——— 漳州一中 黄亚武

专题二 从海水中获得的化学物质

第二单元 钠、镁及其化合物

［事实１］钠元素在自然界中分布很广 , 在海水中储量极为丰富 , 但只以化合态形式存在．

NaCl

Na2SO4

Na2CO3

NaNO3 ……

　 为什么自然界中不存在单质钠呢？

珠江河段“水雷”剧烈爆炸 中国新闻社 2001 年 7 月 09日

　 　 中新社广州七月八日电 广州市珠江河段上，近两天惊现中新社广州七月八日电 广州市珠江河段上，近两天惊现六个装满金属的神秘“水雷”，漂浮在水面上，有三个发六个装满金属的神秘“水雷”，漂浮在水面上，有三个发生剧烈爆炸，另外三个被有关部门成功打捞，期间无人员生剧烈爆炸，另外三个被有关部门成功打捞，期间无人员伤亡。伤亡。 据一位目击者说，早上十时多，石溪涌内突然冒起一据一位目击者说，早上十时多，石溪涌内突然冒起一股白烟，从漂在水面上的一个铁桶内窜出亮红色的火苗，股白烟，从漂在水面上的一个铁桶内窜出亮红色的火苗，紧接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起。直到中午，这紧接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起。直到中午，这个铁桶又连续爆炸多次，爆炸腾起的白色烟雾近十米高。个铁桶又连续爆炸多次，爆炸腾起的白色烟雾近十米高。 昨天下午五时多，消防队员将未爆炸的三桶金属打捞出 昨天下午五时多，消防队员将未爆炸的三桶金属打捞出水，并送到安全地点。水，并送到安全地点。

[ 事实２：一则报道 ]

经专家认定，元凶是装在铁桶内的金属钠。

[ 事实３：趣味小魔术—— “水能点火”］　　用胶头滴管在酒精灯灯芯上滴 1~2 滴水．

　魔术中 ,奇妙现象的产生其实是钠与水反应

的功劳．

[ 事实４：金属保存 ]

　　实验室里 , 多数金属直接保存在广口瓶中 ( 如 Fe 、 Zn 、 Cu 等） ,而金属钠却保存在放煤油的广口瓶中 .

煤油

钠的原子结构示意图

+ 11 2 8 1 + 11 2 8

易失 e-

［结论］ 单质钠的化学性质活泼，反应中易失去一个电子 , 具有还原性 .

Na+ 结构示意图

[ 问题探究 1] 通过对钠的原子结构示意图的分析 , 你得到了什么结论 ?

　 【实验探究１】1.用镊子取一小块金属钠，用滤纸吸干

表面的煤油，用小刀切去一端的表层，观察表面的颜色，其余钠放回原瓶；将其放置在空气中，观察表面颜色的变化 (课本 48页 [ 实验 1]).

　 2. 向一只盛有水的小烧杯中滴加几滴酚酞试液，然后将一小块金属钠（约绿豆粒般大小）投入烧杯中，盖上玻片 , 观察实验现象 (课本 48页 [ 实验 4]).

将观察到的实验现象和所得的结论填入 : 材料中表格 (或课本 48页表 2-5 中 ) ．

　　　

动

手

做

实

验

[ 小结 ] 1. 钠的物理性质 ?

一、物理性质

色、态

密 度

硬 度

熔 点

导电导热

银白色，固体

小于水 ,大于煤油

软

低

电、热的良导体

[ 小结 ] 2. 钠与水反应的现象及原因分析

现 象 原 因 分 析 ( 结论 )

浮

熔

游

响

小于水的密度， 0.97g/cm3

反应放热 ，熔点低， 97.81℃

有气体产生

有气体产生

红 有碱生成钠与水反应： Na+H2O→NaOH+Ｘ↑？　　　　　　　　

１ . 与水反应： 2Na+2H2O==2NaOH+H2

↑　　　　　　　　

　 　常温下，钠与空气中氧气反应生成白色的氧化钠（ Na2O ）覆盖在银白色的钠表面，使金属钠失去光泽，看起来变暗了。 　　

【问题探究 2 】放置在空气中钠表面会变暗 , 为什么会变暗呢？

二、钠的化学性质

【现象】 钠先熔化成银白色小球，后剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色固体 .

　　　　　　　

【实验探究２】 [演示实验 ] 把一小块金属钠放在一支硬质玻璃管中，用酒精灯加热，观察现象 .

二、钠的化学性质１ . 与水反应： 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

2. 与 O2 反应 : 常温下 4Na+O2===2Na2O( 白色 )

[ 小结 ] 淡黄色固体为过氧化钠（ Na2O2 ）。

点燃

二、钠的化学性质１ . 与水反应： 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

2. 与 O2 反应 : 常温下 4Na+O2===2Na2O ( 白色 ) 燃烧时 2Na + O2 === Na2O2 (淡黄色 )

【问题探究 3 】钠为什么不直接保存在广口瓶中，而要保存在放煤油的广口瓶中？

钠保存在煤油中是为了隔绝钠与空气中氧气、水等物质接触而发生反应。

点燃

二、钠的化学性质１ . 与水反应： 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

2. 与 O2 反应 : 常温下 4Na+O2===2Na2O ( 白色 ) 燃烧时 2Na + O2 === Na2O2 (淡黄

色 ) 【实验探究 3 】 (课本 48页 [ 实验3]) [演示实验 ] 在集气瓶中放置一团玻璃棉， 用小刀切两三片金属钠放在玻璃棉上，立即向集气瓶中通入氯气，观察发生的现象。[ 现象 ] 剧烈燃烧 , 产生黄色火焰和大量白烟 .

