2020版新教材高中化学 2.1.1 活泼的金属单质——钠教案 新人教版必修1

核心微网络

素养新目标,

1．分析实验现象，认识钠的物理性质和化学性质。

2．学会用钠原子结构分析钠的化学性质的思维方式。

3．领会微观辨析和宏观辨识的关系。

学 业 基 础

    [预习新知]

一、钠元素

1．存在：钠在自然界中以化合物的形式存在，如NaCl、Na2CO3、Na2SO4等。

2．钠的原子结构：钠原子结构示意图为，最外层只有1个电子；易失去，化学性质非常活泼，表现很强的还原性。

二、钠的物理性质

1．钠是银白色有金属光泽，密度比H2O小，质软、易切割，熔点低的金属。

2．保存：

少量的钠保存在煤油中，大量的钠保存在固体石蜡中。

三、钠的化学性质

1．钠与氧气的反应

(1)常温下：4Na＋O2===2Na2O。

(2)加热或点燃时：2Na＋O2Na2O2。

2．钠与水的反应

把一小块金属钠投入盛有水(滴入几滴酚酞溶液)的烧杯中：

反应的化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

    [即学即练]

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)钠元素在自然界以游离态形式存在(　　)

(2)金属元素在自然界都以化合态形式存在(　　)

(3)钠与氧气反应产物是唯一的(　　)

(4)钠与水反应是置换反应(　　)

答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√

2．下列关于钠的性质叙述中，不正确的是(　　)

A．切下一小块钠，投入水中，钠熔成小球，说明钠与水反应有热量放出

B．从钠能与水反应可推知钠也能与盐酸反应

C．钠在空气中燃烧生成氧化钠

D．切开一块钠，呈银白色，很快变暗，说明钠常温下能与氧气反应

解析：钠在空气中燃烧时发生反应：2Na＋O2Na2O2，故C选项错误。

答案：C

3．金属钠投入水中发生剧烈反应，并有氢气生成，装运金属钠的包装箱应贴的图标是(　　)

答案：C

4．根据你对金属钠性质的了解，回答下列问题。

(1)下列关于钠的叙述中，正确的是________。

A．钠是银白色金属，密度比水的大

B．将金属钠放在石棉网上，用酒精灯加热后金属钠剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成过氧化钠

C．金属钠在空气中燃烧，生成氧化钠

D．金属钠的熔点很高

(2)由于金属钠很容易跟空气中的________等物质反应，通常将它保存在________里，以使它与________等隔绝。

解析：通过外观和钠与氧气反应的实验现象可知，钠的物理性质有：银白色、密度小、熔沸点低、质软、能导电、导热等，作为活泼的金属，钠易与O2等发生化学反应。(1)A选项中钠的密度比水的小，错误；C选项中有关钠在空气中燃烧的产物说法有误；D选项中有关金属钠熔点的描述不符合事实。只有B项正确。

(2)由于金属钠很活泼，很容易跟空气中的氧气等物质反应，因此保存时应隔绝空气，通常保存在煤油里，这是因为钠的密度大于煤油的密度且钠与煤油不反应，钠在煤油中沉在底部而避免了与空气接触。

答案：(1)B　(2)氧气　煤油　氧气

技 能 素 养  

目标　钠的化学性质应用分析

[例]　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(　　)

注意对比分析钠与水反应和钠与酸、碱、盐溶液反应现象的相似和差异。

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↑，只有气体无沉淀；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。

【答案】　A

[提升]　将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化：表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体(粉末)，下列有关叙述中正确的是(　　)

A．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了过氧化钠

B．“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的H2O在表面形成了溶液

C．最后变成碳酸钠粉末

D．该过程中的所有化学反应均为氧化还原反应

解析：钠露置在空气中表面迅速变暗，是因为Na与O2反应生成了Na2O，Na2O与水反应生成NaOH，NaOH又吸收空气中的H2O和CO2，生成Na2CO3·10H2O，Na2CO3·10H2O逐渐风化脱水，最后变成Na2CO3粉末，该过程中只有钠的氧化

是氧化还原反应，C项正确。

答案：C

    [核心能力]

钠与酸反应

2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑

2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑

钠与酸电离出的H＋反应，所以比与水反应更剧烈。

1.钠露置在空气中的变化过程分析

金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末，此过程中的主要变化与现象有：

发生的主要变化的化学方程式为：

①4Na＋O2===2Na2O

②Na2O＋H2O===2NaOH

④2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，

Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O

⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O

2．钠与盐溶液的反应

钠与盐溶液反应时，首先与水反应生成NaOH，然后NaOH与盐发生复分解反应(若氢氧化钠不与盐反应，则只有钠与水的反应)。

如Na与CuSO4溶液的反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑　2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4

