第1课时 金属钠的性质
学习目标
1.了解钠的物理性质。
2.掌握钠与氧气的反应与现象。
3.掌握钠与水的反应与现象。
重点难点
钠与氧气、钠与水的反应原理与现象解释。
自主预习
1.初中学习的金属活动性顺序为 。氧化还原反应中氧化剂的定义是 ;还原剂的定义是 ;?
2.钠的单质
(1)从物质分类的角度分析,钠属于 ;?
(2)从氧化还原反应的角度分析,钠一定具有 ;?
(3)根据金属活动性分析,钠是 ;?
(4)总结: 。?
(5)从原子结构的角度分析,钠有强还原性的原因是 。?
课堂探究
【导入新课】在酒精灯的灯芯处放置一小块金属钠,用胶头滴管向灯芯处滴加水。
【实验2-1】1.操作:用 取一小块钠,用滤纸吸干表面的 后,用小刀切去一端的外皮,观察钠的光泽和颜色,并注意新切开的钠的表面所发生的变化。?
2.现象:金属钠的状态为 ,保存在 中,用小刀切开,其表面有 。?
一、钠的物理性质: 。?
二、钠的化学性质
1.与氧气的反应
新切开的光亮的钠表面 ,这是因为钠与 发生了反应,在钠的表面形成了一薄层 ,这种氧化物是 色的 。?
反应的化学方程式: 。?
【思考1】钠为什么需要保存在煤油中? 。?
【思考2】钠为什么可以保存在煤油中? 。?
【总结】在实验室中通常把金属钠保存在 中。?
【实验2-2】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。继续加热坩埚片刻,待钠熔化后立即撤掉酒精灯,观察现象。
①观察到的现象: 。?
②反应的化学方程式: 。?
③钠是一种具有强还原性的金属单质,可以与很多非金属单质反应,如 等。?
2.钠与水的反应
【交流讨论】从物质组成和氧化还原反应的角度分析预测一下,钠与水反应的产物应该是什么?
钠与水反应应该得到 。?
【分组实验】向烧杯中加入一定量的水,滴加几滴酚酞溶液,然后把一块绿豆大的钠放入水中,观察实验现象。
同学观察现象,互相讨论,交流分析产生现象的原因,填写下列表格:
项目
实验现象
分析结论
钠粒在水中的位置
钠粒的形状变化
钠粒的运动
发出的声音
溶液的颜色变化
化学方程式
离子方程式
根据上面的表格信息,请将前面的钠的物理性质补充完整: 。?
为什么在灯芯上加一块钠,加水就能点燃酒精灯呢? 。?
3.钠的性质的延伸
(1)金属间的置换反应为什么不能用K、Ca、Na等金属呢? 。?
(2)将金属钠投入硫酸铜溶液中有什么现象? 。?
(3)将金属钠投入氯化铁溶液中有什么现象? 。?
(4)预测钠与浓盐酸反应的现象: 。?
(5)预测钠投入煤油和水的混合物中的现象: 。?
(6)金属钠失火应该用什么灭火? 。?
【课堂小结】
1.钠的物理性质:银白色有金属光泽,密度小、质地软、熔点低。
2.钠与氧气反应:4Na+O22Na2O(白色)、2Na+O2Na2O2(淡黄色)。
3.钠与水反应:2Na+2H2O2NaOH+H2↑,现象:浮、熔、游、响、红。
4.钠的保存和取用:少量钠保存在煤油或石蜡油中。用镊子夹取,剩余的钠放回原瓶。
5.钠的灭火:用干沙盖灭。
核心素养专练
1.关于钠和铁分别与盐酸反应的叙述不正确的是( )
A.钠和铁分别作氧化剂
B.都有气体放出
C.反应类型都是置换反应
D.钠与酸反应要比铁剧烈得多
2.将下列固体投入水中,有气体产生的是( )
A.Na
B.Na2O
C.NaOH
D.Na2CO3
3.将金属钠分别投入下列物质的溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是( )
A.稀盐酸
B.K2SO4
C.CuCl2
D.NaOH溶液
4.取一块金属钠放在加热的坩埚中,观察到下列实验现象:①金属先熔化 ②在空气中燃烧,产生紫色火花 ③燃烧后生成白色固体 ④燃烧时火焰呈黄色 ⑤燃烧后生成淡黄色固体物质。其中描述正确的是( )
A.①②
B.①②③
C.④⑤
D.①④⑤
5.将一小块钠投入5
mL饱和澄清石灰水中,不可能观察到的现象是( )
A.钠熔成小球并在液面上迅速游动
B.有气体生成
C.溶液底部有银白色物质生成
D.溶液变浑浊
6.金属钠是实验室里常用的一种化学试剂,请回答下列问题:
(1)在实验室里,取用沉浸在煤油中的金属钠的操作方法是 。?
