HỆ THỐNG HỌC LIỆU KHOA HỌC TỰ NHIÊN & ĐỊA LÝ 3D · CHUẨN CHƯƠNG TRÌNH GDPT 2018 Cấp Trung học Phổ thông (Lớp 10 · 11 · 12) · Học liệu Mở CC BY-NC-SA 4.0
Phân môn Hóa học Nguyên lý & Hiện tượng 9 bước thực nghiệm Na e Na Mỗi nguyên tử Na chỉ nhường 1 electron nên gặp O là biến đổi, gặp nước phản ứng mãnh liệt, khi cháy chỉ được phủ cát khô ✓ Chuẩn hóa danh pháp & dữ kiện GDPT 2018

Tính chất của kim loại Sodium (Na) và nguyên tắc chữa cháy kim loại kiềm

Vì sao kim loại sodium ánh bạc phải ngâm kỹ trong dầu hỏa, và khi bốc cháy tuyệt đối không được dập bằng nước hay bình CO₂?

Chuỗi logic nhân – quả: 1 electron lớp ngoài cùng:Rất dễ nhường e Na là chất khử rất mạnh (SGK Hóa học)→ Gặp O là biến đổi:Ở nhiệt độ thường tạo NaO; đun nóng cháy với ngọn lửa màu vàng, tạo NaO màu vàng nhạt→ Gặp nước càng mãnh liệt:2Na + 2HO = 2NaOH + H\, phản ứng mãnh liệt, tỏa nhiệt, dung dịch có tính kiềm→ Không được dùng nước:Nước làm phản ứng xảy ra mạnh hơn, tỏa nhiệt lớn và giải phóng khí H dễ cháy nổ→ Chỉ dùng cát khô:NaO tác dụng với CO lại sinh ra O Phải dùng cát khô / bột chữa cháy chuyên dụng
KHÔNG GIAN THỰC NGHIỆM 3D · ĐỘNG CƠ WEBGL2
Tính chất của kim loại Sodium (Na) và nguyên tắc chữa cháy kim loại kiềm — Mô phỏng 3D môn Hóa học

Phiếu Đối chiếu Chương trình Giáo dục Phổ thông 2018

Tham chiếu lập kế hoạch bài dạy (Công văn 5512)
01 · Phân môn & Cấp học
Môn Hóa học — Cấp Trung học Phổ thông (Chương trình GDPT 2018 của Bộ Giáo dục và Đào tạo).
02 · Vị trí trong Sách giáo khoa
Hóa học 12 (GDPT 2018) · Chương 7: Nguyên tố nhóm IA và IIA · Bài: Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng
03 · Yêu cầu cần đạt & Học liệu
Thực nghiệm trực quan qua 9 bước; rèn luyện năng lực tìm hiểu tự nhiên, phân tích đồ thị – phương trình và vận dụng thực tiễn.

Cấu trúc trạm thiết bị & phân khu mô hình 3D (5 phân khu)

Bố cục không gian thực nghiệm 3D
① Trạm quan sát

Mẩu Na trên tấm kính + Dao nhỏ + Nhíp + Giấy lọc; phía sau bên trái là lọ dầu hỏa có ngâm một mẩu Na (đối chứng)

② Trạm oxygen

Chén nung + Ngọn lửa đèn cồn + Mẩu Na cỡ hạt đậu xanh; bên cạnh là mẩu Na để ở nhiệt độ thường (đối chứng)

③ Trạm nước

Hai cốc 100 mL (một cốc nhỏ phenolphthalein, một cốc không nhỏ = đối chứng) + Mẩu Na cỡ hạt đậu xanh + Ống nhỏ giọt

④ Trạm chữa cháy

Na đang cháy trên đĩa đất nung + Cát khô / Nước / Bình chữa cháy CO (ba phương tiện xếp cạnh nhau)

⑤ Phóng đại vi mô (Na Na)

Cửa sổ tròn phía trên: 8 vị trí nguyên tử Na, các hạt đã chuyển thành Na xếp bên phải, mũi tên electron hướng từ Na sang chất oxi hóa

Tiến trình Nhận thức & Hoạt động Khám phá (9 bước học)

