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3.2.1　钠的性质与制备
1. 了解钠的物理性质，掌握钠的化学性质，认识钠是一种很活泼的金属。
2. 了解钠的存在、用途及制备方法。
3. 了解钠的氧化物的性质。
4. 通过实验操作及观察，培养学生根据对实验现象的分析得出结论的能力。
1. 由钠原子结构预测钠的性质及存在。
钠原子最外层只有一个电子，在化学反应中易失去最外层电子（），表现出强还原性。在自然界中以化合态存在。
2. 由实验探究钠的性质。
(1) 钠与氧气的反应。
反应条件 室温 加热或点燃
实验步骤
实验现象 新切开的钠具有　　　　色的金属光泽，在空气中很快　　　　 钠先　　　　化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈　　　　色，生成　　　　色固体
化学方程式 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　
思考：①钠为什么可以保存在煤油中？
②由以上实验你能得到钠有哪些物理性质？
③钠与氧气的反应可说明条件对产物有影响，如何理解这个观点？
④判断下列说法是否正确。
Ⅰ . 取用钠时，可以用手直接接触Na(　　)
Ⅱ . 金属钠能存放于煤油中，也可存放于CCl4中(　　)
Ⅲ. 常温下，钠与氧气反应生成淡黄色固体(　　)
Ⅳ. 钠与氧气反应时，条件不同，产物也不同(　　)
Ⅴ. 实验中取出的药品都不能再放回原瓶(　　)
Ⅵ. 等质量的钠无论生成氧化钠、过氧化钠还是它们的混合物，转移的电子数相同(　　)
(2) 钠与水的反应
实验操作 实验现象 结论或解释
钠　　　　在水面上
钠　　　　成小球
小球在水面上　　　　
与水反应发出“嘶嘶”声，逐渐变小，最后消失
反应后溶液的颜色逐渐变　　　　
结论：钠与水剧烈反应，其化学方程式是2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。还原剂是　　　　，氧化剂是　　　　，反应的实质是钠与水电离出的H＋反应。
①钠与酸溶液的反应。
若酸过量，钠与稀酸反应放出氢气，比与水反应剧烈；若酸不足，钠将酸反应完后，剩余的钠再与水反应。
②钠与水溶液反应问题的思维模型。
某实验小组做了以下几个实验，将三块绿豆粒大小的钠分别同时投入甲、乙、丙三只小烧杯中。
甲 乙 丙
Ⅰ. 甲烧杯中除观察到浮、熔、游、响现象外，溶液还出现浑浊，写出反应的化学方程式：　　　　　　　　，产生浑浊的原因是____________________。
Ⅱ. 乙烧杯中钠反应更剧烈，写出反应的化学方程式：____________________
Ⅲ. 丙烧杯中能否析出红色铜？写出钠与硫酸铜溶液反应的相关化学方程式。
③某实验室钠着火时，能否用水灭火？为什么？
④根据以上两组实验，总结一下钠的物理性质和化学性质。
金属钠是在1807年利用电解氢氧化钠制得的，约在1891年应用于工业生产，1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现。
目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。
电解氯化钠制金属钠通常在电解槽（见右图）里进行。电解时氯化钠需要熔融，氯化钠的熔点为801 ℃，在技术上有困难。实际生产中用熔融温度约为580 ℃的40%氯化钠和60%氯化钙的低共熔物（即两种或两种以上物质形成的熔点最低的混合物），降低了电解时所需的温度。
电解时，氯气在阳极放出，当电流通过熔融盐时，金属钠和金属钙同时被还原出来，浮在阴极上方的熔融盐上面，从管道溢出。
把熔融的金属混合物冷却到105～110 ℃，金属钙形成晶体析出，经过滤就可以把金属钠跟金属钙分离。
1. 写出工业上利用电解熔融氯化钠制备钠的化学方程式。
2. 下列有关钠的用途，理解其中的化学性质与原理。
(1) 充有钠蒸气的高压钠灯常用于道路和广场的照明，为什么？
(2) 钠钾合金可用作快中子反应堆的热交换剂，原理是什么？
(3) 一定条件下，钠可以用来冶炼钛、锆、铌等稀有金属，利用钠的什么性质？写出700～800 ℃时，钠与熔融TiCl4反应制备金属Ti的化学方程式。
1. 某同学在搜索关于Na2O的文献时，查得以下一段文字：
危险特性：①遇水发生剧烈反应并放热；②与酸类物质能发生剧烈反应；③与铵盐反应放出氨气；④在潮湿条件下能腐蚀某些金属。
(1) 分别写出氧化钠与水、盐酸、二氧化碳发生反应的化学方程式。
(2) 为什么氧化钠可以与铵盐溶液反应放出氨气？
(3) 氧化钠在潮湿条件下，容易腐蚀哪一种常见金属？
　 　　
2. 按照图1、图2所示操作分别完成“滴水生火”和“吹气生火”（可改用口吹）实验。
(1) 实验现象是什么？试加以解释。
(2) 分别写出发生反应的化学方程式。
图1　　　 　　　图2
3. 思考分析。
类比Na与水溶液反应的分析方法及Na2O2与H2O反应的化学方程式，试着分析。
(1) 将适量过氧化钠投入盐酸中，有什么现象？写出化学方程式。
(2) 将适量过氧化钠投入硫酸铜溶液中，有什么现象？写出相关反应的化学方程式。
(3) 判断下列说法是否正确。
Ⅰ. Na2O与Na2O2均为碱性氧化物(　　)
Ⅱ. Na2O与Na2O2中的氧元素的化合价不相同，钠元素的化合价相同(　　)
Ⅲ. Na2O与Na2O2的阴、阳离子个数比均为1∶2(　　)
Ⅳ. Na2O2与CO2的反应中，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂(　　)
1. [2025南通如皋十校期中]下列有关钠及其化合物的说法正确的是(　　)
A. 金属活动性：Na>Cu　　
B. Na＋的结构示意图：
C. Na2O2中Na的化合价为＋2
