浙江专版版高中化学专题2从海水中获得的化学物质第二单元钠镁及其化合物第1课时金属钠的性质与应用学案.docx
《浙江专版版高中化学专题2从海水中获得的化学物质第二单元钠镁及其化合物第1课时金属钠的性质与应用学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江专版版高中化学专题2从海水中获得的化学物质第二单元钠镁及其化合物第1课时金属钠的性质与应用学案.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
浙江专版版高中化学专题2从海水中获得的化学物质第二单元钠镁及其化合物第1课时金属钠的性质与应用学案
第1课时 金属钠的性质与应用
知识内容
必考要求
加试要求
1.钠的物理性质与用途。
2．钠的化学性质（跟非金属、酸、某些氧化物的反应）。
3．钠的生产原理。
4．过氧化钠的主要性质。
a
b
a
a
c
b
c
目标
定位
1.掌握钠的物理性质和化学性质。
2．了解钠元素在自然界中的存在形式，了解钠的生产原理和主要用途。
3．理解Na2O和Na2O2的组成、性质和应用。
一 钠的性质及应用
1．物理性质
颜色、状态
熔、沸点
密度
硬度
银白色块状固体
熔、沸点较低
比水小
硬度小、质地软
2.钠的化学性质
（1）钠与氧气反应
按表中要求完成实验，并将观察到的实验现象及其原因解释填入表中。
实验操作
实验现象
原因解释
钠的新切面呈银白色，具有金属光泽，在空气中很快变暗
钠是活泼金属，在空气中极易被氧化，生成Na2O
把一小块金属钠放在坩埚中，加热
钠先熔化为银白色小球；然后燃烧，火焰呈黄色；最后生成淡黄色固体
金属钠熔点低，加热时与O2反应生成Na2O2
①钠在常温下与氧气反应的化学方程式是4Na＋O2===2Na2O，在加热点燃时反应的化学方程式是2Na＋O2
Na2O2。
由此你能得出的结论是反应条件不同，其产物不同。
②通过以上实验过程，可以说明钠具有的性质有哪些？
并分析说明在实验室中应怎样保存金属钠？
答案 钠的硬度小，熔点低，是一种银白色的金属，具有金属光泽。
常温下极易被氧化，加热时可燃烧生成Na2O2。
因为钠在空气中极易被氧化，实验室保存钠时应与空气隔绝，通常保存在煤油中。
（2）钠与水反应
在小烧杯中加入约
的水，滴入1～2滴酚酞溶液，将切好的钠投入到水中，盖上表面皿，观察实验现象。
填写下表：
实验现象
原因分析
钠浮在水面上
钠的密度比水小
钠熔成光亮小球
反应放热且钠熔点低
四处游动
生成气体
发出“嘶嘶”响声，且很快消失
反应剧烈
溶液变红色
反应生成物显碱性
钠与水反应的化学方程式是2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，氧化剂是H2O，还原剂是Na。
3．钠的制备和用途
（1）制备
工业上电解熔融NaCl可以得到金属钠：
2NaCl
2Na＋Cl2↑（填电解方程式）。
（2）用途
①钠和钾的合金常温下呈液态，可用于快中子反应堆作热交换剂。
②高压钠灯发出的黄光射程远，透雾能力强，常用作路灯。
③金属钠还可以用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。
如Na与TiCl4反应：
TiCl4＋4Na
Ti＋4NaCl。
归纳总结
有关钠的反应
（1）钠在常温下与O2反应生成Na2O，加热条件下生成Na2O2，钠与O2的反应产物是由温度决定的，而不是由O2的量决定的。
（2）钠与水（滴有酚酞）反应的实验现象可概括为5个字——“浮”“熔”“游”“响”“红”。
（3）钠与酸反应是先酸后水；钠与盐溶液反应是先水后盐，并不能置换出不活泼金属。
（4）钠与熔融的盐反应时可以置换出比其不活泼的金属。
1．等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气（常温）中充分反应，则下列说法正确的是（ ）
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
答案 B
解析 根据关系式：
2Na～Na2O2～2e－、2Na～Na2O～2e－，可知等质量的两块钠反应生成的氧化物的物质的量、转移电子的物质的量都相等，因为Na2O2的摩尔质量比Na2O的大，所以生成的Na2O2的质量比Na2O的大。
2．将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是（ ）
A．HClB．NaOH
C．K2SO4D．CuSO4
答案 D
解析 钠与4种溶液中的水反应均有H2放出。
A、B、C三项只有H2放出，逸出H2的质量小于加入的Na的质量，溶液质量增加；D项，氢气与氢氧化铜沉淀的质量大于所加入的钠的质量，故溶液质量减轻。
二 氧化钠和过氧化钠（过氧化钠为加试要求）
1．氧化钠是一种碱性氧化物，能与水、酸、酸性氧化物等发生反应。
请写出下列反应的化学方程式：
（1）氧化钠与水反应：
Na2O＋H2O===2NaOH；
（2）氧化钠溶于盐酸：
Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O；
（3）氧化钠与CO2反应：
Na2O＋CO2===Na2CO3。
2．实验探究（加试要求）
（1）把水滴入盛有少量Na2O2固体的试管中，立即把带火星的木条放在试管口，现象为______________________；用手轻摸试管外壁，感觉________________________________，
说明反应__________；向试管溶液中滴入酚酞溶液，现象为_________________________。
实验结论：
______________________________________________________________。
（2）写出过氧化钠与水反应的化学方程式：
________________________；氧化剂是________，还原剂是________；被氧化的元素是________，被还原的元素是________。
答案
（1）试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃 试管壁温度升高 放热 溶液先变红，后褪色 过氧化钠与水反应产生O2和碱性物质，同时放热，过氧化钠有漂白性
（2）2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ Na2O2 Na2O2 Na2O2中的氧元素 Na2O2中的氧元素
3．（加试要求）氧化钠、过氧化钠都能与水反应生成氢氧化钠，其不同点是Na2O2与水反应有O2生成，Na2O与水反应无O2生成。
二者与二氧化碳反应具有类似的规律，试写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
4．（加试要求）Na2O2具有强氧化性，与H2O、CO2反应生成O2，Na2O2可作漂白剂和呼吸面具中的供氧剂。
归纳总结
氧化钠与过氧化钠的比较（加试要求）
名称
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
氧元素的
化合价
－2价
－1价
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
氧化物类别
碱性氧化物
过氧化物
化学性质
相同点
都能与H2O反应生成NaOH，都能与CO2反应生成Na2CO3
不同点
Na2O2与H2O、CO2反应有O2产生，具有强氧化性，而Na2O不具有此强氧化性
[提醒]
（1）Na2O2不属于碱性氧化物。
（2）Na2O固体中的阳离子和阴离子分别为Na＋、O2－，其数目比为2∶1，Na2O2固体中的阳离子和阴离子分别为Na＋、O
，其数目比为2∶1。
（3）Na2O2与CO2或H2O反应均为自身氧化还原反应，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，H2O和CO2既不是氧化剂也不是还原剂。
1molNa2O2参与反应转移1mol电子。
3．（加试要求）下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是（ ）
A．Na2O、Na2O2都是钠的氧化物，都是碱性氧化物
B．Na2O、Na2O2都是易溶于水（与水反应）的白色固体
C．Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂
D．Na2O2与水反应时，1molNa2O2转移2mol电子
答案 C
解析 Na2O2与水反应时除了生成碱外，还生成了O2，故Na2O2不属于碱性氧化物，故A项错；Na2O2是淡黄色固体，故B项错；Na2O2与CO2和H2O反应时，是Na2O2中的氧元素发生了氧化还原反应，CO2、H2O既不是氧化剂又不是还原剂，Na2O2既作氧化剂又作还原剂，1molNa2O2反应转移1mole－，故C项正确，故D项错误。
4．（加试要求）下列判断正确的是（ ）
A．可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
B．可用CO2来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
C．可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
D．将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中，最终溶液均为红色
答案 A
解析 CO2、H2O与Na2O2、Na2O均能反应，但与Na2O2反应时能产生气体，不过因氧气是无色无味的气体且CO2也是气体，故CO2与Na2O2的反应无明显的现象产生，水与Na2O2反应则会产生气泡而有明显的现象，故A项正确，B项错误；在空气中加热Na2O2与Na2O的混合物，后者会转化为前者，故C项错误；D项中两种氧化物加到酚酞溶液中后，均先与溶液中的水反应生成碱而使溶液变为红色，但因Na2O2具有漂白性，最后又会将变成红色的溶液漂白，D项错误。