Khởi động → Thực nghiệm 3D → Kết luận chuẩn SGK
  1. 01
    Bước 1: Làm quen thí nghiệm
    Một mẩu kim loại nhỏ màu trắng bạc, tại sao phải ngâm trong dầu hỏa, và khi bốc cháy lại tuyệt đối không được dập bằng nước?
    Na − e⁻ → Na⁺ · Bốn trạm thí nghiệm Một bàn thực hành Xuyên suốt không chuyển cảnh
    Kết luận chuẩn SGK: Nguyên tử Na chỉ có 1 electron ở lớp ngoài cùng, trong các phản ứng hóa học electron này rất dễ tách ra, do đó Na có tính chất hóa học rất hoạt động và thể hiện tính khử rất mạnh. Bài học dùng bốn trạm thí nghiệm để biến nguyên lý này thành bốn hiện tượng trực quan.
  2. 02
    Bước 2: Trắng bạc hóa xỉn
    Mẩu Na vừa cắt sáng bóng ánh kim, tại sao chỉ vài chục giây đã mờ đục?
    4Na + O₂ = 2Na₂O · Nhiệt độ thường Để ngoài không khí Bề mặt vừa mới cắt
    Kết luận chuẩn SGK: Bề mặt sáng bóng của Na mới cắt nhanh chóng mờ đi vì Na phản ứng với oxygen trong không khí tạo thành một lớp màng oxide mỏng trên bề mặt là sodium oxide: 4Na + O = 2NaO. Do đó sự biến chất của Na trong không khí là phản ứng oxi hóa - khử.
  3. 03
    Bước 3: Ngâm trong dầu hỏa
    Làm thế nào để giữ cho Na không bị xỉn màu?
    Ngâm trong dầu paraffin hoặc dầu hỏa để ngăn cách không khí · Cùng 300 s: Ngoài không khí 8.7 mmol Trong dầu hỏa 1.9 mmol
    Kết luận chuẩn SGK: Nguyên tắc bảo quản: Phải ngâm Na trong dầu paraffin hoặc dầu hỏa để ngăn cách với không khí. Dầu hỏa chặn không khí bên ngoài nên Na không tiếp xúc được với O và không bị oxi hóa.
  4. 04
    Bước 4: Đun nóng và đốt cháy
    Khi đun nóng, Na sẽ biến thành chất gì? Tại sao không phải là NaO?
    2Na + O == NaO (Nhiệt độ thường: 4Na + O = 2NaO) · Đun nóng Chén nung Ngọn lửa vàng Chất rắn vàng nhạt
    Kết luận chuẩn SGK: Khi đun nóng, Na nóng chảy trước, sau đó phản ứng mãnh liệt với oxygen, phát ra ngọn lửa màu vàng và tạo thành chất rắn màu vàng nhạt là sodium peroxide: 2Na + O == NaO. Khi Na cháy tạo ra NaO chứ không phải NaO.
  5. 05
    Bước 5: Nổi - Chảy - Chạy - Kêu - Hồng
    Thả mẩu Na vào cốc nước có nhỏ vài giọt phenolphthalein, hiện tượng gì sẽ xảy ra?
    2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑ · Cốc nước + Vài giọt phenolphthalein + Mẩu Na cỡ hạt đậu xanh
    Kết luận chuẩn SGK: Na có tính chất rất hoạt động, phản ứng mãnh liệt với nước; phản ứng tỏa nhiều nhiệt; dung dịch thu được sau phản ứng có tính kiềm: 2Na + 2HO = 2NaOH + H\. Màu hồng là do NaOH sinh ra làm đổi màu phenolphthalein, không phải bản thân Na có màu đỏ.
  6. 06
    Bước 6: Kích thước mẩu Na
    Nếu thay bằng một mẩu Na lớn hơn thì điều gì sẽ thay đổi?
    Tỉ lệ cố định: n(e)/m = 43.5 mmol/g, V(H)/m = 487.0 mL/g · 100 mL nước Từ cỡ hạt đậu xanh đến mẩu lớn
    Kết luận chuẩn SGK: Phương trình hóa học xác định tỉ lệ hợp thức: 2Na + 2HO = 2NaOH + H\\cứ 2 mol Na giải phóng 1 mol H và tạo 2 mol NaOH. Lượng Na càng lớn thì H thoát ra càng nhiều, NaOH càng đặc, tính kiềm càng mạnh và thí nghiệm càng nguy hiểm.
  7. 07
    Bước 7: Quan sát vi mô
    Ở cả bốn trạm thí nghiệm, phải chăng Na đều thực hiện cùng một quá trình vi mô?
    Na − e⁻ → Na⁺ · Bốn trạm thí nghiệm chung một cơ chế vi mô
    Kết luận chuẩn SGK: Nguyên tử Na chỉ có 1 electron ở lớp ngoài cùng và rất dễ nhường electron đó trong phản ứng hóa học. Vì vậy khi tác dụng với O ở nhiệt độ thường, khi cháy hay khi tác dụng với nước, Na đều thực hiện cùng một quá trình: nhường 1 electron để trở thành Na. Đó là lý do số mol electron trao đổi n(e) chỉ phụ thuộc vào lượng Na chứ không phụ thuộc vào tác nhân oxi hóa.
  8. 08
    Bước 8: Chữa cháy khi Na bốc cháy
    Khi Na bốc cháy, không được dội nước, cũng không được dùng bình chữa cháy CO\ ậy phải dùng gì?
    2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂ · Hiện trường: Đang có người dùng nước dập lửa (thao tác sai) Mục tiêu: Chuyển sang Cát khô, kéo chỉ số rủi ro xuống 0.20
    Kết luận chuẩn SGK: Nguyên tắc an toàn phòng thí nghiệm: Khi kim loại hoạt động mạnh (như Na, K) bốc cháy, tuyệt đối không dùng nước để dập lửa mà phải dùng cát khô hoặc bột chữa cháy chuyên dụng. Không dùng nước vì Na phản ứng mãnh liệt với nước, tỏa nhiệt và sinh ra khí H dễ cháy nổ; không dùng bình chữa cháy CO vì Na cháy tạo NaO, chất này tác dụng với CO lại giải phóng O làm đám cháy bùng phát mạnh hơn: 2NaO + 2CO = 2NaCO + O.
  9. 09
    Bước 9: Thực hành đánh giá
    Dập tắt đám cháy Na và đưa chỉ số rủi ro về ngưỡng an toàn
    Cát khô / Bột chữa cháy chuyên dụng: Cách ly không khí · Mục tiêu: Rủi ro 0.10 Cát khô + Mẩu Na 0.86 g Duy trì 15 s
    Kết luận chuẩn SGK: Chỉ có cát khô (hoặc bột chữa cháy chuyên dụng) mới dập được lửa Na: Cát khô ngăn cách không khí, không đưa nước vào phản ứng và cũng không cấp thêm O như khi CO gặp NaO. Lượng Na đem làm thí nghiệm càng nhỏ thì đám cháy càng dễ kiểm soát.

