題目列表(包括答案和解析)
2.氧化還原反應的基本概念
Ⅰ氧化劑和還原劑
氧化劑和還原劑指的是具體反應中的反應物,而氧化反應和還原反應分別指的是還原劑和氧化劑發(fā)生的化學變化.
還原劑:失(失去電子)→高(化合價升高)→氧(發(fā)生氧化反應);
氧化劑:得(得到電子)→低(化合價降低)→還(發(fā)生還原反應).
Ⅱ氧化性和還原性
通常氧化劑具有氧化性.若某物質(zhì)得到電子能力強,則該物質(zhì)氧化性較強.較難得到電子的氧化劑氧化性較弱.還原性是指還原劑在反應中失去電子的難易程度.易失去電子的還原劑,有較強的還原性,較難失去電子的還原劑,則還原性較弱.如鉀比銅易失去電子,所以鉀的還原性強,銅的還原性弱.值得注意的是氧化性、還原性的強弱,取決于原子得失電子的難易程度,而不是原子得失電子的多少.
Ⅲ氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物
氧化劑發(fā)生還原反應所得的生成物叫做還原產(chǎn)物.還原劑發(fā)生氧化反應所得的生成物叫做氧化產(chǎn)物.這兩者都是指反應后的生成物.氧化劑具有氧化性,發(fā)生還原反應,生成還原產(chǎn)物.還原劑具有還原性,發(fā)生氧化反應,生成氧化產(chǎn)物.
隨堂練習 知識鞏固
1.金屬性和非金屬性
“金屬性”是原子失去電子能力的大小.一般可以通過單質(zhì)和水(或酸)反應生成H2的難易程度及最高價氧化物對應水化物的堿性強弱來確定,如:Na和冷水反應生成H2、Mg和熱水反應生成H2、Al和水在高溫條件下反應生成H2,所以金屬性的強弱為:Na>Mg>Al;NaOH為強堿,Mg(OH)2為中強堿,Al(OH)3為兩性氫氧化物,所以堿性的強弱為:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3.
“非金屬性”是指原子得到電子能力的大小.一般可以通過對應的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性及最高價氧化物對應水化物的酸性強弱來確定,如:P、S、Cl元素,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性為:PH3<H2S<HCl;最高價氧化物對應水化物的酸性的強弱為:H3PO4< H2SO4<HClO4,所以非金屬性的強弱為:P<S<Cl.
3.通過對鈉有關性質(zhì)的實驗,培養(yǎng)觀察能力和思維能力.
本節(jié)重點:鈉的化學性質(zhì).
本節(jié)難點:鈉與水反應的一系列現(xiàn)象的觀察與描述.
教材解讀精華要義
相關鏈接
2.區(qū)分元素存在的游離態(tài)和化合態(tài)兩種形態(tài),明確鈉在自然界中只能以化合態(tài)存在的原因.
1.了解鈉的物理性質(zhì)和用途,掌握鈉的化學性質(zhì),認識到鈉是一種活潑的金屬.
4.做鈉與水反應的實驗時,試管中為什么不能有氣體?把試管往上提起時,如果試管口露出水面會有什么情況發(fā)生?
點撥 試管中混入氣體.當點燃氫氣時.會發(fā)生爆炸.把試管往上提起時,如果試管口露出水面,會使空氣混入試管中,使收集到的氫氣不純.
(2)鈉與水的反應實驗也可按以下方法進行
①在空塑料瓶中加入約3/4體積的水,用手擠壓瓶子,使水面上升至近瓶口,排走瓶中的大部分空氣后.在膠塞上固定一根大頭針,用針扎起一塊黃豆粒大小的金屬鈉,迅速用膠塞塞住擠癟的瓶口,倒置.待反應完全后,反應產(chǎn)生的氣體使擠癟的瓶子復原,取下塞子,迅速用拇指堵住瓶口,并將瓶口移近火焰(如圖2-6所示),可聽到有爆鳴聲,證明鈉與水反應產(chǎn)生的氣體是氫氣.
