資源簡介

3.2 第1課時　鈉的性質與制備
【學習目標】
1.通過觀察、查閱資料等了解金屬鈉的物理性質,了解鈉在生產、生活中的應用及金屬鈉的制備方法。
2.通過實驗探究鈉的化學性質,掌握金屬鈉與非金屬的反應,金屬鈉與水、酸及鹽的反應規律,初步形成基于物質類別、元素價態和原子結構對物質性質進行預測和檢驗的認知模型。
3.通過對Na2O和Na2O2分別與水、二氧化碳反應的探究,理解Na2O和Na2O2的組成、性質和應用,建立通過實驗得到性質結論的認知模型。
【合作探究】
【學習情境】
金屬鈉在尖端技術、日常生活中有著廣泛的應用,鈉鉀合金可用作快中子反應堆的熱交換劑,充有鈉蒸氣的高壓鈉燈常用于道路和廣場的照明。你知道鈉有哪些重要的性質嗎?鈉通常保存在煤油中,是什么原因呢?
氧化鈉、過氧化鈉是鈉的兩種氧化物。過氧化鈉因能與二氧化碳反應生成氧氣,故可作為呼吸面具中氧氣的來源,潛水艇在緊急情況時,也使用過氧化鈉來供氧。過氧化鈉也可作漂白劑。
任務1　鈉與氧氣的反應
【新知生成】
實驗探究鈉與氧氣的反應
反應
條件
室溫
加熱或點燃
實驗
步驟
現象及
結論
1.鈉保存在　　　　中,可知　　　　　　。
2.可以用小刀切割鈉,說明　　　　。
3.新切開的鈉具有　　　　色的金屬光澤,在空氣中很快變　　　　,化學方程式為　;
4.加熱時,鈉先　　　　　　,然后劇烈燃燒,火焰呈黃色,生成　　　　　　,化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　。
【答案】煤油　鈉的密度比煤油的密度大　鈉質軟(硬度小)　銀白　暗　4Na+O22Na2O　熔化成小球　淡黃色固體　2Na+O2Na2O2
【核心突破】
典例1　實驗室中,用鑷子從煤油中取出一小塊金屬鈉,然后用濾紙吸干表面的煤油,再用小刀切開觀察。在這一實驗過程中不能得出的鈉的物理性質是(　　)。
A.鈉在常溫下是固體
B.鈉的熔點很低
C.鈉具有銀白色的金屬光澤
D.金屬鈉很軟
【答案】B
【解析】從題干中“取出一小塊金屬鈉”知鈉在常溫下是固體;“用小刀切開”說明鈉很軟;切開后可看到鈉具有銀白色的金屬光澤;沒有加熱將鈉熔化,因此不能得出其熔點很低的性質。
典例2　取一小塊金屬鈉放在燃燒匙里加熱,觀察到下列實驗現象:①金屬鈉先熔化;②在空氣中燃燒,發出白光;③燃燒后得白色固體;④燃燒時火焰為黃色;⑤燃燒后生成淡黃色固體。其中描述正確的是(　　)。
A.①② B.①②③ C.①④ D.①④⑤
【答案】D
【解析】鈉的熔點只有97.8℃,受熱時立即熔化;鈉是一種很活潑的金屬,受熱時與氧氣化合生成過氧化鈉,呈淡黃色;鈉在空氣中燃燒,火焰呈黃色。
歸納總結
1.鈉在空氣中極易被氧化,實驗室保存鈉時應與空氣隔絕,通常保存在煤油中。
2.鈉在常溫下與氧氣反應生成氧化鈉,在加熱或點燃時生成過氧化鈉,反應條件不同,其產物不同。
訓練1　金屬鈉露置在空氣中,在其表面不可能生成的物質是(　　)。
A.NaCl B.NaOH C.Na2O D.Na2CO3
【答案】A
【解析】Na與空氣中的O2反應生成Na2O,Na2O吸水生成NaOH,NaOH吸收CO2生成Na2CO3。
訓練2　下列關于鈉的說法正確的是(　　)。
A.熔點很高
B.在空氣中燃燒生成氧化鈉
C.銀白色金屬,硬度大
D.在空氣中燃燒時產生黃色火焰
【答案】D
