31 碱金属元素钠教案解析版.docx

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31碱金属元素钠教案解析版

第3章

金属及其化合物

第1讲碱金属元素—钠

考纲要求：

1.了解钠的主要性质及其应用。

2.了解钠的重要化合物的主要性质及其应。

[循着图示·想一想]

[特色特性·记一记]

1．特殊的颜色：

Na2O2——淡黄色固体

2．特殊的存放：

Na、K保存在煤油中，Li保存在石蜡中

3．特殊的用途：

钠钾合金——原子反应堆的导热剂

4．必记五反应：

（1）2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

（2）2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

（3）2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

（4）Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑

（5）Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3

考点一

活泼的金属单质——钠

[教材知识层面]

1．研究物质性质的常用方法

（1）观察法　

（2）实验法　（3）分类法　（4）比较法

2．钠的原子结构

钠位于元素周期表中第三周期ⅠA族，原子结构示意图：

，最外层只有1个电子，在化学反应中易失去最外层电子而呈现＋1价，因而钠在化学反应中表现出较强的还原性。

3．钠的性质

（1）物理性质：

颜色

熔点

硬度

密度

导电导热性

银白色

低

小

比水的小比煤油的大

良好

（2）化学性质：

①与非金属单质（如O2、Cl2）的反应

与O2反应

②与水的反应：

a．化学方程式：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。

b．与滴加酚酞的水反应的现象与解释：

4．钠的制备、保存与用途

（1）制备：

电解熔融氯化钠，化学方程式为2NaCl电解,2Na＋Cl2↑。

（2）保存：

密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。

（3）用途：

①钠钾合金（液态）可用于原子反应堆的导热剂；

②作强还原剂，将某些稀有金属从它们的卤化物中还原出来，如4Na＋TiCl4

Ti＋4NaCl；

③用作电光源，制作高压钠灯。

[高考考查层面]

命题点1　钠与盐溶液的反应

（1）钠投入到NaCl溶液中，只有氢气放出。

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。

（2）钠投入到CuSO4溶液中，产生蓝色沉淀。

2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu（OH）2↓＋Na2SO4＋H2↑。

（3）钠投入到铵盐（如NH4Cl）溶液中，有H2和NH3逸出。

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，

NH4Cl＋NaOH===NaCl＋NH3↑＋H2O。

[典题示例]

金属钠分别与下列溶液反应时，既有沉淀析出，又有气体逸出的是（　　）

A．BaCl2溶液　　　　　　B．K2SO4溶液

C．CuSO4溶液D．NH4NO3溶液

解析：

选C　因为是溶液中的反应，所以都有H2产生，NH4NO3溶液还产生NH3，CuSO4溶液还产生Cu（OH）2沉淀。

命题点2　焰色反应

（1）概念：

很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊颜色的现象。

属于元素的物理性质。

（2）操作步骤：

铂丝

无色

待测物

观察火焰颜色

铂丝

无色。

（3）常见元素焰色反应的颜色：

钠元素：

黄色；钾元素：

紫色（透过蓝色钴玻璃观察）。

[典题示例]

用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色，下列各判断正确的是（　　）

A．只含有Na＋

B．一定含有Na＋，可能含有K＋

C．既含有Na＋，又含有K＋

D．可能含有Na＋，可能还含有K＋

解析：

选B　Na元素的焰色为黄色，而K元素的焰色为紫色，而且黄色会干扰紫色，所以不能判断是否含有K元素。

[考点达标层面]

1．判断下列描述的正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）将钠块放入水中，产生气体的方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。

（　　）

（2）钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化。

（　　）

（3）钠与CuSO4溶液的反应：

2Na＋Cu2＋===Cu↓＋2Na＋。

（　　）

（4）1molNa被完全氧化生成Na2O2，失去2NA个电子。

（　　）

（5）钠与足量O2反应生成Na2O，随着温度的升高，生成Na2O的速率逐渐加快。

（　　）

（6）焰色反应是大多数金属元素的性质，属于化学变化。

（　　）

（7）金属钠可以保存在CCl4中。

（　　）

（8）钠、钾着火后，用水或泡沫灭火器可迅速灭火。

（　　）

答案：

（1）√　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）×　（6）×　（7）×　（8）×

2．取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列现象描述正确的是（　　）

①金属先熔化　②在空气中燃烧，放出黄色火花　③燃烧后得白色固体　④燃烧时火焰为黄色　⑤燃烧后生成淡黄色固体物质

A．②⑤　　　B．①②③　　　C．①④⑤　　　D．④⑤

答案：

C

考点二

钠的氧化物——氧化钠和过氧化钠

[教材知识层面]