![]()
② 取一只250mL的廣口瓶,加水150mL,滴入2-3滴酚酞試液.與前面操作相同,把一只漏斗倒罩在瓶口上,再在漏斗頸上套一支小試管,用向下排空氣法收集反應生成的氣體.裝置如圖2-7所示.也可用如圖2-8所示的裝置,然后用排水法收集氫氣.
![]()
③向試管里加入半管水,滴入2 mm-3 mm厚的一層煤油.切取一小塊金屬鈉,將它用鑷子夾入試管內(nèi).鈉雖然沉到煤油層下,但是浮于水面,鈉塊頂部仍露出煤油層.通過放大鏡從試管的側(cè)面觀察實驗現(xiàn)象.如圖2-9所示.此法比將金屬鈉直接投入水中發(fā)生的反應緩慢得多.
![]()
知識規(guī)律小結(jié) 金屬鈉與水的反應類型
①用四種基本反應類型的分類方法分析
金屬鈉與水的反應,其反應的“基本類型”屬于置換反應--由一種單質(zhì)跟一種化合物起反應,生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應.
置換反應并不只限于金屬與酸之間的反應.我們已經(jīng)學過的置換反應有以下幾種:
金屬與酸之間的反應,如:Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;
氫氣與氧化銅的反應,如:CuO+H2
Cu+H2O;
活潑金屬與水的反應,如:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑.
鈉與水反應的本質(zhì)是鈉與水電離出的極少量的H+之間的反應.可見,水也是一種電解質(zhì),但是是一種極弱的電解質(zhì).
依據(jù)離子方程式的書寫規(guī)則,金屬鈉、水、氫氣在離子方程式中應仍用化學式表示,易電離、易溶于水的氫氧化鈉則寫成離子形式.有關的離子方程式為:
2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
②用是否有電子轉(zhuǎn)移的分類方法分析
在金屬鈉與水的反應中,鈉原子失去1個電子成為鈉離子,水分子中的氫得到1個電子,并兩兩結(jié)合成為H2.這一有電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移)的反應是氧化還原反應. 在反應中,還原劑鈉失去電子,反應時鈉元素的化合價升高;氧化劑水是得到電子的物質(zhì),在反應時所含氫元素的化合價降低.有關反應可表示為:
![]()
Ⅳ與酸反應
鈉與酸的反應比與水的反應重劇烈,極易爆炸,要特別小心.
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑
[注意] 鈉和水反應就是鈉與水電離出來的氫離子反應,酸在水中電離出氫離子,所以鈉和酸直接反應,而不是先和水反應生成氫氧化鈉后再和酸反應.
思維拓展 已知金屬鈉與稀鹽酸的反應要比與水的反應更加劇烈,有趣的是,金屬鈉與濃鹽酸的反應反而不如與水反應劇烈,并伴有大量沉淀生成.請你給出這種現(xiàn)象的合理解釋.
點撥 在金屬鈉與濃鹽酸的反應中,在鈉與液體接觸的地方生成大量氯化鈉,由于氯化鈉在濃鹽酸中的溶解度較小,難于迅速溶解,對溶液與金屬鈉的進一步接觸起到了一定的阻礙作用,使反應的劇烈程度降低.
小結(jié) 鈉與水和酸反應的實質(zhì)
鈉與水或酸溶液的反應,實質(zhì)上是把鈉形成鈉離子時所失去的電子轉(zhuǎn)移給水或酸所電離產(chǎn)生的H+.當鈉與酸溶液反應時,溶液中的H+基本來源于酸的電離.一定要弄清鈉先與酸反應還是先與水反應,對此的解答是:
在鈉與酸溶液反應時,我們永遠無法分清所參與的H+是來源于酸的電離還是水的電離.酸與水的電離能力是大不相同的,但它們電離所產(chǎn)生的H+是完全一樣的.如果一定要從物質(zhì)角度去分析,可以認為:既然酸溶液中的H+基本上來源于酸,鈉當然先與酸反應.