1．下列关于钠的说法中不正确的是（ ）
A．实验后剩余的钠粒需放回原试剂瓶中
B．自然界中钠只能以化合物的形式存在
C．钠的化学性质比较活泼，少量的钠可以保存在与钠不反应的煤油中
D．当钠与硫酸铜溶液反应时，有大量红色固体铜析出
答案 D
解析 实验剩余的金属单质和非金属单质应放回原试剂瓶，即剩余的钠应放回原试剂瓶，A正确；钠是非常活泼的金属，极易和氧气、水等反应，故在自然界中无钠单质，只能以化合态存在，B正确；钠的密度比煤油的大，且和煤油不反应，故保存在煤油中可以隔绝空气和水，C正确；钠和盐溶液反应时，先和水反应，生成的氢氧化钠再和盐反应，不能置换出金属铜，D错误。
2．取一小块金属钠放在燃烧匙里加热，观察到下列实验现象：
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。
描述正确的是（ ）
A．①②B．①②③
C．①④D．①④⑤
答案 D
解析 钠的熔点只有97.8℃，受热时立即熔化。
钠是一种很活泼的金属，受热时与氧气化合生成过氧化钠，呈淡黄色。
钠在空气中燃烧的火焰为黄色。
3．将2.3g金属钠放入1000g水中，完全反应后溶液的质量分数为（ ）
A.
×100%
B.
×100%
C.
×100%
D.
×100%
答案 D
解析 依据Na与H2O的反应2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑可知，2.3g钠与1000g水完全反应后生成4gNaOH，同时放出0.1gH2，故反应后溶液的质量分数为w（NaOH）＝
×100%。
4．将一小块钠投入到盛有MgCl2溶液的试管中，不可能观察到的现象是（ ）
A．熔成小球并在液面上游动
B．有气体生成
C．溶液底部有白色物质生成
D．溶液变浑浊
答案 C
解析 钠投入MgCl2溶液中，钠先与水反应产生氢氧化钠，然后氢氧化钠与氯化镁发生复分解反应生成难溶物氢氧化镁，使溶液变浑浊。
5．（加试要求）下面是比较过氧化钠和氧化钠性质异同点的有关叙述，其中错误的是（ ）
A．过氧化钠和氧化钠中钠元素的化合价相同，氧元素化合价不同
B．过氧化钠和氧化钠都能与二氧化碳或水发生化合反应
C．过氧化钠和氧化钠与水反应都有氢氧化钠生成
D．过氧化钠是强氧化剂，而氧化钠只是一种碱性氧化物
答案 B
解析 Na2O和Na2O2中钠元素化合价都为＋1价，氧元素化合价不同，前者中为－2价，后者中为－1价，A选项正确；因2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，故C项正确，B项错误。
6．（加试要求）下图中，A是固体金属单质，燃烧时火焰呈黄色。
（1）判断A、B、C、D是什么物质，写出其化学式：
A________，B________，C________，D________。
（2）写出下列转化的化学方程式：
①A→B________________________________________________________________________。
②B→D________________________________________________________________________。
③A→C________________________________________________________________________。
答案
（1）Na Na2O2 NaOH Na2CO3
（2）①2Na＋O2
Na2O2
②2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
③2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
解析 对于元素及其化合物的框图推断题，关键之处是找到突破口，该题的突破口为“A是固体金属单质，燃烧时火焰呈黄色”，只要推断出A，问题就可以迎刃而解。
另外，熟练掌握元素及其化合物的性质也是快速解决此类问题的关键。
课时作业
[经典基础题]
1．将一小块金属钠投入到滴有紫色石蕊溶液的盛冷水的烧杯中，甲同学认为可以观察到下列实验现象，其中正确的是（ ）
①钠投入水中，先沉入水底，后浮出水面
②钠立即与水反应，并有气体产生
③反应后溶液变红
④钠熔化成闪亮的小球
⑤小球在水面上四处游动
⑥有“嘶嘶”的响声发出
A．①②③④B．②③④⑤
C．②④⑤⑥D．③④⑥
答案 C
解析 钠的密度小于水的，把钠放入水中，它不会沉入水底，应浮在水面上，故①不正确；钠与水反应时有NaOH生成，它使紫色石蕊溶液变蓝色，不是变红色，故③不正确。
2．下列有关钠及其化合物的说法不正确的是（ ）
A．电解饱和食盐水可制取金属钠
B．钠与氧气反应的产物与反应条件有关
C．氧化钠与水反应生成氢氧化钠
D．钠可以从四氯化钛中置换出钛
答案 A
3．下列关于金属钠的说法中正确的是（ ）
A．钠是活泼金属，将其投入硫酸铜溶液中，可置换出铜