(2)在空气中切开一块金属钠,可看到断面呈 色,具有金属光泽,但断面很快变 ,这是由于生成一薄层 。?
(3)若把钠放在石棉网上加热可观察到 ,反应的化学方程式是 。?
7.
某实验小组对钠与水反应的实验进行研究,为点燃反应生成的氢气,他们设计了如图1所示的装置。请回答下列问题:
(1)写出Na与H2O反应的化学方程式: 。?
(2)在点燃H2之前必须先进行 ,方法是 。?
(3)实验小组查阅到钠、苯(常温下为液体,不溶于水,与钠不反应)、水的密度分别为0.97
g·cm-3、0.88
g·cm-3、1.00
g·cm-3,并据此对实验进行了如图2所示的改进。
①在改进后的实验中观察到的现象可能为 (填字母)。?
A.钠在水层中反应,并四处游动
B.钠停留在苯层中不发生反应
C.钠在苯的液面上反应,并四处游动
D.钠在苯与水的界面处反应,并可能做上下跳动
②在改进后的实验中,H2的生成速率减慢,原因是 。?
参考答案
自主预习
1.金属活动性顺序由强逐渐减弱 在氧化还原反应中,获得电子的物质是氧化剂 在氧化还原中,失去电子的物质是还原剂
2.(1)金属单质 (2)还原性 (3)较活泼的金属 (4)钠是一种具有较强还原性的金属单质 (5)钠原子容易失去最外层的1个电子,达到最外层8电子的稳定结构
课堂探究
[实验2-1]1.镊子 煤油 2.固体 煤油 银白色金属光泽
一、钠的物理性质:银白色有金属光泽的固体,硬度较小
二、钠的化学性质
1.很快变暗了 氧气 氧化物 白 氧化钠(Na2O) 4Na+O22Na2O
[思考1]钠能与空气中的氧气快速反应,需要隔绝空气保存
[思考2]钠不与煤油反应,且钠的密度大于煤油,将钠保存在煤油中可以隔绝空气
[总结]煤油或石蜡油
[实验2-2]①钠受热后先熔化,然后与氧气剧烈反应,发出黄色火焰,生成一种淡黄色固体 ②2Na+O2Na2O2 ③氯气、单质硫
2.[交流讨论]氢氧化钠和氢气
项目
实验现象
分析结论
钠粒在水中的位置
浮于水面上
钠的密度比水的小
钠粒的形状变化
熔成一个小球
反应放热,钠的熔点低
钠粒的运动
四处游动
生成的气体
推动钠粒游动
反应的声音
发出嘶嘶声
剧烈反应,产生大量气体
溶液的颜色变化
溶液变为红色
生成碱性物质
化学方程式
2Na+2H2O2NaOH+H2↑
离子方程式
2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑
物理性质:银白色有金属光泽的固体,硬度较小,熔点低(97.8
℃),密度小于水的,但大于煤油的(0.971
g·cm-3) 钠与水反应放热,达到酒精的着火点,使酒精燃烧
3.(1)这些金属过于活泼,加入水溶液中直接与水发生反应,不会置换出金属 (2)除出现与水反应的相关现象外,还产生蓝色絮状沉淀 (3)除出现与水反应的相关现象外,还产生红褐色沉淀 (4)比钠与水反应更剧烈 (5)钠位于煤油和水的界面处,有气泡产生,上下跳动,至钠消失
(6)用干燥的沙土盖灭
核心素养专练
1.A 2.A 3.C 4.D 5.C
6.(1)用镊子夹取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油,放在玻璃片上,用小刀切下绿豆粒大小的一块钠,剩余的立刻放回原瓶 (2)银白 暗 氧化钠 (3)先熔化成光亮的小球,然后剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体2Na+O2Na2O2
7.(1)2Na+2H2O2NaOH+H2↑ (2)检验氢气的纯度 用排水法收集一试管氢气,用拇指堵住试管口,管口向下移近酒精灯火焰,松开拇指,若有尖锐的爆鸣声,则氢气不纯,否则氢气纯净 (3)①D ②因钠在苯与水的界面处反应并可能做上下跳动,使钠与水反应变慢第1课时 金属钠的性质
学习目标
1.通过分析钠原子结构判断钠单质的还原性,通过微观到宏观,形成结构决定性质的学科素养。
2.重视证据推理,掌握研究物质性质的基本程序,利用实验证明观点。
课堂探究
主题
学习探究过程
规律总结
自主预习
1.氧化钠属于哪一类物质?试列举该类物质的通性。
2.画出钠原子的结构示意图。
分类思想。
一、钠与氧
气的反应
【课堂探究】
[实验探究]
1.预测
(1)观察可知钠单质有何物理性质?
