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1、第二章 海水中的重要元素第一节 钠及其化合物第一课时 活泼的金属单质钠目录Contents02.钠的原子结构与化学性质01.钠的存在与物理性质01钠的存在与物理性质钠的存在与物理性质01011、存在:(1)已发现的100多种元素中,大约4/5是金属元素;(2)形式:化合态:活泼金属游离态:极少数不活泼的金属(Ag、Au、Cu、Pt等)2、钠元素在自然界都以化合物的形式存在,如NaCl、Na2CO3、Na2SO4等。钠的存在与物理性质01013、钠的物理性质:钠为银白色固体,密度为0.917gcm-3,比水的密度小;熔点较低,硬度小,用小刀可以切割。02钠的原子结构与化学性质0202钠的原子结构
2、与化学性质钠原子的结构示意图为 ,最外层只有1个电子,在化学反应中容易失电子,表现很强的还原性。1钠与非金属单质反应:(1)钠与氧气的反应新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗。将钠块投入热坩埚中,钠先融化成小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体。0202钠的原子结构与化学性质(2)钠除与O2反应外,钠还可以与Cl2在加热条件下反应,化学方程式为2NaCl2 2NaCl。=2钠与H2O反应:根据氧化还原反应规律,预测Na与H2O反应的生成物为NaOH、H2。(1)操作:0202钠的原子结构与化学性质(2)现象及结论现象现象原因原因钠浮在水面上钠浮在水面上钠的密度比水钠的密度比
3、水_熔成闪亮的小球熔成闪亮的小球钠的熔点钠的熔点_且反应且反应_热热钠在水面上迅速游动钠在水面上迅速游动反应产生反应产生_推动钠游动推动钠游动发出发出“嘶嘶嘶嘶”声响声响钠与水反应剧烈钠与水反应剧烈溶液变红溶液变红反应生成反应生成_物质物质低低小小放放气体气体碱性碱性0202钠的原子结构与化学性质思考:教材中描述“把一块绿豆大的钠放入水中”,实验中取“绿豆大”的钠的目的是什么?钠与水的反应剧烈,取“绿豆大”的钠可以保证实验的安全性,若颗粒过大会发生爆炸。0202钠的原子结构与化学性质一、钠露置在空气中的变化一块金属钠暴露在空气中较长的时间会出现如下现象。银白色金属钠表面变暗出现白色固体表面变成
4、溶液白色块状物质白色粉末状物质0202钠的原子结构与化学性质钠在空气中的变化(1)上述过程中钠表面变暗的原因是什么?(2)上述过程中出现白色固体是什么?该过程表现含钠反应物的什么性质?(3)写出上述过程中出现白色块状物质发生的化学反应方程式。钠与氧气反应生成白色固体钠与氧气反应生成白色固体NaNa2 2O O,失去金属光泽。,失去金属光泽。NaOHNaOH。NaNa2 2O O与水反应生成与水反应生成NaOHNaOH,表现碱性氧化物的性质。,表现碱性氧化物的性质。2NaOH2NaOHCOCO2 2=Na=Na2 2COCO3 3H H2 2O O,NaNa2 2COCO3 310H10H2 2
5、O=NaO=Na2 2COCO3 310H10H2 2O O。0202钠的原子结构与化学性质总结:钠长期暴露在空气中,最终转化为Na2CO3,变化过程的现象及主要反应如下:0202钠的原子结构与化学性质PS:(1)钠与氧气反应产物不同是由于反应条件不同,碳与氧气反应产物不同是由于氧气的量不同;(2)空气中的CO2的量很少,故CO2与氢氧化钠反应只能生成碳酸钠,不能生成碳酸氢钠。0202钠的原子结构与化学性质思考:(1)钠单质暴露在空气中会不会有Na2O2生成?(2)钠与氧气反应时,条件不同,生成物不同,消耗等质量的钠,得到不同反应物时,转移电子数相同吗?钠只有在加热条件下才会与O2反应生成Na
