金属钠的性质与应用(打印稿)
专题二 第二单元 钠、镁及其化合物
金属钠的性质与应用
◆学习目标
1.了解钠的物理性质、存在、用途及制备方法。
2.掌握钠的化学性质。
3.掌握过氧化钠的性质。
◆知识梳理(课前)
预习课本P49-P50的内容,完成下列问题。
知识点一:钠的物理性质
1.钠是一种有金属光泽,质地,熔点较为97.8℃,常温下为 态。密度为 ,比水的密度 。
知识点二:钠的原子结构
[交流讨论]已知结构决定性质,画出钠的原子结构示意图 。从钠原子核外电子排布情况看,其最外层上只有 个电子,易 电子,达到8电子稳定结构,形成Na+,化合价为 。因此钠的化学性质很 ,在反应中易被 ,表现出强的 性(填“氧化”或“还原”),作 剂。钠在自然界只能以 态存在。
知识点三:钠的化学性质
1.与氧气反应
(1)金属钠露置在空气中变暗,生成 色的 (化学式为 ),反应的方程式: 。
(2)金属钠在空气中燃烧,产生 火焰,生成 色的 (化学式为 )反应的方程式: 。
2.与氯气、硫反应
(1)与氯气反应: ,现象:
(2)与硫反应: ,现象:
3.与水反应
(1)化学反应方程式: (标出电子转移的方向和数目)。 反应中,氧化剂是,还原剂是1mol钠与水反应转移的电子总数是
(2)现象及解释(参见顶尖课课练P33)
钠与水反应的现象可简记为“ 、 、 、 、 ”。
(3)钠与水反应实际上是钠与水电离出来的 反应,因此钠与酸的反应要比与水的反应 。写出钠与硫酸反应的化学方程式: 。 知识点四:钠的制备和用途
1.钠的制备
工业上 可以得到金属钠,反应的方程式: 。
2.钠的用途
(1)钠和钾的合金常温下呈 态,可用做原子反应堆的 。
(2)高压钠灯发出的 光射程 、透雾力强,常用做路灯。
(3)金属钠还可以用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。
如用Na与TiCl4反应冶炼钛,反应的方程式: 。 知识点五:氧化钠和过氧化钠
[学以致用] 1.金属钠着火时,能用来灭火的是( )
A.水 B.湿抹布盖灭 C.干沙 D.干粉灭火器
2.下列说法错误的是( )
A.受热后的钠在氯气中燃烧冒白烟 B.钠在氧气中燃烧发出黄色的火焰
C.常温下,钠不会被氧气氧化 D.化学反应中,钠只能失电子做还原剂
3.钠暴露在空气会变暗的原因是( )
A.生成了过氧化钠 B.生成了氧化钠 C.钠被氧化了 D.钠被还原了
4.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钠的密度比水小 ②钠的熔点较低 ③钠与水反应放热 ④钠与水反应后溶液呈碱性
A.①④ B.①②④ C.①③④ D.①②③④
5.在钠的下列主要用途中,利用钠的物理性质的是( )
①制过氧化物; ②Na—K合金用做原子反应堆的导热剂;
③制稀有金属如Ti、Ni等; ④制高压钠灯;
A.①② B.①③ C.②④ D.④
第二单元 钠、镁及其化合物
金属钠的性质与应用
◆互动研讨(课堂)
1.问题反馈
[课堂检测]
1.下列关于Na和Na+的叙述中,错误的是( )
A.它们相差一个电子层 B.它们的化学性质相似
C.钠原子,钠离子均为同一元素 D.灼烧时,它们的焰色反应都呈黄色
2.下列液体可以用来保存金属钠的是( )
A.水 B.浓NaOH溶液 C.煤油 D.CCl4(d>1g/cm3)
3.下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( )
A.都是白色固体 B.都是碱性氧化物
C.都能和水反应形成强碱溶液 D.都是强氧化剂
4.把一小块钠投入盛有5ml饱和澄清石灰水的试管里,不可能看到的现象是( )
A.钠熔化成小球在液面上游动 B.有气体产生
C.溶液底部有银白色物质产生 D.溶液变浑浊
5.将2.3g钠放入97.7g水中,所得溶液的质量分数是(不考虑水的挥发)( )
A.等于2.3% B.等于4% C.小于4% D.大于4%
2.合作探究
探究一:钠的化学性质
[典例分析]1.观察是研究物质性质的一种基本方法.一同学将一小块金属钠露置于空气中,观察
①②③④到下列现象:银白色→变灰暗→变白色→出现液滴→白色固体,下列说法正确的是( )
A.①发生了氧化还原反应 B.②变白色是因为生成了碳酸钠
C.③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液 D.④只发生物理变化
[解析]:钠在空气中放置发生的变化过程与周围环境条件密切相关。一般条件下,银白色(Na)―→变暗(生成Na2O)→变为白色固体(NaOH)→表面形成溶液(NaOH潮解)→结块(吸收CO2形成Na2CO3·xH2O)→最终变成白色粉末(风化生成Na2CO3)
