高中化学新教材《活泼的金属单质钠》导学案+课后练习题.docx

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高中化学新教材《活泼的金属单质钠》导学案+课后练习题

第一节　钠及其化合物

第一课时　活泼的金属单质——钠

[明确学习目标]　会用实验的方法探究钠与氧气、水的反应，能正确描述反应现象，会书写有关反应的化学方程式。

学生自主学习

实验探究钠与氧气的反应

实验探究钠与水的反应

1．取用钠时，剩余的钠要放回原试剂瓶，为什么？

提示：

钠性质活泼，易与水、空气反应而引起火灾，故剩余的钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶。

2．钠能置换出金属单质吗？

提示：

钠与盐溶液反应时，不能置换出盐中的金属。

但是在熔融状态下，金属钠能将不活泼的金属置换出来，如4Na＋TiCl4

4NaCl＋Ti。

课堂互动探究

知识点一　钠与非金属单质的反应

（1）钠原子最外层有一个电子，在化学反应中极易失去，故钠具有强的还原性。

（2）钠在常温下能与O2反应生成Na2O；在加热（或点燃）条件下与O2反应生成Na2O2，与Cl2反应生成NaCl；在研磨时与S反应生成Na2S。

1　下列叙述错误的是（　　）

A．金属钠在自然界中只能以化合物的形式存在

B．钠燃烧时发出黄色火焰

C．钠与煤油混合时可以发生爆炸

D．钠在空气中燃烧可生成过氧化钠

[批注点拨]

[解析]　钠易与H2O和O2反应，所以自然界中不存在钠的单质，都是化合物，A正确；为了隔绝空气，钠通常保存在煤油中，所以钠与煤油不反应，更不会因混合而发生爆炸；钠在空气中不加热生成Na2O，加热时，燃烧生成Na2O2且发出黄色火焰，B、D正确。

[答案]　C

[练1]　下列关于金属钠的叙述错误的是（　　）

A．金属钠可以保存在煤油中

B．钠元素只能以化合态形式存在于自然界中

C．实验室取用金属钠需要3种用品

D．钠元素在自然界中主要以NaCl的形式存在

答案　C

解析　金属钠在空气中会被氧化，由于钠的密度比煤油大，故钠可以保存在煤油中，A正确；金属钠性质活泼，在自然界中无游离态的钠存在，B正确；实验室取用金属钠时，需要用镊子夹取钠，用滤纸吸干煤油或液体石蜡，用小刀切割，用玻璃皿盛放，所以所需的用品至少有4种，C错误；钠元素在自然界中主要以NaCl的形式存在，D正确。

[练2]　等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块与足量氧气在常温下充分反应，则下列说法正确的是（　　）

A．第一块钠失去电子数多

B．两块钠失去电子数一样多

C．第二块钠的反应产物质量较大

D．两块钠的反应产物质量一样大

答案　B

解析　根据电荷守恒，不论燃烧还是缓慢氧化，最终都是

→

，故二者失去的电子数一样多；但燃烧时生成Na2O2，而常温时生成Na2O，故第一块钠反应产物质量大。

方法规律　在氧化还原反应中，当题目要求计算失电子总数，若由于信息不充足使失电子总数难于计算时，可把反应中氧化剂得电子总数计算出来，失电子总数和得电子总数是相等的。

知识点二　钠与H2O的反应

钠与冷水剧烈反应产生NaOH和H2，钠与水溶液接触时，应先与水溶液中的水接触反应（酸溶液除外）生成NaOH和H2，生成的NaOH可能与溶质反应，如：

2　将金属钠投入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体生成，又有白色沉淀产生的是（不考虑反应中热量的变化）（　　）

①MgSO4溶液　②NaCl溶液　③Na2SO4溶液　④饱和Ca（OH）2溶液　⑤CuSO4溶液　⑥饱和NaCl溶液

A．①②④B．②③⑥

C．①④⑥D．④⑤⑥

[批注点拨]

[解析]　将钠投入碱或盐的溶液中先发生反应：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。

①中再发生反应：

Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓；④中由于水减少，则有Ca（OH）2析出；⑤中生成蓝色的Cu（OH）2沉淀，不符合题目要求；⑥中由于水减少，则有NaCl析出。

