高中化學(xué)人教版 (2019)必修第一冊(cè)第一節(jié) 鈉及其化合物學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

02
預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)
自主梳理
一．鈉的原子結(jié)構(gòu)
原子結(jié)構(gòu)示意圖為eq \a\vs4\al()，最外層上只有1個(gè)電子。
二．鈉的實(shí)驗(yàn)探究
1．與氧氣的反應(yīng)
2．與水的反應(yīng)
又一日戴維做完電解制鈉實(shí)驗(yàn)后，他把這種小小的金屬顆粒投入水中，鈉在水面上急速奔躍，產(chǎn)生氣體，發(fā)出刺刺的聲音，接著聲音越來(lái)越小，體積越來(lái)越小，慢慢消失在水里，無(wú)影無(wú)蹤。
請(qǐng)同學(xué)們思考，鈉與水產(chǎn)生的是什么氣體？
1．鈉在反應(yīng)中很容易失去最外層上的電子，故鈉的化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡憩F(xiàn)出很強(qiáng)的____________。
2．鈉在常溫及加熱條件下，分別與氧反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________、____________________。
3．鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________。
預(yù)習(xí)檢測(cè)
1．（2022年北京市豐臺(tái)區(qū)期中）鈉的下列性質(zhì)中與鈉和水反應(yīng)時(shí)的現(xiàn)象無(wú)關(guān)的是
A．鈉的熔點(diǎn)較低B．鈉的密度小于水的
C．鈉能導(dǎo)電D．鈉金屬活動(dòng)性強(qiáng)
2．（2022年北京豐臺(tái)期末）下列關(guān)于金屬鈉的描述不正確的是
A．有銀白色金屬光澤B．密度小于水
C．具有很強(qiáng)的還原性D．在空氣中燃燒只生成氧化鈉
3．（2023年山東省菏澤市期中改編）下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．Na2O2是淡黃色固體，由Na＋與O22－構(gòu)成
B．金屬鈉與氧氣反應(yīng)，條件不同，產(chǎn)物不同
C．金屬鈉投入水中，生成NaOH，同時(shí)放出O2
D．少量的鈉可保存在煤油中，實(shí)驗(yàn)剩余的鈉需放回原試劑瓶
4．（2022年浙江衢州期末）下列物質(zhì)中，常溫下不能與金屬鈉反應(yīng)的是
A．煤油B．水C．稀硫酸D．氯氣
5．（2022·甘肅蘭州第四片區(qū)期末）將一塊金屬鈉投入滴有紫色石蕊溶液的盛冷水的燒杯中，甲同學(xué)認(rèn)為可觀察到下列現(xiàn)象，其中正確的有
①鈉投入水中，先沉入水底，后浮出水面 ②鈉立即與水反應(yīng)，并有氣體產(chǎn)生 ③反應(yīng)后溶液變紅 ④鈉熔成閃亮的小球 ⑤小球在水面上四處游動(dòng) ⑥有“嘶嘶”的響聲發(fā)出
A．①②③④B．②③④⑤C．②④⑤⑥D(zhuǎn)．③④⑥
6．（2023年山東省菏澤市期中）鈉及其化合物在生產(chǎn)、生活中有著重要的應(yīng)用。
鈉是一種銀白色的金屬，取2.3 g鈉塊在干燥空氣中放置一段時(shí)間后，其表面會(huì)失去金屬光澤生成Na2O，此時(shí)固體質(zhì)量為2.46 g，則原鈉塊中已被氧化的鈉為_(kāi)______g；再將該鈉塊在干燥空氣中充分加熱，會(huì)得到淺黃色的_______(填化學(xué)式)粉末；經(jīng)過(guò)上述兩步實(shí)驗(yàn)后，最終得到的粉末的質(zhì)量應(yīng)為_(kāi)______g。
?環(huán)節(jié)一鈉的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)
情境材料
