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第二章 海水中的重要元素
第一节 钠及其化合物
第一课时 活泼的金属单质
——钠
学习目标
1、学习钠的结构、性质和用途。
2、通过实验现象掌握钠与水的反应，利用口诀熟记钠的性质。
情景导入
海洋是一个巨大的化学资源宝库，含有80多种元素，钠和氯既是其中含量较高的元素，也是典型的金属元素和典型的非金属元素。
一、钠的制备
晒盐 → 粗盐
提纯、精制 → 精盐
转化
工业上制取金属钠，采取电解熔融NaCl的方法：
2NaCl(熔融) ==== 2Na+ Cl2↑
电解
结构与性质的关系
原子
结构
用途
性质
决定
决定
二、钠的原子结构
易失去一个电子
强还原性
Na
Na+
类别视角：
结构视角：
价态(氧化还原反应)视角：
Na一般价态为0价，表现强还原性
Na容易失去一个电子
金属钠在类别上是金属单质
钠的存在：在自然界中以化合态存在，不存在游离态的Na单质。主要以氯化钠，硫酸钠，碳酸钠等形式存在，钠的单质可以通过电解熔融NaCl制得。
三、钠的物理性质
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2-1]
钠可以用小刀切割，说明什么？
新切开的钠的断面有何变化？发生了什么反应？
在空气很快氧化变暗。
常温下：4Na＋O2 = 2Na2O
钠的质地很软，硬度很小。
三、钠的物理性质
钠常常保存在石蜡油或煤油中，多余的金属Na必须放回原瓶。
二、钠的物理性质
有银白色金属光泽固体
熔点低于100℃
质地软、硬度小
可导热、可导电
0.971g/cm3
ρ(水)>ρ(钠)>ρ(煤油)
可用小刀切割
三、钠的物理性质
[实验2-1]
切割金属钠要注意实验安全!
☆ 钠的取用→镊子(不能用手接触)
☆ 煤油要用滤纸擦干
☆ 切割在滤纸或玻璃片上进行
四、钠的化学性质
(1)钠与氧气的反应
新切开的钠与空气中的氧气反应，在钠的表面生成了一薄层氧化物，这种氧化物是氧化钠(Na2O)。
常温下：4Na＋O2 = 2Na2O
如果钠在空气中加热是否也生成氧化钠呢？
将一个干燥的坩埚加热，同时切取一块绿豆大小的钠，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。
[实验2-2]
坩埚
三脚架
泥三角
四、钠的化学性质
☆ 钠先熔化成银白色的小球
☆ 然后剧烈燃烧，燃烧时火焰呈黄色
☆ 最后生成淡黄色固体
[实验2-2]
结论：钠与氧气反应的条件不同时，现象不同，产物也不同
+1 -1
四、钠的化学性质
常温下
4Na + O2 == 2Na2O (白色)
加热下
0
0
+1
-1
失去2×e—，化合价升高，被氧化
得到2×e—，化合价降低，被还原
0
0
+1
-2
失去4×e—，化合价升高，被氧化
得到2×2e—，化合价降低，被还原
不稳定
稳定
△
2Na +O2 == Na2O2 (淡黄色)
四、钠的化学性质
(2)钠与其他非金属单质的反应
钠在反应中容易失一个电子，表现出强还原性，除了能与O2反应外，还能与Cl2、S、H2等非金属单质直接化合。
Cl2 (加热)
S (研磨)
H2 (加热)
2Na + Cl2 == 2NaCl (黄色火焰，有白烟产生)
2Na + S === Na2S (反应剧烈，有浓烟)
△
研磨
△
2Na + H2 == 2NaH
四、钠的化学性质
在烧杯中加入一些水，滴入2~3滴酚酞溶液，然后把一块绿豆大的钠放入水中，从钠在水中的位置、钠的形状变化、溶液颜色的变化等方面观察和描述实验现象。分析实验现象，你能得出哪些结论？
[探究实验：钠与水的反应]
四、钠的化学性质
实验操作 实验现象 原因解释
实验结论 钠浮在水面上
钠熔化成闪亮的小球
小球在水面上四处游动，最后完全消失
发出“嘶嘶”的响声
溶液的颜色变红
钠的密度比水小
钠的熔点低，反应放热
反应产生的气体推动小球在水面上游动
钠与水反应非常剧烈
反应生成碱性物质
钠与水反应生成NaOH和H2，化学方程式为：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
四、钠的化学性质
(3)钠与水的反应
浮
熔
游
响
红
2Na＋2H2O = 2NaOH＋H2↑
2Na + 2H2O = 2Na＋ + 2OH— + H2↑
2Na＋2H2O = 2NaOH＋H2↑
0
+1
0
+1
失去2×e—
得到2×e—
金属钠与水的反应，其实质是钠与水电离出的H+反应
用途：钠用作强除水剂(深度除水剂)
四、钠的化学性质