【解析】鈉極易熔化,熔點很低;鈉在空氣中燃燒生成過氧化鈉;可以用小刀切割金屬鈉,說明其硬度小。
任務2　鈉與水的反應
【新知生成】
　　一、實驗探究鈉與水的反應
實驗操作
實驗現象
分析結論
鈉在水中的位置
鈉的形狀變化
鈉的運動
反應的聲音
溶液的顏色變化
反應的化學方程式
二、鈉的制備與用途
1.工業制法:　　　　　　　　　　　　。
2.用途:　　　　;　 　;　 。
【答案】一、
實驗現象
分析結論
浮在水面上
鈉的密度小于水
熔成一個小球
反應放熱,鈉的熔點低
四處游動
生成氣體
發出咝咝聲
鈉與水劇烈反應,產生氣體
溶液變為紅色
生成堿性物質
2Na+2H2O2NaOH+H2↑
二、1.2NaCl2Na+Cl2↑　2.高壓鈉燈　鈉鉀合金,作快中子反應堆的熱交換劑　冶煉金屬:TiCl4+4Na4NaCl+Ti
【核心突破】
典例3　在研究金屬鈉與水(或溶液)反應的實驗中,下列根據實驗現象得出的結論不正確的是(　　)。
A.將一小塊Na投入水中,鈉浮在水面,說明鈉的密度比水小
B.將一小塊Na投入滴有酚酞的水中,溶液變紅,說明反應生成了堿性物質
C.將一小塊Na投入CuSO4溶液中,生成藍色沉淀,說明Na沒有Cu活潑
D.點燃Na與肥皂水反應產生的氣泡,有尖銳的爆鳴聲,說明有H2生成
【答案】C
【解析】根據金屬活動性順序表,鈉比銅活潑,C項錯誤。
歸納總結
1.鈉的性質規律口訣
遇水記五點,浮熔游響紅;遇酸酸優先,遇鹽水在前;遇堿消耗水,遇氧看條件。
2.鈉與酸反應時先與酸中的H+反應,如果鈉過量,鈉把酸消耗盡之后,再與水反應。
3.鈉與鹽溶液反應,鈉先與水反應,再看生成的堿是否與鹽反應。
訓練3　下列關于金屬鈉的性質和保存的敘述中,不正確的是(　　)。
A.切下一小塊鈉,投入水中,鈉熔成小球,說明鈉與水反應有熱量放出
B.鈉在純凈的氧氣中充分燃燒,生成白色固體Na2O
C.從鈉能與水反應可推知鈉也能與鹽酸反應
D.實驗室中,少量的金屬鈉保存在煤油中
【答案】B
【解析】鈉在純凈的氧氣中充分燃燒,生成淡黃色固體Na2O2,B項錯誤。
任務3 認識鈉的兩種氧化物
【新知生成】
氧化鈉和過氧化鈉的比較
名稱
氧化鈉
過氧化鈉
化學式
顏色狀態
　　　　固體
　　　　固體
氧的價態
類別
　　　　氧化物
其他氧化物,鹽
化
學
性
質
與水反應
與CO2反應
與酸反應(以鹽酸為例)
用途
脫水劑等
【答案】Na2O　Na2O2　白色　淡黃色　-2　-1　堿性　Na2O+H2O2NaOH　2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑　Na2O+CO2Na2CO3　2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2　Na2O+2HCl2NaCl+H2O　2Na2O2+4HCl4NaCl+O2↑+2H2O　漂白劑和呼吸面具中的供氧劑等
【核心突破】
典例4　下列關于氧化鈉和過氧化鈉的敘述中,正確的是(　　)。
A.都能與水發生化合反應
B.水溶液的成分相同
C.都屬于堿性氧化物
D.與二氧化碳反應生成不同的鹽
【答案】B
【解析】過氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉和氧氣,不屬于化合反應,A項錯誤;水溶液的成分都是氫氧化鈉,B項正確;過氧化鈉不屬于堿性氧化物,C項錯誤;生成的鹽都是碳酸鈉,D項錯誤。