因為酸溶液中的H+濃度比水中的H+濃度大得多,所以鈉與酸溶液的反應比鈉與水的反應要劇烈得多,常使鈉與氫氣發(fā)生燃燒或產(chǎn)生輕微的爆炸.
Ⅴ與鹽溶液反應
鈉與硫酸銅溶液的反應:由于金屬鈉很活潑,它與硫酸銅溶液的反應比較復雜.這個反應除了與鈉跟水的反應有類似現(xiàn)象外,還產(chǎn)生藍色沉淀,有時還會有黑色物質(zhì)產(chǎn)生,一般無紅色物質(zhì)(金屬銅)產(chǎn)生.這是因為在一般情況下,鈉與硫酸銅溶液(特別是稀溶液)相遇,鈉主要先與水反應(實際與H+反應)產(chǎn)生氫氣和氫氧化鈉,硫酸銅與氫氧化鈉作用生成藍色沉淀氫氧化銅,又因前一反應是放熱的,一部分氫氧化銅受熱會分解,生成黑色的氧化銅.有關反應的化學方程式如下:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
Cu(OH)2
CuO+H2O
總反應的化學方程式可表示為:
CuSO4+2Na+2H2O=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
[說明] 鈉和鹽溶液反應,不能置換出鹽中的金屬,這是因為金屬陽離子在水中一般是以水合離子的形式存在,即金屬離子周圍有一定數(shù)目的水分子包圍著,不能和鈉直接接觸.將鈉加入到鹽的水溶液中,首先是鈉和水反應,若氫氧化鈉和鹽反應生成難溶的堿,則氫氧化鈉和鹽反應;否則只有鈉與水的反應.
小結(jié) 鈉和鹽的反應
①鈉投入到CuSO4溶液中:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
②鈉投入到NaCl溶液中只與水反應:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
③鈉投入到NH4Cl溶液中:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑(放熱)
NH4Cl+NaOH
NH3↑+H2O+NaCl
④鈉投入到TiCl4熔融鹽中:
4Na+TiCl4=4NaCl+Ti
知識點5 金屬鈉的制法
電解熔融NaCl制取單質(zhì)鈉:
2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑
知識點6 金屬鈉的用途
、裰聘鞣N鈉的化合物,如過氧化鈉等.
、蛑柒c鉀合金,鈉鉀合金為液態(tài),是原子反應堆的導熱劑.
、筮原多種金屬,金屬鈉能把鈦、鋯、鈮、鉭等金屬從它們的鹵化物中置換出來.如:
4Na+CiCl4
4NaCl+Ti 還原性:Na>Ti
Na+KCl
NaCl+K↑ 沸點:Na>K
Ⅳ應用在電光源上,制高壓鈉燈.高壓鈉燈現(xiàn)在已大量應用于道路和廣場的照明.由于它不降低光照強度又能減少能源消耗,所以有取代高壓汞燈的趨勢.早在1950年就在實驗室中解決了鈉蒸氣的氣體放電發(fā)光問題,但由于需要解決在高溫、高壓下鈉蒸氣有很強的腐蝕性的問題,直到1965年才制出了第一盞高壓鈉燈.高壓鈉燈雖然問世較晚,但發(fā)展很快.鈉燈也可用于洗相的暗室,因為這種黃光不會使相紙曝光.
典例剖析 經(jīng)典例題
基本概念題
有關基本概念的題目主要包括:鈉的物理性質(zhì)和用途;鈉與水、O2等反應的現(xiàn)象;有關鈉與水、O2等反應的簡單計算等.
例1 把金屬鈉投入水中,所觀察到的實驗現(xiàn)象是_________,它反映了鈉的哪些物理性質(zhì)?
