第1課時鈉單質(zhì)及其氧化物1.通過實(shí)驗(yàn)探究,了解鈉、氧化鈉、過氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉等物質(zhì)的性質(zhì),建構(gòu)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,初步認(rèn)識元素化合物的學(xué)習(xí)思路,培養(yǎng)變化觀念和證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。2.通過實(shí)驗(yàn)探究和真實(shí)事例,了解鈉及其化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用,提高實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力和知識應(yīng)用能力,培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的學(xué)科核心素養(yǎng)。目標(biāo)素養(yǎng)3.學(xué)會焰色試驗(yàn)的基本操作,了解金屬的焰色在物質(zhì)鑒別和生活中的應(yīng)用。

目標(biāo)素養(yǎng)知識概覽一、活潑的金屬單質(zhì)——鈉1.鈉的物理性質(zhì)。2.鈉的化學(xué)性質(zhì)。(1)鈉的原子結(jié)構(gòu)。

,表現(xiàn)出很強(qiáng)的

還原

性。

(2)鈉與氧氣的反應(yīng)。

微判斷1(1)鈉與氧氣反應(yīng)時,條件不同,產(chǎn)物也不同。(

)(2)鈉元素在自然界中都以化合物的形式存在。(

)(3)單質(zhì)鈉在氧化還原反應(yīng)中既可做還原劑,又可做氧化劑。(

)√√×(3)鈉與水的反應(yīng)。從物質(zhì)組成和氧化還原反應(yīng)的角度,預(yù)測鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物應(yīng)為

氫氣

和

氫氧化鈉

。實(shí)驗(yàn)操作

3.鈉的保存。實(shí)驗(yàn)室里金屬鈉要保存在

石蠟油

或煤油中,隔絕空氣和水。

微思考

已知CCl4常溫下是一種液體,密度比水的大,不與鈉反應(yīng)。鈉可以保存在CCl4中嗎?提示:不可以。若將鈉放入CCl4中,因?yàn)镃Cl4的密度比鈉的大,鈉浮在CCl4表面,無法隔絕空氣。二、氧化鈉和過氧化鈉1.氧化鈉的性質(zhì)。(1)物理性質(zhì)。氧化鈉是

白

色的固體。

(2)化學(xué)性質(zhì)。

寫出序號對應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式:①

Na2O+H2O══2NaOH

。

②

Na2O+CO2══Na2CO3

。

③

Na2O+2HCl══2NaCl+H2O

。

2.過氧化鈉的性質(zhì)。(1)物理性質(zhì)。過氧化鈉是淡黃色的固體。(2)化學(xué)性質(zhì)。①與水反應(yīng)。②與CO2反應(yīng)。反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2Na2O2+2CO2══2Na2CO3+O2

。(3)重要用途。過氧化鈉可在呼吸面具或潛水艇中作為

氧氣

的來源。

微判斷2(1)Na2O與Na2O2中氧元素的化合價不相同,鈉元素的化合價相同。(

)(2)將Na2O2投入盛有水(滴有酚酞溶液)的試管中,溶液變成紅色,產(chǎn)生大量氣泡。(

)(3)將Na2O投入盛有水(滴有酚酞溶液)的試管中,溶液變成紅色,振蕩試管后溶液褪色。(

)√××一鈉的性質(zhì)問題探究實(shí)驗(yàn)1:金屬鈉能與硫反應(yīng)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下:將硫粉與金屬鈉共置于研缽中研磨(或加熱)。結(jié)果產(chǎn)生黃色的閃光,并伴有“噼噼啪啪”的響聲。實(shí)驗(yàn)2:用如圖所示裝置進(jìn)行鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn),并可收集、檢驗(yàn)生成的氣體,按圖所示向U形管中添加煤油和水,待液體物質(zhì)添加完畢后,向煤油中加入一小塊鈉,立即塞好膠塞,關(guān)閉活塞A,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。(1)由實(shí)驗(yàn)1分析,鈉與硫能發(fā)生反應(yīng)嗎?二者反應(yīng)的條件是什么?提示:鈉與硫能反應(yīng)。通過實(shí)驗(yàn)可知,硫在加熱(研磨)時能與金屬鈉反應(yīng)。(2)實(shí)驗(yàn)2中,加入金屬鈉反應(yīng)一段時間后,U形管中的液面如何變化?其原因是什么?提示:鈉與水反應(yīng)有大量氣體產(chǎn)生,故U形管中右管液面下降,左管液體上升進(jìn)入漏斗中。(3)寫出鈉與水反應(yīng)的離子方程式,并指出反應(yīng)的氧化劑和還原劑。提示:2Na+2H2O══2Na++2OH-+H2↑,其中Na是還原劑,H2O是氧化劑。(4)將實(shí)驗(yàn)2裝置中的水換成CuSO4溶液,與鈉和水的反應(yīng)相比,現(xiàn)象有什么不同?提示:鈉與CuSO4溶液反應(yīng)除生成氣體外,還生成藍(lán)色沉淀。歸納總結(jié)1.鈉易與氧氣、硫等非金屬單質(zhì)發(fā)生化合反應(yīng)。與氧氣反應(yīng)時,常溫下反應(yīng)生成氧化鈉,加熱時生成過氧化鈉。即條件不同,產(chǎn)物不同,反應(yīng)的現(xiàn)象也不同。與硫反應(yīng)的產(chǎn)物通常只是Na2S。但是無論何種產(chǎn)物,鈉均表現(xiàn)+1價,鈉單質(zhì)均表現(xiàn)還原性。2.鈉與水的反應(yīng)能反映鈉的6條性質(zhì):顏色(銀白)、硬度小(可用小刀切割)、密度小(浮在水面上)、熔點(diǎn)低且反應(yīng)放熱(熔化成小球)、還原性強(qiáng)(劇烈反應(yīng))。3.鈉與鹽溶液的反應(yīng):鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)的總化學(xué)方程式為2Na+2H2O+CuSO4══Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。典例剖析【例1】

