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高中鲁科版 (2019)第2节 研究物质性质的方法和程序学案设计
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这是一份高中鲁科版 (2019)第2节 研究物质性质的方法和程序学案设计，共19页。学案主要包含了研究物质基本性质的四种方法等内容，欢迎下载使用。
学业要求
1．通过对金属钠的性质探究等一系列科学探究活动，认识钠是一种非常活泼的金属单质，了解金属钠的物理性质、主要化学性质，形成科学探究与创新意识的化学核心素养。
2．通过观察、分析实验现象，体会如何科学、合理地运用观察方法。在归纳金属钠的性质的过程中，体验分类、比较等方法在研究和学习物质性质过程中的重要应用，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
3．激发学习化学的兴趣，同时树立安全意识和环保意识，形成科学态度与社会责任的化学核心素养。
知识网络
一、研究物质基本性质的四种方法
1．研究物质的性质，通常有________、实验、________、比较等方法。
2．观察法
(1)定义：有计划、有目的地运用________考察研究对象的方法。
(2)方式：用肉眼看、用鼻子闻、借助仪器观察等。
3．运用分类的方法，总结各类物质的________，并根据物质所属的类别对物质及其变化进行________。
4．运用比较的方法，认识各类物质性质之间的________，以及各类物质性质之间的内在________。
二、利用观察法探究钠的物理性质及钠与水的反应
1．钠的物理性质
2.钠与水的反应
观察并记录结果，分析得出结论：
3.钠与氧气的反应
实验探究
4.Na2O和Na2O2的比较
(1)物理性质。
氧化钠是一种________固体，过氧化钠是一种________固体。
(2)化学性质。
Na2O、Na2O2与H2O反应的化学方程式分别为________________________；________________________。
Na2O、Na2O2分别与CO2反应的化学方程式为Na2O＋CO2===Na2CO3，________________________________________________________________________
________________________。
(3)用途。
Na2O2可用于________和________中作为氧气的来源。
5.钠的保存及用途
(1)保存。
金属钠通常保存在煤油中或石蜡油中。
(2)用途。
未用完的金属钠要放回试剂瓶，不能随便丢弃！
[即学即练]
1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)通过观察物质的颜色、气味、状态可了解其物理性质，通过实验可了解其化学性质。( )
(2)金属钠着火可用水扑灭。( )
(3)Na2O2与Na2O固体中阳离子与阴离子的个数比均为2∶1。( )
(4)钠与CuSO4溶液反应可置换出铜。( )
(5)把钠投入到稀盐酸中，钠先和水发生反应，再与HCl发生反应。( )
(6)Na与足量O2反应生成Na2O，随着温度的升高，生成Na2O的速率逐渐加快。( )
(7)Na2O2可使酚酞溶液变红。( )
(8)Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物的原因是2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。( )
2．下列关于氧化钠和过氧化钠的说法正确的是( )
A．它们是白色粉末
B．它们都能与水反应产生氧气
C．它们都能与二氧化碳发生反应生成氧气
D．过氧化钠可作为潜水艇和呼吸面具的供氧剂
3．金属钠不仅能与氧气和水反应，还能与酒精在常温下反应，要研究金属钠与酒精反应的性质以及金属钠与酒精反应和金属钠与水反应的异同点，下列研究方法没有用到的是( )
A．分类法 B．观察法
C．实验法 D．比较法
4．下面关于金属钠的描述不正确的是( )
A．钠的化学性质很活泼，一般保存在煤油中
B．钠在O2中燃烧生成淡黄色的Na2O
C．钠不能和CuSO4溶液发生置换反应置换出铜
D．钠质地软，可用小刀切割
5．已知用金属钠制取氧化钠的方法有许多，下列方法最好且解释合理的是( )
A．4Na＋O2(纯)常温2Na2O；产物唯一，条件易控制
B．4Na＋CO2△2Na2O＋C；原料价廉，反应操作简便
C．2NaNO2＋6Na△4Na2O＋N2↑；产物中只有Na2O固体生成，且生成的N2可将周围环境中的O2排净，保护Na2O不被进一步氧化
D．4Na＋O2(空气)常温2Na2O；操作简便
6．如图所示，在坩埚中放一小块钠，加热至熔化，用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。据此判断下列说法不正确的是( )
A．上述反应是置换反应
B．上述反应是放热反应
C．上述反应中CuSO4表现了吸水性
D．加热且无水条件下，Na可以与CuSO4反应并生成Cu
一 钠与溶液的反应
[例1] 将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体产生，又有沉淀产生的是( )
①MgSO4溶液 ②NaHCO3溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和澄清石灰水 ⑤NH4Cl溶液
A．①③④ B．②⑤
C．①④ D．全部
状元随笔 钠与某些物质的水溶液反应一定有气体产生，是否产生沉淀则需考虑NaOH与原溶质的反应、溶剂H2O的减少对溶质的影响以及反应放热对溶质溶解度的影响等。
[提升1] 将一块绿豆粒大小的金属钠分别投入下列溶液中，反应产生的现象及发生的反应均正确的是( )
