金属钠和化合物教学案

1金属钠及其化合物适用学科高中化学适用年级高中一年级适用区域全国通用课时时长（分钟）60分钟知识点金属钠的性质与应用；钠的化合物的性质与应用教学目标知识与技能：1、金属钠的性质，用途；2、钠氧化物的性质与用途；3、钠的氢氧化物的性质以及用途；4、钠盐（碳酸钠、碳酸氢钠为例）的性质与用途。能力过程与方法：类比碱金属元素的学习，学习有关钠，钠氧化物，氢氧化物，以及钠盐的相关知识。情感态度与价值观：通过比较，总结知识的方式，培养学生对化学的学习兴趣。教学重点钠的过氧化物的性质，钠盐的性质、用途教学难点有关钠氧化物，钠盐的相关计算2教学过程一、课堂导入3二、复习预习1.通过回忆初中学过的镁、铝、铁、铜的部分性质，来认识钠是一种活泼金属2.写出一些与钠元素相关的反应方程式3.金属的性质与存在4三、知识讲解考点/易错点1金属钠1、钠原子结构：钠原子最外层只有一个电子，在化学变化中易失去最外层电子，呈现很强的金属性，在氧化还原反应中做还原剂。2、钠的物理性质：钠是银白色金属，密度小（0.97g/cm3），熔点低（97℃），硬度小，质软，可用刀切割。钠通常保存在煤油中。是电和热的良导体。3、钠的化学性质：从原子结构可知钠是活泼的金属单质。（1）钠与非金属反应：2Na+S=Na2S4Na+O2=2Na2O（钠先熔化成小球，再燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体）（2）钠与水（冷水）反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑钠与水反应的现象实验原理5钠浮在水面上，钠的密度比水小熔成小球，钠的熔点低，反应放热在水面上迅速游动，逐渐变小，最后消失，反应产生的气体推动小球运动与水反应发出哧哧的声音钠与水反应剧烈，反应放热在反应后的溶液中滴加酚酞，溶液变红。有碱性物质生成（3）钠与酸反应：2Na+2HCl=2NaCl+H2↑（4）钠与碱反应：实质是钠与水的反应（5）钠与盐反应：Na与盐溶液一般不发生置换反应，但与熔融的盐可发生置换反应。（如4Na+TiCl4(熔融)Ti+4NaCl）Na放入盐溶液时，先与水反应，它包括两种情况：（1）如果盐溶液的溶质不与NaOH反应:如氯化钠溶液；（2）如果盐溶液中的溶质与NaOH反应:生成的碱与盐发生复分解反应，例如：将Na放入CuSO4溶液中，反应剧烈，有气体和沉淀生成。2Na+H2O=2NaOH+H2↑2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO46因Na与水反应时有热量放出，生成的Cu(OH)2是难溶性碱，受热易分解，所以此反应中有时会有黑色沉淀CuO生成。（Cu(OH)2CuO+H2O）4、工业制钠：电解熔融的NaCl，2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。5、钠的用途：在熔融的条件下钠可以制取一些金属，如钛、锆、铌、钽等；钠钾合金是快中子反应堆的热交换剂；钠蒸气可作高压钠灯，发出黄光，射程远，透雾能力强。6、碱金属元素原子结构、性质的相似性和递变性（1）相似性：与Na结构相似的还有Li、K、Rb、Cs等元素。它们原子的最外层都只有1个电子，均易失1个电子形成带1个单位正电荷的阳离子，所以它们均为活泼金属，均具有很强的还原性，能与氧气、非金属、水、酸等反应，生成产物均为离子化合物。（2）差异性与递变性随着核电荷数的增加，由Li到Cs，电子层数依次递增，核到最外电子层的距离逐渐增大，核对最外层电子的引力逐渐通电7减小，失电子能力增强，即还原性增强，与其它物质间的反应程度更加剧烈。如与氧气反应时，Li常温或燃烧均生成Li2O，Na常温时生成Na2O，燃烧时则生成Na2O2，而K常温生成K2O2，燃烧生成KO2（超氧化钾）。它们的最高价氧化物的对应水化物——碱－－均为强碱，且碱性依次增强。