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钠教案
钠教案
第二章碱金属
本章内容概述
本章知识在历届考题占有重要地位,所占比例一般不低于4%,是历届高考重点考查的元素化合物知识,特别是Na、Na2O2、NaHCO3、Na2CO3的结构与性质关系几乎年年有题.
一、钠及其化合物的知识体系
二、碱金属元素的递变规律
元素名称:
锂、钠、钾、铷、铯;元素符号:
Li、Na、K、Rb、Cs
原子序数:
电子层数:
原子半径:
失电子能力:
金属性:
与氧气、氯气反应:
氧化物对应的水化物的碱性:
第一节钠
原子结构、元素性质的总结
1.稀有气体元素,如氦、氖、氩等,原子的最外层都有8个电子(氦是2个),是一种相对稳定的结构。
稀有气体元素的化学性质比较稳定,一般不跟其他物质发生化学反应。
2.金属元素,如锂、钠、镁、铝等,它们原子的最外层电子的数目一般少于4个,是一种相对不稳定的结构。
在化学反应中,金属元素的原子比较容易失去最外层电子而使次外层变成最外层,通常达到8个电子(锂是2个)的稳定结构,即金属元素的化学性质相对比较活泼。
3.非金属元素,如氧、氟、硫、氯等,它们原子的最外层电子的数目一般多于或等于4个,也是一种相对不稳定的结构。
在化学反应中,非金属元素的原子比较容易获得电子,也使最外层通常达到8个电子的稳定结构,即非金属元素的化学性质相对比较活泼。
总之,元素的化学性质,跟它的原子的最外层电子数目密切相关。
或者说,元素的化学性质,主要是由它的原子的最外层电子数目所决定的。
课本知识导学运用
课本知识诠解重要提示
1.钠的原子结构
钠的原子结构示意图,钠原子最外层只有一个电子,次外层为八电子稳定结构。
2.钠的物理性质
钠是一种柔软,银白色,有金属光泽的金属,具有良好的导电、导热性,密度比水小,比煤油大,熔点低。
3.钠的化学性质
钠是一种非常活泼的金属,具有强烈还原性,在化学反应中作还原剂。
(1)钠与非金属单质反应
①钠在常温下切开后表面变暗,是钠与氧气反应。
4Na+O22Na2O(灰白色)
②钠在空气中或氧气中充分燃烧,生成淡黄色固体。
2Na+O2Na2O2(常见黄色四物之一),现象:
钠剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体。
③钠在氯气中燃烧、黄色火焰、冒白烟。
2Na+Cl22NaCl
④钠与硫反应,研磨爆炸。
2Na+S2Na2S
⑤钠与氢气反应,生成固态离子化合物NaH。
2Na+H22NaH
(2)钠与化合物反应
钠与水反应,现象:
浮、游、球、鸣、红。
2Na+2H2O2NaOH+H2↑。
(此反应很重要,近十年中曾四次考查该反应离子方程式正误判断)。
4.钠在自然界的存在和主要用途
(1)以化合态存在于自然界中,主要以NaCl、Na2SO4、NaNO3、Na2CO3等形式存在。
(2)钠的用途:
①制Na2CO3;②钠、钾的液态合金用于原子反应堆导热剂;③做电光源;④作强还原剂将某些稀有金属从它们的卤化物中还原出来。
1.最外层一个电子,次外层八电子的结构是一种不稳定结构,在化学反应中,易失去一个电子,而表现出强的还原性,从而钠单质有较强的还原性。
2.软到可以用小刀切割。
3.故钠要密封,隔绝空气保存。
4.对热的稳定性Na2O2>Na2Na2O2中阴离子为O2-2,即两个氧原子共带两个单位负电荷,氧元素显-1价。
6.钠与水反应的每一现象对应钠相应的性质
浮:
钠的密度比水的密度小
球:
钠的熔点低,且低于100℃,投入水中,熔成小球,反应放出大量的热
游响:
反应生成气体,产生摩擦音
红:
反应生成的NaOH是强碱,水溶液显碱性。
钠在自然界只能以化合态的形式存在。
基础例题点拨一拖二【例题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.钾钠合金通常状态下呈液态,可作核反应堆的导热剂
C.钠的化学活泼性很强,少量的钠可保存在有机溶剂CCl4中
拖1下列关于金属钠的说法,哪种是错误的?