状元随笔 (1)在酸溶液中H＋浓度比水中大，在酸中反应会更剧烈。
(2)钠不能从盐溶液中置换出金属单质。
钠与水反应的延伸应用
状元随笔 金属钠与溶液反应的现象
(1)共性：因为钠与水的反应属于剧烈的置换反应，故钠与溶液反应有共同的现象产生。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：反应过程中不停地发出“嘶嘶”的响声。
(2)差异性：与酸反应时，由于溶液中H＋浓度较大，反应程度比钠与水的反应剧烈，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(如生成难溶性碱)、气体(NH3)等。
二 Na2O2的性质
[例2] 下列叙述不正确的是( )
A．Na2O2是淡黄色固体，Na2O是白色固体，二者都能与水反应生成NaOH
B．Na和O2在加热时反应生成Na2O2，在常温下反应生成Na2O
C．Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生置换反应生成O2
D．2 g H2充分燃烧后产物被Na2O2完全吸收，Na2O2固体增重2 g
状元随笔 (1)不可忽视过氧化钠的漂白性，过氧化钠投入含有酚酞(或石蕊)的溶液中，溶液先变红(或蓝)色，后褪色。
(2)过氧化钠中的阴离子是O22-，而不是O2－或O2-。
(3)过氧化钠与某些盐(如CuSO4)溶液反应时，一般是先与水反应，然后生成的碱再与盐反应。
(4)实验室中，钠着火时不能用CO2或水灭火，应该用细沙盖灭。
(5)氢气、一氧化碳或二者的混合气体完全燃烧后的产物，通过足量的过氧化钠，完全反应后固体增加的质量为燃烧前可燃物气体的质量。
[提升2] 下列说法中正确的是( )
A．将Na块放入水中，产生气体：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
B．二氧化碳通过Na2O2粉末，反应后固体质量减少
C．钠与CuSO4溶液反应：2Na＋CuSO4===Cu↓＋Na2SO4
D．Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
状元随笔 高考试题中常考查有关钠、过氧化钠的三个反应：
(1)钠与水反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。
(2)过氧化钠与CO2反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
(3)过氧化钠与水反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。
1.Na2O2与Na2O性质的比较
2.Na2O2与CO2、H2O反应的规律
(1)从质量的角度分析。
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑①
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2②
对于反应①，反应后Na2O2固体增加的质量实际相当于水中H元素的质量，该过程可以认为是Na2O2 H2O 2NaOH＋O；对于反应②，反应后Na2O2固体增加的质量实际上相当于CO2中碳元素和一半氧元素的质量，该过程可以认为是Na2O2 CO2 Na2CO3＋O。进一步分析还可得出关系式Na2O2＋H2===2NaOH，Na2O2＋CO===Na2CO3。实际上这两个反应均不能发生，只是从质量的角度可看作Na2O2只吸收了H2和CO，Na2O2增加的质量等于H2和CO的质量。这样在分析H2和CO在氧气中燃烧的产物被Na2O2完全吸收后固体质量的变化时会变得很方便。
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，W g该物质在O2中完全燃烧后的产物(CO2和水蒸气)与足量的Na2O2固体反应后，固体增加的质量为W g。或是由C、H、O三种元素组成的物质，只要该物质中C、O原子个数比为1∶1，也可满足该变化。
(2)先后顺序关系。
当CO2、H2O(g)与足量的Na2O2同时接触时，由于Na2O2与H2O反应生成的NaOH能与CO2反应生成Na2CO3，所以可以视为Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O(g)反应。
1．从生活常识角度考虑，试推断钠元素在自然界中主要的存在形式是( )
A．Na B．NaCl
C．NaOH D．Na2O
2．将一小块金属钠投入盛有滴有紫色石蕊试液的冷水的烧杯中，甲同学认为可以观察到下列实验现象，其中正确的有( )
①钠投入水中，先沉入水底，后浮出水面
②钠立即与水反应，并有气体产生
③反应后溶液变红色
④钠熔化成光亮的小球
⑤小球在水面上迅速游动
⑥有“嘶嘶”的响声发出
A．①②③④ B．②③④⑤
C．②④⑤⑥ D．③④⑥
3．一小块钠暴露在空气中一段时间，发生的反应有( )
①4Na＋O2===2Na2O
②2Na＋O2===Na2O2
③Na2O＋H2O===2NaOH
④2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O
A．① B．②④
C．①③ D．①③④
4．下列关于Na2O、Na2O2的叙述正确的是( )
A．都是白色固体
B．都是碱性氧化物
C．都能和水反应形成强碱溶液
D．都是强氧化剂
5．下列说法不正确的是( )
A．Na2O2可以作为呼吸面具或潜水艇里的氧气来源
B．将Na2O加入到酚酞溶液中，溶液先变红色后褪色
C．可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2
D．过氧化钠为淡黄色固体粉末
6．向一定量的饱和NaOH溶液中加入少量Na2O2固体，恢复到原温度时，下列说法正确的是( )
A．溶液中的Na＋增多
