专题2 从海水中获得的化学物质 第二单元 钠、镁及其化合物 金属钠的性质与应用 高一化学备课组 杨伏勇

新闻背景 ： 若干神秘“水雷”惊现珠江 2001年7月7日，台风过后，在珠江石溪附近，水面上前后共飘着七个白色的来历不明的金属桶。其中一只已经破损的铁桶突然冒起一股白烟，窜起亮黄色火苗，紧接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起。 据悉，其中另有一铁桶被过往船只发现，并将其打捞上船，打算清洗后使用，但当船员把盖子打开后，桶内冒起浓浓白烟，一接触桶内物质，双手立即感到剧烈地疼痛，于是他们又将其推入江里，一遇水，这个桶就又爆炸了。 珠江水面上尚有五个一触即发的“水雷”漂浮着，消防队员、民警及广州化工集团的化学品专家赶来凑在一起，紧张地调查爆炸物的性质及研究“水雷”的处置对策。

思考： 钠 1.桶内装的是什么物质？ 2.破损金属桶为什么会发生爆炸？（原因） 3.事故的善后处理 ？ （另五个没有爆炸的金属桶）

金属钠的性质与应用

钠的原子结构特点 物质的结构决定它的性质! 钠原子的最外层只有1个电子，次外层有8个电子。 极易失去最外层的一个电子 +11 2 8 钠原子的最外层只有1个电子，次外层有8个电子。 在化学反应中钠原子很容易失去最外层的1个电子而显金属性。所以钠的化学性质非常活泼。 物质的结构决定它的性质!

【实验1】 取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油,用小刀切成两半,观察截面的颜色，将其放置在空气中,观察表面的变化.

现 象 反应 常温下 4Na + O2 = 2Na2O (白色) 结论 ★ 钠是银白色金属 钠是一种银白色的金属,质软,在空气中颜色变暗. ★ 钠质软 ★常温下易与空气中的氧气反应

钠的物理性质 物理性质：银白色有金属光泽的金属，质软，密度小。

【实验2】 取实验1切好的钠，投入盛有水（滴有酚酞试液）的烧杯中，观察发生的现象。

[ 观察与思考]： 1、将钠投入水中，钠是浮在水面上还是沉入水下，为什么？ 2、钠的物理状态有无变化？ 3、还有什么现象发生？为什么？ 4、反应后，溶液颜色有什么变化？

浮 熔 游 红 响 你来说 现象 解释 密度(钠) ＜ 密度（水） 反应放热、钠的熔点低 你看到了什么？ 气体推动小球迅速移动 密度(钠) ＜ 密度（水） 熔 反应放热、钠的熔点低 你看到了什么？ 游 气体推动小球迅速移动 思考2:这种气体是？ 思考1:生成的碱性物质是什么？ 红 产物呈碱性 NaOH 你听到了什么？ 响 反应剧烈、有气体生成

你来说 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 综合说明钠与水反应生成了什么？ 根据刚才完成的实验以及对实验的分析，破损的铁桶为什么会爆炸？

第2个问题：为什么会发生爆炸 ? 由于金属钠的化学性质非常活泼，与自然界的很多物质会发生反应，当它遇到水的时候，反应产生氢气，放出大量的热，氢气的着火点相当低，氢气燃烧，气体体积急剧膨胀，产生爆炸。在珠江水面上发生爆炸就是因为破损的金属桶内的钠与空气和水接触造成的。

【实验3】 取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油后，放在石棉网上稍加热。观察发生的现象.

注意：反应条件不同，产物不相同！ 钠先熔化成小球，剧烈燃烧，火焰呈黄色,生成淡黄色固体。 现 象 反应 2Na + O2 ==== Na2O2 (过氧化钠) 燃烧 钠很容易被氧化，常温下钠能与空气中的氧气反应生成白色的Na2O（氧化钠），从而使钠的颜色变暗,在空气中点燃生成淡黄色Na2O2 (过氧化钠). 结论 注意：反应条件不同，产物不相同！

