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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
课时1 活泼的金属单质-钠
学习目标
通过实验探究钠与氧气在不同条件下的反应，掌握钠与氧气反应的产物和化学反应方程式的书写，能从结构上分析发生反应的内在原因，形成证据推理意识，培养发现问题、分析问题和化学实验的综合运用能力及创新求实的良好品质
01
通过钠与水反应的实验探究及生成物的检验，能正确描述实验现象和对实验现象作出解释，理解金属钠与水反应的实质，初步认识钠与酸、盐溶液反应，培养科学探究与创新意识的化学核心素养
02
海洋—蓝色星球上的化学宝藏
钠有哪些性质呢？
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。钠是其中含量较高的元素，也是典型的金属元素。
01
钠与非金属的反应
钠与非金属的反应
钠元素的原子结构及存在
原子结构
强还原性
Na
Na+
易失去一个电子
钠在自然界中都以化合物的形式存在，如NaCl、Na2CO3、Na2SO4等
存在
钠与非金属的反应
钠常常保存在石蜡油或煤油中
探究一：用镊子取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油后，用刀切去一端的外皮，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。
实验探究：金属钠的性质
切割钠
钠与非金属的反应
钠与非金属的反应
实验现象
新切开的钠具有_______的金属光泽
银白
实验探究：金属钠的性质
钠与非金属的反应
实验结论：金属钠的物理性质
实验探究：金属钠的性质
颜色 状态 硬度 密度的相对大小 熔点
银白色 固体 小 ρ(H2O) >ρ(Na)>ρ(煤油) 低
钠与非金属的反应
实验室中，要把钠保存在石蜡油或煤油中，以隔绝空气
结论：常温下，金属钠与氧气反应
4Na＋O2===2Na2O
(白色)
实验现象
实验探究：金属钠的性质
在空气中很快________
变暗
钠与非金属的反应
【典例1】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
D
【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。
钠与非金属的反应
【典例2】下列有关钠的取用、保存及存在形式的描述正确的是（ ）
A．实验中，取用少量的金属钠可用手直接取
B．实验室中，钠通常保存在煤油或石蜡油中
C．实验后剩余的金属钠要丢入垃圾桶，不能放回原试剂瓶中
D．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
【解析】A．实验中，取用少量的金属钠需用镊子，A错误；B．钠易与空气中水蒸气、氧气等反应，不与煤油或石蜡油反应，且密度比煤油或石蜡油的大，因此实验室中，钠通常保存在煤油或石蜡油中，B正确；C．因为钠易与水发生反应产生氢气，有危险性，所以实验后剩余的金属钠需放回原试剂瓶中，C错误；D．钠的性质较活泼，在自然界中以化合态形式存在，没有游离态，D错误；故选B。
钠与非金属的反应
如果加热，钠又会发生什么变化呢
钠与非金属的反应
实验探究：金属钠的性质
探究二：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。
(1)
(2)
(3)
(4)
钠与非金属的反应
钠与非金属的反应
实验现象
实验探究：金属钠的性质
先_____，然后剧烈燃烧，火焰呈_____，生成_______固体
熔化
黄色
淡黄色
钠与非金属的反应
实验结论
实验探究：金属钠的性质
加热时，金属钠与氧气反应
(淡黄色)
2Na＋O2===Na2O2
条件不同，钠与氧气反应的产物不同！与反应物的量无关
其中O为_____价
-1
钠与非金属的反应
归纳总结
实验探究：金属钠的性质
——钠与其他非金属单质化合生成的化合物中钠只显____价
＋1
Na与Cl2在点燃条件下的反应
Na与S在研磨条件下的反应
钠与非金属的反应
S
Cl2
①反应的现象：产生大量白烟，产物为氯化钠。
②化学方程式：
2Na＋Cl2 2NaCl
①反应的现象：钠与硫混合研磨可发生爆炸，火星四射，产物为硫化钠。
②化学方程式：2Na＋S===Na2S
N2 、H2
6Na＋N2 2Na3N 、2Na＋H2 NaH（H为-1价）
钠
钠与非金属的反应
结合金属和非金属的活动性与还远性和氧化性的关系，预
测多价金属Fe、Cu与氯气、硫单质反应有何规律？