B．溶液的碱性增强
C．溶质的质量分数不变
D．溶液的质量不变
第1课时 研究物质性质的基本方法
学 业 基 础
一、
1．观察 分类
2．感官
3．一般性质 预测
4．异同 联系
二、
1．银白色 固体 质软 小 较低
2．小 低 放热 红 碱 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
3．银白色 变暗 银白色 小 低 煤油 4Na＋O2===2Na2O 闪亮 黄 淡黄色 2Na＋O2 Na2O2
4．(1)白色 淡黄色 (2)Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 (3)呼吸面具 潜水艇
[即学即练]
1．(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)×
2．解析：过氧化钠是淡黄色粉末，A错误；氧化钠与水反应只生成氢氧化钠，不产生氧气，B错误；氧化钠与二氧化碳生成碳酸钠，不会生成氧气，C错误；过氧化钠与水、二氧化碳反应都能生成氧气，可作为潜水艇和呼吸面具的供氧剂，D正确。
答案：D
3．解析：金属钠与酒精反应、金属钠与水反应两个实验用到了实验法，研究二者的异同用到了观察法与比较法，没有用到分类法。
答案：A
4．解析：钠在O2中燃烧生成淡黄色的Na2O2。
答案：B
5．解析：钠与纯氧中反应生成氧化钠，虽然产物唯一，但无法确定反应是否完全，故不选A；钠与二氧化碳在加热条件下反应生成氧化钠和碳，氧化钠又能与二氧化碳反应生成碳酸钠，故不选B；C项中反应是工业制取氧化钠最常见的方法，产生的氮气和固体易分离，目标产物中无杂质，而且亚硝酸钠属于工业常用盐，价格低，它提供一部分的钠元素，从而减少较贵重的金属钠的用量，且生成的N2可保护Na2O不被进一步转化为Na2O2，故选C；钠放置在空气中不仅与氧气反应还与水蒸气反应，所以产物不纯，故不选D。
答案：C
6．解析：根据题意，红色物质肯定是单质铜，因为无水CuSO4是白色的，所以必定是Na和CuSO4发生置换反应：2Na＋CuSO4Cu＋Na2SO4，因为无水CuSO4与熔化的钠接触时瞬间产生耀眼的火花，说明该反应放出大量的热，使钠发生燃烧，A、B、D正确；题给反应不能体现CuSO4的吸水性，C项错误。
答案：C
核 心 素 养
[例1] 解析：将钠放入盛有题给溶液的烧杯中，金属钠均先与水发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。①中MgSO4＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋Na2SO4；②中NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，生成的Na2CO3溶解度大于NaHCO3，故不会产生沉淀；③中Na2SO4与NaOH不反应，没有沉淀生成；④中反应消耗水，溶液温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2沉淀；⑤中只产生气体，没有沉淀生成。
答案：C
[提升1] 解析：A错，钠与稀盐酸反应生成NaCl和H2，NaCl易溶于水。B错，Na是极活泼金属，投入CuSO4溶液中，Na与水反应生成NaOH和H2，NaOH再与CuSO4发生复分解反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀，不能置换出铜。C对，Na先与水反应生成NaOH和H2，NaOH再与FeCl3发生复分解反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀。D错，Na与水反应生成NaOH和H2，NaOH易溶于水。
答案：C
[例2] 解析：Na2O2与CO2反应生成O2：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，该反应不是置换反应，C项错误；2 g H2充分燃烧后生成18 g水，完全被Na2O2固体吸收发生反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，由质量守恒可知，固体由Na2O2―→NaOH，其质量增加的量等于H2O―→O2的质量减少量，18 g水被吸收后生成16 g O2，即Na2O2固体增重2 g。
答案：C
[提升2] 解析：A对，Na与水反应生成NaOH和H2，化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。B错，二氧化碳通过Na2O2粉末，发生反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，反应后固体质量增加。C错，钠极易与水反应，不能与CuSO4溶液发生置换反应生成Cu，而是生成Cu(OH)2沉淀。D错，Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物，发生的反应为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。
答案：A
学考评价
1．解析：钠是活泼金属，在自然界中全部以化合物的形式存在，氢氧化钠溶液能够吸收CO2，氧化钠吸收水生成氢氧化钠，所以钠元素在自然界中主要的存在形式是NaCl。
答案：B
2．解析：钠的密度比水小，投入水中，不会沉入水底，而是浮在水面上，①错误；钠是活泼金属，能与冷水剧烈反应，钠与水反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，有气体产生，②正确；钠与水反应生成NaOH，反应后溶液呈碱性，紫色石蕊试液变蓝，③错误；钠的熔点低，与水反应时放热，会熔化成光亮的小球，④正确；钠与水反应生成氢气，在气体推动下，钠球在水面上迅速游动，⑤正确；钠与水剧烈反应，会发出“嘶嘶”的响声，⑥正确。故选C。
