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金属钠的性质与应用
（宁波二中 单来君）
[引入] 现在看老师做个实验，用一滴水能不能把酒精灯点燃？
行！（滴1滴水）不行
不行！（暗暗放一块金属钠，滴1滴水）着了
为什么会着？（同学有没有注意到：我在滴水前做了个小动作——放了块固体？）
这个固体物质便是金属钠。今天我们要探究的课题就是“金属钠的性质与应用”
[PPT] 金属钠的性质与应用
[提问] 上述这个“滴水生火”的实验反映金属钠的一个怎样的性质？
[回答] Na能与H2O反应，并放热。
[总结] 对！钠很容易与水反应，且反应剧烈，放出大量热。
[板书] Na + H2O 放热
[提问] 其产物是什么呢？请同学推测一下。
① NaOH和H2。（如是标准答案，你们怎么知道的？猜测有没有一定的依据？）
从化合价的角度来解释：Na的价态从0-+1，必有化合价降低，则生成H2。
谁能设计实验来证明？
怎么证明是否有NaOH——酚酞溶液
那H2怎么检验？——在空气中点燃，淡蓝色火焰，上面罩个干燥的烧杯，烧杯壁有蒸汽——在做这个实验前必须先——验纯——不纯的氢气点燃，会有轻微的爆鸣声（我们也可以点燃不纯的气体，如有爆鸣声，以此证明是H2。下面我就来做这个实验）
②还有其他的答案，究竟是什么产物呢？
怎么证明是否是NaOH？——酚酞溶液
生成什么气体呢？（讨论——从原子个数的角度看看，从化合价的角度看看）
原子个数守衡：生成NaOH，Na、O、H个数比1：1：1，还剩余H元素
氧化还原反应：（在此反应中，Na价态从0升高到+1，必有化合价的降低，只能是H2O中的+1H降低到0价，生成H2）
很好！这是我们的推测，事实上是否生成H2呢？我们可以选择什么实验来检验？
——在空气中点燃，淡蓝色火焰，上面罩个干燥的烧杯，烧杯壁有蒸汽——在做这个实验前必须先——验纯——不纯的氢气点燃，会有轻微的爆鸣声（我们也可以点燃不纯的气体，如有爆鸣声，以此证明是H2。）
[演示实验] 下面我就来做这个“氢气的爆鸣”实验
这便是金属钠，它保存在煤油中。先准备好一黄豆大小的金属钠！点燃酒精灯
利用排水法来收集气体。——将破试管浸没在水中，用橡皮塞塞住一端，将钠迅速放到试管中，钠与试管中的水反应，放出气体，排出液体。待反应完全后（最好试管内还剩有少量水），将试管上提，移至事先准备好的酒精灯火焰上。
[现象] “钋”的一声，证明是H2
滴加酚酞——变红。证明有NaOH生成。
[书写] 请同学写出Na与H2O反应的完整方程式，并试着配平。
[板书] 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
[总结] 证明钠能与水反应生成NaOH与H2， 反应非常剧烈。上述实验说明Na活不活泼？Na是一种很活泼的金属。理论上有没有依据呢？（物质的性质由其结构决定的；初中有没有学过金属活动顺序？）
[回答] 原子结构
+11 2 8 1 易失e- 化学性质很活泼
金属活动顺序表
证明钠确实是种很活泼的金属
[板书] 强调“Na 很活泼的金属”
[过渡] 既然Na是种活泼的金属，你认为Na可能还会与哪些物质反应，你的理由是什么？（根据已学过的类似的物质——金属——Fe——金属的通性）
[回答、补充] 与O2、酸、盐溶液等
[讲解] 这些是我们的猜测，我们可以通过实验来验证。
①Na与O2反应
请双数排同学从抽屉里取出实验物品，单数排同学向后观察实验现象。以四人为一组，根据我的提示进行下面的实验。
[学生实验] 用镊子取一小块金属钠放在滤纸上；
用滤纸吸干钠表面的煤油 观察：这是不是钠的真面目呢？
用小刀切去钠一端的表层 观察 银白色，具有金属光泽
将切除部分用镊子放回到试剂瓶中
