高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 钠及其化合物第一课时学案及答案

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第一节 钠及其化合物





第一课时 活泼的金属单质——钠





[明确学习目标] 会用实验的方法探究钠与氧气、水的反应，能正确描述反应现象，会书写有关反应的化学方程式。


学生自主学习


实验探究钠与氧气的反应











实验探究钠与水的反应

















1．取用钠时，剩余的钠要放回原试剂瓶，为什么？


提示：钠性质活泼，易与水、空气反应而引起火灾，故剩余的钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶。


2．钠能置换出金属单质吗？


提示：钠与盐溶液反应时，不能置换出盐中的金属。但是在熔融状态下，金属钠能将不活泼的金属置换出来，如4Na＋TiCl4eq \(=====,\s\up17(熔融))4NaCl＋Ti。





课堂互动探究





知识点一 钠与非金属单质的反应








(1)钠原子最外层有一个电子，在化学反应中极易失去，故钠具有强的还原性。


(2)钠在常温下能与O2反应生成Na2O；在加热(或点燃)条件下与O2反应生成Na2O2，与Cl2反应生成NaCl；在研磨时与S反应生成Na2S。





1 下列叙述错误的是( )


A．金属钠在自然界中只能以化合物的形式存在


B．钠燃烧时发出黄色火焰


C．钠与煤油混合时可以发生爆炸


D．钠在空气中燃烧可生成过氧化钠


[批注点拨]





[解析] 钠易与H2O和O2反应，所以自然界中不存在钠的单质，都是化合物，A正确；为了隔绝空气，钠通常保存在煤油中，所以钠与煤油不反应，更不会因混合而发生爆炸；钠在空气中不加热生成Na2O，加热时，燃烧生成Na2O2且发出黄色火焰，B、D正确。


[答案] C


[练1] 下列关于金属钠的叙述错误的是( )


A．金属钠可以保存在煤油中


B．钠元素只能以化合态形式存在于自然界中


C．实验室取用金属钠需要3种用品


D．钠元素在自然界中主要以NaCl的形式存在


答案 C


解析 金属钠在空气中会被氧化，由于钠的密度比煤油大，故钠可以保存在煤油中，A正确；金属钠性质活泼，在自然界中无游离态的钠存在，B正确；实验室取用金属钠时，需要用镊子夹取钠，用滤纸吸干煤油或液体石蜡，用小刀切割，用玻璃皿盛放，所以所需的用品至少有4种，C错误；钠元素在自然界中主要以NaCl的形式存在，D正确。


[练2] 等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块与足量氧气在常温下充分反应，则下列说法正确的是( )


A．第一块钠失去电子数多


B．两块钠失去电子数一样多


C．第二块钠的反应产物质量较大


D．两块钠的反应产物质量一样大


答案 B


解析 根据电荷守恒，不论燃烧还是缓慢氧化，最终都是eq \(Na,\s\up6(0))→eq \(Na,\s\up6(＋1))，故二者失去的电子数一样多；但燃烧时生成Na2O2，而常温时生成Na2O，故第一块钠反应产物质量大。


方法规律 在氧化还原反应中，当题目要求计算失电子总数，若由于信息不充足使失电子总数难于计算时，可把反应中氧化剂得电子总数计算出来，失电子总数和得电子总数是相等的。


知识点二 钠与H2O的反应





钠与冷水剧烈反应产生NaOH和H2，钠与水溶液接触时，应先与水溶液中的水接触反应(酸溶液除外)生成NaOH和H2，生成的NaOH可能与溶质反应，如：














2 将金属钠投入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体生成，又有白色沉淀产生的是(不考虑反应中热量的变化)( )


①MgSO4溶液 ②NaCl溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和Ca(OH)2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥饱和NaCl溶液


A．①②④ B．②③⑥


C．①④⑥ D．④⑤⑥


[批注点拨]





[解析] 将钠投入碱或盐的溶液中先发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。①中再发生反应：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；④中由于水减少，则有Ca(OH)2析出；⑤中生成蓝色的Cu(OH)2沉淀，不符合题目要求；⑥中由于水减少，则有NaCl析出。


[答案] C


[练3] 某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠下面4点性质中的( )


①钠的密度比水的小 ②钠的熔点较低 ③钠与水反应时放出热量 ④钠与水反应后溶液呈碱性


A．①④ B．①②④


C．①③④ D．①②③④


答案 D


解析 钠投入滴有酚酞的水中，钠浮在水面上，说明钠的密度比水小；钠熔成一个闪亮的小球，说明反应放热而且钠的熔点低；溶液变红，说明反应后的溶液呈碱性，故D正确。


[练4] 将一小块钠放入下列溶液中，既能产生气体又能生成蓝色沉淀的是( )


