高中化学苏教版 (2019)必修 第一册第二单元 金属钠及钠的化合物学案及答案

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第二单元 金属钠及钠的化合物
第1课时 钠的性质与制备
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课程标准
课标解读
1．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解钠的主要性质。
2．了解钠在生产、生活中的应用。
1．能列举、描述、辨识金属钠的重要物理性质和化学性质及实验现象。能用化学方程式表示金属钠的主要化学性质。（宏观辨识与微观探析）
2．能根据实验现象归纳金属钠及其反应的类型，能运用微观结构图式描述金属钠及其变化过程。（宏观辨识与微观探析）
3．能从原子、分子水平分析金属钠及其反应的微观特征。（宏观辨识与微观探析）
4．能根据金属钠的微观结构，描述或预测金属钠的性质和在一定条件下可能发生的化学变化，能评估某种解释或预测的合理性。（宏观辨识与微观探析）

知识点01 钠的结构与性质
1．钠的原子结构及存在
(1)钠的原子结构
钠原子易_______最外层的一个电子，形成具有稳定电子层结构的_______。

(2)钠的存在
钠元素在自然界中以_______态存在，如_______、_______、_______等。
2．实验探究钠的性质
(1)钠与氧气的反应

钠放置在空气中
在空气中加热钠
实验现象
新切开的钠具有_______色的金属光泽，在空气中很快_______
钠先_____________________，然后______________，火焰呈_______色，生成_______色固体
化学方程式


(2)钠与水的反应
①操作：向盛有水(滴有酚酞)的小烧杯中投入一小块金属钠。
②实验记录
实验现象
结论或解释
钠_______在水面上
钠的密度比水_______
钠_______成小球
钠熔点_______，反应放热
小球在水面上______________
反应产生的_______推动小球运动
与水反应发出“嘶嘶”声，逐渐变小，最后消失
钠与水_______反应，产生气体
反应后溶液的颜色逐渐变_______
有_______物质(___________)生成
化学方程式：___________________________________
③实验结论
钠与水_______反应，生成____________________________。
3．钠的性质
(1)钠的物理性质
_______色，有金属光泽的固体，质地柔软，熔点低(_______100 ℃)，密度比水的_______，但比煤油的_______。
(2)钠的化学性质
钠是活泼的_______，能与非金属、水、酸反应，在反应中均失去一个电子表现强_______性。
4．钠的制备和用途
(1)制备
工业上______________可以得到金属钠，化学方程式为：____________________________。
(2)用途
①钠和钾的合金常温下呈_______态，可用作快中子反应堆的______________。
②高压钠灯发出的_______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：____________________________。
【即学即练1】关于钠的叙述中，正确的是(　　)
A．钠是银白色金属，硬度很大
B．将金属钠放在坩埚里用酒精灯加热，金属钠剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色固体氧化钠
C．金属钠在空气中燃烧，生成过氧化钠
D．金属钠的熔点很高


知识点02 氧化钠和过氧化钠
1．氧化钠的性质
(1)氧化钠是一种_______色的_______氧化物，能与水、酸、酸性氧化物等发生反应。
(2)写出下列反应的化学方程式：
①氧化钠与水反应：___________________________________；
②氧化钠溶于盐酸：___________________________________；
③氧化钠与CO2反应：___________________________________。
2．过氧化钠的性质
(1)过氧化钠与水反应的化学方程式是___________________________________。
氧化剂是______________，还原剂是______________。
(2)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是____________________________，可用于呼吸面具或潜水艇中作为_______的来源。
3．氧化钠与过氧化钠的比较
名称
氧化钠
过氧化钠
化学式
_______
_______
氧的价态
_______
_______
颜色状态
_______固体
_______固体
化学性质
相同点
都能与水反应生成______________，都能与CO2反应生成______________
不同点
过氧化钠与水、二氧化碳反应有氧气产生，具有强氧化性，而Na2O不具有强氧化性
【即学即练2】如果金属钠着火，可以采取的灭火方法是（ ）
A．水 B．干粉灭火器 C．泡沫灭火器 D．沙子
【即学即练3】写出Na2O2分别与水和CO2反应的方程式，并分析电子转移方向和数目。指出该反应的氧化剂和还原剂。