物质

氧化钠（Na2O）

过氧化钠（Na2O2）

颜色状态

白色固体

淡黄色固体

类别

碱性氧化物

过氧化物

氧元素化合价

－2

－1

化学键类型

只有离子键

有离子键和共价键

电子式

Na＋[

]2－Na＋

Na＋[



]2－Na＋

与水反应

Na2O＋H2O===2NaOH

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

与CO2反应

Na2O＋CO2===Na2CO3

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

与盐酸反应

Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O

2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑

主要用途

可制烧碱

漂白剂、消毒剂、供氧剂

保存

密封

密封、远离易燃物

[高考考查层面]

命题点1　过氧化钠的强氧化性

1．从元素化合价角度分析Na2O2的性质

2．强氧化性的五个表现

[典题示例]

1．在溶液中加入足量的Na2O2后仍能大量共存的离子组是（　　）

A．Na＋、Fe2＋、Cl－、SO

B．K＋、[Al（OH）4]－、Cl－、SO

C．Ca2＋、Mg2＋、NO

、HCO

D．Na＋、Cl－、CO

、SO

解析：

选B　Na2O2具有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，能将SO

氧化成SO

，A、D两项不能共存；Na2O2与水反应生成NaOH，C项中的Mg2＋、HCO

与OH－不能大量共存。

2．下列关于Na2O2的说法正确的是（　　）

A．Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2

B．Na2O2投入到酚酞溶液中，溶液变红

C．Na2O2能与酸反应生成盐和水，所以Na2O2是碱性氧化物

D．Na2O2与水反应，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂

解析：

选D　Na2O2具有强氧化性，与SO2反应生成Na2SO4而不是Na2SO3，A错误；Na2O2投入到酚酞溶液中，溶液先变红后退色，B错误；Na2O2不属于碱性氧化物而属于过氧化物，C错误。

命题点2　Na2O2与水、CO2反应的四个重要关系

1．物质的量的关系

无论是CO2或H2O（g）的单一物质还是二者的混合物，与足量的Na2O2反应时，消耗CO2或H2O（g）与放出O2的物质的量之比均为2∶1，即气体减小的体积等于生成的O2的体积。

2．固体质量关系

2CO＋O2

2CO2　①

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　②

①＋②得，Na2O2＋CO===Na2CO3（虚拟的反应）

即CO可被Na2O2完全吸收，固体增重即为CO的质量。

2H2＋O2

2H2O　③

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　④

③＋④得，Na2O2＋H2===2NaOH（虚拟的反应）

即H2可被Na2O2完全吸收，固体增重即为H2的质量。

结论：

凡分子组成符合（CO）m·（H2）n的物质，mg该物质在O2中完全燃烧，将其产物（CO2和水蒸气）通过足量Na2O2后，固体增重必为mg。

或者是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足上述条件。

中学阶段常见的符合这一关系的物质有：

（1）无机物：

H2、CO及H2和CO的混合气体；

（2）有机物：

CH3OH（甲醇）、HCHO（甲醛）、CH3COOH（乙酸）、C6H12O6（葡萄糖）等。

3．先后顺序关系

一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O（g）的混合物反应，解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O（g）发生反应（实际情况复杂得多）。

4．电子转移关系

不论是与CO2还是与H2O（g）反应，CO2与H2O（g）均既不是氧化剂也不是还原剂，反应的实质都是Na2O2自身发生的氧化还原反应，所以每有1molO2生成时，转移的电子均为2mol。

[典题示例]

1．200℃时，11.6gCO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6g，则原混合气体的总物质的量是（　　）

A．0.125mol　　　　　　B．0.25mol

C．0.5molD．1mol

解析：

选C　根据质量守恒定律可知，生成O2的质量为11.6g－3.6g＝8g，n（O2）＝

＝0.25mol，

根据Na2O2与H2O（g）、CO2反应的物质的量的关系可知CO2和H2O（g）的物质的量之和为0.25mol×2＝0.5mol。

2．取ag某物质在O2中完全燃烧，将生成物与足量Na2O2固体完全反应，反应后，固体质量恰好也增加了ag，下列物质不能满足上述结果的是（　　）

A．H2B．CO

C．C6H12O6D．C12H22O11

解析：

选D　由反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑和2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2知每摩尔Na2O2与H2O、CO2分别完全反应时，相当于吸收了2gH2、28gCO。

凡分子组成符合（CO）m·（H2）n的可燃物ag，在O2中完全燃烧，将生成的水和CO2通过足量的Na2O2固体后，固体增重也是ag，或者可以总结为由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足题目要求。

[考点达标层面]

1．判断下列描述的正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）Na2O2与水反应是水作还原剂的氧化还原反应。

（　　）

（2）过氧化钠的电子式为Na



Na。

（　　）

（3）在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1mol氧气，转移电子的数目为0.4NA。

（　　）

（4）1molNa2O2固体中含离子总数为4NA。

（　　）

（5）二氧化碳通过Na2O2粉末，反应后固体物质增重。

（　　）

（6）Na2O2溶于水产生O2的离子方程式为：

Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑。

（　　）

答案：

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）√　（6）×

2．为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装盛有Na2O2或K2O2颗粒的装置，它的用途是产生氧气。