A．硝酸铜溶液 B．稀硫酸


C．氯化钠溶液 D．氯化镁溶液


答案 A


解析 A项，钠与Cu(NO3)2溶液反应生成沉淀Cu(OH)2，为蓝色，正确；B项，钠与稀H2SO4反应无沉淀生成，错误；C项，钠与NaCl溶液中的水反应无沉淀生成，错误；D项，钠与溶液中的水反应生成H2，同时生成Mg(OH)2白色沉淀，错误。


方法规律 金属钠活动性很强，与铁、锌等金属性质有较大差异，常温下，可与水剧烈反应。当钠与某些盐溶液反应时，应先考虑钠与水反应，然后考虑生成的NaOH与溶质能否反应及反应生成物的状态、颜色等。





本课归纳总结


1.钠与氧气反应：常温下：4Na＋O2===2Na2O；加热时：2Na＋O2eq \(=====,\s\up17(△))Na2O2。


2．钠与含有酚酞的水反应现象为浮、熔、游、响、红，化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。


3．钠跟盐溶液反应，不能置换出金属单质，而是先与水反应生成NaOH和H2，然后NaOH与盐溶液发生复分解反应。





学习效果检测


1．下列有关钠的叙述中，错误的是( )


A．钠可以用来冶炼金属钛、锆、铌等


B．钠的化学性质非常活泼，钠元素只能以化合态存在于自然界


C．钠是一种灰黑色的固体


D．钠的质地软，可用小刀切割


答案 C


解析 钠是银白色具有金属光泽的固体。


2．金属钠在氧气中燃烧，生成物是( )


A．氧化钠 B．过氧化钠 C．氢氧化钠 D．碳酸钠


答案 B


解析 金属钠在氧气中燃烧，生成淡黄色的Na2O2。


3．下列有关钠的物理性质的叙述正确的是( )


①银白色金属 ②质软，可以用小刀切 ③熔点低于100 ℃ ④密度比水小 ⑤热和电的良导体


A．仅①②④⑤ B．仅①②③④


C．仅①③④⑤ D．①②③④⑤


答案 D


解析 钠为具有银白色光泽的金属，质软，熔点低，密度比水小，为热和电的良导体。


4．下列关于钠的叙述正确的是( )


A．钠是银白色金属，硬度很大


B．钠与水反应，钠作还原剂，水作氧化剂


C．金属钠在空气中燃烧，生成氧化钠


D．金属钠的熔点很高


答案 B


解析 钠的硬度很小，可用刀切割，A错误；钠与水反应，钠失去电子作还原剂，水得到电子作氧化剂，B正确；钠在空气中燃烧生成过氧化钠，C错误；金属钠的熔点很低，D错误。


5．下列说法中错误的是( )


A．钠在常温下就容易被氧化


B．钠受热后能够着火燃烧


C．钠在空气中缓慢氧化能自燃


D．钠在氧气中燃烧比在空气中更为剧烈


答案 C


解析 常温下，钠与O2反应在固体表面生成氧化钠，反应迅速，但不能自燃。


6．金属钠着火时，可以用来灭火的物质是( )


A．湿布


B．泡沫灭火器(主要成分：H2O)


C．煤油


D．沙子


答案 D


解析 金属钠着火时用沙子盖灭。


7．如图是有关钠与水反应及产物检验的实验装置。实验开始时先向管内加入滴有酚酞的水，使水位达到B端管口，然后迅速塞紧橡胶塞并拔掉大头针，此时Na掉入水中。回答下列问题：





(1)钠与水反应的化学方程式为____________________________。


(2)钠与水反应的现象很多，不同的现象证明不同的性质。


①能证明钠的密度比水小的现象是____________________________。


②能证明钠的熔点低的现象是________________。


③能证明有氢氧化钠生成的现象是______________。


④能证明有气体产生的现象是A端液面________(填“上升”“下降”或“不变”，下同)，B端液面________。


答案 (1)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ (2)①钠浮在水面上 ②钠熔化为光亮的小球 ③溶液呈红色


④上升 下降


解析 (1)钠与水反应生成NaOH和H2。


(2)①钠浮在水面上，证明钠的密度比水小。②钠熔化为光亮的小球，证明钠的熔点低。③反应后溶液呈红色，证明有氢氧化钠生成。④B端压强增大，液面下降，A端液面上升，证明有气体生成。