第1节　第1课时　活泼的金属单质——钠 课件（共46张PPT）人教版高中化学必修1

(共46张PPT)
第二章
第一节　第一课时　活泼的金属单质——钠
知识点一 钠与非金属单质的反应
知识点二 钠与水反应
目录索引
素养目标 学习要点
1.能从钠原子的结构水平认识钠原子的结构与性质的关系,形成“结构决定性质”的观念,培养宏观辨识与微观探析的学科素养。 2.通过实验探究金属钠与水反应的现象,利用所学知识解释并设计实验探究钠与酸、盐溶液的反应,培养科学探究与创新意识的学科素养。 两个条件:钠与氧气不同条件下产生不同产物
三个规律:钠与水、酸及盐溶液的反应规律
知识点一 钠与非金属单质的反应
基础落实 必备知识全过关
1.钠的原子结构及存在形态
(1)钠原子的最外层只有　　个电子,在化学反应中容易失电子,表现出很强的　　　　性。
(2)钠元素在自然界中都以化合物的形式存在,如　　　　　　　、
　　　　和　　　　等。 　化合态
1
还原
氯化钠
碳酸钠
硫酸钠
2.钠与氧气的反应
(1)钠与氧气的反应
条件 常温 加热
实验操作 坩埚
三脚架
条件 常温 加热
实验现象 新切开的钠具有　　　　色的金属光泽,在空气中很快　　　　 钠受热后先熔化成　　　　,然后剧烈燃烧,火焰呈　　　　色,生成淡黄色固体
常见物质推 断的突破口
化学方程式
实验结论 ①钠的物理性质:　　　　色金属,熔点　　　,质地软,能用小刀切割。 影响产物的因素 ②钠与氧气反应的条件不同时,现象不同,产物　　　 银白
变暗
小球
黄
4Na+O2══2Na2O
2Na+O2 Na2O2
银白
低
不同
3.钠与其他非金属单质
钠除与O2反应外,还可以与Cl2在加热条件下反应,化学方程式为
　 。
2Na+Cl2 2NaCl
名师点拨
钠原子的结构与性质
特别提醒
(1)剩余的钠要放回原试剂瓶。
(2)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。
名师点拨
Na在空气中燃烧的四点现象:
①Na先熔化后燃烧;
②燃烧剧烈;
③发出黄色火焰;
④生成淡黄色固体。
正误判断
(1)钠是银白色金属,熔点低,硬度大。(　　)
(2)钠在反应时,只能作还原剂。(　　)
(3)钠与O2反应只能生成淡黄色固体Na2O2。(　　)
×
提示 钠的硬度小,可以用小刀切割。
√
×
提示 钠与O2在常温和加热条件下分别生成Na2O和Na2O2。
重难突破 能力素养全提升
探究角度1 钠与氧气的反应
例1 (2024·山东滨州高一检测)若将4.6 g钠块置于适量O2中燃烧后,生成了7.2 g固体物质,则下列推断合理的是(　　)
A.钠在燃烧前未被氧化
B.钠在燃烧前已有部分被氧化
C.生成物中只有过氧化钠
D.生成物中只有氧化钠
B
解析 若Na在燃烧前未被氧化,完全燃烧生成Na2O2,则Na2O2的质量应为7.8 g,与题意不符,说明Na在燃烧前已有部分被氧化。
图解要点　极值法在计算中的应用
根据钠与氧气反应的化学方程式的下列关系式:
　完全转化为　　完全转化为
2Na2O　~　4Na　~　2Na2O2
2×62 4×23 2×78
m1 g 4.6 g m2 g
则m1=6.2 g,m2=7.8 g,即m1<7.2 g[对点训练1]
等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,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.第一块钠失去电子数较多
B.两块钠失去电子数一样多
C.第二块钠的反应产物质量较大
D.两块钠的反应产物质量一样大
B
解析 根据得失电子守恒,不论是加热还是缓慢氧化,最终钠都变为+1价的阳离子,故等质量的两块钠失去的电子数一样多;加热时生成Na2O2,而常温时生成Na2O,故第一块钠的反应产物质量较大。
思维模型　极值法
极值法是采用极限思维方式解决一些模糊问题的解题技巧。它是将题设构造为问题的两个极端,然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的量值,进行判断分析,求得结果,也称为极端假设法。该方法常用来判断混合物的组成,平衡混合物中各组分含量的范围等。
探究角度2 钠露置在空气中的变化
A.①发生了氧化还原反应
B.①钠表面变灰暗是因为生成了过氧化钠
C.③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液
D.④⑤只发生物理变化
A
解析 钠露置在空气中由银白色变灰暗,是因为Na与O2反应生成了Na2O,Na2O与H2O反应生成白色固体NaOH,NaOH易潮解,吸收空气中的H2O形成NaOH溶液而出现液滴,同时吸收空气中的CO2,生成Na2CO3·10H2O,Na2CO3·10H2O逐渐风化最后变为Na2CO3固体,其中①发生了氧化还原反应,A项正确;Na只有在加热或点燃时才能生成Na2O2,B项错误;③是NaOH潮解,C项错误;④⑤中发生反应有2NaOH+CO2 ══ Na2CO3+H2O,Na2CO3+10H2O ══ Na2CO3·10H2O及Na2CO3·10H2O ══ Na2CO3+10H2O,D项错误。
图解要点　物质的变化如图
【变式设问】
(1)钠露置在空气中,其变质过程中涉及的氧化还原反应有几个
(2)写出生成上题可能产生物质的化学方程式。
