(高中化学步步高全书完整的Word版文档-2022版)第三章 第13讲 钠及其重要化合物.docx
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- 高中化学 步步高全书完整的Word版文档-2022版 【高中化学 步步高全书完整的Word版文档-2022版】第三章 第1 下载 _一轮复习_高考专区_化学_高中
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1、第第 13 讲讲钠及其重要化合物钠及其重要化合物 复习目标1.掌握钠及其重要化合物的主要性质及其应用。2.了解钠及其重要化合物的制备方法。 考点一考点一钠及其氧化物钠及其氧化物 一、钠 1钠的物理性质 银白色,有金属光泽的固体,质地柔软,熔点低(小于 100 ),密度比水的小,但比煤油的大。 2从钠原子的原子结构认识钠的化学性质还原性 Na O2、Cl2、H2O、H 等 失去 e Na (1)与非金属单质(如 O2、Cl2)的反应 O2 常温:4NaO2=2Na2O; 加热:2NaO2= Na2O2。 Cl2:2NaCl2= 点燃 2NaCl。 (2)与水反应 离子方程式:2Na2H2O=2N
2、a 2OHH2。 与滴加酚酞的水反应的现象及解释 (3)与盐酸反应 离子方程式:2Na2H =2NaH2。 (4)与盐溶液反应 与盐溶液反应时一般先与水反应,生成的 NaOH 与盐可能发生复分解反应。 如与 CuSO4溶液反应:2Na2H2O=2NaOHH2,2NaOHCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4。总反 应为 2Na2H2OCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4H2。 3钠的制取及保存 (1)制取:化学方程式为 2NaCl(熔融)= 电解 2NaCl2。 (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)钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。 (2)用作电光源,
3、制作高压钠灯。 (3)冶炼某些金属 金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用于制取金属,如 4NaTiCl4= 熔融 4NaClTi。 二、钠的氧化物 1氧化钠与过氧化钠的比较 Na2ONa2O2 电子式 氧元素化合价21 色、态白色固体淡黄色固体 阴、阳离子个 数比 1212 是否为碱性氧 化物 是不是 与水反应Na2OH2O=2NaOH 2Na2O22H2O=4NaOH O2 与 CO2反应Na2OCO2=Na2CO3 2Na2O22CO2=2Na2CO3 O2 与盐酸反应 Na2O2HCl=2NaCl H2O 2Na2O24HCl=4NaCl 2H2OO2 用途氧化剂、供氧剂、漂白剂 2.金
4、属钠露置在空气中会发生一系列变化,其过程: 银白色金属钠 表面变暗 出现白色固体接着表面变稀 白色块状固体 白色粉末 状物质 写出上述各步反应的化学方程式: 4NaO2=2Na2O; Na2OH2O=2NaOH; 2NaOHCO29H2O=Na2CO310H2O; Na2CO310H2O=Na2CO310H2O。 (1)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶() (2)Na 与足量 O2反应生成 Na2O,随着温度的升高,生成 Na2O 的速率逐渐加快() 错因:温度升高,Na 与 O2反应生成 Na2O2。 (3)把钠投入到 NH4Cl 溶液中可以生成两种气体() (4)Na2O
5、2加入酚酞溶液中,反应现象为变红() 错因:Na2O2具有强氧化性,现象应为先变红后褪色。 1金属钠与氧气反应在不同条件下生成产物不同,据此回答下列问题。 (1)1 mol 钠与足量氧气反应转移电子数为_。 (2)1 mol 氧气与足量钠反应转移电子数范围为_。 答案(1)NA(2)2NA4NA 解析(1)Na 与 O2反应不管生成 Na2O 还是 Na2O2,Na 元素均由 0 价变为1 价,因此,1 mol Na 与 O2反应转移电子的数目为 NA。(2)1 mol O2与 Na 反应若全生成 Na2O,则生成 2 mol Na2O,转移 4NA电子, 若全生成 Na2O2,则生成 1 m
6、ol Na2O2,转移 2NA电子,故转移电子数的范围为 2NA4NA。 2将物质的量为 0.2 mol 的 Na、Mg、Al 三种金属分别加入到 100 mL 1 molL 1 的盐酸中,产生 H2 的体积依次为 V1、V2、V3,则 V1、V2、V3的大小关系为_。 答案V1V2V3 解析根据计算,0.2 mol Na、Mg、Al 与 100 mL 1 molL 1的盐酸反应,Na、Mg、Al 过量,故 Mg、 Al 产生的 H2相等,但剩余的 Na 会与水反应生成 H2,故 V1V2V3。 3往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入 0.1 mol 的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠,然后各加入