[答案]　C

[练3]　某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠下面4点性质中的（　　）

①钠的密度比水的小　②钠的熔点较低　③钠与水反应时放出热量　④钠与水反应后溶液呈碱性

A．①④B．①②④

C．①③④D．①②③④

答案　D

解析　钠投入滴有酚酞的水中，钠浮在水面上，说明钠的密度比水小；钠熔成一个闪亮的小球，说明反应放热而且钠的熔点低；溶液变红，说明反应后的溶液呈碱性，故D正确。

[练4]　将一小块钠放入下列溶液中，既能产生气体又能生成蓝色沉淀的是（　　）

A．硝酸铜溶液B．稀硫酸

C．氯化钠溶液D．氯化镁溶液

答案　A

解析　A项，钠与Cu（NO3）2溶液反应生成沉淀Cu（OH）2，为蓝色，正确；B项，钠与稀H2SO4反应无沉淀生成，错误；C项，钠与NaCl溶液中的水反应无沉淀生成，错误；D项，钠与溶液中的水反应生成H2，同时生成Mg（OH）2白色沉淀，错误。

方法规律　金属钠活动性很强，与铁、锌等金属性质有较大差异，常温下，可与水剧烈反应。

当钠与某些盐溶液反应时，应先考虑钠与水反应，然后考虑生成的NaOH与溶质能否反应及反应生成物的状态、颜色等。

本课归纳总结

1.钠与氧气反应：

常温下：

4Na＋O2===2Na2O；加热时：

2Na＋O2

Na2O2。

2．钠与含有酚酞的水反应现象为浮、熔、游、响、红，化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。

3．钠跟盐溶液反应，不能置换出金属单质，而是先与水反应生成NaOH和H2，然后NaOH与盐溶液发生复分解反应。

学习效果检测

1．下列有关钠的叙述中，错误的是（　　）

A．钠可以用来冶炼金属钛、锆、铌等

B．钠的化学性质非常活泼，钠元素只能以化合态存在于自然界

C．钠是一种灰黑色的固体

D．钠的质地软，可用小刀切割

答案　C

解析　钠是银白色具有金属光泽的固体。

2．金属钠在氧气中燃烧，生成物是（　　）

A．氧化钠B．过氧化钠C．氢氧化钠D．碳酸钠

答案　B

解析　金属钠在氧气中燃烧，生成淡黄色的Na2O2。

3．下列有关钠的物理性质的叙述正确的是（　　）

①银白色金属　②质软，可以用小刀切　③熔点低于100℃　④密度比水小　⑤热和电的良导体

A．仅①②④⑤B．仅①②③④

C．仅①③④⑤D．①②③④⑤

答案　D

解析　钠为具有银白色光泽的金属，质软，熔点低，密度比水小，为热和电的良导体。

4．下列关于钠的叙述正确的是（　　）

A．钠是银白色金属，硬度很大

B．钠与水反应，钠作还原剂，水作氧化剂

C．金属钠在空气中燃烧，生成氧化钠

D．金属钠的熔点很高

答案　B

解析　钠的硬度很小，可用刀切割，A错误；钠与水反应，钠失去电子作还原剂，水得到电子作氧化剂，B正确；钠在空气中燃烧生成过氧化钠，C错误；金属钠的熔点很低，D错误。

