高中化学09金属钠及其氧化物.docx
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高中化学09金属钠及其氧化物
高二化学暑假班(教师版)
教师
日期
学生
课程编号
09
课型
同步
课题
金属钠及其氧化物
教学目标
1、掌握金属Na及其重要化合物(氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氯化钠等化合物)的主要性质及其应用。
2、熟悉一些简单的与过氧化钠有关的计算问题。
教学重点
1、金属钠的化学性质。
2、过氧化钠的性质及相关计算。
教学安排
版块
时长
1
知识温习
10mins
2
每识每课
5mins
3
新知精讲
60mins
4
课堂小憩
5mins
5
典例解析
30mins
6
师生总结
10mins
7
课后作业
30mins
完成下列反应的现象、方程式以及图像。
1、向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液
①现象:
_________________________________________________
②有关反应:
__________________________________________________
③图像:
2、向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液
①现象:
__________________________________________________
②有关反应:
____________________________________________________
③图像:
3、向偏铝酸钠溶液中滴加盐酸
①现象:
___________________________________________________
②有关反应:
_____________________________________________________
③图像:
4、向盐酸中滴加偏铝酸钠溶液
①现象:
_____________________________________________
②有关反应:
_________________________________________________
③图像:
【答案】1、先出现沉淀,然后沉淀消失
Al3++3OH¯→Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-¯→AlO2¯+2H2O
2、开始无沉淀,最终出现沉淀
4OH-+Al3+→AlO2-¯+2H2O,3AlO2-+6H2O+Al3+→4Al(OH)3↓
3、先产生沉淀,后沉淀溶解
AlO2-+H++H2O→Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+→Al3++3H2O
4、开始生成的白色沉淀振荡后消失,后产生白色沉淀不溶解
AlO2¯+4H+→Al3++2H2O,3AlO2¯+6H2O+Al3+→4Al(OH)3↓
笑话一:
昨天实验室里的金属钠着火了,为了灭火,实验室的水都快用完了。
笑话二:
在大学的实验室里,有一女生正准备将一大块金属钠扔进一大桶水中,教授看到后马上走过去和她说:
请等一下,在你扔进去之前请先把水充分搅动一下,这样的话,至少我还有逃命的时间。
教师提问:
以上两则化学笑话大家看得懂吗?
一、金属钠的物理性质
1.颜色:
___________色,有金属光泽。
2.密度:
ρ(H2O)_____ρ(Na)______ρ(煤油)
3.熔点:
________100℃
4.硬度:
质地________,可以用小刀切割。
5.保存:
密封保存,通常保存在____________________中。
【思考1】钠能否保存在CCl4中?
【答案】银白>>低于柔软石蜡油或煤油
否,因为CCl4的密度比钠的大。
二、从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——_________性
Na
1.钠与非金属反应
(1)与O2反应
a.常温下
现象:
____________________________________
方程式:
________________________________________
b.加热或点燃条件下
【学生活动】观看金属钠与氧气燃烧反应的视频
现象:
____________________________________
方程式:
________________________________________
【答案】还原表面逐渐变暗,失去金属光泽4Na+O2→2Na2O
剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成淡黄色固体2Na+O2
Na2O2
(2)与其他非金属反应(Cl2、S)
a.与Cl2反应
【学生活动】观看金属钠在氯气中燃烧的视频
现象:
____________________________________
方程式:
________________________________________
b.与S反应
现象:
____________________________________
方程式:
________________________________________
【答案】剧烈燃烧,产生白烟2Na+Cl2
2NaCl
硫混合研磨会爆炸Na+S→NaS
2.钠与水反应
【学生活动】观看金属钠与水反应的视频
化学方程式:
_________________________________________
离子方程式:
_________________________________________
现象及解释:
