2021届高考化学一轮复习钠及其化合物学案

2021届高考化学一轮复习钠及其化合物学案

第三章 金属及其化合物 第一节 钠及其化合物 ‎1.了解钠及其重要化合物的制备方法。‎ ‎2.掌握钠及其重要化合物的主要性质及其应用。‎ 考点(一)　钠及其氧化物 【点多面广精细研】‎ ‎1．钠的性质与应用 ‎(1)物理性质 颜色状态 密度 硬度 熔点 银白色固体 比水小，比煤油大 较小 较低，低于100 ℃‎ ‎(2)化学性质 钠在化学反应中易失去最外层的一个电子，表现还原性。‎ ‎①与非金属单质(如O2、Cl2)的反应 O2‎ 常温：4Na＋O2===2Na2O(白色固体)‎ 加热：2Na＋O2Na2O2(淡黄色固体)‎ Cl2‎ ‎2Na＋Cl22NaCl ‎②与水的反应 ‎2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。‎ 钠与水(含酚酞)反应的实验现象分析：‎ ‎③与酸的反应 ‎2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。‎ ‎[注意]　Na先与酸反应，再与水反应——先酸后水。‎ ‎④与盐溶液的反应 与盐溶液反应时先与水反应，生成的碱与盐可能发生复分解反应。如与CuSO4溶液反应：‎ ‎2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，‎ ‎2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。‎ 总反应为2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。‎ ‎⑤与羟基化合物的反应 ‎2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑。‎ ‎(3)工业制备 ‎2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。‎ ‎(4)保存 钠易与空气中的O2、H2O反应，且钠的密度比煤油的密度大，不与煤油反应，故通常将钠保存在煤油中。‎ ‎(5)钠的用途 ‎①制钠钾合金，用于原子反应堆的导热剂。‎ ‎②作还原剂来制取活泼金属。‎ 如4Na＋TiCl44NaCl＋Ti。‎ ‎③制作高压钠灯。‎ ‎2．钠的氧化物——氧化钠与过氧化钠 ‎(1)氧化钠、过氧化钠的性质比较 物质 氧化钠(Na2O)‎ 过氧化钠(Na2O2)‎ 颜色状态 白色固体 淡黄色固体 类别 碱性氧化物 过氧化物 氧元素化合价 ‎－2‎ ‎－1‎ 化学键类型 只有离子键 有离子键和共价键 电子式 Na＋[]2－Na＋‎ Na＋[]2－Na＋‎ 组成结构 由Na＋与O2－构成，＝ 由Na＋与O构成，＝ 与水反应 Na2O＋H2O===2NaOH ‎2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑‎ 与CO2反应 Na2O＋CO2===Na2CO3‎ ‎2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2‎ 与盐酸反应 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O ‎2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑‎ 主要用途 可制烧碱 漂白剂、消毒剂、供氧剂 保存 密封 密封、远离易燃物 ‎(2)Na2O2的强氧化性与还原性 从元素化合价角度分析Na2O2的性质：‎ ‎①Na2O2的强氧化性 试剂 现象 反应原理并解释 SO2气体 ‎—‎ Na2O2＋SO2===Na2SO4‎ FeCl2溶液 有红褐色 沉淀生成 ‎4Na2O2＋4FeCl2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8NaCl Na2SO3‎ 溶液 ‎—‎ Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2NaOH 氢硫酸 溶液变浑浊 Na2O2＋H2S===S↓＋2NaOH 酚酞溶液 溶液先变红后褪色 与水反应生成NaOH，Na2O2的强氧化性使之褪色 品红溶液 溶液红色褪去 Na2O2的强氧化性使之褪色 ‎②遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为。‎ ‎③遇CO2、H2O、H＋时则会发生自身的氧化还原反应。