点燃

二、钠的化学性质１ . 与水反应： 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

2. 与 O2 反应 : 常温下 4Na+O2===2Na2O ( 白色 ) 燃烧时 2Na + O2 === Na2O2 (淡黄

色 ) 3. 与 Cl2 反应： 2Na+Cl2===2NaCl（白烟）

【问题探究 4 】我国在西汉时期，就掌握了湿法炼铜技术，其原理就是用铁与硫酸铜溶液反应置换出铜。那么金属钠与硫酸铜溶液作用结果如何呢？请你预测，并简要说明理由。

【实验探究 4 ］向一只盛有 CuSO4溶液的烧杯中加入一小块金属钠（约绿豆粒般大小） , 盖上玻璃片 , 观察实验现象。

动手做实验

第一步 : 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

第二步 : 2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4

　总反应式 : 2Na+CuSO4+2H2O==Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑

点燃

二、钠的化学性质１ . 与水反应： 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

2. 与 O2 反应 : 常温下 4Na+O2===2Na2O ( 白色 ) 燃烧时 2Na + O2 === Na2O2 (淡黄

色 )3. 与 Cl2 反应： 2Na+Cl2===2NaCl（白烟）4. 与 CuSO4溶液反应 :2Na+CuSO4+2H2O===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑

【小结】 金属钠与盐溶液反应时应先考虑钠与水的反应 , 然后才考虑 NaOH 与盐的反应 , 而不是发生置换反应 .

点燃

二、钠的化学性质１ . 与水反应： 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

2. 与 O2 反应 : 常温下 4Na+O2===2Na2O ( 白色 ) 燃烧时 2Na + O2 === Na2O2 (淡黄

色 )3. 与 Cl2 反应： 2Na+Cl2===2NaCl（白烟）4. 与 CuSO4溶液反应 :2Na+CuSO4+2H2O==Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑5. 与熔融状态的 TiCl4 等反应 : TiCl4+4Na ====Ti+4NaCl

700-800°C

[思考与讨论 ] 上述反应中 , ①钠元素化合价的变化情况 ? ②从氧化还原反应的角度分析 ,金属钠体现了什么性质 ? ③标出 3、 5反应中电子转移的方向和数目 .

【问题探究 5 】 ①金属钠有哪些用途呢 ? 这些用途分别与钠的什么性质有关 ?

②金属钠的化学性质很活泼 , 这给钠的制取带来了一定的困难 . 目前世界上多数采用什么方法来制取它呢 ?

三、

钠

的

用

途

制 Na2O2

核反应堆热交换剂

高压钠灯

冶炼某些金属

和 O2 反应

Na 、 K 合金为液体 , 且导热性能好

黄光射程远 , 透雾力强

钠有还原性

四、钠的制法

　———主要采用电解熔融 NaCl 的方法 .

　　　　　　（见课本４９页：拓展视野）

化学方程式 : 2NaCl === 2Na＋ Cl2↑

　——— 首次制得金属钠的科学家戴维 .

　　　　　　　（详见材料中“课后阅读”）

电解

2NaＣ l+2H2O === 2NaOH +H2↑+Cl2↑电解

这节课我们主要学习钠的物理和化学性质 ,以及钠的存在、制法和应用。在学习这些知识的同时，更重要的是要掌握元素知识的学习方法。

原子结构最外层只有一个电子

化学性质非常活泼的金属

课堂小结：

存在、制取和用途

课堂练习：

1. 钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的 ( 　 ) 　　 A. 钠的熔点低 　　 B. 钠的密度小 　　 C. 钠的硬度小 　　 D. 钠有强还原性2. 下列关于金属钠的叙述中，错误的是（　　） A.很软，具有银白色光泽 　 B. 是电和热的良导体 C.比水轻，比煤油重，熔点低于 100 ℃ D. 与 FeCl3溶液反应可以置换出单质铁3.把 4.6g 钠投入到 95.4g 水中，假设无蒸发现象，所得溶液中溶质的质量分数 ______(填 >,<或 =) 8.0%.

Ｃ

Ｄ

＞

相信自己能行 ！

课后作业：

１ .写出下列反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目 .

（１）钠在空气中燃烧　　　（２）钠投入水中

（３）钠投入稀盐酸中　　　（４）钠投入ＦｅＣｌ３溶液中

２ . 将４ .６ｇ钠投入 10０ . ２ｇ水中，待反应完毕后，测得所得溶液的密度为１ .1ｇ／ｃｍ３。

求：（１）所得溶液中溶质的质量分数；

　　（２）所得溶液的体积。

世上无难事只怕有心人

研究性学习

查阅资料或登陆相关网站，搜集目前世界上制取金属的常见方法，并简要分析比较各种方法的异同点。

课后实验小探究

　在烧杯中加入水和煤油各 50mL 。将一小粒金属钠投入烧杯中。观察到的现象是什么？并简要分析原因。

课后小制作

［钠的导电性、导热性实验装置制作］用两支口径不同、长短适度的试管，先在口径较大的试管中，注入 1 mL 煤油．取一小块钠，除去氧化膜，放入盛煤油的试管中，在试管底部缓缓加热，等钠熔化后，沿试管内壁对称地插入两条铜片，并与液态钠接触，然后再插入较小的试管，把钠挤压在两试管之间，形成薄层，然后在两试管之间的缝隙中涂上石蜡，并让两条铜片向外弯曲。这样的装置就可用来完成钠的传热、导电性实验。

高压钠灯及其用途