2.将1molNa、Mg、Al分别投入到0.1L 5moL·L-1的盐酸中充分反应,产生氢气的情况是( )
A.一样多 B.Na最多,Mg、Al相同 C.Al最多,Na最少 D.Na最多,Al最少 [解析]:0.05mol HCl分别和1mol Na、Mg、Al反应时,HCl完全反应。未反应的Na继续和水反应,但Mg、Al不能和水反应
3.将少量金属钠放入盛有CuSO4溶液的烧杯中,剧烈反应,有蓝色沉淀及无色气体产生。则烧杯中发生的反应是( )
①2Na+CuSO4====Na2SO4+Cu; ②Cu+2H2O====Cu(OH)2↓+H2↑;
③2Na+H2O====2NaOH+H2↑; ④2NaOH+CuSO4====Cu(OH)2↓+Na2SO4
A.① B.①② C.③④ D.①③
[解析]:钠投入到盐溶液中,钠先与水反应,生成的NaOH如果能与该盐反应,则继续发生复分解反应。2Na+H2O====2NaOH+H2↑;2NaOH+CuSO4====Cu(OH)2↓+Na2SO4。
[知识归纳]钠与盐的反应
①钠投入到盐溶液中,钠先与水反应,生成的NaOH如果能与该盐反应,则继续发生复分解反应。②只有在盐的熔融状态下,钠才能将比它不活泼的盐置换出来。如制取金属钛。
[变式训练]
1.写出钠与下列盐反应的化学方程式
钠块投入到FeCl3溶液中:
钠块投入到熔融的MgCl2中: .
2.某同学将金属钠露置于空气中,观察到下列现象:银白色→变灰暗→变白色→出现液滴→白色固体。其变质过程中不可能产生的物质是( )
A.Na2O B.NaOH C.Na2CO3 D.NaHCO3
3.下列金属单质中,能从CuSO4溶液中置换出铜的是( )
A.汞 B.银 C.钠 D.铁
探究二:过氧化钠的性质
1.Na2O2的化学性质
[典例分析]下列关于Na2O2说法正确的是( )
A.与SO2反应生成Na2SO3与O2
B.Na2O2投入到品红溶液中,品红溶液褪色
C.Na2O2能与酸反应生成盐和水,所以Na2O2是碱性氧化物
D.Na2O2与水反应,Na2O2是氧化剂,水是还原剂
[解析]:Na2O2具有强氧化性,与SO2发生的反应为Na2O2+SO2===Na2SO4,能氧化品红而使之褪色,所以A错误,B正确;Na2O2与酸发生反应时除生成盐和水以外还有O2生成,所以Na2O2不是碱性氧化物,C错误;Na2O2与水反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,H2O既不是氧化剂,又不是还原剂。发生电子转移的情况如图,
2.Na2O2与CO2、H2O反应中有关量的关系
(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)。
,D错误。
(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。
[变式训练]
1.将过氧化钠投入到盛有水的试管中,不会观察到的现象是( )
A.生成气泡 B.向生成的溶液中滴加酚酞试液变红
C.收集生成的气体并点燃,会观察到淡蓝色火焰
D.将带有火星的木条伸入到试管中,会发现木条复燃
2.把2.1 g CO与H2组成的混合气体与足量的O2充分燃烧后,立即通入足量的Na2O2固体中,固体的质量增加 g。
3.2mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是
◆达标训练(课堂)
1.下列说法中不正确的是( )
A.钠是电和热的良导体 B.钠原子有强还原性,钠离子有弱氧化性
C.电解熔融的氯化钠,钠离子被还原成钠原子
D.钠投入到CuSO4溶液中会观察到钠表面析出红色的铜
2.下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是( )
A.Na2O、Na2O2均与水反应放出O2 B.Na2O、Na2O2均可用于杀菌消毒
C.Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂
D.Na2O2与水反应时,1 mol Na2O2转移2 mol电子
3.金属钠长期放置于空气中,最后应变为( )
A.Na2O B.Na2O2 C.NaOH D.Na2CO3
4.16.8 g NaHCO3和7.8 g Na2O2在密闭容器中灼烧,充分反应后,将密闭容器保持温度为500 ℃,最后容器内物质是( )
A.Na2CO3,Na2O2,O2 B.Na2CO3,O2,CO2,H2O(g)
C.Na2CO3,O2,H2O(g) D.Na2CO3,O2,CO2