思考： Na2O和Na2O2 哪个稳定？ Na2O2的热稳定性大于Na2O， Na2O在O2中受热可转化成Na2O2 △

【实验3】 在集气瓶中放置一团玻璃棉,将两三粒金属钠放在玻璃棉上,立即向集气瓶中通氯气,观察现象. 【视频欣赏】

2Na + Cl2 = 2NaCl 钠在氯气中剧烈燃烧，产生白色的烟。 现 象 反应 点燃 2Na + Cl2 = 2NaCl 除与O2反应外， 钠还能S、Cl2等大多数非金属反应,表现出很强的还原性. 结论 2Na + S == Na2S (钠与硫粉混合研磨发生爆炸)

（熔融） 课外小组讨论： Na与盐反应 TiCl4+4Na 4NaCl+Ti 钠与TiCl4水溶液反应会怎样呢？ 钠能否可以置换出CuSO4溶液中的Cu？

钠的存在 由于钠的化学性质很活泼，所以它在自然界里不能以游离态存在，只能以化合态存在。 在海水中储藏极为丰富。主要以盐酸盐、碳酸盐和硫酸盐形式存在。 氯化钠 碳酸钠 硫酸钠

钠的用途 1.制备Na2O2； 2.钠和钾的合金作原子反应堆的导热剂； 3.制作高压钠灯 （黄光射程远，透雾力强） 4.作还原剂制取某些稀有金属。 如： TiCl4(熔融) + 4Na == 4NaCl + Ti（强还原性） 高温 1.制备Na2O2； 2.钠和钾的合金作原子反应堆的导热剂； （黄光射程远，透雾力强）

钠的制备 工业上通常采用电解熔融的NaCl的方法制备钠。 2NaCl(熔融) 通电 2Na + Cl2↑

钠的保存 你的设想？ 钠保存在煤油里。 钠为什么要保存在煤油里？ 钠易与空气中O2和H2O反应，但不与煤油反应，且密度大于煤油的密度，用煤油可以隔绝钠与O2和H2O的接触。

试着讨论解决第3个问题：事故的善后处理 （另五个没有爆炸的金属桶如何处理）？ 学以致用 试着讨论解决第3个问题：事故的善后处理 （另五个没有爆炸的金属桶如何处理）？ 怎么处理漂浮江面的桶装金属钠，成了一个很大的难题。首先，处在水中的铁桶，随时可能因为进水而爆炸，其次，即使是安全地将桶捞上来，由于空气中有水蒸气，金属钠遇到水蒸气后仍然可能发生爆炸。 ［实际做法］ 后来，消防队员将箩筐放入水中，在四五个消防员和民警的帮助下，铁桶终于被装进了筐内。在两根竹竿和三条缆绳的协助下，铁桶被捞上来了。消防员们立刻将它放进了早已准备在旁边的塑料桶内，然后倒进了两桶煤油，危机总算是暂时过去了。到下午5点多，3桶没有爆炸的金属钠终于被送到了安全的地点。

试一试 根据以前所学知识Na2O是碱性氧化物，请问Na2O2也是碱性氧化物吗？结合H2O2的性质，试着猜想 Na2O、 Na2O2与水反应的产物分别是什么？

Na2O与Na2O2的性质比较 名称 氧化钠 过氧化钠 色、态 白色固体 淡黄色固体 化学式 Na2O Na2O2 与水反应 Na2O+H2O =2NaOH 2Na2O2+H2O=4NaOH +O2 与CO2反应 Na2O+CO2 =Na2CO3 2Na2O2+CO2=2Na2CO3 稳定性 不稳定 稳定

练习与巩固 1、钠着火时，能采用的灭火物质 （ ） A. 水 B. 砂子 C.煤油 D .湿布 B

2 .下列叙述中不正确的是：( ) A . 钠燃烧时发出黄色的火焰 B . 钠在空气中燃烧生成氧化钠 C . 钠与氯气化合时产生白烟 D . 钠与水反应属于氧化—还原反应 3 .钠与水反应时出现的现象和钠的下列性质无关的是( ) A . 钠的熔点低 B . 钠的密度小 C. 钠的硬度小 D . 钠是活泼金属 B C

小结: 一、 钠的性质 1.钠的物理性质:银白色金属，质软，密度小，熔点低， 是电和热的良导体。 2.钠的化学性质 ①钠和非金属单质的反应 a.4Na＋O２=2Na2O b.2Na＋O２=Na2O2(点燃) c.2Na＋Cl２= 2NaCl d.2Na＋S = Na2S ②钠与水的反应 2Na＋2H2O =2NaOH＋H２↑ 二、钠的用途及制备