2022-2023学年苏教版2019高中化学必修1 专题三 第二单元 第1课时 钠的性质与制备（学案+课时对点练 word版含解析）
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| 名称 | 2022-2023学年苏教版2019高中化学必修1 专题三 第二单元 第1课时 钠的性质与制备（学案+课时对点练 word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-07-13 19:36:46 | ||
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文档简介
第二单元 金属钠及钠的化合物
第1课时 钠的性质与制备
[核心素养发展目标] 1.通过钠与氧气和钠与水反应的实验，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．实验探究钠的性质
(1)钠与氧气的反应
条件 常温 加热
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，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体
化学方程式 4Na＋O2===2Na2O 2Na＋O2Na2O2
特别提醒 ①取金属钠时应用镊子，不能用手直接接触，一般取绿豆粒大小即可，不能太大，以免发生危险。②剩余的钠要放回原试剂瓶中。
(2)钠与水的反应
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 钠的熔点低，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”的响声，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
化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，其中氧化剂为H2O，还原剂为Na
3.钠的性质总结
(1)钠的物理性质
钠是一种银白色的金属，质软，熔点低(小于100 ℃)，密度比水的小，但比煤油的大。通常保存在煤油或石蜡油中。
(2)钠的化学性质
钠是活泼金属，能与非金属单质、水、酸反应，在反应中均失去一个电子表现强还原性。
4．钠的制备和用途
(1)制备
19世纪初，英国化学家戴维在实验室中首次制得金属钠。工业上常采用电解熔融氯化钠的方法制取单质钠，其化学方程式：2NaCl2Na＋Cl2↑。
(2)用途
①钠和钾形成的合金常温下呈液态，可用作快中子反应堆的热交换剂。
②高压钠灯发出的黄光射程远，透雾能力强，常用作于道路和广场的照明。
③金属钠还可以用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。如Na与TiCl4反应：TiCl4＋4NaTi＋4NaCl。
(1)钠与氧气反应时，条件不同，产物也不同( )
(2)等质量的钠无论生成氧化钠、过氧化钠还是它们的混合物，转移的电子数均相同( )
(3)钠失火时不能用水扑灭，应该用沙土盖灭( )
(4)钠投入到NaOH溶液中，无明显现象( )
答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)×
某实验小组在学习了钠与水的反应后，做了以下几个实验。
(1)将两块绿豆粒大小的钠分别同时投入甲、乙两个小烧杯中，甲烧杯盛有10 mL水，乙烧杯盛有10 mL稀盐酸，观察到的现象：乙烧杯中钠反应更剧烈。结论：乙烧杯中发生反应的化学方程式：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑。
(2)将一块绿豆粒大小的钠投入丙烧杯中，观察到的现象：浮、熔、游、响、生成蓝色沉淀。请根据现象写出丙烧杯中发生反应的化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4[或2Na＋2H2O＋CuSO4===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑]。
(3)将一小块钠投入盛有5 mL饱和澄清石灰水的试管中，可能观察到的现象是_____(填字母)。
a．钠熔化成闪亮的小球
b．钠在液面上四处游动
c．溶液底部有银白色物质生成
d．溶液变浑浊
答案 abd
解析 钠与水反应放出大量的热，使钠熔成小球，故a正确；钠的密度小于水的密度，故也一定小于饱和澄清石灰水的密度，所以会浮在液面上，钠与水反应生成的氢气使钠在液面上四处游动，故b正确；钙的金属活动性强于钠，且钠、钙都易与水反应，所以钠不可能置换出钙，故c错误；因为反应消耗了水，且反应放热，所以饱和澄清石灰水中会有部分溶质析出而导致溶液变浑浊，故d正确。
(1)钠与水溶液反应的规律
遇水记五点，浮熔游响红，遇酸酸优先，遇盐水在前。
(2)解答钠与水溶液反应问题的思维模型
二、氧化钠和过氧化钠
1．Na2O的性质
(1)物理性质：白色固体。
(2)化学性质：碱性氧化物，能与水、酸、酸性氧化物等发生化学反应。
写出下列反应的化学方程式：
氧化钠与水反应：Na2O＋H2O===2NaOH；
氧化钠与盐酸反应：Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O；
氧化钠与二氧化碳反应：Na2O＋CO2===Na2CO3。
2．Na2O2的性质及应用
(1)物理性质：淡黄色固体。
(2)化学性质：具有强氧化性，能与水、二氧化碳等发生化学反应。
写出下列反应的化学方程式：
过氧化钠与水反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，其中氧化剂是过氧化钠，还原剂是过氧化钠；
过氧化钠与二氧化碳反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
(3)应用
①Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。
②Na2O2中氧元素为－1价，具有强氧化性，可作漂白剂。
特别提醒 Na2O2中O是一个原子团，类似于CO、SO。
(1)Na2O与Na2O2均为碱性氧化物( )
