人教版 (2019)高中化学 必修 第一册 第二章《专题1 钠及钠的氧化物拓展》课件

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第一节 钠及其化合物 专题：钠及钠的氧化物拓展第二章 海水中的重要元素—钠和氯 1.通过金属钠与酸及盐的反应深入探究，进一步理解活泼金属与水及酸、盐的水溶液反应实质，并形成规律性的认识，培养科学探究与创新意识的化学核心素养。 2.通过Na2O、Na2O2与酸和CO2的反应的对比实验探究、原理分析，进一步掌握钠的两种氧化物重要性质，利用定性与定量相结合的方法，能分析、判断相关物质的化学反应原理，掌握简单计算方法，拓宽知识视野，培养高阶思维能力。钠的其它重要化学性质活动一、探究钠与盐溶液的反应任务一、实验探究：取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油后，用小刀切成绿豆大小，用镊子夹取放入盛有少量CuSO4溶液的烧杯中，待反应完全后再滴加几滴酚酞试剂，观察现象。钠与硫酸铜溶液反应①钠浮于液面；②钠在液面上四处游动；③熔化成小球；④发出“嘶嘶”的响声；⑤有气体放出； ⑥产生蓝色絮状沉淀；⑦滴加酚酞溶液变红。?钠先与水反应生成的氢氧化钠再与硫酸铜反应，生成氢氧化铜蓝色沉淀；反应的化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。总反应方程式：2Na＋2H2O＋CuSO4==Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋ H2↑，离子方程式：2Na＋2H2O＋Cu2＋==Cu(OH)2↓＋2Na＋＋ H2↑。钠与硫酸铜溶液反应任务二、问题探究：若将CuSO4溶液换成NaCl溶液，现象会一样吗？由此说明金属钠（活泼金属）与盐溶液反应有何规律？①现象不一样。钠与NaCl（或氢氧化钠）溶液反应的现象与钠与水反应的现象完全相同。②活泼金属（K、Ca、Na)与盐溶液反应，本质上是先与水反应生成强碱（如NaOH），而不是与盐先发生置换反应。然后强碱再与盐发生复分解反应(若碱不与盐反应，则只有金属与水的反应；若为饱和盐溶液时，因水的消耗还会有固体盐析出)。③中等活泼金属（难或不与水反应）与盐溶液反应时，按照由强制弱的规律发生置换反应，如金属铁与硫酸铜溶液的反应：Fe+CuSO4==Cu+FeSO4。④用同种金属置换不同的盐溶液，盐中金属排在金属活动性顺序表中较后的金属首先被置换出来。用不同的金属置换同种盐溶液，排在金属活动性顺序表中较前的金属首先发生置换反应。⑤钠与熔融状态的盐反应，钠可以置换出较不活泼的金属，如：Na＋KCl K↑＋NaCl(制取金属钾，因为钾的沸点比钠的沸点低，使钾成为蒸汽而逸出)、4Na＋TiCl4(熔融)===4NaCl＋Ti（制金属钛)等。【典例1】将适量金属钠投入下列溶液中，有气体放出，但无沉淀生成的是(　　) A．盐酸 B．饱和氢氧化钠溶液 C．FeCl3溶液 D．CuSO4溶液 【解析】钠与水溶液反应均放出氢气。A项，发生反应为2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，有气体放出，但无沉淀生成；B项，NaOH溶液是饱和溶液，投入钠后，消耗水，析出氢氧化钠晶体；C项，钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与FeCl3反应产生氢氧化铁沉淀；D项，钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与CuSO4反应产生氢氧化铜沉淀。A2．如图所示，在蒸发皿中放一小块钠，加热至熔化时，用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。据此判断下列说法中不正确的是(　　) A．上述反应是置换反应 B．上述反应放出热量 C．上述反应中CuSO4表现了还原性 D．加热且无水条件下，Na可以与CuSO4反应并生成Cu 【解析】 由题干条件知，钠与无水CuSO4接触产生火花说明反应放热；有红色物质生成说明有铜产生，由此可分析知熔融的钠与无水CuSO4发生了置换反应，钠表现了还原性。