資源簡介

(共30張PPT)
第二章 海水中的重要元素
第一節 鈉及其化合物
第一課時 活潑的金屬單質
——鈉
學習目標
1、學習鈉的結構、性質和用途。
2、通過實驗現象掌握鈉與水的反應，利用口訣熟記鈉的性質。
情景導入
海洋是一個巨大的化學資源寶庫，含有80多種元素，鈉和氯既是其中含量較高的元素，也是典型的金屬元素和典型的非金屬元素。
一、鈉的制備
曬鹽 → 粗鹽
提純、精制 → 精鹽
轉化
工業上制取金屬鈉，采取電解熔融NaCl的方法：
2NaCl(熔融) ==== 2Na+ Cl2↑
電解
結構與性質的關系
原子
結構
用途
性質
決定
決定
二、鈉的原子結構
易失去一個電子
強還原性
Na
Na+
類別視角：
結構視角：
價態(氧化還原反應)視角：
Na一般價態為0價，表現強還原性
Na容易失去一個電子
金屬鈉在類別上是金屬單質
鈉的存在：在自然界中以化合態存在，不存在游離態的Na單質。主要以氯化鈉，硫酸鈉，碳酸鈉等形式存在，鈉的單質可以通過電解熔融NaCl制得。
三、鈉的物理性質
用鑷子取一小塊鈉，用濾紙吸干表面的煤油后，用刀切去一端的外皮，觀察鈉的光澤和顏色，并注意新切開的鈉的表面所發生的變化。
[實驗2-1]
鈉可以用小刀切割，說明什么？
新切開的鈉的斷面有何變化？發生了什么反應？
在空氣很快氧化變暗。
常溫下：4Na＋O2 = 2Na2O
鈉的質地很軟，硬度很小。
三、鈉的物理性質
鈉常常保存在石蠟油或煤油中，多余的金屬Na必須放回原瓶。
二、鈉的物理性質
有銀白色金屬光澤固體
熔點低于100℃
質地軟、硬度小
可導熱、可導電
0.971g/cm3
ρ(水)>ρ(鈉)>ρ(煤油)
可用小刀切割
三、鈉的物理性質
[實驗2-1]
切割金屬鈉要注意實驗安全!
☆ 鈉的取用→鑷子(不能用手接觸)
☆ 煤油要用濾紙擦干
☆ 切割在濾紙或玻璃片上進行
四、鈉的化學性質
(1)鈉與氧氣的反應
新切開的鈉與空氣中的氧氣反應，在鈉的表面生成了一薄層氧化物，這種氧化物是氧化鈉(Na2O)。
常溫下：4Na＋O2 = 2Na2O
如果鈉在空氣中加熱是否也生成氧化鈉呢？
將一個干燥的坩堝加熱，同時切取一塊綠豆大小的鈉，迅速投到熱坩堝中，繼續加熱坩堝片刻，待鈉熔化后立即撤掉酒精燈，觀察現象。
[實驗2-2]
坩堝
三腳架
泥三角
四、鈉的化學性質
☆ 鈉先熔化成銀白色的小球
☆ 然后劇烈燃燒，燃燒時火焰呈黃色
☆ 最后生成淡黃色固體
[實驗2-2]
結論：鈉與氧氣反應的條件不同時，現象不同，產物也不同
+1 -1
四、鈉的化學性質
常溫下
4Na + O2 == 2Na2O (白色)
加熱下
0
0
+1
-1
失去2×e—，化合價升高，被氧化
得到2×e—，化合價降低，被還原
0
0
+1
-2
失去4×e—，化合價升高，被氧化
得到2×2e—，化合價降低，被還原
不穩定
穩定
△
2Na +O2 == Na2O2 (淡黃色)
四、鈉的化學性質
(2)鈉與其他非金屬單質的反應
鈉在反應中容易失一個電子，表現出強還原性，除了能與O2反應外，還能與Cl2、S、H2等非金屬單質直接化合。
Cl2 (加熱)
S (研磨)
H2 (加熱)
2Na + Cl2 == 2NaCl (黃色火焰，有白煙產生)
2Na + S === Na2S (反應劇烈，有濃煙)
△
研磨
△
2Na + H2 == 2NaH
四、鈉的化學性質
在燒杯中加入一些水，滴入2~3滴酚酞溶液，然后把一塊綠豆大的鈉放入水中，從鈉在水中的位置、鈉的形狀變化、溶液顏色的變化等方面觀察和描述實驗現象。分析實驗現象，你能得出哪些結論？
[探究實驗：鈉與水的反應]
四、鈉的化學性質
實驗操作 實驗現象 原因解釋
實驗結論 鈉浮在水面上
鈉熔化成閃亮的小球
小球在水面上四處游動，最后完全消失
發出“嘶嘶”的響聲
溶液的顏色變紅
鈉的密度比水小
鈉的熔點低，反應放熱
反應產生的氣體推動小球在水面上游動
鈉與水反應非常劇烈
反應生成堿性物質
鈉與水反應生成NaOH和H2，化學方程式為：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
四、鈉的化學性質
(3)鈉與水的反應
浮
熔
游
響
紅
2Na＋2H2O = 2NaOH＋H2↑
2Na + 2H2O = 2Na＋ + 2OH— + H2↑
2Na＋2H2O = 2NaOH＋H2↑
0
+1
0
+1
失去2×e—
得到2×e—
金屬鈉與水的反應，其實質是鈉與水電離出的H+反應
用途：鈉用作強除水劑(深度除水劑)