(2)Na2O与Na2O2中氧元素的化合价不相同，钠元素的化合价相同( )
(3)Na2O与Na2O2的阴、阳离子个数比均为1∶2( )
(4)Na2O2有强氧化性，能漂白酸碱指示剂( )
答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)√
1．类比Na与H2O反应的分析方法及Na2O2与H2O反应的化学方程式，试着分析以下问题。
(1)将适量过氧化钠投入盐酸中，有什么现象？写出化学方程式。
提示 有气泡产生；2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋O2↑＋2H2O。
(2)将适量过氧化钠投入硫酸铜溶液中，有什么现象？写出相关反应的化学方程式。
提示 有气泡放出，溶液颜色变浅，同时有蓝色沉淀生成；2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。
2．在鲜活水产品的长途运输中，必须考虑以下几点：①水中需要保持适量的O2；②及时去除鱼类等排出的CO2；③防止细菌的大量繁殖。
(1)过氧化物具有杀菌消毒的性质，金属的过氧化物能与H2O反应产生O2，如：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。现有两种在水中能起供氧灭菌作用的物质：Na2O2和CaO2，已知CaO2能缓慢与水反应。根据以上介绍，运输鲜活水产品时应选择________放入水中，理由是______________________________________________________________________________。
(2)写出过氧化钙与水反应的化学方程式：__________________________________________。
答案 (1)CaO2 Na2O2与水反应剧烈，生成的NaOH溶液碱性太强，不利于鲜活水产品的存活(或CaO2在水中溶解缓慢，供氧时间长，水溶液碱性弱，有利于鲜活水产品的长途运输)
(2)2CaO2＋2H2O===2Ca(OH)2＋O2↑
解析 (1)根据题给信息可知，选择的物质应该能持续吸收CO2并能不断提供O2，还要抑制细菌的大量繁殖，结合Na2O2的性质可知Na2O2不适合，因为Na2O2与水反应剧烈，且生成物NaOH为强碱，不利于鲜活水产品的存活。(2)过氧化钙与水反应的化学方程式为2CaO2＋2H2O===2Ca(OH)2＋O2↑。
氧化钠与过氧化钠的比较
名称 氧化钠 过氧化钠
化学式 Na2O Na2O2
氧的价态 －2价 －1价
颜色状态 白色固体 淡黄色固体
是否为碱性氧化物 是 不是
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Na2CO3
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Na2O不具有强氧化性
1．实验室中，用镊子从煤油中取出一小块金属钠，然后用滤纸吸干表面的煤油，再用小刀切开观察。在这一实验过程中不能得出的钠的物理性质是( )
A．钠在常温下是固体
B．钠的熔点很低
C．钠具有银白色的金属光泽
D．金属钠很软
答案 B
解析 从题干中“取出一小块金属钠”知，钠在常温下是固体；“用小刀切开”说明钠很软；切开后可看到钠具有银白色的金属光泽；没有加热将钠熔化，因此不能得出其熔点很低的性质。
2．将绿豆大的钠块投入如图所示的烧杯中，可能出现的现象是( )
A．钠块只在煤油层中游动，并放出气体
B．钠块只在水层中游动，钠块熔化，水层变红
C．钠块在CCl4层和水层界面处游动并上下跳动，钠块熔化，水层变红
D．钠块在水层和煤油层界面处游动并上下跳动，钠块熔化，水层变红
答案 D
解析 钠的密度比煤油的大，比水的小，则钠在水层与煤油层界面处发生反应，产生的氢气使钠块四处游动并上下跳动，钠块熔化，水层变红。
3．下列是比较氧化钠和过氧化钠性质异同的有关叙述，其中错误的是( )
A．氧化钠和过氧化钠长期置于空气中最终所得固体产物相同
B．氧化钠和过氧化钠都能与二氧化碳或水发生化合反应
C．氧化钠和过氧化钠与水反应都有氢氧化钠生成
D．过氧化钠是强氧化剂，而氧化钠只是一种碱性氧化物
答案 B
4．在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验仪器，用下图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。
(1)A是制取CO2的装置，写出A中发生反应的化学方程式：________________________。
(2)填写表中空格：
仪器 加入试剂 加入该试剂的目的
B 饱和NaHCO3溶液
C
D NaOH溶液
(3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：__________________________________。
(4)用__________检验F中收集到的气体，现象是____________________________。
答案 (1)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
(2)除去CO2气体中混入的HCl 过氧化钠 与CO2和水反应产生O2 吸收未反应的CO2气体 (3)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 (4)带火星的木条 木条复燃
解析 (1)A装置无加热设备，所以应用分液漏斗盛装稀盐酸与锥形瓶中的石灰石反应制备CO2气体，化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。(2)CO2气体通过饱和碳酸氢钠溶液，除去盐酸挥发出的HCl气体，C中盛装过氧化钠固体，与二氧化碳和水反应生成氧气，再将混合气体通入氢氧化钠溶液中，以除去氧气中未反应的二氧化碳，最后用排水法收集氧气。(4)F利用排水法收集氧气，检验氧气可使用带火星的木条，若木条复燃则证明该气体为氧气。
题组一 钠的存在、物理性质及保存方法
1．下列有关钠的存在、保存及取用方法的描述正确的是( )
A．钠在自然界中主要以化合态的形式存在，少量以游离态的形式存在
B．钠需要密封保存在煤油或石蜡油中
