专题5 钠及其化合物.docx
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专题5钠及其化合物
钠及其化合物
一.金属的通性
1.位置:
金属元素位于周期表的左下角,最外层电子数大部分少于4个。
2.物理通性:
大部分有延展性、金属光泽,都有导热导电性等。
3.化学性质:
易失电子,被氧化,金属表现还原性。
4.钠、铝、铁、铜单质的重要性质
钠
铝
铁
铜
与非金属单质
O2
4Na+O2=2Na2O
O2+2Na
Na2O2
4Al+3O2
2Al2O3
3Fe+2O2
Fe3O4
2Cu+O2
2CuO
Cl2
2Na+Cl2
2NaCl
2Al+3Cl2
2AlCl3
2Fe+3Cl2
2FeCl3
Cu+Cl2
CuCl2
S
2Na+S
Na2S
2Al+3S
Al2S3
Fe+S
FeS
2Cu+S
Cu2S
H2O
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
2Al+6H2O
2Al(OH)3+3H2↑
3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2
不反应
HCl溶液
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
不反应
NaOH溶液
与水反应
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
不反应
不反应
CuSO4溶液
2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑
较复杂
较复杂
不反应
制备
2NaCl
2Na+Cl2↑
2Al2O3
4Al+3O2↑
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
CuO+CO
Cu+CO2
2.钠及其化合物
1.钠
(1)钠的物理性质
状态
颜色
硬度
密度
熔点
导电、导热性
固体
银白色
较小(比水大)
较小(比水小)
较低(用酒精灯加热,很快熔化)
是电和热的良导体
(2)钠的保存
通常钠保存在煤油中
原因:
①钠极易与空气中的O2、水蒸气反应;
②钠不与煤油反应;
③钠的密度比煤油大,沉于底部。
注意:
钠保存在煤油中,而不能保存在汽油、CCl4中,因汽油易挥发,CCl4的密度比钠
的密度大,起不到隔离O2和H2O的作用。
附:
特殊化学试剂的保存
·密封存放的是易吸水、易潮解和易被氧化的物质,如浓H2SO4、NaOH、CaC2、苯酚等
·用棕色瓶保存的是易分解的物质:
如HNO3、AgNO3、氨水、氯水等
·少量可以用煤油封存的是:
金属K、Na(Li的密度比煤油小,应用石蜡封存)
·可以用水保存的是:
白磷和液溴
·不能用磨口玻璃塞而必须用橡皮塞保存的试剂是水溶液显碱性的物质
·氢氟酸不能保存在玻璃瓶中
(3)钠的化学性质
①钠与非金属单质的反应
A:
与氧气:
4Na+O2=2Na2O(变暗);O2+2Na
Na2O2(燃烧生成淡黄色固体)
B:
与氯气:
2Na+Cl2
2NaCl;
C:
与S:
2Na+S
Na2S
②钠与水的反应(水中先滴入酚酞)
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
现象概述
现象描述
原因
浮
浮在水面
钠的密度比水小
游
四处游动
钠与水反应产生气体
熔
融化成银白色小球
钠的熔点较低,且该反应放出大量热
响
发出咝咝的响声
钠与水反应剧烈
红
溶液由无色变为红色
生成了碱性物质
③钠与酸的反应:
2Na+2H+=2Na++H2↑
④钠与盐溶液的反应:
2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑;
6Na+6H2O+2FeCl3=6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑
⑤Na可与某些有机物反应:
2CH3COOH+2Na→2CH3COONa+H2↑;
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑;
2C6H5OH+2Na→2C6H5ONa+H2↑;
⑷钠的用途:
①冶炼金属:
TiCl4+4Na
Ti+4NaCl;②钠钾合金,作原子反应堆的导热剂;③在电光源上,用钠制高压钠灯。
2.钠的重要化合物
(1)Na2O、Na2O2和NaOH
名称和化学式
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
氢氧化钠、烧碱、火碱、苛性钠(NaOH)
颜色和状态
白色固体
淡黄色固体
