第五讲钠及其重要化合物教师doc文档格式.docx
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2Na+Cl2↑
(2)钠的存放:
实验室中通常把少量钠保存在中,目的是防止Na与空气中的和发生反应。
大量的金属钠则存在铁筒中用石蜡密封。
5.钠的用途
(1)钠和钾的合金在常温下呈液态,用于原子反应堆的导热剂。
(2)作来制取稀有金属,工业上用它还原金属钛、锆、铌等。
反应如:
4Na+TiCl4(熔融)=Ti+4NaCl。
(3)制作高压钠灯。
【例题热点】:
高考中出现的是对钠的化学性质的直接考查
因此这节课的重点就是钠的化学性质的复习上。
所以这节课后段的时间也是主要的时间放在钠的化学性质的复习上。
【例1】 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.用钠与空气反应制纯净的Na2O2,空气必须经碱石灰处理后,才能与钠反应
C.钠与钠离子都具有强的还原性D.钠跟酒精反应比水缓慢,所以消毁残余的钠可用酒精处理
[解析] 4.6g钠与95.4g水反应,生成8gNaOH和0.2g氢气,即反应后溶液的质量是95.4g+4.6g-0.2g=99.8g,溶液的质量分数大于8%,故A不正确。
用Na与空气制Na2O2,空气中的CO2和水可与生成的Na2O2反应生成Na2CO3和NaOH,所以空气必须经碱石灰处理,故B正确。
钠原子最外层有一个电子,容易失去电子形成钠离子,表现强的还原性,而钠离子具有稳定的电子层结构,不具有还原性,只具有弱的氧化性,故C不正确。
钠与水发生剧烈反应,产生氢气并放出大量的热,会发生爆炸。
钠与酒精反应缓慢,不会引起燃烧,所以残余的钠可用酒精处理,故D正确。
[答案] BD
[点评]
(1)物质与一定量水或水溶液反应,若有沉淀或气体生成,反应后溶液的质量小于反应物的质量之和。
(2)物质与空气反应,要考虑空气中的成分对反应的影响。
(3)物质的氧化性、还原性决定于物质的结构。
(4)金属钠与水反应,放出氢气,速率大,放出大量的热,会引起燃烧。
所以,既要考虑物质的性质,又要和实际联系在一起,注意多种因素的结合。
变式1 有关钠的叙述正确的是( )
A.2.3g钠与97.7g水反应后溶液中溶质的质量分数大于4%
B.钠跟CuSO4溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑,这是因为析出了金属铜
C.钠在化学反应中常常失去电子被氧化,作氧化剂,故Na+具有强氧化性
D.钠、钾是低熔点的轻金属,所以钠、钾合金在常温时柔软似蜡
变式2.钾钠合金(含50%~80%钾)可用作原子反应堆的导热剂,以下所述该合金的事实跟此项应用无关的是( )
A.熔点260.7K B.具有很高的比热C.可作冷却剂D.能跟水剧烈反应
解析:
此项应用为作导热剂,能作导热剂的条件应该为液态,有很高的比热等,故A、B、C项与此有关;
D项与此无关。
答案:
D
变式3.取一块金属钠放在燃烧匙里加热,观察到下列实验现象:
①金属先熔化;
②在空气中燃烧,产生黄色火花;
③燃烧后得到白色固体;
④燃烧时火焰为黄色;
⑤燃烧后生成淡黄色固体物质。
描述正确的是( )
A.①②B.①②③
C.①④D.①④⑤
钠的熔点只有97.81℃,受热时立即熔化。
钠是一种很活泼的金属,受热时与氧气化合生成过氧化钠,呈淡黄色。
在焰色反应中,钠的火焰为黄色。
目标检测:
1.钾钠合金(含50%~80%钾)可用作原子反应堆的导热剂,以下所述该合金的事实跟此项应用无关的是( )
A.熔点260.7K B.具有很高的比热
C.可作冷却剂D.能跟水剧烈反应
2.取一块金属钠放在燃烧匙里加热,观察到下列实验现象:
3.某溶液中含有HCO
、SO
、AlO
、CO
四种离子,若向其中加入Na2O2后,溶液中离子浓度基本保持不变的是( )
A.HCO
B.SO
C.AlO
D.CO
Na2O2投入盐溶液中首先考虑与水反应,生成大量NaOH,则OH-增多,而HCO
与OH-能反应生成CO
和H2O,因此HCO
减少,CO
增多,注意SO
被Na2O2氧化为SO
而减少。
C
4.下列说法正确的是( )
A.在碱金属元素中,所有碱金属的氧化物均属于碱性氧化物
B.由于碱金属形成的均为强碱,所以碱金属形成的盐均不会水解
C.金属锂不能保存于煤油中,金属钾可以保存于煤油中
D.任何试剂在使用时,剩余的部分均不允许放回原试剂瓶,以免造成试剂污染
过氧化物(如Na2O2)不属于碱性氧化物;
碱金属形成的弱酸盐(如Na2CO3)可以水解;
碱金属取用时,用小刀切下所需部分,剩余的要放回原试剂瓶。
教学小结:
这节课是对钠五个方面的回顾,来得出钠所有的性质。
重点放在钠的化学性质上特别是钠与水钠与氧气的反应上。
希望能通过钠的学习得出其它金属的学习方法。
二、钠的重要化合物
1.氧化钠和过氧化钠的比较
比较内容
Na2O
Na2O2
颜色、状态
白色固体
淡黄色固体
氧的化合价
—2价
—1价(过氧离子O22—)
电子式
21世纪教育网
稳定性
较不稳定
较稳定
生成条件
通过钠的常温氧化生成
通过钠的燃烧生成
物质类别
碱性氧化物
过氧化物(不是碱性氧化物)
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↑