C．实验室中可直接用药匙取用钠
D．实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中
答案 B
解析 钠在自然界中只以化合态的形式存在，A项错误；实验室中用镊子取用钠，C项错误；取用后剩余的钠必须放回原试剂瓶中，D项错误。
2．下列关于钠的叙述错误的是( )
A．Na的密度介于煤油和水之间
B．钠是银白色金属
C．不能用手直接接触钠
D．钠的熔点很高，硬度很大
答案 D
3．下列关于钠的叙述错误的是( )
A．钠在自然界中可以以游离态存在
B．钠在燃烧时发出黄色火焰
C．钠元素主要以Na＋的形式存在于海水中
D．钠在空气中燃烧生成过氧化钠
答案 A
题组二 钠的化学性质
4．取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象中，正确的描述是( )
①钠先熔化 ②在空气中燃烧，放出黄色火花 ③燃烧后得到白色固体 ④燃烧时火焰为黄色 ⑤燃烧后生成淡黄色固体物质
A．①② B．①②③
C．①④⑤ D．④⑤
答案 C
解析 Na熔点较低，加热时先熔化，燃烧时火焰为黄色，燃烧后生成淡黄色固体Na2O2。
5.(2022·威海高一月考)某同学按如图所示实验装置进行钠跟水反应的实验，据此判断下列说法正确的是( )
A．打开右端橡胶塞，将一小块金属钠加入煤油中，反应前片刻，钠的位置在a处
B．开始反应后，能观察到的实验现象是钠在b处液面以下的水中反应
C．反应一段时间后，左端液面上升进入长颈漏斗，b处有无色气泡产生
D．若用酒精来代替煤油，可观察到相同的实验现象
答案 C
解析 钠的密度比煤油大，当钠加入煤油中时，应该沉入煤油底部，而不是浮在其表面，A错误；钠的密度比水小，钠应该浮在水的表面，而不是在水面以下跟水反应，B错误；当钠加入装置中时，钠进入煤油与水液面的交界处，在b处与水反应，并产生气体，这些气体能将管内的液体压到左边的长颈漏斗中，左边长颈漏斗中的液面上升，C正确；酒精能与水互溶，所以观察到的现象不同，D错误。
6．等质量的两块钠，第一块与足量氧气在加热条件下反应，第二块与足量氧气在常温下充分反应，则下列说法正确的是( )
A．第一块钠失去的电子数多
B．两块钠失去的电子数一样多
C．第二块钠的反应产物质量较大
D．生成物均可用于杀菌消毒
答案 B
解析 等质量的钠被氧化时失去相同数目的电子；等质量的钠与O2反应，生成过氧化钠时质量大，常温下Na与O2反应生成氧化钠；Na2O没有强氧化性，不能用于杀菌消毒。
题组三 Na2O和Na2O2的性质
7．下列叙述正确的是( )
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物
②Na2O2中O元素的化合价为－2
③Na2O是淡黄色物质，Na2O2是白色物质
④Na2O2可作供氧剂，而Na2O不可
⑤向Na2O2与水反应后的溶液中加酚酞溶液，溶液先变红后褪色
A．都正确 B．④⑤
C．②③⑤ D．②③④⑤
答案 B
解析 Na2O是碱性氧化物，Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气，不是碱性氧化物，故①错误；Na2O2中O元素的化合价为－1，故②错误；Na2O是白色物质，Na2O2是淡黄色物质，故③错误。
8．下列关于Na2O2与CO2、H2O反应的叙述正确的是( )
A．Na2O2与CO2的反应中，Na2O2只作还原剂，CO2作氧化剂
B．Na2O2与H2O的反应中，Na2O2既作氧化剂又作还原剂
C．Na2O2与CO2的反应中，消耗1 mol Na2O2时转移2 mol电子
D．Na2O2与H2O的反应中，生成1 mol O2时转移4 mol电子
答案 B
9．Na2O2是呼吸面具中常用的供氧剂，下列关于Na2O2的叙述错误的是( )
A．Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶2
B．Na2O2分别与H2O、CO2反应，产生相同质量的O2时，消耗H2O和CO2分子的数目相等
C．Na2O2作供氧剂时既生成了O2又“固定”了CO2
D．向硫酸铜溶液中加入足量Na2O2固体，静置后溶液由蓝色变为无色，说明过氧化钠具有漂白性
答案 D
解析 1个Na2O2由2个钠离子和1个过氧根离子构成，则阴、阳离子的个数比为1∶2，A正确；Na2O2与CO2、H2O反应的化学方程式分别为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，生成相同质量的O2时消耗的H2O和CO2的物质的量相同，即消耗H2O与CO2分子的数目相等，B正确；2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，反应中Na2O2作供氧剂时既生成了O2又“固定”了CO2，C正确；向硫酸铜溶液中加入足量Na2O2固体，Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀，硫酸钠溶液无色，则静置后溶液由蓝色变为无色，该反应过程中没有体现过氧化钠具有漂白性，D错误。
10．已知：2FeSO4＋6Na2O2 === 2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑，下列说法正确的是( )
A．Na2O2 只作氧化剂
B．还原剂只有 FeSO4
C．氧化产物只有Na2FeO4
D．Na2FeO4 既是还原产物，又是氧化产物
答案 D
11．向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末，振荡，下列叙述正确的是( )
A．最后溶液变蓝色
B．溶液先变蓝色最后褪色
C．溶液仍为紫色
D．因为Na2O2与石蕊发生氧化还原反应而无气泡产生
答案 B
12．把一小块金属钠放入下列溶液中，说法正确的是( )
A．饱和NaOH溶液：有氢气放出，恢复至室温后溶液浓度变大
B．稀CuSO4溶液：有氢气放出，有紫红色铜析出
C．MgCl2溶液：有氢气放出，有白色沉淀生成
D．滴有紫色石蕊溶液的水：有氢气放出，溶液变为红色
答案 C