5．下列说法中错误的是（　　）

A．钠在常温下就容易被氧化

B．钠受热后能够着火燃烧

C．钠在空气中缓慢氧化能自燃

D．钠在氧气中燃烧比在空气中更为剧烈

答案　C

解析　常温下，钠与O2反应在固体表面生成氧化钠，反应迅速，但不能自燃。

6．金属钠着火时，可以用来灭火的物质是（　　）

A．湿布

B．泡沫灭火器（主要成分：

H2O）

C．煤油

D．沙子

答案　D

解析　金属钠着火时用沙子盖灭。

7．如图是有关钠与水反应及产物检验的实验装置。

实验开始时先向管内加入滴有酚酞的水，使水位达到B端管口，然后迅速塞紧橡胶塞并拔掉大头针，此时Na掉入水中。

回答下列问题：

（1）钠与水反应的化学方程式为____________________________。

（2）钠与水反应的现象很多，不同的现象证明不同的性质。

①能证明钠的密度比水小的现象是____________________________。

②能证明钠的熔点低的现象是________________。

③能证明有氢氧化钠生成的现象是______________。

④能证明有气体产生的现象是A端液面________（填“上升”“下降”或“不变”，下同），B端液面________。

答案　

（1）2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑　

（2）①钠浮在水面上　②钠熔化为光亮的小球　③溶液呈红色

④上升　下降

解析　

（1）钠与水反应生成NaOH和H2。

（2）①钠浮在水面上，证明钠的密度比水小。

②钠熔化为光亮的小球，证明钠的熔点低。

③反应后溶液呈红色，证明有氢氧化钠生成。

④B端压强增大，液面下降，A端液面上升，证明有气体生成。

课时作业

A篇·知识对点训练

知识点1　钠与O2的反应

1．取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象中，正确的描述是（　　）

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

A．①②B．①②③C．①④⑤D．④⑤

答案　C

解析　Na熔点较低，加热时先熔化，燃烧时火焰为黄色，燃烧后生成Na2O2，为淡黄色固体。

2．下列实验操作正确的是（　　）

A．向盛水的烧杯中投入小拇指头大小的钠块，观察现象

B．实验后剩余的钠不能放回原瓶

C．将一小块钠放在石棉网上加热，观察现象

D．用手掰开一块金属钠，观察钠的颜色

答案　C

解析　在实验室中，从试剂瓶中取用的试剂用完后剩余的药品一般不能放回原试剂瓶中，但有些特殊的试剂是要及时送回或处理掉的，目的是防止火灾或避免引起其他危害等。

如实验室取用钠时，多余的钠应及时放回原试剂瓶中；钠与手指上的水反应生成NaOH腐蚀手；钠与水反应时，钠块太大易出现危险。

3.

（1）如图1所示装置，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2所示装置测定空气里氧气的含量。

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，观察广口瓶内水面的变化情况。

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________。

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）钠与空气中的氧气在常温下反应生成Na2O，使钠表面变暗，同时烧瓶内压强降低，气球会膨胀。

（2）②a项，若钠的量不足，则氧气消耗不完，造成进水量少于容器内气体体积的

，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。

知识点2　钠与H2O的反应

4．钠与水反应时产生如下现象，其中正确的一组是（　　）

①钠浮在水面上　②钠沉在水底　③钠熔化成小球

④小球迅速游动并逐渐变小，最后消失　⑤发出嘶嘶的响声　⑥滴入酚酞后溶液显红色

A．①②③④⑤B．全部

C．①③④⑤⑥D．①②③④⑥

答案　C

解析　钠的密度比水小，钠浮在水面上，①正确、②错误；钠与水反应放热，钠的熔点低，因此钠熔化成小球，③正确；钠与水反应生成NaOH和氢气，因此小球逐渐变小，发出嘶嘶的响声，滴入酚酞后溶液变红，④⑤⑥正确。

5．钠与水反应的现象和钠的下列性质无关的是（　　）

A．钠的熔点较低B．钠的密度小于水

C．钠的硬度较小D．钠的还原性强

答案　C

解析　因钠与水反应放热，钠的熔点低，所以能观察到钠熔化成光亮的小球；钠的密度比水小，所以钠浮在水面上；硬度大小与所产生的反应现象无关；因钠的还原性强，所以与水反应剧烈。

6．将一小块金属钠投入CuSO4溶液中，不可能观察到的现象是（　　）

A．溶液中有蓝色沉淀生成

B．有气体生成

C．有红色物质析出

D．钠熔成小球浮游在液面上

答案　C

解析　钠投入CuSO4溶液中首先与水反应：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，此时钠熔化成闪亮的小球浮游在液面上，有气体生成，生成的NaOH与CuSO4发生复分解反应，产生蓝色絮状沉淀。