答案：C
3．解析：暴露在空气中的钠首先反应生成Na2O，Na2O与水反应转化为NaOH，NaOH与空气中的CO2、H2O作用生成Na2CO3·10H2O，最后Na2CO3·10H2O风化转化为Na2CO3，D正确。
答案：D
4．解析：氧化钠是白色固体，但过氧化钠是淡黄色固体，故A错误；过氧化钠与酸反应生成盐、水和氧气，则过氧化钠不属于碱性氧化物，故B错误；氧化钠和水反应生成氢氧化钠，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，均能形成强碱溶液，故C正确；氧化钠中氧元素的化合价是－2价，过氧化钠中氧元素的化合价是－1价，过氧化钠具有强氧化性，故D错误。
答案：C
5．解析：过氧化钠与二氧化碳和水反应均生成氧气，可作为呼吸面具或潜水艇中氧气的来源，A正确；氧化钠与水反应生成氢氧化钠，溶液呈碱性，所以将Na2O加入到酚酞溶液中，溶液变红色，但不褪色，B错误；Na2O＋H2O===2NaOH，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，如果Na2O样品中含有Na2O2，加入水后会产生气泡，C正确；过氧化钠为淡黄色粉末状固体，D正确。
答案：B
6．解析：过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，温度不变时，饱和氢氧化钠溶液中溶剂水减少，有晶体析出，溶液中Na＋数目减少，故A不正确；溶液中氢氧根离子浓度不变，碱性不变，故B不正确；饱和溶液温度不变，溶质的质量分数不变，故C正确；溶质和溶剂的质量都减小，溶液的质量减小，故D不正确。
答案：C
学业基础——自学·思记·尝试
颜色
状态
硬度
密度
熔点
________
________
________
比水的____
________
实验操作
实验现象
解释
(1)钠浮在水面上
(1)钠的密度比水的________________________________________________________________________
(2)钠与水反应发出嘶嘶响声
(2)钠与水反应剧烈
(3)钠熔化成闪亮的小球
(3)钠熔点________，反应________
(4)小球在水面上迅速游动，逐渐变小，最后消失
(4)反应产生的气体推动小球游动
(5)反应后溶液的颜色逐渐变________
(5)有________生成
结论
钠与水剧烈反应，生成NaOH和H2，化学方程式为
________________________________________________________________________
实验操作
实验现象
实验结论
新切开的钠的切面具有____________金属光泽，在空气中表面很快________
钠是________金属，硬度________，熔点________，通常保存在________中；常温下与O2发生反应：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________
钠先熔化为________小球，然后燃烧，火焰呈________色，最后生成______________固体
加热时Na与O2反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________
核心素养——合作·探究·分享
选项
溶液
反应产生的现象
化学方程式
A
稀盐酸
剧烈反应，产生气体，溶液中产生白色沉淀
2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑
B
CuSO4
产生气体，溶液中产生红色固体
2Na＋CuSO4===Na2SO4＋Cu
C
FeCl3
产生气体，溶液中产生红褐色沉淀
2FeCl3＋6Na＋6H2O===2Fe(OH)3↓＋6NaCl＋3H2↑
D
稀NaOH
产生气体，溶液中产生白色沉淀
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
关键能力
反应类别
反应分析
与酸溶
液反应
钠投入酸中时，钠先与酸中的H＋反应，当酸反应完时，钠再与水反应，即反应顺序是“先酸后水”。钠与盐酸反应的化学方程式为2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑。钠与酸溶液的反应比钠与水的反应更剧烈，因为酸中的H＋浓度大
与碱溶液
反应
将钠加入碱溶液中，实质是钠与水发生反应
与盐溶
液反应
钠与盐溶液反应，一般分两步考虑，先考虑Na与水反应生成NaOH，再考虑NaOH是否与盐反应
①将钠投入NaCl溶液中，发生反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
②将钠投入饱和NaCl溶液中，有H2放出，还有NaCl晶体析出(温度不变)
③将钠投入CuSO4溶液中，有H2放出，同时有蓝色沉淀生成(注意Na不能从CuSO4溶液中置换出Cu)：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4
将上面两个化学方程式叠加可得总反应：
2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2＋Na2SO4＋H2↑
关键能力
化学式
Na2O
Na2O2
颜色
白色
淡黄色
状态
固体
固体
氯元素的
化合价
－2价
－1价
生成条件
常温
燃烧或加热
热稳定性
不稳定，加热易转化为Na2O2
较稳定
与H2O反应
Na2O＋H2O===2NaOH
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
与CO2反应
Na2O＋CO2===Na2CO3
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