无色固体
类别
碱性氧化物
离子化合物
过氧化物
离子化合物
碱
离子化合物
电子式
Na+[
]Na+
Na+[
]2-Na+
Na+[
]-
氧元素化合价
-2
-1
-2
化学键
离子键
离子键
非极性键
离子键
极性键
稳定性
不稳定
比Na2O稳定
稳定
与水反应
Na2O+H2O=2NaOH
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
不反应
与酸反应
Na2O+2HCl=2NaCl
+H2O
2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2↑+2H2O
NaOH+HCl=NaCl+H2O
与酸酐反应
Na2O+CO2=Na2CO3
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
NaOH+CO2=NaHCO3
与盐溶液反应
Na2O+2NaHSO4=2Na2SO4+H2O
Na2O+H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
2Na2O2+4NaHSO4=4Na2SO4+O2↑+2H2O
2Na2O2+H2O+CuSO4=
Cu(OH)2↓+2Na2SO4+O2
NaOH+NaHSO4=Na2SO4+H2O
2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
用途
制氢氧化钠
漂白剂、供氧剂、
氧化剂
化工原料、制纸浆、肥皂、实验室做实验时尾气吸收(SO2、Cl2)
·Na2O2的氧化性
Na2O2+SO2=Na2SO4
和FeCl3aq反应,先和水反应,生成的NaOH再和FeCl3反应生成Fe(OH)2沉淀,沉淀再和O2反应
Na2O2+H2O=NaOH+O2↑
2NaOH+FeCl2=Fe(OH)2↓+2NaCl
4Na2O2+6H2O+4FeCl2=8NaCl+4Fe(OH)3↓+O2↑
投入H2Saq中,将H2S氧化后才能单质S,使溶液变浑浊
·Na2O2漂白性:
使有色物质氧化成无色物质,即永久性漂白
向滴有酚酞的水溶液中加入Na2O2至过量
现象:
产生无色无味气体,溶液先变红后褪色
向盛水的烧杯中加入Na2O2,全部溶解,再滴加酚酞
现象:
产生无色无味气体,溶液变红且溶液不褪色
能使品红溶液褪色,且加热后不回复原色
⑵Na2CO3和NaHCO3
名称和化学式
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
俗名
纯碱、苏打
小苏打
颜色和状态
白色晶体
白色粉末
水中溶解性
易溶
易溶(比Na2CO3溶解度小)
热稳定性
稳定
不稳定:
2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O
与酸反应
CO32-+H+=HCO3-
HCO3-+H+=H2O+CO2↑
HCO3-+H+=CO2↑+H2O
与某些碱反应
Ba(OH)2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH
NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O
2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
与某些盐反应
BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl
NaHCO3+NaHSO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
与CO2反应
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
不反应
相互转化
Na2CO3
NaHCO3
制法
NaOH+CO2=NaHCO3
2NaHCO3
2Na2CO3+H2O+CO2↑
NaOH+CO2=NaHCO3
鉴别
加酸产生CO2
加热难分解
加酸产生CO2较Na2CO3快
加热分解出CO2
用途
制玻璃、肥皂、造纸、纺织
发酵粉、治胃酸过多
名师支招:
①Na2CO3与HCl互滴情况(参照化学方程式总结)
②NaOH与CO2反应(参照化学方程式总结)
③除去NaHCO3溶液中的Na2CO3:
在溶液中通入足量的CO2
④除去Na2CO3中的NaHCO3:
固体加热,可将产生的气体通入澄清石灰水检验产生的气体
⑤除去CO2气体中混有HCl或SO2气体:
通入饱和NaHCO3溶液中,洗气
⑥侯氏制碱法:
向饱和食盐水中先通入足量NH3,再通足量CO2,(原因是NH3的溶解度大于CO2)会产生NaHCO3晶体,过滤后,加热固体,得到Na2CO3副产物NH4Cl做化肥
