化学家园

钠的性质和应用

                                      

专题2   第二单元    钠、镁及其化合物

金属钠的性质和应用

教学目标：

1、了解钠的生产原理

2、使学生认识钠是一种很活泼的金属，了解钠的物理性质，掌握钠的化学性质

3、通过钠的有关性质实验以及对实验现象的讨论，培养学生的观察能力和思维能力

教学重点：

掌握钠的化学性质，培养学生的观察能力和思维能力

 

教学过程：

在第一单元中，我们学习了从海水中提取Cl₂、Br₂、I₂这些非金属，海水中还蕴藏着大量的金属元素，比如钠，我们该如何提取他们，又有什么样的性质呢？

先来了解一下钠的用途

投影：

钠是碱金属元素中最常见的一种，它不仅在人体中具有重要的作用。另外，金属钠还在尖端技术、日常生活中有着广泛的应用。
    ①钠在人体中的作用

人体中含60多种元素，碳、氢、氧含量较高，碘、氟、硅含量较低。钠占0.15%。

正常人体内流动的血液，PH在7.35-7.45之间,否则,会发生酸中毒或碱中毒,人就会感到疲乏、软弱、呼吸增深，严重时导致死亡。维持PH主要靠血液中的缓冲剂NaHCO₃—H₂CO₃，而钠离子是这一缓冲剂的主要角色。

钠离子是构成体液的重要成分。人的心脏跳动离不开体液，故人应每天吸入一定量的钠离子，同时经汗液、尿液中每天又排出部分钠离子，以维持其含量。

体液中Na⁺过多，易于使血压升高，也使心脏的负担加重。凡高血压、心脏病患者，不要吃过多的食盐，但Na⁺过少，则血液中钾的含量增高，升到一定程度后，会影响心脏的跳动。

钠元素对肾也有影响，肾炎患者，体内的Na⁺不易排出，过多的摄入Na⁺，会加重病情。

②我们知道，要把人造地球卫星送上天，发射航天飞机、导弹都要用到火箭，如何确定发射后的火箭在空中的位置呢？这就需要钠蒸气来帮忙了。火箭发射后，在大气层高空释放出钠蒸气可产生明亮的橙黄色云雾，科学家据此就可确定火箭空中的位置，还可以计算出火箭周围气体的密度。
     当前，人们已能利用原子能进行发电，其好处颇多。原子能发电需要的一个重要装置即是原子反应堆。在原子的裂变过程中，由于释放出巨大的能量，会使反应堆内的温度升得很高，因此就需要把热量导出，使反应堆冷却。充当导热剂（冷却剂）的就是钠与钾的合金（含20～50%的钠），这种合金的熔点低（如含钠20%，钾80%的合金熔点是-10℃），有较高的比热，在常温下为液体，是原子反应堆理想的导热剂。
     钠是一种活泼的金属，有很强的还原性，是良好的还原剂。因此在工业上利用它作还原剂制取一些稀有金属，如钛、锆、钽等。制取钛的化学反应式为：TiCl₄+4Na高温Ti+4NaCl。这些金属在航天工业上有广泛的应用。
     日常生活中，钠也有广泛的应用，如用于制作单色光源的钠光灯（高压钠灯）。这种灯发出黄光，射程远，透雾能力强，对道路平面的照度高，广泛地用于制作指示灯、路灯等。另外，钠还可作为合成橡胶的催化剂、石油的脱硫剂等。

小魔术：滴水点灯

在刚才的魔术中，奇妙现象的产生就是钠的功劳。为什么能点灯？钠有什么样的性质？

先来了解钠的制备：拓展视野

展示钠：保存在煤油中，取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切

物理性质：银白色金属、质软，密度比水     ，溶沸点  

化学性质：

原子结构：       

我们学过金属铁,回忆金属铁的性质

学生回答：1、酸  2、盐  3、在氧气中燃烧

钠也是一种金属，也应该有相似的性质

1.与非金属反应：

  (如氧气、氯气、硫等)