Câu hỏi Thường gặp & Giải đáp Trọng tâm (Chuẩn kiến thức GDPT 2018)

Hồ sơ hỏi – đáp & lưu ý thi cử
Bước 1 · Làm quen thí nghiệmMột mẩu kim loại nhỏ màu trắng bạc, tại sao phải ngâm trong dầu hỏa, và khi bốc cháy lại tuyệt đối không được dập bằng nước?

Phương trình / Quy luật áp dụng: Na − e⁻ → Na⁺

Giải thích chuẩn SGK: Nguyên tử Na chỉ có 1 electron ở lớp ngoài cùng, trong các phản ứng hóa học electron này rất dễ tách ra, do đó Na có tính chất hóa học rất hoạt động và thể hiện tính khử rất mạnh. Bài học dùng bốn trạm thí nghiệm để biến nguyên lý này thành bốn hiện tượng trực quan.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Trọng tâm kiểm tra: Tính chất vật lý của Na, mối liên hệ giữa số electron lớp ngoài cùng và tính khử; tư duy «Cấu tạo quyết định tính chất».

Bước 2 · Trắng bạc hóa xỉnMẩu Na vừa cắt sáng bóng ánh kim, tại sao chỉ vài chục giây đã mờ đục?

Phương trình / Quy luật áp dụng: 4Na + O₂ = 2Na₂O

Giải thích chuẩn SGK: Bề mặt sáng bóng của Na mới cắt nhanh chóng mờ đi vì Na phản ứng với oxygen trong không khí tạo thành một lớp màng oxide mỏng trên bề mặt là sodium oxide: 4Na + O = 2NaO. Do đó sự biến chất của Na trong không khí là phản ứng oxi hóa - khử.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi thường gặp: Nguyên nhân và phương trình phản ứng khiến Na bị mờ trong không khí; xác định phản ứng oxi hóa - khử.

Bước 3 · Ngâm trong dầu hỏaLàm thế nào để giữ cho Na không bị xỉn màu?

Phương trình / Quy luật áp dụng: Ngâm trong dầu paraffin hoặc dầu hỏa để ngăn cách không khí

Giải thích chuẩn SGK: Nguyên tắc bảo quản: Phải ngâm Na trong dầu paraffin hoặc dầu hỏa để ngăn cách với không khí. Dầu hỏa chặn không khí bên ngoài nên Na không tiếp xúc được với O và không bị oxi hóa.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi thường gặp: Phương pháp và mục đích bảo quản kim loại kiềm Na (ngăn cách không khí và hơi ẩm).