第一個(gè)制備鈉的人
1807年，戴維用電解氫氧化鈉制得金屬鈉(同時(shí)生成氧氣和水)，從此揭開(kāi)了金屬鈉的面紗。
戴維將一塊苛性鈉放在白金勺里用高溫酒精燈將它熔化，然后立即用一根導(dǎo)線接在白金勺上，再將另一根導(dǎo)線插入熔化物中，在一電極上出現(xiàn)了具有金屬光澤的、類似水銀的銀白色小珠(即金屬鈉)。他發(fā)現(xiàn)：一些小珠不燃燒，只是表面變暗，覆蓋著一層白膜；另一些小珠立即燃燒，形成黃色火焰。
問(wèn)題探究1
1．電解氫氧化鈉制得金屬鈉的反應(yīng)屬于______
A．分解反應(yīng)B．化合反應(yīng)
C．置換反應(yīng)D．復(fù)分解反應(yīng)
2．金屬鈉不燃燒，只是表面變暗覆蓋著一層白膜，此白膜是_______，另一些小珠立即燃燒，生成的物質(zhì)是________。
要點(diǎn)歸納
一、鈉的物理性質(zhì)
二、鈉的化學(xué)性質(zhì)
1．與非金屬單質(zhì)反應(yīng)
鈉露置在空氣中的變化
（1）金屬鈉長(zhǎng)期露置于空氣中最終完全轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3粉末，此過(guò)程中的主要變化與現(xiàn)象有：
eq \x(\a\al(銀白色金,屬鈉(Na)))eq \(――→,\s\up7(O2),\s\d5(①))eq \x(\a\al( 表面變暗,(生成Na2O)))eq \(――→,\s\up7(H2O),\s\d5(②))eq \x(\a\al(出現(xiàn)白色固體,(生成NaOH)))eq \(――→,\s\up7(H2O),\s\d5(③))eq \x(\a\al(表面變成溶液,(NaOH潮解)))eq \(――→,\s\up7(CO2),\s\d5(④))eq \x(\a\al( 白色塊狀物質(zhì),(生成Na2CO3·10H2O)))eq \(――→,\s\up7(風(fēng)化),\s\d5(⑤))eq \x(\a\al(白色粉末狀物質(zhì),（生成Na2CO3）))
（2）發(fā)生的主要變化的化學(xué)方程式
①4Na＋O2＝2Na2O；②Na2O＋H2O＝2NaOH；④2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋10H2O＝Na2CO3·10H2O；⑤Na2CO3·10H2O＝Na2CO3＋10H2O。
2．與水反應(yīng)
化學(xué)方程式：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑，還原劑：Na，氧化劑：H2O。
離子方程式：2Na＋2H2O＝2Na＋＋2OH－＋H2↑
（1）金屬鈉與水的反應(yīng)，其實(shí)質(zhì)是鈉與水電離出的H＋反應(yīng)。
（2）切割完鈉塊后，剩余的鈉的處理：放入原來(lái)盛有煤油的試劑瓶中(鈉的活潑性非常強(qiáng)，易與水或氧氣反應(yīng)造成失火或爆炸，為保證實(shí)驗(yàn)安全，放回原試劑瓶比較穩(wěn)妥)。
（3）做實(shí)驗(yàn)時(shí)，金屬鈉不慎失火的處理：用干燥的沙土來(lái)滅火，不能用水滅火(鈉與水劇烈反應(yīng)且生成氫氣，會(huì)放出大量的熱，甚至能引起氫氣燃燒爆炸)。
（1）鈉與酸的反應(yīng)
如果鈉過(guò)量，鈉把酸耗盡后，再與水反應(yīng)。
a．鈉先與酸中的H＋反應(yīng)(不是與水先反應(yīng))，離子方程式：2Na＋2H＋＝2Na＋＋H2↑。
b．如果鈉過(guò)量，鈉把酸消耗盡之后，再與水反應(yīng)。
（2）鈉與鹽溶液的反應(yīng)
a．鈉與鹽溶液反應(yīng)時(shí)，首先與水反應(yīng)生成NaOH(不是與鹽先發(fā)生置換反應(yīng))。
b．然后NaOH與鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)(若氫氧化鈉不與鹽反應(yīng)，則只有鈉與水的反應(yīng))。
