第二章第一節

第一課時活潑的金屬單質——鈉知識點一鈉與非金屬單質的反應知識點二鈉與水反應目錄索引

素養目標學習要點1.能從鈉原子的結構水平認識鈉原子的結構與性質的關系,形成“結構決定性質”的觀念,培養宏觀辨識與微觀探析的學科素養。2.通過實驗探究金屬鈉與水反應的現象,利用所學知識解釋并設計實驗探究鈉與酸、鹽溶液的反應,培養科學探究與創新意識的學科素養。兩個條件:鈉與氧氣不同條件下產生不同產物三個規律:鈉與水、酸及鹽溶液的反應規律知識點一鈉與非金屬單質的反應基礎落實?必備知識全過關1.鈉的原子結構及存在形態(1)鈉原子的最外層只有

個電子,在化學反應中容易失電子,表現出很強的

性。

(2)鈉元素在自然界中都以化合物的形式存在,如

、

和

等。

化合態

1還原氯化鈉碳酸鈉硫酸鈉2.鈉與氧氣的反應(1)鈉與氧氣的反應條件常溫加熱實驗操作坩堝三腳架條件常溫加熱實驗現象新切開的鈉具有

色的金屬光澤,在空氣中很快

鈉受熱后先熔化成

,然后劇烈燃燒,火焰呈

色,生成淡黃色固體常見物質推

斷的突破口化學方程式

實驗結論①鈉的物理性質:

色金屬,熔點

,質地軟,能用小刀切割。

影響產物的因素②鈉與氧氣反應的條件不同時,現象不同,產物

銀白變暗小球黃4Na+O2══2Na2O2Na+O2Na2O2銀白低不同3.鈉與其他非金屬單質鈉除與O2反應外,還可以與Cl2在加熱條件下反應,化學方程式為

。

2Na+Cl22NaCl名師點撥鈉原子的結構與性質特別提醒(1)剩余的鈉要放回原試劑瓶。(2)鈉與氧氣反應產物不同是由于反應條件不同,碳與氧氣反應產物不同是由于氧氣的量不同。名師點撥Na在空氣中燃燒的四點現象:①Na先熔化后燃燒;②燃燒劇烈;③發出黃色火焰;④生成淡黃色固體。正誤判斷(1)鈉是銀白色金屬,熔點低,硬度大。(

)(2)鈉在反應時,只能作還原劑。(

)(3)鈉與O2反應只能生成淡黃色固體Na2O2。(

)×提示

鈉的硬度小,可以用小刀切割。

√×提示

鈉與O2在常溫和加熱條件下分別生成Na2O和Na2O2。

重難突破?能力素養全提升探究角度1

鈉與氧氣的反應例1(2024·山東濱州高一檢測)若將4.6g鈉塊置于適量O2中燃燒后,生成了7.2g固體物質,則下列推斷合理的是(

)A.鈉在燃燒前未被氧化B.鈉在燃燒前已有部分被氧化C.生成物中只有過氧化鈉D.生成物中只有氧化鈉B解析

若Na在燃燒前未被氧化,完全燃燒生成Na2O2,則Na2O2的質量應為7.8

g,與題意不符,說明Na在燃燒前已有部分被氧化。圖解要點

極值法在計算中的應用根據鈉與氧氣反應的化學方程式的下列關系式:

完全轉化為

完全轉化為2Na2O

~

4Na

~

2Na2O22×62

4×23

2×78m1

g

4.6

g

m2

g則m1=6.2

g,m2=7.8

g,即m1<7.2

g<m2,故產物為Na2O和Na2O2的混合物,或鈉在燃燒前已有部分被氧化。[對點訓練1]等質量的兩塊鈉,第一塊在足量氧氣中加熱,第二塊與足量氧氣在常溫下充分反應,則下列說法正確的是(

)A.第一塊鈉失去電子數較多B.兩塊鈉失去電子數一樣多C.第二塊鈉的反應產物質量較大D.兩塊鈉的反應產物質量一樣大B解析

根據得失電子守恒,不論是加熱還是緩慢氧化,最終鈉都變為+1價的陽離子,故等質量的兩塊鈉失去的電子數一樣多;加熱時生成Na2O2,而常溫時生成Na2O,故第一塊鈉的反應產物質量較大。思維模型

