2019-2020学年高中化学 第二章 第1课时 活泼的金属单质——钠课件 新人教版必修1

第二章海水中的重要元素——钠和氯第一节钠及其化合物第1课时活泼的金属单质——钠1.从原子结构角度初步认识金属钠的活泼性——强还原性,培养微观探析意识。2.通过观察实验现象,从宏观角度以变化观念认识金属钠的强还原性——钠与氧气、钠与水的反应,从而逐步形成探究物质结构和性质的思维习惯,增强学习过程中的实验探究能力和创新意识。知识铺垫新知预习自主测试1.单质可分为金属单质、非金属单质两大类。常见的金属有铁、铝、铜、锌、银、金、钠、镁等。2.金属活动性顺序:KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu。3.写出下列反应的化学方程式。(1)铁与氧气:3Fe+2O2Fe3O4。(2)铁与稀盐酸:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。(3)铁与稀硫酸:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。(4)铁与硫酸铜溶液:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。在上述四个反应中,铁的共同之处是失电子、被氧化。知识铺垫新知预习自主测试一、钠元素的存在及钠原子结构1.钠元素在自然界中都以化合物的形式存在,如NaCl、Na2CO3、Na2SO4等。2.钠原子结构示意图为,其最外电子层上只有1个电子,在化学反应中该电子很容易失去,因此,钠的化学性质非常活泼,表现出很强的还原性。知识铺垫新知预习自主测试二、金属钠的性质1.钠与氧气的反应(1)实验操作及现象①用镊子取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油后,用刀切去一端的外皮,可观察到钠具有银白色金属光泽,在空气中钠表面很快变暗。②将一个干燥的坩埚加热,同时切取一块绿豆大的钠,迅速投到热坩埚中,继续加热坩埚片刻,待钠熔化后立即撤掉酒精灯,可以看到,钠受热先熔化,然后与氧气剧烈反应,发出黄色火焰,生成一种淡黄色固体。知识铺垫新知预习自主测试(2)实验结论①钠是银白色金属,硬度小,熔点低,通常保存在煤油或石蜡油中。②钠与氧气反应,条件不同,产物不同,反应的化学方程式分别为:常温下:4Na+O2=2Na2O;加热时:2Na+O2Na2O2。知识铺垫新知预习自主测试2.钠与水的反应反应的化学方程式:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。知识铺垫新知预习自主测试【微思考】(1)为什么实验室里将钠保存在石蜡油或煤油中?(2)钠着火时能否用水灭火?应如何灭火?(3)将一小块钠投入CuSO4溶液中,会生成铜吗?提示(1)钠与石蜡油、煤油不反应,且钠的密度大于石蜡油、煤油的密度,将钠保存在石蜡油或煤油中,能使钠与空气隔绝。(2)钠可与水剧烈反应,同时放出大量的热,并产生可燃性气体氢气,故钠着火时不能用水灭火。应用干燥的沙土盖灭。(3)不会生成Cu,因为将钠投入CuSO4溶液中,先发生反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,然后发生反应CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4。知识铺垫新知预习自主测试1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)所有金属在常温下均为固体,在自然界中主要以化合态存在。()(2)钠在空气中燃烧生成Na2O2。()(3)钠与H2O反应生成NaOH和O2。()(4)钠投入酸溶液中,钠先与H2O反应。()(5)Na与H2O反应的离子方程式为Na+H2O=Na++OH-+H2↑。()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×知识铺垫新知预习自主测试2.取一块金属钠放在燃烧匙里加热,观察实验现象,以下描述正确的是()①金属钠先熔化②在空气中燃烧,放出红色火花③燃烧后得白色固体④燃烧时火焰呈黄色⑤燃烧后生成淡黄色固体物质A.①②B.①②③C.①④D.①④⑤答案D解析钠的熔点只有97.8℃,受热时先熔化,它是一种很活泼的金属,受热时与O2化合生成Na2O2,呈淡黄色。