主要用途
用于制取Na2CO3
漂白剂、供氧剂
转化
2Na2O＋O2 2Na2O2
学考评价——夯实·测控·演练
学业要求
1．通过对金属钠的性质探究等一系列科学探究活动，认识钠是一种非常活泼的金属单质，了解金属钠的物理性质、主要化学性质，形成科学探究与创新意识的化学核心素养。
2．通过观察、分析实验现象，体会如何科学、合理地运用观察方法。在归纳金属钠的性质的过程中，体验分类、比较等方法在研究和学习物质性质过程中的重要应用，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
3．激发学习化学的兴趣，同时树立安全意识和环保意识，形成科学态度与社会责任的化学核心素养。
知识网络
一、研究物质基本性质的四种方法
1．研究物质的性质，通常有________、实验、________、比较等方法。
2．观察法
(1)定义：有计划、有目的地运用________考察研究对象的方法。
(2)方式：用肉眼看、用鼻子闻、借助仪器观察等。
3．运用分类的方法，总结各类物质的________，并根据物质所属的类别对物质及其变化进行________。
4．运用比较的方法，认识各类物质性质之间的________，以及各类物质性质之间的内在________。
二、利用观察法探究钠的物理性质及钠与水的反应
1．钠的物理性质
2.钠与水的反应
观察并记录结果，分析得出结论：
3.钠与氧气的反应
实验探究
4.Na2O和Na2O2的比较
(1)物理性质。
氧化钠是一种________固体，过氧化钠是一种________固体。
(2)化学性质。
Na2O、Na2O2与H2O反应的化学方程式分别为________________________；________________________。
Na2O、Na2O2分别与CO2反应的化学方程式为Na2O＋CO2===Na2CO3，________________________________________________________________________
________________________。
(3)用途。
Na2O2可用于________和________中作为氧气的来源。
5.钠的保存及用途
(1)保存。
金属钠通常保存在煤油中或石蜡油中。
(2)用途。
未用完的金属钠要放回试剂瓶，不能随便丢弃！
[即学即练]
1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)通过观察物质的颜色、气味、状态可了解其物理性质，通过实验可了解其化学性质。( )
(2)金属钠着火可用水扑灭。( )
(3)Na2O2与Na2O固体中阳离子与阴离子的个数比均为2∶1。( )
(4)钠与CuSO4溶液反应可置换出铜。( )
(5)把钠投入到稀盐酸中，钠先和水发生反应，再与HCl发生反应。( )
(6)Na与足量O2反应生成Na2O，随着温度的升高，生成Na2O的速率逐渐加快。( )
(7)Na2O2可使酚酞溶液变红。( )
(8)Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物的原因是2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。( )
2．下列关于氧化钠和过氧化钠的说法正确的是( )
A．它们是白色粉末
B．它们都能与水反应产生氧气
C．它们都能与二氧化碳发生反应生成氧气
D．过氧化钠可作为潜水艇和呼吸面具的供氧剂
3．金属钠不仅能与氧气和水反应，还能与酒精在常温下反应，要研究金属钠与酒精反应的性质以及金属钠与酒精反应和金属钠与水反应的异同点，下列研究方法没有用到的是( )
A．分类法 B．观察法
C．实验法 D．比较法
4．下面关于金属钠的描述不正确的是( )
A．钠的化学性质很活泼，一般保存在煤油中
B．钠在O2中燃烧生成淡黄色的Na2O
C．钠不能和CuSO4溶液发生置换反应置换出铜
D．钠质地软，可用小刀切割
5．已知用金属钠制取氧化钠的方法有许多，下列方法最好且解释合理的是( )
A．4Na＋O2(纯)常温2Na2O；产物唯一，条件易控制
B．4Na＋CO2△2Na2O＋C；原料价廉，反应操作简便
C．2NaNO2＋6Na△4Na2O＋N2↑；产物中只有Na2O固体生成，且生成的N2可将周围环境中的O2排净，保护Na2O不被进一步氧化
D．4Na＋O2(空气)常温2Na2O；操作简便
6．如图所示，在坩埚中放一小块钠，加热至熔化，用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。据此判断下列说法不正确的是( )
A．上述反应是置换反应
B．上述反应是放热反应
C．上述反应中CuSO4表现了吸水性
D．加热且无水条件下，Na可以与CuSO4反应并生成Cu
一 钠与溶液的反应
[例1] 将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体产生，又有沉淀产生的是( )
①MgSO4溶液 ②NaHCO3溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和澄清石灰水 ⑤NH4Cl溶液
A．①③④ B．②⑤
C．①④ D．全部
状元随笔 钠与某些物质的水溶液反应一定有气体产生，是否产生沉淀则需考虑NaOH与原溶质的反应、溶剂H2O的减少对溶质的影响以及反应放热对溶质溶解度的影响等。
[提升1] 将一块绿豆粒大小的金属钠分别投入下列溶液中，反应产生的现象及发生的反应均正确的是( )
状元随笔 (1)在酸溶液中H＋浓度比水中大，在酸中反应会更剧烈。
(2)钠不能从盐溶液中置换出金属单质。
钠与水反应的延伸应用
状元随笔 金属钠与溶液反应的现象