①金属越活泼其单质的还原性越强，非金属单质越活泼，其氧化性越强；
②金属活动性:Na>Fe>Cu，非金属单质活动性：Cl2>S，因此，还原性Na>Fe>Cu,氧化性：Cl2>S。
③多价金属与强氧化剂可能生成高价态产物，弱氧化剂可能生成低价态产物，因
此，铁与Cl2反应生成FeCl3：2Fe＋3Cl2 2FeCl3 。铁粉与硫粉混合物加热，产物为硫化亚铁：Fe＋S FeS。同理，铜与Cl2反应产物为氯化铜：Cu＋Cl2
CuCl2。铜与S(在加热条件下)反应产物为硫化亚铜：2Cu＋S Cu2S
钠与非金属的反应
【典例1】取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象描述正确的是(　　)
①金属钠先熔化 ②在空气中燃烧，放出黄色火花 ③燃烧后得到白色固体 ④燃烧时火焰为黄色 ⑤燃烧后生成浅黄色固体物质 A．①② B．①②③ C．①④⑤ D．④⑤
【解析】由于金属钠的熔点比较低，所以金属钠放在燃烧匙中加热先熔化，然后燃烧生成浅黄色固体并且伴有黄色火焰。
C
钠与非金属的反应
【典例2】等质量的两块钠，第一块在加热条件下与足量氧气充分反应，
第二块在常温下与足量氧气充分反应。则下列说法正确的是(　　)
A．第一块钠失去电子数多
B．两块钠失去电子数相同
C．两块钠的反应产物的颜色相同
D．两块钠所得反应产物的质量相等
【解析】Na与O2反应无论生成Na2O还是Na2O2，最终都是Na（0价）→Na（+1价），故二者失去的电子数一样多；但加热时产物为Na2O2，而常温时产物为Na2O，故第一块钠的反应产物质量大。
B
钠与非金属的反应
【典例3】下列叙述正确的是(　　)
A．金属钠能与多种非金属单质反应，在自然界只能以化合态形式存在
B．Na的金属活动性比Mg的强，可推知Mg不能与Cl2反应生成MgCl2
C．镁、铁与硫单质反应均可以生成两种产物
D．Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3，故在与其他非金属反应的产物中，Fe也显＋3价
【解析】 钠是活泼金属，在自然界只能以化合态形式存在，A正确；Na是活泼金属，Mg是比较活泼金属， Mg与Cl2在加热条件下可以反应生成MgCl2，B项错误；Mg在化合物中只有+2价，与硫单质反应只生成MgS，Fe只能生成FeS，C项错误。Fe与其他非金属反应的产物中Fe的化合价取决于非金属的氧化性强弱，并不一定是＋3价，如Fe与S反应生成的FeS中Fe显＋2价，D错误。
A
钠与非金属的反应
★【典例4】下列关于金属性质的叙述中正确的是(　　)
A．钠与氧气反应时，产物是由氧气的用量决定的
B．点燃镁条之前，应先用砂纸打磨
C．打磨的铝箔加热至熔化时，铝会滴落
D．铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化铁
【解析】钠与氧气反应，条件不同其产物不同，常温下生成氧化钠，加热时生成过氧化钠；铝易与氧气反应生成熔点较高的氧化铝，包裹在铝的表面，而使铝不会滴落；铁在硫蒸气中燃烧生成硫化亚铁。
B
钠与非金属的反应
等质量的钠
等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气中(常温下)充分反应，失电子______多(填“第一块”“第二块”或“一样”，下同)，生成产物的质量_______大。
一样
第一块
Na2O2
生成物中
钠均为+1价
生成物中
Na守恒
转移电子数相同
生成的
Na2O2质量大
钠
钠
足量氧气
加热
足量氧气
常温
Na2O
Na2O与Na2O2相对分子质量不同
02
钠与水的反应
钠与水的反应
实验探究：金属钠的性质
探究三：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。
(1)
(2)
(3)
钠与水的反应
钠与水的反应
现象 结论或解释
钠___在水面上 钠的密度比水___
钠_____成小球 钠的熔点___，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”的响声， 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
浮
小
熔化
低
迅速游动
氢气
剧烈
红
碱性
氢氧化钠
实验现象
实验探究：金属钠的性质
钠与水的反应
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
实质：钠与水电离出的少量H＋生成H2
还原剂：
氧化剂：
H2O
Na
归纳总结
实验探究：金属钠的性质
化学方程式
离子反应方程式
