学年高中化学专题2从海水中获得的化学物质第二单元第1课时金属钠的性质与应用学案苏教版.docx
- 文档编号:24588818
- 上传时间:2023-05-29
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:100.80KB
学年高中化学专题2从海水中获得的化学物质第二单元第1课时金属钠的性质与应用学案苏教版.docx
《学年高中化学专题2从海水中获得的化学物质第二单元第1课时金属钠的性质与应用学案苏教版.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《学年高中化学专题2从海水中获得的化学物质第二单元第1课时金属钠的性质与应用学案苏教版.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
学年高中化学专题2从海水中获得的化学物质第二单元第1课时金属钠的性质与应用学案苏教版
第1课时 金属钠的性质与应用
[核心素养发展目标] 1.掌握钠的物理性质和化学性质。
2.了解钠元素在自然界中的存在形式,了解钠的生产原理和主要用途。
3.理解Na2O和Na2O2的组成、性质和应用。
一、钠的性质
1.钠的原子结构及存在
2.钠与氧气的反应
反应条件
室温
加热或点燃
实验步骤
实验现象
新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗
钠先熔化成小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体
化学方程式
4Na+O2===2Na2O
2Na+O2
Na2O2
(1)钠是一种硬度小,熔点低的银白色金属,在空气中极易被氧化,实验室保存钠时应与空气隔绝,通常保存在煤油中。
(2)钠在常温下与氧气反应生成氧化钠,在加热或点燃时生成过氧化钠,由此可知,钠与氧气反应,反应条件不同,其产物不同。
例1
等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块在氧气中(常温下)充分反应,则下列说法正确的是( )
A.第一块钠失去电子多
B.两块钠失去电子一样多
C.第二块钠的生成物质量最大
D.两块钠的生成物质量一样大
答案 B
解析
钠与氧气反应,常温下生成氧化钠,加热条件下生成过氧化钠,生成物与氧气的用量无关。
3.钠与水的反应
(1)实验探究
实验操作
实验现象
结论或解释
钠浮在水面上
钠的密度比水小
钠熔化成小球
钠熔点低,反应放热
小球在水面上迅速游动
反应产生的氢气推动小球运动
与水反应发出“嘶嘶”声,逐渐变小,最后消失
钠与水剧烈反应,产生气体
反应后溶液的颜色逐渐变红
有碱性物质(氢氧化钠)生成
(2)实验结论
钠与水剧烈反应,其化学方程式是2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
还原剂是钠,氧化剂是水,反应的实质是钠与水电离出的H+反应。
(1)钠与水反应之前,要用滤纸吸干钠块表面的煤油,可防止钠与水反应放热而造成煤油燃烧。
(2)钠与水反应现象记忆口诀:
钠浮于水熔成球;球儿闪亮四处游;有“嘶”声儿溶液红。
例2
将0.2mol金属钠投放到10mL1mol·L-1盐酸中:
(1)反应的化学方程式是__________________________________________________。
(2)反应完全后在标准状况下产生氢气的体积是__________________________________。
答案
(1)2Na+2HCl===2NaCl+H2↑、2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
(2)2.24L
解析 盐酸的物质的量是0.01L×1mol·L-1=0.01mol<0.2mol,钠过量。
钠与盐酸反应,不仅要考虑钠与盐酸反应产生氢气,而且要特别注意在钠过量时,与水反应也会产生氢气,所以0.2mol钠完全反应,产生氢气0.1mol,在标准状况下体积为0.1mol×22.4L·mol-1=2.24L。
思维启迪
(1)钠与酸反应时先与酸中的H+反应。
(2)如果钠过量,钠把酸消耗尽之后,再与水反应。
(3)钠与酸反应比与水反应剧烈。
例3
将小块钠投入到硫酸铜的稀溶液中:
(1)观察到的现象是________(填序号)。
①钠浮于液面上 ②熔化成小球 ③发出“嘶嘶”的响声,放出气体 ④有蓝色沉淀产生 ⑤析出大量红色的铜