探究一探究二素养脉络随堂检测钠与氧气的反应问题探究下面的图示简单展示了我们探究钠与氧气反应的实验操作:(1)从以上实验中,你能总结出有关金属钠的哪些性质?提示物理性质:银白色、质软、硬度小;化学性质:化学性质活泼,常温下易被空气中的氧气氧化为氧化钠,加热条件下易被氧气氧化为过氧化钠。探究一探究二素养脉络随堂检测(2)钠与氧气反应时,所得产物与氧气多少是否有关?提示与氧气多少无关,与反应是否加热(反应条件)有关。(3)钠在空气中加热有何现象?提示先熔化,后剧烈反应,发出黄色火焰,生成淡黄色固体。(4)用剩的金属钠应怎样处理?提示剩余的钠放回原试剂瓶。探究一探究二素养脉络随堂检测深化拓展1.钠露置在空气中的变化(1)金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末,此过程中的主要变化与现象有:探究一探究二素养脉络随堂检测(2)发生主要变化的化学方程式为①4Na+O2=2Na2O②Na2O+H2O=2NaOH④2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,Na2CO3+10H2O=Na2CO3·10H2O⑤Na2CO3·10H2O=Na2CO3+10H2O(3)钠露置在空气中发生反应的类型有:反应①②及④中的第2个反应为化合反应,⑤为分解反应,①还是氧化还原反应。探究一探究二素养脉络随堂检测2.加热条件下钠在空气中的变化(1)实验及现象:取一小块金属钠放在坩埚中加热,现象为钠先熔化,后剧烈反应,发出黄色火焰,生成一种淡黄色固体。(2)原因及解释:钠与氧气在加热条件下剧烈反应,生成淡黄色的过氧化钠,化学方程式为2Na+O2Na2O2(过氧化钠中氧元素的化合价为-1价)。探究一探究二素养脉络随堂检测素能应用典例1等质量的两块钠,第一块在加热条件下与足量氧气充分反应,第二块在常温下与足量氧气充分反应。则下列说法正确的是()A.第一块钠失去电子数多B.两块钠失去电子数相同C.两块钠的反应产物的颜色相同D.两块钠所得反应产物的质量相等答案B解析Na与O2反应无论生成Na2O还是Na2O2,Na的化合价均由0价升高为+1价,故两块钠失去的电子数一样多;但加热时产物为Na2O2(淡黄色),而常温时产物为Na2O(白色),故第一块钠所得反应产物的质量大。探究一探究二素养脉络随堂检测易错提醒钠与O2反应时,常温下生成Na2O,加热条件下生成Na2O2,反应产物与O2的用量无关。探究一探究二素养脉络随堂检测变式训练12.3g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Na2OB.只有Na2O2C.Na2O和Na2O2D.无法确定答案C解析若2.3g钠全部生成Na2O,质量为3.1g;若2.3g钠全部生成Na2O2,质量为3.9g,因为3.1g3.5g3.9g,故氧化产物应为Na2O和Na2O2的混合物。探究一探究二素养脉络随堂检测钠与水及酸、碱、盐溶液的反应问题探究实验室一般以如下图示过程进行钠与水反应的实验探究:探究一探究二素养脉络随堂检测(1)在钠与水反应之前,为什么要用滤纸吸干钠表面的煤油呢?提示防止钠与水反应放热而造成煤油的燃烧。(2)实验中一般取绿豆大的钠块即可,能否取较大块的钠进行实验?提示不能。因钠与水的反应放热,钠块较大会发生危险。(3)实验时,能用手直接拿取金属钠吗?为什么?提示不能。首先,用手直接拿药品不符合取用药品的规范要求;另外,手上有汗液,钠与水反应放出的热会烧伤手,且生成的NaOH对皮肤也有强烈的腐蚀作用。(4)钠在金属活动性顺序中排在前面,那它能与金属盐溶液反应置换出排在它后面的金属吗?提示不能。因为钠会先跟水反应,然后生成的NaOH再与盐反应。探究一探究二素养脉络随堂检测深化拓展钠与H2O、酸溶液、盐溶液反应1.钠与水的反应离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,还原剂为Na,氧化剂为H2O。2.钠与酸溶液的反应(1)钠与酸溶液反应时,先与酸中的H+反应生成H2。(2)如果钠过量,钠把酸消耗尽之后,再与水反应。探究一探究二素养脉络随堂检测3.钠与盐溶液的反应(1)Na与NaCl溶液反应:实际上是钠与水反应,反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。