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    高中化学苏教版 (2019)必修 第一册第二单元 金属钠及钠的化合物学案设计

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    这是一份高中化学苏教版 (2019)必修 第一册第二单元 金属钠及钠的化合物学案设计,共11页。

    2.学会用钠原子结构分析钠的化学性质的思维方式。
    3.了解钠的氧化物的性质与用途。
    图说考点
    学业基础——自学·思记·尝试
    [新知预习]
    一、金属钠的性质与应用
    1.钠元素的存在和钠的原子结构
    (1)存在:
    自然界中钠元素都以1 存在,如2 、3 和
    4 等。
    (2)原子结构:
    ①钠原子结构示意图为5 ;
    ②钠原子结构和性质的关系:容易6 最外层的7 个电子,表现强8 性。
    2.钠单质的物理性质
    3.钠的化学性质
    (1)钠与氧气反应:
    ①常温下,将一块金属钠用小刀切开,断面呈 eq \(□,\s\up1(14)) 色,片刻后断面变 eq \(□,\s\up1(15)) ,反应方程式为:
    eq \(□,\s\up1(16)) ________________________________________________________________________。
    ②加热:钠在空气中剧烈燃烧,产生 eq \(□,\s\up1(17)) 火焰,反应方程式为: eq \(□,\s\up1(18)) ________________________________________________________________________。
    (2)钠与水反应:
    (3)钠与熔融的金属卤化物反应:
    钠与TiCl4反应的化学方程式为:
    eq \(□,\s\up1(27)) ________________________________________________________________________。
    4.钠的用途和制备
    (1)用途:
    ①冶炼金属,如:钛、锆等。
    ②高压钠灯:其特点是黄光射程远,透雾能力强。
    ③钠钾合金:常温下是液体,可用于原子反应堆作热交换剂。
    (2)制备:
    电解熔融NaCl,反应方程式为:
    eq \(□,\s\up1(28)) ________________________________________________________________________。
    二、氧化钠和过氧化钠的性质
    1.氧化钠
    eq \(□,\s\up1(29)) 色 eq \(□,\s\up1(30)) 性氧化物,与H2O、酸(HCl)反应的方程式分别为: eq \(□,\s\up1(31)) , eq \(□,\s\up1(32)) 。
    2.过氧化钠
    (1) eq \(□,\s\up1(33)) 色过氧化物,与H2O、CO2反应的方程式分别为 eq \(□,\s\up1(34)) 、 eq \(□,\s\up1(35)) 。
    (2)Na2O2常用作 eq \(□,\s\up1(36)) 剂和 eq \(□,\s\up1(37)) 剂。
    [即时自测]
    1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”
    (1)钠元素在自然界以游离态形式存在。( )
    (2)金属元素在自然界都以化合态形式存在。( )
    (3)钠与氧气反应只能得到一种产物。( )
    (4)钠与水反应是置换反应。( )
    (5)过氧化钠为淡黄色固体。( )
    (6)Na2O2有漂白性。( )
    (7)Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶1。( )
    2.下列关于钠的性质叙述中,不正确的是( )
    A.切下一小块钠,投入水中,钠熔成小球,说明钠与水反应有热量放出
    B.从钠能与水反应可推知钠也能与盐酸反应
    C.钠在空气中燃烧生成氧化钠
    D.切开一块钠,呈银白色,很快变暗,说明钠常温下能与氧气反应
    3.金属钠投入水中发生剧烈反应,并有氢气生成,装运金属钠的包装箱应贴的图标是( )
    4.Na2O和Na2O2在下列哪一点性质上是相似的( )
    A.颜色 B.水溶液的酸碱性
    C.氧化性 D.漂白性
    5.根据你对金属钠性质的了解,回答下列问题。
    (1)下列关于钠的叙述中,正确的是 。
    A.钠是银白色金属,密度比水的大
    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,发出黄色火焰,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
    (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,以使它与 等隔绝。
    核心素养——合作·探究·分享
    钠的化学性质应用分析
    [例1] 将适量金属钠投入下列溶液中,有气体放出,但无沉淀生成的是( )
    注意对比分析钠与水反应和钠与酸、碱、盐溶液反应现象的相似和差异。
    A.盐酸
    B.饱和氢氧化钠溶液
    C.FeCl3溶液
    D.CuSO4溶液
    [提升1] 将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化:表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体(粉末),下列有关叙述中不正确的是( )
    A.表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠
    B.“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的H2O在表面形成了溶液
    C.最后变成碳酸钠粉末
    D.该过程中的所有化学反应均为氧化还原反应
    关键能力
    钠与酸反应
    2Na+2HCl===2NaCl+H2↑
    2Na+2H+===2Na++H2↑
    钠与酸电离出的H+反应,所以比与水反应更剧烈。
    1.钠露置在空气中的变化过程分析
    金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末,此过程中的主要变化与现象有:
    发生的主要变化的化学方程式为:
    ①4Na+O2===2Na2O
    ②Na2O+H2O===2NaOH
