2019_2020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

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4NaO2=2Na2O2NaO2Na2O2(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2Na2H2O=2NaOHH2。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10mL1molL1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)2Na2HCl=2NaClH2、2Na2H2O=2NaOHH2(2)2.24L解析盐酸的物质的量是0.01L1molL10.01mol0.2mol，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0.2 mol钠完全反应，产生氢气0.1 mol，在标准状况下体积为0.1 mol22.4 Lmol12.24 L。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)。钠浮于液面上熔化成小球发出“嘶嘶”的响声，放出气体有蓝色沉淀产生析出大量红色的铜(2)用化学方程式解释实验现象：_。答案(1)(2)2Na2H2O=2NaOHH2；2NaOHCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4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：2NaCl2NaCl2(填电解方程式)。(2)用途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。高压钠灯发出的黄光射程远，透雾能力强，常用作路灯。金属钠还可以用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。如Na与TiCl4反应：TiCl44NaTi4NaCl。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：氧化钠与水反应：Na2OH2O=2NaOH；氧化钠溶于盐酸：Na2O2HCl=2NaClH2O；氧化钠与CO2反应：Na2OCO2=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。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。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。向试管中滴入酚酞溶液，其现象是溶液先变红，后褪色。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。过氧化钠与水反应的化学方程式是2Na2O22H2O=4NaOHO2，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2Na2O22CO2=2Na2CO3O2，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Na2ONa2O2氧的价态21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12。(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”2Na2O22CO2=2Na2CO3O22Na2O22H2O=4NaOHO2Na2O2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()ANa2CO3BNaOHCNa2ODNa2O2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2Na2O22H2O=4NaOHO2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NaOHNaCl，则在常温下，上述转化关系内的物质乙是()ANa2O2BNa2OCNaClDNa2CO3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：AB_。BD_。AC_。答案(1)NaNa2O2NaOHNa2CO3(2)2NaO2Na2O22Na2O22CO2=2Na2CO3O22Na2H2O=2NaOHH2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()金属先熔化在空气中燃烧，放出黄色火花燃烧后得白色固体燃烧时火焰为黄色燃烧后生成淡黄色固体ABCD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：变成白色粉末；变暗；变成白色固体；变成液体。这些现象出现的先后顺序是()ABCD答案B解析Na在空气中放置的变化过程为NaNa2O(变暗)NaOH(白色固体)表面形成溶液Na2CO310H2O(白色固体)Na2CO3(白色粉末)。42.3g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3.1g3.5g3.9g，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()钠投入水中，先沉入水底，后浮出水面钠立即与水反应，并有气体产生反应后溶液变红钠熔成闪亮的小球小球在水面上四处游动有“嘶嘶”的响声发出ABCD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()A2.3%B小于2.3%C4%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()AHClBNaOHCK2SO4DCuSO4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12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12。10(2018成都高一月考)下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是()ANa2O、Na2O2都是钠的氧化物，都是碱性氧化物BNa2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体CNa2O2是强氧化剂，具有漂白性，能够用来漂白食品DNa2O2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()A11B12C21D853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11。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：A生成B：_；B与水反应生成E：_。答案(1)NaNa2O2Na2CO3CO2NaOH(2)2NaO2Na2O22Na2O22H2O=4NaOHO2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。能证明钠的密度比水小的现象是_。能证明钠的熔点低的现象是_。能证明有氢氧化钠生成的现象是_。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)2Na2H2O=2NaOHH2(2)钠浮在水面上钠熔化为光亮的小球溶液呈红色上升下降解析(1)钠与水反应生成NaOH和H2。(2)钠浮在水面上，证明钠的密度比水小。钠熔化为光亮的小球，证明钠的熔点低。反应后溶液呈红色，证明有氢氧化钠生成。B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