B．金属钠着火时，可用泡沫灭火器来灭火
C．将4.6g金属钠投入95.4g水中，所得溶液中溶质的质量分数等于8%
D．钠在空气中燃烧生成淡黄色固体过氧化钠
答案 D
解析 钠投入CuSO4溶液中，钠首先与水反应生成NaOH和H2，然后NaOH与CuSO4发生复分解反应，而不是直接发生简单的置换反应，A项错误；钠跟水反应产生易燃易爆的H2，加之钠着火生成的Na2O2能跟H2O或CO2反应产生O2，使燃烧更加剧烈，正确的灭火方法是用沙子盖灭，B项错误；根据2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，m（NaOH）＝8.0g，m（溶液）＝m（Na）＋m（H2O）－m（H2）＜100g，NaOH溶液的溶质质量分数大于8%，C项错误；钠在空气中燃烧生成的Na2O2为淡黄色固体，D项正确。
4．把金属钠投入到下列物质的溶液中，溶液质量减轻的是（ ）
A．HClB．Na2SO4
C．FeCl3D．NaOH
答案 C
解析 金属钠投入溶液中，由于Na变为离子形式溶于溶液，会使溶液质量增加；但是钠与水、与酸（H＋）反应放出H2，都使溶液质量减轻。
且钠与水反应生成的碱还有可能和盐的离子生成难溶的碱导致溶液质量减轻，溶液质量是否减轻，就要看这一增一减的净结果。
A中2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，H＋换成Na＋，溶液质量增加；B中Na与水反应，H2O中H＋换成Na＋，溶液质量增加；C中6Na＋6H2O＋2FeCl3===2Fe（OH）3↓＋6NaCl＋3H2↑，显然溶液质量减轻；D中2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，溶液质量增加。
5．在烧杯中加入水和苯（密度为0.88g·cm－3，与水互不相溶，且不与钠反应）各50mL，将一小粒金属钠（密度为0.97g·cm－3）投入烧杯中，观察到的现象可能是（ ）
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上浮下沉
答案 D
6．（加试要求）下列各组中的两物质相互反应时，若改变反应条件（温度、反应物用量比），化学反应并不改变的是（ ）
A．Na和O2B．NaOH和CO2
C．Na2O2和CO2D．木炭和O2
答案 C
解析 Na和O2在常温下生成Na2O，加热或点燃生成Na2O2；NaOH与过量CO2生成NaHCO3，与适量CO2生成Na2CO3；木炭在O2足量时生成CO2，在氧气少量时生成CO；Na2O2与CO2反应总是生成Na2CO3和O2。
7．（加试要求）对于Na2O2从氧元素化合价分析，它既有氧化性又有还原性。
下列化学反应中，Na2O2只显示氧化性的是（ ）
A．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
B．Na2O2＋SO2===Na2SO4
C．Na2O2＋2HCl===2NaCl＋H2O2
D．Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2
答案 B
解析 A项中的Na2O2既显示了氧化性又显示了还原性；B项中的Na2O2只显示了氧化性；C项和D项中的Na2O2既未显示氧化性又未显示还原性。
8．（加试要求）下列叙述正确的是（ ）
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物
②Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生置换反应生成O2
③Na2O是淡黄色物质，Na2O2是白色物质
④Na2O2可作供氧剂，而Na2O不可
⑤Na2O2和Na2O焰色反应均为黄色
A．都正确B．②③④⑤
C．②③⑤D．④⑤
答案 D
解析 Na2O2不是碱性氧化物，故①错；Na2O2与CO2反应不属于置换反应，故②错；Na2O是白色固体，Na2O2为淡黄色固体，故③错；④⑤正确。
9．（加试要求）如下图装置，试管中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒。
U形管中注有浅红色的水。
将气球用橡皮筋紧缚在试管口。
实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中，将发现的现象是（ ）
A．U形管内红水褪色B．试管内溶液变红
C．气球a被吹大D．U形管水位：
d答案 C
解析 由于发生反应：
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，产生O2使气球膨胀，该反应放出大量热量，使广口瓶中空气受热膨胀而出现U形管中水位d>c。
10．（加试要求）对于反应：
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，下列说法中正确的是（ ）
A．Na2O2是氧化剂，H2O是还原剂