能力拓展

考法01 金属钠的性质
1．钠与O2的反应
(1)常温下，钠容易与氧气发生反应，这说明钠比铁、铝、镁等金属活泼得多，4Na＋O2===2Na2O。
(2)钠受热后，可以与氧气剧烈反应，产生黄色火焰，生成一种淡黄色固体——过氧化钠，2Na＋O2Na2O2。
2．钠与水(滴有酚酞)反应
实验证明，钠与水反应生成了NaOH和H2，钠与水反应的实质是钠与水电离出的氢离子反应。
(1)反应实质：水是一种非常弱的电解质，水可以微弱地电离出H＋，钠与水反应的实质是Na与H+的反应。
(2)反应类型：置换反应。
(3)化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。
3．钠和盐溶液的反应
(1)钠与盐溶液反应仍是Na与H2O的反应。因盐中金属离子被水分子包围，使Na不能与之接触。Na与H2O反应生成NaOH，若与盐能生成难溶碱，则盐也会参与反应。
如将Na加入CuSO4溶液中，反应的第一步为：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
第二步为：2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4
合并为：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑
因此钠不能从盐溶液中置换出金属。
(2)若盐为熔融状态，钠可以置换出较不活泼的金属，如4Na＋TiCl44NaCl＋Ti。
【典例1】金属钠分别与下列溶液反应时，既有气体放出又有白色沉淀生成的是(　　)
A．盐酸 B．氯化钠 C．氯化铜 D．氯化镁

考法02 Na2O与Na2O2的比较
1．Na2O和Na2O2性质的比较
物质
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
氧的化合价
－2价
－1价
n(Na＋)∶n(阴离子)
2∶1
2∶1
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(不属碱性氧化物)
生成
4Na＋O2===2Na2O
2Na＋O2Na2O2
与氧气反应
2Na2O＋O22Na2O2
不反应，稳定性强
与水反应
Na2O＋H2O===2NaOH
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
与CO2反应
Na2O＋CO2===Na2CO3
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
与稀盐酸反应
Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O
2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋O2↑＋2H2O
漂白性
无
有
用途
制NaOH
漂白剂、消毒剂、供氧剂、强氧化剂
2．Na2O2与CO2和H2O反应探究
(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，通过足量的Na2O2时，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O2的体积。
(2)固体质量关系：
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看作发生相应的反应：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)。
(3)先后顺序关系：
一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应，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发生反应。
(4)电子转移关系：

两反应都是Na2O2自身发生氧化还原反应，每有1 mol O2生成时，转移的电子均为2 mol。关系式为：2Na2O2～O2～2e－。
【典例2】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是强氧化剂，具有漂白性，能够用来漂白食品
D．Na2O2与水反应时，1 mol Na2O2在反应中转移1 mol电子

分层提分


题组A 基础过关练
1．钠在自然界中最主要的存在形式是（ ）
A．游离态 　　B．氯化钠 　　C．硫酸钠 　　D．硝酸钠
2．下列关于金属钠的说法中，错误的是（ ）
A．钠只有在加热条件下才能与氯气反应
B．钠与氧气反应的产物与条件有关
C．钠在反应中易失去电子，表现出还原性
D．钠应保存在煤油中
3．为维持人体内电解质平衡，人在大量出汗后应及时补充的离子是（　 　）
A．Na+ B．Ca2+ C．Mg2+ D．Fe3+
4．下列有关钠的存在、保存及取用方法的描述正确的是(　　)
A．钠在自然界中主要以化合态形式存在，少量以游离态形式存在
B．钠需要密封保存在四氯化碳中
C．实验室中可直接用药匙取用钠
D．实验室中取用后剩余的钠要放回原试剂瓶中
5．将一小块钠投入到盛有氯化镁溶液的试管里，不可能观察到的现象是(　　)
A．钠熔成小球并在液面上游动
B．有气体生成
C．溶液底部有银白色物质生成
D．溶液变浑浊
6．实验室中，用镊子从煤油中取出一小块金属钠，然后用滤纸吸干表面的煤油，再用小刀切开观察。在这一实验过程中不能得出的钠的物理性质是(　　)
A．钠在常温下是固体 B．钠的熔点很低
C．钠具有银白色的金属光泽 D．金属钠很软
7．下面是比较氧化钠和过氧化钠性质异同点的有关叙述，其中错误的是(　　)
A．氧化钠和过氧化钠长期置于空气中最终所得固体产物相同
B．氧化钠和过氧化钠都能与二氧化碳或水发生化合反应
C．氧化钠和过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
8．用流程图示的方法可以清楚反映物质之间的转化关系。如Na→乙→NaOH→NaCl，则在常温下，上述转化关系内的物质乙是(　　)
A．Na2O2 B．Na2O C．NaCl D．Na2CO3
9．向分别盛有100 mL水、100 mL盐酸、100 mL硫酸铜溶液的X、Y、Z三个烧杯中分别投入1.15 g Na，Na完全反应，下列说法正确的是(　　)
A．三个烧杯中一定均会发生的反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
B．三个烧杯中的反应，相比而言，X中的反应最剧烈
C．Z烧杯中一定会有Cu(OH)2沉淀生成
D．三个烧杯中生成的气体的质量不相同
10．填空：
在空气中切开一块金属钠，可看到断面呈 色，具有 ，但断面很快变 ，主要是由于生成一薄层 ，若把钠放在石棉网上加热可观察到 ，反应的化学方程式为 ，其中还原剂为 。若把1.15g钠放在足量的氯气中燃烧，生成氯化钠的质量是 g，反应方程式是 。
11．某研究性学习小组拟用如图所示装置进行实验，以证明Na2O2与H2O反应：
a．生成氧气　 b．反应放热