用途
用于少量Na2O2制取
强氧化剂、漂白剂、供氧剂
保存
密封保存
2.氢氧化钠
NaOH的俗称__________________,溶于水_________热(“放”“吸”),常见的溶于水放热的物质还有___________________________________________.;
盛NaOH溶液的瓶子用_________塞,原因是(结合方程式及必要的文字叙述回答)_________________________________
___________________________________
练习2:
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,将该混合气体通过放电,恰好完全反应,则它们的物质的量之比为(D)
A.1:
1:
1B.1:
2C.1:
2:
1D.4:
3:
2
【合作探究、讨论展示】1、C2、D3、B4、C
1、将钠、镁、铝各0.3mol分别放入100ml1mol/L的盐酸中,同温同压下产生的气体体积比是()
3B.6:
2C.3:
1D.1:
1
2、取ag某物质在氧气中完全燃烧,将其产物跟足量的过氧化钠完全反应,反应后固体的质量恰好也增加了ag,下列物质中不能满足上述结果的是()
A.H2B.COC.C6H12O6D.C12H22O11
3、在甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠;
然后各放入100ml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的顺序是()
A.甲<
乙<
丙<
丁B.丁<
甲<
乙=丙
C.甲=丁<
乙=丙D.丁<
丙
4、在一定温度下,向饱和的烧碱溶液中放入一定量的过氧化钠,充分反应后恢复到原来的温度,下列说法正确的是()
A.溶液中Na+浓度增大,有O2放出B.溶液PH不变,有H2放出
C.溶液中Na+数目减少,有O2放出D.溶液PH增大,有O2放出
5、某课外活动小组学生模拟呼吸面具中的原理(过氧化钠与潮湿的二氧化碳反应),设计用下图所示的仪器来制取并测量氧气的体积。
图中量气装置E是由甲、乙两根玻璃管组成,它们用橡皮管连通,并装入适量的水。
甲管有刻度(0~50ml),供量气用;
乙管可上下移动,以调节液面高低。
实验室可供选用的药品还有:
稀硫酸、盐酸、过氧化钠、碳酸钠、大理石、水。
试回答:
(1)图中装置的连接顺序是(填各接口的编号,其中连接胶管及夹持装置均省略):
__________
(2)装置C中发生反应的离子方程式
(3)装置A的作用是___________________________
装置B的作用是_______________
(4)为了能较准确的测量氧气的体积,除了必须检查整个装置的的气密性之外,在反应前后甲管中液面的读数求其差值的过程中,应注意________和_________(填写字母编号)。
a.视线与凹液面最低处相平。
b.等待片刻,待乙管中液面不再上升时,立刻读数。
c.读数时应上下移动乙管,使甲、乙两管液面相平。
d.读数时不一定使甲、乙两管液面相
5、
(1)⑤③④⑥⑦②①⑧
(2)CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
(3)除去混在氧气中CO2气体除去混在CO2中的HCl气体(4)ac
3.常见的钠盐(Na2CO3和NaHCO3)
碳酸钠
碳酸氢钠
俗名
苏打、纯碱
小苏打
水溶性
易溶于水,溶液呈碱性
溶解度较碳酸钠小,溶液呈碱性
慢Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3
Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑
+H2O[21世纪教育网]
快NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
与NaOH反应
不反应
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
与Ca(OH)2反
应21世纪教育网
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
足量:
HCO3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
不足:
2HCO3-+Ca2++2OH—=CaCO3↓+2H2O+CO32-
与BaCl2反应
Na2CO3+BaCl2==BaCO3↓+2NaCl
无明显现象
相互
转化
重要的化工原料,用于玻璃、造纸、纺织、洗涤剂等的生产
食品工业,泡沫灭火剂等
三、焰色反应
1.概念:
许多金属或它们的化合物在燃烧时火焰呈特殊的颜色,这在化学上叫做焰色反应,是一种物理变化,是元素的性质。
2.常见元素焰色:
钠是黄色;
钾是紫色(透过蓝色钴玻璃);
钙是砖红色。
【要点名师透析】
一、Na2O2的特性与计算
1.Na2O2与CO2、H2O的反应规律
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
根据以上两个反应,探究反应中存在的定量关系:
