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1、第二章第二章 海水中的重要元素海水中的重要元素 钠和和氯第一第一第一第一节节 钠钠及其化合物及其化合物及其化合物及其化合物海洋更是一个巨大的化学资源宝库,含有周期表中的大部分元素。海洋更是一个巨大的化学资源宝库,含有周期表中的大部分元素。钠便是其中的一种主要元素,也是典型的金属元素。但钠元素在自钠便是其中的一种主要元素,也是典型的金属元素。但钠元素在自然界中都是以化合物形式存在的,如然界中都是以化合物形式存在的,如NaCl、Na2SO4、Na2CO3等。等。思考思考 初中的时候,我们已经知道了钠原子的结构。请画出其原子初中的时候,我们已经知道了钠原子的结构。请画出其原子结构示意图。并结合已有知
2、识,预测钠的性质。设计实验证明。结构示意图。并结合已有知识,预测钠的性质。设计实验证明。任务一任务一 微观探析原理探究微观探析原理探究:NaNa+极易失去e-钠单质性质的理论分析从物质分类的角度分析:钠属于金属单质从氧化还原的角度分析:钠一定具有还原性结论:钠是一种具有较强还原性的金属单质,结论:钠是一种具有较强还原性的金属单质,可以和氧气等氧化剂反应。可以和氧气等氧化剂反应。此外,结合金属活动顺序表,猜测钠可以与钠以后的金属盐溶液反应。此外,结合金属活动顺序表,猜测钠可以与钠以后的金属盐溶液反应。任务二任务二 宏观辨识,实验探究宏观辨识,实验探究:实验实验2-1 2-1 用镊子取一小块钠,用
3、镊子取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油后,观察钠的光用滤纸吸干表面的煤油后,观察钠的光泽和颜色,用刀切去一端的外皮,生再观察钠的光泽和颜色,并注意新泽和颜色,用刀切去一端的外皮,生再观察钠的光泽和颜色,并注意新切开的钠的表面所发的变化。切开的钠的表面所发的变化。现象现象:取出的金属钠表面有灰黄色取出的金属钠表面有灰黄色层,切开后的切口处露出银白色光层,切开后的切口处露出银白色光泽泽;切口在空气中迅速变暗。切口在空气中迅速变暗。讨论讨论:从以上实验我们了解到金属钠的哪些物理性质从以上实验我们了解到金属钠的哪些物理性质?1、钠的物理性质颜色:银白色金属光泽的固体状态:硬度:质软,可用小刀切割钠的取用
4、镊子(不能用手接触)切割金属钠要注意实验安全!煤油要用滤纸擦干切割在滤纸或玻璃片上进行钠必须保存在隔绝空气环境中,实验室将钠保存在煤油或石蜡油中钠必须保存在隔绝空气环境中,实验室将钠保存在煤油或石蜡油中2、金属钠的化学性质(1)钠与氧气的反与氧气的反应现象:切开的光亮的金属断面很快地变暗。原因原因:4Na+O2=2Na2O(常温下常温下)钠与煤油不反应,密度大于煤油。钠为什么需要保存在煤油中?钠与氧气快速反应钠为什么可以保存在煤油中?思考思考 :钠与氧气常:钠与氧气常 温下生成氧化钠,温下生成氧化钠,在加热条件下是否也是生成氧在加热条件下是否也是生成氧化钠呢化钠呢?或者是生成其他产物或者是生成
5、其他产物?实验实验2-2 2-2 将一个干燥的坩埚将一个干燥的坩埚加热,同时切取块绿豆大的钠,加热,同时切取块绿豆大的钠,迅速投到热坩埚中继续加热坩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埚片刻,待钠熔化后立即撤掉酒精灯,观察现象。酒精灯,观察现象。现象:熔成小球,剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体2、金属钠的化学性质2Na +O2 =Na2O2 1.常温下:4Na+O2=2Na2O 金属钠与氧气在两种条件下的反应方程式:拓展:钠这种金属非常活泼,不仅可以和O2反应,它还可以和很多的非金属发生反应。例如:与Cl2、硫等非金属单质。2Na+Cl2 2NaCl(冒白烟冒白烟)2Na
6、+S Na2S(研磨易爆炸)(研磨易爆炸)燃燃烧2、金属钠的化学性质2、金属钠的化学性质钠除了能与氧气、氯气等非金属单质直接化合,还能与水发生反应。钠除了能与氧气、氯气等非金属单质直接化合,还能与水发生反应。【理论预测】从物质组成及氧化还原反应的角度,预测钠与水反从物质组成及氧化还原反应的角度,预测钠与水反应的生成物。应的生成物。钠和水反应会生成钠和水反应会生成什么呢?如何检验?什么呢?如何检验?在烧杯中在烧杯中加一些水加一些水 操操作作步步骤骤滴加几滴滴加几滴酚酞溶液酚酞溶液 把一把一小块小块钠钠放入水中放入水中 钠所在的位置钠球的运动和大小变化情况周围水雾的产生以及响声溶液颜色的变化情况【
