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文档介绍
2018届一轮复习人教版钠及其化合物学案(2)
第10讲 钠及其化合物 考纲要求 1.掌握钠的主要性质及其应用。 2．掌握钠的重要化合物的主要性质及其应用。 考点一 钠的主要性质及其应用 焰色反应 1．物理性质 (1)色态：银白色固体。 (2)钠与水、煤油密度大小关系：ρ水>ρNa>ρ煤油。 (3)熔点：<100 ℃(填“>”“＝”或“<”)。 2．化学性质 (1)主要化学反应 Na (2)钠与含有酚酞的水反应的实验现象及解释： 3．制取与保存 (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)可用作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。 5．焰色反应 定义 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，这在化学上叫作焰色反应 实验步骤 火焰的颜色 Na：黄色 K：紫色(观察时要透过蓝色钴玻璃) (1)考虑钠与酸、碱、盐的水溶液反应时，要注意Na与水反应的同时，生成的NaOH还可能继续与部分溶质反应。 (2)对钠与酸反应的计算问题，勿忽略Na若过量还可与H2O反应。 1．(RJ必修1·P47实验3－2改编)取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列现象描述正确的是 ( ) ①金属先熔化 ②在空气中燃烧，放出黄色火花 ③燃烧后得白色固体 ④燃烧时火焰为黄色 ⑤燃烧后生成淡黄色固体物质 A．②⑤ B．①②③ C．①④⑤ D．④⑤ 答案： C 2．(LK必修1·P18,1改编)下列关于钠的叙述，正确的是( ) A．钠是银白色金属，硬度很大 B．金属钠的熔点很高 C．钠的金属活泼性大于铜，能从CuSO4溶液置换出Cu D．钠有很强的还原性 答案： D 3．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)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 ( ) (2)将一小块钠放入无水乙醇中，产生气泡，说明钠能置换出醇羟基中的氢 ( ) (3)1 mol Na被完全氧化生成Na2O2，失去2NA个电子( ) (4)电解熔融氯化钠或饱和食盐水都可得到金属钠( ) (5)金属钠可保存在煤油中，也可保存在四氯化碳中( ) (6)4Na＋O2===2Na2O和2Na＋O2Na2O2可说明相同的反应物在不同的条件下可能发生不同的反应( ) (7)焰色反应是大多数金属元素的性质，属于化学变化( ) (8)用洁净的铂丝对某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，则溶液中一定含有Na＋，不含K＋( ) 答案： (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)× 4．金属钠露置在空气中会发生什么样的变化？最终生成什么物质？(用示意图表示) 答案： 银白色NaNa2ONaOHNaOH浓溶液 。 考向一 钠与水及酸、碱、盐溶液的反应 (1)钠与水、酸反应的实质都是与H＋的反应。 (2)金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板： 1.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有沉淀产生的是________。 ①MgSO4溶液 ②NaCl溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和澄清石灰水 ⑤Ca(HCO3)2溶液 解析： 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑， ①中Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，④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产生沉淀，⑤中Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O。 答案： ①④⑤ 2．将一小块金属钠分别投入盛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： c>a>b 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H＋的能力可知H＋浓度的大小顺序为c>a>b，因而反应速率为c>a>b 考向二 钠与水反应实验拓展 3．按如图所示实验装 置进行钠跟水反应的实验，据此判断下列说法正确的是( ) A．打开右端胶塞，将一小块金属钠加入到煤油中，反应前片刻，钠的位置应在a处 B．开始反应后，能观察到的实验现象是钠在b处液面以下的水中反应 C．反应一段时间后，左端液面上升，进入长颈漏斗，a处有无色气体产生 D．若用苯或酒精来代替煤油，可观察到相同的实验现象 解析： 钠的密度比煤油的大，应下降到b处，与水反应，产生气体，由于气体的作用，又使钠进入煤油，由于重力作用，钠又要下沉，这样钠就在b界面上下跳动，所以A、B说法错误。由于反应开始后产生的气体在a处积累，部分水将排到长颈漏斗，反应一段时间后，左端液面上升，所以C说法正确。由于酒精和钠能反应，所以若用苯或酒精来代替煤油，观察到的实验现象不相同。 答案： C 4．金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。该反应的演示方法分别如图甲、乙所示： (1)现按图甲所示的方法，在室温时，向盛有饱和NaOH溶液的水槽中，加入一小块金属钠。下列有关描述正确的是________(填字母，下同) a．钠浮在液面上，并四处游动，最后消失 b．钠熔化成一个光亮的小球 c．恢复到室温时，NaOH溶液的浓度增大 d．恢复到室温时，溶液中Na＋数目减少 (2)按图乙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体在相同条件下体积的关系是 ________。 ①用铝箔包住钠 ②用铜箔包住钠 a．二者收集气体一样多 B．①收集到的气体体积较大 c．②收集到的气体体积较大 答案： (1)abd (2)b 速记卡片 (1)钠的着火点大于其熔点。 (2)将钠投至上层为煤油、下层为水的容器中，钠落至界面处后将慢慢升起，然后再落至界面处，反复重复上述现象，至钠球消失。 考点二 氧化钠和过氧化钠 名称 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2) 色态 白色固体 淡黄色固体 碱性氧化物 是 否 电子式 Na＋[ ]2－Na＋ Na＋[ ]2－Na＋ 氧的化合价 －2 －1 与H2O反应 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 与CO2反应 Na2O＋CO2===Na2CO3 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 与HCl的反应 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑ 用途 供氧剂、漂白剂 1．(RJ必修1·P63,4改编)下列各组物质混合后，不能生成NaOH的是( ) A．Na和H2O B．Na2O和H2O C．Na2O2和H2O D．Ca(OH)2溶液和NaCl溶液 答案： D 2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)Na2O2与Na2O中均只存在离子键( ) (2)Na2O2与Na2O晶体中阳离子与阴离子的个数比均为2∶1( ) (3)Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物的原因是2Na2O2＋ 2CO2===2Na2CO3＋O2( ) (4)在2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑反应中，H2O既不是氧化剂也不是还原剂( ) (5)Na2O2与H2O反应制备O2的离子方程式：Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑( ) (6)Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同( ) (7)Na2O2的电子式为Na Na( ) 答案： (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× 3．Na2O2为什么不属于碱性氧化物？ 答案： 因为Na2O2与酸反应除了生成盐和水外还有O2；另外Na2O2中氧元素为－1价，而碱性氧化物中氧元素均为－2价。 考向一 过氧化钠的强氧化性 1．比较下列四组反应，回答下列问题。 一组：①Na2O2＋CO2 ②Na2O2＋SO2 二组：③Na2O2＋FeCl3(溶液) ④Na2O2＋FeCl2(溶液) 三组：⑤SO2通入品红溶液中，加热 ⑥Na2O2加入到品红溶液中，加热 四组：⑦NaOH溶液滴入紫色石蕊溶液中 ⑧Na2O2固体加入到紫色石蕊溶液中 问题：(1)写出①、②两反应的化学方程式。 (2)判断③、④反应中可能发生的现象，为什么？ (3)判断⑤、⑥反应中可能发生的现象，为什么？ (4)判断⑦、⑧反应中可能发生的现象，为什么？ 答案： (1)①2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 ②Na2O2＋SO2===Na2SO4 (2)③、④反应均会有红褐色沉淀生成并有气体放出，④中气体明显少于③中气体。原因是③中Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有NaOH和O2产生，FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3，Fe(OH)3是不溶性的红褐色沉淀；④中Fe2＋具有强还原性，易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3。 (3)⑤溶液红色退去，加热后又恢复红色；⑥溶液红色退去，加热后不能恢复红色。原因是SO2的漂白性不稳定，Na2O2的漂白性是因其具有强氧化性。 (4)⑦溶液变蓝，⑧溶液先变蓝后褪色。原因是Na2O2与H2O反应生成NaOH，呈碱性，同时Na2O2又有漂白性。 速记卡片 过氧化钠的强氧化性 (1)从化合价的角度分析 Na2O2既有氧化性又有还原性，但主要表现为氧化性。 (2)强氧化性的具体表现 [拓展] 下列反应与Na2O2＋SO2===Na2SO4相比较，Na2O2的作用相同的是________。 ①2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 ②2Na2O2＋2SO3===2Na2SO4＋O2 ③Na2O2＋H2SO4===Na2SO4＋H2O2 ④3Na2O2＋Cr2O3===2Na2CrO4＋Na2O 答案： ④ 考向二 Na2O2与CO2、H2O反应的计算 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 2Na2O2＋2H2O(g)===4NaOH＋O2 (1)反应顺序规律 Na2O2与水蒸气、CO2混合气体反应时，Na2O2应视为首先与CO2反应生成Na2CO3，CO2反应完后，剩余的Na2O2再与水蒸气反应生成NaOH。 (2)固体增重规律(以1 mol Na2O2为例) Na2O2Na2CO3(Na2O2·CO) 固体质量增加28 g Na2O22NaOH(Na2O2·H2) 固体质量增加2 g 2．取a g某物质在O2中完全燃烧，将生成物与足量Na2O2固体完全反应，反应后，固体质量恰好也增加了a g，下列物质不能满足上述结果的是( ) A．H2 B．CO C．C6H12O6 D．C12H22O11 解析： 2CO＋O22CO2① 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2② ①＋②得：Na2O2＋CO===Na2CO3(虚拟的反应) 即：CO可被Na2O2完全吸收 2H2＋O22H2O③ 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑④ ③＋④得：Na2O2＋H2===2NaOH(虚拟的反应) C项可变形为(CO)6(H2)6；D项变形为C·(CO)11(H2)11，因而反应后质量增加大于a g。 答案： D 速记卡片 考点三 碳酸钠与碳酸氢钠 1．物理性质 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 化学式 Na2CO3 NaHCO3 俗名 纯碱或苏打 小苏打 颜色、状态 白色粉末 细小白色晶体 水溶性 易溶于水 水中易溶，但比Na2CO3的溶解度小 2.