总反应式为：2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。

学考评价

授课提示：对应学生用书20页

1．下列有关钠的物理性质叙述正确的是(　　)

①银白色金属　②质软，可以用小刀切割　③熔点较低

④密度比水小　⑤热和电的良导体

A．①②④  B．②③⑤

C．①③④  D．①②③④⑤

解析：将钠放入水中，钠会熔成小球，说明钠的熔点低，钠能浮在水面上，说明其密度比水小，钠是金属，是热和电的良导体，D项正确。

答案：D

2．下列关于钠的说法不正确的是(　　)

A．金属钠和氧气反应，条件不同，产物不同

B．钠长期置于空气中，表面不能形成致密氧化膜

C．钠与水反应时，钠熔成小球在水面四处游动

D．由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动性顺序表中钠后面的金属

解析：钠不能从盐溶液中置换出金属。

答案：D

3．金属钠在水中能浮在水面上，在煤油中能沉在油层下，煤油的密度是0.8 g·cm－3，可推测钠的密度(g·cm－3)(　　)

A．大于1.0  

B．小于0.8

C．介于0.8～1.0之间  

D．不能确定

答案：C

4．将一小块金属钠投入到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

解析：钠投入到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项所指的现象均能观察到，但钠不能将铜置换出来。

答案：C

5．在实验室里为了研究钠的性质，做了如下实验：

(1)取用浸没在煤油中的金属钠的操作方法是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)一小块金属钠长时间置于空气中，可能有下列现象，这些现象出现的先后顺序是________(填序号，下同)。

①变成白色粉末　②变暗　③变成白色固体　④变成液体

A．①②③④  B．②③④①

C．②③①④  D．③②④①

(3)取一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，描述正确的是________。

A．①②  B．①②③

C．①③  D．①④⑤

(4)将一小块钠投入到FeCl3溶液中，发生反应的有关化学方程式为

________________________________________________________________________。

解析：

(1)取用金属钠必须用镊子，剩余的金属钠包括碎屑都必须放入原试剂瓶中。

(2)Na在空气中放置的变化过程为NaNa2O(变暗)NaOH(白色固体)表面形成溶液Na2CO3·10H2O(白色固体)Na2CO3(白色粉末)。

(3)钠的熔点只有97.8 ℃，加热立即熔化。钠是一种很活泼的金属，加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。

(4)钠与盐溶液反应为两个过程，一是钠与水反应，二是NaOH与盐的反应。

答案：

(1)用镊子取出钠块，用滤纸吸干钠块表面的煤油，在玻璃片上用小刀切去表面的氧化层，再切下一小粒备用，余下的钠全部放回试剂瓶中

(2)B　(3)D

(4)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，3NaOH＋FeCl3===Fe(OH)3↓＋3NaCl[或2FeCl3＋6H2O＋6Na===2Fe(OH)3↓＋3H2↑＋6NaCl]

练后感悟

钠与水溶液反应现象的“一定”与“可能”

(1)一定有：钠与任何物质的水溶液反应的现象中，一定有“浮”“游”“熔”“响”。

(2)可能有：反应现象中不一定有“红”，根据水溶液的成分不同。

课时作业7　活泼的金属单质——钠

授课提示：对应学生用书79页

    [学业达标]

1．关于钠的叙述中，正确的是(　　)

A．钠着火时可用水灭火

B．将金属钠放在石棉网上，用酒精灯加热后金属钠剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成过氧化钠

C．金属钠在空气中燃烧，生成氧化钠

D．金属钠的熔点很高

解析：A中钠与水反应生成可燃性气体，所以不可用水灭火；钠在空气中燃烧生成过氧化钠，B正确，C错误；钠的熔点较低，D错误。

答案：B

2．金属钠是一种活泼金属，除了具有金属的一般性质外，还具有自己的特性。下列关于钠的叙述中，正确的是(　　)

A．钠是银白色金属，熔点低，硬度大

B．钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成淡黄色的氧化钠

C．在氧气中加热时，金属钠剧烈燃烧，发出黄色火焰

D．金属钠着火可以用水灭火

解析：A中，钠的硬度小，可用小刀切割；B中，放置在空气中，钠被缓慢氧化生成白色Na2O；D中，钠着火时不能用水灭火，因为钠与水剧烈反应，产生H2易燃易爆。

答案：C

3．向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油，片刻后再向该烧杯中轻缓地加入一绿豆大小的金属钠，可能观察到的现象符合图中的(　　)

答案：A

4．将一小块金属钠投入盛有5 mL饱和澄清石灰水的试管中，不可能观察到的现象是(　　)

