2.1.1活泼的金属单质—钠 课件(共39张PPT)—2023-2024学年高中化学人教版-2019·高一上学期

(共39张PPT)
第二章 海水中的重要元素
第一节 钠及其化合物
第一课时 活泼的金属单质——钠
目录
Contents
02.钠的原子结构与化学性质
01.钠的存在与物理性质
01
钠的存在与物理性质
钠的存在与物理性质
01
1、存在：
（1）已发现的100多种元素中，大约4/5是金属元素；
（2）形式：
化合态：活泼金属
游离态：极少数不活泼的金属（Ag、Au、Cu、Pt等）
2、钠元素在自然界都以化合物的形式存在，如NaCl、Na2CO3、Na2SO4等。
钠的存在与物理性质
01
3、钠的物理性质：
钠为银白色固体，密度为0.917g·cm-3，比水的密度小；熔点较低，硬度
小，用小刀可以切割。
02
钠的原子结构与化学性质
02
钠的原子结构与化学性质
钠原子的结构示意图为 ，最外层只有1个电子，在化学反应中容易失电子，表现很强的还原性。
1．钠与非金属单质反应：
(1)钠与氧气的反应
新切开的钠具有银白色的金属光泽，在空气中很快变暗。将钠块投入热坩埚中，钠先融化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体。
02
钠的原子结构与化学性质
(2)钠除与O2反应外，钠还可以与Cl2在加热条件下反应，化学方程式为
2Na＋Cl2 2NaCl。
△
====
2．钠与H2O反应：
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：
02
钠的原子结构与化学性质
（2）现象及结论
现象 原因
钠浮在水面上 钠的密度比水___
熔成闪亮的小球 钠的熔点___且反应___热
钠在水面上迅速游动 反应产生_____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_____物质
低
小
放
气体
碱性
02
钠的原子结构与化学性质
思考：教材中描述“把一块绿豆大的钠放入水中”，实验中取“绿豆大”
的钠的目的是什么？
钠与水的反应剧烈，取“绿豆大”的钠可以保证实验的安全性，若颗粒
过大会发生爆炸。
02
钠的原子结构与化学性质
一、钠露置在空气中的变化
一块金属钠暴露在空气中较长的时间会出现如下现象。
银白色金属钠
表面变暗
出现白色固体
表面变成溶液
白色块状物质
白色粉末状物质
02
钠的原子结构与化学性质
钠在空气中的变化
（1）上述过程中钠表面变暗的原因是什么？
（2）上述过程中出现白色固体是什么？该过程表现含钠反应物的什么性质？
（3）写出上述过程中出现白色块状物质发生的化学反应方程式。
钠与氧气反应生成白色固体Na2O，失去金属光泽。
NaOH。Na2O与水反应生成NaOH，表现碱性氧化物的性质。
2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O。
02
钠的原子结构与化学性质
总结：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：
02
钠的原子结构与化学性质
PS：(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的量很少，故CO2与氢氧化钠反应只能生成碳酸钠，不能生成碳酸氢钠。
02
钠的原子结构与化学性质
思考：
(1)钠单质暴露在空气中会不会有Na2O2生成？
(2)钠与氧气反应时，条件不同，生成物不同，消耗等质量的钠，得到不同反应物时，转移电子数相同吗？
钠只有在加热条件下才会与O2反应生成Na2O2，故钠单质暴露在空气中不会有Na2O2生成。
相同。消耗等质量的钠，失去的电子的个数相同，与产物无关。
02
钠的原子结构与化学性质
二、钠与水、酸、碱、盐溶液的反应的实质
某同学为了探究钠单质与盐的反应，进行了以下两个实验：
实验一：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。
02
钠的原子结构与化学性质
实验二：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。
(1)请解释实验一中现象并写出有关化学方程式。
02
钠的原子结构与化学性质
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。
02
钠的原子结构与化学性质
(2)请解释实验二中，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？
(3)试分析钠单质与盐溶液反应的顺序，Na与盐反应冶炼金属的条件？
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，钠作还原剂，硫酸铜作氧化剂，说明钠比铜活泼。但不能证明钠可以从CuSO4溶液中置换出铜。
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。
02
钠的原子结构与化学性质
总结：1.与酸溶液反应：
02
钠的原子结构与化学性质
2.与碱溶液反应：其实质是钠与水反应：
如钠氢氧化钠的反应，即钠与水的反应。
3.与盐溶液反应：
02
钠的原子结构与化学性质
PS：
(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。
02
钠的原子结构与化学性质
思考：(1)钠投入FeCl3溶液中有什么现象出现？
(2)“钠不与氯化钠溶液反应”这种说法正确吗？
金属钠投入FeCl3溶液中，先与水反应，钠熔化成银白色小球，浮在水面上游动，听到嘶嘶声；然后再发生3NaOH＋ FeCl3===Fe(OH)3↓＋3NaCl，产生红褐色沉淀。
不正确。钠不与氯化钠反应，但钠与溶剂水发生氧化还原反应。
03
随堂训练
关于钠元素的单质及其化合物的叙述不正确的是(　　)
A．钠，银白色，质软，熔点相对较低，密度比水小
B．大量的钠着火时可以用沙子扑灭，少量的钠应保存在煤油中
C．金属钠在空气中长期放置，最终变为碳酸钠
D．氧化钠和过氧化钠都是白色固体
D
03
随堂训练
取一支大试管，加入20 mL饱和澄清石灰水(ρ＝1.6 g·cm－3)，再加入5 mL苯(ρ＝0.87 g·cm－3)，静置后缓慢加入绿豆粒大小的钠块(ρ＝0.971 g·cm－3)。下列实验现象中，能观察到的有(　　)