(1)用以验证结论a的实验方法是______________________________。
(2)用以验证结论b的实验方法是_______________________________________________。

题组B 能力提升练
1．关于氧化钠和过氧化钠的叙述正确的是(　　)
A．氧化钠比过氧化钠稳定
B．都能与二氧化碳、水反应产生氧气
C．所含氧元素的化合价都为－2价
D．阴、阳离子的个数比都为1∶2
2．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是强氧化剂，具有漂白性，能够用来漂白食品
D．Na2O2与水反应时，1 mol Na2O2在反应中转移1 mol电子
3．钾(K)与Na在化学性质上具有很大的相似性，但K比Na的活泼性强，下面是根据Na的性质对K的性质的预测，其中正确的是（ ）
A．因为K的活泼性强，所以钾不能保存在煤油中
B．K可以被空气中的氧气所氧化，且产物是K2O
C．K与水能够反应，但不如Na与水的反应剧烈，但产物都有氢气
D．K可以与水剧烈反应，生成氢气
4．某化学研究性学习小组设计了如图所示的实验装置，目的是做钠与水反应的实验并验证：①钠的物理性质；②钠和水反应的产物。请回答下列问题：
(1)实验开始时，欲使钠与水接触反应，应如何操作？
____________________________________________________。
(2)反应开始后，试管中能观察到的实验现象是________(填字母)。
A．钠在水层中反应，熔成小球并四处游动
B．钠在两液体界面处反应，熔成小球并可能作上下跳动
C．钠在煤油层中反应，熔成小球并四处游动
D．钠不断地变小至消失
E．钠停留在煤油层中不反应
F．煤油中有气泡产生
(3)通过上述现象，能够验证钠的哪些物理性质：______________________________________。

题组C 培优拔尖练
1．将少量金属钠分别投入下列溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是(　　)
A．稀盐酸 B．氢氧化钠溶液 C．硫酸钾溶液 D．硫酸铜溶液
2．某同学探究金属Na与CO2的反应，实验如下：

实验Ⅰ
实验Ⅱ
操作
将点燃的金属钠伸到盛有CO2的集气瓶中
将实验Ⅰ的集气瓶用水冲洗，过滤。取黑色滤渣灼烧；取滤液分别滴加酚酞和氯化钡溶液
现象
①火焰呈黄色
②底部有黑色固体，瓶壁上附有白色固体
①黑色滤渣可燃
②滤液能使酚酞溶液变红，滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成
下列说法不正确的是(　　)
A．生成的黑色固体中含有C
B．白色固体是Na2O
C．实验说明CO2具有氧化性
D．金属Na着火不能用CO2灭火
3．把2.3g钠放入水中，要使每100个水分子中含有1个Na+离子，所需水的质量是（ ）
A．184g B．181.8g C．180g D．183.6g
4．已知用金属钠制备氧化钠，可有多种方法：
①4Na＋O2=2Na2O
②4Na＋CO2=2Na2O＋C
③2NaNO2(亚硝酸钠)＋6Na=Na2O＋N2↑
（1）上述三种方法最好的是________，原因是________________________________________。
（2）上述反应③中NaNO2作________剂，当有1 mol NaNO2反应时，电子转移的数目是________。
5．为了探究过氧化钠的强氧化性，某小组设计了如图所示的实验装置。

实验步骤及现象如下：
①检查装置气密性后，装入药品并连接仪器。
②缓慢通入一定量的N2后，将装置D连接好(导管末端未伸入集气瓶中)，再向圆底烧瓶中缓慢加浓盐酸，A中剧烈反应，有黄绿色气体产生。
③待产生连续气泡后，将装置D中的导管末端伸入集气瓶中，收集到无色气体。
④反应一段时间后，关闭分液漏斗的活塞，再通一段时间N2，直至装置中气体变为无色。
回答下列问题：
(1)装置D中收集的无色气体能使带火星的木条复燃，据此推断该气体是________，解释产生该气体的原因是(用化学方程式表示)_______________________________________________。
(2)装置B中湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。甲同学根据A中气体的颜色推测试纸变蓝时发生的反应可能是(写化学方程式)________ _____________________________________。乙同学认为使试纸变蓝的原因也可能是____________________________________________。
(3)资料显示，Na2O2与干燥的HCl能发生化学反应生成Cl2，该反应的化学方程式为
________________________________。