解析 A错，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，原饱和溶液有晶体析出，剩余溶液还是饱和溶液，温度不变时，溶液中离子的浓度不变；B错，Na与水反应生成NaOH，NaOH再与CuSO4反应生成蓝色氢氧化铜沉淀，不会观察到紫红色的铜析出；C对，Na与水反应生成氢气和氢氧化钠，氢氧化钠和氯化镁反应生成白色氢氧化镁沉淀；D错，Na与水反应生成NaOH和氢气，紫色石蕊溶液遇碱变蓝。
13．某实验小组通过如图所示实验探究Na2O2与水的反应。下列说法不正确的是( )
A．②中的大量气泡主要成分是氧气
B．③中溶液变红，说明有碱性物质生成
C．④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的
D．⑤中MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度
答案 D
解析 过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，A正确；过氧化钠与水反应生成了氢氧化钠，氢氧化钠是强碱，使酚酞溶液变成红色，B正确；过氧化钠与水反应可能生成了过氧化氢，过氧化氢具有强氧化性，能够使溶液褪色，C正确；生成的过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下发生分解生成氧气，因此有气泡产生，D错误。
14．某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应，设计装置如图(夹持装置省略)，下列说法正确的是( )
A．若D中无水硫酸铜变蓝，则说明Na2O2与H2反应生成水
B．装置B中盛放浓硫酸，目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气
C．装置C加热前，用试管在干燥管管口处收集气体点燃，通过声音判断气体纯度
D．装置A能直接用于浓盐酸与MnO2反应制取氯气
答案 C
解析 若D中无水硫酸铜变蓝，不能说明Na2O2与H2反应生成水，因为空气中的水蒸气会进入到D装置中使无水硫酸铜变蓝，故A错误；装置B是U形管，只能装固体干燥剂，故B错误；装置C加热前，应该先检验氢气的纯度，方法是用试管在干燥管管口处收集气体点燃，通过声音判断气体纯度，故C正确。
15．某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物，设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几粒钠块，再从U形管高端加入水(含有酚酞)，赶出空气，一段时间后加热铜丝。
根据反应中观察到的现象，回答下列问题：
(1)金属钠的变化现象：_________________________________________________________。
(2)U形管中溶液的颜色：_______________________________________________________，
说明有__________(填化学式)生成。
(3)铜丝的变化现象：______________，说明有________(填化学式)生成；若去掉后面的装置，简述检验气体的方法：_________________________________________________________。
(4)若a g钠与b g水完全反应，则该溶液溶质的质量分数是____________。
答案 (1)在水和煤油的界面处逐渐变小并作上下跳动 (2)右侧从上到下逐渐由无色变为红色 NaOH (3)由黑色变红色 H2 在玻璃管口处点燃气体，有淡蓝色火焰产生 (4)×100%
解析 钠位于水和煤油界面处，与水发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，生成的H2与CuO发生反应：H2＋CuOCu＋H2O。钠与水反应生成NaOH溶液：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2×23 2×40 2
a g g g
则w(NaOH)＝×100%＝×100%。
16．(2022·烟台高一期末)Na2O2是中学化学常用的强氧化剂，除了能与CO2、H2O反应外，还可与其他还原剂如H2、C发生反应，某化学课外兴趣小组为探究Na2O2与H2的反应情况，设计了如图所示装置进行有关实验。
(1)此装置中，怎样检查除启普发生器之外的装置的气密性？_______________________。
(2)请完成该实验的有关操作：
①检查装置气密性；
②打开a、b产生氢气，观察试管内物质的颜色变化；
③____________________________________________________________________________；
④加热过氧化钠，观察试管内物质的颜色变化；
⑤反应完全后，________________________________________________________________；
⑥拆卸装置。
(3)该装置中，碱石灰的作用是____________________________________________________。
(4)实验过程中观察到步骤②无明显变化，步骤④Na2O2熔化后，黄色粉末立即变成白色，干燥管内硫酸铜未变成蓝色。则Na2O2与H2反应的化学方程式为_________________________。
答案 (1)关闭a，在b处连接一导管并伸入水槽中，用手捂热试管(或稍稍加热试管)，若观察到导管口有气泡冒出，冷却后导管中能形成一段稳定的水柱，则说明装置气密性良好 (2)在干燥管上倒插一支小试管收集H2，检验H2的纯度 先撤离酒精灯，待试管冷却后关闭b (3)除去H2中的HCl和水蒸气 (4)Na2O2＋H22NaOH
解析 (2)步骤②用来探究H2与Na2O2在常温下能否发生反应，同时可将装置中的空气排出；步骤④加热过氧化钠，用来探究H2与Na2O2在加热时的反应；由于要加热，而H2不纯时会发生爆炸，所以加热过氧化钠之前要检验H2的纯度，则步骤③为在干燥管上倒插一支小试管收集H2，检验H2的纯度；实验结束时，为了防止外界空气从干燥管进入试管中使H2不纯发生爆炸，步骤⑤应先撤离酒精灯，待试管冷却后关闭b(即待试管冷却后停止通入H2)。