四、鈉的化學性質
鈉保存在煤油或石蠟油的目的是？
火災現場存在大量活潑金屬時，能用水滅火嗎？
能否用鉀在NaCl溶液中置換出金屬鈉？
不能，鈉、鉀和鹽溶液反應時，先與水反應。
不能，活潑金屬會和水反應，應用干燥沙土蓋滅。
防止鈉與水、氧氣反應。
四、鈉的化學性質
鈉與酸溶液反應時是先與水反應，還是先與酸反應？若鈉過量，又是什么情況？
(4)鈉與酸溶液的反應
2Na + 2H2O === 2Na＋ + 2OH— + H2↑
金屬鈉與水的反應，其實質是鈉與水電離出的H+反應
四、鈉的化學性質
(4)鈉與酸溶液的反應
(1)實驗現象：
(2)化學方程式：
(3)反應劇烈原因：
劇烈反應，融成小球，在水面快速游動并放出大量氣體。
2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑
反應本質是鈉與H+反應，由于HCl是強電解質，鹽酸溶液中H+的濃度大于純水中的，故反應更加劇烈。
(4)若鈉過量，先和酸反應 ，剩余的鈉與水繼續反應。
四、鈉的化學性質
(4)鈉與酸溶液的反應：先H+后H2O
四、鈉的化學性質
鈉與硫酸銅溶液反應結果如何呢？
(5)鈉與鹽溶液的反應
鹽電離出的金屬離子都是水合離子，即金屬離子被水分子包圍著，鈉必須要先和水接觸，才能和金屬離子接觸。
鈉與水的反應劇烈，還沒接觸到金屬離子便與水先反應了，故鈉只能在熔融鹽下才能置換出排在其活動性后面的金屬。
金屬
陽離子
H
O
O
H
O
O
H
O
O
H
O
O
H
O
O
H
O
O
H
O
O
H
O
O
Na
四、鈉的化學性質
四、鈉的化學性質
(5)鈉與鹽溶液的反應：先水后鹽
2Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑
2NaOH + CuSO4 == Cu(OH)2↓ + Na2SO4
2Na＋2H2O＋Cu2＋== 2Na＋＋Cu(OH)2↓＋H2↑
總反應：2Na＋2H2O＋CuSO4 == Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑
四、鈉的化學性質
(5)鈉與鹽溶液的反應：先水后鹽
K、Ca、Na等活潑金屬不能從鹽溶液中置換出其他金屬。
鈉與熔融硫酸銅反應結果如何呢？
四、鈉的化學性質
(6)鈉與熔融鹽的反應
2Na + CuSO4(熔融) == Na2SO4 + Cu
[ 思考與交流] 嘗試書寫Na與熔融TiCl4反應的化學方程式
4Na+TiCl4(熔融) == 4NaCl +Ti
工業制鈦反應
利用鈉的強還原性
注意：鈉只有與熔融鹽才可以發生置換反應，置換出相應的金屬。
四、鈉的化學性質
(7)鈉長期暴露在空氣中發生的變化
①4Na＋O2===2Na2O(是) ②Na2O＋H2O===2NaOH(否)
④2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO3·10H2O(否)
⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O(否)
Na
Na2O
NaOH
潮解→NaOH溶液
Na2CO3·10H2O
風化→Na2CO3
五、鈉的用途
鈉的用途
制作高壓鈉燈
Na-K合金作為原子反應堆的導熱劑
制備Na2O2
冶煉鈦 鋯等貴金屬
制備鈉硫新型電池
對應訓練
[典例1] 向一小燒杯中分別加入等體積的水和煤油，片刻后再向該燒杯中輕緩地加入一綠豆大小的金屬鈉，可能觀察到的現象是( )
A
對應訓練
[典例2] 將一小塊鈉投入FeCl3溶液中，下列有關實驗結果的預測正確的是( )
A．鈉溶解，有鐵析出，并有氣體產生
B．只有氣體產生
C．只有沉淀產生
D．既有沉淀產生，又有氣體產生
D
6Na + 2FeCl3 + 6H2O == 6NaCl +2 Fe(OH)3↓ + 3H2↑
對應訓練
[典例3] 將金屬鈉投入盛有下列溶液的小燒杯中，既有氣體生成，又有白色沉淀產生的是( )
①MgSO4溶液 ②NaCl溶液 ③Na2SO4溶液 ④飽和Ca(OH)2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥飽和NaCl溶液 ⑦Fe2(SO4)3溶液
A．①②④ B．②③⑥ C．①④⑥ D．④⑤⑥
C

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