化学性质 3．相互转化 Na2CO3NaHCO3 4．主要用途 (1)碳酸钠：用于造纸、制造玻璃、制肥皂、洗涤等。 (2)碳酸氢钠：用于发酵、医药、灭火剂等。 (1)Na2CO3和盐酸可以用互滴法鉴别，但NaHCO3和盐酸不可以用互滴法鉴别。 (2)不能用Ca(OH)2或Ba(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3，因为都能产生白色沉淀。 1．(LK必修1·P72,6改编)下列说法正确的是( ) A．NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强 B．等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，前者产生的CO2多 C．足量的Na2CO3和NaHCO3分别与等物质的量的盐酸反应，两者产生的CO2一样多 D．等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应，前者消耗的盐酸多 答案： D 2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)向Na2CO3溶液中逐滴加入含等物质的量的HCl溶液，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2( ) (2)用热碱水清除炊具上残留的油污，没有发生化学反应( ) (3)确定NaCl溶液中是否混有Na2CO3的方法是取少量溶液滴加CaCl2溶液，观察是否出现白色浑浊( ) (4)向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3晶体析出( ) (5)向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，该溶液一定是碳酸盐溶液( ) (6)用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液( ) (7)除去CO2气体中的HCl气体，可将混合气体通过饱和NaHCO3溶液( ) (8)向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成( ) 答案： (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)√ (8)× 3．(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸至过量，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系如图所示。 请模仿(1)，按要求画出下列过程对应的图象。 (2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸至过量，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系图象。 (3)向等物质的量的Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸至过量，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系图象。 (4)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸至过量，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系图象。 答案： 考向一 Na2CO3与NaHCO3的区别 1．有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是( ) 方案 操作 判断 A 分别加入澄清石灰水 产生沉淀的为Na2CO3 B 分别加入等浓度的稀盐酸 反应较剧烈的为Na2CO3 C 分别加入CaCl2溶液 产生沉淀的为Na2CO3 D 逐渐加入等浓度的盐酸 立即产生气泡的为Na2CO3 解析： Na2CO3溶液与CaCl2溶液反应产生白色沉淀而NaHCO3溶液与CaCl2溶液不反应，C正确。 答案： C 2．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，如图所示。 (1)只根据图Ⅰ所示实验，不能够达到实验目的的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)图Ⅱ、Ⅲ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 (3)若用实验Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，则试管B中装入的固体最好是(填化学式)________________________________________________________________________。 解析： (1)NaHCO3、Na2CO3都与盐酸反应放出CO2，不能达到目的。 (2)Ⅱ、Ⅲ都是利用NaHCO3的不稳定性进行鉴别。 (3)试管B中装入碳酸氢钠，试管A中装入碳酸钠，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。 答案： (1)无论是Na2CO3还是NaHCO3均可以与盐酸反应产生CO2，两者的反应现象相同，故达不到鉴别目的 (2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O (3)NaHCO3 速记卡片 4种方法突破Na2CO3、NaHCO3的鉴别 考向二 用数形结合思想分析可溶性碳酸盐与盐酸反应图象 3. (2016·山东潍坊期末)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列判断正确的是( ) A．在0～a范围内，只发生中和反应 B．ab斜段发生反应的离子方程式为CO＋2H＋===H2O＋CO2↑ C．a＝0.3 D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2 解析： 向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸，发生的反应依次为：OH－＋H＋===H2O，CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，据此可以解答。