将钠暴露在空气中 观察表面的变化
表面变暗，失去了金属光泽。
[要求] 请将金属钠放回到试剂瓶中，然后将各物品放回原处，一切还原。
[讲解] 1、Na暴露在空气中：变暗，失去了金属光泽
[提问] 这说明了什么？
[回答] 钠很活泼，常温下，易被空气中的O2氧化，生成Na2O
[板书] 4Na + O2 = 2Na2O
[讲解] 纯净的Na2O是一种白色粉末。
[过渡] Na易被空气中的氧气氧化，那加热以后，情况又是怎样的呢？
[学生实验] 用镊子取一小块金属钠放在滤纸上；用滤纸吸干钠表面的煤油；用小刀切成黄豆大小的一块；将切除部分用镊子放回到试剂瓶中；将钠放置坩埚中；用酒精灯加热 注意观察现象；最后产物让大家看看
[提问] 哪位同学能描述一下你刚刚看到的现象
[总结、归纳] 反应剧烈，发出黄光，生成淡黄色物质
[追问] 产物是否是Na2O？为什么？
[回答] 不是，Na2O是白色的，而生成的是淡黄色。
[解释] 对，生成的是Na的另一种氧化物——过氧化钠，其O为-1价
[板书] 点燃
2Na + O2 = Na2O2 （淡黄色）
[提问] 反应物都是Na与O2，为什么产物不同？
[回答] 反应条件不同，导致了产物的不同
[过渡] 同学分析的非常好！Na不但能够与非金属O2反应，还能与许多其他非金属反应，例如Cl2、S等。
[展示] 这瓶黄绿色的气体便是Cl2。
[演示实验] 请同学仔细观察
用镊子取一块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切取黄豆大小，放在石棉网上，加热，当钠熔成一小球时，立即将Cl2倒置于石棉网上，移掉酒精灯。
[提问] 请同学一起回答刚刚的现象。
[回答现象] 剧烈反应，产生黄色火焰和大量的白烟（如有同学说是白雾，则先让同学推测产物，再通过NaCl是固体，更正）
[写一写] 请同学们写出反应方程式。
[板书] 点燃
2Na + Cl2 = 2NaCl（白色固体）
[总结] Na分别能与H2O、O2、Cl2反应。从上述这些方程式中你能否找到Na在反应过程中具有的共同性质？（从得失e-，化合价升降）
在反应中都失去了e-，化合价升高，且反应非常剧烈，更加说明了钠是种很活泼的金属
[过渡] 通过学习，我们知道了钠是种化学性质非常活泼的金属，其物理性质又是怎样的呢？
[学生实验] 下面请同学自己动手做Na与H2O反应的实验。从中得到金属钠的物理性质。
取出药品，先来准备钠。用镊子取一小块金属钠放在滤纸上； 用滤纸吸干钠表面的煤油 刀切成黄豆大小的一块 将切除部分用镊子放回到试剂瓶中
取出盛有水的烧杯镊子将钠投入到水中，盖上玻片 仔细观察现象
[思考] 请同学回忆刚刚的实验，将你所观察到的现象写在纸上。（四处巡视）
[回答、补充] 现象： 浮在水面上（Na的位置？）
[板书] 熔成小球（Na变成什么样了？）
四处游动（小球怎么在移动的啊？）
发出“嘶嘶”响（听到什么声音？）
[追问] 为什么会有这些现象？请同学将你认为的解释写在纸上（巡视）
[回答、补充、板书] 请一同学解释，任选
浮在水面上：密度比水小。金属钠的密度是0.97g·cm-3
熔成一小球：熔点较低，为97.8℃。（金属钠暴露在空气中为何未被熔化啊？）放出大量热
四处游动：（小球为何会动？粉笔盒放在那里，会不会动？要让它动呢？给力。是什么推动着小球？气体。正是因为反应放出了气体，推动着小球四处游动。）生成H2。
发出“嘶嘶”响：说明反应非常的剧烈，生成H2。
[提问] 通过上面的分析，请同学总结一下金属钠的物理性质
[回答、板书] 钠是一种银白色、具有金属光泽的金属。密度比水小，熔点低，质软。
[讲述] 金属钠在日常生活、生产中用途比较广泛。Na在O2中燃烧的产物——过氧化钠是一种很好的漂白剂和供氧剂，常应用于潜水艇和呼吸面具中。因此钠常常被用来制取一些钠的化合物。