(3)用锌粒和稀盐酸反应制得的H2中混有HCl和水蒸气，HCl和水蒸气都能与Na2O2反应，干扰探究Na2O2与H2的反应，碱石灰的作用是除去H2中的HCl和水蒸气。
(4)步骤②中无明显变化，则Na2O2与H2在常温下不反应；步骤④Na2O2熔化，黄色粉末变成白色，干燥管内硫酸铜未变成蓝色，说明反应没有生成H2O，则Na2O2与H2加热时反应生成NaOH，反应的化学方程式为Na2O2＋H22NaOH。
第1课时 钠的性质与制备
[核心素养发展目标] 1.通过钠与氧气和钠与水反应的实验，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．实验探究钠的性质
(1)钠与氧气的反应
条件 常温 加热
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，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体
化学方程式 4Na＋O2===2Na2O 2Na＋O2Na2O2
特别提醒 ①取金属钠时应用镊子，不能用手直接接触，一般取绿豆粒大小即可，不能太大，以免发生危险。②剩余的钠要放回原试剂瓶中。
(2)钠与水的反应
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 钠的熔点低，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”的响声，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
化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，其中氧化剂为H2O，还原剂为Na
3.钠的性质总结
(1)钠的物理性质
钠是一种银白色的金属，质软，熔点低(小于100 ℃)，密度比水的小，但比煤油的大。通常保存在煤油或石蜡油中。
(2)钠的化学性质
钠是活泼金属，能与非金属单质、水、酸反应，在反应中均失去一个电子表现强还原性。
4．钠的制备和用途
(1)制备
19世纪初，英国化学家戴维在实验室中首次制得金属钠。工业上常采用电解熔融氯化钠的方法制取单质钠，其化学方程式：2NaCl2Na＋Cl2↑。
(2)用途
①钠和钾形成的合金常温下呈液态，可用作快中子反应堆的热交换剂。
②高压钠灯发出的黄光射程远，透雾能力强，常用作于道路和广场的照明。
③金属钠还可以用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。如Na与TiCl4反应：TiCl4＋4NaTi＋4NaCl。
(1)钠与氧气反应时，条件不同，产物也不同( )
(2)等质量的钠无论生成氧化钠、过氧化钠还是它们的混合物，转移的电子数均相同( )
(3)钠失火时不能用水扑灭，应该用沙土盖灭( )
(4)钠投入到NaOH溶液中，无明显现象( )
答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)×
某实验小组在学习了钠与水的反应后，做了以下几个实验。
(1)将两块绿豆粒大小的钠分别同时投入甲、乙两个小烧杯中，甲烧杯盛有10 mL水，乙烧杯盛有10 mL稀盐酸，观察到的现象：乙烧杯中钠反应更剧烈。结论：乙烧杯中发生反应的化学方程式：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑。
(2)将一块绿豆粒大小的钠投入丙烧杯中，观察到的现象：浮、熔、游、响、生成蓝色沉淀。请根据现象写出丙烧杯中发生反应的化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4[或2Na＋2H2O＋CuSO4===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑]。
(3)将一小块钠投入盛有5 mL饱和澄清石灰水的试管中，可能观察到的现象是_____(填字母)。
a．钠熔化成闪亮的小球
b．钠在液面上四处游动
c．溶液底部有银白色物质生成
d．溶液变浑浊
答案 abd
解析 钠与水反应放出大量的热，使钠熔成小球，故a正确；钠的密度小于水的密度，故也一定小于饱和澄清石灰水的密度，所以会浮在液面上，钠与水反应生成的氢气使钠在液面上四处游动，故b正确；钙的金属活动性强于钠，且钠、钙都易与水反应，所以钠不可能置换出钙，故c错误；因为反应消耗了水，且反应放热，所以饱和澄清石灰水中会有部分溶质析出而导致溶液变浑浊，故d正确。
(1)钠与水溶液反应的规律
遇水记五点，浮熔游响红，遇酸酸优先，遇盐水在前。
(2)解答钠与水溶液反应问题的思维模型
二、氧化钠和过氧化钠
1．Na2O的性质
(1)物理性质：白色固体。
(2)化学性质：碱性氧化物，能与水、酸、酸性氧化物等发生化学反应。
写出下列反应的化学方程式：
氧化钠与水反应：Na2O＋H2O===2NaOH；
氧化钠与盐酸反应：Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O；
氧化钠与二氧化碳反应：Na2O＋CO2===Na2CO3。
2．Na2O2的性质及应用
(1)物理性质：淡黄色固体。
(2)化学性质：具有强氧化性，能与水、二氧化碳等发生化学反应。
写出下列反应的化学方程式：
过氧化钠与水反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，其中氧化剂是过氧化钠，还原剂是过氧化钠；
过氧化钠与二氧化碳反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
(3)应用
①Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。
②Na2O2中氧元素为－1价，具有强氧化性，可作漂白剂。
特别提醒 Na2O2中O是一个原子团，类似于CO、SO。
(1)Na2O与Na2O2均为碱性氧化物( )
(2)Na2O与Na2O2中氧元素的化合价不相同，钠元素的化合价相同( )
(3)Na2O与Na2O2的阴、阳离子个数比均为1∶2( )
(4)Na2O2有强氧化性，能漂白酸碱指示剂( )
答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)√