例如：Na與Fe2(SO4)3溶液的反應(yīng)：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑，6NaOH＋Fe2(SO4)3＝2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4；Na與KNO3溶液的反應(yīng)：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑(僅此一步反應(yīng))，若是飽和鹽溶液，會(huì)有晶體析出。
（3）鈉與熔融鹽的反應(yīng)
4Na＋TiCl4eq \(====,\s\up7(高溫))Ti＋4NaCl Na＋KCleq \(====,\s\up7(高溫))K↑＋NaCl
典例精講
【例1】（2022年湖北省宜昌市期中）下列關(guān)于金屬鈉的敘述，正確的是
A．鈉在空氣中燃燒，發(fā)出黃色火焰
B．鈉在空氣中燃燒，產(chǎn)物是Na2O
C．鈉是銀白色金屬，硬度大，熔點(diǎn)高
D．鈉的化學(xué)性質(zhì)比鐵、鋁活潑得多，但沒(méi)有鎂活潑
【例2】（2022年四川廣安期末）將綠豆大的鈉塊投入如圖所示的燒杯中，可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是
A．鈉塊只在煤油層中游動(dòng)，并放出氣體
B．鈉塊只在水層中游動(dòng)，鈉塊熔化，水層變紅
C．鈉塊在煤油、水兩液體界面處反應(yīng)，熔化成小球并上下跳動(dòng)，水層變紅
D．鈉塊在四氯化碳、水兩液體界面處反應(yīng)，熔化成小球并上下跳動(dòng)，水層變紅
【例3】（2022年湖北省宜昌市期中）將綠豆大小的鈉投入CuSO4溶液中，下列有關(guān)現(xiàn)象的描述不正確的是
A．Na浮在水面，四處游動(dòng)B．有紅色固體生成
C．有藍(lán)色沉淀生成D．溶液顏色變淺
?環(huán)節(jié)二鈉的保存與應(yīng)用
情境材料
戴維在制備了鈉后，如何保存呢？他把鈉放入水中不行——它浮于水面，并在水中迅速游動(dòng)，金屬和水反應(yīng)后的表面產(chǎn)生大量的氣體，并立刻融化成一個(gè)閃亮的小球，并逐漸縮小，最后完全消失。放入酒精中也發(fā)生反應(yīng)，生成H2。他嘗試了多種液體，發(fā)現(xiàn)鈉對(duì)煤油冷淡，因此至今人們把鈉保存于煤油中。
問(wèn)題探究2
1．寫(xiě)出鈉與水反應(yīng)的離子方程式________________________________________。
2．能否把鈉保存在汽油或四氯化碳中？
要點(diǎn)歸納
二、鈉的保存與應(yīng)用
1．保存
（1）工業(yè)：大量的鈉要用石蠟或者其他物質(zhì)封存，保存于鐵桶內(nèi)，充氬氣密封
（2）實(shí)驗(yàn)室：煤油或石蠟里
2．應(yīng)用
典例精講
【例4】（2022年湖北省孝感市期中）下列關(guān)于鈉的說(shuō)法中不正確的是
A．金屬鈉和氧氣反應(yīng)，條件不同，產(chǎn)物不同
B．若鈉著火，不可以用水滅火
C．綠豆大小的鈉投入水中，鈉浮在水面上，說(shuō)明鈉的密度小于水的密度
D．做完實(shí)驗(yàn)多余的鈉不能放回原來(lái)的試劑瓶
【例5】（2022年江蘇連云港東?？h期中改編）鈦合金是具有耐壓耐腐蝕性質(zhì)的重要金屬材料，反應(yīng)4Na＋TiCl4eq \(====,\s\up7(高溫))4NaCl＋Ti可以制取金屬鈦．下列說(shuō)法不正確的是
A．TiCl4中的化合價(jià)：＋4
B．的電離方程式：NaCl＝Na＋＋Cl－
C．該反應(yīng)也可在水中完成
D．原子在反應(yīng)中容易得到1個(gè)電子生成Na＋
04
課堂總結(jié)

0503
強(qiáng)化訓(xùn)練
1．（2022年北京順義期末）下列關(guān)于鈉說(shuō)法不正確的是
A．鈉的密度比水小，比煤油大
B．鈉失火時(shí)，應(yīng)該用沙土蓋滅
C．鈉與水反應(yīng)的離子方程式為：Na＋H2O＝Na＋＋OH－＋H2↑