NH3+CO2+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓
2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O
⑦Na2O2与NaHCO3混合加热最后产物成分确定时,必须考虑Na2O2先与CO2反应
⑧碳酸盐稳定性:
正盐>酸式盐>碳酸
⑨钠在露置于空气中的变化过程:
Na→Na2O→NaOH→NaOH(aq)→Na2CO3·10H2O→Na2CO3
银白色→变暗→白色固体→溶液→白色块状→白色粉末
⑶钠及其化合物间的相互转化
3.焰色反应
(1)定义:
许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
Na及Na的化合物火焰颜色为黄色
K及K的化合物火焰颜色为紫色或浅紫色(观察K的焰色必须透过蓝色钴玻璃)
铂丝的使用:
如:
某溶液中肯能既有K+又有Na+
·若使用两根铂丝:
取两支洁净的铂丝,分别蘸取待测液在酒精灯外焰上灼烧,观察火焰颜色,若火焰颜色呈黄色,则溶液中含有Na+,若透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色,则溶液中含有K+
·若使用一根铂丝:
取一支洁净的铂丝,蘸取待测液在酒精灯外焰上灼烧,观察火焰颜色,若火焰颜色呈黄色,则溶液中含有Na+,将铂丝放在盐酸中蘸洗,然后放在酒精灯火焰上灼烧,反复操作,致酒精灯火焰颜色无色为止,再蘸取待测液,在酒精灯外焰上灼烧,观察颜色,若透过蓝色钴玻璃,观察到火焰颜色呈紫色,则溶液中含有K+
名师提醒:
当颜色反应的火焰是黄色时,说明有钠元素,但是不能说明溶液中只含有钠元素,也可能含有钾元素。
钠及其重要化合物
(时间:
45分钟 分值:
100分)
一、选择题(每小题5分,共60分)
1.[2012·福建理综,11]下列物质与水作用形成的溶液能与NH4Cl反应生成NH3的是( )
A.二氧化氮 B.钠
C.硫酸镁 D.二氧化硅
2.[2013·福建厦门杏南中学月考]下列关于钠的叙述正确的是( )
A.将4.6g金属钠放入95.4g蒸馏水中,可得到溶质质量分数为8%的溶液
B.根据反应Na+KCl
NaCl+K↑,知Na的金属性强于K
C.钠与钠离子都具有强的还原性
D.钠跟酒精溶液反应比水缓慢,所以销毁残余的钠可用酒精溶液处理
3.下列操作与预期目的或结论一致的是( )
A.[2010·江苏卷]某钾盐溶于盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体说明该钾盐是K2CO3
B.[2011·重庆卷]Na、Zn分别与不足量的稀H2SO4反应,所得溶液均呈中性
C.[原创]等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的盐酸反应,前者消耗的盐酸比后者多
D.[高考改编]在NaHCO3和Na2CO3的混合溶液中加入澄清石灰水可除去混合溶液中的Na2CO3
4.[2013·新余模拟]将4.34gNa、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应,在标准状况下得到672mL混合气体,将混合气体点燃后恰好完全反应,则Na、Na2O、Na2O2的物质的量之比为( )
A.4∶3∶2 B.1∶2∶1
C.1∶1∶2 D.1∶1∶1
5.[2013·江苏盐城摸底]下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断正确的是( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
金属钠可露置在空气中
钠在空气中表面易生成一层致密的氧化膜Na2O
Ⅰ对,Ⅱ对,有
B
Na2O2能与水或CO2反应放出O2
Na2O2可用于潜水的供氧剂
Ⅰ对,Ⅱ对,无
C
NaHCO3能与酸反应
NaHCO3可用于治疗胃酸过多
Ⅰ对,Ⅱ对,有
D
纯碱可作为造纸的原料
热的纯碱溶液去污能力更强
Ⅰ错,Ⅱ对,无
6.[2013·湖北黄冈月考]ag下列物质在氧气中充分燃烧后的气体(1.01×105Pa,120℃),通过足量的过氧化钠充分反应后,过氧化钠增重bg,符合b>a的选项有( )
A.HCHO B.CH3COOCH2CH3
C.HOOCCOOH D.HCOOH
7.[2013·重点中学冲刺卷]加热一定量的碳酸氢钠固体至200℃,产生的气体被足量的过氧化钠粉末完全吸收得到固体M,取一定量固体M与VmLcmol/L的盐酸恰好完全反应得到pH=7的溶液和混合气体X,则产生混合气体X的物质的量为(不考虑溶液中溶解的气体)( )
A.