(分析) 金屬鈉投入水中,觀察到的實驗現(xiàn)象可用5個字來概括;“浮、熔、游、嘶、氣”,即鈉浮在水面上,熔化成一個閃亮的小球,小球在水面上不斷游動,發(fā)出“嘶嘶”的響聲,體積不斷變小,并有氣體產(chǎn)生.這些實驗現(xiàn)象反映了鈉是密度小、熔點低、具有銀白色金屬光澤的金屬.此外,“游、嘶、氣”說明鈉與水反應劇烈,迅速生成氫氣,由于反應劇烈,同時可聽到“嘶嘶”的響聲,看到有氣體產(chǎn)生(反應放熱,使水蒸發(fā),與反應生成的H2一起逸出,故可能觀察到“裊裊白煙”).
答案:鈉浮在水面上,熔化成一個閃亮的小球,小球在水面上不斷游動,發(fā)出“嘶嘶”的響聲,體積不斷減小,并有氣體產(chǎn)生;反映了鈉密度小、熔點低,閃亮的小球說明鈉是具有銀白色金屬光澤的金屬
例2 金屬鈉的用途有:①作還原劑還原某些金屬;②制高壓鈉燈;③制取過氧化鈉;④制取鉀鈉合金,用作原子反應堆的導熱劑.其中屬于利用鈉的物理性質(zhì)的是 ( )
A.①② B.①③
C.②④ D.④
3.在反應后的水溶液里加入酚酞試液,顯紅色,這是為什么?
點撥 鈉與水反應生成氫氣和氫氧化鈉,使溶液呈堿性,所以酚酞顯紅色.
2.鈉投入水中有哪些主要現(xiàn)象?這說明鈉具有哪些性質(zhì)?
點撥 金屬鈉熔化成閃亮的小球,在水面滾動并發(fā)出“嘶嘶”的響聲,不久小球消失.鈉浮在水面上,說明鈉的密度比水;鈉能與水劇烈反應,且是放熱反應,放出的熱量使未反應的金屬鈉熔化成液態(tài)形成小球狀,這也說明鈉的熔點較低;由于鈉浮在水面,表面接觸部位先發(fā)生反應,放出的氫氣推動小球游動,但受力不均故小球不斷滾動.由于水遇到熔融的小球迅速汽化而發(fā)出聲音.
1.能用小刀切開金屬鈉,截面的色澤很快消失,這說明什么?
點撥 說明金屬鈉很軟.鈉表面呈銀白色光澤.由于鈉的化學性質(zhì)很活潑,表面很快被氧化而失去光澤變暗.
1.為了增強直觀性,加大可見性,也可用兩塊玻璃片,中間放一塊去掉表皮,干凈的鈉,然后用力擠壓,形成鈉的一個大薄片。觀察鈉的光澤與顏色,效果較好.
2.截取一根15 cm長的薄壁玻璃管,一端熔光,一端保留鋒口.在白瓷板上將鈉塊的外皮切除后移置于潔凈的濾紙上.左手用鑷子夾住鈉塊,右手將玻璃管鋒利的一端按在鈉塊中央,如同鉆孔一樣邊旋邊下壓,使截切下來的金屬鈉進入玻璃管內(nèi),再用玻璃棒將它推至管的中部并壓緊,玻璃管的兩端用棉花塞緊(如圖2-2所示).這樣制得的樣品能保留數(shù)天.因被空氣里的氧氣氧化,鈉塊的兩端首先生成
白色的氧化鈉,而中間部分仍光亮如鏡,以舌氧化層逐漸向中心擴展,直至鈉塊全部被氧化.
3.取兩支口徑和長短不等的試管.使小的能套在大的中間并可自由滑動.在白瓷板上切下一小塊除去外皮的金屬鈉,將它放入大試管里后浸在熱水中加熱.待試管里的鈉熔化后立即將小試管套入并輕輕擠壓,使熔化的鈉填充在兩管壁間.從熱水中移出,待冷凝后往試管壁間的空隙里注入熔化的石蠟.這樣制得的樣品(如圖2-3所示)能使鈉的真面目保留更長的時間.