B．Na2O2既是氧化剂，又是还原剂
C．该反应中电子转移的数目为4e－
D．每有18gH2O与足量Na2O2反应，则固体增重4g
答案 B
解析 在Na2O2与H2O的反应中，Na2O2中－1价氧原子之间发生电子转移，Na2O2既是氧化剂又是还原剂；电子转移的数目为2e－；根据原子守恒，固体增重质量等于参加反应水中氢原子的质量，即18gH2O参加反应，固体增重2g。
[能力提升题]
11．（加试要求）A、B、C是中学化学中常见的三种物质，它们之间的相互转化关系如下（部分反应条件及产物略去）：
O2
（1）若A是一种金属，C是淡黄色固体，则B的化学式为________，A→C反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）若A是一种非金属，其常见单质为黑色固体，C是最主要的温室气体，则C的分子式为__________，B→C反应的化学方程式为__________________________________________
________________________________________________________________________。
A和C是否能反应？
________（填“能”或“不能”），若能，写出反应的化学方程式：
________________________________________________________________________
___________________________________________________________（若不能，此空不填）。
答案
（1）Na2O 2Na＋O2
Na2O2
（2）CO2 2CO＋O2
2CO2 能 C＋CO2
2CO
解析
（1）根据C为淡黄色固体，推知C为Na2O2，则B为Na2O，A为Na，A→C的反应为2Na＋O2
Na2O2。
（2）根据C是最主要的温室气体，推知C为CO2，则A为C，B为CO，A与C能反应，化学方程式为C＋CO2
2CO。
12．
（1）如图甲所示，在平底烧瓶的底部有一块钠，平底烧瓶内是干燥的空气。
过一段时间后可观察到________________，发生反应的化学方程式为___________________________
________________________________________________________________________。
（2）某班同学用如图乙所示装置测定空气中氧气的含量。
先用弹簧夹夹住橡胶管。
点燃钠，伸入瓶中并塞上瓶塞。
待钠熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。
①上述实验过程中发生反应的化学方程式为__________________________________
________________________________________________________________________。
②实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的
，乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的
。
下列对这两种现象解释合理的是________（填字母）。
a．甲同学可能使用钠的量不足，瓶内氧气没有消耗完
b．甲同学可能未塞紧瓶塞，钠熄灭冷却时外界空气进入瓶内
c．乙同学可能没夹紧弹簧夹，钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出
d．乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出
答案
（1）钠表面变暗，气球膨胀 4Na＋O2===2Na2O
（2）①2Na＋O2
Na2O2 ②abcd
解析
（1）钠与空气中的氧气反应生成Na2O，使钠表面变暗，同时烧瓶内压强降低，气球会膨胀。
（2）a项，若钠的量不足，则氧气消耗不完，造成进水量少于容器容积的
，结果偏低，合理；b项，若瓶塞未塞紧，钠熄灭冷却，瓶内气体收缩，外面的空气会进入瓶内，使气体得到补充，造成结果偏低，合理；c项，若弹簧夹未夹紧，钠燃烧时，瓶内气体膨胀，使部分气体从导管口逸出，造成结果偏高，合理；d项，若插入燃烧匙太慢，钠燃烧时，瓶内气体膨胀，在塞紧瓶塞前，瓶内部分气体从瓶口逸出，造成结果偏高，合理。
13．某实验小组对中学课本中可生成氢气的反应进行了研究，总结出两个可以生成H2的反应：
①Zn＋盐酸；②Na＋水。
为点燃上述两个反应生成的H2，他们设计了下图装置。
请回答下列问题：
（1）写出Na与H2O反应的化学方程式：
________________________________________
________________________________________________________________________。
（
升级会员 