2022-2023学年新教材人教版必修第一册 第二章 第一节 课时1　活泼的金属单质-钠 学案

1、20/20第二章海水中的重要元素钠和氯第一节钠及其化合物课时1活泼的金属单质钠课标解读课标要求素养要求1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解钠的主要性质。2.了解钠在生产、生活中的应用。1.宏观辨识与微观探析:能依据钠单质中元素化合价了解钠的典型反应,能够列举钠的重要物理、化学性质及实验现象。2.科学态度与社会责任:能说明钠的应用对社会发展的价值,对环境的影响。知识点一钠的物理性质颜色密度熔点硬度银白色,有金属光泽(水)(钠)(煤油)100质地很柔软,可以用刀切割知识点二钠的原子结构和化学性质1.钠的原子结构钠原子的结构示意图为,在化学反应中很容易失去1个电子。因此,钠的化学性质非常

2、活泼,表现出很强的还原性。2.钠的化学性质(1)实验探究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,生成淡黄色固体反应方程式4Na+O22Na2O2Na+O2Na2O2结论钠是非常活泼的金属,与O2反应的条件不同,现象不同,产物也不同注意:钠除了能与O2反应外,还能与Cl2等非金属单质直接化合。(2)实验探究钠与水的反应实验操作实验现象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四处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,

3、产生气体溶液逐渐变红有碱性物质(氢氧化钠)生成实验结论:钠与水剧烈反应,生成氢氧化钠和氢气,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。化学方程式是2Na+2H2O2NaOH+H2,离子方程式是2Na+2H2O2Na+2OH-+H2判一判1.钠元素在自然界中都以化合物的形式存在()2.单质钠在氧化还原反应中既可作还原剂,又可作氧化剂()3.常温下,钠与过量氧气反应生成Na2O2()4.钠与水反应的离子方程式为Na+2H2ONa+OH-+H2()5.常温下,钠与氧气反应生成淡黄色固体()探究点一钠露置在空气中的一系列变化实验室里金属钠要保存在煤油中,而铁、铜等金属放入广口瓶中保存

4、。存放金属钠需要遵守实验室安全规则,防止意外发生。金属钠长期露置于空气中最终完全转变为白色Na2CO3粉末,如下图所示。问题1:金属钠为什么要保存在煤油中?提示金属钠很活泼,与空气中的氧气和水反应,钠不与煤油反应,且钠的密度比煤油大,钠沉入煤油中能够隔绝空气中的氧气和水,所以钠保存在煤油中。问题2:已知CCl4是一种液体,也不与钠反应,密度大于水。钠可以保存在CCl4中吗?金属钠的保存需要注意些什么?提示不能,若将钠放入CCl4中,CCl4的密度比钠大,钠浮在CCl4表面,无法隔绝空气。金属钠保存时应该隔绝空气和水。问题3:新切开的金属钠表面有银白色金属光泽,但在空气中很快就会变暗,原因是什么

5、?提示钠与氧气发生反应,在钠的表面生成了一薄层氧化物氧化钠。金属钠长期露置于空气中最终完全转变为白色Na2CO3粉末,主要有以下变化过程:银白色金属钠Na表面变暗,生成Na2O出现白色固体,生成NaOH表面变成溶液,NaOH潮解出现白色块状物质,生成Na2CO310H2O变为白色粉末状物质,生成Na2CO3发生主要反应的化学方程式如下:4Na+O22Na2ONa2O+H2O2NaOH2NaOH+CO2Na2CO3+H2O,Na2CO3+10H2ONa2CO310H2ONa2CO310H2ONa2CO3+10H2O例某同学将金属钠露置于空气中,观察到下列现象:银白色变灰暗变白色出现液滴白色晶体白

6、色粉末,根据钠及其化合物的性质分析,下列说法正确的是()A.发生了氧化还原反应B.变灰暗是因为生成了过氧化钠C.是碳酸钠吸收空气中的水形成了溶液D.只发生物理变化答案A钠露置在空气中由银白色变灰暗,是因为Na与O2反应生成了Na2O,Na2O与H2O反应生成白色固体NaOH,NaOH易潮解,吸收空气中的H2O形成NaOH溶液而出现液滴,同时吸收空气中的CO2,生成Na2CO310H2O,Na2CO310H2O逐渐风化最后变为Na2CO3粉末。发生了氧化还原反应,A正确;Na只有在加热或点燃时才能生成Na2O2,B错误;是NaOH潮解,C错误;中发生的反应有2NaOH+CO2Na2CO3+H2O