提示 1个。钠露置在空气中的变化过程为Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3,属于氧化还原反应的过程有Na变为Na2O,共1个。
提示 4Na+O2 ══ 2Na2O;Na2O+H2O ══ 2NaOH;2NaOH+CO2 ══ Na2CO3+H2O。
[对点训练2]
(2024·山东淄博高一检测)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.NaOH
C.NaHCO3 D.Na2CO3
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。
知识点二 钠与水反应
基础落实 必备知识全过关
1.实验探究
根据氧化还原反应规律,预测Na与H2O反应的生成物为　　　　　　　。
(1)操作:
NaOH、H2　
(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
小
低
放
气体
碱性
2.结论
(1)钠与水反应的化学方程式:　 。
　　 实质为钠与水电离出的氢离子反应
　由性质决定
(2)钠着火不能用水灭火,需用干燥的　　　　灭火。
2Na+2H2O ══ 2NaOH+H2↑
沙土
名师点拨
钠与水反应的现象及原因
教材拓展
从不同角度认识钠与水的反应。属于:
①置换反应　②氧化还原反应
③离子反应　④放热反应
知识拓展
钠的制备与用途
1.钠的制备
2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑。
2.钠的用途
(1)钾钠合金(液态)可用作核反应堆导热剂。
(2)用作电光源,制作高压钠灯。
(3)作强还原剂,冶炼金属钛、锆、铪等,如4Na+TiCl4 4NaCl+Ti。
重难突破 能力素养全提升
探究角度1 钠与水的反应
例1 已知四氯化碳是一种常用有机溶剂,不溶于水。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.钠块在煤油、水两种液体界面处反应,熔化成小球并上下跳动,水层变红
D.钠块在四氯化碳、水两液体界面处反应,熔化成小球并上下跳动,水层变红
C
解析 由题图可知,三种液体的密度:四氯化碳>水>煤油,而钠的密度为0.971 g·cm-3,介于水和煤油的密度之间,故将绿豆大的钠块投入烧杯中,钠块在煤油、水两种液体界面处反应,钠的下半部分与水接触并反应,产生H2推动钠向上游动,进入煤油层后,反应停止,由于钠受到的重力大于浮力,随后钠块下沉,又回落到煤油和水的界面上,重复上述过程,故钠块在水层与煤油层界面处反应并上下跳动,因反应生成NaOH,滴有少量酚酞的水变红。
[对点训练1]
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.①②
C.③④ D.①②③④
D
解析 将一小块钠投入滴有酚酞的水中,会观察到金属钠浮在水面上,证明钠比水轻,故①正确;会观察到金属钠熔成闪亮的小球,并且发出响声,证明反应放热,钠的熔点低,故②③正确;同时会观察到溶液变为红色,证明有碱性物质生成,故④正确。
探究角度2 钠与酸、碱、盐溶液反应的实质
例2 (2024·河北衡水高一检测)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.HCl B.NaOH C.K2SO4 D.CuSO4
D
解析 将少量钠投入题述四种物质的水溶液中,均有H2产生,故都满足题目的第一个条件“有气体放出”,而反应后“溶液质量减小”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中只有H2放出,故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀:2Na+CuSO4+2H2O ══ Cu(OH)2↓+ Na2SO4+H2↑,故反应后溶液质量减小。
图解要点　解答钠与水溶液反应的思路如下
【变式设问】
(1)若题干不变,将C项改成“饱和K2SO4溶液”是否可选　　　　(填“是”或“否”),原因是什么
(2)若将题干中的“且溶液质量减轻”改成“且有沉淀生成”,答案应选哪项
提示 是　若C项改成“饱和K2SO4溶液”,由于Na与水反应会消耗水,故K2SO4会析出,溶液质量会减轻。
提示 D。D中Na与水反应生成的NaOH会与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀。
[对点训练2]
(2024·山东聊城高一检测)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(一种有机溶剂,与水不互溶,ρ=0.87 g·cm-3),静置后缓慢加入绿豆粒大的钠块(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.④⑤ D.①③⑥
B
解析 根据题意,金属钠的密度小于石灰水,但大于苯,故将金属钠投入盛有饱和澄清石灰水和苯的大试管中,钠会处于二者的界面处;同时由于钠与水反应生成氢气,对金属钠产生推动作用,故金属钠在界面处可能做上下跳动。由于有NaOH生成,并放出热量,Ca(OH)2的溶解度减小,故有Ca(OH)2析出,溶液变浑浊。
归纳总结　钠与酸、碱、盐溶液发生反应的规律
[对点训练3]
