高中化学必修一 专题2.1.1 钠及其氧化物

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第二章 海水中的重要元素----钠和氯 第一节 钠及其化合物 第1课时 钠及其氧化物 浩瀚的大海美丽而富饶。海洋是一个巨大的化学资源宝库，含有80多种元素，钠和氯既是其中含量较高的元素，也是典型的金属元素和典型的非金属元素。钠元素在自然界中都以化合物的形式存在，除NaCl外，常见的还有Na2CO3、Na2SO4等。钠的单质可以通过化学反应制得。那么，钠和钠的化合物都有哪些性质呢?【任务一】微观探析，原理探究 【思考】初中的时候，我们已经知道了钠原子的结构。请画出其原子结构示意图。并结合已有知识，预测钠的性质，设计实验证明。 预测：从钠的原子结构来看，它的原子的最外电子层上只有1个电子，在化学反应中该电子很容易失去。因此，钠应该具有很强的还原性。可以和氧气等氧化剂反应。此外，结合金属活动顺序表，猜测钠可以和酸反应。 【实验2-1】用镊子取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油后，观察钠的光泽和颜色，用刀切去一端的外皮，再观察钠的光泽和颜色，并注意新切开的钠的表面所发生的变化。现象:取出的金属钠表面有- -灰黄色层，切开后的切口处露出银白色光泽;切口在空气中迅速变暗。 常温下：4Na+O2=2Na2O 银白色→变暗(灰白)【任务二】宏观辨识，实验探究 【讨论】根据上述现象，解析钠保存在煤油中的原因。 钠在常温下能与氧气反应。因此，在实验室中，要把钠保存在石蜡油或煤油中,以隔绝空气。【思考】钠与氧气常温下生成氧化钠，在加热条件下是否也是生成氧化钠呢？ 【实验2-2】将一个干燥的坩埚加热，同时切取一块绿豆大的钠，迅速投到热坩埚中。继续加热坩埚片刻，待钠熔化后立即撤掉酒精灯，观察现象。现象：熔成小球，剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体【拓展】钠除了能和氧气反应之外，也可以和氯气等单质反应。此外，钠也可以和酸反应。（观看钠与盐酸反应的视频） 写出钠和盐酸反应的离子方程式，用双线桥表示电子转移的方向和数目，指出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。【思考】钠的还原性很强，能还原HCl中的H元素，它能够还原H2O中的H元素吗？如果能，请预测钠与水反应的生成物。 【探究实验】在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一块绿豆大的钠放入水中。 实验现象 分析及结论 钠浮在水面上 钠的密度比水小熔成光亮小球且周围有水雾产生反应放热，且钠的熔点低从钠在水中的位置、钠的形状的变化、溶液颜色的变化等方面观察和描述实验现象。分析实验现象，你能得出哪些结论? 四处游动有气体生成，推动小球迅速游动嘶嘶作响，钠球逐渐变小，最后完全消失。有时可能有火花，或伴有爆鸣声.....有气体生成，反应剧烈溶液由无色变成红色生成碱性物质记忆小技巧：“芙蓉又想红”【结论】钠的性质非常活泼，能与水发生剧烈反应;反应时放出热量;反应后得到的溶液显碱性。 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑【思考】钠保存在煤油或石蜡油中还有其他目的吗？当火灾现场存放有大量活泼金属时，能用水灭火吗？ 钠保存在煤油或石蜡油中除了隔绝氧气外，还可隔绝空气中的水分。火灾现场存放有大量活泼金属时，不能用水灭火，应该用干燥的沙土。【评价一】 写出钠和水反应的离子方程式，用双线桥表示电子转移的方向和数目，指出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。【思考】钠投入稀盐酸中，反应历程是怎样的？理由是？ 钠先和酸反应，再和水反应。因为反应实际是钠与氢离子反应，酸电离出的氢离子浓度更大。 【评价二】 Na投入CuSO4溶液中，现象为浮、熔、游、响、蓝色沉淀。请写出化学方程式。 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑CuSO4+2NaOH=Na2SO4+Cu(OH)2↓钠与盐溶液反应时，先与水反应，不能置换盐中的金属。 