(2)用化学方程式解释实验现象:
____________________________________________。
答案
(1)①②③④
(2)2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
解析 钠投入到硫酸铜溶液中,浮于液面,熔化成小球并不断游动,发出“嘶嘶”的响声,有气体放出,钠与水反应生成的氢氧化钠与硫酸铜反应,有氢氧化铜蓝色沉淀生成。
思维启迪
(1)如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠不反应,只发生钠与水的反应(注意:
若为饱和盐溶液时,因水的消耗会有固体析出)。
(2)如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠反应,则会发生两个反应,即钠先与水发生置换反应,生成的氢氧化钠再与盐发生复分解反应。
4.钠的制备和用途
(1)制备
工业上电解熔融NaCl可以得到金属钠:
2NaCl
2Na+Cl2↑(填电解方程式)。
(2)用途
①钠和钾的合金常温下呈液态,可用于快中子反应堆作热交换剂。
②高压钠灯发出的黄光射程远,透雾能力强,常用作路灯。
③金属钠还可以用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。
如Na与TiCl4反应:
TiCl4+4Na
Ti+4NaCl。
二、氧化钠和过氧化钠
1.氧化钠的性质
(1)氧化钠是一种白色的碱性氧化物,能与水、酸、酸性氧化物等发生反应。
(2)写出下列反应的化学方程式:
①氧化钠与水反应:
Na2O+H2O===2NaOH;
②氧化钠溶于盐酸:
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O;
③氧化钠与CO2反应:
Na2O+CO2===Na2CO3。
2.过氧化钠的性质
(1)向盛有淡黄色粉末状过氧化钠的试管中滴入少量的水。
①立即把带火星的木条放在试管口,观察到的现象是试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃。
②用手轻摸试管外壁,其感觉是试管壁温度升高,说明该反应是放热反应。
③向试管中滴入酚酞溶液,其现象是溶液先变红,后褪色。
④由上述实验可知,过氧化钠与水反应有氧气和碱性物质生成,过氧化钠有漂白性。
⑤过氧化钠与水反应的化学方程式是2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,氧化剂是过氧化钠,还原剂是过氧化钠。
(2)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,可用于呼吸面具或潜水艇中作为O2的来源。
氧化钠与过氧化钠的比较
名称
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
氧的价态
-2
-1
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
化学性质
相同点
都能与水反应生成氢氧化钠,都能与CO2反应生成碳酸钠
不同点
过氧化钠与水、二氧化碳反应有氧气产生,具有强氧化性,而氧化钠不具有强氧化性
例4
下列对于过氧化钠的叙述中正确的是( )
A.是一种易溶于水的白色固体粉末
B.与酸反应生成盐和水,所以它是碱性氧化物
C.与水反应时,过氧化钠是氧化剂,水是还原剂
D.与CO2反应时,1molNa2O2转移1mol电子
答案 D
解析 过氧化钠是一种淡黄色的粉末,与酸反应时生成盐和水,同时还有氧气生成,所以它不是碱性氧化物。
过氧化钠与水反应时,电子转移关系如下:
Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,水既不是氧化剂,也不是还原剂。
Na2O2与CO2反应时,电子转移关系如下:
故1molNa2O2转移1mol电子。
特别提示
(1)Na2O2不是碱性氧化物,因为Na2O2与水反应除生成碱外,还有氧气生成。
(2)过氧化钠中阴离子为O
,阴、阳离子个数比为1∶2。
(3)Na2O2与CO2或H2O反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
(4)Na2O2与CO2或H2O反应时,每产生1molO2,转移2mol电子。
(1)钠的性质简单记忆法