()
A.金属钠通常表面有一层氧化膜,所以表面发暗
B.钠极易氧化,故平时保存
D.将两小块质量相等的金属钠,一块直接投入水中,另一块用锡箔包住,在锡箔上刺些小孔,然后放入水中,两者放出的H2量相等。
答案:
CD(钠着火,如加大量水,钠与水剧烈反应,产生大量氢气,氢气也燃烧)
【分析】因为:
4Na+O22Na2O2Na+O2Na2O2所以选项A是正确的。
选项B亦是正确的,这是钠的重要用途之一。
由于钠的性质很活泼,少量的钠通常保存在有机溶剂中以隔绝空气,但是,由于钠的密度很小,当把它放入密度比钠大的有机溶剂中时,钠将浮于液面上,达不到隔绝空气的保存目的,因此,必须将钠放在密度比它小的有机溶剂中,如煤油中,CCl4的密度比钠大得多,所以不能用以保存钠,故C项是错误的。
D项亦是错误的,因为钠的密度比水小,它将浮在水面上,这样,就有少部分钠被氧气所氧化,可用锡箔包住的钠不会被氧气所氧化,所以后者放出的氢气多于前者。
【解析】CD
【例题2】下列反应的离子方程式正确的是()
A.金属钠溶于水Na+2H2ONa++2OH-+H2↑
B.钠与CuCl2溶液反应2Na+Cu2+Cu↓+2Na+
C.钠在空气中燃烧4Na+O22Na2O
D.钠与熔融TiCl4共热4Na+TiCl4Ti+4NaCl
【分析】A.错误。
离子方程式中的产物、反应物及元素原子数目都写对了,但方程式两边的电荷未配平。
B.错误。
由于钠具有较强的金属活动性,极易与水反应,在盐的水溶液中反应时,钠先与水反应生成NaOH,NaOH再与盐反应。
此题中产物应有Cu(OH)2沉淀和H2。
C.错误。
由于Na的金属活动性强,与氧气反应时,只有在缓慢氧化下生成正常产物,而在迅速氧化的条件(如燃烧)下生成过氧化物。
钠与其他非金属反应时生成正常产物。
在煤油中
C.钠着火时,应立即用大量水将火熄灭
D.金属钠在自然界中可以游离态存在
拖2将4.6g金属钠投入到95.6g水中,得到溶液溶质的质量分数是()
A.4.6%
B.7.6%%
D.10%D.对。
钠作为还原剂还可以制备其他稀有金属,但只能将钠与稀有金属的化合物混合共热,不能在水溶液中置换。
答案:
C(解此题并不难,但要注意几点:
①Na投入水中立即反应,得到的溶质是NaOH溶液,所以此题是求生成的NaOH的质量分数;另外反应中有气体H2放出,所以溶液的质量在反应后有改变,因而通过方程式找出溶质的质量,再计算设生成NaOH和H2的质量分别为x、y2Na+2H2O2NaOH+H2↑
2×23g2×40g2g=4.6gxy
x=2×40××23=8gy=2××23=0.2g
NaOH质量分数=8+95.6-0.2×100%=8%)
【解析】D
【例题3】将足量的钠投入100gt℃的水中,恰好得到t℃时的NaOH饱和溶液111g,求投入的钠的质量。
【分析】根据2Na+2H2O2NaOH+H2↑及质量守恒可知,在100g水中投入一定质量的Na以后,溶液质量增加11g是加入的钠与产生的H2的质量差,所以此项可用差量法解。
解:
设投入的钠的质量为x
根据2Na+2H2O2NaOH+H2↑2g2g44g
x(111-100)g
所以有【解析】投入钠的质量为11.5g
随笔:
重难点突破
重点难点易混点易错点方法技巧重点、难点
1.钠与水反应
钠与水反应,其实质是钠与水电离出的氢离子反应
H2OH++OH-
2Na+2H+2Na++H2↑
总反应:
2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑
故所得溶液的质量为水的质量+Na的质量-H2的质量,而小于水与钠的质量和。
2.钠与酸的反应