在0～a范围内，发生的反应应该是OH－＋H＋===H2O，CO＋H＋===HCO，不只发生中和反应，A错误；ab段发生反应的离子方程式为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，B错误；从图象知生成CO2 0.01 mol，根据方程式HCO＋H＋===CO2↑＋H2O可知消耗盐酸的物质的量为0.01 mol，故a＝0.3，C正 确；根据方程式和图象可知Na2CO3的物质的量是0.01 mol，共计消耗盐酸0.02 mol，所以与氢氧化钠反应的盐酸是0.04 mol－0.02 mol＝0.02 mol，则氢氧化钠的物质的量为0.02 mol，因此原混合液中，NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1，D错误。 答案： C 4．将一定体积的CO2通入一定浓度的NaOH溶液中，为了测定所得溶液的成分，向该溶液中逐滴加入1 mol·L－1的盐酸。所加盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)的关系如图所示。 (1)加入35 mL盐酸时，产生的CO2的体积(标准状况)为________mL。 (2)溶液中所含溶质及其物质的量为________。 解析： (1)由图象所示消耗盐酸的体积与产生CO2的体积可知，该溶液的溶质是NaOH和Na2CO3。OA段H＋先与OH－反应生成H2O，待OH－消耗完，H＋再与CO反应生成HCO。AB段发生反应H＋＋HCO===CO2↑＋H2O，加入35 mL盐酸时，产生的n(CO2)＝n(H＋)＝(35－25) mL×10－3 L·mL－1×1 mol·L－1＝0.01 mol，则V(CO2)＝22.4 L·mol－1×0.01 mol＝0.224 L＝224 mL。(2)由H＋＋CO===HCO及H＋＋HCO===CO2↑＋H2O可知，n(CO)＝(45－25) mL×10－3 L·mL－1×1 mol·L－1＝0.02 mol，故OA段与H＋反应的OH－为25 mL×10－3 L·mL－1×1 mol·L－1－0.02 mol＝0.005 mol，即溶液中含NaOH 0.005 mol、Na2CO3 0.02 mol。 答案： (1)224 (2)NaOH 0.005 mol、Na2CO3 0.02 mol [北京高考题]由短周期元素组成的中学常见的含钠元素的物质A、B、C、D，存在如图转化关系(部分生成物和反应条件已略去)。 [高考还可以这样考] (1)若A为金属钠，则E为 ________，A与水反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________。 (2)若A为过氧化钠，则E为 ________，A与CO2反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________， A与水反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________。 (3)过氧化钠是碱性氧化物吗？过氧化钠的电子式为______，过氧化钠中阴、阳离子个数比是________。 (4)A不论是Na还是Na2O2，依据转化关系判断物质C是________，物质D是________。 (5)向B(NaOH)溶液中通入CO2，CO2的量不同时，所得的产物相同吗？试分别写出其与少量CO2和足量CO2反应时的离子方程式： ________________________________________________________________________。 (6)如何通过实验的方法鉴别同浓度的C、D溶液？ ________________________________________________________________________。 答案： (1)H2 2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ (2)O2 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑ (3)不是 Na＋[O·· O·· ]2－Na＋ 1∶2 (4)Na2CO3 NaHCO3 (5)不相同 足量CO2时：OH－＋CO2===HCO 少量CO2时：2OH－＋CO2===CO＋H2O (6)方法一：分别滴加BaCl2(或CaCl2)溶液，有白色沉淀生成的是Na2CO3溶液，无沉淀生成者为NaHCO3溶液。 方法二：分别测量同浓度Na2CO3和NaHCO3溶液的pH，pH大者为Na2CO3溶液，pH小者为NaHCO3溶液。 方法三：分别向同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中逐滴加入同浓度的稀盐酸，开始即产生气泡的为NaHCO3溶液，开始无气泡，过一段时间再产生气泡的为Na2CO3溶液。 [课堂随笔] 课时作业(十) 钠及其化合物 1．钠及其化合物的下列用途与化学性质有关的是 ( ) A．制焰火 B．作原子反应堆的导热剂 C．冶炼金属钛 D．应用于电光源 答案： C 2. 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。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： 反应中CuSO4被还原为Cu，无水CuSO4表现的是氧化性。 答案： C 3．下列关于氧化钠和过氧化钠的叙述中，正确的是( ) A．都属于碱性氧化物 B．都能与水发生化合反应 C．水溶液的成分相同 D．与二氧化碳反应生成不同的盐 解析： Na2O2不属于碱性氧化物；Na2O2与H2O发生的反应不属于化合反应；Na2O、Na2O2与CO2反应均生成Na2CO3这一种盐。 答案： C 4．如图所示装置，试管中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒，U形管中盛有浅红色的水，将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中，将发生的现象是( ) A．U形管内浅红色的水褪色 B．试管内溶液变红 C．气球a被吹大 D．U形管内水位：d查看更多