7、 100 mL 水,搅拌,使固体完全溶解,则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是_。 答案乙丙甲丁 解析(1)甲、丁相比: 甲:NaNaOH消耗 H2O,溶剂减少 丁:NaOH 无反应溶剂不变 故 NaOH 的质量分数:甲丁。 (2)乙、丙相比: 乙:2Na2O H2O 4NaOH 丙:2Na2O2 H2O 4NaOHO2 生成 NaOH 相等消耗 H2O 相等 溶剂相等,故乙、丙溶液完全等同。 (3)乙、丙与甲相比 甲:Na乙:Na2O丙:Na2O2 当它们物质的量相等时,甲(Na)所得 NaOH 是乙、丙(Na2O、Na2O2)所得 NaOH 物质的量的1 2,它们所 消耗的水相等
8、,故溶剂相等,因此甲的质量分数比乙、丙小。 题组一钠与溶液反应的实质 1将一小块金属钠分别投入盛有:a.水、b.乙醇、c.稀 H2SO4的三个小烧杯中,反应速率由快到慢的 顺序为_。解释反应速率不同的原因:_。 答案cab钠与上述三种物质反应的实质都是钠与 H 间的置换反应, H浓度的大小决定了反应速 率的快慢,由三种物质电离出 H 的能力可知 H浓度的大小顺序为 cab,因而反应速率顺序为 cab 2将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体又有白色沉淀产生的是_(填序号)。 MgSO4溶液BaCl2溶液饱和澄清石灰水Ca(HCO3)2溶液CuSO4溶液 饱和食盐水浓盐酸 答案 解析2Na
9、2H2O=2NaOHH2,中 Mg2 2OH=Mg(OH)2;中反应消耗水,溶液温度 升高,Ca(OH)2的溶解度降低,析出 Ca(OH)2,产生白色沉淀;中 Ca2 HCO 3OH =CaCO3H2O 或 Ca2 2HCO 32OH =CaCO3CO2 32H2O;中生成的 Cu(OH)2是蓝色沉淀,不符合题意。 中水减少,溶液过饱和析出 NaCl。 3(2020石家庄高三模拟)向分别盛有100mL 水、100mL0.1molL 1盐酸、100mL0.01molL1 NaOH 溶液的 X、Y、Z 三个烧杯中各投入 0.05 mol Na。下列有关说法正确的是() A三个烧杯中均先发生的离子反
10、应为 2Na2H2O=2Na 2OHH2 B三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应,且 X 烧杯中的反应最剧烈 C三个烧杯反应后,溶质的物质的量浓度相同 D三个烧杯反应后,生成的气体的质量一定相同 答案D 解析钠与盐酸反应时钠先与 H 反应,离子方程式表示为 2Na2H=2NaH2,A 错误;三个 烧杯中,Y 烧杯中的氢离子浓度最大,反应最剧烈,B 错误;X 烧杯中生成的溶质为 NaOH,Y 烧杯中生 成的溶质为 NaCl、NaOH,Z 烧杯中生成 NaOH,且 Z 烧杯中原溶质为 NaOH,故三个烧杯中溶质的物质 的量浓度不同,C 错误;因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完,故生成 H2
11、的量相同,D 正确。 1钠与水、酸、盐溶液反应的本质与顺序:本质上均是与 H 的反应,反应顺序是:有酸酸在前,无 酸水为先。 2钠与乙醇反应的特点慢、沉 钠与乙醇反应,钠块先沉在液面下,后上下浮动,能看到表面冒出气泡,并不能熔化成小球。 题组二Na2O2的氧化性和还原性 4从元素化合价角度分析 Na2O2的性质 O 0 2 失去电子,化合价升高 表现为还原性 Na2O 1 2 得到电子,化合价降低 表现为氧化性 O 2 (1)Na2O2的强氧化性 向氢硫酸饱和溶液中加入少量 Na2O2,产生浅黄色沉淀,其化学方程式为_。 (2)Na2O2的还原性 在酸性高锰酸钾溶液中加入适量 Na2O2粉末,
12、 溶液褪色, 并产生无色气体, Na2O2表现出_ 性,氧化产物是_。 答案(1)Na2O23H2S=S2NaHS2H2O (2)还原O2 5某溶液中含有 HCO 3、SO2 3、CO2 3、CH3COO 4 种阴离子。向其中加入足量的 Na2O2固体后,溶 液中离子浓度基本保持不变的是_,增大的是_。 答案CH3COO CO2 3 解析Na2O2与水反应生成 NaOH,HCO 3OH =CO2 3H2O,HCO 3浓度减小,CO 2 3浓度增大; SO 2 3具有还原性,会被 Na2O2氧化,浓度减小;CH3COO 浓度几乎不变。 6过氧化钠是一种常见的强氧化剂,具有强氧化性。 根据要求回答