D. Na2SO4的电离方程式：Na2SO4===Na＋＋NaSO
2. [2025无锡天一中学期中]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，根据钠及其化合物的性质分析，下列说法正确的是(　　)
A. ①发生了氧化还原反应
B. ①变灰暗色是因为生成了过氧化钠
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
3. [扬州高邮期中]下列关于钠的说法正确的是(　　)
A. 钠的熔点很高，硬度很大
B. 工业上用电解熔融氯化钠的方法制备金属钠
C. 钠投入硫酸铜溶液中，会析出红色固体
D. 实验室中，钠着火时可用水扑灭
4. [南通如皋中学调研]下列叙述正确的是(　　)
A. Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生置换反应生成O2
B. Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物
C. Na2O能继续被氧化成Na2O2
D. Na2O2只有还原性
5. [2025无锡期末]下列物质放置在空气中变质不涉及氧化还原反应的是(　　)
A. Na B. NaOH C. NaClO D. Na2O2
6. 某同学按如右图所示实验装置进行钠跟水反应的实验，据此判断下列说法正确的是(　　)
A. 打开右端软塞，将一小块金属钠加入煤油中，反应前片刻，钠的位置在a处
B. 开始反应后，能观察到的实验现象是钠在b处液面以下的水中反应
C. 反应一段时间后，左端液面上升进入长颈漏斗，b处有无色气体产生
D. 若用苯或酒精来代替煤油，可观察到相同的实验现象
7. [2024南通质量监测]根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是(　　)
选项 实验操作和现象 结论
A 用洁净的铂丝蘸取少量待测液在酒精灯火焰上灼烧，火焰呈黄色 该待测液是钠盐溶液
B 向CuSO4溶液中加入铁粉，有红色固体析出 Fe的还原性弱于Cu的还原性
C 向CuSO4的丙酮（一种有机溶剂）溶液中加入绿豆大小的金属钠，产生红色沉淀 钠与CuSO4发生了置换反应
D 向久置的Na2O2样品中加入水，有气泡产生 Na2O2没有变质
8. [苏州期中]在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　)
A. CaCO3CO2HClO
B. HCl（浓）Cl2FeCl2
C. NaNa2ONaOH
D. Cl2HClKCl
9. 过氧化钠与水反应后滴加酚酞，酚酞先变红后褪色。某小组欲探究其原因，进行以下实验： 实验①取反应后溶液加入二氧化锰后迅速产生大量气体；实验②③中红色均不褪去。下列分析错误的是(　　)
A. 过氧化钠与水反应产生的气体为O2
B. 过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂
C. 实验②③证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气
D. 过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2
10. 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，可能出现下列现象：①变成白色粉末；②变暗；③变成白色固体；④表面变潮。这些现象出现的先后顺序是　　　　（填字母，下同）。
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。其中描述正确的是　　　　。
A. ①② B. ①②③ C. ①③ D. ①④⑤
(4) 将一小块钠投入FeCl3溶液中，发生反应的化学方程式为______________
　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
11. 在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品，用如图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。
(1) A装置中盛放有大理石，写出A中发生反应的化学方程式：_______________
____________________________________。
(2) B、D中依次盛有饱和NaHCO3溶液、NaOH溶液，其目的分别是___________________________________________
______________________________________________________________________。　　　　　　　　　　　　　　　　
(3) C中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　 　　、_____________
___________________。
(4) F中收集的气体为　　　　，每生成1 mol该气体，转移电子的物质的量为　　　　。
3.2.1　钠的性质与制备
【活动方案】
活动一：
2. (1) 银白　变暗　熔　黄　淡黄　4Na＋O2===2Na2O　2Na＋O2Na2O2
①钠的密度比煤油大且不与煤油反应，因钠能与空气中的氧气反应，故用煤油隔绝空气。
②钠单质呈银白色，质地软，密度大于煤油，熔点较低。
③常温下生成Na2O，燃烧或加热生成Na2O2。
④×　×　×　√　×　√
(2) 实验现象：浮　熔化　迅速游动　红　结论或解释：钠的密度比水小　钠熔点低，反应放热　反应产生的气体推动小球运动　钠与水剧烈反应，产生氢气　有碱性物质(氢氧化钠)生成
