高三化学一轮复习-31-钠及其氧化物教学设计.doc

第三章 金属及其化合物
第一课时 钠及其氧化物
〖复习目标〗
（1）掌握钠的物理、化学性质。
（2）掌握氧化钠、过氧化钠的性质。
（3）钠及其氧化物的相关计算。
（4）能规范解答以钠及其氧化物为载体的实验探究、框图推断题。
〖教学重点〗 钠、氧化钠、过氧化钠的性质
〖教学难点〗 钠及其氧化物的相关计算
〖教学过程〗

【知识精讲】
1、钠的性质
（1）物理性质
颜色：银白色，有金属光泽；
密度：ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)；
熔点：低于100 ℃；
硬度：质地柔软，可以用小刀切割。
（2）存在
自然界中只能以化合态的形式存在，以NaCl为主，还有Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等。
（3）制取与保存
制取：化学方程式为2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑；
密封保存，少量的钠通常保存在煤油里。
（4）用途
①制取Na2O2等化合物；
②钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂；
③作强还原剂，将某些稀有金属从它们的卤化物中还原出来，
如4Na＋TiCl44NaCl＋Ti；
④用作电光源，制作高压钠灯。
（5）化学性质
+11
8
2
从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性
+11
8
2
1

Na Na＋ 。

①钠与水的反应
现象及解释：浮、熔、响、游、红五个字来记忆。
a、钠投入水中并浮在水面上—密度小于水。
b、钠立即跟水反应，并放出热量，发出嘶嘶声—产生气体。
c、同时钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方向迅速游动最后消失—熔点低。
d、反应后的水溶液使酚酞变红—与水反应生成NaOH。
反应化学方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↓
离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
实质：置换水中的氢。
②钠与盐的反应
钠与盐在熔融状态下的反应：
4Na+TiCl4(熔融)=Ti+4NaCl
钠与盐溶液反应：先考虑钠与水反应生成碱，再考虑碱是否与盐反应。
例如：钠与CuSO4溶液反应
2Na+2H2O=NaOH+H2↑ (1)
CuSO4+2NaOH＝Na2SO4+Cu(OH)2 (2)
③钠与氧气反应
常温：4Na+O2=2Na2O
点燃：2Na+O2Na2O2
钠在空气中变化过程：
NaNa2ONaOHNaOH溶液Na2CO3·10H2ONa2CO3
④钠与其他非金属反应
钠具有很强的还原性，能和很多非金属发生反应，如：S、Cl2等
⑤与盐酸反应
离子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。
2、钠的氧化物
（1）氧化钠与过氧化钠的比较
化学式
Na2O
Na2O2
氧元素化合价
－2
－1
色、态
白色固体
淡黄色固体
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
是否为碱性氧化物
是
不是
类别
碱性氧化物
过氧化物
制取
4Na+O22Na2O
4Na+O22Na2O
与水反应的化学方程式
Na2O＋H2O==2NaOH
2Na2O2＋2H2O==4NaOH＋O2↑
与CO2反应的化学方程式
Na2O＋CO2==Na2CO3
2Na2O2＋2CO2==2Na2CO3＋O2
与盐酸反应的化学方程式
Na2O＋2HCl==2NaCl＋H2O
2Na2O2＋4HCl==4NaCl＋2H2O＋O2↑

（2）Na2O2的强氧化性、漂白性
－1价介于氧的两种较稳定化合价0价和－2价之间，因此Na2O2既可以在一定条件下获得电子表现氧化性（如与SO2、Fe2+、品红等反应），也可以在一定条件下失去电子表现还原性（如与H+和MnO4-反应），还可以在一定条件下发生歧化反应（如与H2O、CO2等反应）；但以氧化性为主。
①Na2O2与SO2反应：Na2O2+SO2=Na2SO4
②Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2+氧化成Fe3+，同时生成Fe(OH)3沉淀：
3Na2O2+6FeCl2+6H2O=2FeCl3+4Fe(OH)3↓+6NaCl。
③Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊： Na2O2+H2S2NaOH+S↓。
④Na2O2投入品红溶液中，可使品红溶液褪色(褪色原理与SO2不同)。