‎ ‎[小题练微点]‎ 判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)在氧气中加热时，金属钠剧烈燃烧，生成淡黄色的固体Na2O2(　　)‎ ‎(2)金属钠在石棉网上加热时，先熔化成银白色小球，然后剧烈燃烧，产生黄色火焰(　　)‎ ‎(3)金属钠着火时，可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火(　　)‎ ‎(4)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化(　　)‎ ‎(5)金属钠具有强还原性，可与TiCl4溶液反应制取金属Ti(　　)‎ ‎(6)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶(　　)‎ ‎(7)1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA(　　)‎ ‎(8)H2O2和Na2O2都属于过氧化物，含有的化学键完全相同(　　)‎ ‎(9)Na2O2在与CO2的反应中既是氧化剂，又是还原剂(　　)‎ ‎(10)将足量过氧化钠投入紫色石蕊溶液中，溶液先变蓝色后褪色，同时有气泡产生(　　)‎ 答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)× (8)×　(9)√　(10)√‎ ‎[学霸微提醒]‎ ‎(1)金属Na在空气中长期放置，最终会生成Na2CO3粉末，发生的反应为Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3。‎ ‎(2)Na2O2常温下为淡黄色固体，其他同颜色的物质有单质硫(黄色)、AgBr(浅黄色)、AgI(黄色)。‎ 钠的性质 ‎1.金属钠分别与下列溶液反应时，既有沉淀析出，又有气体逸出的是(　　)‎ A．BaCl2溶液　　　　　　　　 B．K2SO4溶液 C．Ca(HCO3)2溶液 D．NH4NO3溶液 解析：选C　因为是溶液中的反应，所以都有H2产生，NH4NO3溶液还产生NH3，Ca(HCO3)2溶液还产生CaCO3沉淀。‎ ‎2．(2019·崇明模拟)少量金属钠投入下列试剂中，反应最缓慢的是__________，既有气体又有沉淀的是__________。‎ A．NaHCO3溶液反应 B．饱和氯化铵溶液 C．0.1 mol·L－1 NaOH溶液 D．无水乙醇 解析：A项，少量金属钠投入NaHCO3溶液中，反应为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O；B项，金属钠投入饱和氯化铵溶液中，反应为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，反应消耗水，饱和氯化铵溶液析出氯化铵固体，可能释放出氨气；C项，少量金属钠投入0.1 mol·L－1 NaOH溶液中，反应为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；D项，少量金属钠投入无水乙醇中，反应为2Na＋2C2H5OH===2C2H5ONa＋H2↑；钠为活泼金属，钠与水溶液的反应，实质都是与H＋的反应，乙醇为非电解质，不电离，与钠反应最缓慢。‎ 答案：D　B ‎[方法规律]　钠与盐溶液反应的原理分析 ‎(1)与NaCl、Na2SO4、NaNO3溶液反应：实质是与水反应。‎ ‎(2)与CuSO4溶液反应：钠先与水反应，生成的NaOH再与CuSO4反应，2OH－＋Cu2＋===Cu(OH)2↓。‎ ‎(3)与铝盐溶液反应：要考虑钠与铝盐的量的问题，因为过量的NaOH溶液能溶解Al(OH)3，OH－＋Al(OH)3===AlO＋2H2O。‎ ‎(4)与NaHCO3溶液反应：钠先与水反应，生成的NaOH再与NaHCO3反应，OH－＋HCO===H2O＋CO。‎ ‎(5)与NH4Cl溶液反应：钠先与水反应，生成的NaOH再与NH4Cl反应，OH－＋NH===NH3·H2O。‎ 过氧化钠的性质 ‎3.下列说法错误的是(　　)‎ A．(2017·江苏高考)Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂 B．(2015·全国卷Ⅰ)过氧化钠与水反应时，生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA C．(2014·全国卷Ⅱ)CO2通过Na2O2粉末后固体质量增重 D．(2015·四川高考)标准状况下，5.6 L CO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA 解析：选D　A项，Na2O2与CO2反应产生O2，可用作呼吸面具供氧剂，正确；B项，过氧化钠与水反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，根据电子转移情况得关系式O2～2e－，可知生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA，正确；C项，2Na2O2＋2CO2‎ ‎===2Na2CO3＋O2，2 mol CO2 生成1 mol O2，所以粉末固体质量增重，正确；D项，CO2与Na2O2发生反应的化学方程式为2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，每有2 mol CO2参加反应转移2 mol电子，标准状况下，5.6 L CO2的物质的量为0.25 mol，反应转移的电子数为0.25NA，错误。