①浮于水面上——_______________________
②熔化成小球——_______________________
③四处游动——_______________________
④嘶嘶的响声——___________________________
⑤使滴加酚酞的溶液变红——_____________________________
【答案】2Na+2H2O→2NaOH+H2↑2Na+2H2O→2Na++2OH-+H2↑
金属钠的密度比水小反应放热,金属钠的熔点小产生气体推动钠球游动
反应剧烈反应生成了强碱NaOH
【思考2】金属钠着火,不能用H2O灭火的原因是_______________________________,通常用__________掩埋。
【答案】金属钠能与H2O反应干燥沙土
3.钠与酸溶液反应
说明:
反应非常剧烈,是钠与氢离子之间的作用。
过量的钠投入酸溶液中,先与酸反应反应,酸反应完后再与水反应。
离子方程式:
____________________________________
4.钠与盐反应
(1)与盐溶液反应
a.钠与硫酸铜溶液:
方程式:
____________________________________________________________
现象:
__________________________________
b.钠与氯化铵溶液:
方程式:
____________________________________________________________
现象:
__________________________________
c.钠与氯化铁溶液:
方程式:
____________________________________________________________
现象:
__________________________________
(2)与熔融盐反应
金属钠与熔融TiCl4反应:
__________________________________
【注意】
①钠投入盐溶液中先与水反应生成碱,再考虑碱与盐的反应。
②钠________从盐溶液中置换出金属(填“能”或“不能”),但钠可以从__________盐中置换出较不活泼的金属。
【答案】2Na+2H+→2Na++H2↑
2Na+2H2O→2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4→Cu(OH)2↓+2H2O产生无色气体,生成蓝色沉淀
2Na+2H2O→2NaOH+H2↑,2NaOH+2NH4Cl→2NaCl+2NH3↑+2H2O产生刺激性气味的气体
2Na+2H2O→2NaOH+H2↑,3NaOH+FeCl3→Fe(OH)3↓+3NaCl产生无色气体,生成红褐色沉淀
4Na+TiCl4
4NaCl+Ti不能熔融
三、金属钠的其他方面
1.钠的制备
电解熔融的氯化钠:
___________________________________
2.钠的取用
取(镊子)、吸(滤纸)、放(玻璃片)、切、返(剩余钠返回原试剂瓶)
3.钠的用途
①制过氧化钠。
②Na—K合金(液态)用作原子(或快中子)反应堆的__________;
③在电光源上,用钠制___________________________;
④工业上用钠作强还原剂,用于冶炼金属,如Ti;
说明:
工业上在850℃,钠与熔融状态的KCl反应可以制取金属钾:
Na(l)+KCl(l)
NaCl(l)+K(g),反应发生是因为在反应温度下,体系中只有钾是气体,能从体系中逸出,利于反应正向进行,该反应不能说明金属钠的还原性强于金属钾!
【答案】2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑导热剂钠光灯,因为黄光透雾能力强
四、钠的氧化物的比较
比较内容
Na2O
Na2O2
颜色、状态
氧的化合价
电子式
稳定性
生成条件
物质类别
与水反应
与CO2反应
与盐酸反应
用途
保存
转化
【答案】
比较内容
Na2O
Na2O2
颜色、状态
白色固体
淡黄色固体
氧的化合价
-2价
-1价(过氧离子O22-)
电子式
稳定性
较不稳定
较稳定
生成条件
通过钠的常温氧化生成
通过钠的燃烧生成
物质类别
碱性氧化物
过氧化物(不是碱性氧化物)
与水反应
Na2O+H2O→2NaOH
2Na2O2+2H2O→4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2→Na2CO3
2Na2O2+2CO2→2Na2CO3+O2
与盐酸反应
Na2O+2HCl→2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl→4NaCl+2H2O+O2↑
用途
用于少量Na2O2制取
强氧化剂、漂白剂、供氧剂
保存
密封保存
密封保存
转化
Na2O+O2→Na2O2(热稳定性:
Na2O2>Na2O)
【思考3】请用单线桥法标出过氧化钠与二氧化碳、水反应的得失电子情况?
【答案】电子由过氧化钠中的氧原子指向氧原子,转移两个电子。
属于歧化反应。
【思考4】金属钠露置在空气中会依次发生哪些变化?
【答案】
“液体防弹衣”
液体防弹衣,的主要成分是一种特制“抗剪稠密液体”(STF),该物质含有大量悬浮在无毒聚乙烯醇流体中的硬质纳米级硅胶微粒。
据负责该型研发项目的埃利项目的埃利克·魏特兹尔博士介绍,正常情况下STF就像其他液体一样,很柔软,可以变形。
一旦弹片或弹头触到它,这种液体就能瞬间转变成一种硬质材料,阻止弹体穿过。
英国布里斯托尔国防航空业巨头BAE系统公司的一个科学家小组开发出这项创新技术,利用被戏称为“防弹奶蛋糊”的物质,已经制成一种液体防护衣,这种防护衣在受压后会自动变硬,吸收撞击在它表面的弹片产生的冲击力。