極值法極值法是采用極限思維方式解決一些模糊問題的解題技巧。它是將題設構造為問題的兩個極端,然后依據有關化學知識確定所需反應物或生成物的量值,進行判斷分析,求得結果,也稱為極端假設法。該方法常用來判斷混合物的組成,平衡混合物中各組分含量的范圍等。探究角度2

鈉露置在空氣中的變化

A.①發生了氧化還原反應B.①鈉表面變灰暗是因為生成了過氧化鈉C.③是碳酸鈉吸收空氣中的水蒸氣形成了溶液D.④⑤只發生物理變化A解析

鈉露置在空氣中由銀白色變灰暗,是因為Na與O2反應生成了Na2O,Na2O與H2O反應生成白色固體NaOH,NaOH易潮解,吸收空氣中的H2O形成NaOH溶液而出現液滴,同時吸收空氣中的CO2,生成Na2CO3·10H2O,Na2CO3·10H2O逐漸風化最后變為Na2CO3固體,其中①發生了氧化還原反應,A項正確;Na只有在加熱或點燃時才能生成Na2O2,B項錯誤;③是NaOH潮解,C項錯誤;④⑤中發生反應有2NaOH+CO2══Na2CO3+H2O,Na2CO3+10H2O══Na2CO3·10H2O及Na2CO3·10H2O══Na2CO3+10H2O,D項錯誤。圖解要點

物質的變化如圖

【變式設問】(1)鈉露置在空氣中,其變質過程中涉及的氧化還原反應有幾個?(2)寫出生成上題可能產生物質的化學方程式。提示

1個。鈉露置在空氣中的變化過程為Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3,屬于氧化還原反應的過程有Na變為Na2O,共1個。提示

4Na+O2══2Na2O;Na2O+H2O══2NaOH;2NaOH+CO2══Na2CO3+H2O。

[對點訓練2](2024·山東淄博高一檢測)鈉露置在空氣中,其變質過程中不可能產生的物質是(

)A.Na2O B.NaOHC.NaHCO3 D.Na2CO3C解析

鈉只有在加熱條件下才與氧氣反應生成Na2O2。鈉露置在空氣中的變化過程為Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3,不可能會有NaHCO3生成。知識點二鈉與水反應基礎落實?必備知識全過關1.實驗探究根據氧化還原反應規律,預測Na與H2O反應的生成物為

。

(1)操作:NaOH、H2

(2)現象及結論

現象原因鈉浮在水面上鈉的密度比水

熔成閃亮的小球鈉的熔點

且反應

熱

鈉在水面上迅速游動反應產生

推動鈉游動

發出“嘶嘶”聲響鈉與水反應劇烈溶液變紅反應生成

物質

小低放氣體堿性2.結論(1)鈉與水反應的化學方程式:

。

實質為鈉與水電離出的氫離子反應

由性質決定(2)鈉著火不能用水滅火,需用干燥的

滅火。

2Na+2H2O══2NaOH+H2↑沙土名師點撥鈉與水反應的現象及原因教材拓展從不同角度認識鈉與水的反應。屬于:①置換反應

②氧化還原反應③離子反應

④放熱反應知識拓展鈉的制備與用途1.鈉的制備2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。2.鈉的用途(1)鉀鈉合金(液態)可用作核反應堆導熱劑。(2)用作電光源,制作高壓鈉燈。(3)作強還原劑,冶煉金屬鈦、鋯、鉿等,如4Na+TiCl44NaCl+Ti。重難突破?能力素養全提升探究角度1

鈉與水的反應例1已知四氯化碳是一種常用有機溶劑,不溶于水。將綠豆大的鈉塊投入如圖所示的燒杯中,可能出現的現象是(

)A.鈉塊只在煤油層中游動,并放出氣體B.鈉塊只在水層中游動,鈉塊熔化,水層變紅C.鈉塊在煤油、水兩種液體界面處反應,熔化成小球并上下跳動,水層變紅D.鈉塊在四氯化碳、水兩液體界面處反應,熔化成小球并上下跳動,水層變紅C解析