歸納總結
1.氧化鈉是堿性氧化物,過氧化鈉不屬于堿性氧化物,是一種特殊的氧化物。
2.氧化鈉中氧為-2價,過氧化鈉中氧為-1價,二者陽離子和陰離子個數比均為2∶1。
3.Na2O2與CO2或H2O反應時,Na2O2既是氧化劑又是還原劑,每產生1mol O2,轉移2mol電子。
訓練4　下列有關過氧化鈉的敘述正確的是(　　)。
A.是一種易溶于水的白色固體粉末
B.與酸反應生成鹽和水,所以它是堿性氧化物
C.與水反應時,過氧化鈉是氧化劑,水是還原劑
D.與CO2反應時,1mol Na2O2完全反應時轉移1mol 電子
【答案】D
【解析】過氧化鈉是一種淡黃色的粉末,A項錯誤;與酸反應時生成鹽和水,同時還有氧氣生成,所以它不是堿性氧化物,B項錯誤;過氧化鈉與水反應時,Na2O2既是氧化劑又是還原劑,水既不是氧化劑也不是還原劑,C項錯誤。
課堂小結
【隨堂檢測】
1.下列關于鈉的說法中,正確的是(　　)。
A.金屬鈉的熔點很高
B.鈉是一種銀白色金屬,硬度很大
C.鈉著火時,可用沙土滅火
D.能用鈦的鹽溶液與鈉反應制取金屬鈦
【答案】C
【解析】鈉的熔點較低,A項錯誤;鈉的質地較軟,B項錯誤;鈉著火時應用沙土滅火,C項正確;鈉的化學性質活潑,能和水劇烈反應,不能從鈦的鹽溶液中置換金屬鈦,D項錯誤。
2.下列關于金屬鈉的敘述中,正確的是(　　)。
A.Na在空氣中燃燒,發出黃色火焰,產物是淡黃色的氧化鈉
B.鈉在加熱時才與O2反應
C.鈉與O2、H2O的反應中,鈉均作還原劑
D.鈉與CuSO4溶液反應既有氣體放出又有紅色沉淀生成
【答案】C
【解析】A項,產物是過氧化鈉;B項,鈉在常溫下可與O2反應生成Na2O;C項,兩個反應中鈉均失去電子,作還原劑;D項,應為藍色沉淀。
3.等質量的兩塊鈉,第一塊在足量氧氣中加熱充分反應,第二塊在足量氧氣中常溫下充分反應,則下列說法正確的是(　　)。
A.兩塊鈉失去的電子數相等
B.兩塊鈉消耗的氧氣一樣多
C.第二塊鈉的反應產物的物質的量多
D.兩塊鈉的產物質量一樣大
【答案】A
【解析】兩塊鈉的質量相等,則物質的量也相等,而鈉在兩個反應中都是從0價到+1價,即一個鈉失去一個電子,故兩塊鈉失去的電子數相等。根據反應的化學方程式可知,消耗的氧氣前者多,產物的物質的量兩者相等,產物的質量前者大。
4.根據物質的組成和性質,通過化學變化可以實現物質間轉化。下列有關鈉及其化合物的敘述錯誤的是(　　)。
A.反應②表明Na具有強還原性
B.反應④說明NaHCO3的穩定性強于Na2CO3
C.反應⑤⑥都屬于歧化反應
D.Na放在空氣中表面最終生成Na2CO3
【答案】B
【解析】反應②中鈉元素化合價升高,被氧化,表明Na具有強還原性,A項正確;反應④中碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳,說明NaHCO3的穩定性弱于Na2CO3,B項錯誤;反應⑤、⑥中過氧化鈉既是氧化劑又是還原劑,氧元素部分化合價升高,部分化合價降低,所以都屬于氧化還原反應中的歧化反應,C項正確;Na久置于空氣中,先被氧化生成氧化鈉,后生成NaOH,然后潮解后與二氧化碳反應,最終生成Na2CO3,D項正確。

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