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- 2021-04-13 发布
第三单元 金属及其化合物
第一课时 钠及其化合物
复习目标:
1.了解钠的主要性质及其应用。
2.掌握钠的重要化合物(Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3等)的主要性质及其应用。
3.了解钠及其常见化合物的制备方法。
4.了解碱金属性质的相似性和递变性。
5.了解Na+、K+的检验方法。
考点一 钠的主要性质及其应用
自主梳理
1.钠的物理性质
(1)颜色:银白色,有金属光泽。
(2)密度:ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)。
(3)熔点:低于100 ℃。
(4)硬度:质地柔软,可以用小刀切割。
2.从钠原子的结构认识钠的化学性质——还原性
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
①与非金属反应
(2)与水反应
离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
钠与滴有酚酞的水反应的现象及解释
(3)与乙醇反应:2Na+2C2H5OH→2C2H5ONa+H2↑。
(4)与盐酸反应
离子方程式:2Na+2H+===2Na++H2↑。
(5)与盐(CuSO4)溶液反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4。
3.钠的制取及保存
(1)制取:化学方程式为:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
(2)保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中。
4.钠的用途
(1)制取Na2O2等化合物。
(2)钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。
(3)用作电光源,制作高压钠灯。
(4)冶炼某些金属:金属钠具有强的还原性,熔融状态下可以用于制取金属,如:
4Na+TiCl44NaCl+Ti。
【易错警示】
(1)钠的取用方法:用镊子夹取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油,在玻璃片上用小刀切取黄豆大小的钠,剩余的钠放回原试剂瓶。
(2)钠失火的处理:沙土盖灭,不能用水或泡沫灭火器灭火。
例1、有关钠的叙述正确的是( )
A.2.3 g钠与97.7 g水反应后,溶液中溶质的质量分数等于4%
B.钠跟CuSO4溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑,这是析出了金属铜
C.将金属钠与水反应后的溶液中通入适量氯气后,溶液中含有两种溶质
D.钠在空气中的缓慢氧化与其在空气中点燃的产物都一样
【答案】C
【解析】A项,w=≠4%;B项,不能析出Cu,而是Na先与H2O反应;C项,Na+H2O→NaOH,NaOH+Cl2→NaCl+NaClO;D项,Na缓慢氧化为Na2O,Na在空气中点燃生成Na2O2。
【发散类比1】把一小块金属钠放入下列溶液中,说法正确的是( )
A.放入饱和NaOH溶液中:有氢气放出,恢复至室温后溶液的pH增大
B.放入稀CuSO4溶液中:有氢气放出,有紫红色铜析出
C.放入MgCl2溶液中:有氢气放出,有白色沉淀生成
D.放入NH4NO3溶液中:有无色无味气体放出
【答案】C
【思维建模】
金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板
盐溶液Na+H2O反应—
考点二 钠的氧化物
自主梳理
氧化钠和过氧化钠的比较
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
色态
白色固体
淡黄色固体
类别
碱性氧化物
过氧化物(非碱性氧化物)
氧的价态
-2
-1
电子式
生成条件
常温
加热或点燃
化
学
性
质
热稳定性
不稳定(2Na2O+O22Na2O2)
稳定
与水反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
与酸反应(盐酸)
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
主要性质
具有碱性氧化物通性
具有强氧化性
主要用途
用于制取少量Na2O2、烧碱
强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂
【深度思考】判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)过氧化钠能与水反应,所以过氧化钠可以做气体的干燥剂( )
(2)过氧化钠与二氧化碳反应时,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂( )
(3)78 g Na2O2中含阴离子的个数是2 NA( )
(4)Na2O2与H2O反应制备O2的离子方程式:Na2O2+H2O===2Na++2OH-+O2↑( )
(5)1 mol钠与氧气反应生成Na2O或Na2O2时,失去的电子数目均为NA( )
(6)1 mol Na2O2与足量CO2反应时,转移2NA个电子( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)×
【易错警示】
(1)分析过氧化物的组成时要注意O为原子团,是一个整体。
(2)过氧化钠是一种“绿色”氧化剂。
(3)过氧化钠的强氧化性表现为:
①Na2O2投入FeCl2溶液中,可将Fe2+氧化成Fe3+,同时生成Fe(OH)3沉淀。
②Na2O2投入氢硫酸中,可将H2S氧化成单质硫,使溶液变浑浊。
③Na2O2投入Na2SO3溶液中,可将SO氧化成SO。
④Na2O2投入品红溶液中,因其有漂白性,可使品红溶液褪色。
例2、在下列物质的溶液中分别加入一定量的Na2O2固体,不会出现浑浊现象的是( )
A.饱和Na2CO3溶液 B.Ca(HCO3)2稀溶液
C.Na2SO3稀溶液 D.饱和CaCl2溶液
【答案】C
【解析】Na2O2固体与水反应生成NaOH和O2,A中溶液饱和,由于水被消耗导致析出碳酸钠晶体;B中碳酸氢钙与NaOH溶液反应生成碳酸钙沉淀;C中亚硫酸钠被氧气氧化成硫酸钠,硫酸钠可溶于水,不会出现浑浊现象;D中NaOH与CaCl2反应生成的氢氧化钙微溶,故产生白色沉淀。
【发散类比2】下列说法正确的是( )。
A.1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA
B.二氧化碳通过Na2O2粉末反应后固体物质增重
C.Na2O2溶于水产生O2:Na2O2+H2O===2Na++2OH-+O2↑
D.在过氧化钠与水的反应中,每生成 0.1 mol氧气,转移电子数目为0.4NA
【答案】B
考点三 碳酸钠与碳酸氢钠
自主梳理
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
