苏教版 (2019)必修 第一册第二单元 金属钠及钠的化合物学案

这是一份苏教版 (2019)必修 第一册第二单元 金属钠及钠的化合物学案，共13页。

1．掌握钠的重要性质，了解其用途。
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、钠的性质与制备
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__________存在，如__________、__________和__________等。
(2)原子结构：
①钠原子结构示意图为__________；
②钠原子结构和性质的关系：容易__________最外层的__________个电子，表现强__________性。
2．钠单质的物理性质
3.钠的化学性质
(1)钠与O2的反应
(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：
________________________________________________________________________。
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，可用作快中子反应堆的热交换剂。
(2)制备：
电解熔融NaCl，反应方程式为：
________________________。
二、氧化钠和过氧化钠的性质
1．氧化钠
______色______性氧化物，与H2O、酸(HCl)反应的方程式分别为： ______________， ________________________。
2．过氧化钠
(1)______色过氧化物，与H2O、CO2反应的方程式分别为 eq \(□,\s\up1(35)) ________________、______________________________________。
(2)Na2O2常用作________剂和________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．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( )
3．2022年3月23日，神舟十三号飞行乘组圆满完成了“天宫课堂”第二课授课活动。作为中国目前在轨时间最长的航天员乘组，三名航天员在轨期间进行了两次出舱活动、两次“天宫课堂”授课活动
和“元旦京港澳天宫对话”活动等，其间还完成了二十多项科学实验。
为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装盛有Na2O2颗粒的装置。下列关于Na2O2的叙述正确的是( )
A．Na2O2为白色的固体粉末
B．Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶1
C．Na2O2与H2O或CO2反应都能产生O2
D．Na2O2属于碱性氧化物
4．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
提升点1 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( )
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
状元随笔 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。
关键能力
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
状元随笔 钠与酸反应
2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑
钠与酸电离出的H＋反应，所以比与水反应更剧烈。
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↑。
提升点2 Na2O2的性质应用
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
状元随笔 分析过氧化钠的性质，一定要分析O22-离子中氧元素的价态。
[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
状元随笔 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。
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．在深海中作业的潜水员的呼吸面具上，往往装入一定量的Na2O2，目的是给潜水员提供氧气。下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是( )
A．Na2O2、Na2O都是钠的氧化物，都是碱性氧化物
B．Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体
C．Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂
D．Na2O2、Na2O均可作供氧剂
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。
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(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？
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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)) 银白 eq \(□,\s\up1(15)) 变暗 eq \(□,\s\up1(16)) 黄 eq \(□,\s\up1(17)) 淡黄 eq \(□,\s\up1(18)) 4Na＋O2===2Na2O eq \(□,\s\up1(19)) 2Na＋O2Na2O2 eq \(□,\s\up1(20)) 浮 eq \(□,\s\up1(21)) 小球 eq \(□,\s\up1(22)) 四处游动 eq \(□,\s\up1(23)) 红 eq \(□,\s\up1(24)) 小 eq \(□,\s\up1(25)) 低 eq \(□,\s\up1(26)) 放出 eq \(□,\s\up1(27)) 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ eq \(□,\s\up1(28)) TiCl4＋4Na Ti＋4NaCl eq \(□,\s\up1(29)) 2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑ eq \(□,\s\up1(30)) 白 eq \(□,\s\up1(31)) 碱 eq \(□,\s\up1(32)) Na2O＋H2O===2NaOH eq \(□,\s\up1(33)) Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O eq \(□,\s\up1(34)) 淡黄 eq \(□,\s\up1(35)) 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ eq \(□,\s\up1(36)) 2Na2 O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 eq \(□,\s\up1(37)) 漂白 eq \(□,\s\up1(38)) 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．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＋O22CO2，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2可推得CO＋Na2O2===Na2CO3，所以固体增加的质量为参加反应CO的质量。
2CO＋O22CO2
56 32
14 g m(O2)
m(O2)＝14 g×3256＝8 g
14 g＋8 g＝22 g
剩余气体26 g－22 g＝4 g
若CO完全反应，O2过量，则
m(O2)m(CO)＝1214＝67
若CO过量，O2完全反应则
m(O2)m(CO)＝814+4＝49
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：Na2O2与水反应时除了生成碱外，还生成了O2，故Na2O2不属于碱性氧化物，故A项错误；Na2O2是淡黄色固体，故B项错误；Na2O2与CO2和H2O反应时，是Na2O2中的氧元素之间发生了氧化还原反应，CO2、H2O既不是氧化剂又不是还原剂，Na2O2既作氧化剂又作还原剂，故C项正确；Na2O与水或CO2反应中无氧气产生，不能作供氧剂，D项错误。
答案：C
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
____色
____态
____
比水____
较____
实验操作
实验现象
新切开的钠具有________色的金属光泽，在空气中很快________。加热时，钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈________色，生成________色固体
化学方程式
室温时： ________________________
加热时： ________________________
实验操作
实验现象
钠____在水面上；熔成闪亮的______；在水面上________，发出嘶嘶的响声，最后消失；溶液由无色变为____色
实验结论
钠的密度比水的______，熔点比较______，与水剧烈反应______热量，反应方程式为： ________________________
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12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