C活动二、探究钠与酸反应的本质任务一、结合物质的氧化性和还原性，从氧化还原反应的角度分析，金属钠与水和酸反应的本质有何异同？钠①金属钠只能失电子具有还原性，H2O中的氢元素或电离出的H+均为+1价，为氢元素的最高价态，H2O或H+均具有氧化性。 ②金属钠与水反应的实质是金属钠失电子，水电离出的H+得到电子，生成H2。 ①水是极弱电解质，弱酸是弱电解质，强酸是强电解质，酸电离出的氢离子浓度远远大于水电离出的氢离子浓度。 ②钠与酸反应时一定是先与酸电离出的H+即酸反应，钠过量时，才与水反应。如钠与硫酸反应的化学方程式为：2Na+H2SO4==Na2SO4+H2↑。任务二、问题探究：比较金属Ca和Fe分别与盐酸反应是，有何不同？由此说明金属与酸溶液反应有何规律？①金属Ca直接与盐酸反应，Ca+2HCl=CaCl2+H2↑，若Ca过量，盐酸反应完后Ca还与水反应：Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑。金属Fe只与盐酸反应：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，不与水反应。②金属与酸反应时，既与金属的活泼性有关，也与量有关，活泼金属（K、Ca、Na)先与酸反应，若金属过量，再与水反应，中等活泼金属（氢以前）只与酸反应，不与水反应。【典例2】按如图所示进行相应实验，下列有关它们反应现象的分析 错误的是（ ） A．均有可燃性气体生成 B．反应剧烈程度：乙＞甲 C．丙中钠能置换出单质铜 D．乙、丙中钠在液面上反应，并四处游动C【解析】由分析可知，甲乙丙中均有可燃性气体氢气生成，A正确；钠与水或与酸反应的实质是钠与氢离子发生置换反应，反应快慢取决于氢离子浓度大小，乙中的酸的浓度最大，故反应剧烈程度：乙＞甲，B正确；钠与硫酸铜溶液反应为：2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4 +H2↑，并不会置换出铜单质，C错误；钠的密度小于水，所以浮在液面上，反应产生氢气，故四处游动，D正确。【典例1】金属钠分别与下列溶液反应时，既有气体又有沉淀产生的是 (　　) A．BaCl2溶液　　 B．K2SO4溶液 C．FeCl3溶液 D．稀盐酸 【解析】钠与盐溶液中的水反应生成NaOH和H2，故每种溶液中均有气体产生。A、B、D中均无沉淀生成，C中FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀。C过氧化钠的重要性质及应用活动一、探究过氧化钠的氧化性任务一、讨论交流：如何从化合价的角度认识Na2O2具有强氧化性？列举你所知道的能被Na2O2氧化的微粒及氧化产物。①因Na2O2中的氧元素为-1价，是氧元素的较低价态，故Na2O2有强氧化性，能氧化一些常见的还原剂。如SO2（氧化产物SO42－)，下同。方程式：Na2O2＋SO2==Na2SO4,与CO2不同。）、Fe2＋（Fe3＋）、SO32-（SO42－)）、HSO3-（SO42－）、H2S（S）、S2－（S）、I－（I2）等。②利用Na2O2的强氧化性，可以使品红溶液褪色，也可使酚酞溶液先变红（生成NaOH)，后褪色（强氧化性漂白）。③同时-1价的O也有还原性，如遇到强氧化剂KMnO4也可以被氧化成O2。任务二、观看视频，结合Na2O2的强氧化性，分析H2O2为何具有漂白性？思考在教材P37页【实验2-3】中，能否将“用PH试纸检验溶液的酸碱性”，改用“滴加2滴酚酞试剂检验溶液的酸碱性”？①Na2O2和H2O2中的氧元素均为-1价，因此H2O2也具有强氧化性，由于自身无色，所以可以氧化某些有色物质而起到漂白作用，从而具有漂白性。②若改用“滴加2滴酚酞溶液检验溶液的酸碱性”，现象是溶液先变红，后褪色。③反应后溶液中已无固体物质存在，所以，不可能是因Na2O2强氧化性漂白，使溶液的红色褪去。④根据Na2O2与水反应方程式推知，反应可能分两步进行： Na2O2+2H2O==2NaOH+H2O2、2H2O2==H2O+O2↑。 ⑤H2O2在MnO2等催化剂作用下才更容易分解，所以在反应后的溶液中除有 NaOH外，还有具有漂白作用的H2O2，因此，溶液的红色褪去。