由題圖可知,三種液體的密度:四氯化碳>水>煤油,而鈉的密度為0.971

g·cm-3,介于水和煤油的密度之間,故將綠豆大的鈉塊投入燒杯中,鈉塊在煤油、水兩種液體界面處反應,鈉的下半部分與水接觸并反應,產生H2推動鈉向上游動,進入煤油層后,反應停止,由于鈉受到的重力大于浮力,隨后鈉塊下沉,又回落到煤油和水的界面上,重復上述過程,故鈉塊在水層與煤油層界面處反應并上下跳動,因反應生成NaOH,滴有少量酚酞的水變紅。[對點訓練1]某學生將一小塊鈉投入滴有酚酞的水中,此實驗能證明(

)①鈉的密度比水的?、阝c的熔點較低③鈉與水反應時放出熱量④鈉與水反應后的溶液呈堿性A.①④ B.①②C.③④ D.①②③④D解析

將一小塊鈉投入滴有酚酞的水中,會觀察到金屬鈉浮在水面上,證明鈉比水輕,故①正確;會觀察到金屬鈉熔成閃亮的小球,并且發出響聲,證明反應放熱,鈉的熔點低,故②③正確;同時會觀察到溶液變為紅色,證明有堿性物質生成,故④正確。探究角度2

鈉與酸、堿、鹽溶液反應的實質例2(2024·河北衡水高一檢測)將少量金屬鈉分別投入下列物質的水溶液中,有氣體放出,且溶液質量減小的是(

)A.HCl B.NaOH C.K2SO4 D.CuSO4D解析

將少量鈉投入題述四種物質的水溶液中,均有H2產生,故都滿足題目的第一個條件“有氣體放出”,而反應后“溶液質量減小”是指投入的金屬鈉的質量小于脫離溶液的物質的質量。在A、B、C三個選項中只有H2放出,故溶液質量是增加的。D選項中由于Na與H2O反應生成的NaOH還能繼續與CuSO4反應析出Cu(OH)2沉淀:2Na+CuSO4+2H2O══Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑,故反應后溶液質量減小。圖解要點

解答鈉與水溶液反應的思路如下

【變式設問】(1)若題干不變,將C項改成“飽和K2SO4溶液”是否可選

(填“是”或“否”),原因是什么?

(2)若將題干中的“且溶液質量減輕”改成“且有沉淀生成”,答案應選哪項?提示

是

若C項改成“飽和K2SO4溶液”,由于Na與水反應會消耗水,故K2SO4會析出,溶液質量會減輕。提示

D。D中Na與水反應生成的NaOH會與CuSO4反應生成Cu(OH)2沉淀。[對點訓練2](2024·山東聊城高一檢測)取一支大試管,加入20mL飽和澄清石灰水(ρ=1.6g·cm-3),再加入5mL苯(一種有機溶劑,與水不互溶,ρ=0.87g·cm-3),靜置后緩慢加入綠豆粒大的鈉塊(ρ=0.971g·cm-3)。下列實驗現象中,能觀察到的有(

)①鈉在飽和澄清石灰水層反應并四處游動②有氣體產生③溶液變渾濁④鈉在石灰水與苯的界面處反應并上下跳動⑤鈉停留在苯層不反應⑥鈉塊最后消失A.①②⑥ B.②③④⑥

C.④⑤ D.①③⑥B解析

根據題意,金屬鈉的密度小于石灰水,但大于苯,故將金屬鈉投入盛有飽和澄清石灰水和苯的大試管中,鈉會處于二者的界面處;同時由于鈉與水反應生成氫氣,對金屬鈉產生推動作用,故金屬鈉在界面處可能做上下跳動。由于有NaOH生成,并放出熱量,Ca(OH)2的溶解度減小,故有Ca(OH)2析出,溶液變渾濁。歸納總結