(1
)先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O发生反应。
(2)物质的量关系
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。
(3)气体体积关系
若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量等于原混合气体(或单一气体)体积的
,也等于生成氧气的量。
(4)固体质量关系
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”或H2O中的“H2”,可以看作发生相应的反应:
Na2O2+CO===Na2CO3、Na2O2+H2===2NaOH(实际上两反应均不能发生)。
【注】凡分子组成符合(CO)m·
(H2)n的物质,Wg该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后,固体增重必为Wg。
或是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,即可满足该条件。
2.Na2O2的强氧化性
由于Na2O2中氧元素是-1价,为中间价态,因而既可表现氧化性又可表现还原性。
又因为氧的稳定价态是-2价,因此Na2O2中的氧易得到电子从-1价降到-2价,从而表现强氧化性。
【典例1】在一定条件下,使CO和O2的混合气体26g充分反应,所得混合物在常温下跟足量的Na2O2固体反应,结果固体增重14g,则原混合气体中O2和CO的质量比可能是( )
A.9∶4B.1∶1
C.7∶6D.6∶7
【答案】D【解析】由反应2CO+O2
2CO2,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2可推得CO+Na2O2===Na2CO3,所以固体增加的质量为原来CO的质量。
则原混合气体中CO为14g,O2为12g,
=
。
1.(2011·
北京高考)25℃、101KPa下:
①2Na(s)+1/2O2(g)=Na2O(s)△H1=-414
kJ·
mol-1
②2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)△H2=-511kJ·
下列说法正确的是21世纪教育网
A.①和②产物的阴阳离子个数比不相等
B.①和②生成等物质的量的产物,转移电子数不同
C.常温下Na与足量O2反应生成Na2O,随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快
D.25℃、101kPa下,Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s)
=-317kJ/mol
【答案】选D。
【解析】解答本题时应注意Na2O、Na2O2的组成及盖斯定律在求解热化学方程式中的应用。
选项
具体分析
结论
A
Na2O的组成微粒为Na+和O2-,Na2O2的组成微粒为Na+和O22-,二者的阴阳离子个数比均为1:
错误
B
根据化合价变化可知物质与电子转移的关系,方程式①中2Na~Na2O
~2e-,方程式②中2Na~Na2O2~2e-,故生成等量的产物,转移的电子数相同
Na与O2的反应产物与温度相关,常温下生成Na2O,温度高时生成Na2O2
由盖斯定律可知,①×
2-②即可得所求热化学方程式,ΔH=2×
ΔH1-ΔH2=-414×
2-(-511)=-317KJ·
正确
1.(2010·
上海)将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol·
L-1稀盐酸。
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
【答案】C
【解析】此题考查了元素化合物、图像数据的处理知识。
向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时,首先和NaOH反应生成水和氯化钠,当滴入0.1L时,两者恰好反应完全;
继续滴加时,盐酸和Na2CO3开始反应,首先发生:
HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,不放出气体,当再加入0.1L时,此步反应进行完全;
继续滴加时,发生反应:
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;
此时开始放出气体,分析图像,可知选C。
易错警示:
解答此题的易错点是,不能准确理解向碳酸钠溶液中滴加盐酸的反应。
是分步进行的,首先发生的是HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl;
进行完全后,再发生:
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
3.(2010·
福建卷)下列各组物质中,满足下图物质一步转化关系的选项是
X
Y
Z
Na
NaOH
NaHCO3
Cu
CuSO4
Cu(OH)2
CO
CO2
Si
SiO2
H2SiO3
【答案】选C.