⑥向反应后的溶液中加入催化剂MnO2，若产生大量气泡，并能使带火星的木条复燃，则证明Na2O2与水反应的产物中有H2O2生成，因而溶液还具有漂白性【典例1】有关过氧化钠与水反应，下列说法错误的是(　 　) A．产生的气体可以使带火星的木条复燃 B．1个过氧化钠完全参加反应，将转移2个电子 C．反应后的溶液中滴加酚酞后溶液将变红，振荡后红色消失 D．该反应是放热反应 【解析】1个过氧化钠与足量的水反应生成0.5 个氧气分子，转移了1 个电子，故B错误。B 【典例2】某实验小组通过下图所示实验，探究Na2O2与水的反应： 下列说法不正确的是（ ） A．②中的大量气泡的主要成分是氢气 B．③中溶液变红，说明有碱性物质生成 C．④中现象可能是由于溶液中含有漂白性物质造成的 D．⑤中MnO2的主要作用是作催化剂 A 【解析】②中离子方程式：2Na2O2＋2H2O＝4Na＋＋4OH－＋O2↑，生成的是O2，A错误；Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2，NaOH是碱，遇酚酞变红，B正确；④中红色褪去，可能原因是Na2O2与H2O反应生成的H2O2具有氧化性，能氧化有色物质漂白褪色，C正确；H2O2在MnO2催化下分解生成H2O和O2，即验证Na2O2与H2O反应生成了H2O2，D正确。活动二、探究Na2O2与CO2、H2O反应的量的关系任务一、结合Na2O2与水和二氧化碳反应的化学方程式，思考化学反应前后气体分子数、体积、转移电子数、固体质量有何关系？①分子数关系：无论是CO2或H2O的单一物质还是两者的混合物，通过足量的Na2O2时，放出O2的分子数与CO2或H2O的分子数之比均为1∶2。②气体体积差量关系：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　　 气体体积差ΔV　 　 2　　　　　　　 　1　　　 2－1＝1体积 2Na2O2＋2H2O(g)===4NaOH＋O2　 气体体积差ΔV　　 2　　　　　　 　 1　　　 2－1＝1体积 【结论】CO2、H2O(g)分别与足量Na2O2反应，体积变为原来的1/2，即： ΔV＝1/2V(CO2)＝V(O2)生成，ΔV＝1/2V[H2O(g)]＝V(O2)生成。 【温馨提示】当CO2、H2O混合物与Na2O2发生反应时，可认为CO2先与 Na2O2 反应，反应结束后H2O再与Na2O2反应。③电子转移关系：当Na2O2与CO2、H2O反应时，每生成1个O2分子转移2个电子，且在反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂。【结论】与CO2反应时，固体增加的质量等于与CO2等分子数的CO的质量；与H2O反应时，固体增加的质量等于与H2O等分子数的H2的质量。任务二、问题探究：室内装修材料中的甲醛（HCHO）会对我们的神经产生刺激，对人的记忆、敏感性、身体协调功能等都有不同程度的伤害。因此，在房屋的装修过程中,尽可能的选择一些环保材料以减少室内污染。将a g甲醛在足量氧气中完全燃烧，产物通过足量过氧化钠固体完全反应，请分析固体质量的变化有何特点？①固体增加的质量与甲醛的质量相等，即固体的质量增加a 克。②HCHO可以改写为CO·H2，故甲醛完全燃烧生成的CO2和H2O通过足量Na2O2完全反应，HCHO的质量等于固体增加的质量。③甲醛（HCHO）在O2中充分燃烧后生成CO2、H2O，产物通过足量的Na2O2，发 生反应2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2,2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑，对生成物变式：Na2CO3～Na2O2·CO,2NaOH～Na2O2·H2，可知过氧化钠增加的质量＝与CO2同个数的CO质量＋与H2O同个数的H2质量，质量增加部分物质的组成可以表示为nCO·mH2。【结论】化学式可表示为nCO·mH2的物质完全燃烧后能被过氧化钠完全吸收，因此，该物质完全燃烧后，其产物（CO2和H2O）通过足量过氧化钠固体后，固体质量的增量与该物质的质量相等。如甲醛(CH2O)、甲醇(CH4O)、乙酸(C2H4O2)、葡萄糖(C6H12O6)等。