由于酸溶液中H+的浓度远大于与水中H+的浓度,故钠与酸反应的速率远大于水与反应的速率,一般会发生燃烧甚至爆炸现象。
2Na+2HCl2NaCl+H2↑
3.钠与盐的反应
①钠与盐溶液的反应:
钠是很活泼的金属,在水溶液中不能置换其他金属阳离子,实质是先与水反应,生成的碱再与盐发生复分解反应。
如将一小块钠投入到CuSO4溶液中,现象跟钠与水反应的现象类似,但稍剧烈(CuSO4溶液显酸性),并有蓝色沉淀生产。
2Na+2H2O2NaOH+H2↑
2NaOH+CuSO4Na2SO4+Cu(OH)2↓
总反应方程式:
2Na+CuSO4+2H2OCu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
6Na+Fe2(SO4)3+6H2O2Fe(OH)3↓+3Na2SO4+3H2↑
2Na+2NH4Cl2NaCl+2NH3↑+H2↑
②钠跟某些熔融金属卤化物的反应:
钠是一种很强的还原剂,可以把钛、锆、铌、钽等金属从它们的卤化物里还原出来。
例如:
4Na+TiCl4熔融4NaCl+T碱金属的氢化物
碱金属能与H2在适当温度下反应生成碱金属氢化物,它们都是离子化合物,其中氢以阴离子H-形式存在,氢显负价。
2Na+H22-=2NaH
氢化钠是一种H2发生剂
NaH+H2ONaOH+H2↑(-1价氢与+1价氢归中)
随笔:
随笔:
易混易错点
1.钠与氧气反应的产物问题
钠与氧气反应的生成物可能为Na2O,也可能为Na2O2,什么情况下生成Na2O2,什么情况下生成Na2O2?
一与条件有关?
二与O2的量有关。
①在空气中,点燃的条件下,生成Na2O2;常温下生成Na2O,然后Na2O与空气中水蒸气反应生成NaOH,而NaOH易潮解而吸水变成NaOH溶液,NaOH又与CO2反应生成Na2CO310H2O。
②在干燥的氧气中,常温下,钠先被氧化成Na2O,若氧气过量,则Na2O继续氧化生成Na2O2。
2.钠与盐溶液的反应
同学们知道钠与水反应的本质是与水电离出的H+反应,即水电离出的H+将Na氧化成Na+,那么将Na投入到CuSO4溶液中,同学们认为Cu2+的氧化性比H+强,Cu2+应优先H+被还原,而生成铜单质,而实验事实告诉我们,没有铜沉淀产生,而是产生大量的气体和蓝色沉淀,这是因为在CuSO4溶液中水分子的量远大于Cu2+离子的量,即Na与水接触机会远大于与Cu2+离子接触的机会,从而Na与水生成H2和NaOH,生成NaOH又与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀。
即Na不可能将不活泼的金属从其盐溶液中置换出来。
但在熔融盐中投入钠,如熔融的TiCl4中投入钠,则可以置换出Ti单质。
拖3一小块钠在空气中久置后,质量变为原来的62/23倍,久置后其成分为()
A.Na2B.Na2O2
C.NaOH
D.Na2CO3H2O
答案:
D(设原钠块的质量为23g,则增加的质量为39g,若为Na2O2则增重16g,若生成NaOH,则增重17g;若生成Na2CO3则增重30g,若生成Na2CO3H2O则增重39g)
拖4在加热条件下NaNO2和Na作用可制得氧化钠,同时有N2生成。
反应化学方程式是_______。
说明不能用金属钠在氧气中燃烧而可以采用上述方法制氧化钠的原因是____________。
答案:
2NaNO2+6Na2-4Na2O+N2↑因为Na在O2中燃烧时得到的是Na2O2而不是Na2O;用这种方法得到的是N2和Na2O,N2可将Na2O与空气隔开,避免Na2O被氧化。
拖5将一小块钠投入到FeCl3溶液中生成物有()
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