5.将金属钠投入到下列不饱和溶液中,有气体放出且溶液质量减轻的是( )
A.HCl溶液 B.K2SO4溶液 C.CuCl2溶液 D.NaOH溶液
6.下列各组中两种物质作用时,反应条件(温度、反应物用量)改变,产物种类不会改变的是( )
A.Na和O2 B.NaOH和CO2 C.Na2O2和CO2 D.C和O2
第二单元 钠、镁及其化合物
金属钠的性质与应用
◆能力提升(课后)
1.某固体物质只含有钠和氧两种元素,将它放在足量的水中产生两种气体,这两种气体又可以在一定条件下反应生成水。则原固体物质的组成是( )
A.Na2O2与Na2O B.Na和NaOH C.Na2O2和Na D.Na和Na2O
2.等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块在足量氧气(常温)中充分反应,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较大 D.两块钠的反应产物质量一样大
3.[双选题]将一小块金属钠投入下列物质的水溶液中,既能生成气体,又有沉淀生成的是( )
A.MgSO4 B.BaCl2 C.H2SO4 D.FeCl3
4.下列关于Na2O2的叙述正确的是( )
A.Na2O2是淡黄色固体,久置于空气中变成Na2O
B.Na2O2与水的反应中,Na2O2只作氧化剂
C.用Na2O2漂白过的织物、麦杆等日久又渐渐变成黄色
D.Na2O2放入饱和NaOH溶液中,放出大量的O2,并有白色固体析出
5.有8 g Na2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH的混合物与200 g质量分数为3.65%的盐酸恰好反应,蒸干溶液,最终得固体质量为( )
A.8 g B.15.5 g C.11.7 g D.无法计算
6.如图所示,将长颈漏斗和套有乳胶管的玻璃管插入橡皮塞孔中,乳胶管另一端接
有金属尖嘴管,乳胶管上带有弹簧夹。
实验时,往100 mL的大试管中先加入40 mL煤油,取绿豆粒大小的金属钠放入大
试管后塞上橡皮塞,通过长颈漏斗加入滴有酚酞的水直至液体充满整个试管。根据
反应中观察到的现象,回答下列问题:
(1) 金属钠变化的现象是______________________________________________。
(2) 大试管中溶液颜色的变化是__________________________________。
(3) 装置中液面的变化分别是:大试管中。
(4) 简述检验产生气体的方法:_____________________________
7.在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品,用图中的实验装置进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂。
(1)A是制取CO2的装置。写出A中反应的化学方程
式: 。
(2)填写表中空格:
(3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式:_______________________。
(4)试管F中收集满气体后,下一步实验操作是:_________________________。
学以致用 1-5 CCBDC
课堂检测 1-5 BCCCD
变式训练 一 1.略 2.D 3.D 二 1.C 2.2.1 3.Na2CO3 NaOH
达标训练 1-6 D C D C C C
能力提升 1-5 C B AD D C
[解析] 由于钠的密度比水小,比煤油大,所以钠在煤油与水的界面处漂浮。钠与水反应产生的气体在逸出过程中把钠带入煤油层,钠在重力作用下再回到界面。反复多次,直至钠完全消失。产生的气体聚集在大试管上部,把液体反压到长颈漏斗中。
6.[答案] (1)钠在煤油中逐渐下沉,至水面时与水发生反应,熔化成闪亮的小球,像热气球一样在煤油中作上下游动,最后完全消失
(2)水溶液从上至下逐渐由无色变为红色
(3)液面逐渐下降 液面逐渐上升
(4)当漏斗中液面上升到一定高度后,打开弹簧夹,点燃气体,有淡蓝色火焰产生
7.(1)CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
(2)B:饱和NaHCO3溶液 除CO2中的HCl
C:Na2O2粉末 反应物
D:NaOH溶液 除去未反应的CO2
(3)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
(4)用拇指堵住F的管口,将试管从水中取出,管口朝上,将带火星的木条插入试管,检验木条能否复燃