(1)共性：因为钠与水的反应属于剧烈的置换反应，故钠与溶液反应有共同的现象产生。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：反应过程中不停地发出“嘶嘶”的响声。
(2)差异性：与酸反应时，由于溶液中H＋浓度较大，反应程度比钠与水的反应剧烈，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(如生成难溶性碱)、气体(NH3)等。
二 Na2O2的性质
[例2] 下列叙述不正确的是( )
A．Na2O2是淡黄色固体，Na2O是白色固体，二者都能与水反应生成NaOH
B．Na和O2在加热时反应生成Na2O2，在常温下反应生成Na2O
C．Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生置换反应生成O2
D．2 g H2充分燃烧后产物被Na2O2完全吸收，Na2O2固体增重2 g
状元随笔 (1)不可忽视过氧化钠的漂白性，过氧化钠投入含有酚酞(或石蕊)的溶液中，溶液先变红(或蓝)色，后褪色。
(2)过氧化钠中的阴离子是O22-，而不是O2－或O2-。
(3)过氧化钠与某些盐(如CuSO4)溶液反应时，一般是先与水反应，然后生成的碱再与盐反应。
(4)实验室中，钠着火时不能用CO2或水灭火，应该用细沙盖灭。
(5)氢气、一氧化碳或二者的混合气体完全燃烧后的产物，通过足量的过氧化钠，完全反应后固体增加的质量为燃烧前可燃物气体的质量。
[提升2] 下列说法中正确的是( )
A．将Na块放入水中，产生气体：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
B．二氧化碳通过Na2O2粉末，反应后固体质量减少
C．钠与CuSO4溶液反应：2Na＋CuSO4===Cu↓＋Na2SO4
D．Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
状元随笔 高考试题中常考查有关钠、过氧化钠的三个反应：
(1)钠与水反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。
(2)过氧化钠与CO2反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
(3)过氧化钠与水反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。
1.Na2O2与Na2O性质的比较
2.Na2O2与CO2、H2O反应的规律
(1)从质量的角度分析。
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑①
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2②
对于反应①，反应后Na2O2固体增加的质量实际相当于水中H元素的质量，该过程可以认为是Na2O2 H2O 2NaOH＋O；对于反应②，反应后Na2O2固体增加的质量实际上相当于CO2中碳元素和一半氧元素的质量，该过程可以认为是Na2O2 CO2 Na2CO3＋O。进一步分析还可得出关系式Na2O2＋H2===2NaOH，Na2O2＋CO===Na2CO3。实际上这两个反应均不能发生，只是从质量的角度可看作Na2O2只吸收了H2和CO，Na2O2增加的质量等于H2和CO的质量。这样在分析H2和CO在氧气中燃烧的产物被Na2O2完全吸收后固体质量的变化时会变得很方便。
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，W g该物质在O2中完全燃烧后的产物(CO2和水蒸气)与足量的Na2O2固体反应后，固体增加的质量为W g。或是由C、H、O三种元素组成的物质，只要该物质中C、O原子个数比为1∶1，也可满足该变化。
(2)先后顺序关系。
当CO2、H2O(g)与足量的Na2O2同时接触时，由于Na2O2与H2O反应生成的NaOH能与CO2反应生成Na2CO3，所以可以视为Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O(g)反应。
1．从生活常识角度考虑，试推断钠元素在自然界中主要的存在形式是( )
A．Na B．NaCl
C．NaOH D．Na2O
2．将一小块金属钠投入盛有滴有紫色石蕊试液的冷水的烧杯中，甲同学认为可以观察到下列实验现象，其中正确的有( )
①钠投入水中，先沉入水底，后浮出水面
②钠立即与水反应，并有气体产生
③反应后溶液变红色
④钠熔化成光亮的小球
⑤小球在水面上迅速游动
⑥有“嘶嘶”的响声发出
A．①②③④ B．②③④⑤
C．②④⑤⑥ D．③④⑥
3．一小块钠暴露在空气中一段时间，发生的反应有( )
①4Na＋O2===2Na2O
②2Na＋O2===Na2O2
③Na2O＋H2O===2NaOH
④2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O
A．① B．②④
C．①③ D．①③④
4．下列关于Na2O、Na2O2的叙述正确的是( )
A．都是白色固体
B．都是碱性氧化物
C．都能和水反应形成强碱溶液
D．都是强氧化剂
5．下列说法不正确的是( )
A．Na2O2可以作为呼吸面具或潜水艇里的氧气来源
B．将Na2O加入到酚酞溶液中，溶液先变红色后褪色
C．可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2
D．过氧化钠为淡黄色固体粉末
6．向一定量的饱和NaOH溶液中加入少量Na2O2固体，恢复到原温度时，下列说法正确的是( )
A．溶液中的Na＋增多
B．溶液的碱性增强
C．溶质的质量分数不变
D．溶液的质量不变
第1课时 研究物质性质的基本方法
学 业 基 础
一、
1．观察 分类
2．感官
3．一般性质 预测
4．异同 联系
二、
1．银白色 固体 质软 小 较低