银白轻低软,传导热和电;遇氧产物变,遇氯生白烟;
浮熔游响红,遇水记五点;遇酸酸优先,遇盐水在前。
(2)“两反应”“一作用”
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
Na2O2常作供氧剂。
1.关于钠的说法正确的是( )
A.熔点很高
B.在空气中燃烧生成氧化钠
C.银白色金属,硬度大
D.在空气中燃烧时产生黄色火焰
答案 D
解析 钠极易熔化,熔点很低;钠在空气中燃烧生成过氧化钠;可以用小刀切割金属钠,说明其硬度小。
2.(2018·合肥一中高一月考)钠的下列性质中与钠和水反应时的现象无关的是( )
A.钠的熔点较低B.钠的密度小于水
C.钠的硬度较小D.钠的还原性强
答案 C
解析 钠浮在水面上是其密度比水小;钠熔化是其熔点很低,与水反应放出的热量让其熔化;钠与水反应比较剧烈是其还原性很强;硬度大小与反应现象无关。
3.在潜水艇和消毒面具中可用来除去CO2,同时可作供氧剂的是( )
A.Na2CO3B.NaOH
C.Na2OD.Na2O2
答案 D
解析 结合选项中物质可知只有Na2O2可与CO2反应同时放出氧气。
4.(2018·南京质检)向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末,充分振荡,可观察到的现象是( )
A.溶液仍为紫色
B.除最终溶液褪色外,无其他现象
C.溶液最终变为蓝色
D.溶液中有气泡产生,溶液最终变为无色
答案 D
解析 根据2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑可知,溶液中有气泡放出,又因为有强氧化性物质存在,故溶液最终变为无色。
5.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→乙→NaOH→NaCl,则在常温下,上述转化关系内的物质乙是( )
A.Na2O2B.Na2O
C.NaClD.Na2CO3
答案 B
解析 常温下,钠与氧气反应生成氧化钠,氧化钠与水反应生成氢氧化钠。
6.下a图中,A是固体金属单质,燃烧时火焰呈黄色。
(1)判断A、B、C、D是什么物质,写出其化学式:
A________,B________,C________,D________。
(2)写出下列转化的化学方程式:
①A→B________________________________________________________________________。
②B→D________________________________________________________________________。
③A→C________________________________________________________________________。
答案
(1)Na Na2O2 NaOH Na2CO3
(2)①2Na+O2
Na2O2
②2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
③2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
解析 对于元素及其化合物的框图推断题,关键之处是找到突破口,该题的突破口为“A是固体金属单质,燃烧时火焰呈黄色”,只要推断出A,问题就可以迎刃而解。
另外,熟练掌握元素及其化合物的性质也是快速解决此类问题的关键。
题组一 钠与氧气的反应
1.下列说法中错误的是( )
A.钠在常温下很容易被氧化
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 钠在空气中容易被氧化为Na2O,但不能自燃;加热条件下燃烧生成Na2O2,在纯氧气中燃烧更剧烈。
2.(2018·四川高一测试)取一块金属钠放在燃烧匙里加热,下列实验现象描述正确的是( )
①金属先熔化 ②在空气中燃烧,放出黄色火花 ③燃烧后得白色固体 ④燃烧时火焰为黄色 ⑤燃烧后生成淡黄色固体
A.①②B.①②③
C.①③D.①④⑤
答案 D
解析 钠的熔点只有97.8℃,加热立即熔化。
钠是一种很活泼的金属,加热时与氧气化合生成过氧化钠,呈淡黄色。
钠在空气中燃烧的火焰为黄色。
3.一小块金属钠长时间置于空气中,可能有下列现象:
①变成白色粉末;②变暗;③变成白色固体;④变成液体。
这些现象出现的先后顺序是( )
A.①②③④B.②③④①
