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第二章 海水中的重要元素—钠和氯
第一节课时1 活泼的金属单质--钠
讨论1：钠单质性质的理论分析
（1）从物质分类的角度分析：
钠属于金属单质
（2）从氧化还原的角度分析：
钠一定具有还原性
（3）根据初中的金属活动性分析：
钠是很活泼的金属
结论：
钠是一种具有较强还原性的金属单质。
（4）从原子结构的角度分析：
Na
Na+
失去最外层1个电子
钠原子的最外层只有1个电子，容易失去，达到最外层8电子稳定结构，得到可以稳定存在的钠离子。
实验2-1
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。
你观察到了什么？
2.钠为固体保存在煤油中，用小刀可以切开，表面有银白色金属光泽。
金属钠光亮的表面变暗了
空气对金属钠产生了作用
钠与空气中的氧气发生了反应
1.新切开的金属钠光亮的表面很快变暗了，是因为钠与氧气发生了反应，在钠的表面形成了一薄层氧化物，这种氧化物是白色的氧化钠。4Na + O2 ==== 2Na2O
讨论2：钠单质性质的实验
特别提醒　①取金属钠时应用镊子，不能用手直接接触，一般取绿豆大小即可，不能太大，以免实验时发生危险。②剩余的钠要放回原试剂瓶。
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。
实验2-2
你观察到了什么？
1.钠受热后先熔化，然后与氧气剧烈反应，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体。
2.由于表面张力的问题，熔化的钠呈现球形，类似液态汞。得到的淡黄色固体是过氧化钠（Na2O2）。
2Na + O2 Na2O2
钠能否与其他非金属单质反应呢？按照氧化还原理论分析，钠应该可以与常见的典型非金属单质反应。
例如：
请观察钠与硫混合研磨现象
请观察钠在氯气中燃烧
实验2-3
钠与硫混合研磨可发生爆炸
钠在氯气反应剧烈燃烧，产生大量的白烟，放热，产生光亮的黄色火焰。
向水槽中加入一定量的水，滴加几滴酚酞，投入一块绿豆大的钠。
请仔细观察实验现象。
实验2-4
特别提醒：火灾现场存放有大量活泼金属(如Na)时，不能用水而需要用干燥的沙土灭火。
实验操作 实验现象 原因解释
钠浮在水面上 钠的密度比水__
钠熔化成闪亮的小球 钠的熔点__,反应放热
小球在水面上迅速游动 反应产生的气体推动小球在水面运动
发出“嘶嘶”的响声,且 钠很快消失 钠与水反应剧烈
反应后溶液的颜色逐渐变为红色 反应生成__ 性物质
小
低
碱
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
钠与水反应，实质上是钠跟水电离出的H+反应；而酸中的H+浓度比水中H+浓度大。钠与酸反应是否比与水反应剧烈？
预测钠与浓盐酸反应的现象
实验2-5
1.钠与酸反应比与水反应剧烈。
2.酸消耗完之后钠还要与水反应。
实验2-6
预测钠投入煤油和水的混合物中的现象
钠的密度比煤油大，但是比水的密度小，将钠投入在煤油和水的混合物中会是什么现象？
钠的密度介于水和煤油之间，所以钠在煤油和水的界面处，钠与水反应有气泡产生，固体上下跳动，至钠消失。
金属间在水溶液中的置换反应为什么不能用“K、Ca、Na”等金属呢？
预测钠与硫酸铜溶液反应的现象
实验2-7
实验2-8
K、Ca、Na等金属过于活泼，加入水溶液中直接与水发生反应，不会置换金属。
生成的氢氧化钠再与盐发生复分解反应
钠投入硫酸铜溶液
钠投入氯化铁溶液
预测钠与氯化铁溶液反应的现象
1. 钠的物理性质：
2. 钠的化学性质：
（1）钠与氧气反应：
与其他非金属单质反应生成对应的钠盐。
银白色有金属光泽金属，密度小、质地软、熔点低。
小结
4Na + O2 == 2Na2O(白色)
2Na + O2 Na2O2(淡黄色)
（2）钠与水、酸、碱、盐溶液的反应规律
①钠与水反应
预测 Na与H2O反应的生成物是NaOH和H2
实验操作 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
实验现象 分析及结论
钠浮在水面上 钠的密度比水的小
钠熔化成闪亮的小球 钠的熔点低,该反应放热
小球在水面上迅速游动 反应产生的气体推动小球运动
发出“嘶嘶”的响声,且钠很快消失 钠与水反应剧烈
反应后溶液的颜色逐渐变为红色 有碱性物质生成
②钠与酸反应
钠与酸反应,先与酸反应,后与H2O反应,即先酸后水。
③钠与碱溶液的反应