2．小 低 放热 红 碱 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
3．银白色 变暗 银白色 小 低 煤油 4Na＋O2===2Na2O 闪亮 黄 淡黄色 2Na＋O2 Na2O2
4．(1)白色 淡黄色 (2)Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 (3)呼吸面具 潜水艇
[即学即练]
1．(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)×
2．解析：过氧化钠是淡黄色粉末，A错误；氧化钠与水反应只生成氢氧化钠，不产生氧气，B错误；氧化钠与二氧化碳生成碳酸钠，不会生成氧气，C错误；过氧化钠与水、二氧化碳反应都能生成氧气，可作为潜水艇和呼吸面具的供氧剂，D正确。
答案：D
3．解析：金属钠与酒精反应、金属钠与水反应两个实验用到了实验法，研究二者的异同用到了观察法与比较法，没有用到分类法。
答案：A
4．解析：钠在O2中燃烧生成淡黄色的Na2O2。
答案：B
5．解析：钠与纯氧中反应生成氧化钠，虽然产物唯一，但无法确定反应是否完全，故不选A；钠与二氧化碳在加热条件下反应生成氧化钠和碳，氧化钠又能与二氧化碳反应生成碳酸钠，故不选B；C项中反应是工业制取氧化钠最常见的方法，产生的氮气和固体易分离，目标产物中无杂质，而且亚硝酸钠属于工业常用盐，价格低，它提供一部分的钠元素，从而减少较贵重的金属钠的用量，且生成的N2可保护Na2O不被进一步转化为Na2O2，故选C；钠放置在空气中不仅与氧气反应还与水蒸气反应，所以产物不纯，故不选D。
答案：C
6．解析：根据题意，红色物质肯定是单质铜，因为无水CuSO4是白色的，所以必定是Na和CuSO4发生置换反应：2Na＋CuSO4Cu＋Na2SO4，因为无水CuSO4与熔化的钠接触时瞬间产生耀眼的火花，说明该反应放出大量的热，使钠发生燃烧，A、B、D正确；题给反应不能体现CuSO4的吸水性，C项错误。
答案：C
核 心 素 养
[例1] 解析：将钠放入盛有题给溶液的烧杯中，金属钠均先与水发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。①中MgSO4＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋Na2SO4；②中NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，生成的Na2CO3溶解度大于NaHCO3，故不会产生沉淀；③中Na2SO4与NaOH不反应，没有沉淀生成；④中反应消耗水，溶液温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2沉淀；⑤中只产生气体，没有沉淀生成。
答案：C
[提升1] 解析：A错，钠与稀盐酸反应生成NaCl和H2，NaCl易溶于水。B错，Na是极活泼金属，投入CuSO4溶液中，Na与水反应生成NaOH和H2，NaOH再与CuSO4发生复分解反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀，不能置换出铜。C对，Na先与水反应生成NaOH和H2，NaOH再与FeCl3发生复分解反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀。D错，Na与水反应生成NaOH和H2，NaOH易溶于水。
答案：C
[例2] 解析：Na2O2与CO2反应生成O2：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，该反应不是置换反应，C项错误；2 g H2充分燃烧后生成18 g水，完全被Na2O2固体吸收发生反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，由质量守恒可知，固体由Na2O2―→NaOH，其质量增加的量等于H2O―→O2的质量减少量，18 g水被吸收后生成16 g O2，即Na2O2固体增重2 g。
答案：C
[提升2] 解析：A对，Na与水反应生成NaOH和H2，化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。B错，二氧化碳通过Na2O2粉末，发生反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，反应后固体质量增加。C错，钠极易与水反应，不能与CuSO4溶液发生置换反应生成Cu，而是生成Cu(OH)2沉淀。D错，Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物，发生的反应为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。
答案：A
学考评价
1．解析：钠是活泼金属，在自然界中全部以化合物的形式存在，氢氧化钠溶液能够吸收CO2，氧化钠吸收水生成氢氧化钠，所以钠元素在自然界中主要的存在形式是NaCl。
答案：B
2．解析：钠的密度比水小，投入水中，不会沉入水底，而是浮在水面上，①错误；钠是活泼金属，能与冷水剧烈反应，钠与水反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，有气体产生，②正确；钠与水反应生成NaOH，反应后溶液呈碱性，紫色石蕊试液变蓝，③错误；钠的熔点低，与水反应时放热，会熔化成光亮的小球，④正确；钠与水反应生成氢气，在气体推动下，钠球在水面上迅速游动，⑤正确；钠与水剧烈反应，会发出“嘶嘶”的响声，⑥正确。故选C。
答案：C
3．解析：暴露在空气中的钠首先反应生成Na2O，Na2O与水反应转化为NaOH，NaOH与空气中的CO2、H2O作用生成Na2CO3·10H2O，最后Na2CO3·10H2O风化转化为Na2CO3，D正确。
答案：D