7、、Na2CO3+10H2ONa2CO310H2O及Na2CO310H2ONa2CO3+10H2O,D错误。解题感悟金属钠露置在空气中,会发生一系列变化,根据相应的现象及产物判断所发生的反应是解题关键,以此进一步判断出反应类型,注意Na2CO310H2O风化生成Na2CO3属于化学变化。1.金属钠露置在空气中,在其表面不可能生成的物质是()A.Na2OB.NaOHC.Na2CO3D.NaHCO3答案D2.一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()变成白色粉末变暗变成白色固体变成液体A.B.C.D.答案B探究点二探究钠与水、酸、碱和盐溶液的反应问题1:将大小相同的钠

8、块分别加入盐酸和水中,钠与盐酸反应更剧烈,试分析其原因是什么?提示钠与盐酸或水反应,实质是与H+反应生成H2,盐酸中H+浓度远大于水中的H+浓度,所以钠与盐酸反应比与水反应更剧烈。问题2:若将过量的金属钠放入稀盐酸中,反应结束后钠可能剩余吗?提示不可能。因为钠与盐酸、水都能反应,将钠放入稀盐酸中,钠先与稀盐酸发生反应:2Na+2HCl2NaCl+H2,过量的钠再与水反应,钠不可能剩余。问题3:已知Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低。试分析把一小块钠放入饱和石灰水中时会发生什么现象?提示钠浮在水面上,熔化成银白色的小球并四处游动,同时发出“嘶嘶”的响声,钠与水反应放热,会使溶液温度升高,同时

9、反应也会消耗水,从而使Ca(OH)2因溶解度的降低及溶剂的减少而析出,石灰水变浑浊。问题4:在金属活动性顺序中,钠排在铜的前面,所以将钠加入CuSO4溶液中,会置换出金属铜。这种说法对吗?为什么?提示不对。钠加入CuSO4溶液中,先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀,不会置换出CuSO4中的Cu。1.钠与酸、碱、盐溶液反应的实质物质分类反应分析酸钠与酸反应时先与酸中的H+反应如果钠过量,钠把酸消耗完之后,再与水反应碱钠与碱溶液反应实质是钠与水的反应盐钠与盐溶液反应时先与水反应,如果盐溶液中的溶质能与NaOH反应,则会发生其他反应,如Na与CuSO4溶液

10、的反应2.钠与水、酸、碱和盐溶液的反应的共性与差异性(1)共性:钠与水及水溶液反应的现象中,一定有“浮”“游”“熔”“响”。本质是钠的密度比水小,与H+发生置换反应生成氢气,反应放热。(2)差异性:与酸反应时,由于溶液中H+浓度较大,反应比钠与水反应剧烈,最后钠可能在液面上燃烧;与盐溶液反应时,可能会生成沉淀(如生成难溶性碱)、气体(如NH3)等。例(2021福建宁德高一期中)将一粒绿豆大小的金属钠,投入盛有硫酸铜溶液的烧杯中,下列实验现象不正确的是()A.溶液中有蓝色沉淀生成B.反应放出热量,发出嘶嘶声C.钠熔成一个闪亮的小球,并在液面上向各方向迅速游动最后消失D.有红色物质生成答案D钠和水

11、反应生成氢氧化钠和氢气,铜离子和氢氧根离子反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,没有红色物质生成,故D错误。解题感悟钠与盐溶液反应时,注意钠先与水反应,再考虑氢氧化钠是否与盐发生复分解反应。1.下列反应的离子方程式书写正确的是()A.钠和水反应:Na+H2ONa+OH-+H2B.钠投入足量盐酸中:2Na+2H+2Na+H2C.铁和稀硫酸反应:2Fe+6H+2Fe3+3H2D.钠投入氯化铁溶液中:3Na+Fe3+3Na+Fe答案B2.(2021湖南邵阳高一期中)将金属钠投入下列溶液(均为稀溶液)中时,有白色沉淀析出的是()A.KCl溶液B.Mg(NO3)2溶液C.CuSO4溶液D.Fe2(SO4)3溶液答案