如圖所示,將一小塊金屬鈉投入盛有液體的燒杯中。下列說法錯誤的是(夾持裝置已略去)(

)。A.一段時間后,燒杯底部有紅色難溶物生成B.若觀察到金屬鈉被煤油浸沒,則金屬鈉的密度比煤油的大C.該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中可觀察到有氣泡產(chǎn)生D.反應(yīng)進(jìn)行一段時間(反應(yīng)未結(jié)束),此時溫度計(jì)的讀數(shù)大于起始時的讀數(shù)A解析:Na先與溶液中的水反應(yīng),不會有Cu單質(zhì)生成,A錯誤;該反應(yīng)放熱,D正確。學(xué)以致用1.下列關(guān)于鈉的敘述中,正確的是(

)。A.鈉是銀白色金屬,硬度很大B.將金屬鈉放在坩堝中用酒精燈加熱后,金屬鈉劇烈燃燒,發(fā)出黃色火焰,生成過氧化鈉C.金屬鈉在空氣中燃燒,生成氧化鈉D.金屬鈉的熔點(diǎn)很高答案:B解析:鈉是具有銀白色金屬光澤的固體,硬度小,密度也小,熔點(diǎn)很低,分析各選項(xiàng),只有B正確。2.如圖所示,在燒杯中加入水和苯(苯的密度為0.88g·cm-3,與水互不相溶,且不與鈉反應(yīng))各50mL,將一小粒金屬鈉(密度為0.97g·cm-3)投入燒杯中,觀察到的現(xiàn)象為(

)。A.鈉在水層中反應(yīng)并四處游動B.鈉停留在苯層中不發(fā)生反應(yīng)C.鈉在苯的液面上反應(yīng)并四處游動D.鈉在苯與水的界面處反應(yīng)并不斷上浮、下沉答案:D解析:苯不溶于水,密度比水小,在上層,鈉不溶于苯,Na的密度比水的小、比苯的大,在苯和水的界面處,鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生氣體,使鈉上浮,氣體脫離后鈉又下沉到苯和水的界面處,反復(fù)進(jìn)行,直到Na完全消失。二氧化鈉與過氧化鈉問題探究在人類探索太空奧秘時,飛船中宇航員需要某種物質(zhì)作為供氧劑。在潛艇內(nèi)人員和潛水員潛入海底作業(yè)時都需要充足的氧氣源。(1)飛船中宇航員的供氧劑可以是

(填化學(xué)式,下同),能夠與人呼吸產(chǎn)生的

、

反應(yīng)生成氧氣。

(2)結(jié)合Na2O2的性質(zhì)可知,實(shí)驗(yàn)室中保存Na2O2的方法是

。

(3)長期放置的過氧化鈉與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)而變質(zhì),根據(jù)過氧化鈉的性質(zhì)判斷過氧化鈉變質(zhì)生成的物質(zhì)是

。你能否設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明某包供氧劑中是否還含有過氧化鈉?