13、下列问题: (1)将 Na2O2固体分别投入到品红溶液、紫色石蕊溶液中,溶液颜色的变化分别为_ _、_。 (2)Na2O2与木炭粉混合研磨会发生爆炸,原因是_ _。 (3)某同学根据 SO2、CO2都是酸性氧化物,预测二者的混合气体与 Na2O2反应生成的固体产物中只含 有 Na2RO3。这一预测是否正确?_,理由是_ _。 答案(1)褪色先变蓝后褪色(2)Na2O2具有强氧化性, 与木炭粉接触发生剧烈的氧化还原反应(3) 不正确Na2O2与 SO2反应可生成 Na2SO4 考点二考点二碳酸钠与碳酸氢钠碳酸钠与碳酸氢钠 1Na2CO3和 NaHCO3的性质 2转化关系 Na2CO3 CO2H2
14、O;适量 H 固体加热;适量 OH NaHCO3 3Na2CO3、NaHCO3在日常生产、生活中的应用 (1)Na2CO3是一种非常重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食 品等工业中有着广泛的应用。 (2)NaHCO3是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一;在医疗上,它是治疗胃酸过多的一种药剂(但胃 溃疡病人慎用)。 (1)在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都会分解() 错因:在酒精灯加热条件下,NaHCO3会分解,Na2CO3不会分解。 (2)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中,立即产生气泡() 错因:HCl 先与 NaOH 反应,不会立即产
15、生气泡。 (3)用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时,不涉及化学变化() 错因:纯碱水解产生 NaOH,油脂在碱性条件下水解生成甘油和高级脂肪酸钠,发生化学变化。 (4)向 CaCl2溶液中通入足量 CO2,有白色沉淀生成() 错因:CO2和 CaCl2溶液不反应。 1将 CO2气体通入到饱和 Na2CO3溶液中有何现象?原因是什么? 答案有沉淀析出,原因是反应消耗了溶剂水,使生成的 NaHCO3的质量比原 Na2CO3的质量大,且 NaHCO3的溶解度小于 Na2CO3的溶解度。 2依据二者性质的差异确定除杂方法(后者为杂质) 序 号 混合物 除杂 方法 Na2CO3(s)、NaHCO3(s)
16、NaHCO3(aq)、 Na2CO3(aq) Na2CO3(aq)、 NaHCO3(aq) 答案加热法通入足量 CO2滴加适量 NaOH 溶液 3 请设计实验方案, 用 50 mL2 molL 1NaOH 溶液和足量的 CO2气体, 制取 50 mL1 molL1的 Na2CO3 溶液。 答案将 50 mL NaOH 溶液,等分成两份,一份通入过量的 CO2,然后加热煮沸、冷却后与另一份 NaOH 溶液混合即可。反应方程式可表示为 第一步:NaOHCO2=NaHCO3 第二步:NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O。 题组一Na2CO3、NaHCO3的性质与用途 1(2019贵阳质检)下列关
17、于金属钠单质及其化合物的说法中,不正确的是() ANaCl 可用作食品调味剂 B相同温度下 NaHCO3的溶解度大于 Na2CO3 CNa2CO3的焰色试验呈黄色 D工业上 Na 可用于制备钛、锆等金属 答案B 解析A 项,氯化钠有咸味,可用作食品调味剂;B 项,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠的溶解度;C 项,钠元素的焰色试验为黄色;D 项,钠的活动性比较强,可以从熔融盐中置换出钛、锆等金属。 2某同学用 Na2CO3和 NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法不正确的是() A实验前 pH(Na2CO3)pH(NaHCO3) B实验后两溶液中离子种类完全相同 CNa2CO3溶液中生成的沉淀比
18、NaHCO3溶液中生成的沉淀多 D两溶液中反应的基本类型不同 答案BD 解析CO2 3、 HCO 3水解均显碱性, 相同浓度下, CO 2 3的水解程度比 HCO 3大, 所以相同浓度的 Na2CO3 溶液和 NaHCO3溶液, pH(Na2CO3)pH(NaHCO3), 故 A 正确; 实验后, 碳酸钠溶液和氯化钙溶液恰好反应, 生成碳酸钙沉淀和氯化钠,其中的离子主要有 Na 、Cl;碳酸氢钠溶液和氯化钙溶液反应后,生成碳酸钙 沉淀和氯化钠、碳酸,碳酸大部分分解为二氧化碳气体和水,氯化钙有剩余,溶液中的离子主要有 Na 、 Cl 、Ca2,故两者的离子种类不完全相同,故 B 错误;加入氯化钙