12、B钠投入Mg(NO3)2溶液中,与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与Mg(NO3)2反应生成氢氧化镁白色沉淀,B符合题意。1.关于钠元素,下列叙述中不正确的是()A.钠离子与钠原子有不同的化学性质B.钠原子易失去一个电子,表现强氧化性C.不同条件下,钠单质与氧气反应可生成不同的氧化产物D.自然界中钠元素只以化合态存在答案B2.(2021北京平谷高一检测)通过观察钠与水(含酚酞)的反应现象,不能得出的结论是()A.钠的密度比水小B.钠是活泼金属,与水反应后溶液呈碱性C.钠有良好的延展性D.钠的熔点低答案C3.(2021江西抚州高一月考)关于金属钠,下列说法不正确的是()A.金属钠试剂瓶表面张贴

13、的标志为“遇湿易燃品”B.金属钠着火时,可用细沙覆盖灭火C.多余的金属钠要放回原瓶D.金属钠还原性强于金属钾,可与熔融氯化钾反应制备金属钾答案D4.(2021甘肃兰州高一期末)下列物质间发生化学反应,在不同条件下可以制得不同产物的是()A.Na和O2B.Na和Cl2C.Mg和O2D.Na和H2O答案A5.(2021天津静海高一月考)2.3g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C6.在实验室里为了研究钠的性质,做了如下实验。(1)取用浸没在煤油中的金属钠的操作方法是。(2)取一块金属钠放在燃烧匙

14、里加热,观察到下列实验现象: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。描述正确的是。A.B.C.D.(3)向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油,片刻后再向该烧杯中轻缓地加入一块绿豆大小的金属钠,可能观察到的现象符合图中的。(4)将一小块钠投入到FeCl3溶液中,发生反应的有关化学方程式为。答案(1)用镊子取出钠块,用滤纸吸干钠块表面的煤油,在玻璃片上用刀切去表面的氧化层,再切下一小粒备用,余下的钠全部放回试剂瓶中(2)D(3)A(4)2Na+2H2O2NaOH+H2、3NaOH+FeCl3Fe(OH)3+3NaCl解析(1)取用金属钠必须

15、用镊子,剩余的金属钠包括碎屑都必须放入原试剂瓶中。(2)钠的熔点低,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)煤油NaH2O。(4)钠与盐溶液反应先是钠与水反应,后是NaOH与盐反应。钠是一种非常活泼、具有广泛应用的金属,可以用于冶炼其他金属,还可作原子反应堆的导热剂、作电光源以及用来制备过氧化钠等物质。1.(宏观辨识与微观探析)(1)钠的原子结构示意图为,钠在反应中容易(填“得到”或“失去”)电子。(2)金属钠非常活泼,通常保存在里,以隔绝空气。(3)钠长时间放在空气中,最后产物的主要成分是(填字母)。A.Na2OB.Na2

16、O2C.NaOHD.Na2CO3答案(1)失去(2)煤油(或石蜡油)(3)D2.(科学探究与创新意识)某化学实验小组拟用下图装置进行钠与氧气反应的实验。(1)将一小块钠放在石棉网上加热,能观察到的实验现象有,写出发生反应的化学方程式:。(2)上述实验中还观察到有黑色固体物质生成,其原因可能为,其反应类型既属于基本反应类型中的反应,也属于(填“氧化还原”或“非氧化还原”)反应。答案(1)钠先熔化后燃烧,发出黄色火焰,石棉网上有淡黄色固体生成2Na+O2Na2O2(2)2Na+CO2C+Na2O2(或4Na+3CO2C+2Na2CO3)置换氧化还原1.钠与水反应时,钠浮在水面上,熔成一个闪亮的小球

17、,该现象表现出的钠的物理性质有()银白色金属质软,可以用小刀切割熔点低于100密度比水小热和电的良导体A.B.C.D.答案C2.将一块金属钠投入盛有冷水并滴有紫色石蕊溶液的烧杯中,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A.B.C.D.答案C3.将适量金属钠投入下列溶液中,有气体放出,但无沉淀生成的是()A.盐酸B.饱和氢氧化钠溶液C.FeCl3溶液D.CuSO4溶液答案A4.(2021广东中山高一月考)将钠和碳分别置于如图所示的两个盛满氧气的集气瓶中,燃烧完