1．类比Na与H2O反应的分析方法及Na2O2与H2O反应的化学方程式，试着分析以下问题。
(1)将适量过氧化钠投入盐酸中，有什么现象？写出化学方程式。
提示 有气泡产生；2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋O2↑＋2H2O。
(2)将适量过氧化钠投入硫酸铜溶液中，有什么现象？写出相关反应的化学方程式。
提示 有气泡放出，溶液颜色变浅，同时有蓝色沉淀生成；2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。
2．在鲜活水产品的长途运输中，必须考虑以下几点：①水中需要保持适量的O2；②及时去除鱼类等排出的CO2；③防止细菌的大量繁殖。
(1)过氧化物具有杀菌消毒的性质，金属的过氧化物能与H2O反应产生O2，如：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。现有两种在水中能起供氧灭菌作用的物质：Na2O2和CaO2，已知CaO2能缓慢与水反应。根据以上介绍，运输鲜活水产品时应选择________放入水中，理由是______________________________________________________________________________。
(2)写出过氧化钙与水反应的化学方程式：__________________________________________。
答案 (1)CaO2 Na2O2与水反应剧烈，生成的NaOH溶液碱性太强，不利于鲜活水产品的存活(或CaO2在水中溶解缓慢，供氧时间长，水溶液碱性弱，有利于鲜活水产品的长途运输)
(2)2CaO2＋2H2O===2Ca(OH)2＋O2↑
解析 (1)根据题给信息可知，选择的物质应该能持续吸收CO2并能不断提供O2，还要抑制细菌的大量繁殖，结合Na2O2的性质可知Na2O2不适合，因为Na2O2与水反应剧烈，且生成物NaOH为强碱，不利于鲜活水产品的存活。(2)过氧化钙与水反应的化学方程式为2CaO2＋2H2O===2Ca(OH)2＋O2↑。
氧化钠与过氧化钠的比较
名称 氧化钠 过氧化钠
化学式 Na2O Na2O2
氧的价态 －2价 －1价
颜色状态 白色固体 淡黄色固体
是否为碱性氧化物 是 不是
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Na2CO3
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Na2O不具有强氧化性
1．实验室中，用镊子从煤油中取出一小块金属钠，然后用滤纸吸干表面的煤油，再用小刀切开观察。在这一实验过程中不能得出的钠的物理性质是( )
A．钠在常温下是固体
B．钠的熔点很低
C．钠具有银白色的金属光泽
D．金属钠很软
答案 B
解析 从题干中“取出一小块金属钠”知，钠在常温下是固体；“用小刀切开”说明钠很软；切开后可看到钠具有银白色的金属光泽；没有加热将钠熔化，因此不能得出其熔点很低的性质。
2．将绿豆大的钠块投入如图所示的烧杯中，可能出现的现象是( )
A．钠块只在煤油层中游动，并放出气体
B．钠块只在水层中游动，钠块熔化，水层变红
C．钠块在CCl4层和水层界面处游动并上下跳动，钠块熔化，水层变红
D．钠块在水层和煤油层界面处游动并上下跳动，钠块熔化，水层变红
答案 D
解析 钠的密度比煤油的大，比水的小，则钠在水层与煤油层界面处发生反应，产生的氢气使钠块四处游动并上下跳动，钠块熔化，水层变红。
3．下列是比较氧化钠和过氧化钠性质异同的有关叙述，其中错误的是( )
A．氧化钠和过氧化钠长期置于空气中最终所得固体产物相同
B．氧化钠和过氧化钠都能与二氧化碳或水发生化合反应
C．氧化钠和过氧化钠与水反应都有氢氧化钠生成
D．过氧化钠是强氧化剂，而氧化钠只是一种碱性氧化物
答案 B
4．在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验仪器，用下图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。
(1)A是制取CO2的装置，写出A中发生反应的化学方程式：________________________。
(2)填写表中空格：
仪器 加入试剂 加入该试剂的目的
B 饱和NaHCO3溶液
C
D NaOH溶液
(3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：__________________________________。
(4)用__________检验F中收集到的气体，现象是____________________________。
答案 (1)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
(2)除去CO2气体中混入的HCl 过氧化钠 与CO2和水反应产生O2 吸收未反应的CO2气体 (3)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 (4)带火星的木条 木条复燃
解析 (1)A装置无加热设备，所以应用分液漏斗盛装稀盐酸与锥形瓶中的石灰石反应制备CO2气体，化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。(2)CO2气体通过饱和碳酸氢钠溶液，除去盐酸挥发出的HCl气体，C中盛装过氧化钠固体，与二氧化碳和水反应生成氧气，再将混合气体通入氢氧化钠溶液中，以除去氧气中未反应的二氧化碳，最后用排水法收集氧气。(4)F利用排水法收集氧气，检验氧气可使用带火星的木条，若木条复燃则证明该气体为氧气。
题组一 钠的存在、物理性质及保存方法
1．下列有关钠的存在、保存及取用方法的描述正确的是( )
A．钠在自然界中主要以化合态的形式存在，少量以游离态的形式存在
B．钠需要密封保存在煤油或石蜡油中
C．实验室中可直接用药匙取用钠
D．实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中
答案 B
解析 钠在自然界中只以化合态的形式存在，A项错误；实验室中用镊子取用钠，C项错误；取用后剩余的钠必须放回原试剂瓶中，D项错误。
2．下列关于钠的叙述错误的是( )