提示:(1)Na2O2

CO2

H2O(2)Na2O2能夠與空氣中的CO2、H2O反應(yīng),應(yīng)該密封保存(3)NaOH、Na2CO3

取少量該固體放入試管中,向試管中加入少量水后,將帶火星的木條伸入試管內(nèi),若木條復(fù)燃說明仍含有過氧化鈉。歸納總結(jié)1.氧化鈉與過氧化鈉的比較。名稱氧化鈉過氧化鈉化學(xué)式Na2ONa2O2氧的化合價-2-1顏色、狀態(tài)白色固體淡黃色固體主要用途—漂白劑、供氧劑名稱氧化鈉過氧化鈉化學(xué)性質(zhì)相同點(diǎn)都能與H2O反應(yīng)生成NaOH,都能與CO2反應(yīng)生成Na2CO3不同點(diǎn)Na2O2與H2O、CO2反應(yīng)有O2產(chǎn)生,具有強(qiáng)氧化性,而Na2O不具有強(qiáng)氧化性2.Na2O2與H2O、CO2的反應(yīng)規(guī)律。反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Na2O2+2H2O══4NaOH+O2↑,2Na2O2+2CO2══2Na2CO3+O2。電子轉(zhuǎn)移關(guān)系當(dāng)Na2O2與CO2、H2O反應(yīng)時,各物質(zhì)的系數(shù)及轉(zhuǎn)移電子數(shù)之間關(guān)系為2Na2O2~O2~2e-固體質(zhì)量變化關(guān)系CO2或水蒸氣分別與足量Na2O2反應(yīng)時,固體相當(dāng)于吸收了CO2中的“CO”或水蒸氣中的“H2”3.注意過氧化鈉的特殊性。(1)Na2O2不屬于堿性氧化物的原因:Na2O能與酸反應(yīng)生成鹽和水,屬于堿性氧化物;Na2O2與酸反應(yīng)除生成鹽和水,還生成O2,所以Na2O2不屬于堿性氧化物。(2)Na2O2和Na2O結(jié)構(gòu)不同:過氧化鈉與氧化鈉雖然結(jié)構(gòu)不同,但是二者陰、陽離子的個數(shù)比都是1∶2。(3)過氧化鈉具有強(qiáng)氧化性,具有漂白性,可以漂白有色物質(zhì),所以將過氧化鈉加入含有酚酞的水中,溶液先變紅后褪色。典例剖析【例2】

下列敘述正確的是(

)。①Na2O與Na2O2都能與水反應(yīng)生成堿,它們都是堿性氧化物②Na2O與CO2發(fā)生化合反應(yīng)生成Na2CO3,Na2O2與CO2發(fā)生置換反應(yīng)生成O2③Na2O是淡黃色物質(zhì),Na2O2是白色物質(zhì)④Na2O2可作為供氧劑,而Na2O不可⑤Na2O2與CO2反應(yīng),過氧化鈉既是氧化劑又是還原劑A.①②③④

B.②③④⑤

C.②③⑤

D.④⑤D解析:①Na2O2能與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣,是過氧化物,不是堿性氧化物,錯誤;②Na2O與CO2發(fā)生化合反應(yīng)生成Na2CO3,Na2O2與CO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成O2,不符合置換反應(yīng)的定義,錯誤;③Na2O是白色物質(zhì),Na2O2是淡黃色物質(zhì),錯誤;④Na2O2可與水、二氧化碳反應(yīng)生成氧氣,可作為供氧劑,而Na2O不行,正確;⑤Na2O2與CO2的反應(yīng)中,過氧化鈉既是氧化劑又是還原劑,正確。學(xué)以致用1.對于反應(yīng):2Na2O2+2H2O══4NaOH+O2↑,下列說法中正確的是(

)。A.Na2O2是氧化劑,H2O是還原劑B.Na2O2既是氧化劑,又是還原劑C.該反應(yīng)中生成1個O2,轉(zhuǎn)移4個電子

D.氧氣是還原產(chǎn)物答案:B解析:2Na2O2+2H2O══4NaOH+O2↑反應(yīng)中,Na2O2中的O元素為-1價,反應(yīng)后變?yōu)?價和-2價,因此Na2O2既是氧化劑,又是還原劑,反應(yīng)中每生成1個O2轉(zhuǎn)移2個電子,O2為-1價的O化合價升高所得,故O2為氧化產(chǎn)物。1.下列關(guān)于鈉的說法不正確的是(

)。A.金屬鈉與氧氣反應(yīng),條件不同,產(chǎn)物不同B.鈉長期露置于空氣中,表面不能形成致密氧化膜C.金屬鈉著火,不能用水滅火,應(yīng)用干燥的沙土進(jìn)行滅火D.因?yàn)殁c比較活潑,所以它能從溶液中置換出金屬活動性順序中鈉后面的金屬答案:D2.鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過程如圖①、②、③所示,下列有關(guān)說法不正確的是(

)。A.圖②中鈉熔成小球,說明鈉與水反應(yīng)放熱且鈉的熔點(diǎn)低B.圖②中鈉四處游動并“嘶嘶”作響,說明反應(yīng)產(chǎn)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(zhì)生成D.鈉與水反應(yīng)的離子方程式是2Na+2H+══2Na++H2↑答案:D3.用一團(tuán)棉花包裹少量過氧化鈉放在陶土網(wǎng)上,