    ④2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,
    Na2CO3+10H2O===Na2CO3·10H2O
    ⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O
    2.钠与盐溶液的反应
    钠与盐溶液反应时,首先与水反应生成NaOH,然后NaOH与盐发生复分解反应(若氢氧化钠不与盐反应,则只有钠与水的反应)。
    如Na与CuSO4溶液的反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ 2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
    总反应式为:2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。
    Na2O2的性质应用
    分析过氧化钠的性质,一定要分析O eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(2)) 离子中氧元素的价态。
    [例2] (双选)对于反应:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,下列说法中正确的是( )
    A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂
    B.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
    C.该反应中电子转移的数目为4e-
    D.每有18 g H2O与足量Na2O2反应,则固体增重2 g
    Na2O2与CO2反应后固体的增重,可看作参加反应的“CO2”中“CO”的质量,Na2O2与H2O反应后固体的增重,可看作参加反应的“H2O”中“H2”的质量。
    [提升2] 在一定条件下,使CO和O2的混合气体26 g充分反应,所得混合物在常温下跟足量的Na2O2固体反应,结果固体增重14 g,则原混合气体中O2和CO的质量比可能是( )
    A.9∶4 B.1∶1
    C.7∶6 D.6∶7
    关键能力
    Na2O2与CO2、H2O反应的3个重要关系
    学考评价——夯实·测控·演练
    1.金属钠着火时,能用来灭火的是( )
    A.水 B.湿抹布盖灭
    C.干沙 D.泡沫灭火剂
    2.(双选)将一小块金属钠投入下列物质的水溶液中,既能生成气体,又能生成沉淀的是( )
    A.MgSO4 B.BaCl2
    C.H2SO4 D.CuCl2
    3.钠跟水的反应现象的表述错误的是( )
    A.Na浮于水面上 B.Na熔成小球
    C.Na四处游动 D.水溶液变红
    4.下列关于钠的说法正确的是( )
    A.金属钠与氧气反应,条件不同,产物不同
    B.金属钠着火可用水扑灭
    C.少量的钠可保存在汽油中
    D.钠的化学性质活泼,可从CuSO4溶液中置换出Cu
    5.钠的氧化物有氧化钠和过氧化钠两种。
    (1)写出过氧化钠与水及二氧化碳反应的化学方程式,并分析电子转移的方向和数目,指出氧化剂、还原剂。
    ________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________
    (2)在呼吸面具和潜水艇里,用作氧气来源的物质是 。
    A.H2O2 B.Na2O2
    C.KClO3 D.KMnO4
    (3)把Na2O2投入到少量紫色石蕊溶液中,有什么现象?如何解释?
    ________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________
    练后感悟
    氧化钠和过氧化钠的比较
    第二单元 金属钠及钠的化合物
    第1课时 钠的性质与制备
    学业基础
    新知预习
    化合态 氯化钠 碳酸钠 硫酸钠  失去 1 还原 银白 eq \(□,\s\up1(10)) 固 eq \(□,\s\up1(11)) 软 eq \(□,\s\up1(12)) 小 eq \(□,\s\up1(13)) 低 eq \(□,\s\up1(14)) 光亮的银白 eq \(□,\s\up1(15)) 暗 eq \(□,\s\up1(16)) 4Na+O2===2Na2O eq \(□,\s\up1(17)) 黄色 eq \(□,\s\up1(18)) 2Na+O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) Na2O2 eq \(□,\s\up1(19)) 浮 eq \(□,\s\up1(20)) 小球 eq \(□,\s\up1(21)) 四处游动 eq \(□,\s\up1(22)) 红 eq \(□,\s\up1(23)) 小 eq \(□,\s\up1(24)) 低 eq \(□,\s\up1(25)) 放出 eq \(□,\s\up1(26)) 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ eq \(□,\s\up1(27)) TiCl4+4Na eq \(=====,\s\up7(700~800 ℃)) Ti+4NaCl eq \(□,\s\up1(28)) 2NaCl eq \(=====,\s\up7(电解)) 2Na+Cl2↑ eq \(□,\s\up1(29)) 白 eq \(□,\s\up1(30)) 碱 eq \(□,\s\up1(31)) Na2O+H2O===2NaOH eq \(□,\s\up1(32)) Na2O+2HCl===2NaCl+H2O eq \(□,\s\up1(33)) 淡黄 eq \(□,\s\up1(34)) 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ eq \(□,\s\up1(35)) 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 eq \(□,\s\up1(36)) 漂白 eq \(□,\s\up1(37)) 供氧
    即时自测
    1.答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)×
    2.答案:C
    3.答案:C
    4.答案:B
    5.解析:通过外观和钠与氧气反应的实验现象可知,钠的物理性质有:银白色、密度小、熔沸点低、质软、能导电、导热等,作为活泼的金属,钠易与O2等发生化学反应。(1)A选项中钠的密度比水的小,错误;C选项中有关钠在空气中燃烧的产物说法有误;D选项中有关金属钠熔点的描述不符合事实。只有B项正确。