(ps:水电离这个事情以后会学啦！)
钠与水的反应
【典例1】钠的下列性质中与钠和水反应时的现象无关的是(　　)
A．钠的熔点较低
B．钠的密度小于水
C．钠的硬度较小
D．钠的还原性强
【解析】浮在水面上是其密度比水小；钠熔化是其熔点很低，与水反应放出的热量让其熔化；钠与水反应比较剧烈是其还原性很强；硬度大小与反应现象无关。
C
钠与水的反应
【典例2】通过观察钠与水(含酚酞)的反应现象，不能得出的结论是( )
A．钠的密度比水小
B．钠是活泼金属，与水反应后溶液呈碱性
C．钠有良好的延展性
D．钠的熔点低
【解析】A项，钠浮在水面，密度比水小，A正确；B项，滴有酚酞的溶液变红色，说明钠性质活泼与水反应生成碱性物质，B正确；C项，依据现象不能得出钠具有良好的延展性，C错误；D项，钠浮在水面，然后熔化成闪亮的小球，说明钠的密度比水小，与水的反应是放热反应且钠熔点比较低，D正确。
C
钠与水的反应
【典例3】某实验小组在学习了钠与水的反应后，做了以下几个实验。
(1)将两块绿豆粒大小的钠分别同时投入到甲、乙两个小烧杯中，甲烧杯盛有10 mL水，乙烧杯盛有10 mL稀盐酸，观察到的现象：乙烧杯中钠反应更剧烈。
结论：乙烧杯中发生的化学方程式为：__________________________。
2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑
(2)将一块绿豆粒大小的钠投入到丙烧杯中，观察到的现象是：浮、熔、游、响、生成_________。请根据现象写出丙烧杯中发生的化学方程式：
______________________________________________________________________________________________________________________。
蓝色沉淀
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4 [或2Na＋2H2O＋CuSO4===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑]
钠与水的反应
预测钠与HCl、CuSO4溶液的反应
结合氧化还原反应原理，思考金属钠与水反应的实质是什么？预测钠投入煤油和水的混合物中的现象？并用双线桥法表示电子的转移。
①钠与水剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气，还原剂是钠，氧化剂是水，反应的实质
是钠与水电离出的H＋反应。离子方程式是2Na＋2H2O==2Na＋＋2OH－＋H2↑。
②钠投入煤油和水的混合物中会看到钠在煤油和水的界面，有气泡产生，上下跳动，
至钠全部消失。
③双线桥法表示电子转移为：
钠与水的反应
煤油
Na
钠与水的反应
结合钠与水反应的实质，预测分别将一小块金属钠投入到盐酸溶液和硫酸铜溶液中，有何现象，并写出有关反应的方程式。
Na与盐酸和硫酸铜反应
推测
盐酸
①现象：有大量气泡产生，并生成无色溶液。
②先与酸中的H＋反应， 若钠过量，盐酸消耗尽之后，再与水反应，但钠与盐酸反应比与水反应更剧烈。
③化学方程式为：
2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑。
①现象：有气泡产生，生成蓝色沉淀。
②实质是金属钠与水电离出的H＋反应生成H2。
③先与水反应，产物NaOH再与CuSO4反应，生成Cu(OH)2蓝色沉淀和氢气。
④反应化学方程式为：
2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑、
2NaOH +CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓
硫酸铜溶液
钠与水的反应
01
钠在各种水溶液中反应时，有酸氢为先，无酸水为先
02
K、Ca、Na等活泼金属不能从盐溶液中置换出其他金属
归纳总结
钠与水溶液反应的规律
钠与水的反应
【典例1】在蒸发皿中放入一小块钠，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】钠比铜活泼，在无水条件下，Na可以与CuSO4反应并生成Cu，属于置换反应，A正确；根据以上分析，反应是放热反应，B正确；根据以上分析，钠作还原剂，硫酸铜作氧化剂，所以CuSO4表现了氧化性， C错误；根据以上分析，在无水、加热至熔化下，Na可以与CuSO4发生置换反应生成Cu，D正确；故选C。
C
钠与水的反应
【典例2】将小块钠投入到FeCl3的稀溶液中，以下对有关现象的描述中
最恰当的是(　　)