18、毕后,打开装置中的两个止水夹(两边因反应放热造成的压强变化可以抵消或不作考虑),这时观察到()A.水进入左瓶B.水进入右瓶C.水同时进入两瓶D.水不进入任何一瓶答案A钠与氧气反应生成过氧化钠固体:2Na+O2Na2O2,燃烧后左瓶内气体数目减小,压强减小;碳与氧气反应生成二氧化碳气体:C+O2CO2,右瓶内气体数目不变,压强不变,故燃烧完毕后同时打开装置中的两个止水夹,水进入左瓶中。5.钠是一种重要的金属,下列关于钠与水的反应的描述不正确的是()A.熔成小球说明钠熔点低B.1个钠原子反应转移了1个电子C.浮在水面说明钠密度比水小D.在该反应中还原剂是水答案D钠的熔点低,钠与水反应放热,所以易熔

19、化成小球,故A正确;钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,钠元素的化合价由0升高为+1,1个钠反应转移了1个电子,故B正确;钠与水反应时,钠浮在水面说明钠的密度比水小,故C正确;钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,水中氢元素化合价由+1降低为0,水是氧化剂,故D错误。6.(2021湖南长沙高一月考)已知:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,当金属钠起火时()A.用煤油来灭火B.用硫酸铜溶液灭火C.用干粉灭火器灭火D.用干燥沙土灭火答案DA项,煤油是易燃烧的液体,金属钠起火时,不能用煤油来灭火;B项,钠是活泼金属,钠能和水反应放出氢气,金属钠起火时,不能用硫酸铜溶液灭火;C项,过氧化钠和二氧化碳反应放

20、出氧气,金属钠起火时,不能用干粉灭火器灭火;D项,干燥沙土能有效阻隔钠和氧气接触,金属钠起火时,可以用干燥沙土灭火。7.A、B、C是中学化学中常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如下(部分反应条件及产物已略去):若A是一种金属,C是淡黄色固体,则B的化学式为,AC的化学方程式为。答案Na2O2Na+O2Na2O2解析根据C是淡黄色固体及A、B、C之间的转化关系,推知C为Na2O2,则B为Na2O,A为Na,AC的化学方程式为2Na+O2Na2O2。8.(2021湖北黄冈高一期中)有关钠与水反应及产物检验的实验装置如图所示。实验开始时先向管内加入滴有酚酞溶液的水,使水位达到B端管口,然后迅速塞

21、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)钠与水反应的现象有很多,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)2Na+2H2O2NaOH+H2(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9(A).(2021山东潍坊高一期中)在坩埚中放一小块钠加热,钠很快熔成圆球,停止加热,立即用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触,产生耀眼的火花,并有轻微爆鸣声,同时有红色固体生成,

22、经检验该红色固体与稀硫酸不反应。下列说法错误的是()A.钠受热易熔成圆球说明其熔点低B.钠与CuSO4粉末反应时放出大量热C.将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液,反应现象完全不同D.一定条件下,Na可以与CuSO4溶液反应生成Cu答案D钠受热熔成圆球说明其熔点低,A正确;钠与CuSO4粉末反应时,产生耀眼的火花,并有轻微爆鸣声,表明反应放出大量热,B正确;若将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液,则钠先与水反应,没有铜生成,会生成H2和Cu(OH)2沉淀,C正确;在无水条件下,熔融的Na可以与CuSO4发生置换反应生成Cu,但Na与CuSO4溶液反应不能生成Cu,D错误。9(B).(不定项

23、)(2021山东潍坊高一期中)在坩埚中放一小块钠加热,钠很快熔成圆球,停止加热,立即用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触,产生耀眼的火花,并有轻微爆鸣声,同时有红色固体生成,经检验该红色固体与稀硫酸不反应。下列说法错误的是()A.钠受热易熔成圆球说明其熔点低B.钠与CuSO4粉末反应时放出大量热C.将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液,反应现象相同D.一定条件下,Na可以与CuSO4溶液反应生成Cu答案CD钠受热熔成圆球说明其熔点低,A正确;钠与CuSO4粉末反应时,产生耀眼的火花,并有轻微爆鸣声,表明反应放出大量热,B正确;若将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液,则钠先与水反