7、实验探究】钠与水反应实验观察点2、金属钠的化学性质2、金属钠的化学性质实验现象钠浮在水面上钠熔成一个闪亮小球小球四处游动发出“嘶嘶”响声钠完全消失,水溶液变红12345浮熔游响红2、金属钠的化学性质现象分析(或结论)(1)钠浮在水面上(2)钠熔成一小亮球(3)钠球四处游动(4)发出嘶嘶的响声(5)钠完全消失,水溶液变红钠的密度比水小反应放热,熔点低产生了气体,气体推动小球迅速移动产生气体,反应剧烈生成了碱性物质【实验现象分析】2、金属钠的化学性质(2)钠与水的反与水的反应 思考思考:是否是一个离子反应?:是否是一个离子反应?2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2失2e-化合价升高 被氧化得2
8、e-化合价降低 被还原还原剂氧化剂2Na+2H2O=2NaOH+H2将钠放到酸溶液中,应发生怎样的反应?钠与盐溶液(如硫酸铜溶液)反应时,钠能不能发生置换反应?2、金属钠的化学性质思考思考讨论讨论钠与酸的反应比和水反应更剧烈。钠和水反应,实质上是跟水电钠与酸的反应比和水反应更剧烈。钠和水反应,实质上是跟水电离的离的H+反应。而酸中的反应。而酸中的H+浓度更大。浓度更大。先与酸中溶质反应,溶质消耗尽,才能与水反应。在烧杯中加入约20mL的CuSO4溶液,将切好的钠投入到其中,盖上表面皿,观察现象。【实验】2、金属钠的化学性质友情提示:2Na+2H2O=2NaOH+H22NaOH+CuSO4=Cu
9、(OH)2+Na2SO4 一般钠与盐溶液的反应,可以先考虑钠与水的反应,再考虑钠与水反应的产物NaOH能否和该盐溶液反应。上述钠与硫酸铜溶液的反应方程式可以写成:总反应为:2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H2 注意:钠只有与某些熔融盐作用时才能置换出相应的金属。如:4Na+TiCl4(熔融)=4NaCl+Ti 2、金属钠的化学性质思考与讨论思考与讨论(1 1)回顾前面做过的实验,描述氧化钠和过氧化钠的颜色、状态)回顾前面做过的实验,描述氧化钠和过氧化钠的颜色、状态氧化钠是白色的固体,过氧化钠是淡黄色固体氧化钠是白色的固体,过氧化钠是淡黄色固体氧化钠氧化钠过氧化钠过氧
10、化钠二、钠的氧化物氧化钠与过氧化钠思考思考讨论讨论(2 2)氧化钠与水反应和氧化钙与水反应类似,你能写出氧化钠与水反应的化学方程式吗)氧化钠与水反应和氧化钙与水反应类似,你能写出氧化钠与水反应的化学方程式吗?二、钠的氧化物氧化钠与过氧化钠从物质分类的角度分析:氧化钠属于金属氧化物和碱性氧化物碱性氧化物的反应与水反应只生成碱与酸性氧化物反应只生成盐与酸反应生成盐和水Na2O+H2O=2NaOHNa2O+CO2=Na2CO3Na2O+2HCl=2NaCl+H2O 1、氧化钠的性质【实实验验2-3】过氧过氧化钠化钠与水与水反应反应二、钠的氧化物氧化钠与过氧化钠实验现象带火星的木条复燃带火星的木条复燃
11、感觉到外壁发烫感觉到外壁发烫pHpH测出溶液呈碱性测出溶液呈碱性NaNa2 2O O2 2H H2 2O O过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气2、过氧化钠的性质2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 化合价升高,失化合价升高,失2 2e e-,被氧化,被氧化化合价降低,得化合价降低,得2 2e-e-,被还原,被还原 -1 -2 0 Na2O2既是氧化剂又是还原剂二、钠的氧化物氧化钠与过氧化钠消防员常用二氧化碳灭火,但有时二氧化碳也能点火,你相信吗?二、钠的氧化物氧化钠与过氧化钠氧化剂还原产物还原剂氧化产物过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气因此,过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