A、B、D三项所指的现象均能观察到。

7．下列实验操作中，溶液里无固体析出的是（　　）

A．MgCl2溶液中加入Na的小颗粒

B．Ca（OH）2饱和溶液中加入Na的小颗粒

C．CuSO4稀溶液中加入Na的小颗粒

D．水中加入Na的小颗粒

答案　D

解析　A项，MgCl2＋2NaOH===Mg（OH）2↓＋2NaCl；B项，Ca（OH）2微溶于水，Na跟H2O反应消耗了H2O，同时增大了溶液中OH－的浓度，使得饱和Ca（OH）2溶液中析出Ca（OH）2；C项，CuSO4＋2NaOH===Cu（OH）2↓＋Na2SO4；D项，钠与水反应放出氢气，反应现象只有气体放出。

8．如图所示，在小烧杯中加入水和煤油各20mL，然后将一小粒金属钠放入烧杯中，观察到的现象可能为（　　）

A．钠在水层中反应并四处游动

B．钠停留在煤油层中不发生反应

C．钠在煤油的液面上反应并四处游动

D．钠在水与煤油的界面处反应并上下跳动

答案　D

解析　钠的密度大于煤油而小于水，钠不能和煤油反应，因此将钠投入后，钠会位于水与煤油的界面处，与水接触后反应产生的气体推动钠上浮离开水，反应停止，然后在重力的作用下，钠再次沉到水面上发生反应，循环往复，直到钠完全反应。

9．用如图所示的方法研究金属钠与水反应的性质，其中A是用带孔的铝箔包着的小钠块。

（1）用小刀切下一小块钠，能用小刀切割，说明金属钠的性质是________；对切下的钠块要用滤纸吸（或擦）一下，这样做的目的是____________________。

（2）包裹钠块的铝箔上要预先穿上足够多的小孔，若小孔数量较少，可能出现的不良后果是__________。

假如在实验刚开始时就将镊子松开并拿出水面，会出现的现象是________________________，原因是_____________________。

（3）根据预测，钠与水反应的方程式是__________________________；可用一种酸碱指示剂证明该反应生成了氢氧化钠，这种指示剂是__________；要证明生成的气体是氢气，实验方法是______________________________________。

答案　

（1）硬度小　除去钠表面的煤油

（2）发生爆炸　钠块浮到水面上并四处游动　钠的密度比水小，与水反应剧烈，生成H2

（3）2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑　酚酞溶液　用试管收集气体后，将试管口向下靠近酒精灯火焰（或其他合理答案）

解析　金属钠硬度小，可以用刀切割；密度小于水，在水中会上浮；钠的化学性质活泼，易与O2、H2O反应，并放出大量热。

检验酸、碱要用酸碱指示剂，但检验碱时最好用酚酞溶液，这样现象更明显。

检验氢气的传统方法是利用氢气的易燃性，需注意的是氢气密度小。

B篇·综合提升训练

10．将金属钠投入到下列物质的溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是（　　）

A．HClB．K2SO4

C．CuCl2D．NaOH

答案　C

解析　Na投入A溶液中与HCl反应生成NaCl和H2，溶液质量增加；Na投入B、D两溶液中只与水反应产生H2和NaOH，溶液质量增加；Na投入CuCl2溶液中，Na先与水反应生成NaOH和H2，NaOH再与CuCl2反应生成Cu（OH）2沉淀，总反应方程式为2Na＋2H2O＋CuCl2===Cu（OH）2↓＋2NaCl＋H2↑，若进入溶液的是46gNa，脱离溶液的是98gCu（OH）2和2gH2，故溶液质量减轻。

