】C【例14】 在甲乙丙丁四个烧杯中分别放入0.1 mol的钠氧化钠过氧化钠和氢氧化钠,然后各加入100 mL 水,搅拌,使固体完全溶解则甲乙丙丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是( ) A甲<乙<丙<丁B丁<甲<乙=丙C甲=丁<乙=丙D丁<甲<乙<丙 【答案】B考点3： 钠盐的性质【例15】 下列有关NaHCO3和Na2CO3的说法中正确的是（ ）A在水中溶解性：NaHCO3 Na2CO3 B二者都能与酸反应生成CO2C热稳定性；NaHCO3 Na2CO3 D二者在相同条件下可相互转化【答案】B【例16】 通常状况下，下列物质露置于空气中不会发生变化的是（ ）ANaHCO3 BNa2O2 CNa2CO3·10H2O DNaOH【答案】A【例17】 可用于判断碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是（ ）A加热时无气体放出B滴加盐酸时有气泡放出C溶于水后滴加稀溶液有白色沉淀生成D溶于水后滴加澄清石灰水有白色沉淀生成【答案】C【例18】 除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是（ ）A通入二氧化碳气体 B加入氢氧化钡溶液C加入澄清石灰水 D加入稀盐酸【答案】A【例19】 有A、B两个完全相同的装置，某学生分别在它们的侧管中装入1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3，A、B中分别有10 mL相同浓度的盐酸，将两个侧管中的物质同时倒入各自的试管中，下列叙述正确的是( ) AA装置的气球膨胀速率大B若最终两气球体积相同，则盐酸的浓度一定大于或等于2 mol/LC若最终两气球体积不同，则盐酸的浓度一定小于或等于1 mol/LD最终两试管中Na、Cl的物质的量一定相同 【答案】B【例20】 将0.4gNaOH和1.06g混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol·稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成的物质的量的关系的是（ ） A B C D【答案】C【例21】 分别向下列物质的水溶液中加入少量固体，不出现浑浊的是（） A溶液 B溶液 C饱和溶液 D饱和溶液【答案】D【例22】 某干燥粉末可能由，中的一种或几种组成，将该粉末与足量的盐酸反应，有气体放出，通过足量的溶液后体积缩小（相同条件下测定）。若将原混合物粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，最后所得剩余固体的质量大于原混合粉末的质量。下列判断正确的是（） A粉末中一定含有 B粉末中一定不含有和 C粉末中一定不含有和 D无法确定粉末中是否含有和【答案】D