8考点/易错点2钠的氧化物名称氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2颜色、状态白色固体淡黄色固体物质类别离子化合物、碱性氧化物离子化合物、过氧化物电子式Na+[:O:]2-Na+Na+[:O:O:]2-Na+化学键类型离子键离子键、非极性共价键生产条件常温下加热或者点燃氧元素化合价-2价-1价氧化性、还原性在化学反应中，不表现氧化性，还原性既有氧化性，又有还原性稳定性不稳定，可继续氧化稳定转化关系2Na2O+O2=2Na2O29与水反应Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑与酸反应Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑与CO2反应Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2用途制NaOH，用途较少氧化剂、供氧剂、漂白剂、杀菌剂保存隔绝空气，密封保存隔绝空气，远离易燃物，密封保存阴、阳离子个数比O2-:Na+=1:2O22-:Na+=1:2考点/易错点3钠的氢氧化物1、物理性质：氢氧化钠具有很强的腐蚀性。俗称：苛性钠、烧碱、火碱。氢氧化钠是一种白色固体，易吸收水分而发生潮解，易溶于水，溶于水放出大量的热量。2、化学性质：（1）与酸碱指示剂作用：能使紫色石蕊试液变蓝色，使无色酚酞变红色。（2）与酸发生中和反应：与酸反应中和生成盐和水。10（3）与非金属氧化物反应：与二氧化硫、二氧化碳等酸性气体反应，生成盐和水。（4）与某些盐溶液反应：与硫酸铜溶液反应生成蓝色沉淀；与硫酸铁溶液反应生成红褐色沉淀；与铵盐反应生成碱性气体。3、氢氧化钠的保存密封保存在橡胶塞的玻璃瓶（原因是玻璃的主要成分是二氧化硅，会跟氢氧化钠反应，生成硅酸钠，硅酸钠具有粘稠性，会是塞子黏住导致开不了。）11考点/易错点4钠盐Na2CO3NaHCO3俗名纯碱苏打小苏打颜色状态白色固体白色固体溶解性都能溶解于水，但Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度用途制玻璃、造纸、制肥皂、纺织工业发酵粉的主要成分、治疗胃酸、泡沫灭火与盐酸Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O若逐滴滴加盐酸反应顺序为：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3；NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2ONaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2ONaHCO3与盐酸反应的剧烈程度大于Na2CO3与盐酸反应的剧烈程度与NaOH溶液不反应NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O与Ca(OH)2溶液产生白色沉淀Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH产生白色沉淀2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+Na2CO3+2H2O12与CaCl2溶液产生白色沉淀Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl不反应与CO2Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3；若向饱和的Na2CO3溶液中通入CO2气体，溶液中析出白色固体（NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度）不反应热稳定性稳定，受热不分解不稳定，受热分解2NaHCO3====Na2CO3+CO2+H2OΔ13四、例题精析【例题1】.有一小块钠久置于空气中，最后生成的产物是（）A.Na2O2B.NaHCO3C.Na2CO3D.Na2CO3·10H2O【答案】C【解析】钠在空气中久置，其变化过程是：Na2ONa2OOH2NaOHNa2CO3·10H2OOH2Na2CO314【例题2】将31.2g过氧化钠和100g水充分反应后所得溶液的质量分数为（）A.25.6%B.31.2%C.32.0%D.34.5%【答案】A【解析】过氧化钠溶于水生成氢氧化钠溶液，故所求溶液的溶质为NaOH。2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑2×784×403231.2gxy15x=78231.2g160=32g(NaOH)y=7823231.2g=6.4g(O2)w(NaOH)=ggg4.61002.3131.2g×100%=25.6%16【例题3】有关热稳定性的强弱比较，不正确的是（）A.K2MnO4KMnO4B.Na2O2Na2OC.NaHCO3Na2CO3D.KClO3KCl【答案】A17【解析】在加热条件下，Na2O2ONa2O2，NaHCO3Na2CO3，KClO3KCl，KMnO4K2MnO4，故A不正确。