‎ ‎4.过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了28 g，反应中有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)(　　)‎ 选项 二氧化碳 碳酸钠 转移的电子 A ‎1 mol ‎2NA B ‎22.4 L ‎1 mol C ‎106 g ‎1 mol D ‎106 g ‎2NA 解析：选C ‎＋2CO2===2Na2CO3＋O2 Δm 　 转移电子 ‎ 2 mol 2 mol 56 g 2 mol ‎ 1 mol 1 mol 28 g 1 mol 由上述关系可得出C项正确；B项未指明标准状况，错误。‎ ‎[方法规律]‎ ‎1．掌握Na2O2的强氧化性的两个角度 ‎(1)从结构角度 Na2O2的结构中含有过氧链(—O—O—)，含有过氧链结构的物质有较强的氧化性，以此类推，如H2O2、H2SO5(过一硫酸，相当于H2O2中的一个H被—SO3H取代)、Na2S2O8(过二硫酸钠)中都有过氧链结构，都是很强的氧化剂。‎ ‎(2)从化合价的角度 Na2O2中的氧元素为－1价，有很强的氧化性，能氧化一些常见的还原剂，如SO2、Fe ‎2＋、SO、HSO、H2S、S2－、I－。同时－1价的O也有还原性，如遇到强氧化剂KMnO4也可以被氧化成O2。‎ ‎2．Na2O2与H2O、CO2反应计算的三个关系 电子转 移关系 当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量关系为2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝n(Na2O2)＝2n(O2)‎ 气体体 积变化 关系　‎ 若CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量是原气体体积的，等于生成氧气的量，ΔV＝V(O2)＝V(原气体)‎ 固体质 量变化 关系　‎ CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时，固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”，所以固体增加的质量Δm＝28 g·mol－1×n(CO2)、Δm＝2 g·mol－1×n(H2O)‎ ‎1．(2019·商丘模拟)在蒸发皿中放一小块钠，加热至熔化时，用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。据此判断下列说法中不正确的是(　　)‎ A．上述反应是置换反应 B．上述反应是放热反应 C．上述反应中无水CuSO4表现了还原性 D．加热且无水条件下，Na可以与CuSO4反应并生成Cu 解析：选C　实验现象说明熔融的钠将CuSO4中的铜置换出来并且放出热量，属于置换反应，钠作还原剂，CuSO4作氧化剂。‎ ‎2．下列有关Na2O2的说法不正确的是(　　)‎ A．向包有Na2O2粉末的脱脂棉上滴加几滴水，脱脂棉剧烈燃烧起来，说明Na2O2与H2O反应放热且有氧气生成 B．Na2O2与CO2反应时有单质O2生成，该反应属于置换反应 C．Na2O2在空气中久置变白，涉及的氧化还原反应中，Na2O2 D．Na2O2粉末加入Ca(HCO3)2溶液中，会产生气体和浑浊 点拨：既是氧化剂又是还原剂，说明物质发生了歧化反应，类似的反应有S＋NaOH(浓)、Cl2＋NaOH、Na2O2＋H2O等。　　　‎ 解析：选B　A项，燃烧说明脱脂棉的温度达到着火点且有助燃物质氧气生成，正确；B项，反应物中没有单质参加反应，不符合置换反应的定义，错误；C项，Na2O2与CO2、H2O的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应，正确；D项，Na2O2先和水反应生成O2‎ 和NaOH，NaOH再与Ca(HCO3)2 反应产生CaCO3沉淀，正确。‎ ‎3．200 ℃时，11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后，则原混合气体的总物质的量是(　　)‎ A．0.125 mol　　　　　　　 B．0.25 mol C．0.5 mol D．1 mol 点拨：CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时，固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”。　　　　‎ 解析：选C　根据质量守恒定律可知，生成O2的质量为11.6 g－3.6 g＝8 g，n(O2)＝＝0.25 mol，根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知，CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25 mol×2＝0.5 mol。‎ ‎4．