鈉與酸、堿、鹽溶液發生反應的規律

[對點訓練3]下列反應的離子方程式不正確的是(

)A.鈉與水反應:2Na+2H2O══2Na++2OH-+H2↑B.鈉與MgSO4溶液反應:2Na+Mg2+

══Mg+2Na+C.鈉與鹽酸反應:2Na+2H+══2Na++H2↑D.鈉與氯化鉀溶液反應:2Na+2H2O══2Na++2OH-+H2↑B解析

鈉與水反應中只有NaOH可以拆成離子形式,A正確;鈉與MgSO4溶液反應的實質是鈉與水反應生成NaOH,NaOH再與MgSO4反應生成Mg(OH)2,總離子方程式可寫作:2Na+2H2O+Mg2+══Mg(OH)2↓+H2↑+2Na+,B錯誤;鈉與鹽酸反應即與H+反應,C正確;鈉與氯化鉀溶液反應實質是與水反應,D正確。學以致用?隨堂檢測全達標題組1鈉的存在

鈉與氧氣的反應1.取一塊金屬鈉放在燃燒匙里加熱,下列關于該實驗現象的描述不正確的是(

)A.金屬鈉先熔化 B.燃燒時火焰為黃色C.燃燒后生成白色固體 D.燃燒后生成淡黃色固體C解析

由于鈉的熔點較低,故鈉先熔化,故A正確;鈉燃燒時火焰為黃色,故B正確;與氧氣在加熱條件下反應生成淡黃色過氧化鈉固體,故C錯誤,故D正確。2.(2024·福建寧德高一檢測)英國化學家漢弗里·戴維在19世紀初通過電解的方式獲得金屬鈉的單質。下面關于金屬鈉的描述正確的是(

)A.少量鈉應保存在水中B.鈉離子性質很活潑C.鈉很軟,在新材料領域沒有用途D.鈉的化學性質很活潑,在自然界里不能以游離態存在D解析

鈉很活潑,能與氧氣和水反應,所以少量鈉應保存在煤油中,故A錯誤;鈉原子最外層有一個電子,易失去,所以鈉原子具有較強的還原性,而鈉離子只能得電子,具有弱氧化性,故B錯誤;鈉的導電和導熱性較好,在新材料領域有用途,故C錯誤;鈉與氧氣、水等都能發生劇烈反應,性質活潑,在自然界里不能以游離態存在,故D正確。題組2鈉與水的反應3.鈉與水反應的實驗過程如圖所示,下列有關說法不正確的是(

)A.圖②中鈉熔成小球,說明鈉與水反應放熱且鈉的熔點低B.圖②中鈉球四處游動,說明反應產生了氣體C.圖③中滴加酚酞溶液后溶液變紅,說明有堿性物質生成D.鈉與水反應的離子方程式是2Na+2H+══2Na++H2↑D解析

圖②中鈉熔成小球所需熱量是由反應放出的,此時水未沸騰,說明鈉的熔點低,A項正確;圖②中鈉球四處游動是由反應產生的氣體推動的,B項正確;圖③中滴加酚酞溶液后溶液變紅,說明生成物中有堿性物質,C項正確;水不易電離,不能拆開,正確的離子方程式為2Na+2H2O══2Na++2OH-+H2↑,D項錯誤。題組3鈉與水、酸、鹽溶液的反應4.按如圖所示進行相應實驗,下列有關它們反應現象的分析錯誤的是(

)A.均有可燃性氣體生成B.反應劇烈程度:乙>甲C.丙中鈉能置換出單質銅D.乙、丙中鈉在液面上反應,并四處游動C解析

鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫氣,鈉與鹽酸反應產生氯化鈉和氫氣,鈉與硫酸銅溶液反應的實質是鈉先與水反應生成氫氧化鈉和氫氣,生成的氫氧化鈉再與硫酸銅反應生成氫氧化銅沉淀。由分析可知,甲、乙、丙中均有可燃性氣體氫氣生成,A正確;鈉與水或與酸反應的實質是鈉與氫離子發生置換反應,反應快慢取決于氫離子濃度大小,乙中的酸的濃度最大,故反應劇烈程度:乙>甲,B正確;鈉與硫酸銅溶液反應的化學方程式為2Na+2H2O══2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4══Cu(OH)2↓+Na2SO4,反應中生成了藍色沉淀,并不會置換出銅單質,C錯誤;鈉的密度小于水,所以浮在液面上,反應產生氫氣,故四處游動,D正確。5.(2024·河北石家莊高一檢測)金屬鈉是在1807年通過電解氫氧化鈉制得的,這個原理應用于工業生產,約在1891