19、后,左侧试管中只有白色沉淀生成, 则反应方程式为 Na2CO3CaCl2=CaCO32NaCl,右侧试管中有白色沉淀和无色气体产生,则反应方 程式为 2NaHCO3CaCl2=CaCO32NaClCO2H2O ,由方程式可知起始 CO2 3、HCO 3的物质的 量相同时,Na2CO3溶液中生成的沉淀比 NaHCO3溶液中生成的沉淀多,故 C 正确;根据 C 项分析可知, 两试管中发生的反应均为复分解反应,故 D 错误。 题组二Na2CO3、NaHCO3的鉴别 3某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如下 图所示。 (1)只根据图、所示实验,能够达到实验
20、目的的是_ (填装置序号)。 (2)图、所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为_; 与实验相比,实验的优点是_(填字母)。 A比复杂 B比安全 C比操作简便 D可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而不行 (3)若用实验验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管 B 中装入的固体最好是_ _(填化学式)。 答案(1)(2)2NaHCO3= Na2CO3H2OCO2,CO2Ca(OH)2=CaCO3 H2OD (3)NaHCO3 解析(1)图不能达到实验目的,因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳,二 氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊;图可以鉴别,因为等质量的碳酸钠和碳酸氢
21、钠与足量的稀盐酸反 应,生成的二氧化碳气体的量不同,可根据气球膨胀程度来判断。 (2)图、 所涉及的化学方程式为 2NaHCO3= Na2CO3H2OCO2、 CO2Ca(OH)2= CaCO3 H2O,实验的优点是可同时做对比实验。 (3)试管 B 装入碳酸氢钠,试管 A 装入碳酸钠,这样直接加热的碳酸钠,温度高,不分解,不能使澄 清石灰水变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分解,使澄清石灰水变浑浊,表明了碳酸氢钠很不稳定。 Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法 (1)利用热稳定性不同 (2)相同条件下利用反应速率不同 (3)利用阴离子的不同 (4)利用溶液的碱性不同 考点三考点三碱金属碱金属焰色焰
22、色试验试验 1碱金属的一般性与特殊性 (1)一般性 相似性递变性(由 LiCs) 原子结构最外层均为 1 个电子 电子层数逐渐增多; 核电荷数逐渐增大; 原子半径逐渐增大 元素性质 都具有较强的金属 性,最高正价均为1 价 金属性逐渐增强 单 质性 质 物 理 性 质 (除 Cs 外)都呈银白 色,密度较小,熔、沸点 较低 密度逐渐增大(钾反常),熔、沸 点逐渐降低 化 学 性 质 都具有较强的还原性 还原性逐渐增强; 与 O2反应越来越剧烈,产物越 来越复杂 (2)特殊性 碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。 碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将
23、锂保存在石蜡中。 碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物,其中氢以 H 形式存在,显1 价,碱金属 氢化物是强还原剂。 试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但 Na、K 等需放回原瓶。 锂与 O2反应与钠不同,只生成 Li2O。 2焰色试验 (1)焰色试验的概念 根据火焰呈现的特征颜色, 可以判断试样所含的金属元素, 化学上把这种定性分析操作称为焰色试验。 焰色试验属于物理变化,是元素的性质。 (2)焰色试验的操作 铂丝 酒精灯 灼烧 无色 蘸取 待测物 酒精灯 灼烧 观察火焰颜色 用盐酸 洗涤 铂丝 酒精灯 灼烧 无色 (3)常见元素的焰色 钠元素:黄色;钾元素:紫色(透过蓝色
24、钴玻璃观察);铜元素:绿色;钡元素:黄绿色;Ca 元素:砖 红色。 (1)焰色试验是一种复杂的化学变化() 错因:焰色试验是物理变化。 (2)钠、氧化钠、碳酸钠的焰色试验均显黄色() (3)做焰色试验实验时,用稀 H2SO4洗涤铂丝() 错因:铂丝在使用前要用稀盐酸将其表面物质洗净,然后在火焰上灼烧至无色,这是因为金属氯化物 在灼烧时易挥发,而硫酸盐难挥发。 (4)钠的还原性比钾的弱,但工业上制取钾可用 Na 和熔融 KCl 在高温下反应制备() (5)Li 在空气中加热可快速反应生成 Li2O2() 错因:Li 与 O2反应只生成 Li2O。 题组一碱金属的性质 1下列有关铯及其化合物的说法
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