12、。因此,过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。2、过氧化钠的性质2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2化合价化合价升高升高,失,失2e-,被,被氧化氧化化合价化合价降低降低,得,得2e-,被,被还原还原 -1 -2-2 0 0二、钠的氧化物氧化钠与过氧化钠名名 称称过氧化钠过氧化钠Na2O2氧化钠氧化钠Na2O色色 态态 生成条件生成条件与与H2O反应反应 与与CO2反应反应与与HCl反应反应是否碱性氧是否碱性氧化物化物淡黄色固体白色固体 常温下氧化点燃或加热2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2Na2O+H2O=2NaOH Na2O+CO2=Na2CO3 2Na2O2+2CO
13、2=2Na2CO3+O2Na2O+2HCl=2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl=2NaCl+O2+2H2O否是二、钠的氧化物氧化钠与过氧化钠三、碳酸钠和碳酸氢钠发酵粉的主要成分发酵粉的主要成分食用治疗胃食用治疗胃酸过多酸过多制作泡沫灭火器制作泡沫灭火器玻璃纤维玻璃纤维玻璃制品玻璃制品制皂制皂Na2CO3,俗名纯碱或苏打NaHCO3,俗名小苏打三、碳酸钠和碳酸氢钠实验实验2-4在两支试管中分别加入少量在两支试管中分别加入少量Na2CO3和和NaHCO3(各约(各约1g),完成下列实验,并将实验现象和相应的结论填入下表。),完成下列实验,并将实验现象和相应的结论填入下表。盐盐NaNa2 2
14、COCO3 3NaHCONaHCO3 3 (1 1)观察)观察NaNa2 2COCO3 3和和NaHCONaHCO3 3的外观并进行描述的外观并进行描述白色粉末白色粉末细小的白色晶体细小的白色晶体三、碳酸钠和碳酸氢钠实验实验2-4 在两支试管中分别加入少量在两支试管中分别加入少量Na2CO3和和NaHCO3(各约(各约1g),完成下列实验,并将实验现象和相应的结论填入下表。),完成下列实验,并将实验现象和相应的结论填入下表。盐盐NaNa2 2COCO3 3NaHCONaHCO3 3 (2 2)向以上两支试管中分别滴)向以上两支试管中分别滴加加1010滴水,滴水,振荡,观察现象。振荡,观察现象。
15、可以用温度计、温度传感器、可以用温度计、温度传感器、可以用温度计、温度传感器、可以用温度计、温度传感器、红外测温仪、用手感受温度的变化红外测温仪、用手感受温度的变化红外测温仪、用手感受温度的变化红外测温仪、用手感受温度的变化碳酸碳酸钠_,温度温度_碳酸碳酸氢钠少部分溶少部分溶解,温度解,温度_结块变成结块变成晶体晶体 升高升高 略有降低略有降低 试管试管试管试管1 Na1 Na2 2COCO3 3试管试管试管试管2 NaHCO2 NaHCO3 3三、碳酸钠和碳酸氢钠盐盐NaNa2 2COCO3 3NaHCONaHCO3 3 (3 3)请同学们向)请同学们向试试管管1 1和和试管试管2 2中分别
16、加入中分别加入5mL5mL水,用力振荡,有何水,用力振荡,有何现象现象 (4 4)分别向()分别向(3 3)所)所得溶液中滴入得溶液中滴入1 12 2滴酚酞滴酚酞溶液,有何现象溶液,有何现象初步结论初步结论溶液变红(较深)溶液微红振荡后可溶解固体有少量剩余加少量水,结块变晶体,并放热,溶液显碱性加水少量溶解且吸热,溶液呈碱性,但比Na2CO3的弱实验实验2-4三、碳酸钠和碳酸氢钠盐盐NaNa2 2COCO3 3NaHCONaHCO3 3 (5 5)请同学们利用请同学们利用试管试管3 3和和试试管管4 4分别取相应试剂,探究碳酸钠和分别取相应试剂,探究碳酸钠和碳酸氢钠分别与酸的反应,观察有碳酸氢
17、钠分别与酸的反应,观察有何现象何现象有气体生成,气有气体生成,气球相对球相对较大较大有气体生成,气有气体生成,气球相对球相对较小较小Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2(较慢)(较慢)NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2(较快)(较快)CO32-+2H+=H2O+CO2 HCO3-+H+=H2O+CO2思考思考1:若往若往 Na2CO溶液中逐滴加入盐酸,有何现象?写出有关反溶液中逐滴加入盐酸,有何现象?写出有关反应的化学方程式应的化学方程式三、碳酸钠和碳酸氢钠COCO3 32-2-COCO3 32-2-COCO3 32-2-COCO3 32-2-COCO3 32-2-C