除此之外，由于钠的化学性质非常活泼，可以制较不活泼的金属。可从钛、锆、铌、钽（tan）等金属的氯化物中置换出金属单质。例如4Na + TiCl4 = Ti + 4NaCl。能不能在其水溶液中制取？
钠和钾的合金在常温下是液体，可用于快中子反应堆的热交换剂。
充有钠蒸气的高压钠灯发出的黄光射程远，透雾能力强，常用于道路和广场的照明。
[讲述] 金属钠有如此广泛的用途，但因为其化学性质太活泼了，给钠的制取带来一定的困难。尽管自然界中钠元素的含量非常的丰富，可直到19世纪初，英国化学家戴维（Davy H. 1778—1829）电解熔融NaOH才得到了金属钠，比Fe的冶炼整整晚了4000多年。目前，世界上金属钠的生产大多采用电解熔融氯化钠的方法。 2NaCl = 2Na + Cl2
[总结] 通过学习，我们了解到金属钠的物理性质、化学性质、用途及制取。
[练习] 思考？
1、0.1mol Na投入到2mol/L 100mL HCl溶液，标况下产生多少LH2?
2、0.1mol Na投入到0.5mol/L 100mL HCl溶液，标况下产生多少LH2? ——Na除了能与酸反应外，如过量了，则还会与水反应。
无论酸过量不过量，或钠是先与酸反应还是先与水反应，相同质量的金属钠都能产生相同体积的H2，最终的效果是一样的
——研究性学习
[练习] 某研究性兴趣小组在探究“钠与盐溶液反应”的实验中，发现将一小块Na放入CuSO4溶液中，没有看到有红色固体析出，而是看到有蓝色絮状沉淀，并伴有少量黑色物质。请同学思考：
1、蓝色絮状沉淀是什么？怎么产生的？
2、黑色物质又是什么？
[过渡] 日常生活中如果你多加留意，化学无处不在。
[资料] 据《上海新闻》2001年7月11日报道：
7月7日至9日，若干神秘“水雷”惊现珠江，其中几个发生爆炸。
据现场一位围观的群众讲，早上10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蹿出亮红色的火苗，紧接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起。“没想到水里的东西也能着火爆炸。”一位妇女惊讶地说。随后，直到中午，这个铁桶又连续爆炸了多次。爆炸腾起的白色烟雾有近十米高，还有许多白烟飘到了旁边的正大公司里面。
正大公司的一名保安说，飘进公司的白烟内还有许多没有燃烧的残渣，这些灰白色的物体一遇到水就不停地冒泡，有时甚至还会突然着火，为了防止引起火灾，公司的人只好在烟尘降落的地域喷了许多水，以便引燃这些仍然没有燃烧的东西。“平常我们都是用水灭火，今天却要用水引火。”一位保安笑着说。
据悉，7月6日珠江水面上就发现了两个铁桶，其中一个在车陂附近的江面上爆炸了，另外一个则在石溪水面被路过的船只发现。据说，晚上6时45分左右，该船曾经将铁桶打捞上船，本打算清洗过后使用。但是当船员把盖子打开后，桶内马上冒起浓浓的白烟，而且一旦接触了桶内物质，双手立刻感到剧烈地疼痛，于是他们又将桶推到江里。一遇到水，这个桶就爆炸了。所幸当事的船员伤势并不严重，而该船只也在爆炸发生前逃离现场，没有发生危险。
怎么处理漂浮在石溪涌内的桶装金属钠，成了一个很大的难题。7月7日从中午直到下午3时多，消防、民警、专家们凑在一起紧张地研究对策。
下午4时左右，消防队员开始行动，他们找来一个竹制的箩筐，在上面固定好缆绳，用来打捞铁桶。又找来一个较大的白色塑料桶，准备将打捞上来的铁桶放在里面，再用煤油浸泡，因为金属钠在煤油里是不会燃烧的。
到下午5时多，3桶没有爆炸的金属钠终于被送到了安全的地点
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