(2)Na与CuSO4溶液反应:钠先与水反应,生成的NaOH再跟CuSO4反应,反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4;总反应式为2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。(3)Na与NaHSO4溶液反应:因NaHSO4完全电离,即NaHSO4=Na++H++S,而使溶液显强酸性,此时钠直接与盐反应,化学方程式为2Na+2NaHSO4=2Na2SO4+H2↑。O42-探究一探究二素养脉络随堂检测素能应用典例2(1)将一小块钠放入下列溶液中,既能产生气体又能生成白色沉淀的是()A.硝酸铜溶液B.稀硫酸C.氯化钠溶液D.氯化镁溶液(2)写出Na投入NaHCO3溶液中所发生反应的化学方程式(若有多步,则分步书写)。答案(1)D(2)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O解析遇到钠与盐溶液反应的问题时,在注意钠与水反应的同时,还要考虑生成的NaOH是否与溶液中原有的溶质反应。钠与(1)中四种溶液反应都生成氢气,在硫酸铜溶液中会有蓝色沉淀生成,只有在氯化镁溶液中可生成白色沉淀。探究一探究二素养脉络随堂检测易错提醒(1)钠与金属盐溶液反应时,不能置换出相应金属;但在熔融条件下,钠可以从某些熔融金属盐中置换出比它不活泼的金属。如:4Na+TiCl4Ti+4NaCl、2Na+MgCl2Mg+2NaCl。(2)钠投入饱和盐溶液中时,如果盐不与NaOH反应,由于反应过程中水的消耗,最终会析出固体盐。(3)相同温度下,相同的钠块与盐酸反应比与水反应更快。探究一探究二素养脉络随堂检测变式训练2金属钠分别与下列溶液反应时,既有气体放出又有沉淀产生的是()A.BaCl2溶液B.K2SO4溶液C.FeCl3溶液D.稀盐酸答案C解析钠与盐溶液中的水反应生成NaOH和H2,故四种溶液中均有气体产生。A、B、D项溶液中均无沉淀生成,C项中FeCl3溶液与NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀。探究一探究二素养脉络随堂检测探究一探究二素养脉络随堂检测1.下面关于金属钠的描述正确的是()A.钠的化学性质很活泼,在自然界里不能以游离态存在B.钠离子具有较强的还原性C.钠很软,在新材料领域没有用途D.钠露置于空气中最后变为Na2O答案A解析钠的化学性质活泼,会与空气中的氧气等物质反应,在自然界中只能以化合态形式存在,A项正确;钠离子不能再失去电子,不具有还原性,B项错误;钠很软,熔点低,导电、导热性好,可用于新光源、原子反应堆导热剂等,C项错误;钠露置于空气中会发生一系列反应,最后变为Na2CO3,D项错误。探究一探究二素养脉络随堂检测2.一小块金属钠长时间置于空气中,可能有下列现象,这些现象出现的先后顺序是()①变成白色粉末②变暗③变成白色固体④表面变成液体A.①②③④B.②③④①C.②③①④D.③②④①答案B解析钠在空气中发生如下变化:Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3。反应现象为钠由银白色逐渐变暗,之后变成白色固体(NaOH),白色固体潮解变成液体,与空气中的CO2、H2O结合形成白色晶体(Na2CO3·10H2O),最后晶体风化,变成白色粉末(Na2CO3)。探究一探究二素养脉络随堂检测3.将小块钠投入FeCl3的稀溶液中,以下对有关现象的描述中最恰当的是()A.钠溶解,溶液里有黑色固体析出和无色气体逸出B.钠与溶液剧烈反应,溶液里有红褐色沉淀生成,溶液的颜色变浅C.钠在溶液的表面上静静地消失,溶液里有红褐色沉淀生成D.钠迅速消失,溶液里快速地冒出很多的气泡,同时有红褐色固体生成答案B解析将钠块投入FeCl3的稀溶液中,先后发生反应的化学方程式分别是2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,3NaOH+FeCl3=Fe(OH)3↓+3NaCl。探究一探究二素养脉络随堂检测4.在烧杯中加水和煤油(密度:0.80g·cm-3)各50mL,将一小粒金属钠(密度:0.971g·cm-3)投入烧杯中,观察到的现象可能是()A.钠在水层中反应,并四处游动B.钠停留在煤油层中