A．Na的密度介于煤油和水之间
B．钠是银白色金属
C．不能用手直接接触钠
D．钠的熔点很高，硬度很大
答案 D
3．下列关于钠的叙述错误的是( )
A．钠在自然界中可以以游离态存在
B．钠在燃烧时发出黄色火焰
C．钠元素主要以Na＋的形式存在于海水中
D．钠在空气中燃烧生成过氧化钠
答案 A
题组二 钠的化学性质
4．取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象中，正确的描述是( )
①钠先熔化 ②在空气中燃烧，放出黄色火花 ③燃烧后得到白色固体 ④燃烧时火焰为黄色 ⑤燃烧后生成淡黄色固体物质
A．①② B．①②③
C．①④⑤ D．④⑤
答案 C
解析 Na熔点较低，加热时先熔化，燃烧时火焰为黄色，燃烧后生成淡黄色固体Na2O2。
5.(2022·威海高一月考)某同学按如图所示实验装置进行钠跟水反应的实验，据此判断下列说法正确的是( )
A．打开右端橡胶塞，将一小块金属钠加入煤油中，反应前片刻，钠的位置在a处
B．开始反应后，能观察到的实验现象是钠在b处液面以下的水中反应
C．反应一段时间后，左端液面上升进入长颈漏斗，b处有无色气泡产生
D．若用酒精来代替煤油，可观察到相同的实验现象
答案 C
解析 钠的密度比煤油大，当钠加入煤油中时，应该沉入煤油底部，而不是浮在其表面，A错误；钠的密度比水小，钠应该浮在水的表面，而不是在水面以下跟水反应，B错误；当钠加入装置中时，钠进入煤油与水液面的交界处，在b处与水反应，并产生气体，这些气体能将管内的液体压到左边的长颈漏斗中，左边长颈漏斗中的液面上升，C正确；酒精能与水互溶，所以观察到的现象不同，D错误。
6．等质量的两块钠，第一块与足量氧气在加热条件下反应，第二块与足量氧气在常温下充分反应，则下列说法正确的是( )
A．第一块钠失去的电子数多
B．两块钠失去的电子数一样多
C．第二块钠的反应产物质量较大
D．生成物均可用于杀菌消毒
答案 B
解析 等质量的钠被氧化时失去相同数目的电子；等质量的钠与O2反应，生成过氧化钠时质量大，常温下Na与O2反应生成氧化钠；Na2O没有强氧化性，不能用于杀菌消毒。
题组三 Na2O和Na2O2的性质
7．下列叙述正确的是( )
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物
②Na2O2中O元素的化合价为－2
③Na2O是淡黄色物质，Na2O2是白色物质
④Na2O2可作供氧剂，而Na2O不可
⑤向Na2O2与水反应后的溶液中加酚酞溶液，溶液先变红后褪色
A．都正确 B．④⑤
C．②③⑤ D．②③④⑤
答案 B
解析 Na2O是碱性氧化物，Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气，不是碱性氧化物，故①错误；Na2O2中O元素的化合价为－1，故②错误；Na2O是白色物质，Na2O2是淡黄色物质，故③错误。
8．下列关于Na2O2与CO2、H2O反应的叙述正确的是( )
A．Na2O2与CO2的反应中，Na2O2只作还原剂，CO2作氧化剂
B．Na2O2与H2O的反应中，Na2O2既作氧化剂又作还原剂
C．Na2O2与CO2的反应中，消耗1 mol Na2O2时转移2 mol电子
D．Na2O2与H2O的反应中，生成1 mol O2时转移4 mol电子
答案 B
9．Na2O2是呼吸面具中常用的供氧剂，下列关于Na2O2的叙述错误的是( )
A．Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶2
B．Na2O2分别与H2O、CO2反应，产生相同质量的O2时，消耗H2O和CO2分子的数目相等
C．Na2O2作供氧剂时既生成了O2又“固定”了CO2
D．向硫酸铜溶液中加入足量Na2O2固体，静置后溶液由蓝色变为无色，说明过氧化钠具有漂白性
答案 D
解析 1个Na2O2由2个钠离子和1个过氧根离子构成，则阴、阳离子的个数比为1∶2，A正确；Na2O2与CO2、H2O反应的化学方程式分别为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，生成相同质量的O2时消耗的H2O和CO2的物质的量相同，即消耗H2O与CO2分子的数目相等，B正确；2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，反应中Na2O2作供氧剂时既生成了O2又“固定”了CO2，C正确；向硫酸铜溶液中加入足量Na2O2固体，Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀，硫酸钠溶液无色，则静置后溶液由蓝色变为无色，该反应过程中没有体现过氧化钠具有漂白性，D错误。
10．已知：2FeSO4＋6Na2O2 === 2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑，下列说法正确的是( )
A．Na2O2 只作氧化剂
B．还原剂只有 FeSO4
C．氧化产物只有Na2FeO4
D．Na2FeO4 既是还原产物，又是氧化产物
答案 D
11．向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末，振荡，下列叙述正确的是( )
A．最后溶液变蓝色
B．溶液先变蓝色最后褪色
C．溶液仍为紫色
D．因为Na2O2与石蕊发生氧化还原反应而无气泡产生
答案 B
12．把一小块金属钠放入下列溶液中，说法正确的是( )
A．饱和NaOH溶液：有氢气放出，恢复至室温后溶液浓度变大
B．稀CuSO4溶液：有氢气放出，有紫红色铜析出
C．MgCl2溶液：有氢气放出，有白色沉淀生成
D．滴有紫色石蕊溶液的水：有氢气放出，溶液变为红色
答案 C
解析 A错，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，原饱和溶液有晶体析出，剩余溶液还是饱和溶液，温度不变时，溶液中离子的浓度不变；B错，Na与水反应生成NaOH，NaOH再与CuSO4反应生成蓝色氢氧化铜沉淀，不会观察到紫红色的铜析出；C对，Na与水反应生成氢气和氢氧化钠，氢氧化钠和氯化镁反应生成白色氢氧化镁沉淀；D错，Na与水反应生成NaOH和氢气，紫色石蕊溶液遇碱变蓝。
13．某实验小组通过如图所示实验探究Na2O2与水的反应。下列说法不正确的是( )