①钠在饱和澄清石灰水层反应并四处游动
②有气体产生
③溶液变浑浊
④钠在石灰水与苯的界面处反应并上下跳动
⑤钠停留在苯层不反应
⑥钠块最后消失
A．①②⑥　　B．②③④⑥　　C．⑤　　D．①②③⑥
B
03
随堂训练
取一块金属钠放在燃烧匙里加热，下列关于该实验现象的描述不正确的是(　　)
A．金属钠先熔化
B．燃烧时火焰为黄色
C．燃烧后生成白色固体
D．燃烧后生成淡黄色固体
C
03
随堂训练
将钠和碳分别置于如图所示的两个盛满氧气的集气瓶中，燃烧完毕冷却至室温后，打开装置中的两个弹簧夹，这时观察到的现象是(　　)
A．水不进入任何一瓶　　　　　B．水进入左瓶
C．水进入右瓶 D．水同时进入两瓶
B
03
随堂训练
下列某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明(　　)
①钠的密度比水的小　②钠的熔点较低　③钠与水反应时放出热量　④钠与水反应后的溶液呈碱性
A．①④　　　　　　　 B．①②④
C．①③④ D．①②③④
D
03
随堂训练
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＋4Na=====高温 4NaCl＋Ti制得。对于反应，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．该反应条件是TiCl4在熔融状态或水溶液中
C．Ti是氧化剂
D．TiCl4是还原剂
A
03
随堂训练
根据你对金属钠性质的了解，回答下列问题：
(1)关于钠的叙述中，正确的是________(填字母)。
A．钠是银白色金属，硬度很大
B．将金属钠放在石棉网上，用酒精灯加热后金属钠剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成过氧化钠
C．金属钠在空气中燃烧，生成氧化钠
D．金属钠的熔点很高
03
随堂训练
(2)由于金属钠很容易跟空气中的________、________等物质反应，通常将它保存在________里。
(3)将一小块钠投入下列溶液中，既能产生气体又会出现白色沉淀的是_____(填字母)。
A．稀硫酸　　　　　　　 B．硫酸铜溶液
C．氢氧化钠溶液 D．氯化镁溶液
03
随堂训练
(4)为粗略测定金属钠的相对原子质量，设计的装置如图所示，该装置(包括水)的总质量为ag，将质量为bg的钠(不足量)放入水中，立即塞紧瓶塞。完全反应后再称量此装置的总质量为cg。
①列出计算钠相对原子质量的数学表达式________(用含有a、b、c的算式表示)。
②无水氯化钙的作用____________________________________________。
03
随堂训练
解析：(1)钠是银白色金属，硬度很小，可以用小刀切，故A错误；钠在空气中燃烧产物是淡黄色的过氧化钠，故B正确；钠在空气中燃烧产物是淡黄色的过氧化钠，不是氧化钠，故C错误；金属钠的熔点很低，故D错误；
(2)钠性质很活泼，易和水、氧气反应，所以保存钠时要隔绝空气和水，钠和煤油不反应，且密度大于煤油，所以保存钠可以放在煤油中；
(3)A.钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和氢气，没有沉淀产生，A不选；B.钠投入硫酸铜溶液中，首先和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，但沉淀不是白色的，而是蓝色的，B不选；C.钠投入氢氧化
03
随堂训练
钠溶液中生成氢氧化钠和氢气，没有沉淀，C不选；D.钠投入氯化镁溶液中生成氯化钠、氢氧化镁白色沉淀和氢气，D选。
(4)①金属Na与水发生反应放出氢气的质量＝ag＋bg－cg＝(a＋b－c)g，其相对原子质量为M，金属钠与水反应放出氢气的关系如下：
2Na　 ~　 H2
2M 2
b g (a＋b－c)g
解得M＝b/（a＋b－c） ；
03
随堂训练
②氯化钙具有吸水能力，是常用的干燥剂，在装置中吸收生成氢气中的水，而防止水分流失。
答案：(1)B　(2)氧气　水蒸气　煤油
(3)D　(4)①b/(a＋b－c)　②吸收H2中所含的水蒸气
03
随堂训练
金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在1891年才获得成功。1921年实现了电解氯化钠制钠的工业方法，其反应原理是2NaCl(熔融)===== 2Na＋Cl2↑。回答下列有关单质钠的问题：
(1)保存金属钠的正确方法是________。
A．放在棕色瓶中　　　　　　 B．放在细沙中
C．放在水中 D．放在煤油中
电解
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随堂训练
(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部，用酒精灯加热充分反应(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，发生反应的方程式为_______________。
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随堂训练
【解析】(1)钠是很活泼的金属元素，其单质极易与水或氧气反应，又因为钠的密度小于水而大于煤油，因此钠通常保存在煤油中。
(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部，加热，反应方程式为2Na＋O2===== Na2O2。过氧化钠为淡黄色固体。
(3)Na、NaOH久置空气中最终都是变为碳酸钠，化学式为Na2CO3。
(4)将一小块金属钠投入CuCl2溶液中，首先钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，然后氢氧化钠与氯化铜发生复分解反应，发生反应的方程式为2Na＋CuCl2＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑＋2NaCl。
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随堂训练