小結(jié) 鈉是銀白色的金屬,有良好的導電性和傳熱性,密度為0.97 g/cm2,比水的密度還小,所以能浮在水面上,熔、沸點低(熔點97.81℃,沸點882.9℃),硬度很小(能用小刀切開).
知識點4 鈉的化學性質(zhì)(重點)
鈉是活潑的金屬單質(zhì),化學性質(zhì)非常活潑,能夠與多種物質(zhì)反應。鈉單質(zhì)主要表現(xiàn)還原性.
Ⅰ鈉跟氧氣的反應
實驗2-2:鈉與氧氣的反應實驗
實驗目的:認識鈉與氧氣的反應.
實驗原理:4Na+O2=2Na2O 2Na+O2
Na2O2
實驗用品:鈉、酒精燈、石棉網(wǎng)、鐵架臺、火柴
實驗步驟:(1)將金屬鈉用小刀切開,在空氣中放置一會兒,可看到表面逐漸變暗,生成的主要產(chǎn)物為氧化鈉.
(2)再另取一小塊金屬鈉,擦干表面的煤油后、放在石棉網(wǎng)上加熱,直至燃燒(如圖2-4所示).燃燒時,火焰呈黃色,最后生
成了淡黃色粉末--過氧化鈉.
實驗結(jié)論:鈉很容易被氧化,在常溫下就能夠跟空氣里的氧氣化合而生成氧化物.切開的光亮的金屬斷面很快就發(fā)暗,主要
是因為生成了一薄層氧化物.鈉受熱以后能夠在空氣里著火燃燒,在純凈的氧氣里燃燒得更為劇烈,燃燒時發(fā)出黃色的火焰.
鈉跟氧氣反應可以生成氧化鈉,氧化鈉不穩(wěn)定。鈉跟氧氣劇烈反應生成過氧化鈉,過氧化鈉比較穩(wěn)定.鈉在空氣里燃燒,生成的
是過氧化鈉.
在空氣中緩慢氧化使鈉表面變暗:
4Na+O2=2Na2O
在空氣或氧氣中燃燒,生成淡黃色固體:
2Na+O2
Na2O2(有黃色火焰,生成過氧化鈉)
[注意] ①鈉敢在石棉網(wǎng)上片刻后再加熱,有利于觀察現(xiàn)象;
、谑蘧W(wǎng)要干燥、石棉無破損;
、凼蘧W(wǎng)的石棉要潔白,否則不易觀察到Na2O2的淺黃色;
④石棉網(wǎng)要放平,防止鈉滾下石棉網(wǎng).
小結(jié) 鈉和氧氣的反應如下表
鈉和氧氣的反應情況
|
實驗操作步驟 |
實驗現(xiàn)象 |
實驗結(jié)論及反應 |
|
用小刀切一小塊金屬鈉 |
銀白色光亮切面 |
鈉是銀白色質(zhì)軟的金屬 |
|
放置片刻 |
光亮切面變暗 |
常溫下鈉易與氧氣反應 4Na+O2=2Na2O |
|
放在石棉網(wǎng)上加熱 |
劇烈燃燒,發(fā)出黃色火焰,生成淡黃色固體 |
鈉易燃燒,產(chǎn)物不是氧化鈉 2Na+O2 |
[說明]①鈉與氧氣反應,條件不同,產(chǎn)物不同:不加熱,生成氧化鈉;點燃,生成過氧化鈉.
![]()
a.條件:常溫緩慢氧化→Na2O;加熱燃燒→Na2O2.
b.火焰:黃色火焰.
②鈉長期露置空氣中的變化:
![]()
有關反應如下:
4Na+O2=2Na2O
Na2O+H2O=2NaOH
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
Na2CO3·10H2O=Na2CO3+10H2O
思維拓展 實驗室如何制備氧化鈉(Na2O)?
點撥 由于鈉與氧氣反應易直接生成過氧化鈉,故在實驗室制取氧化鈉時常采用其他方法.