A．②中的大量气泡主要成分是氧气
B．③中溶液变红，说明有碱性物质生成
C．④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的
D．⑤中MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度
答案 D
解析 过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，A正确；过氧化钠与水反应生成了氢氧化钠，氢氧化钠是强碱，使酚酞溶液变成红色，B正确；过氧化钠与水反应可能生成了过氧化氢，过氧化氢具有强氧化性，能够使溶液褪色，C正确；生成的过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下发生分解生成氧气，因此有气泡产生，D错误。
14．某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应，设计装置如图(夹持装置省略)，下列说法正确的是( )
A．若D中无水硫酸铜变蓝，则说明Na2O2与H2反应生成水
B．装置B中盛放浓硫酸，目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气
C．装置C加热前，用试管在干燥管管口处收集气体点燃，通过声音判断气体纯度
D．装置A能直接用于浓盐酸与MnO2反应制取氯气
答案 C
解析 若D中无水硫酸铜变蓝，不能说明Na2O2与H2反应生成水，因为空气中的水蒸气会进入到D装置中使无水硫酸铜变蓝，故A错误；装置B是U形管，只能装固体干燥剂，故B错误；装置C加热前，应该先检验氢气的纯度，方法是用试管在干燥管管口处收集气体点燃，通过声音判断气体纯度，故C正确。
15．某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物，设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几粒钠块，再从U形管高端加入水(含有酚酞)，赶出空气，一段时间后加热铜丝。
根据反应中观察到的现象，回答下列问题：
(1)金属钠的变化现象：_________________________________________________________。
(2)U形管中溶液的颜色：_______________________________________________________，
说明有__________(填化学式)生成。
(3)铜丝的变化现象：______________，说明有________(填化学式)生成；若去掉后面的装置，简述检验气体的方法：_________________________________________________________。
(4)若a g钠与b g水完全反应，则该溶液溶质的质量分数是____________。
答案 (1)在水和煤油的界面处逐渐变小并作上下跳动 (2)右侧从上到下逐渐由无色变为红色 NaOH (3)由黑色变红色 H2 在玻璃管口处点燃气体，有淡蓝色火焰产生 (4)×100%
解析 钠位于水和煤油界面处，与水发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，生成的H2与CuO发生反应：H2＋CuOCu＋H2O。钠与水反应生成NaOH溶液：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2×23 2×40 2
a g g g
则w(NaOH)＝×100%＝×100%。
16．(2022·烟台高一期末)Na2O2是中学化学常用的强氧化剂，除了能与CO2、H2O反应外，还可与其他还原剂如H2、C发生反应，某化学课外兴趣小组为探究Na2O2与H2的反应情况，设计了如图所示装置进行有关实验。
(1)此装置中，怎样检查除启普发生器之外的装置的气密性？_______________________。
(2)请完成该实验的有关操作：
①检查装置气密性；
②打开a、b产生氢气，观察试管内物质的颜色变化；
③____________________________________________________________________________；
④加热过氧化钠，观察试管内物质的颜色变化；
⑤反应完全后，________________________________________________________________；
⑥拆卸装置。
(3)该装置中，碱石灰的作用是____________________________________________________。
(4)实验过程中观察到步骤②无明显变化，步骤④Na2O2熔化后，黄色粉末立即变成白色，干燥管内硫酸铜未变成蓝色。则Na2O2与H2反应的化学方程式为_________________________。
答案 (1)关闭a，在b处连接一导管并伸入水槽中，用手捂热试管(或稍稍加热试管)，若观察到导管口有气泡冒出，冷却后导管中能形成一段稳定的水柱，则说明装置气密性良好 (2)在干燥管上倒插一支小试管收集H2，检验H2的纯度 先撤离酒精灯，待试管冷却后关闭b (3)除去H2中的HCl和水蒸气 (4)Na2O2＋H22NaOH
解析 (2)步骤②用来探究H2与Na2O2在常温下能否发生反应，同时可将装置中的空气排出；步骤④加热过氧化钠，用来探究H2与Na2O2在加热时的反应；由于要加热，而H2不纯时会发生爆炸，所以加热过氧化钠之前要检验H2的纯度，则步骤③为在干燥管上倒插一支小试管收集H2，检验H2的纯度；实验结束时，为了防止外界空气从干燥管进入试管中使H2不纯发生爆炸，步骤⑤应先撤离酒精灯，待试管冷却后关闭b(即待试管冷却后停止通入H2)。
(3)用锌粒和稀盐酸反应制得的H2中混有HCl和水蒸气，HCl和水蒸气都能与Na2O2反应，干扰探究Na2O2与H2的反应，碱石灰的作用是除去H2中的HCl和水蒸气。
(4)步骤②中无明显变化，则Na2O2与H2在常温下不反应；步骤④Na2O2熔化，黄色粉末变成白色，干燥管内硫酸铜未变成蓝色，说明反应没有生成H2O，则Na2O2与H2加热时反应生成NaOH，反应的化学方程式为Na2O2＋H22NaOH。