C.②③①④D.③②④①
答案 B
解析 Na在空气中放置的变化过程为Na
Na2O(变暗)
NaOH(白色固体)
表面形成溶液
Na2CO3·10H2O(白色固体)
Na2CO3(白色粉末)。
4.2.3g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5g固体,由此判断其产物是( )
A.只有氧化钠B.只有过氧化钠
C.氧化钠和过氧化钠D.无法确定
答案 C
解析 若2.3g钠全部生成氧化钠,质量为3.1g;若2.3g钠全部生成过氧化钠,质量为3.9g,因为3.1g<3.5g<3.9g,故氧化产物应为氧化钠和过氧化钠的混合物。
题组二 钠与水的反应
5.将一块金属钠投入滴有紫色石蕊溶液的盛冷水的烧杯中,甲同学认为可观察到下列现象,其中正确的有( )
①钠投入水中,先沉入水底,后浮出水面 ②钠立即与水反应,并有气体产生 ③反应后溶液变红 ④钠熔成闪亮的小球 ⑤小球在水面上四处游动 ⑥有“嘶嘶”的响声发出
A.①②③④B.②③④⑤
C.②④⑤⑥D.③④⑥
答案 C
解析 钠的密度比水小,熔点低,与水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气,使紫色石蕊溶液变蓝,现象总结为浮水面、熔小球、乱游动、嘶嘶响、溶液变蓝。
6.将2.3g钠投放到97.7g水中,所得溶液中溶质的质量分数为( )
A.2.3%B.小于2.3%
C.4%D.大于4%
答案 D
解析 与水反应,溶质为氢氧化钠,质量为4g,但是由于反应时有气体放出,溶液质量小于100g,质量分数大于4%。
7.将一小块钠投入到盛有氯化镁溶液的试管里,不可能观察到的现象是( )
A.熔成小球并在液面上游动
B.有气体生成
C.溶液底部有银白色物质生成
D.溶液变浑浊
答案 C
解析 钠投入到氯化镁溶液中,先与水反应生成氢氧化钠,出现与水反应的类似现象;然后氢氧化钠与氯化镁发生复分解反应生成难溶氢氧化镁,使溶液变浑浊,溶液底部不会有银白色物质生成。
8.将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,有气体放出且溶液质量减轻的是( )
A.HClB.NaOHC.K2SO4D.CuSO4
答案 D
解析 钠与4种溶液中的水反应均有H2放出。
A、B、C三项只有H2放出,逸出H2的质量小于加入的Na的质量,溶液质量增加;D项,氢气与氢氧化铜沉淀的质量大于所加入的钠的质量,故溶液质量减轻。
题组三 氧化钠和过氧化钠
9.关于氧化钠和过氧化钠的叙述正确的是( )
A.氧化钠比过氧化钠稳定
B.都能与二氧化碳、水反应产生氧气
C.所含氧元素的化合价都为-2价
D.阴、阳离子的个数比都为1∶2
答案 D
解析 氧化钠能被氧气氧化为过氧化钠,过氧化钠比氧化钠稳定;氧化钠与二氧化碳、水都能反应,但无氧气产生;氧化钠中氧元素的化合价为-2价,过氧化钠中氧元素的化合价为-1价;氧化钠中阴、阳离子分别为O2-、Na+,过氧化钠中阴、阳离子分别为O
、Na+,其个数比都为1∶2。
10.(2018·成都高一月考)下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是( )
A.Na2O、Na2O2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是强氧化剂,具有漂白性,能够用来漂白食品
D.Na2O2与水反应时,1molNa2O2在反应中转移1mol电子
答案 D
解析 Na2O2与水反应除了生成NaOH外,还有O2生成,所以Na2O2不是碱性氧化物,A项错误;Na2O2是淡黄色固体,B项错误;Na2O2有强氧化性,具有漂白性,但不能用来漂白食品,C项错误;Na2O2与水的反应中,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,当1molNa2O2参与反应时转移1mol电子,D项正确。
11.“神舟”号载人航天器中,宇航员所在的返回舱都是密封的,宇航员吸入氧气,呼出二氧化碳,如果二氧化碳浓度过大,会使宇航员困乏,呼吸频率加快,严重的会窒息,为使二氧化碳浓度降低而保持舱内氧气的适当比例,可以在返回舱内放入( )
A.过氧化钠B.碳酸钠
C.氢氧化钠D.氧气瓶
答案 A
解析 过氧化钠能与二氧化碳反应,生成碳酸钠和氧气,使航天器返回舱中的二氧化碳浓度降低,保持舱内氧气具有适宜的比例。
12.在过氧化钠与水的反应中,发生氧化反应和还原反应的物质的物质的量之比是( )