Bước 4 · Đun nóng và đốt cháyKhi đun nóng, Na sẽ biến thành chất gì? Tại sao không phải là NaO?

Phương trình / Quy luật áp dụng: 2Na + O == NaO (Nhiệt độ thường: 4Na + O = 2NaO)

Giải thích chuẩn SGK: Khi đun nóng, Na nóng chảy trước, sau đó phản ứng mãnh liệt với oxygen, phát ra ngọn lửa màu vàng và tạo thành chất rắn màu vàng nhạt là sodium peroxide: 2Na + O == NaO. Khi Na cháy tạo ra NaO chứ không phải NaO.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi thường gặp: Sản phẩm và hiện tượng khi Na tác dụng với O ở nhiệt độ thường và khi đun nóng.

Bước 5 · Nổi - Chảy - Chạy - Kêu - HồngThả mẩu Na vào cốc nước có nhỏ vài giọt phenolphthalein, hiện tượng gì sẽ xảy ra?

Phương trình / Quy luật áp dụng: 2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑

Giải thích chuẩn SGK: Na có tính chất rất hoạt động, phản ứng mãnh liệt với nước; phản ứng tỏa nhiều nhiệt; dung dịch thu được sau phản ứng có tính kiềm: 2Na + 2HO = 2NaOH + H\. Màu hồng là do NaOH sinh ra làm đổi màu phenolphthalein, không phải bản thân Na có màu đỏ.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi thường gặp: Phương trình và giải thích từng hiện tượng khi cho Na tác dụng với nước có pha phenolphthalein.

Bước 6 · Kích thước mẩu NaNếu thay bằng một mẩu Na lớn hơn thì điều gì sẽ thay đổi?

Phương trình / Quy luật áp dụng: Tỉ lệ cố định: n(e)/m = 43.5 mmol/g, V(H)/m = 487.0 mL/g

Giải thích chuẩn SGK: Phương trình hóa học xác định tỉ lệ hợp thức: 2Na + 2HO = 2NaOH + H\\cứ 2 mol Na giải phóng 1 mol H và tạo 2 mol NaOH. Lượng Na càng lớn thì H thoát ra càng nhiều, NaOH càng đặc, tính kiềm càng mạnh và thí nghiệm càng nguy hiểm.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi thường gặp: Tính toán định lượng phản ứng giữa Na và nước; mối quan hệ giữa pH và nồng độ OH (thang logarit).

Bước 7 · Quan sát vi môỞ cả bốn trạm thí nghiệm, phải chăng Na đều thực hiện cùng một quá trình vi mô?

Phương trình / Quy luật áp dụng: Na − e⁻ → Na⁺

Giải thích chuẩn SGK: Nguyên tử Na chỉ có 1 electron ở lớp ngoài cùng và rất dễ nhường electron đó trong phản ứng hóa học. Vì vậy khi tác dụng với O ở nhiệt độ thường, khi cháy hay khi tác dụng với nước, Na đều thực hiện cùng một quá trình: nhường 1 electron để trở thành Na. Đó là lý do số mol electron trao đổi n(e) chỉ phụ thuộc vào lượng Na chứ không phụ thuộc vào tác nhân oxi hóa.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi thường gặp: Tính khử mạnh của kim loại kiềm; vận dụng nguyên lý «cấu tạo nguyên tử quyết định tính chất hóa học».

Bước 8 · Chữa cháy khi Na bốc cháyKhi Na bốc cháy, không được dội nước, cũng không được dùng bình chữa cháy CO\ ậy phải dùng gì?

Phương trình / Quy luật áp dụng: 2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂

Giải thích chuẩn SGK: Nguyên tắc an toàn phòng thí nghiệm: Khi kim loại hoạt động mạnh (như Na, K) bốc cháy, tuyệt đối không dùng nước để dập lửa mà phải dùng cát khô hoặc bột chữa cháy chuyên dụng. Không dùng nước vì Na phản ứng mãnh liệt với nước, tỏa nhiệt và sinh ra khí H dễ cháy nổ; không dùng bình chữa cháy CO vì Na cháy tạo NaO, chất này tác dụng với CO lại giải phóng O làm đám cháy bùng phát mạnh hơn: 2NaO + 2CO = 2NaCO + O.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Trọng tâm thực hành & an toàn: Cách dập đám cháy kim loại kiềm; giải thích bằng phương trình hóa học vì sao không được dùng nước và bình CO.