11．2.3g钠在干燥的空气中与氧气反应，可得3.5g固体，据此可判断其产物为（　　）

A．只有Na2O2B．只有Na2O

C．Na2O和Na2O2D．无法确定

答案　C

解析　Na与O2反应可生成Na2O或Na2O2，此题用“极限法”。

若2.3g钠全部反应生成Na2O，由反应4Na＋O2===2Na2O可知，生成Na2O的质量为3.1g；若2.3g钠全部反应生成Na2O2，由反应2Na＋O2

Na2O2可知，生成Na2O2的质量为3.9g；故其产物应为Na2O和Na2O2的混合物。

12．将4.6g金属Na投入到100g不同浓度的下列盐酸中：

（1）0.365%；

（2）3.65%；（3）36.5%。

则放出H2的量（　　）

A．（3）最少B．（3）最多

C．一样多D．无法确定

答案　C

解析　

（1）中m（HCl）＝0.365%×100g＝0.365g，

（2）中m（HCl）＝3.65%×100g＝3.65g，（3）中m（HCl）＝36.5g。

由2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑

　46g　73g

　4.6g　7.3g

可知，虽然

（1）、

（2）中HCl不足，但过量的Na会与水反应2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，故Na在溶液中全部反应，转移电子数相同，生成的H2的量也相同。

13．某实验小组对Na与水反应产生的H2进行探究，为点燃反应生成的H2，他们设计了如图所示的装置。

请回答下列问题：

（1）写出Na与H2O反应的化学方程式：

________________________。

（2）实验小组在点燃利用①装置制得的H2时，实验失败了。

他们认为失败的原因是Na的用量太少，Na与H2O的反应速率太快。

于是他们准备增加钠的用量，可老师说太危险，你认为产生危险的原因是______________________________。

（3）已知钠、煤油、水的密度分别为0.97g·cm－3、0.80g·cm－3、1.00g·cm－3。

在②装置中H2的生成速率减慢，原因是____________________________。

答案　

（1）2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑　

（2）钠与水反应放出大量的热，使试管内H2与O2的混合气体受热而爆炸　（3）钠的密度比水小，比煤油大，在煤油与水的交界处，Na与H2O反应产生的H2使钠上浮，脱离水面，反应停止；当钠表面的H2逸出，钠又回落，与水反应，如此反复，减慢了Na与H2O的反应速率

解析　

（2）Na与H2O反应的产物是NaOH和H2，反应速率很快，并放出大量的热，若Na的用量多，使试管内H2与O2的混合气体受热而发生爆炸。

（3）由于ρ（煤油）<ρ（钠）<ρ（水），故钠块放入后在煤油和水的界面处。

钠与水反应有氢气生成，氢气推动钠块上浮，当氢气逸出后，钠块又下沉到煤油与水的界面处与H2O发生反应，重复发生上述现象，减慢了Na与H2O反应生成氢气的速率。

14．在课堂上，老师演示了金属钠与CuSO4溶液的反应，同学们观察到该反应中生成了蓝色的Cu（OH）2沉淀而没有发现铜单质生成。

但某同学想：

会不会因生成的铜较少被蓝色沉淀所覆盖而没有被发现呢？

于是他想课后到实验室继续探究，希望进一步用实验来验证自己的猜测是否正确。

假如该同学是你，请你写一张实验准备单交给老师，请求老师提供必需的用品。

（1）实验探究目的：

_____________________________________。

（2）探究所依据的化学原理：

______________________。

（3）实验必需仪器：

小刀、玻璃片、滤纸、漏斗、玻璃棒、铁架台、________和________；实验药品：

金属钠、________和________。

该同学在探究实验中意外地发现生成的蓝色沉淀中混有少量的黑色难溶物，而所使用的药品均没有问题，你认为该黑色难溶物是________，生成该黑色难溶物的原因是__________________________________。

答案　

（1）确定钠与CuSO4溶液反应是否有铜生成

（2）氢氧化铜可溶于盐酸而铜不溶[Cu（OH）2＋2HCl===CuCl2＋2H2O]

（3）镊子　烧杯　CuSO4溶液　盐酸　CuO　钠与水反应放出的热使生成的Cu（OH）2部分分解[Cu（OH）2

CuO＋H2O]

解析　欲探究钠与CuSO4溶液反应是否置换出铜，应从Cu与Cu（OH）2的不同性质入手探究。

最简单的实验是将沉淀分离出来后用盐酸溶解，依此方案可确定所需的仪器和药品。

至于黑色难溶物，只可能是CuO，其解释便是Cu（OH）2分解。

实际上，在实验中散热不快，很容易出现此现象。