18五、课堂运用【基础】1、下列各组内的两种物质发生反应时，其产物不随反应物用量比的改变而发生变化的是（）A.C和O2B.NaOH溶液和CO2C.Na2CO3溶液和盐酸D.Na和Cl2【答案】D【解析】A选项中，O2不足量，生成CO2；O2过量，生成CO2。B选项中，CO2不足，生成Na2CO3；CO2过量，生成NaHCO3。C选项中，盐酸不足，生成NaHCO3和NaCl；盐酸足量，生成NaCl、H2O和CO2。D选项正确。192、将11.5g金属钠投入到88.5g水中，反应完毕后，求生成溶液的质量分数（不考虑水的蒸发）。【答案】20.1%【解析】本题的解题关键是弄清钠跟水反应有氢气产生，所得溶液中的溶质是NaOH。设消耗水的质量为x，生成NaOH和H2的质量分别为y、z，则：2Na+2H2O2NaOH+H2↑2×232×182×40211.5gxyz46∶36=11.5g∶xx=9g46∶80=11.5g∶yy=20g46∶2=11.5g∶zz=0.5g20解法1：w(NaOH)=%1005.05.115.8820gggg=20.1%解法2：w(NaOH)=%10095.882020gggg=20.1%21【巩固】1、下列各步反应中，A为金属，B为淡黄色固体，且每一物质均含A元素写出A、B、C、D、E、F的化学式及有关化学方程式。【答案】A—NaB—Na2O2C—Na2CO3D—NaClE—NaOHF—NaHCO3【解析】此题的解题关键是要先判断出已知具体色态的B为何物质，金属对应的化合物呈现淡黄色的暂判定为Na2O2，那么就可以引出D为NaCl，C+CO2+H2OF，FC，而Na2O2可以生成C，C可以生成NaCl，从而推导出各物质。222、在盛有5mL澄清饱和石灰水的试管中放入一小块钠，不可能观察到的现象是（）A.钠熔化成银白色的小球B.浮在液面快速游动C.液体底部出现银白色固体D.溶液变浑浊【答案】C【解析】钠首先跟水反应，发生的现象有：熔化成银白色的小球，浮在液面上迅速游动，有气泡产生等。因跟水反应需消耗水（减少溶剂）且生成OH-，都会使澄清石灰水变浑浊，析出Ca(OH)2沉淀。23【拔高】1．200℃时，11.6gCO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应，反应后固体的质量增加了3.6g。则原混合气体的平均式量为（）A．5.8B．11.6C．23.2D．46.424【答案】C【解析】解法一：差量法设原混合气体中含CO2和H2O物质的量分别为x、y2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2固体质量增加78×2g2mol106×2g(212－156)gx28x2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2固体质量增加78×2g2mol40×4g4gy2y2823644181160104xyxyxmolymol....解得则混合气的平均式量为：25M1160104232....故选C解法二：平均值法由方程式：2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2和2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2可知，固体增加的质量m()增，应是mmm(CO)(HO)(O)222与的总和减去之值，即：mmmm(CO)(HO)(O)()222增所以，mmmm(O)coHO222增这样，mgggO()..2116368则O2物质的量n8g32g/mol0.25mol(O)2又由于n12[nn](O)(HO)(CO)222所以混合气总物质的量nn2nHOCOo222因此混合气体的平均式量11.620.2523.2解法三：估算法CO2的式量为44，水蒸气的式量为18，因此两种气体的混合物的平均式量必介于二者之间，故应选C。262、将ag水煤气（成分为CO和H2）充分燃烧，将燃烧生成的气体（150℃）通过盛有过量的Na2O2的干燥管（反应