化学必修 第一册第二章 海水中的重要元素——钠和氯第一节 钠及其化合物课文配套ppt课件
展开一、钠的存在与物理性质1.钠元素在自然界中都以_______的形式存在,如NaCl、Na2CO3、Na2SO4等。2.钠的物理性质:钠为_____色固体,密度为0.971 g·cm-3,比水的密度___;熔点较___,硬度___,用小刀可以切割。
二、钠的原子结构与化学性质钠原子的结构示意图为________,最外层只有__个电子,在化学反应中容易失电子,表现很强的_______。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_____色的金属光泽,在空气中很快_____。将钠块投入热坩埚中,钠先___________,然后剧烈燃烧,火焰呈___色,生成_____色固体。(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2Na+Cl2 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__________。(1)操作:
【概念理解】1.判断下列说法是否正确:(1)钠是银白色金属,熔点低,硬度大。( )提示:钠的硬度小,可以用小刀切割。(2)钠在反应时,只能作还原剂。( )提示:钠原子最外层只有1个电子,只能失电子,表现很强的还原性。(3)钠与O2反应只能生成淡黄色固体Na2O2。( )提示:钠与O2在常温和加热条件下分别生成Na2O和Na2O2。(4)钠与H2O反应比钠与盐酸反应更剧烈。( )提示:钠与H2O反应的实质是与氢离子反应,水中的氢离子浓度小于盐酸,故钠与盐酸反应更剧烈。
【教材挖掘】2.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?提示: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。
【情境应用】3.某船员在运输盛有钠的铁桶时,不小心把盖子打开,桶内马上冒起浓浓的白烟,而且一接触桶内物质,双手立刻感到剧烈的疼痛,情急之下他将桶推到江里。一遇到水,桶立马爆炸。消防队员找来一个较大的白色塑料桶,将打捞上来的铁桶放在里面,用煤油浸泡。(1)盛有钠的桶遇水立马爆炸的原因是什么?提示:由于大量的金属钠与大量的水接触发生剧烈反应,生成大量可燃性气体——氢气,同时放出大量的热,引起金属钠和氢气的剧烈燃烧,从而引发剧烈的爆炸现象。
(2)用煤油浸泡铁桶的灭火道理是什么?提示:钠易与空气中的氧气、水等反应,而钠不与煤油反应,且密度比煤油大,故将钠保存在煤油中隔绝空气。
学习任务一 钠露置在空气中的变化 【合作探究】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 表面变成溶液 白色块状物质 白色粉末状物质
【学习活动】钠在空气中的变化(1)上述过程①钠表面变暗的原因是什么?提示:钠与氧气反应生成白色固体Na2O,失去金属光泽。(2)上述过程②出现白色固体是什么?该过程表现含钠反应物的什么性质?提示:NaOH。Na2O与水反应生成NaOH,表现碱性氧化物的性质。(3)写出上述过程④反应的化学方程式。提示:2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,Na2CO3+10H2O===Na2CO3·10H2O。
【归纳整合】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:
【特别提醒】(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。
【思考讨论】(1)钠单质暴露在空气中会不会有Na2O2生成?提示:钠只有在加热条件下才会与O2反应生成Na2O2,故钠单质暴露在空气中不会有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?提示:相同。消耗等质量的钠,失去的电子的个数相同,与产物无关。
【典例示范】【典例】(2021·淄博高一检测)钠露置在空气中,其变质过程中不可能产生的物质是( )A.Na2O B.NaOH C.NaHCO3 D.Na2CO3【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)NaOH可与空气中的二氧化碳反应。(2)空气中的二氧化碳含量少,与氢氧化钠反应不能生成NaHCO3。【解析】选C。钠只有在加热条件下才与氧气反应生成Na2O2。钠露置在空气中的变化过程为Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3,不可能会有NaHCO3生成。
【深化思考】钠露置在空气中,其变质过程中涉及的氧化还原反应有几个?(关键能力—理解与辨析)提示:1个。钠露置在空气中的变化过程为Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3,属于氧化还原反应的过程有Na变为Na2O,共1个。
【学以致用】 用流程图示的方法可以清楚反映物质之间的转化关系。如Na→ →NaOH→NaCl,则在常温下,上述转化关系 中的物质是( )A.Na2CO3 B.Na2O C.Na2S D.Na2O2【解析】选B。在常温下,钠与氧气反应生成氧化钠。
【补偿训练】关于钠元素的单质及其化合物的叙述不正确的是( )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
