金屬鈉的性質與應用 情景導課 若干神秘 水雷 驚現珠江 2002年7月7日 在珠江石溪附近 前前后后共飄著七個白色的來歷不明的金屬桶 突然 從飄在水面上的一個金屬桶內冒起一股白煙 竄起亮黃色火苗 緊接著一聲巨響 蘑菇狀的水柱沖天而起 這個鐵桶接著又連續爆炸了多次 爆炸騰起的白色煙霧有近十米高 還有許多未燃盡的白煙飄進旁邊的公司內 這些灰白色的物體一遇到水就不停地冒泡 有時甚至還突然著火 據悉 其中另有一鐵桶被過往船只發現 并將其打撈上船 打算清洗后使用 但當船員把蓋子打開后 桶內冒起濃濃白煙 一接觸桶內物質 雙手立即感到劇烈地疼痛 于是他們又將其推入江里 一遇水 這個桶就又爆炸了 所幸該船只迅速逃離 傷亡不大 珠江水面上尚有五個一觸即發的 水雷 漂浮著 消防隊員 民警及廣州化工集團的化學品專家趕來湊在一起 緊張地調查爆炸物的性質及研究 水雷 的處置對策 據調查 水雷 為裝滿金屬鈉的鐵桶 其來源尚在追查中 廣州海事局的歐仲健局長透露 金屬鈉的外包裝上有 上海浙聯運輸公司 以及 上海至廣州 的標志 估計貨物是從上海運來的 但廣州地區并沒有廠家使用金屬鈉 因此 他估計這些貨物是到廣州轉運的 Na原子的結構示意圖 Na 結構示意圖 易失去e 金屬鈉的化學性質非常活潑 在反應中容易失一個電子 表現出強還原性 一 鈉原子的結構 自然界不存在鈉單質 鈉元素只能以化合態存在 食鹽 實驗1 用鑷子取出一小塊金屬鈉 用濾紙吸干表面的煤油 在表面皿上用小刀切去一端的表層 觀察表面的顏色 將其放置在空氣中 將剩余的鈉放回原處 觀察切面顏色變化 鈉的性質實驗 實驗2 用鑷子取出一小塊金屬鈉 綠豆大小 用濾紙吸干表面的煤油 將其放在燃燒匙上加熱 觀察現象 實驗3 用鑷子取出一小塊金屬鈉 綠豆大小 用濾紙吸干表面的煤油 向一只盛水 約三分之一 的小燒杯中滴加幾滴酚酞溶液 將鈉投入燒杯中 蓋上表面皿 觀察現象 三 鈉的性質 1 鈉的物理性質銀白色金屬 質軟 密度為0 97g cm3 煤油 鈉 水 熔點為97 8 很低 是熱和電的良導體 2 鈉的化學性質 1 與非金屬反應 與氧氣反應常溫下 4Na O2 2Na2O點燃時 2Na O2 Na2O2 與氯氣反應 2Na Cl2 2NaCl 與硫反應 2Na S Na2S 爆炸 點燃 白色 淡黃色 研磨 2 與水反應 3 與酸反應 2Na 2HCl 2NaCl H2 4 與鹽溶液反應 2Na 2H2O 2NaOH H2 2NaOH CuSO4 Cu OH 2 Na2SO4 總反應為 2Na CuSO4 2H2O Cu OH 2 Na2SO4 H2 2Na 2H2O 2NaOH H2 若鈉過量 則其繼續與水反應 鈉與鹽溶液反應 不能置換出鹽中的金屬 驗證實驗 用鑷子取出一小塊金屬鈉 綠豆大小 用濾紙吸干表面的煤油 投入CuSO4溶液中 觀察現象 現象 浮 熔 游 響 藍色沉淀 結論 鈉與CuSO4溶液反應和它與水反應的現象類似 并且能產生藍色沉淀 Cu OH 2 思考題 根據上述反應中鈉元素化合價的變化情況 總結鈉在反應中體現出的性質 在上述反應中 鈉的化合價均由0價變為 1價 說明在反應過程中它失去了一個電子 表現出還原性 是一種強還原劑 根據鈉的性質考慮 為什么鈉通常保存在煤油里 金屬鈉著火能不能用水滅火 如果不能 該怎么滅火 為什么不能用手拿金屬鈉 答 因為人的皮膚上有水分 易與Na反應生成具有強烈腐蝕性的強堿NaOH 答 金屬鈉著火不能用水滅 因為水與鈉反應生成易燃物H2使火燒得更旺 鈉著火一般用砂土蓋滅 答 因為鈉易與水或者空氣中的氧氣反應 而鈉不與煤油反應 且鈉的密度大于煤油的密度 會沉在煤油下面 將鈉與氧氣和水隔絕 700 800 五 鈉的制備 漢弗萊 戴維HumphryDavy1778 1829 在實驗室首次制得金屬鈉 工業上通常采用電解熔融的NaCl的方法 原理 2NaCl 2Na Cl2 通電 能否能過電解NaCl溶液的方法來制取金屬鈉 練習與鞏固 1 鈉在自然界里不能以態存在 只能以態存在 這是因為 游離 化合 鈉的化學性質非常活潑 2 鈉可以把鈦 鋯 鈮 鉭等金屬從它們的鹵化物中還原出來 這是由于鈉具有性 強還原 5 下列敘述中不正確的是 A 鈉燃燒時發出黃色的火焰B 鈉在空氣中燃燒生成氧化鈉C 鈉與水反應時放熱D 鈉與水反應屬于氧化 還原反應 B 3 下列液體可以用來保存金屬鈉的是 A 水B 濃NaOH溶液C 煤油D CCl4 d 1g cm3 4 鈉與水反應時出現的現象和鈉的下列性質無關的是 A 鈉的熔點低B 鈉的密度小C 鈉的硬度小D 鈉是活潑金屬 C C 6 下列有關金屬鈉的說法中 錯誤的是 A 鈉只有在加熱條件下才能與氯氣反應B 鈉與氧氣反應的產物與反應條件有關C 鈉在反應中易失去電子 表現出還原性D 鈉應保存在煤油中 A 現象1 鈉能用小刀切割說明 切口呈 色 隨后逐漸變 結論 鈉和氧氣反應生成白色物質 Na2O 金屬鈉質軟 銀白 暗 現象2 金屬鈉受熱后先 然后會劇烈 火焰呈 色 生成 色固體 結論 鈉在加熱的條件下會和氧氣劇烈反應 生成淡黃色物質 Na2O2 淡黃 熔成閃亮小球 燃燒 黃 現象3 鈉投入水后 在水面上 由不規則塊狀 狀 迅速向各方 并且發出 最后完全 滴入酚酞試液后溶液 浮 熔成閃亮的球 游動 消失 變紅 浮 熔 游 響 紅 嘶嘶響聲 芙蓉又想紅 思考 解釋鈉跟水反應的現象 并推測鈉跟水反應生成的物質 有氣體放出 有氣體放出 有堿 NaOH 生成 放熱反應 鈉的熔點低 密度 鈉 水 什么氣體 將鈉與水反