漂白粉在鱼病防治中有重要作用
下面介绍用漂白粉预防白皮病的方法,白皮病(又称白尾病),发病时尾端溃烂且发白,由白皮极毛杆菌引起,后逐渐扩大病灶,致使鱼的后半部全成白色。
严重时鱼的尾鳍全部烂掉,头向下,尾朝上,身体与水面垂直,不久即死亡。
治疗方法:
每立方水体用漂白粉1克(含有效氯30%,以下相同)化水全池泼洒,第二天用同样方法又全池泼洒一次,较为彻底。
在用漂白粉对池塘水质和鱼体表细菌疾病消毒防治的同时,也要用硫酸铜与硫酸亚铁合剂0.7毫克/千克全塘泼洒扑杀水中和鱼体表寄生虫,适当用生石灰调节水体酸碱度(使水体呈微碱性),还要选择内服药饵如鱼必康、强克33、出血平、大蒜素等(按说明书使用)拌饲料做成药饵投喂鱼类,每天一次,连续投喂3~5天为一个疗程,综合治疗,效果最佳。
在刮风下雨、低气压闷热、鱼群浮头或有异常时不洒泼药液、不投药饵,以免引起异常和浪费;洒泼药液、投药饵要在天气正常、晴天无风鱼不浮头时进行,上午8~9时投喂,下午4~5时泼药,反之亦可。
知识点1:
与过氧化钠相关计算
【方法提炼】
1、写出Na2O2分别与CO2、H2O反应的化学方程式。
2、根据以上两个反应,探究反应中存在的定量关系。
(1)物质的量关系
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为______________。
(2)气体体积关系
若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量等于原混合气体体积的__________,也________生成氧气的量。
(3)电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量关系为__________________。
(4)固体质量关系
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”或H2O中的“H2”,可以看作发生相应的反应:
Na2O2+CO
Na2CO3、Na2O2+H2
2NaOH(实际上两反应均不能发生)。
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,Wg该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后,固体增重必为Wg。
或是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,即可满足该条件。
(5)先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O发生反应。
【答案】2Na2O2+2H2O→4NaOH+O2↑2Na2O2+2CO2→2Na2CO3+O2
2∶11/2等于2Na2O2~O2~2e-
【例1】200℃时,11.6克CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后,反应后固体的质量增加了3.6克,则原混合气体的平均相对分子质量为()
A.5.8B.11.6C.23.2D.46.4
【难度】★★★
【答案】C
【解析】方法一:
设CO2和H2O(g)的物质的量分别为n1、n2,则:
44n1+18n2=11.6求得n1=0.1mol,n2=0.4mol
28n1+2n2=3.6
故原混合气体的平均相对分子质量为11.6/0.5=23.2
方法二:
由题知原混合气体的平均相对分子质量一定大于18小于44,故只能选C。
变式1:
(双选)在一定条件下,使H2和O2的混合气体26g充分发生反应,所得产物在适当温度下跟足量的固体Na2O2反应,使固体增重2g。
原混合气体中H2和O2的物质的量之比可能为()
A.10:
1B.9:
1C.4:
1D.4:
3
【难度】★★★
【答案】AD
【解析】过氧化钠增重的质量即为参加反应的氢气的质量。
变式2:
取ag某物质在O2中完全燃烧,将生成物与足量Na2O2固体完全反应,反应后,固体质量恰好也增加了ag,下列物质不能满足上述结果的是()
A.H2B.COC.C6H
12O6D.
C12H22O11
【难度】★★★
【答案】D
【解析】2CO+O2
2CO2①
2Na2O2+2CO2→2Na2CO3+O2②
①+②得:
Na2O2+CO→Na2CO3(虚拟的反应)
即:
CO可被Na2O2完全吸收
2H2+O2
2H2O③
2Na2O2+2H2O→4NaOH+O2↑④
③+④得:
Na2O2+H2→2NaOH(虚拟的反应)
C项可变形为(CO)6(H2)6;D项变为C·(CO)11(H2)11,因而反应后质量增加大于ag。
师生总结
1.NaH与水反应的化学方程式为NaH+H2O→NaOH+H2↑,在该反应中H2O()
A.是氧化剂B.是还原剂
C.既是氧化剂又是还原剂D.既不是氧化剂又不是还原剂
【难度】★★
【答案】A
2.在烧杯中加入水和苯(密度:
0.88g/cm3)各50mL。
将一小粒金属钠(密度:
0.97g/cm3)投入烧杯中。
观察到的现象可能是()
A.钠在水层中反应并四处游动
B.钠停留在苯层中不发生反应
C.钠在苯的液面上反应并四处游动
D.钠在苯与水的界面处反应并可能作上、下跳动
【难度】★★
【答案】D
3.金属钠长期放置于空气中,最后应变为()
A.Na2OB.Na2O2C.NaOHD.Na2CO3
【难度】★★
【答案】D
4.下列关于钠的叙述错误的是()
A.钠易与非金属S、Cl2等反应
B.钠在空气中燃烧生成Na2O
C.钠燃烧时发出黄色的火焰
D.钠的密度比水小,熔点低于100℃
【难度】★
【答案】B
5.氧化钠和过氧化钠的共同之处是()
A.均为淡黄色固体B.均能与水反应生成碱
C.均含O2D.均能与CO2反应生成O2
【难度】★
【答案】B
6.下列对于过氧化钠的叙述中,正确的是()