【解析】本题考察考生对常见元素及其化合物知识的掌握情况,可用代入法,即把各选项中的X,Y,Z带入又吐的圆圈中进行判断,C中CO2在一定条件下与单质钠反应可以生成金刚石和碳酸钠。
4.(2010·
安徽卷)将0.01mol下列物质分别加入100mL蒸馏水中,恢复至室温,所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)
①Na2O1②Na2O③Na2CO3④NaCl
A.①>
②>
③>
④B.①>
④>
③
C.①=②>
④D.①=②>
③=④
【答案】A
【解析】①②溶于水,溶质都是0.02moL,但前者有氧气生成,因此氢氧根浓度大,有①>
②;
③中碳酸根水解使得阴离子浓度稍大于④。
因此有A正确。
5.(2010·
上海卷)甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液,各加入10mL0.1mol·
L-1AlCl3溶液,两烧杯中都有沉淀生成。
下列判断正确的是
A.甲中沉淀一定比乙中的多B.甲中沉淀可能比乙中的多
C.甲中沉淀一定比乙中的少D.甲中和乙中的沉淀可能一样多
【答案】BD
【解析】此题考查了元素化合物知识。
根据氢氧化铝的性质,其能溶于氢氧化钠但不溶于氨水,故此加入时,两烧杯中生成的都是氢氧化铝沉淀;
相同体积相同pH的两溶液中的溶质氨水大于氢氧化钠,当两者均不足量时,生成的沉淀氨水多;
氨水过量,氢氧化钠不足量时,生成的沉淀氨水多;
氨水过量,氢氧化钠恰好时,生成的沉淀一样多;
氨水和氢氧化钠都过量时,生成的沉淀氨水多;
可知BD正确。
解法点拨:
此题解答时,选用的是讨论法,其多用在计算条件不足,据此求解时需要在分析推理的基础上通过某些假设条件,加以讨论才能正确解答;
故此在应用讨论法解题时,关键是先要分析条件与求解问题之间的联系,形成正确的解题方法。
6.(09·
全国卷Ⅰ·
11T)为了检验某含有
杂质的
样品的纯度,现将
克样品加热,其质量变为
g,,则该样品的纯度(质量分数)是()
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2ODm(减少)
2×
8410662
x(w1-w2)
解得x=
,将其带入下式可得:
w(Na2CO3)=(w1-x)/W1=
,
A项正确。
7.(09·
全国卷Ⅱ·
8T)下列叙述中正确的是()
A.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
B.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1:
2.
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同
D.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,有NaHCO3结晶析出
【答案】D
【解析】CaCO3与CO2反应生成Ca(HCO3)2,再加入NaHCO3是没有现象的,A项错;
向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,仅生成NaHCO3,无CO2气体放出,B项错;
等质量的NaHCO3和Na2CO3,其中NaHCO3的物质的量多,与足量HCl反应时,放出的CO2多,C项错;
D项,发生的反应为:
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3↓,由于NaHCO3的溶解性较小,故有结晶析出,正确。
8.(09·
天津·
2T)25℃时,浓度均为0.2mol/L的NaHCO3和Na2CO3溶液中,下列判断不正确的是()
A.均存在电离平衡和水解平衡
B.存在的粒子种类相同
C.c(OH-)前者大于后者
D.分别加入NaOH固体,恢复到原温度,c(CO33-)均增大
【解析】相同浓度时,Na2CO3的碱性强于NaHCO3,C项错。
【考点模拟演练】
一、选择题
1.下列说法正确的是()
A.发酵粉中主要含有氢氧化钠,能使焙制出的糕点疏松多孔
B.碳酸钠可用于治疗胃酸过多
C.碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多
D.硫酸氢钠属于盐类,其水溶液显中性
【答案】C
【解析】发酵粉中主要含有NaHCO3,A错;
碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多,B错,C对;
硫酸氢钠属于盐类,其水溶液显酸性,D错。
2.取ag某物质在氧气中完全燃烧,将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应,反应后固体的质量恰好也增加了ag。
下列物质中不能满足上述结果的是()
A.H2B.CO
C.C6H12O6D.C12H22O11
【答案】D
【解析】采用巧解法解题:
分析题意要满足题给条件。
必须是物质燃烧消耗氧气的量等于CO2和H2O与过氧化钠反应产生氧气的量。
[21世纪教育网
所以:
A、B满足上述结果;
C项可以改写为(CO)6·
(H2)6的形式,故C正确;
而D项C12H22O11可改写为(CO)11·
(H2)11·
C的形式,故D项不能满足上述结果。
3.向某NaOH溶液中通人CO2气体后得溶液M,因CO2通人量的不同,溶液M的组成也不同。
若向M中逐滴加人盐酸,产生的气体体积V(CO2)与加人盐酸的体积V(HCl)的关系有下列图示四种情况,且
(2)、(3)、(4)图中分别有OA<AB,OA=AB,OA>
AB,则下列分析与判断不正确的是(不计CO2的溶解)()
A.M中只有一种溶质的有
(1)和(3)B.M中有两种溶质的有
(2)和(4)
C.2)图显示M中c(NaHCO3)>c(Na
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