4．解析：氧化钠是白色固体，但过氧化钠是淡黄色固体，故A错误；过氧化钠与酸反应生成盐、水和氧气，则过氧化钠不属于碱性氧化物，故B错误；氧化钠和水反应生成氢氧化钠，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，均能形成强碱溶液，故C正确；氧化钠中氧元素的化合价是－2价，过氧化钠中氧元素的化合价是－1价，过氧化钠具有强氧化性，故D错误。
答案：C
5．解析：过氧化钠与二氧化碳和水反应均生成氧气，可作为呼吸面具或潜水艇中氧气的来源，A正确；氧化钠与水反应生成氢氧化钠，溶液呈碱性，所以将Na2O加入到酚酞溶液中，溶液变红色，但不褪色，B错误；Na2O＋H2O===2NaOH，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，如果Na2O样品中含有Na2O2，加入水后会产生气泡，C正确；过氧化钠为淡黄色粉末状固体，D正确。
答案：B
6．解析：过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，温度不变时，饱和氢氧化钠溶液中溶剂水减少，有晶体析出，溶液中Na＋数目减少，故A不正确；溶液中氢氧根离子浓度不变，碱性不变，故B不正确；饱和溶液温度不变，溶质的质量分数不变，故C正确；溶质和溶剂的质量都减小，溶液的质量减小，故D不正确。
答案：C
学业基础——自学·思记·尝试
颜色
状态
硬度
密度
熔点
________
________
________
比水的____
________
实验操作
实验现象
解释
(1)钠浮在水面上
(1)钠的密度比水的________________________________________________________________________
(2)钠与水反应发出嘶嘶响声
(2)钠与水反应剧烈
(3)钠熔化成闪亮的小球
(3)钠熔点________，反应________
(4)小球在水面上迅速游动，逐渐变小，最后消失
(4)反应产生的气体推动小球游动
(5)反应后溶液的颜色逐渐变________
(5)有________生成
结论
钠与水剧烈反应，生成NaOH和H2，化学方程式为
________________________________________________________________________
实验操作
实验现象
实验结论
新切开的钠的切面具有____________金属光泽，在空气中表面很快________
钠是________金属，硬度________，熔点________，通常保存在________中；常温下与O2发生反应：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________
钠先熔化为________小球，然后燃烧，火焰呈________色，最后生成______________固体
加热时Na与O2反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________
核心素养——合作·探究·分享
选项
溶液
反应产生的现象
化学方程式
A
稀盐酸
剧烈反应，产生气体，溶液中产生白色沉淀
2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑
B
CuSO4
产生气体，溶液中产生红色固体
2Na＋CuSO4===Na2SO4＋Cu
C
FeCl3
产生气体，溶液中产生红褐色沉淀
2FeCl3＋6Na＋6H2O===2Fe(OH)3↓＋6NaCl＋3H2↑
D
稀NaOH
产生气体，溶液中产生白色沉淀
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
关键能力
反应类别
反应分析
与酸溶
液反应
钠投入酸中时，钠先与酸中的H＋反应，当酸反应完时，钠再与水反应，即反应顺序是“先酸后水”。钠与盐酸反应的化学方程式为2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑。钠与酸溶液的反应比钠与水的反应更剧烈，因为酸中的H＋浓度大
与碱溶液
反应
将钠加入碱溶液中，实质是钠与水发生反应
与盐溶
液反应
钠与盐溶液反应，一般分两步考虑，先考虑Na与水反应生成NaOH，再考虑NaOH是否与盐反应
①将钠投入NaCl溶液中，发生反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
②将钠投入饱和NaCl溶液中，有H2放出，还有NaCl晶体析出(温度不变)
③将钠投入CuSO4溶液中，有H2放出，同时有蓝色沉淀生成(注意Na不能从CuSO4溶液中置换出Cu)：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4
将上面两个化学方程式叠加可得总反应：
2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2＋Na2SO4＋H2↑
关键能力
化学式
Na2O
Na2O2
颜色
白色
淡黄色
状态
固体
固体
氯元素的
化合价
－2价
－1价
生成条件
常温
燃烧或加热
热稳定性
不稳定，加热易转化为Na2O2
较稳定
与H2O反应
Na2O＋H2O===2NaOH
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
与CO2反应
Na2O＋CO2===Na2CO3
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
主要用途
用于制取Na2CO3
漂白剂、供氧剂
转化
2Na2O＋O2 2Na2O2
学考评价——夯实·测控·演练
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