A.钠溶解；溶液里有黑色固体析出和无色气体逸出
B.钠与溶液剧烈反应；溶液里有红褐色沉淀生成，溶液的颜色变浅
C.钠在溶液的表面上静静地消失；溶液里有红褐色沉淀生成
D.钠迅速消失；溶液里快速地冒出很多的气泡，同时有红褐色固体生成
【解析】将钠块投入到FeCl3的稀溶液中，钠易与水发生反应，所以先后发生反应的化学方程式分别是：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，3NaOH＋FeCl3==Fe(OH)3↓＋3NaCl。
B
钠与水的反应
英国化学家，1802年开创了农业化学，1807年用电解法离析出金属钾和钠；1808年分离出金属钙、锶、钡和镁。1813年在法国研究碘，指出碘是与氯类似的元素，并制备出碘化钾和碘酸钾等许多碘的化合物。后证实金刚石和木炭的化学成分相同。1815年发明矿用安全灯，1817年发现铂能促使醇蒸气在空气中氧化的催化作用。
金属钠的发现者——戴维
汉弗里·戴维 (1778-1829)
03
课堂总结
课堂总结
钠
常温：4Na+O2=2Na2O
加热：2Na+O2=Na2O2
现象：浮、熔、游、响、红
原理：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
银白色固体
硬度小
熔点低
密度比水小
密度比煤油大
化学性质
物理性质
O2
H2O
应用
冶炼金属、高压钠灯等
04
课堂检测
课堂检测
1．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】金属钠与氧气反应，常温生成氧化钠，加热生成过氧化钠，A项正确；钠长期置于空气中，表面先生成氧化钠，会与空气中的水反应，最终生成碳酸钠，不能生成致密氧化膜，B项正确；钠是活泼金属，熔点低，与水反应时，钠熔成小球在水面四处游动，C项正确；钠与盐溶液反应时，先与水反应，不能从盐溶液中置换出金属，D项不正确。
D
课堂检测
2．等质量的两块钠，第一块在加热条件下与足量氧气充分反应，第二块在常温下与足量氧气充分反应。则下列说法正确的是（ ）
A．第一块钠失去电子数多
B．两块钠失去电子数相同
C．两块钠的反应产物的颜色相同
D．两块钠所得反应产物的质量相等
B
课堂检测
【解析】A．钠都由0价升高到+1价，钠的质量相同，两块钠失去电子数一样多，A不正确；B．虽然反应的产物不同，但钠的物质的量相同，价态变化相同，所以两块钠失去电子数相同，B正确；C．Na2O2呈淡黄色，Na2O呈白色，两块钠的反应产物的颜色不相同，C不正确；D．由于Na2O2的相对分子质量比Na2O大，而二者的物质的量相同，所以两块钠所得反应产物的质量不相等，D不正确；故选B。
课堂检测
3. 将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化，下列有关叙述正确的是(　　)
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．表面“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的CO2在表面形成了溶液
C．最后变成碳酸钠粉末
D．该过程的所有化学反应均为氧化还原反应
C
【解析】钠在空气中迅速变暗是因为与O2反应生成了Na2O，A错；表面“出汗”是因为NaOH吸收了空气中的水蒸气，B错；Na在空气中最终生成Na2CO3粉末，C正确；Na2O与H2O的反应、NaOH与空气中的CO2的反应均不属于氧化还原反应，D错。
课堂检测
4．某同学按如图所示实验装置进行钠跟水反应的实验，打开右端软塞，将一小块金属钠加入煤油中，迅速塞紧塞子，下列说法中不正确的是（ ）
A．金属钠落在b处，有气体产生，并且上下跳动
B．从左端长颈漏斗中滴加酚酞溶液，水溶液变为红色
C．反应一段时间后，左端液面上升进入长颈漏斗，a处有无色氧气产生
D．打开活塞A，在右端导管口直接点燃，产生淡蓝色火焰
C
课堂检测
【解析】钠的密度大于煤油小于水，所以金属钠落在b处，有气体产生，并且上下跳动，故A正确；钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，从左端长颈漏斗中滴加酚酞溶液，水溶液变为红色，故B正确；钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，反应一段时间后，左端液面上升进入长颈漏斗，a处有无色氢气产生，故C错误；a处有无色氢气产生，打开活塞A，在右端导管口直接点燃，产生淡蓝色火焰，故D正确；选C。
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