钠保存在煤油或石蜡油的目的是？
火灾现场存在大量活泼金属时，能用水灭火吗？
能否用钾在NaCl溶液中置换出金属钠？
不能，钠、钾和盐溶液反应时，先与水反应。
不能，活泼金属会和水反应，应用干燥沙土盖灭。
防止钠与水、氧气反应。
四、钠的化学性质
钠与酸溶液反应时是先与水反应，还是先与酸反应？若钠过量，又是什么情况？
(4)钠与酸溶液的反应
2Na + 2H2O === 2Na＋ + 2OH— + H2↑
金属钠与水的反应，其实质是钠与水电离出的H+反应
四、钠的化学性质
(4)钠与酸溶液的反应
(1)实验现象：
(2)化学方程式：
(3)反应剧烈原因：
剧烈反应，融成小球，在水面快速游动并放出大量气体。
2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑
反应本质是钠与H+反应，由于HCl是强电解质，盐酸溶液中H+的浓度大于纯水中的，故反应更加剧烈。
(4)若钠过量，先和酸反应 ，剩余的钠与水继续反应。
四、钠的化学性质
(4)钠与酸溶液的反应：先H+后H2O
四、钠的化学性质
钠与硫酸铜溶液反应结果如何呢？
(5)钠与盐溶液的反应
盐电离出的金属离子都是水合离子，即金属离子被水分子包围着，钠必须要先和水接触，才能和金属离子接触。
钠与水的反应剧烈，还没接触到金属离子便与水先反应了，故钠只能在熔融盐下才能置换出排在其活动性后面的金属。
金属
阳离子
H
O
O
H
O
O
H
O
O
H
O
O
H
O
O
H
O
O
H
O
O
H
O
O
Na
四、钠的化学性质
四、钠的化学性质
(5)钠与盐溶液的反应：先水后盐
2Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑
2NaOH + CuSO4 == Cu(OH)2↓ + Na2SO4
2Na＋2H2O＋Cu2＋== 2Na＋＋Cu(OH)2↓＋H2↑
总反应：2Na＋2H2O＋CuSO4 == Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑
四、钠的化学性质
(5)钠与盐溶液的反应：先水后盐
K、Ca、Na等活泼金属不能从盐溶液中置换出其他金属。
钠与熔融硫酸铜反应结果如何呢？
四、钠的化学性质
(6)钠与熔融盐的反应
2Na + CuSO4(熔融) == Na2SO4 + Cu
[ 思考与交流] 尝试书写Na与熔融TiCl4反应的化学方程式
4Na+TiCl4(熔融) == 4NaCl +Ti
工业制钛反应
利用钠的强还原性
注意：钠只有与熔融盐才可以发生置换反应，置换出相应的金属。
四、钠的化学性质
(7)钠长期暴露在空气中发生的变化
①4Na＋O2===2Na2O(是) ②Na2O＋H2O===2NaOH(否)
④2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO3·10H2O(否)
⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O(否)
Na
Na2O
NaOH
潮解→NaOH溶液
Na2CO3·10H2O
风化→Na2CO3
五、钠的用途
钠的用途
制作高压钠灯
Na-K合金作为原子反应堆的导热剂
制备Na2O2
冶炼钛 锆等贵金属
制备钠硫新型电池
对应训练
[典例1] 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，可能观察到的现象是( )
A
对应训练
[典例2] 将一小块钠投入FeCl3溶液中，下列有关实验结果的预测正确的是( )
A．钠溶解，有铁析出，并有气体产生
B．只有气体产生
C．只有沉淀产生
D．既有沉淀产生，又有气体产生
D
6Na + 2FeCl3 + 6H2O == 6NaCl +2 Fe(OH)3↓ + 3H2↑
对应训练
[典例3] 将金属钠投入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体生成，又有白色沉淀产生的是( )
①MgSO4溶液 ②NaCl溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和Ca(OH)2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥饱和NaCl溶液 ⑦Fe2(SO4)3溶液
A．①②④ B．②③⑥ C．①④⑥ D．④⑤⑥
C

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