钠与碱溶液反应的实质是钠与水的反应。
④钠与盐溶液的反应
Ⅰ与NaCl溶液反应:实质是与水反应。
Ⅱ与CuSO4溶液反应:
因为CuSO4溶液中每个Cu2+都被若干个水分子包围着,钠在CuSO4溶液中直接接触到的微粒是水分子,故钠先与水反应生成NaOH,NaOH再与CuSO4反应,而不能认为钠与铜发生置换反应。
上述反应的化学方程式为
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、2NaOH+CuSO4 === Cu(OH)2↓+Na2SO4;
离子方程式是
2Na+2H2O === 2Na++2OH-+H2↑、2OH-+Cu2+ ===Cu(OH)2↓。
钠投入盐溶液中,一般是钠先与水反应,然后考虑反应生成的NaOH与盐是否反应,可以概括为“先水后盐”。类似的反应还有钠与FeCl3溶液、MgSO4溶液的反应等。
③与NaHSO4溶液反应:因NaHSO4在水溶液中完全电离(NaHSO4 === Na++H++S)而使溶液显强酸性,即盐电离产生的H+浓度远大于水电离产生的H+浓度,因此钠直接与盐反应,反应的化学方程式为2Na+2NaHSO4===2Na2SO4+H2↑,离子方程式是2Na+2H+ 2Na++H2↑。
提示:钠与水反应的现象可以简记为5个字:浮、熔、游、响、红。
思考1.将绿豆大的钠块投入如图所示的烧杯中，可能出现的现象是
A.钠块只在煤油层中游动，并放出气体
B.钠块只在水层中游动，钠块熔化，水层变红
C.钠块在CCl4层和水层界面处游动并上下跳动，钠块熔化，水层变红
D.钠块在水层和煤油层界面处游动并上下跳动，钠块熔化，水层变红
√
√
思考2：利用如图所示装置进行金属钠与水反应的实验,液体添加完毕后,关闭活塞,打开右边胶塞,向煤油中加入一小块钠,立即塞好胶塞,不能观察到的现象是 (　　)
A.钠块始终保持在a处,直至完全消失
B.U形管b处附近溶液先变为红色
C.钠块在煤油与水的交界处上下跳动直至消失
D.随着反应的进行,煤油与胶塞处液面下降,漏斗中液面上升
A
解析:钠的密度比煤油大,比水小,钠与水反应有气体产生,所以会在煤油与水的交界处上下跳动,直至消失,A错误,C正确;反应中生成NaOH,故b处附近溶液变红,B正确;反应中有氢气生成,氢气在煤油的上方,故煤油与胶塞处液面下降,漏斗中液面升高,D正确。
A
思考3：已知锂单质化学性质与钠类似,活泼性比钠略差。它的密度为0.534 g/cm3,锂元素的焰色为紫红色,将绿豆大的锂投入水中,下列实验现象合理的有 (　　)
①锂沉入水中 ②锂浮在水面上 ③水中有大量气泡
④反应后在水中加入几滴石蕊溶液,溶液变红
⑤反应剧烈,发出紫红色火焰⑥锂四处游动
A.②⑥ B.①③ C.②③⑤ D.②④⑤⑥
解析:锂的密度比水小,因此锂浮在水面上,①项错误、②项正确;锂和水反应生成LiOH和H2,锂表面能产生大量气泡,③项错误;生成的LiOH使紫色石蕊溶液变蓝,④项错误;紫红色为锂元素的焰色的颜色,锂与水反应不会产生紫红色火焰,⑤项错误;产生的氢气使锂四处游动,⑥项正确;综上,②⑥的现象合理,答案选A。
①④⑤
⑥
思考4：将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体产生，又有沉淀产生的是________(填序号，下同)，有刺激性气味气体产生的是____。
①MgSO4溶液　 ②NaHCO3溶液　 ③Na2SO4溶液
④饱和澄清石灰水　⑤FeCl3溶液　 ⑥NH4Cl溶液
①④⑤
⑥
思考5：钠在液氨中溶解速度极快,形成一种蓝色溶液,研究认为蓝色是生成氨合电子e-(NH3)x的缘故,如图所示。将钠投入液氨中,钠沉入液氨中,快速得到深蓝色溶液,并慢慢产生气体。下列有关说法不正确的是 (　　)
A.钠的密度比液氨大
B.溶液的导电性增强
C.氨合电子e-(NH3)x具有强氧化性
D.钠和液氨可发生以下反应:
2NH3+2Na=== 2NaNH2+H2↑
C
解析:将钠投入液氨中,钠沉入液氨中,说明钠的密度比液氨大,A正确;液氨中没有自由移动的带电子粒子,不导电,而钠投入液氨中生成蓝色的氨合电子,能导电,即溶液的导电性增强,B正确;氨合电子e-(NH3)x中含有1个电子,容易失去电子发生氧化反应,具有还原性,C错误;Na和液氨反应产生气体,钠具有强还原性则生成产物NaNH2和H2,化学方程式为2NH3+2Na ===2NaNH2+H2↑,D正确。故选C。

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