下列反应的离子方程式不正确的是(　　)
A.钠与水反应:2Na+2H2O ══ 2Na++2OH-+H2↑
B.钠与MgSO4溶液反应:2Na+Mg2+ ══ Mg+2Na+
C.钠与盐酸反应:2Na+2H+ ══ 2Na++H2↑
D.钠与氯化钾溶液反应:2Na+2H2O ══ 2Na++2OH-+H2↑
B
解析 钠与水反应中只有NaOH可以拆成离子形式,A正确;钠与MgSO4溶液反应的实质是钠与水反应生成NaOH,NaOH再与MgSO4反应生成Mg(OH)2,总离子方程式可写作:2Na+2H2O+Mg2+ ══ Mg(OH)2↓+H2↑+2Na+,B错误;钠与盐酸反应即与H+反应,C正确;钠与氯化钾溶液反应实质是与水反应,D正确。
学以致用 随堂检测全达标
题组1钠的存在　钠与氧气的反应
1.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
解析 由于钠的熔点较低,故钠先熔化,故A正确;钠燃烧时火焰为黄色,故B正确;与氧气在加热条件下反应生成淡黄色过氧化钠固体,故C错误,故D正确。
2.(2024·福建宁德高一检测)英国化学家汉弗里·戴维在19世纪初通过电解的方式获得金属钠的单质。下面关于金属钠的描述正确的是(　　)
A.少量钠应保存在水中
B.钠离子性质很活泼
C.钠很软,在新材料领域没有用途
D.钠的化学性质很活泼,在自然界里不能以游离态存在
D
解析 钠很活泼,能与氧气和水反应,所以少量钠应保存在煤油中,故A错误;钠原子最外层有一个电子,易失去,所以钠原子具有较强的还原性,而钠离子只能得电子,具有弱氧化性,故B错误;钠的导电和导热性较好,在新材料领域有用途,故C错误;钠与氧气、水等都能发生剧烈反应,性质活泼,在自然界里不能以游离态存在,故D正确。
题组2钠与水的反应
3.钠与水反应的实验过程如图所示,下列有关说法不正确的是(　　)
A.图②中钠熔成小球,说明钠与水反应放热且钠的熔点低
B.图②中钠球四处游动,说明反应产生了气体
C.图③中滴加酚酞溶液后溶液变红,说明有碱性物质生成
D.钠与水反应的离子方程式是2Na+2H+ ══ 2Na++H2↑
D
解析 图②中钠熔成小球所需热量是由反应放出的,此时水未沸腾,说明钠的熔点低,A项正确;图②中钠球四处游动是由反应产生的气体推动的,B项正确;图③中滴加酚酞溶液后溶液变红,说明生成物中有碱性物质,C项正确;水不易电离,不能拆开,正确的离子方程式为2Na+2H2O ══ 2Na++2OH-+H2↑,D项错误。
题组3钠与水、酸、盐溶液的反应
4.按如图所示进行相应实验,下列有关它们反应现象的分析错误的是(　　)
A.均有可燃性气体生成
B.反应剧烈程度:乙>甲
C.丙中钠能置换出单质铜
D.乙、丙中钠在液面上反应,并四处游动
C
解析 钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,钠与盐酸反应产生氯化钠和氢气,钠与硫酸铜溶液反应的实质是钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,生成的氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀。由分析可知,甲、乙、丙中均有可燃性气体氢气生成,A正确;钠与水或与酸反应的实质是钠与氢离子发生置换反应,反应快慢取决于氢离子浓度大小,乙中的酸的浓度最大,故反应剧烈程度:乙>甲,B正确;钠与硫酸铜溶液反应的化学方程式为2Na+2H2O ══ 2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4 ══ Cu(OH)2↓+Na2SO4,反应中生成了蓝色沉淀,并不会置换出铜单质,C错误;钠的密度小于水,所以浮在液面上,反应产生氢气,故四处游动,D正确。
5.(2024·河北石家庄高一检测)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↑。
回答下列问题:
(1)保存金属钠的正确方法是　　　　(填字母)。 　　　　　　　　　　　　　
A.放在棕色瓶中 B.放在细沙中
C.放在水中 D.放在煤油中
(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,夹持装置略),请写出该反应的化学方程式: 　,
生成物的颜色为　　　　。
D
2Na+O2 Na2O2　
淡黄色
(3)Na、NaOH久置于空气中最终都变为　　　　(填化学式)。
(4)将一小块金属钠投入CuCl2溶液中,发生反应的化学方程式为 　。
Na2CO3
2Na+CuCl2+2H2O ══ Cu(OH)2↓+H2↑+2NaCl
解析 (1)钠是非常活泼的金属单质,极易与水或氧气反应,又因为钠的密度比水小,比煤油大,所以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,反应的化学方程式为2Na+O2 Na2O2。生成的过氧化钠为淡黄色固体。
(3)Na、NaOH久置于空气中最终都变为碳酸钠,化学式为Na2CO3。
(4)将一小块金属钠投入CuCl2溶液中,钠先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,化学方程式为2Na+CuCl2+2H2O ══ Cu(OH)2↓+H2↑+2NaCl。