A.过氧化钠能与酸反应生成盐和水,所以过氧化钠是碱性氧化物
B.过氧化钠能与水反应,所以过氧化钠可以作气体的干燥剂
C.过氧化钠与水反应时,过氧化钠是氧化剂,水是还原剂
D.过氧化钠与二氧化碳反应时,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂
【难度】★
【答案】D
7.往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠,然后各加入100mL的水,搅拌,使固体完全溶解。
则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小的顺序是()
A.甲<乙<丙<丁B.丁<甲<乙=丙
C.甲=丁<乙=丙D.丁<甲<乙<丙
【难度】★★★
【答案】B
【解析】
(1)甲、丁相比:
甲:
Na→NaOH消耗H2O,溶剂减少
丁:
NaOH无反应溶剂不变
故NaOH的质量分数:
甲>丁。
(2)乙、丙相比:
NaOH相等消耗H2O相等溶剂相等
故乙、丙溶液完全等同。
(3)乙、丙与甲相比甲:
Na乙:
Na2O丙:
Na2O2
当它们物质的量相等时,Na(甲)所得NaOH是乙、丙(Na2O、Na2O2)所得NaOH物质的量的
,它们所消耗的水相等,故溶剂相等,因此甲的质量分数比乙、丙小。
8.为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境,一般在飞船内安装盛有Na2O2或K2O2颗粒的装置,它的用途是产生氧气。
下列关于Na2O2的叙述正确的是()
A.Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶1
B.Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时,需要水和CO2的质量相等
C.Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时,转移电子的物质的量相等
D.Na2O2的漂白原理与SO2的漂白原理相同
【难度】★★★
【答案】C
9.在一定温度下,向饱和烧碱溶液中放入一定量的过氧化钠,充分反应后恢复到原来温度,下列说法正确的是()
A.溶液中Na+浓度增大,有O2放出
B.溶液中的pH不变,有H2放出
C.溶液中的Na+数目减小,有O2放出
D.溶液中的pH增大,有O2放出
【难度】★★
【答案】C
10.金属钠与下列溶液反应时,既有白色沉淀析出又有气体逸出的是()
A.BaCl2溶液B.K2SO4溶液C.FeCl3溶液D.Ca(HCO3)2溶液
【难度】★★
【答案】D
11.9.2g金属钠投入到足量的重水中,则产生的气体中含有()
A.0.2mol中子B.0.4mol电子C.0.2mol质子D.0.4mol分子
【难度】★★
【答案】B
12.把钠放入滴有酚酞试液的水中,下列现象不会出现的是()
A.钠浮在水面上B.钠熔化成小球
C.溶液中产生较多的气泡D.水溶液变成红色
【难度】★
【答案】C
13.当金属钠着火时,应选的灭火剂是()
A.水B.泡沫灭火剂C.沙土D.煤油
【难度】★
【答案】C
14.关于金属钠的叙述中正确的是()
A.钠有很强的还原性B.少量金属钠可以保存在冷水里
C.钠燃烧时生成氧化钠D.钠的焰色反应呈紫色
【难度】★
【答案】A
15.用等质量的金属钠进行下列实验,产生氢气最多的是()
A.将钠放入足量的稀盐酸中
B.将钠放入足量的稀硫酸中
C.将钠放入足量的氯化钠溶液中
D.将钠用铝箔包好,并刺一些小孔,放入足量的水中
【难度】★★
【答案】D
16.将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化:
表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体(粉末),下列有关叙述不正确的是()
A.表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠
B.“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液
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
【难度】★★
【答案】D
17.阿伏加德罗常数为NA,下列说法正确的是()
A.1mol钠与氧气反应生成Na2O或Na2O2时,失电子数目均为NA
20081030
B.1molNa2O2与CO2足量反应时,转移2NA个电子
C.1molL-1的NaOH溶液中含Na+数目为NA
D.1molNa2O2晶体中含有的阴离子数目为2NA
【难度】★★
【答案】A
18.将Na2O2投入到FeCl2溶液中,可观察到的现象是()
①有气泡产生②生成的白色沉淀③生成红褐色沉淀④无变化
A.①、③B.①、②C.①、②、③D.④
【难度】★★
【答案】A
19.金属钠与下列溶液反应时,既有白色沉淀析出又有气体逸出的是()
A.BaCl2溶液B.K2SO4溶液
C.FeCl3溶液D.Ca(HCO3)2溶液
【难度】★★
【答案】D
20.在一定条件下,将钠与氧气反应的生成物1.5g溶于水,所得溶液恰好能被80mL浓度为0.50mol·L-1的HCl溶液中和,则该生成物的成分是()
A.Na2OB.Na2O2
C.Na2O和Na2O2D.Na2O2和NaO2
【难度】★★
【答案】C
21.钠的用途与钠的化学性质无关的是()
①制取过氧化钠②作原子反应堆的导热剂③冶炼金属钛④应用在电光源上
A.①③④B.②③④C.②④D.①③
【难度】★★
【答案】C
22.过氧化钠可作为氧气的来源
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- 高中化学 09 金属钠 及其 氧化物