钠　水　②Ⅰ.2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
钠与水反应放热且溶剂减少，Ca(OH)2过饱和结晶析出　Ⅱ.2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑　Ⅲ.不能，2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。
③不能，因为钠极易与水反应产生氢气，用水灭火易发生爆炸，常用干燥的沙土来灭火。
④钠的物理性质：银白色，有金属光泽的固体，质地柔软，熔点低(小于100 ℃)，密度比水小，但比煤油大。钠的化学性质：钠是活泼的金属，能与非金属单质、水、酸反应，在反应中均失去一个电子表现强还原性。
活动二：
1. 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
2. (1) 高压钠灯发出的黄光射程远，透雾能力强。
(2) 钠钾合金熔点低，常温下呈液态，导热性好。
(3) 利用了钠的强还原性。TiCl4＋4NaTi＋4NaCl。
活动三：
1. (1)Na2O＋H2O===2NaOH；
Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O；
Na2O＋CO2===Na2CO3。
(2)氧化钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠能与铵盐反应放出氨气。
(3)铝。
2. (1)脱脂棉燃烧。因为两个反应均为放热反应，并有氧气产生，故脱脂棉燃烧。
(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
3. (1) 有气泡产生，2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋O2↑＋2H2O。　(2) 有气泡放出，溶液颜色变浅，同时有蓝色沉淀生成。2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。
(3) ×　√　√　√
【课堂反馈】
1. A　Na＋的结构示意图为，B错误； Na2O2中Na的化合价为＋1，O的化合价为－1，C错误；Na2SO4的电离方程式为Na2SO4===2Na＋＋SO，D错误。
2. A　金属钠露置于空气中，物质转化过程为NaNa2ONaOH
NaOH溶液Na2CO3晶体。 ①变灰暗色是因为生成了氧化钠，B错误；③是 NaOH吸收空气中的水蒸气形成了溶液，C错误；④是NaOH与空气中的CO2反应生成Na2CO3，发生了化学变化，D错误。
3. B　钠的熔点低，硬度小，A错误；钠投入硫酸铜溶液中，先与水反应，置换不出铜，C错误；钠能与水反应，钠着火时不能用水扑灭，应用干燥的沙子覆盖，D错误。
4. C　Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，反应物中没有单质，不是置换反应，A错误；Na2O2和水反应生成NaOH和O2，不是碱性氧化物，B错误；Na2O和O2在加热条件下生成Na2O2，C正确；Na2O2中氧显－1价，既有氧化性，又有还原性，D错误。
5. B　Na放置在空气中，会被O2氧化为Na2O，涉及元素化合价的变化，属于氧化还原反应，A不符合题意；NaOH放置在空气中，会因潮解而得到NaOH溶液，再与空气中的CO2反应生成Na2CO3，不涉及元素化合价的变化，属于非氧化还原反应，B符合题意；NaClO放置在空气中，会因接触到空气中的CO2和H2O而转化为HClO，HClO见光分解生成HCl和O2，涉及元素化合价的变化，属于氧化还原反应，C不符合题意；Na2O2放置在空气中，会接触到空气中的CO2或H2O而放出O2，涉及元素化合价的变化，属于氧化还原反应，D不符合题意。
6. C　钠的密度大于煤油，所以会沉在煤油中，A错误；钠的密度大于煤油而小于水，所以钠会沉在煤油中而漂浮在水面上，上下跳动，不可能在b处液面以下的水中反应，B错误；钠和水反应生成NaOH和氢气，生成的氢气导致左端液面上升，进入长颈漏斗，b处有无色气体产生，C正确；乙醇和水互溶，所以不会出现相同的实验现象，D错误。
7. C　还可能是NaOH溶液，A错误；铁置换出铜，还原性Fe>Cu，B错误；红色固体为Cu，说明在丙酮条件下中，钠置换出硫酸铜中的铜，C正确；Na2O2与水反应生成O2，不能判断Na2O2是否变质，D错误。
8. A　氯气与铁在点燃条件下反应生成 FeCl3，B错误；加热条件下，Na与O2反应生成Na2O2，C错误；HCl与KI不反应，D错误。
9. B　过氧化钠与水反应产生的气体为O2，A正确；过氧化钠与水反应不需要催化剂，双氧水分解需要MnO2作催化剂，B错误；实验②③作为对照实验，能证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气，C正确；根据反应后溶液加入二氧化锰后迅速产生大量气体可推断，过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2，D正确。
10. (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
11. (1) CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
(2) 除去CO2中混有的HCl、吸收未反应的CO2
(3) 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
(4) O2　2 mol

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