1.下列关于金属Na的叙述正确的是 A. 做“钠与水的反应”实验时，切取绿豆大小的金属钠，用滤纸吸干其表面的煤油，放入烧杯中，滴入两滴酚酞溶液，再加入少量水，然后观察并记录实验现象 B. 钠与滴有酚酞的冷水反应的现象简述为浮、熔、游、响、红，离子方程式为： Na + 2H2O＝Na++2OH— +H2↑ C. 将钠投入到饱和NaCl溶液中，有氢气放出，还有白色晶体析出 D. 取用金属钠时，剩余的钠不能放回原瓶【评价三】 【小结】 金属的化学通性【任务三】分类对比，证据推理 【思考与讨论】(1)根据前面做过的实验，描述氧化钠和过氧化钠的颜色、状态。(2)从物质分类的角度来看，氧化钠和过氧化钠都属于氧化物。故氧化钠与氧化钙性质类似。请写出氧化钠与H2O、 CO2 、盐酸发生反应的化学方程式。Na2O+H2O=2NaOH Na2O+CO2 =Na2CO3 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O碱性氧化物：与酸反应生成一种盐和水的氧化物。 特征：都是金属氧化物。如：CaO、Na2O 等。 【新概念】 【学习方法】根据金属通性和碱性氧化物的通性可知，遇到新物质时能自觉地将其与头脑中已有的分类体系相联系，将新物质并入已有的认知体系中，可预测其性质。【思考】 Na2O2是否同Na2O一样也能与水、CO2、盐酸反应？产物是否相同？【实验2-3】将1~2 mL水滴入盛有1~2 g过氧化钠固体的试管中立即把带火星的木条伸入试管中，检验生成的气体。用手轻轻触摸试管外壁，有什么感觉?用pH试纸检验溶液的酸碱性。现象:滴入水后有大量气泡产生，生成的气体使带火星的木条复燃（说明有O2生成）;试管外壁发热; pH试纸变蓝（说明有碱生成）。结论：2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH +O2↑【推理】 类比Na2O2与水的反应，写出其与CO2、盐酸的反应方程式。2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2【思考】 Na2O2是不是碱性氧化物？ 不是，Na2O2是过氧化物。【讨论】如何理解Na2O、Na2O2性质上的差异？在Na2O2中,氧是-1价介于氧的两种较稳定化合价0和-2之间,因此Na2O2既可以在一定条件下获得电子表现氧化性又可以在一定条件下表现还原性,还可以在一定条件下发生自身氧化还原反应,但主要以氧化性为主。 【评价四】根据过氧化钠的性质，猜测其用途。过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。（性质决定用途） 【评价五】1.氧气还有哪些制备方法？用过氧化钠制备氧气有什么优点？2.课后查阅文献，了解过氧化钠的更多用途。 【学习方法】物质性质的探究方法：1）从物质分类的角度思考物质的通性；2）注意物质的特性；3）从结构推测性质，性质推测保存和用途；4）运用实验证实推理。 1.下列对于过氧化钠的叙述正确的是（ ） A. 过氧化钠能与水反应，所以过氧化钠可以作为很多气体的干燥剂 B. 过氧化钠与水反应时，过氧化钠是氧化剂，水是还原剂。 C. 过氧化钠与二氧化碳反应时，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂。 D. 7.8g Na2O2与足量水反应，生成氧气3.2g【评价六】 C2.在潜水艇和消防员的呼吸面具中, Na2O2所发生反应的化学方程式为_________________________。从氧化剂和还原剂的角度分析，在这个反应中Na2O2的作用是_________________________。某潜水艇_上有50人，如果每人每分钟消耗的O2在标准状况下体积为0.80 L(标准状况下O2的密度为1.429g/L)，假设所需要的O2全部由Na2O2来提供，则该潜水艇一天所需要的Na2O2的质量是____________kg。2Na2O+2CO2= =2Na2CO3+O2、 2Na2O+2H2O= =4NaOH+O2↑既做氧化剂，又做还原剂 401.3