【典例1】CO和H2的混合气体21.2 g，与足量O2反应后，通过足量 Na2O2，固体质量增加(　　) A．21.2 g　　　　　　　　 B．14 g C．6.78 g D．不能确定 A 【典例2】在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5 g和足量的Na2O2，用电火花引燃，使其完全反应，Na2O2增重7.5 g，则原混合气体中O2的质量分数是(　　) A．54.5% B．40% C．36% D．33.3% 【解析】CO、H2、O2完全反应后生成的二氧化碳、水与过氧化钠反应生成碳酸钠、氢氧化钠，所以过氧化钠固体增重的质量等于CO、H2的质量，所以原混合气体中CO、H2的质量一共是7.5 g，则O2的质量是16.5 g－7.5 g＝9.0 g，所以原混合气体中O2的质量分数是16.5 g(9.0 g)×100%≈54.5%。A 1．将一小块钠放入下列溶液中，既能产生气体又能生成白色沉淀的是(　　) A．硝酸铜溶液　　 B．稀硫酸 C．氯化钠溶液 D．氯化镁溶液 【解析】遇到钠与碱溶液、盐溶液反应的问题时，在注意钠与水反应的同时，还要考虑生成的NaOH是否与溶液中原有的溶质反应。钠与(1)中四种溶液反应都生成氢气，在硫酸铜溶液中会有蓝色沉淀生成，只有在氯化镁溶液中可生成白色沉淀。D 2．下列关于钠及其化合物的说法正确的是（ ） A．将Na久置于空气中，最终得到的产物为NaOH B．将Na2O投入适量紫色石蕊溶液中，溶液褪色 C．Na2O和Na2O2组成元素相同，化学性质相似 D．Na2O和Na2O2阴阳离子的个数比相同 【解析】A项，将Na久置于空气中，最终得到的产物为Na2CO3，错误；B项，将Na2O投入适量紫色石蕊溶液中生成氢氧化钠，溶液变蓝，错误；C项，Na2O2具有氧化性，Na2O和Na2O2组成元素相同，化学性质不同，错误；D项，Na2O中O2－与Na＋个数比为1∶2，Na2O2中O22－与Na＋个数比为1∶2，正确。D 3．把一小块金属钠放入下列溶液中，说法正确的是(　　) A．放入饱和NaOH溶液中：有氢气放出，恢复至原温度后溶液的 pH 增大 B．放入稀CuSO4溶液中：有氢气放出，有紫红色铜析出 C．放入MgCl2溶液中：有氢气放出，有白色沉淀生成 D．放入NH4NO3溶液中：有无色无味气体放出【解析】A项，饱和NaOH溶液中放入钠，钠与水反应消耗水且生成NaOH，会有NaOH晶体析出，同时生成氢气，恢复至室温后溶液仍是饱和NaOH溶液，故溶液的pH不变；B项，会生成H2和Cu(OH)2蓝色沉淀；C项，会生成H2和Mg(OH)2白色沉淀；D项，钠与水反应放热，生成的NaOH与NH4＋反应生成NH3·H2O，NH3·H2O受热部分分解产生的少量氨气会与氢气同时放出，故放出的气体有刺激性气味。C 4．过氧化钠与水反应后滴加酚酞，酚酞先变红后褪色。某小组欲探究 其原因，进行如图所示实验。实验①取反应后溶液加入二氧化锰，立即产生大量气体；实验②③中红色均不褪去。下列分析错误的是(　 )A．过氧化钠与水反应产生的气体为O2B．过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂C．实验②③可证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气D．过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2B 【解析】过氧化钠与水反应不需要催化剂，B错误；实验②③作为对照实验，可证明氢氧化钠和氧气不能使酚酞溶液褪色，C正确；根据实验①的现象可判断过氧化钠与水反应可能生成了H2O2，H2O2在MnO2作催化剂的条件下分解产生O2，D正确。NaNa2O2本质：先与水反应，再可能发生复分解反应（条件）。规律:活泼金属先与水反应，中等活泼金属与盐置换反应。本质：与H+发生置换反应。规律：直接与酸反应。本质：Na2O2+H2O=4NaOH+H2O2。特点:Na2O2既是氧化剂，又是还原剂。①与滴有酚酞的水，先变红后褪色（漂白性）；②与SO2：Na2O2+SO2=Na2SO4；③与品红溶液，品红溶液褪色（漂白性）；④FeCl2溶液：生成Fe(OH)3沉淀；⑤漂白织物、麦秆、羽毛等；⑥与CO2、H2O反应，存在定量关系。