下列关于Na2O2的叙述正确的是（　　）

A．Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶1

B．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，需要水和CO2的质量相等

C．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，转移电子的物质的量相等

D．Na2O2的漂白原理与SO2的漂白原理相同

解析：

选C　Na2O2的电子式为Na＋[

]2－Na＋，故阴、阳离子的个数比为1∶2，A错误；生成相同量的O2时消耗的水和二氧化碳的物质的量相同，但质量不同，B项错误；由得失电子守恒知两者转移电子的物质的量相同，C项正确；Na2O2因具有强氧化性而有漂白性，SO2易与有色物质化合生成不稳定的无色物质，故原理不同，D项错误。

考点三

钠的氧化物对应的水化物——氢氧化钠

[教材知识层面]

1．俗名：

烧碱、火碱、苛性钠。

2．物理性质

氢氧化钠是白色固体，易溶于水（溶于水时放热），易潮解。

3．化学性质

（1）腐蚀性。

（2）碱的通性：

NaOH===Na＋＋OH－

4．工业制法

（1）纯碱苛化法：

Na2CO3＋Ca（OH）2===2NaOH＋CaCO3↓

（2）隔膜电解法：

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋Cl2↑＋H2↑

[考点达标层面]

1．用托盘天平称量固体烧碱时，烧碱应放在（　　）

①烧杯中　②纸上　③左盘上　④右盘上

A．①③　　　　　　　　　B．②④

C．①④D．②③

解析：

选A　固体烧碱易潮解，且有强腐蚀性，故应放在烧杯中称量；据称量时“左物右码”原则，应在左盘上放盛有烧碱的烧杯。

2．下列气体可以用固体烧碱进行干燥的是（　　）

A．Cl2B．CO2

C．NH3D．SO2

解析：

选C　A项，Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O；B项，2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O；C项，NH3与NaOH不反应；D项，2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O。

3．将足量Na2O2投入FeCl2溶液中，可观察到的现象是（　　）

A．生成白色沉淀

B．有无色气泡产生，生成红褐色沉淀

C．生成白色沉淀，有气泡产生

D．无变化

解析：

选B　涉及的反应有：

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，FeCl2＋2NaOH===Fe（OH）2↓＋2NaCl,4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3。

4．写出下列反应的离子方程式：

（1）烧碱溶液中通入足量CO2：

______________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）AlCl3溶液中加入足量NaOH溶液：

_______________________________________

________________________________________________________________________。

（3）Ba（HCO3）2溶液中加入少量NaOH溶液：

__________________________________

________________________________________________________________________。

（4）Ba（HCO3）2溶液中加入足量NaOH溶液：

__________________________________

________________________________________________________________________。

（5）MgCO3浊液中加入NaOH溶液：

_________________________________________。

（6）NH4HSO4溶液中加入足量NaOH溶液：

___________________________________。

答案：

（1）CO2＋OH－===HCO

（2）Al3＋＋4OH－===[Al（OH）4]－

（3）HCO

＋Ba2＋＋OH－===BaCO3↓＋H2O

（4）2HCO

＋Ba2＋＋2OH－===BaCO3↓＋CO

＋2H2O

（5）MgCO3＋2OH－===Mg（OH）2＋CO

（6）NH

＋H＋＋2OH－===H2O＋NH3·H2O

以“钠及钠的化合物间的转化”为载体串联钠元素单质及其化合物知识

　　由短周期元素组成的中学常见的含钠元素的物质A、B、C、D，存在如图转化关系（部分生成物和反应条件已略去）。

[知识串联设计]

（1）若A为金属钠，则E为________，A与水反应的离子方程式为_______________________________________________________________________。

（2）若A为过氧化钠，则E为________，A与CO2反应的化学方程式为______________________________________________________________，

A与水反应的离子方程式为__________________________________________________。

（3）过氧化钠是碱性氧化物吗？

过氧化钠的电子式为________，过氧化钠中阴、阳离子个数比是________。

（4）A不论是Na还是Na2O2，依据转化关系判断物质C是____________，物质D是____________。

（5）向B（NaOH）溶液中通入CO2，CO2的量不同时，所得的产物相同吗？

试分别写出少量CO2和足量CO2时反应的离子方程式：

______________________________________________，

________________________________________________________________________。

答案：

（1）H2　2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑

（2）O2　2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑

（3）不是　Na＋[

]2－Na＋　1∶2

（4）Na2CO3　NaHCO3

（5）不相同　足量CO2时：

OH－＋CO2===HCO

少量CO2时：

2OH－＋CO2===CO

＋H2O