俗名
纯碱或苏打
小苏打
主要性质
色、态
白色粉末
细小白色晶体
水溶性
易溶于水
(20 ℃,S=21.5 g)
可溶于水
(20 ℃,S=9.6 g)
稳定性
稳定,但结晶碳酸钠
受热易分解
(Na2CO3·10H2O)易风化
与H+反应
CO+2H+=CO2↑+H2O(较快)
HCO+H+=CO2↑+H2O(更快)
与Ca(OH)2
反应
Ca2++CO=CaCO3↓
NaHCO3过量:Ca2++2OH-+2HCO=CaCO3↓+2H2O+CO;Ca(OH)2过量:Ca2++OH-+HCO=CaCO3↓+H2O
与盐反应
CaCl2
Ca2++CO=CaCO3↓
不反应
Al2(S
O4)3
2Al3++3CO+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑
与水作用
水解,碱性较强
水解,碱性较弱
与酸互滴
现象与滴加方式有关
现象与滴加方式无关
相互转化
Na2CO3NaHCO3
主要用途
用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中
灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一
例3、有关NaHCO3和Na2CO3的性质,下列叙述错误的是( )
A.等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应,在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小
B.等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应,所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍
C.1 mol Na2CO3和NaHCO3的混合物与足量稀H2SO4充分反应,生成的CO2为1 mol
D.向200 mL 0.1 mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入200 mL 0.1 mol/L的稀盐酸并不断振荡,生成的CO2为0.01 mol
【答案】D
【解析】D项,反应原理为CO+H+===HCO,HCO+H+===CO2↑+H2O,故不会生成CO2。
【发散类比3】向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体,再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,并将溶液加热,产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图所示(忽略CO2的溶解和HCl的挥发):
则下列分析都正确的组合是( )
①Ⅰ图对应溶液中的溶质为NaHCO3
②Ⅱ图对应溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3,且二者的物质的量之比为1∶1
③Ⅲ图对应溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3,且二者的物质的量之比为1∶1
④Ⅳ图对应溶液中的溶质为Na2CO3
A.①② B.①③ C.②④ D.②③
【答案】A
【解析】图像Ⅰ中从O点即开始产生CO2气体,对应溶液中的溶质为NaHCO3,①正确;图像Ⅱ中Oa段消耗HCl的量小于ab段消耗HCl的量,对应的溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3,且二者的物质的量之比==,②正确;图像Ⅲ中,Oa段消耗HCl的量等于ab段消耗HCl的量,对应溶液中的溶质为Na2CO3,③不正确;图像Ⅳ中,Oa段消耗HCl的量大于ab段消耗HCl的量,对应溶液中的溶质为Na2CO3、NaOH,且二者的物质的量之比==,④不正确。
【思维建模】
1.Na2CO3、NaHCO3与酸反应的定量比较
(1)速率:相同条件下,NaHCO3与盐酸反应放出CO2的速率比Na2CO3与盐酸反应快。
(2)耗酸量:等质量或等物质的量的Na2CO3与NaHCO3均为前者耗酸量多。
(3)CO2生成量比较
①等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应,产生CO2的量相等。
②等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应,NaHCO3产生的CO2多。
③等物质的量的HCl与足量的Na2CO3、NaHCO3分别反应,NaHCO3产生的CO2多。
2.Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图像分析
(1)Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸:(Oa=ab)
(2)NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸:
(3)等物质的量Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸:(Oaab)
考点四 碱金属与焰色反应
自主梳理
1.碱金属(包括Li、Na、K、Rb、Cs、Fr)
①与O2等非金属反应:写出Li、Na与O2点燃反应的化学方程式
4Li+O22Li2O,2Na+O2Na2O2。
K、Rb、Cs与O2反应生成比过氧化物结构更复杂的物质。
②与H2O的反应:碱金属单质与水均能发生反应,生成氢氧化物和H2。反应的化学方程式可表示为(用M代表碱金属)2M+2H2O===2MOH+H2↑,但从Li→Cs反应的剧烈程度逐渐增强。
2.焰色反应
(1)概念:很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色,属于物理
变化,属于元素的性质,应用于检验某些元素的存在。
(2)常见元素的焰色:钠元素:黄色;钾元素:浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。
(3)操作步骤:铂丝火焰无色―→蘸取待测物观察火焰颜色
注意:洗涤铂丝用稀HCl溶液洗涤,然后在火焰上灼烧,火焰为无色,说明铂丝洗净。
例4、下列有关焰色反应实验操作注意事项的说法中正确的是( )
①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察
②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同,再蘸取被检验的物质
③每次实验后,要将铂丝用盐酸洗净
④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰
⑤没有铂丝时,也可以用光洁无锈的铁丝代替
A.仅有③不正确 B.仅有④不正确 C.仅有⑤不正确 D.全对
【答案】D
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