A.1∶1B.1∶2C.2∶1D.8∶53
答案 A
解析 在过氧化钠与水的反应中,过氧化钠中-1价氧元素原子之间发生电子转移,氧元素的化合价发生变化,从-1价升高为0价和降低为-2价,化合价变化差相等,发生氧化反应和还原反应的物质的量之比是1∶1。
13.(2018·西安高一检测)某银白色金属单质A在空气中加热燃烧时发出黄色火焰,得到淡黄色固体B,B和酸性气体D反应能生成C,A露置在空气中足够长时间也会变为C,E与D反应也能生成C,A、B都能与水反应生成E。
回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:
A_________,B_______,C________,D________,E__________。
(2)写出下列反应的化学方程式:
①A生成B:
___________________________________________________________________;
②B与水反应生成E:
___________________________________________________________。
答案
(1)Na Na2O2 Na2CO3 CO2 NaOH
(2)①2Na+O2
Na2O2
②2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
解析 根据金属单质A在空气中加热燃烧时发出黄色火焰,可以推断出A为Na,则B为Na2O2。
结合Na2O2的性质,可以推断出D为CO2,C为Na2CO3,根据A、B都能与水反应生成E,可推断出E为NaOH。
14.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。
15.在实验室里为了研究钠的性质,做了如下实验:
(1)取用浸没在煤油中的金属钠的操作方法是__________________________________。
(2)如图1所示,在平底烧瓶的底部有一块钠,平底烧瓶内是干燥的空气。
过一段时间后可观察到________________,发生反应的化学方程式为____________________________。
(3)某班同学用如图2所示装置测定空气中氧气的含量。
先用弹簧夹夹住橡胶管,点燃钠,伸入瓶中并塞上瓶塞。
待钠熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察广口瓶内水面变化情况。
上述实验过程中发生反应的化学方程式:
______________________________________。
实验完毕,甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的
,乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的
。
下列对这两种现象解释合理的是______(填序号)。
①甲同学可能使用钠的量不足,瓶内氧气没有消耗完
②甲同学可能未塞紧瓶塞,钠熄灭冷却时外界空气进入瓶内
③乙同学可能没夹紧弹簧夹,钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出
④乙同学可能插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内部分空气受热逸出
答案
(1)用镊子取出钠块,用滤纸吸干钠块表面的煤油,在玻璃片或表面皿上用小刀切去表面的氧化膜,再切下一小粒备用,剩余的金属钠包括碎屑都必须放入原试剂瓶中
(2)钠表面变暗,气球膨胀 4Na+O2===2Na2O
(3)2Na+O2
Na2O2 ①②③④
解析
(2)钠与空气中的氧气反应生成氧化钠,使钠表面变暗,同时烧瓶内压强降低,气球会膨胀。
(3)若钠的量不足,则氧气消耗不完,造成进水量少于容器内空气体积的
,结果偏低;若瓶塞未塞紧,钠熄灭冷却,瓶内气体收缩,外面的空气会进入瓶内,使气体得到补充,造成结果偏低;若弹簧夹未夹紧,钠燃烧时,瓶内气体膨胀,使部分气体从导管口逸出,造成结果偏高;若插入燃烧匙太慢,钠燃烧时,瓶内气体膨胀,在塞紧瓶塞前,瓶内部分气体从瓶口逸出,造成结果偏高。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 学年 高中化学 专题 海水 获得 化学物质 第二 单元 课时 金属钠 性质 应用 学案苏教版