《活泼的金属单质-钠》化学授课课件教案

高中同步学案优化设计GAOZHONGTONGBUXUEANYOUHAUSHEJI第1课时活泼的金属单质——钠第二章钠及其化合物内容索引0102课前篇素养初探课堂篇素养提升素养目标1.从原子结构角度初步认识金属钠的活泼性——强还原性,培养微观探析素养。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,增强学习过程中的科学探究能力和创新意识。课前篇素养初探【知识铺垫】1.金属活动性顺序:KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu。2.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。3.金属原子的最外层电子数一般小于4个,钠的原子结构示意图为【必备知识】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。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。(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。【微思考1】教材中描述“不要用手直接接触钠,而要用镊子夹取”,你能解释其中的原因吗?提示手上有汗水,若用手直接接触钠,钠与水反应生成氢氧化钠,会腐蚀皮肤。2.钠与H2O反应(1)根据氧化还原反应规律,预测Na与H2O反应的生成物为NaOH、H2。①操作:②现象及结论

现象原因钠浮在水面上钠的密度比水小熔成闪亮的小球钠的熔点低且反应放热钠在水面上迅速游动反应产生气体推动钠游动发出“嘶嘶”声响钠与水反应剧烈溶液变红反应生成碱性物质③钠与水反应剧烈,反应时放出热量,化学方程式是2Na+2H2O

===2NaOH+H2↑;离子方程式为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。【微思考2】(1)为什么实验室里将钠保存在石蜡油或煤油中?(2)教材中描述“把一块绿豆大的钠放在水中”,实验中取“绿豆大”的钠的目的是什么?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)钠与水的反应剧烈,取“绿豆大”的钠可以保证实验的安全性。【情境链接】某船员在运输盛有钠的铁桶时,不小心把盖子打开,桶内马上冒起浓浓的白烟,而且一接触桶内物质,双手立刻感到剧烈的疼痛,情急之下他将桶推到江里。一遇到水,桶立马爆炸。消防队员找来一个较大的白色塑料桶,将打捞上来的铁桶放在里面,用煤油浸泡。(1)盛有钠的桶遇水立马爆炸的原因是什么?提示由于大量的金属钠与大量的水接触发生剧烈反应,生成大量可燃性气体——氢气,同时放出大量的热,引起金属钠和氢气的剧烈燃烧,从而引发剧烈的爆炸现象。(2)用煤油浸泡铁桶的灭火道理是什么?提示钠易与空气中的氧气、水等反应,而钠不与煤油反应,且密度比煤油大,故用煤油浸泡铁桶。【自我小测】1.判断正误:(1)钠是银白色金属,熔点低,硬度大。(

)提示×。钠的硬度小,可以用小刀切割。(2)钠在反应时,只能做还原剂。(

)提示√。钠原子最外层只有1个电子,只能失电子,表现很强的还原性。(3)钠与O2反应只能生成淡黄色固体Na2O2。(

)提示×。钠与O2在常温和加热条件下分别生成Na2O和Na2O2。(4)钠与H2O反应比钠与盐酸反应更剧烈。(

)提示×。钠与H2O反应的实质是与氢离子反应,水中的氢离子浓度小于盐酸,故钠与盐酸反应更剧烈。2.将一小块金属钠投入滴有紫色石蕊溶液的盛冷水的烧杯中,甲同学认为可以观察到下列实验现象,其中正确的有(

)①钠投入水中,先沉入水底,后浮出水面②钠立即与水反应,并有气体产生③反应后溶液变红色④钠熔化成光亮的小球⑤小球在水面上迅速游动⑥有“嘶嘶”的响声发出A.①②③④ B.②③④⑤C.②④⑤⑥ D.③④⑥答案C解析钠投入水中,不是沉入水底,而是浮在水面上;钠与水反应生成NaOH,溶液呈碱性,使紫色石蕊溶液变蓝。课堂篇素养提升探究一钠与氧气的反应【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。(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)用剩的金属钠应怎样处理?提示剩余的钠放回原试剂瓶。【深化拓展】钠露置在空气中的变化钠长期暴露在空气中,最终转化为Na2CO3,变化过程的现象及主要反应如下:误区警示(1)钠与氧气反应产物不同是由于反应条件不同,碳与氧气反应产物不同是由于氧气的量不同。(2)空气中的CO2的量相对较少,故与氢氧化钠反应只能生成碳酸钠,不能生成碳酸氢钠。【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。易错提醒钠与O2反应时,常温下生成Na2O,加热条件下生成Na2O2,Na元素化合价均由0价升高到+1价,Na2O中O元素化合价为-2价,Na2O2中O元素化合价为-1价。变式训练1(2021安徽淮北高一期末)钠露置在空气中,其变质过程中不可能产生的物质是(