(2)根据钠原子结构的特点及其所属类别,思考钠单质为什么要保存在煤油中?从氧化还原的观点看钠单质有何化学性质?
2.实验
研读课本P32~33实验,钠是很活泼的金属。注意事项:
(1)不要用手直接接触钠,要用 夹取。?
(2)应用滤纸将煤油吸干。
(3)不要近距离俯视坩埚。
(4)一定要取 的钠粒。?
(5)剩余钠块放回原瓶。
探究证据结论钠单质的硬度大小如何?切开钠单质后通过观察得到钠单质的哪些性质?为什么要保存在煤油中?钠单质的熔点高低如何?钠燃烧呈什么颜色的火焰,最后产物是什么颜色?
(1)核心素养1: 。?
(2)核心素养2: 。?
续 表
主题
学习探究过程
规律总结
一、钠与氧
气的反应
3.结论
钠在常温下与加热条件下与氧气的反应
(1)?
(2)?
(3)变化观念: 。?
二、钠与
水的反应
1.预测
从物质组成与氧化还原反应的角度分析,钠与水反应生成的产物是什么?如何验证?
研读课本P34实验:钠与水的反应。
2.实验
探究证据结论钠单质的密度比水的大还是小?反应吸热还是放热?单质钠的熔点高低如何?钠单质与水反应有无气体生成?反应后溶液呈现什么颜色?有什么产物生成?
3.结论
(1)请书写钠单质与水反应的离子方程式: (用双线桥标出电子转移情况)?
(2)钠单质着火应怎样灭火?用水是否可行?为什么?
用分类思想预测物质的性质。
核心素养: 。?
课堂小练
1.实验室里做钠与水反应的实验时,用到的仪器和药品是( )
①试管夹 ②镊子 ③小刀 ④滤纸 ⑤研钵 ⑥烧杯 ⑦坩埚 ⑧石棉网 ⑨玻璃片 ⑩药匙
A.①②③④
B.②③④⑥⑨
C.③④⑧⑨⑩
D.②⑤⑦⑨⑩
2.取一小块金属钠,放在燃烧匙里加热。下列实验现象描述不正确的是( )
A.燃烧后得白色固体
B.燃烧时火焰为黄色
C.燃烧后生成淡黄色固体物质
D.金属钠先熔化
3.关于金属钠的说法不正确的是( )
A.金属钠的化学性质十分活泼
B.实验室中,常将钠保存在石蜡油或煤油中
C.金属钠与水反应,钠沉在水面下,反应剧烈
D.储存金属钠的仓库失火,不能用水灭火
核心素养专练
1.下列关于钠的叙述中,正确的是( )
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,发出黄色火焰,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
2.等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块在氧气中常温下充分反应,下列说法正确的是( )
A.第一块钠失去电子多
B.两块钠失去电子一样多
C.第二块钠的反应产物质量大
D.两块钠的反应产物质量一样大
3.将一小块钠投入FeCl3的稀溶液中,以下对有关现象的描述最恰当的是( )
A.钠溶解,溶液里有黑色固体析出和无色气体逸出
B.钠在溶液表面剧烈反应,溶液里有红褐色沉淀生成,溶液的颜色变浅
C.钠在溶液的表面上静静地消失,溶液里有红褐色沉淀生成
D.钠迅速消失,溶液里快速地冒出很多的气泡,同时有红褐色固体生成
4.为探究Na与CO2反应的产物,某化学兴趣小组按如图所示装置进行实验。
已知:CO+2Ag(NH3)2OH2Ag↓+(NH4)2CO3+2NH3
回答下列问题:
(1)B中的溶液为 。?
