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海水中的重要元素
——钠和氯
第二章
单 元 导 入
海洋占地表表面积的71%,浩瀚的大海美丽且富饶。海洋是一个巨大的化学资源宝库,含有80多种元素,钠元素和氯元素是海水含量中较高的元素,也是典型的金属元素和非金属元素。
活泼的金属单质——钠
第1课时
第一节 钠及其化合物
目标一 钠的物理性质
实验2-1
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,观察钠的光泽和颜色。
颜色状态 密度 硬度 熔点 沸点
质软
银白色固体
ρ=0.97g/cm3
比水小,比煤油大
97.8℃
较低
883℃
钠的物理性质
数据:煤油的密度:0.7989 g/cm3
石蜡油的密度:0.8 g/cm3
通常保存在煤油或石蜡油中
思考
结构
性质
钠原子易 电子,具有很强的 性。
失去
还原
决定
试着从钠的原子结构进行分析,并结合氧化还原反应的知识,思考:钠具有怎样的化学性质?
可以和具有氧化性的物质反应:O …
目标二 钠与非金属单质的反应
1.钠与非金属单质的反应
(1)钠与氧气的反应(常温)
用镊子取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油,小刀切去外皮,观察。
新切开的表面
久置的表面
具有银白色的金属光泽
在空气中很快变暗
结论:常温下 (Na2O为 色)
4Na+O2===2Na2O
白
1.钠与非金属单质的反应
(2)钠与氧气的反应(加热)
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,继续加热至钠熔化,撤掉酒精灯。
实验2-2
1.钠与非金属单质的反应
(2)钠与氧气的反应(加热)
现象:钠先 ,然后剧烈燃烧,火焰呈 ,生成 固体。
熔化
黄色
淡黄色
结论:加热时 (Na2O2为 色)
淡黄
反应条件不同,钠与氧气反应的产物不同!
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,继续加热至钠熔化,撤掉酒精灯。
实验2-2
举例说明在哪些化学反应中,反应条件或反应物用量的改变对生成物有影响?
练习
铁(Fe)
碳
(C)
Fe2O3
Fe3O4
CO
CO2
潮湿空气
氧气燃烧
少量氧气
过量氧气
(3)钠与其他非金属单质的反应
钠与其他非金属单质化合生成的化合物中钠只显 价
+1
燃烧
(1)钠与硫混合研磨:
(2)在氯气中燃烧:
(3)与氢气反应生成:
(4)与氮气反应生成:
资料卡片——钠与其他非金属单质的反应
2Na+S===Na2S (研磨时容易爆炸)
2Na+Cl2 2NaCl (产生黄色火焰,生成白烟)
2Na+H2 NaH(金属氢化物中,氢为-1价)
6Na+N2 2Na3N
预测:从物质组成及氧化还原反应角度,预测钠与水反应的生成物: 。
NaOH、H2
目标二 钠与水的反应
设计实验:
在烧杯中加入一些水,把钠放入水中。
?
在培养皿(烧杯)中加入一些水,滴入几滴酚酞溶液,然后把一块绿豆大的钠放入水中。
实验探究
进行实验
如何观察现象?
从哪些方面观察现象?
现象与解释
从下面5个方面观察和描述实验现象。分析实验现象,你能得出哪些结论
实验现象 分析结论
钠在水中的位置
钠的形状变化
钠的运动
反应的声音
溶液的颜色变化
钠浮在水面上
密度比水小
熔化成小球
熔点低、反应放出热量
反应剧烈
反应完溶液呈红色
有气体生成
在水面四处游动
有碱性物质生成
发出嘶嘶的响声
记忆小技巧:“芙蓉又想红”
2.实验结论
钠与水剧烈反应,生成氢氧化钠和氢气。
(1)化学方程式是_______________________________
离子方程式是_________________________________
(2)实质:钠置换水电离出的H+生成H2。
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
目标三 钠与酸、碱、盐的反应
1.钠与酸的反应(以HCl为例)
(1)实验现象:
(2)化学方程式:
(3)离子方程式:
2Na+2HCl ═══ 2NaCl+H2↑
1.钠和酸会不会反应?反应现象和水相比会更剧烈吗?为什么?
2.将钠放入到酸溶液中,先和酸反应还是先和水反应?
先酸后水!
反应剧烈,放出大量的热
2Na + 2H+ ═══ 2Na+ + H2↑
思考
反应本质是Na与溶液中的H+反应,由于HCl是强电解质,盐酸溶液中H+的浓度大于纯水中的,故反应更加剧烈。
2.钠与盐溶液的反应(以CuCl2为例)
浮、熔、游、响、蓝色沉淀
钠与CuCl2溶液反应现象:
2Na +2H2O = 2NaOH + H2↑
2NaOH + CuCl2= Cu(OH)2 + 2NaCl
注意:一般活泼金属K、Ca、Na与盐溶液的反应,先考虑与水的反应,
再考虑与水反应的产物(碱)能否和该盐溶液发生复分解反应。
钠与盐溶液反应时,先与水反应,不能置换盐中的金属。
3.钠与碱溶液的反应
反应本质是Na与溶液中的H O反应
钠与溶液的反应
思维建模
归纳总结:遇酸酸优先,遇盐水在前。
目标四 钠的制备与用途
2.钠的用途:
2NaCl(熔融)═══ 2Na + Cl2
电解
(1)制备过氧化钠
(2)冶炼钛等贵重金属
(3)制备钠钾合金
4Na+TiCl4(熔融)═══ 4NaCl+Ti
高压钠灯使用时发出黄色光,具有发光效率高、透雾能力强等优点,广泛应用于室外照明。
1.钠的制取
(4)制高压钠灯
自我测试
1.下列有关钠的存在形式、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.实验室中可直接用手取用钠
D.实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中
√
自我测试
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
√
自我测试
3.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体产生,又有沉淀产生的是________(填序号)。
①MgSO4溶液 ②NaHCO3溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和澄清石灰水
⑤ Ca(HCO3)2溶液
①④⑤
自我测试
4.将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,有气体放出,且溶液质量减小的是
A.氯化氢 B.氢氧化钠 C.硫酸钾 D.硫酸铜
√
在A、B、C三个选项中只有氢气放出,故溶液质量是增大的;
D选项中由于钠与水反应生成的氢氧化钠能与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀:2Na+CuSO4+2H2O===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑,反应后溶液质量减小。
自我测试
5.将一块金属钠投入盛有冷水的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
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 ④钠熔化成闪亮的小球 ⑤小球在水面上四处游动 ⑥有“嘶嘶”的响声发出
A.①②③④ B.②③④⑤
C.②④⑤⑥ D.③④⑥
√
自我测试
6.钛和钛合金大量用于航空工业,有“空间金属”之称;钛还可以用来制造潜艇——钛潜艇,由于钛非常结实,能承受很重的压力,这种潜艇可以在深达4 500米的深海中航行。金属钛可由反应TiCl4+4Na===4NaCl
+Ti制得。
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
√
银白轻低软,传导热和电,
遇氧产物变,遇氯生白烟,
浮熔游响红,遇水记五点,
遇酸酸优先,遇盐水在前。
学习小结