mol
B.
mol
C.
mol mol 8.[2013·江苏口岸中学考试]下列各组物质混合后,最终有氢氧化钠生成的选项是( ) ①Na与足量CuSO4溶液 ②Ca(OH)2溶液与Na2CO3溶液 ③Ca(OH)2溶液与足量NaCl溶液 ④Na2O2与足量FeCl2溶液 ⑤Na与足量Na2SO4溶液 ⑥Na2O2与足量NH4Cl溶液 ⑦Na2O与足量NaHCO3溶液 ⑧Na与足量Na2CO3溶液 A.①③⑧ B.②⑤⑧ C.④⑤⑥ D.③⑥⑦ 9.如图所示,两圆圈相交的部分表示圆圈内的物质相互发生的反应。 已知钠及其氧化物的物质的量均为0.1mol,水的质量为100g。 下列说法正确的是( ) A.反应③最多能产生0.05molO2 B.反应①的离子方程式为Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑ C.Na2O2中阴阳离子数目之比为1∶1 D.①、②、③充分反应后所得溶液中溶质的质量分数从大到小: ①>②>③ 10.[2013·河北邢台一中月考]下列实验装置不能达到实验目的的是( ) 11.[2010·上海卷]将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol·L-1的盐酸。 下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( ) 12.[2013·难点集训]由短周期元素组成的中学常见无机物A、B、C、D、E、X存在如图所示转化关系(部分生成物和反应条件略去),下列推断不正确的是( ) A.若X是Na2CO3,C为温室气体,则A一定是氯气,且D和E不反应 B.若A是单质,B和D的反应是OH-+HCO ===CO +H2O,则E一定能还原Fe2O3 C.若D为CO,C能和E反应,则A可以为Na2O2,其电子式是Na+[ ]2-Na+ D.若D为白色沉淀,与A的摩尔质量相等,则X可以是铝盐 二、非选择题(共40分) 13.(12分)[2013·福建福州高三]有A、B两种常见化合物,其焰色反应均呈黄色,C是一种单质气体,相互转化关系如图所示(其他物质均已略去)。 回答下列问题: (1)画出A的电子式________________________________________________。 (2)①B加热产生D的化学方程式___________________________________________。 ②B加稀硫酸产生D的离子方程式______________________________________。 (3)请用化学方程式表示A在潜水艇中的一种重要用途 ________________________________________________________________________。 (4)A、B在密闭装置中加热,充分反应后,若只得到一种固体化合物E。 ①E的化学式为________。 ②若只加入0.5amol某一纯净物可将只含amolB的溶液转变成只含amolE的溶液,则该纯净物化学式为________或________。 14.(13分)[2013·河北盐山中学高三模拟]向300mLKOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体,充分反应后,在减压低温下蒸发溶液,得到白色固体。 请回答下列问题: (1)由于CO2通入量不同,所得到的白色固体的组成也不同,试推断有几种可能的组成,并分别列出______________、______________、______________、______________。 (可不填满,亦可补充) (2)若通入CO2气体为2.24L(标准状况下),得到11.9g的白色固体。 请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的,其质量各为多少? 所用的KOH溶液的物质的量浓度为多少? 15.(15分)[2011·山东卷,29]科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。 (1)实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠,化学反应方程式为________________________。 要清洗附着在试管壁上的硫,可用的试剂是________。 (2)右图为钠硫高能电池的结构示意图。 该电池的工作温度为320℃左右,电池反应为2Na+xS===Na2Sx,正极的电极反应式为________________________。 M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是__________________________。 与铅蓄电池相比,当消耗相同质量的负极活性物质时,钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的________倍。 (3)Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________________________,向该溶液中加入少量固体CuSO4,溶液pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。 Na2S溶液长期放置有硫析出,原因为____________________________________________(用离子方程式表示)。
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- 专题5 钠及其化合物 专题 及其 化合物