(2)先称量硬质玻璃管的质量为m1
g,将样品装入硬质玻璃管中,称得样品和硬质玻璃管的总质量是m2
g。再进行下列实验操作,其正确顺序是 (填字母);重复上述操作步骤,直至硬质玻璃管恒重,称得质量为m3g。?
a.点燃酒精灯,加热 b.熄灭酒精灯 c.称量硬质玻璃管与内容物的总质量 d.打开K1和K2,通入CO2至E中出现浑浊 e.关闭K1和K2 f.冷却到室温
(3)加热硬质玻璃管一段时间,观察到以下现象:
①钠块表面变暗,熔融成金属小球;
②继续加热,钠迅速燃烧,产生黄色火焰。反应完全后,管中有大量黑色物质;
③F中试管内有银白物质产生。
产生上述②现象的原因是 。?
(4)探究固体产物中钠元素的存在形式
假设一:只有Na2CO3; 假设二:只有Na2O;
假设三:Na2O和Na2CO3均有。
完成下列实验设计,验证上述假设:
步骤
操作和现象
结论
1
将硬质玻璃管中的固体产物溶于水后过滤;
假设一
成立
2
向步骤1所得滤液中 ;?
现象:?
(5)根据上述实验现象及下表实验数据,写出Na与CO2反应的总化学方程式: 。?
m1
m2
m3
66.7
g
69.0
g
72.1
g
参考答案
课堂探究
[自主预习]
1.氧化钠属于碱性氧化物,其通性如下:
(1)与水反应生成碱;
(2)与酸性氧化物反应生成盐;
(3)与酸反应生成盐和水。
2.Na
一、钠与氧气的反应
1.预测
(1)银白色固体、钠单质的密度比煤油的大
(2)从钠的原子结构来看,它的原子最外层有一个电子,在反应中很容易失去,因此钠单质的性质非常活泼,表现出很强的还原性。
2.实验
(1)镊子 (4)绿豆粒大
钠很软,能用小刀切割 钠单质的硬度小
银白色的金属光泽,在空气中很快变暗。在钠的表面生成了一薄层白色物质 钠在常温下可以迅速地被空气中的氧气氧化,因此要保存在煤油中
钠单质受热后立即熔化 钠单质的熔点低
发出黄色火焰,生成淡黄色固体 钠在加热的条件下可与氧气剧烈反应,生成淡黄色的氧化物
3.结论
(1)在常温下氧化:4Na+O22Na2O(白色)
(2)在加热或点燃条件下剧烈燃烧:2Na+O2Na2O2(淡黄色)
[规律总结]
(1)宏观辨识与微观探析
(2)科学探究与创新意识
(3)条件不同,生成的产物不同,而条件是可以控制的
二、钠与水的反应
1.预测
钠与水反应的产物是氢氧化钠和氢气,氢氧化钠可用酚酞溶液验证,氢气可通过点燃验证。
2.实验
钠块浮在水面上 钠的密度比水的小
受热立即熔化成光亮的小球 钠单质与水反应放热,且钠单质的熔点较低
四处游动,发出嘶嘶的响声 剧烈反应生成气体
滴加酚酞的溶液呈红色,产生的气体能爆鸣 溶液呈碱性,生成氢氧化钠,生成的气体为氢气
3.结论
(1)
(2)用沙土盖灭;用水灭火不行;钠的密度比水小,反应产生的氢气可燃。
[规律总结]宏观辨识与微观探析
[课堂小练]
1.B 2.A 3.C
核心素养专练
1.B 2.B 3.B
4.(1)饱和碳酸氢钠溶液 (2)dabfec (3)钠燃烧时,火焰呈黄色;钠与二氧化碳反应有碳单质生成 (4)加入足量BaCl2溶液(或足量CaCl2溶液)后滴入酚酞溶液(或测pH) 有白色沉淀产生,酚酞不变红(或pH=7) (5)12Na+11CO26Na2CO3+C+4CO