6Na+2NaNO2=4Na2O+N2
Ⅱ鈉跟硫等非金屬的反應
鈉除了能跟氯氣直接化合外,還能跟很多其他非金屬直接化合,如跟硫化合時至發(fā)生爆炸,生成硫化鈉.
取一只廣口瓶,在瓶底厚厚鋪一層細沙.將鈉塊用鑷子夾入剛加熱過的燃燒內(nèi),待鈉熔化時加入少量硫粉,迅速把燃燒匙插至廣口瓶底,淺埋在細沙里.反應起較緩慢,然后逐漸加劇,不久就會著火燃燒,火星飛濺.
2Na+S=Na2S(爆炸)
2Na+Cl2
2NaCl(蒼白色煙)
Ⅲ鈉跟水的反應
實驗2-3:鈉跟水的反應實驗
實驗目的:認識鈉與水的反應.
實驗原理:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
實驗用品:鈉、水、酚酞、燒杯、試管、鑷子、酒精燈、火柴
實驗步驟:(1)向一盛水的燒杯中滴入幾滴酚酞試液,然后將一小塊鈉(約為1/2豌豆大小)投入燒杯中.
(2)再用鋁箔將一小塊鈉(綠豆大)包好,并在鋁箔上刺些小孔,用鑷子夾住,放在燒杯中試管口下面(如圖2-5所示),用排水法收集一小試管氣體,小心移近火焰,點燃.
實驗現(xiàn)象:可看到鈉“浮”于水面(鈉的密度小于水的密度),立即與水反應,并“熔”化成閃亮的小圓球(反應放熱,鈉的熔點低),小圓球迅速四處“游”動,并伴有“嘶嘶”的響聲且最后消失(有氣體產(chǎn)生),燒杯中的溶液由無色變?yōu)榧t色(有堿性物質(zhì)氫氧化鈉生成).點燃氣體,可聽到輕微的爆鳴聲.(難點)
實驗結(jié)論:鈉跟水能起劇烈的化學反應.鈉比水輕,投入燒杯中時,浮在水面上.鈉跟水起反應放出的熱,立刻使鈉熔化成一個閃亮的小球.小球向各個方向迅速移動,并逐漸縮小,最后完全消失.鈉跟水起反應后,燒杯里的溶液由五色變?yōu)榧t色.這個現(xiàn)象說明有新的物質(zhì)生成,這種生成物就是氫氧化鈉.試管里收集到的氣體是氫氣.
(1)鈉與水反應的實驗總結(jié)
鈉與水反應的實驗總結(jié)
實驗操作步驟實驗現(xiàn)象
|
實驗操作步驟 |
實驗現(xiàn)象 |
結(jié)論 |
|
一小塊鈉,擦去表面的煤油,投入裝入少量水的燒杯中 |
①
鈉浮在水面上;②鈉溶化成閃亮的小球;③鈉向各個方向游動;④反應伴有“嘶嘶”的響聲;⑤鈉最后消失 |
①
鈉的密度比水。虎阝c與水反應放熱,鈉的熔點低;③鈉和水反應有氣體生成,推動鈉游動;④反應很劇烈 |
|
向水中加入酚酞 |
變紅色 |
有NaOH生成 |
|
另外用排水法收集生成的氣體,移近火焰點燃 |
輕微爆鳴聲 |
有H2生成 |
|
化學方程式 |
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ |
|
|
離子方程式 |
2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ |
[注意] 在包裹鈉塊的鋁箔上要多刺幾個小孔,鈉粒不能過大,否則,鋁箔包會因內(nèi)部氣壓大、溫度高而發(fā)生爆炸;在將盛有氫氣的試管移向酒精燈點火的過程中,要將試管口用手的拇指堵嚴,防止氫氣逸出使實驗效果不明顯.
思維拓展 把貯存在煤油里的金屬鈉取出后,切取一小塊投入水中.往反應后的水溶液中加入酚酞試液,呈紅色.
國際學校優(yōu)選 - 練習冊列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com