某同学探究钠的性质时，将等量的金属钠分别投入下列溶液中，请你帮他完成实验报告：‎ 序号 溶液 现象 解释及离子方程式 ‎①‎ 饱和NaCl溶液 ‎②‎ 饱和石灰水 ‎③‎ CuSO4溶液 ‎④‎ FeCl3溶液 归纳：钠与盐溶液反应的现象：浮、熔、游、响。消耗的水会使饱和盐溶液中的盐晶体析出；生成的NaOH再与溶液中的溶质反应产生现象。　　　　‎ 答案：①溶液中出现浑浊　Na与H2O反应使水量减少，2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑‎ ‎②溶液中出现浑浊　Na与H2O反应放热，Ca(OH)2溶解度随温度升高而减小，且Na与H2O反应使水量减少，2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，产生的OH－促进Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)溶解平衡逆向移动 ‎③溶液中出现蓝色沉淀　2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu(OH)2↓＋2Na＋＋H2↑‎ ‎④溶液中出现红褐色沉淀　6Na＋6H2O＋2Fe3＋===2Fe(OH)3↓＋6Na＋＋3H2↑‎ 考点(二)　氢氧化钠、钠的碳酸盐 【点多面广精细研】‎ ‎1．氢氧化钠 ‎(1)物理性质 NaOH的俗名为烧碱、火碱或苛性钠；它是一种白色固体，易 溶于水并放出大量的热，有吸水性；吸收空气中的水分而潮解；有很强的腐蚀性。‎ ‎(2)化学性质 ‎①具有碱的通性。‎ ‎②其他反应 与金属铝反应：‎ ‎2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。‎ 与非金属单质(Cl2)反应：‎ Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。‎ 酯类(CH3COOC2H5)水解：‎ CH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋CH3CH2OH。‎ ‎(3)NaOH的制取 ‎①土法制碱：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。‎ ‎②现代工业制碱：‎ ‎2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。‎ ‎2．碳酸钠和碳酸氢钠 ‎(1)Na2CO3与NaHCO3的性质比较 Na2CO3‎ NaHCO3‎ 俗名 纯碱、苏打 小苏打 颜色状态 白色粉末 白色晶体 溶解性 易溶于水 易溶于水 ‎(溶解度比Na2CO3小)‎ 水解(离子方程式，下同)‎ CO＋H2OHCO＋OH－‎ HCO＋H2OH2CO3＋OH－‎ 与盐酸反应 CO＋2H＋===CO2↑＋H2O HCO＋H＋===H2O＋CO2↑‎ 与NaOH反应 不反应 HCO＋OH－===CO＋H2O 与足量Ca(OH)2反应 Ca2＋＋CO===CaCO3↓‎ Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O 与BaCl2反应 CO＋Ba2＋===BaCO3↓‎ 不反应 与CO2反应 CO＋CO2＋H2O===2HCO 不反应 热稳定性 较稳定 ‎2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 相互转化 Na2CO3NaHCO3‎ ‎(2)Na2CO3、NaHCO3的用途 ‎①Na2CO3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。‎ ‎②NaHCO3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。‎ ‎[小题练微点]‎ 判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都会分解(　　)‎ ‎(2)向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2，会有NaHCO3晶体析出(　　)‎ ‎(3)苏打是面包发酵粉的主要成分之一(　　)‎ ‎(4)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和Na2CO3溶液(　　)‎ ‎(5)相同温度下溶解度：小苏打<苏打，热稳定性：Na2CO3>NaHCO3(　　)‎ ‎(6)Na2CO3溶液(杂质NaHCO3)，选用适量的NaOH溶液(　　)‎ ‎(7)NaHCO3溶液(杂质Na2CO3)，应通入过量的CO2气体(　　)‎ 答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√　(7)√‎ ‎[学霸微提醒]‎ 碳酸盐、碳酸氢盐的区别 ‎(1)溶解性：一般地，碳酸盐小于碳酸氢盐，如CaCO3

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