【解析】选D。根据金属钠的物理性质可以判断钠为银白色,质软,熔点相对较低,密度比水小的金属,选项A正确;钠着火时可以用沙子灭火,不能用水或CO2灭火,在实验室中少量的钠保存在煤油中,以隔绝空气,选项B正确;钠在空气中长时间放置时,发生Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3等一系列变化,最终生成Na2CO3,选项C正确;Na2O是白色固体,而Na2O2是淡黄色固体,选项D不正确。
【素养发展】 如图所示,先用弹簧夹夹住橡皮管,点燃钠(足量),迅速伸入瓶中并塞上瓶塞。钠继续燃烧,待反应完全并冷却至原温度,打开弹簧夹,烧杯中水通过导管流入瓶中。(1)写出钠燃烧的化学方程式,钠燃烧时瓶中的现象是什么?提示:2Na+O2 Na2O2,黄色火焰,产生淡黄色固体。(2)水流入瓶中的原因是什么?提示:瓶内O2减少,压强减小。(3)若钠不加热,将钠投入集气瓶底部的水中,烧杯中会看到什么现象?提示:有气泡产生。因为Na与水反应生成氢气,使瓶内压强增大。
学习任务二 钠与水、酸、碱、盐溶液的反应的实质【合作探究】 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。
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。提示:钠投入CuSO4溶液中,Na先与H2O反应生成NaOH和H2:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;生成的NaOH与CuSO4反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2:2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4。
(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? 提示: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。但不能证明钠可以从CuSO4溶液中置换出铜。(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?提示: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;Na与盐反应冶炼金属必须在无水条件下进行,即熔融状态下。
【归纳整合】1.与酸溶液反应:
2.与碱溶液反应:其实质是钠与水的反应:如钠与氢氧化钠溶液的反应,即钠与水的反应。3.与盐溶液反应:
【误区警示】(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。【思考讨论】(1)钠投入FeCl3溶液中有什么现象出现?提示: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)3↓+3NaCl,产生红褐色沉淀。
(2)“钠不与氯化钠溶液反应”这种说法正确吗?提示: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。(3)在一定条件下,Na与熔融盐反应也可以置换出某些金属,写出Na与熔融的TiCl4反应的化学方程式。
【深化思考】(1)若题干不变,将C项改成“饱和K2SO4溶液”是否可选________(填“是”或“否”),原因是什么?(关键能力—探究与创新)提示:是。若C项改成“饱和K2SO4溶液”,由于Na与水反应会消耗水,故K2SO4会析出,溶液质量会减轻。(2)若将题干中的“且溶液质量减轻”改成“且有沉淀生成”,答案应选哪项?(关键能力—分析与推测)提示:D。D中Na与水反应生成的NaOH 会与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀。
【学以致用】(2021·聊城高一检测)取一支大试管,加入20 mL饱和澄清石灰水(ρ=1.6 g·cm-3),再加入5 mL苯(ρ=0.87 g·cm-3),静置后缓慢加入绿豆粒大小的钠块(ρ=0.971 g·cm-3)。下列实验现象中,能观察到的有( )①钠在饱和澄清石灰水层反应并四处游动②有气体产生③溶液变浑浊④钠在石灰水与苯的界面处反应并上下跳动⑤钠停留在苯层不反应⑥钠块最后消失A.①②⑥ B.②③④⑥ C.⑤ D.①②③⑥
b.把燃着的火柴置于注射器针头口,打开止水夹。可观察到的现象:_________________。提示:火柴继续燃烧,产生淡蓝色火焰。(2)写出钠与硫酸铜溶液总反应的离子方程式:_______________________。提示:2Na+2H2O+Cu2+===Cu(OH)2↓+H2↑+2Na+。(3)实验过程中可观察到蓝色絮状沉淀中有黑色物质,分析发现该黑色物质是氧化铜,写出生成黑色物质的化学方程式__________________________。
最外层一个电子,易失去
1.(水平1)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【解析】选C。由于钠的熔点较低,故钠先熔化,故A正确;钠燃烧时火焰为黄色,故B正确;与氧气在加热条件下反应生成淡黄色过氧化钠固体,故C错误,故D正确。
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