)A.Na2O B.NaOHC.NaHCO3 D.Na2CO3答案C解析钠只有在加热条件下才与氧气反应生成Na2O2。钠露置在空气中的变化过程为Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3,不可能会有NaHCO3生成。探究二钠与水及酸、碱、盐溶液的反应【问题探究】某同学为了探究钠单质与盐的反应,进行了以下两个实验:(1)将一块钠投入CuSO4溶液中,实验现象为钠立即熔为小球,并浮在水面四处游动,伴有嘶嘶的声响,同时溶液中有蓝色沉淀生成。请解释实验中现象并写出有关化学方程式。提示钠投入CuSO4溶液中,Na先与H2O反应生成NaOH和H2,2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;生成的NaOH与CuSO4反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2,2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4。(2)如图,在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔化时,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。请解释实验中,是否发生了置换反应?上述反应能否证明钠可以从CuSO4溶液中置换出铜?能否说明钠比铜活泼?提示实验中有红色物质生成,说明熔融的钠将硫酸铜中的铜置换出来并且放出热量,属于置换反应,钠为还原剂,硫酸铜为氧化剂,说明钠比铜活泼。(3)综合分析(1)(2)总结钠单质与盐溶液反应的顺序,Na与盐反应冶炼金属的条件。提示钠单质与盐溶液反应时,先与水反应生成氢氧化钠和氢气,再考虑氢氧化钠是否与盐发生复分解反应;Na与盐反应冶炼金属必须在无水条件下进行,即熔融状态下。【深化拓展】钠与H2O、酸溶液、盐溶液反应(1)反应实质钠与任何水溶液(如酸、碱、盐的水溶液)反应时,实质是钠与溶液中的H+反应,生成H2。(2)具体反应

反应物质反应分析与水离子方程式为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑,还原剂为Na,氧化剂为H2O与酸溶液把钠投入酸溶液中时,钠先与酸中的H+反应,当酸反应完后,再与水反应,即“先酸后水”。如钠与盐酸的反应依次为2Na+2HCl===2NaCl+H2↑、2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。钠与酸溶液的反应比钠与水的反应更剧烈,因为酸溶液中H+的浓度大与盐溶液当钠加到盐的水溶液中时,首先是钠与水反应,如果生成的NaOH能够和盐反应,则反应继续进行,即“先水后盐”。如把钠投入CuSO4溶液中,则依次发生的反应为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4;总反应为2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。如果把钠投入NaCl溶液或K2SO4溶液中,则只发生钠和水的反应误区警示(1)过量钠与酸溶液反应时,钠先与酸反应,再与水反应,最后消耗完。(2)钠能与任何水溶液反应。不要认为盐不能与氢氧化钠反应,就不能与钠反应。【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。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不如它活泼的金属。如:(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。变式训练2不能正确表示下列反应的离子方程式是(

)A.钠与水反应:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑B.钠与CuSO4溶液反应:2Na+Cu2+===Cu+2Na+C.钠与盐酸反应:2Na+2H+===2Na++H2↑D.钠跟氯化钾溶液反应:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑答案B解析B中钠与CuSO4溶液反应的实质是钠与水反应生成的氢氧化钠再与CuSO4反应,总化学方程式为2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。

素养脉络

随堂检测1.中科院研究成果表明,利用金属钠、钾实现肿瘤高温消融的治疗新方法可用于杀死癌细胞。关于钠的叙述中,正确的是(

)A.钠是银白色金属,硬度很大B.钠燃烧时发出黄色火焰C