D．鈉在空氣中燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成淡黃色的Na2O2
2．（2022年四川自貢期末）下列實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，觀察不到金屬Na光亮銀白色的是
A．取出長(zhǎng)期保存在煤油中的NaB．Na投入水中
C．用小刀將Na切開(kāi)D．Na在空氣中加熱
3．（2022年北京市第四中學(xué)期中）向分別盛有100 mL水、100 mL稀鹽酸、100 mL稀NaOH溶液的X、Y、Z三個(gè)燒杯中各投入0.5 g Na。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A．三個(gè)燒杯中均先發(fā)生的離子反應(yīng)為2Na＋2H2O＝2Na＋＋2OH－＋H2↑
B．三個(gè)燒杯中鈉均在液面上劇烈反應(yīng)，且X燒杯中的反應(yīng)最劇烈
C．三個(gè)燒杯反應(yīng)后，溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同
D．三個(gè)燒杯反應(yīng)后，生成的氣體的質(zhì)量一定相同
4．（2023年廣東省佛山市南海區(qū)）將綠豆大小的金屬鈉(Na)放入CuSO4溶液中，鈉迅速熔成小球，在液面上游動(dòng)，發(fā)出嘶嘶的聲音(查資料表明產(chǎn)生了H2)，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。根據(jù)現(xiàn)象推理正確的是
A．Na的密度比鐵高B．金屬鈉比鐵更容易與鹽酸反應(yīng)
C．鈉的熔點(diǎn)比鐵高D．金屬鈉能在CuSO4溶液中置換出銅
5．（2023學(xué)年江蘇蘇州上學(xué)期期中）下列有關(guān)金屬鈉的說(shuō)法中，不正確的是
A．鈉只有在加熱條件下才能與氯氣反應(yīng)
B．鈉在化學(xué)反應(yīng)中易失去電子，表現(xiàn)出還原性
C．實(shí)驗(yàn)室中少量金屬鈉保存在煤油中
D．鈉鉀合金熔點(diǎn)低，導(dǎo)熱性好，可用作快中子反應(yīng)堆的熱交換劑
6．（2022年河北省保定市定州市期中）下列有關(guān)鈉的敘述中，不正確的是
A．金屬鈉是銀白色金屬，硬度小，鈉切開(kāi)的斷面露置在空氣中變暗，是因?yàn)樯闪薔a2O
B．鈉元素在自然界中主要以化合物形式存在
C．將一小塊鈉投入到CuSO4溶液中，有紅色固體Cu析出
D．少量金屬鈉可保存在煤油中，使用后剩余的鈉必須放回原試劑瓶中
7．（2022年吉林省吉林市期末）將適量鈉投入下列溶液中，既能產(chǎn)生氣體又能生成白色沉淀的是
A．硫酸銅溶液B．稀硫酸
C．氯化鎂溶液D．氯化鈉溶液
8．（2022年山西省懷仁市期中）下列說(shuō)法中一定正確的是
A．Na2O2固體中陽(yáng)離子與陰離子的個(gè)數(shù)比為1∶1
B．從試劑瓶中取出并切下未使用的鈉可放回原試劑瓶中
C．將Na投入飽和Na2CO3溶液中，會(huì)導(dǎo)致溶液質(zhì)量增加
D．金屬Na失火，可用CO2滅火
9．（2022年河南三門(mén)峽期末）按如圖所示進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)(硫酸銅溶液顯弱酸性)，下列有關(guān)它們反應(yīng)現(xiàn)象的分析正確的是
A．均有可燃性氣體生成
B．反應(yīng)劇烈程度：甲＞乙＞丙
C．丙中鈉能置換出單質(zhì)銅
D．乙、丙中鈉在液面下反應(yīng)
10．（2023年福建省寧德市上學(xué)期期中）金屬鈉及化合物生產(chǎn)、生活用途廣泛。請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題：
（1）保存金屬鈉的正確方法是_______(填標(biāo)號(hào))。
A．放在棕色瓶中B．放在細(xì)沙中C．放在水中D．放在煤油中