    (2)由于金属钠很活泼,很容易跟空气中的氧气等物质反应,因此保存时应隔绝空气,通常保存在煤油里,这是因为钠的密度大于煤油的密度且钠与煤油不反应,钠在煤油中沉在底部而避免了与空气接触。
    答案:(1)B (2)氧气 煤油 氧气
    核心素养
    例1 【解析】 钠与水溶液反应均放出氢气;A项,发生反应为2Na+2HCl===2NaCl+H2↑,只有气体无沉淀;B项,NaOH溶液是饱和溶液,投入钠后,消耗水,析出氢氧化钠晶体;C项,钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与FeCl3反应产生氢氧化铁沉淀;D项,钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与CuSO4反应产生氢氧化铜沉淀。
    【答案】 A
    提升1 解析:钠露置在空气中表面迅速变暗,是因为Na与O2反应生成了Na2O,Na2O与水反应生成NaOH,NaOH又吸收空气中的H2O和CO2,生成Na2CO3·10H2O,Na2CO3·10H2O逐渐风化脱水,最后变成Na2CO3粉末,该过程中只有钠的氧化是氧化还原反应,D错误。
    答案:D
    例2 【解析】 在Na2O2与H2O的反应中,Na2O2中-1价氧元素原子之间发生电子转移,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,电子转移的数目为2e-。根据元素守恒,固体增重质量等于参加反应的水中氢元素的质量,即18 g H2O参加反应,固体增重2 g。
    【答案】 BD
    提升2 解析:由反应2CO+O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) 2CO2,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2可推得CO+Na2O2===Na2CO3,所以固体增加的质量为原来CO的质量。则原混合气体中CO为14 g,O2为12 g, eq \f(m(O2),m(CO)) = eq \f(6,7) 。
    答案:D
    学考评价
    1.解析:钠着火时,不能用水、湿抹布或泡沫灭火剂灭火,因为钠跟水剧烈反应产生可燃性气体——氢气。钠或钾着火时一般用干沙覆盖。
    答案:C
    2.答案:AD
    3.解析:加入酚酞溶液才会变红。
    答案:D
    4.解析:钠与氧气反应,在常温下生成Na2O,在加热时生成Na2O2,故A项对;若钠着火用水扑灭,钠与水反应生成可燃性气体H2,且水与钠燃烧的产物Na2O2反应生成O2,使燃烧更剧烈,故B项错;由于汽油易挥发且易燃烧,故C项错;由于钠与盐溶液反应时,首先是钠与水发生反应,生成的NaOH再与盐溶液反应,故D项错。
    答案:A
    5.解析:(1)过氧化钠与水及二氧化碳的反应中,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂。
    (2)因为Na2O2与CO2和水反应均可产生O2,故在呼吸面具和潜水艇里Na2O2用作O2来源的物质。
    (3)Na2O2具有强氧化性,可以使有机色质褪色。
    答案:(1)
    上述两反应中,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
    (2)B
    (3)石蕊溶液先变为蓝色,后变为无色。Na2O2与水反应生成的NaOH使石蕊溶液由紫色变为蓝色;Na2O2具有强氧化性、漂白性,因此片刻后,溶液由蓝色变为无色
    颜色
    状态
    质地
    密度
    熔点
    9 色
    eq \(□,\s\up1(10)) 态
    eq \(□,\s\up1(11))
    eq \(□,\s\up1(12)) 比水
    eq \(□,\s\up1(13)) 较
    实验操作
    实验现象
    钠 eq \(□,\s\up1(19)) 在水面上;熔成闪亮的 eq \(□,\s\up1(20)) ;在水面上 eq \(□,\s\up1(21)) ,发出嘶嘶的响声,最后消失;溶液由无色变为 eq \(□,\s\up1(22)) 色
    实验结论
    钠的密度比水的 eq \(□,\s\up1(23)) ,熔点比较 eq \(□,\s\up1(24)) ,与水剧烈反应 eq \(□,\s\up1(25)) 热量,反应方程式为: eq \(□,\s\up1(26)) ________________________________________________________________________
    两个反应
    2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2 2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑
    电子转
    移关系

    固体质
    量关系
    ①2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 Δm(固体)
    2×78 g 2×44 g 2×106 g 56 g
    ②2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ Δm(固体)
    2×78 g 2×18 g 4×40 g 4 g
    气体体
    积关系
    同温(大于100 ℃)、同压下,若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2时,气体体积的减少量或原混合气体(或单一气体)体积的 eq \f(1,2) 即为生成氧气的体积
    物质
    氧化钠
    过氧化钠
    化学式
    Na2O
    Na2O2
    氧的化合价
    -2
    -1
    色态
    白色粉末
    淡黄色粉末
    与H2O反应
    Na2O+H2O===2NaOH
    2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
    与CO2反应
    Na2O+CO2=== Na2CO3
    2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
    与酸的反应
    Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
    2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
    稳定性
    不稳定
    稳定
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