Bước 9 · Thực hành đánh giáDập tắt đám cháy Na và đưa chỉ số rủi ro về ngưỡng an toàn

Phương trình / Quy luật áp dụng: Cát khô / Bột chữa cháy chuyên dụng: Cách ly không khí

Giải thích chuẩn SGK: Chỉ có cát khô (hoặc bột chữa cháy chuyên dụng) mới dập được lửa Na: Cát khô ngăn cách không khí, không đưa nước vào phản ứng và cũng không cấp thêm O như khi CO gặp NaO. Lượng Na đem làm thí nghiệm càng nhỏ thì đám cháy càng dễ kiểm soát.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Đánh giá: Phương pháp đúng để dập đám cháy kim loại Na và giải thích nguyên nhân; mối liên hệ giữa lượng kim loại kiềm và mức độ rủi ro.

Câu hỏi trắc nghiệm · Electron lớp ngoài cùngKim loại Sodium (Na) có tính chất hóa học rất hoạt động, nguyên nhân sâu xa nhất là do:

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Nguyên tử Na chỉ có 1 electron ở lớp ngoài cùng và rất dễ nhường electron này. Nguyên tử Na chỉ có 1 electron ở lớp ngoài cùng, trong các phản ứng hóa học electron này rất dễ bị tách ra. Vì vậy Na có tính chất hóa học rất hoạt động và thể hiện tính khử rất mạnh. Nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng và độ cứng đều là tính chất vật lý, không phải nguyên nhân quyết định hoạt tính hóa học.

Câu hỏi trắc nghiệm · Phương pháp bảo quảnTrong phòng thí nghiệm, người ta bảo quản kim loại Na bằng cách ngâm trong dầu paraffin hoặc dầu hỏa nhằm mục đích:

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Ngăn cách với không khí, tránh để Na phản ứng với oxygen và hơi nước. Trong phòng thí nghiệm, phải bảo quản Na trong dầu paraffin hoặc dầu hỏa để ngăn cách với không khí. Bề mặt Na mới cắt nhanh chóng bị mờ đục chính là do Na đã phản ứng với oxygen trong không khí tạo thành NaO.

Câu hỏi trắc nghiệm · Nhiệt độ thường và đun nóngKhi nói về phản ứng giữa Na và oxygen, phát biểu nào sau đây là đúng?

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Khi đun nóng, Na cháy với ngọn lửa màu vàng, tạo thành chất rắn màu vàng nhạt là NaO\. Khi đun nóng, Na nóng chảy trước rồi phản ứng mãnh liệt với oxygen, phát ra ngọn lửa màu vàng và tạo thành chất rắn màu vàng nhạt là sodium peroxide (NaO). Ở nhiệt độ thường mới xảy ra phản ứng 4Na + O = 2NaO. Nhận định «Na cháy tạo thành sodium oxide (NaO)» là sai.

Câu hỏi trắc nghiệm · Na tác dụng với nướcCho một mẩu Na cỡ hạt đậu xanh vào cốc nước có nhỏ vài giọt phenolphthalein, hiện tượng và giải thích nào sau đây đều đúng?

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Mẩu Na nổi trên mặt nước và nóng chảy thành giọt tròn, dung dịch hóa hồng, chứng tỏ phản ứng tỏa nhiệt và tạo thành NaOH. Khối lượng riêng của Na là 0.97 g/cm nhỏ hơn nước nên Na nổi; phản ứng tỏa nhiệt làm Na nóng chảy thành giọt cầu (nhiệt độ nóng chảy 97.79 ); dung dịch có tính kiềm làm hồng phenolphthalein là do NaOH sinh ra. Phương trình phản ứng: 2Na + 2HO = 2NaOH + H\\khí thoát ra là H chứ không phải O.

Câu hỏi trắc nghiệm · Chữa cháy khi Na bốc cháyKhi kim loại Na bốc cháy trong phòng thí nghiệm, cách xử lý nào sau đây là đúng?

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Dùng cát khô (hoặc bột chữa cháy chuyên dụng) phủ kín đám cháy. Khi kim loại hoạt động mạnh bốc cháy, tuyệt đối không dùng nước để chữa cháy mà phải dùng cát khô hoặc bột chữa cháy chuyên dụng. Nước phản ứng mãnh liệt với Na, tỏa nhiệt và sinh ra khí H dễ cháy nổ; bình chữa cháy CO cũng không dùng được vì Na cháy tạo NaO, chất này tác dụng với CO lại giải phóng O (2NaO + 2CO = 2NaCO + O).

HỌC LIỆU CÙNG PHÂN MÔN

Các bài giảng 3D khác thuộc môn Hóa học

Xem toàn bộ 25 bài giảng môn Hóa học →