Tính chất của kim loại Sodium (kèm xử lý đám cháy Na) — Mô phỏng 3D Tương tác (Hóa học THPT)
Câu hỏi trọng tâm: 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?
Phương trình / Nguyên lý cốt lõi: 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
Đối chiếu Chương trình GDPT 2018: Hóa học 12 — SGK GDPT 2018 (Nguyên tố nhóm IA: Kim loại kiềm và hợp chất) + Bài tập vận dụng
Chuỗi bước khám phá và kết luận khoa học (9 bước)
- 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? — Kết luận: 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. |
Na − e⁻ → Na⁺ - Bước 2 (Trắng bạc hóa xỉn): Mẩu Na vừa cắt sáng bóng ánh kim, tại sao chỉ vài chục giây đã mờ đục? — Kết luận: 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. |
4Na + O₂ = 2Na₂O - Bước 3 (Ngâm trong dầu hỏa): Làm thế nào để giữ cho Na không bị xỉn màu? — Kết luận: 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. |
Ngâm trong dầu paraffin hoặc dầu hỏa để ngăn cách không khí - Bước 4 (Đun nóng và đốt cháy): Khi đun nóng, Na sẽ biến thành chất gì? Tại sao không phải là NaO? — Kết luận: 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. |
2Na + O == NaO (Nhiệt độ thường: 4Na + O = 2NaO) - Bước 5 (Nổi - Chảy - Chạy - Kêu - Hồng): Thả mẩu Na vào cốc nước có nhỏ vài giọt phenolphthalein, hiện tượng gì sẽ xảy ra? — Kết luận: 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. |
2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑ - Bước 6 (Kích thước mẩu Na): Nếu thay bằng một mẩu Na lớn hơn thì điều gì sẽ thay đổi? — Kết luận: 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. |
Tỉ lệ cố định: n(e)/m = 43.5 mmol/g, V(H)/m = 487.0 mL/g - Bước 7 (Quan sát vi mô): Ở cả bốn trạm thí nghiệm, phải chăng Na đều thực hiện cùng một quá trình vi mô? — Kết luận: 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. |
Na − e⁻ → Na⁺ - 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? — Kết luận: 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. |
2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂ - Bước 9 (Thực hành đánh giá): Dập tắt đám cháy Na và đưa chỉ số rủi ro về ngưỡng an toàn — Kết luận: 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. |
Cát khô / Bột chữa cháy chuyên dụng: Cách ly không khí
Xem trang chi tiết bài giảng, hướng dẫn lớp học và câu hỏi ôn tập Tính chất của kim loại Sodium (kèm xử lý đám cháy Na) · Trang chủ VietLab 3D