①

常温：

 

钠的银白色金属光泽，可是很快就变暗了。说明钠很容易被空气中的氧气所氧化

4Na + O₂ = 2Na₂O（白色固体）

②加热：取出一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油后，放在石棉网上加热。观察现象

  实验现象：钠剧烈燃烧，熔成小球，发出黄色的火焰，生成淡黄色的固体。经过证明生成的固体为Na₂O₂（过氧化钠）。

   反应方程式： 2Na + O₂  Na₂O₂

类推：根据原子结构推测S、Cl2等非金属单质能否与金属钠反应？

③2Na + S = Na2 S  (爆炸)

④2Na + Cl2 = 2NaCl

验证钠的密度：取出一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油后，放入盛有水的烧杯中，反应结束后，在烧杯中滴2滴酚酞溶液，观察现象。

2．与水反应

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑（从氧化还原角度去判断氢气）

实验现象：（1）钠浮在水面上

（2）熔化成光亮的小球

（3）迅速游动并发出嘶嘶的响声  

（4）溶液滴入酚酞变成红色

   实验解释：（1）钠的密度比水小

（2）钠的熔点低并有金属光泽

（3）反应剧烈并有气体产生

（4）有碱生成

思考：如何验证是氢气

依据氧化还原理论：因为酚酞溶液变红，证明有NaOH生成，则Na被氧化，所以H₂O被还原成H₂

3、与盐溶液反应

思考：

钠能不能置换硫酸铜溶液中的铜？若不可能，试推测发生了哪些反应，会有什么 现像？

思考：

钠能不能置换硫酸铜溶液中的铜？若不可能，试推测发生了哪些反应，会有什么 现像？

取出一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油后，放入盛有硫酸铜溶液的烧杯中

实验现象：（1）钠浮在水面上

（2）熔化成光亮的小球

（3）迅速游动并发出嘶嘶的响声

（4）蓝色沉淀

2Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑ 2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4

钠与FeCl₃溶液反应推测现象：红褐色沉淀

小结：钠与盐溶液反应时，先与水反应生成氢气和碱，然后碱再与盐反应。

不能从溶液中置换金属

4、置换一些稀有金属，如钛、锆、钽等

   TiCl₄+4Na 高温Ti+4NaCl

5．与酸反应

2Na + 2HCl = 2NaCl + H₂↑

现象：钠与稀盐酸剧烈反应，钠浮在表面上，四处游动，发出爆炸声。

实质：和溶液中的氢离子反应。

存在：化合态（NaCl）

露置在空气中变化过程：钠在空气中会迅速的变暗，而后潮解，在表面形成溶液，风干后转变成晶体，最终又转变为白色的粉末，在这个过程中发生了哪些化学变化？钠在空气中将发生如下反应:

钠在空气中发生的反应

2Na+O₂=2Na₂O

Na₂O+H₂O=2NaOH

2NaOH+CO₂+9H₂O=Na₂CO₃·10H₂O

  Na₂CO₃·10H₂O=Na₂CO₃+10H₂O

保存：煤油里

讨论题：钠着火时，该如何灭火？

用黄砂灭火！

钠的用途

1、原子反应堆的导热剂（K-Na合金）

2、高压钠灯等

例1、将一小块钠投入盛饱和澄清石灰水的试管里，不可能观察到的现象是（    ）

A、 熔成小球并在液面上游动           B、有气体生成

C、溶液底部有银白色物质生成         D、溶液变浑浊

例2、把4.6g钠投入到95.6g水中，发生化学反应。假设水无蒸发现象，所得溶液中溶质的质量分数是（    ）

A．4.6%       B．7.7%       C．8.0%         D．10%

【作者: 长空星雨】【访问统计:】【2008年01月22日 星期二 22:00】【注册】【打印】