【方法精讲】
1、钠与溶液的反应
（1）金属钠与可溶性盐溶液反应解题思路

（2）金属钠与溶液反应现象分析
共性：因为钠在上述反应中均属于剧烈的置换反应，故有共同的现象产生：
①浮：钠浮在液面上；
②熔：钠熔化成光亮的小球；
③游：在液面上不停地游动直至反应完；
④响：反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。
差异性：与酸及能形成弱碱的金属盐溶液反应时，由于溶液中H＋浓度较大，反应比钠与水剧烈，最后钠可能在液面上发生燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。
（3）思考
①钠投入到盐酸中（0.1mol的钠投入到50ml，1mol/L的HCl溶液中，产生多少氢气？为什么？）
②钠投入到NaCl溶液中发生什么反应。
③钠投入到饱和NaCl溶液中有什么现象。
④钠投入NH4Cl溶液反应方程式是？
⑤钠投入CuSO4溶液中，现象： ，方程式： 。
2、过氧化钠与H2O、CO2反应的重要关系及计算
2CO2+2 Na2O2=2 Na2CO3 +O2
2H2O+2 Na2O2=4 NaOH +O2
（1）物质的量关系
无论是H2O或CO2得单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，H2O或CO2与放出O2的物质的量之比均为2:1。
（2）气体体积关系
若CO2和水蒸气的混合气体（或单一气体）通过足量的Na2O2时，气体体积的减少量等于原混合气体体积的1/2，也等于生成氧气的量。
（3）电子转移关系
当Na2O2与H2O、CO2反应时，物质的量关系为2Na2O2 ∽ H2O ∽ 2e- 。
（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： CO+ Na2O2= Na2CO3； H2+Na2O2=2 NaOH （实际两反应不能发生）。
（5）先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O（g）的混合物反应，可视为Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后， 再与H2O（g）发生反应。

【典例精讲】
【例1】关于钠元素的单质及其化合物的叙述不正确的是 （ ）
A．钠是银白色金属，质软，熔点相对较低，密度比水小。
B．大量的钠着火时可以用沙扑灭，不能用水或泡沫灭火剂灭火。
C．金属钠在空气中长期放置，最终变为碳酸钠。
D．Na2O和Na2O2都能由金属钠和氧气化合生成，Na2O和Na2O2氧的价态也相同
【答案】D
【解析】A．金属钠物理性质：银白色金属、质软、熔点低、密度比水小，故A正确；B．钠和水反应生成氢气，氢气是易燃物，钠燃料后生成过氧化钠，过氧化钠和水、二氧化碳反应生成氧气，促进钠的燃烧，所以钠着火燃烧时，不能用泡沫灭火器灭火，应该用沙子灭火，故B正确；C．切开金属钠置于空气中，切口开始呈银白色（钠的真面目）→变暗（生成Na2O）→变白色固体（生成NaOH）→成液（NaOH潮解）→结块（吸收CO2成Na2CO3•10H2O）→最后变成Na2CO3粉（风化），有关反应如下：4Na+O2=2Na2O、Na2O+H2O=2NaOH、2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O、Na2CO3+10H2O=Na2CO3•10H2O、Na2CO3•10H2O=Na2CO3+10H2O，故C正确；D．过氧化钠中O为-1价氧化钠中O为-2价，故D错误；故选D。
【例2】将少量Na2O2固体加入到Ca(HCO3)2溶液中,下列有关说法正确的是  （ ）
　A．溶液中只有气体产生 
　B．溶液中只有沉淀产生
　 C．溶液中可能有反应Ca2＋+OH－+HCO3－＝CaCO3↓+H2O发生
　D．溶液中产生的气体是二氧化碳
【答案】C
【解析】过氧化钠加入到溶液中，先和水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠和碳酸氢钙反应生成碳酸钙和碳酸钠，所以有气体也有沉淀，离子方程式为：Ca2＋+OH－+HCO－3＝CaCO3↓+H2O，选C。

【考题精练】
1．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
【答案】D
【解析】A．钠和氯化钡溶液反应生成氢氧化钠和氢气，所以只能生成气体，不会产生沉淀，A错误；B．钠和水反应生成可溶性的氢氧化钠和氢气，氢氧化钠与硫酸钾不反应，所以只能生成气体，不会产生沉淀，B错误；C．钠和水反应生成可溶性的氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和FeCl3发生复分解反应生成难溶性的氢氧化铁红褐色沉淀，所以既能产生气体，又能出现沉淀，C错误；D．钠和水反应生成可溶性的氢氧化钠和氢气，氢氧化钠与碳酸氢钙反应生成碳酸钙白色沉淀，所以能生成气体，也产生白色沉淀，D正确，答案选D。
2．取ag某物质在氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后固体的质量恰好也增加了ag。下列物质中不能满足上述结果的是 （ ）
A．H2 B．CO C．C6H12O6 D．C12H22O11
【答案】D
【解析】已知反应的关系式：H2～H2O～2NaOH～Na2O2•H2，CO～CO2～Na2CO3～Na2O2•CO，有机物在足量氧气中燃烧生成CO2和H2O，与Na2O2发生反应：2Na2O2+CO2=2Na2CO3+O2↑，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，对生成物变式：Na2CO3～Na2O2•CO，2NaOH～Na2O2•H2，则有机物应可拆写成（CO）m•Hn的形式，则H2、CO以及可拆写成（CO）m•Hn的形式的有机物能满足上述结果，选项中C可拆写成（CO）6•H12，但D不能满足，故选D。