6、2O2,故钠单质暴露在空气中不会有Na2O2生成。相同。消耗等质量的钠,失去的电子的个数相同,与产物无关。0202钠的原子结构与化学性质二、钠与水、酸、碱、盐溶液的反应的实质某同学为了探究钠单质与盐的反应,进行了以下两个实验:实验一:将一块钠投入CuSO4溶液中,实验现象为钠立即熔为小球,并浮在水面四处游动,伴有嘶嘶的声响,同时溶液中有蓝色沉淀生成。0202钠的原子结构与化学性质实验二:如图,在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔化时,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。(1)请解释实验一中现象并写出有关化学方程式。0202钠的原子结构与化学性质钠投入
7、CuSO4溶液中,Na先与H2O反应生成NaOH和H2:2Na2H2O=2NaOHH2;生成的NaOH与CuSO4反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2:2NaOHCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4。0202钠的原子结构与化学性质(2)请解释实验二中,是否发生了置换反应?上述反应能否证明钠可以从CuSO4溶液中置换出铜?能否说明钠比铜活泼?(3)试分析钠单质与盐溶液反应的顺序,Na与盐反应冶炼金属的条件?实验中有红色物质生成,说明熔融的钠将硫酸铜中的铜置换出来并且放出热实验中有红色物质生成,说明熔融的钠将硫酸铜中的铜置换出来并且放出热量,属于置换反应,钠作还原剂,硫酸铜作氧化剂,说明钠比铜活泼。但
8、不量,属于置换反应,钠作还原剂,硫酸铜作氧化剂,说明钠比铜活泼。但不能证明钠可以从能证明钠可以从CuSOCuSO4 4溶液中置换出铜。溶液中置换出铜。钠单质与盐溶液反应时,先与水反应生成氢氧化钠和氢气,再考虑氢氧化钠钠单质与盐溶液反应时,先与水反应生成氢氧化钠和氢气,再考虑氢氧化钠是否与盐发生复分解反应;是否与盐发生复分解反应;NaNa与盐反应冶炼金属必须在无水条件下进行,即与盐反应冶炼金属必须在无水条件下进行,即熔融状态下。熔融状态下。0202钠的原子结构与化学性质总结:1.与酸溶液反应:0202钠的原子结构与化学性质2.与碱溶液反应:其实质是钠与水反应:如钠氢氧化钠的反应,即钠与水的反应。
9、3.与盐溶液反应:0202钠的原子结构与化学性质PS:(1)过量钠与酸溶液反应时,钠先与酸反应,再与水反应,最后消耗完。(2)钠能与任何水溶液反应。不要认为盐不能与氢氧化钠反应,就不能与钠反应。0202钠的原子结构与化学性质思考:(1)钠投入FeCl3溶液中有什么现象出现?(2)“钠不与氯化钠溶液反应”这种说法正确吗?金属钠投入FeCl3溶液中,先与水反应,钠熔化成银白色小球,浮在水面上游动,听到嘶嘶声;然后再发生3NaOH FeCl3=Fe(OH)33NaCl,产生红褐色沉淀。不正确。钠不与氯化钠反应,但钠与溶剂水发生氧化还原反应。0303随堂训练关于钠元素的单质及其化合物的叙述不正确的是(
10、)A钠,银白色,质软,熔点相对较低,密度比水小B大量的钠着火时可以用沙子扑灭,少量的钠应保存在煤油中C金属钠在空气中长期放置,最终变为碳酸钠D氧化钠和过氧化钠都是白色固体D0303随堂训练取一支大试管,加入20 mL饱和澄清石灰水(1.6 gcm3),再加入5 mL苯(0.87 gcm3),静置后缓慢加入绿豆粒大小的钠块(0.971 gcm3)。下列实验现象中,能观察到的有()钠在饱和澄清石灰水层反应并四处游动有气体产生溶液变浑浊钠在石灰水与苯的界面处反应并上下跳动钠停留在苯层不反应钠块最后消失ABCDB0303随堂训练取一块金属钠放在燃烧匙里加热,下列关于该实验现象的描述不正确的是()A金属
11、钠先熔化B燃烧时火焰为黄色C燃烧后生成白色固体D燃烧后生成淡黄色固体C0303随堂训练将钠和碳分别置于如图所示的两个盛满氧气的集气瓶中,燃烧完毕冷却至室温后,打开装置中的两个弹簧夹,这时观察到的现象是()A水不进入任何一瓶B水进入左瓶C水进入右瓶 D水同时进入两瓶B0303随堂训练下列某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中,此实验能证明()钠的密度比水的小钠的熔点较低钠与水反应时放出热量钠与水反应后的溶液呈碱性ABC DD0303随堂训练钛和钛的合金大量用于航空工业,有“空间金属”之称;金属钛可由反应TiCl44Na=高温 4NaClTi制得。对于反应,下列说法正确的是()A该反应说明钠是强还原剂