A．有气体产生

B．有沉淀产生

C．有银白色金属产生

D．金属钠熔化成闪亮的小球在液面上游动

解析：该反应中除Na与H2O反应现象A、D外，还会产生Ca(OH)2沉淀，B项所述现象也会出现。

答案：C

5．2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体，由此判断其产物是(　　)

A．只有Na2O　B．只有Na2O2   C．Na2O和Na2O2  D．无法确定

解析：若2.3 g钠全部生成Na2O，质量为3.1 g；若2.3 g钠全部生成Na2O2，质量为3.9 g，因为3.1 g<3.5 g<3.9 g，故氧化产物应为Na2O和Na2O2的混合物。

答案：C

6．把金属钠投入到下列物质的溶液中，溶液质量减轻的是(　　)

A．HCl   B．Na2SO4

C．FeCl3  D．NaOH

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。

答案：C

7．等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在氧气中常温下充分反应，则下列说法正确的是(　　)

A．第一块钠失去电子多

B．两块钠失去电子一样多

C．第二块钠的反应产物质量最大

D．两块钠的反应产物质量一样大

答案：B

8.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。下列说法中不正确的是(　　)

A．上述反应是置换反应

B．上述反应是放热反应

C．上述反应中无水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：反应中CuSO4被还原为Cu，无水CuSO4表现的是氧化性。

答案：C

9．不能正确表示下列反应的离子方程式的是(　　)

A．钠与水反应：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑

B．钠与CuSO4溶液反应：2Na＋Cu2＋===Cu＋2Na＋

C．钠与盐酸反应：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑

D．钠跟氯化钾溶液反应：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑

解析：B中钠与CuSO4溶液反应的实质是钠与水反应生成的氢氧化钠再与CuSO4反应，总化学方程式：2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋H2↑＋Na2SO4。

答案：B

10．下列关于金属元素特征的叙述正确的是(　　)

A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性

B．金属元素在化合物中一定显正价

C．金属单质都可以和酸反应置换出氢气

D．金属元素的单质在常温下均为固体

解析：金属单质在反应中只能失去电子，但处于中间价态的金属离子既有氧化性又有还原性，如亚铁离子既有氧化性又有还原性，A错误；因金属元素在反应中失去电子，则化合价一定升高，所以金属元素在化合物中一定显正价，B正确；排在氢后面的金属与稀硫酸等不反应，无法置换出氢气，C错误；金属单质Hg在常温下为液体，D错误。

答案：B

11．将4.6 g金属钠投入到足量水中，得a g溶液；将4.8 g金属镁投入到足量盐酸中，得b g溶液，假设水的质量与盐酸的质量相等，则反应后两溶液的质量关系式为(　　)

A．a＝b  B．a>b

C．a解析：溶液的质量等于金属和水或酸的质量之和减去放出H2的质量。

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

46                    2

4.6 g                  0.2g

a g＝4.6 g＋m(H2O)－0.2＝4.4 g＋m(H2O)

Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑

24                  2

4.8 g                0.4 g

b g＝4.8 g＋m(HCl)－0.4 g＝4.4 g＋m(HCl)

因为m(H2O)＝m(HCl)，所以a＝b。

答案：A

12．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)：

(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，其常见的单质为黑色固体，C是最主要的温室气体，则C的化学式为________，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)

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＋O2Na2O2。

(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＋CO22CO。

答案：

(1)Na2O　2Na＋O2Na2O2

(2)CO2　2CO＋O22CO2　能　C＋CO22CO

[等级突破]

13．现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2，可利用的装置如图所示。回答下列问题(注：Na2O2可以与H2O、CO2发生反应)：

(1)装置Ⅳ中盛放的药品是________，其作用是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)若规定气体的气流方向从左到右，则组合实验装置时各件仪器的正确连接顺序为________(按从左到右顺序写明仪器的编号Ⅰ、Ⅱ……)，各仪器接口的连接顺序是：空气进入______，______接______，________接________，________接________(填字母序号)。

(3)装置Ⅱ的作用为

________________________________________________________________________。

(4)操作中通空气和加热的顺序为

________________________________________________________________________。

解析：用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2的过程中，要避免生成的Na2O2与空气中的水蒸气和二氧化碳发生反应，在制取过程中导入空气时要除去这两种杂质，且最后要防止外界空气中的水蒸气和二氧化碳进入反应装置。

答案：

(1)氢氧化钠溶液　吸收导入的空气中的二氧化碳

(2)Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ　h　g　f　e　a　b　c

(3)防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置Ⅰ

(4)先通一段时间的空气后再加热装置Ⅰ