24、应,没有铜生成,会生成H2和Cu(OH)2沉淀,C错误;在无水条件下,熔融的Na可以与CuSO4发生置换反应生成Cu,但Na与CuSO4溶液反应不能生成Cu,D错误。10(A).钛和钛的合金大量用于航空工业,有“空间金属”之称。金属钛可由反应TiCl4+4Na4NaCl+Ti制得。对于该反应,下列说法正确的是()A.该反应说明钠是强还原剂,可用于冶炼金属B.该反应中TiCl4在熔融状态或水溶液中C.TiCl4是还原剂D.Ti是氧化产物答案A由TiCl4+4Na4NaCl+Ti可知,钠失电子,化合价升高,作还原剂,A项正确;钠的化学性质非常活泼,能还原熔融状态的TiCl4,但反应不能在水溶液中进

25、行,B项错误;该反应中,钛元素的化合价降低,TiCl4是氧化剂,Ti是还原产物,C、D项错误。10(B).(不定项)钛和钛的合金大量用于航空工业,有“空间金属”之称。金属钛可由反应TiCl4+4Na4NaCl+Ti制得。对于该反应,下列说法正确的是()A.该反应说明钠是强还原剂,可用于冶炼金属B.该反应中TiCl4在熔融状态或水溶液中C.TiCl4是氧化剂D.Ti是氧化产物答案AC由TiCl4+4Na4NaCl+Ti可知,钠失电子,化合价升高,作还原剂,A项正确;钠的化学性质非常活泼,能还原熔融状态的TiCl4,但反应不能在水溶液中进行,B项错误;该反应中,钛元素的化合价降低,TiCl4是氧化

26、剂,Ti是还原产物,C项正确,D项错误。11(A).(2021山东烟台高一开学考)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两个反应中钠元素均由0价升高到+1价,钠的质量相同,两块钠失去电子数一样多,A错误,B正确;Na2O2呈淡黄色,Na2O呈白色,两块钠的反应产物的颜色不相同,C错误;由于Na2O2的相对分子质量比Na2O大,而二者的物质的量相同,因此两块钠所得反应产物的质量不相等,D错误。11(B).(不定

27、项)(2021山东烟台高一开学考)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不同D.两块钠所得反应产物的质量相等答案BC两个反应中钠元素均由0价升高到+1价,钠的质量相同,两块钠失去电子数一样多,A错误,B正确;Na2O2呈淡黄色,Na2O呈白色,两块钠的反应产物的颜色不相同,C正确;由于Na2O2的相对分子质量比Na2O大,而二者的物质的量相同,因此两块钠所得反应产物的质量不相等,D错误。解题关键12.(2021云南玉溪高一期中)回答下列有关单质钠的问

28、题。(1)保存金属钠的正确方法是(填字母)。A.放在棕色瓶中B.放在细沙中C.放在水中D.放在煤油中(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部,用酒精灯加热至充分反应(如图所示),请写出该反应的化学方程式:,生成物的颜色为。(3)Na、NaOH久置于空气中最终都是变为(填化学式)。(4)将一小块金属钠投入CuCl2溶液中,发生反应的离子方程式为。答案(1)D(2)2Na+O2Na2O2淡黄色(3)Na2CO3(4)2Na+2H2O+Cu2+2Na+Cu(OH)2+H2解析(1)钠在光照时,不会发生分解或挥发,所以不需要放在棕色瓶中;钠失火时,常用细沙灭火,但钠放在细沙中,不能阻止钠与空气中氧气的反应;钠放在水中,会与水发生反应;钠放在煤油中,会沉在煤油的底部,从而起到隔绝空气的作用。(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部,用酒精灯加热,钠剧烈反应,生成过氧化钠,该反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2,生成物的颜色为淡黄色。(3)Na在空气中被氧气氧化生成Na2O,Na2O再与水反应生成了NaOH,NaOH与CO2反应最终变为Na2CO3。(4)将一小块金属钠投入CuCl2溶液中,钠先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与CuCl2反应生成Cu(OH)2沉淀和NaCl,发生反应的离子方程式为2Na+2