12、,可用于冶炼金属B该反应条件是TiCl4在熔融状态或水溶液中 CTi是氧化剂 DTiCl4是还原剂 A0303随堂训练根据你对金属钠性质的了解,回答下列问题:(1)关于钠的叙述中,正确的是_(填字母)。A钠是银白色金属,硬度很大B将金属钠放在石棉网上,用酒精灯加热后金属钠剧烈燃烧,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0303随堂训练(2)由于金属钠很容易跟空气中的_、_等物质反应,通常将它保存在_里。(3)将一小块钠投入下列溶液中,既能产生气体又会出现白色沉淀的是_(填字母)。A稀硫酸B硫酸铜溶液C氢氧化钠溶液 D氯化镁溶液0303随堂训练(4)为粗略测
13、定金属钠的相对原子质量,设计的装置如图所示,该装置(包括水)的总质量为ag,将质量为bg的钠(不足量)放入水中,立即塞紧瓶塞。完全反应后再称量此装置的总质量为cg。列出计算钠相对原子质量的数学表达式_(用含有a、b、c的算式表示)。无水氯化钙的作用_。0303随堂训练解析:(1)钠是银白色金属,硬度很小,可以用小刀切,故A错误;钠在空气中燃烧产物是淡黄色的过氧化钠,故B正确;钠在空气中燃烧产物是淡黄色的过氧化钠,不是氧化钠,故C错误;金属钠的熔点很低,故D错误;(2)钠性质很活泼,易和水、氧气反应,所以保存钠时要隔绝空气和水,钠和煤油不反应,且密度大于煤油,所以保存钠可以放在煤油中;(3)A.
14、钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和氢气,没有沉淀产生,A不选;B.钠投入硫酸铜溶液中,首先和水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,但沉淀不是白色的,而是蓝色的,B不选;C.钠投入氢氧化0303随堂训练钠溶液中生成氢氧化钠和氢气,没有沉淀,C不选;D.钠投入氯化镁溶液中生成氯化钠、氢氧化镁白色沉淀和氢气,D选。(4)金属Na与水发生反应放出氢气的质量agbgcg(abc)g,其相对原子质量为M,金属钠与水反应放出氢气的关系如下:2Na H22M 2b g (abc)g解得Mb/(abc);0303随堂训练氯化钙具有吸水能力,是常用的干燥剂,在装置中吸收生成氢气中的水,而
15、防止水分流失。答案:(1)B(2)氧气水蒸气煤油(3)D(4)b/(abc)吸收H2中所含的水蒸气0303随堂训练金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的,这个原理应用于工业生产,约在1891年才获得成功。1921年实现了电解氯化钠制钠的工业方法,其反应原理是2NaCl(熔融)=2NaCl2。回答下列有关单质钠的问题:(1)保存金属钠的正确方法是_。A放在棕色瓶中B放在细沙中C放在水中 D放在煤油中电解0303随堂训练(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部,用酒精灯加热充分反应(如图所示),请写出该反应的化学方程式_,生成物的颜色为_。(3)Na、NaOH久置空气中最终都是变为_(填化学式)。(4)将一小块金属钠投入CuCl2溶液中,发生反应的方程式为_。0303随堂训练【解析】(1)钠是很活泼的金属元素,其单质极易与水或氧气反应,又因为钠的密度小于水而大于煤油,因此钠通常保存在煤油中。(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部,加热,反应方程式为2NaO2=Na2O2。过氧化钠为淡黄色固体。(3)Na、NaOH久置空气中最终都是变为碳酸钠,化学式为Na2CO3。(4)将一小块金属钠投入CuCl2溶液中,首先钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,然后氢氧化钠与氯化铜发生复分解反应,发生反应的方程式为2NaCuCl22H2O=Cu(OH)2H22NaCl。0303随堂训练
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