18、OCO3 32-2-COCO3 32-2-COCO3 32-2-H H+H H+H H+H H+HCOHCO3 3-HCOHCO3 3-HCOHCO3 3-HCOHCO3 3-HCOHCO3 3-HCOHCO3 3-HCOHCO3 3-HCOHCO3 3-H H+H H+H H+H H+H H2 2O OCOCO2 2H H2 2O OCOCO2 2H H2 2O OCOCO2 2H H2 2O OCOCO2 2H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H2 2O OCOCO2 2H H2 2O OCOCO2 2H H2 2O OCOCO2 2H H2 2O OCOC
19、O2 2现象:先无现象,然后放出气体现象:先无现象,然后放出气体Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaClNaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 三、碳酸钠和碳酸氢钠实验实验2-5 Na2CO3NaHCO3现象反应方程式结论 澄清石灰水澄清石灰水不不变变浑浊浑浊管中有水珠,澄清石灰水管中有水珠,澄清石灰水变变浑浊浑浊 受热受热不分解不分解 受热受热易分解易分解 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2 Na2CO3和NaHCO3 的热稳定性三、碳酸钠和碳酸氢钠碳酸钠碳酸钠碳酸氢钠碳酸氢钠化学式化学式Na2CO3 NaHCO3 俗名俗名纯碱、苏打纯碱、苏打小苏打小苏打颜色状态颜色状
20、态白色粉末白色粉末细小白色晶体细小白色晶体水溶性水溶性(25溶解度为溶解度为33克克)(25溶解度为溶解度为9克克)与酸反应与酸反应热稳定性热稳定性相互转化相互转化Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 加热加热碳酸钠碳酸钠 碳酸氢钠碳酸氢钠 或加或加NaOH通入通入CO22NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2 稳定,不易分解稳定,不易分解(原料原料,来自合成氨,来自合成氨)NH3CO2NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl(原料原料)(副产品副产品)2NaHCO3=Na2CO3CO2H2O三、碳酸钠和碳酸氢钠金属单
21、质金属单质 金属氧化物金属氧化物 碱碱 盐盐NaNa2ONa2O2NaOHNa2CO3NaHCO3O2H2OCO2想一想:所有含钠的物质在燃烧时火焰的颜色?三、碳酸钠和碳酸氢钠大多数金属或他们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特有的特大多数金属或他们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特有的特征颜色。这些颜色各有不同。征颜色。这些颜色各有不同。四、焰色试验洗:用盐酸洗去铂丝表面的杂质洗:用盐酸洗去铂丝表面的杂质 烧:将铂丝在酒精灯火焰上灼烧至与酒精灯颜色一致烧:将铂丝在酒精灯火焰上灼烧至与酒精灯颜色一致 蘸:蘸取试样蘸:蘸取试样 烧:在火焰上灼烧烧:在火焰上灼烧 观:观察火焰颜色(若检验钾要透过钴玻
22、璃观察)观:观察火焰颜色(若检验钾要透过钴玻璃观察)【实验实验2-6】四、焰色试验根据火焰呈现的特征颜色,可以判试样所含的金属元素,根据火焰呈现的特征颜色,可以判试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验焰色试验。金属元素金属元素锂锂钠钠钾钾铷铷钙钙锶锶钡钡铜铜焰色焰色紫红色紫红色黄色黄色紫色紫色紫色紫色砖红色砖红色洋红色洋红色黄绿色黄绿色绿色绿色四、焰色试验节日燃放的五彩缤纷的烟花,就是锂、钠、钾、锶、钡节日燃放的五彩缤纷的烟花,就是锂、钠、钾、锶、钡等金属化合物所呈现的各种艳丽色彩。等金属化合物所呈现的各种艳丽色彩。谢谢观看T H A N K S F O R W A T C H