（2）將一小塊鈉放在水平放置的試管中部，用酒精燈加熱充分反應(yīng)如下圖所示，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________，生成物的顏色為_(kāi)______。
（3）Na、NaOH久置空氣中最終都是轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)________(填化學(xué)式)。
（4）金屬鈉可用于生產(chǎn)汽車(chē)安全氣囊中的氣體發(fā)生劑NaN3。某汽車(chē)安全氣囊中含NaN3、Fe2O3和NaHCO3等物質(zhì)。
①當(dāng)汽車(chē)發(fā)生較嚴(yán)重的碰撞時(shí)，NaN3受熱分解為Na和N2，其化學(xué)方程式為_(kāi)___________________。
②氣囊中產(chǎn)生的Na立即與Fe2O3反應(yīng)生成Na2O與另一種單質(zhì)，該反應(yīng)屬于四種基本反應(yīng)類型中的_________反應(yīng)。
③NaHCO3是冷卻劑，分解時(shí)會(huì)吸收產(chǎn)氣過(guò)程釋放的熱量。1．根據(jù)鈉的保存、取用以及鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)鈉的物理性質(zhì)。
2．根據(jù)鈉的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及氧化還原反應(yīng)原理，結(jié)合有關(guān)實(shí)驗(yàn)，理解鈉的化學(xué)性質(zhì)。
3．依據(jù)鈉的性質(zhì)，認(rèn)識(shí)其保存方法及在生產(chǎn)中的應(yīng)用。
反應(yīng)條件
常溫
加熱
實(shí)驗(yàn)操作
→→→
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
斷面呈________色，迅速變暗
熔成小球，劇烈燃燒，發(fā)出_______火焰，生成______固體
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
鈉________在水面上
鈉熔化成
閃亮的小球
小球在水面上四處
游動(dòng)，最后完全消失
與水反應(yīng)發(fā)出“嘶嘶”響聲
溶液的顏色變________
原因解釋
鈉的密度
比水________
鈉熔點(diǎn)___，反應(yīng)放熱
反應(yīng)產(chǎn)生的_______
推動(dòng)小球運(yùn)動(dòng)
鈉與水
反應(yīng)劇烈
反應(yīng)生成________
狀態(tài)
顏色
硬度
密度
熔點(diǎn)
固態(tài)
銀白色
質(zhì)軟
ρ(煤油)＜ρ(鈉)＜ρ(水)
較低
O2
常溫
4Na＋O2＝2Na2O 白色固體
加熱
2Na＋O2eq \(====,\s\up6(Δ))Na2O2 淡黃色固體
Cl2
2Na＋Cl2eq \(=====,\s\up7(點(diǎn)燃))2NaCl （產(chǎn)生黃色火焰，生成白煙）
S
2Na＋S＝Na2S （研磨時(shí)容易爆炸）
H2
2Na＋H2eq \(====,\s\up6(Δ))2NaH（金屬氫化物中，氫為－1價(jià)）
金屬鈉是在1807年通過(guò)電解氫氧化鈉制得的，這個(gè)原理應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，約在1891年才獲得成功。1921年實(shí)現(xiàn)了電解氯化鈉制鈉的工業(yè)方法，其反應(yīng)原理是：2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(通電))2Na＋Cl2↑。
目前，世界上鈉的工業(yè)生產(chǎn)多數(shù)是用電解氯化鈉的方法，少數(shù)仍沿用電解氫氧化鈉的方法。

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