人教版高二化学 教案4（章节2-1钠及其化合物） 8页

‎ ‎ ‎ 钠及其化合物 教案4（章节2-1：钠及其化合物）‎ ‎[高考要求分析]‎ ‎1．碱金属是典型金属元素的代表，钠是碱金属元素的代表，高考中常常会出现以钠及其化合物为命题落点的试题。‎ ‎2．钠的化合物如Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3分别作为过氧化物、强碱、强碱弱酸盐、酸式盐的代表，在无机化学中都有非常重要的地位，因而都成为命题的重点物质，它们是物质推断、鉴别及有关实验、计算的常见物质。近几年的高考命题主要侧重于三方面：一是钠及其化合物的性质推断；二是碱金属元素性质；三是有关钠及其化合物的计算。后者主要出现在选择题中。‎ ‎3．注意钠及其化合物跟非金属元素及其化合物、跟化学实验问题、跟有机化合物的相互联系。‎ ‎4．注意跟生活、生产的相互联系。如从纯碱联系候氏制碱法、联系到小苏打等在日常生活中的应用等等。‎ ‎[知识综合脉络]‎ ‎[基础知识梳理]‎ 一、金属钠 ‎1．钠的性质 金属钠很软，用刀切开可以看到它具有银白色的金属光泽，是热和电的良导体；它的密度为0.97g／cm3，比水的密度还小；而且熔点(97.8℃)、沸点(882.9℃)都较低。‎ ‎(1)跟氧气反应：‎ 与空气接触缓慢氧化：4Na+O2=2Na2O 在空气(或氧气)中燃烧：2Na+O2=Na2O2(黄色火焰)以上反应说明Na2O2比Na2O稳定。‎ ‎(2)在氯气中燃烧：2Na+Cl2 =NaCl(白烟)‎ ‎(3)钠与硫混合研磨即生成Na2S 2Na+S=Na2S ‎ - 8 -‎ ‎(4)钠与水反应，可见到下列现象： ‎ ‎①钠投入水中并浮在水面上--密度小于水。②钠立即跟水反应，并放出热量，发出嘶嘶响声，产生气体。③同时钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方向迅速游动最后消失——熔点低。④反应后的水溶液使酚酞变红——与水反应生成NaOH。‎ ‎(5)钠与酸反应：钠与酸的反应比水反应更激烈，极易爆炸，要特别小心。‎ ‎2Na+2H2O =2NaOH +H2 ↑‎ ‎2．钠的存放和取用 少量金属钠可保存在煤油里，大量的金属钠则存人在铁筒中用石蜡密封。取用时一般先用镊子把钠从煤油中夹出来，并用滤纸把表面的煤油吸干，然后用小刀切下绿豆大小的一块再做有关实验。‎ ‎3．钠的存在与用途 自然界中钠只能以化合态的形态存在，主要以氯化钠的形式存在。钠是一种强还原剂，工业上用它还原金属钛、锆、铌等；另外钠和钾的合金在常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂；钠也可用于制高压钠灯。‎ 钠与盐溶液的反应(实质上是先与水反应生成 NaOH，NaOH再与盐反应)：‎ ‎①与CuSO4溶液反应 ‎2Na+2H2O=NaOH+H2↑ (1)‎ CuSO4+2NaOH＝Na2SO4+Cu(OH)2 (2)‎ 合并(1)(2)得：2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4 +Cu(OH)2↓+H2 ↑‎ ‎②与FeCl3溶液反应：6Na+6H2O+2FeCl3=6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑‎ 注意：钠和盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，这是因为金属阳离子在水中一般是以水合离子形式存在，即金属离子周围有一定数目的水分子包围着，不能和钠直接接触。‎ 二、钠的化合物 ‎1．氧化钠和过氧化钠 在组成上两者都属于钠的氧化物，但因含氧量不同，在结构、性质上存在差异，现将两者比较见下表。‎ 氧化钠 过氧化钠 色、态 化学式 电子式 氧元素的化合价 稳定性 与H2O反应的方程式 与CO2反应的方程式 氧化性、漂白性 用途 ‎2．钠的重要化合物 ‎（1）硫酸钠Na2SO4‎ ‎ - 8 -‎ Na2SO4·10H2O，俗名：芒硝。在玻璃、造纸、纺织、染色、制水玻璃等工业上广泛应用，医药上用作缓泻剂，其在自然界中主要分布在盐湖及海水中。‎ ‎（2）氢氧化钠 氢氧化钠俗称烧碱、火碱、苛性钠。强碱，具有碱的通性。‎ 工业制法：‎ ‎2NaCl+2H20NaOH+C12↑+H2↑‎ Na2CO3十Ca(OH)2＝GaC03↓+2NaOH ‎(3)碳酸钠与碳酸氢钠 碳酸钠 碳酸氢钠 俗名 色、态 水溶性 热稳定性 水解程度 与盐酸反应 与碱反应（Ca(OH)2）‎ 与CaCl2溶液反应 与Al2(SO4)3溶液反应 相互转化 主要用途 广泛用于玻璃、制皂、造纸、纺织等工业，生活中的洗涤剂 发酵粉、医疗上中和胃酸过多 ‎3．碳酸氢钠和碳酸钠的制法 ‎(1)制取NaHCO3的方法 ‎①减压低温蒸干NaHCO3溶液。NaHCO3遇热易分解，其水溶液加热更易分解，所以不可能采用常压下蒸发溶剂的方法制得NaHCO3晶体。‎ ‎②往饱和Na2CO3溶液中通入CO2，过滤得到晶体。‎ Na2CO3+C02+H2O=2NaHCO3 ‎ ‎(2)制取N％CO3的方法 往饱和食盐水中依次通人足量的NH3、CO2(氨碱法)，利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理，使NaHCO3从溶液中析出(依次通人CO2、NH3至饱和行吗?)：‎ NH3+H2O+CO2=NH4HCO3‎ NH4HCO3 +NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl[(制纯碱的 ‎2NaHCO3Na2CO3 +CO2↑+H2O(工业方法)‎ ‎ [典型例题分析]‎ ‎[例1]将4.6g钠与1.6g硫粉迅速混合起来，并放在石棉网上加热，反应后生成的固体是( )‎ ‎ - 8 -‎ A.黄色固体混合物 D.硫粉与硫化钠 C.过氧化钠与硫化钠 D.氧化钠与硫化钠 ‎[解析]在加热条件下，钠既能与硫化合生成 Na2S，也能与空气中的氧气反应生成Na202，而钠又是过量的，所以除生成Na2S外还有Na202生成。‎ ‎[答案]AC ‎[例2]下列灭火剂能用于扑灭金属钠着火的是（ ）‎ A.干冰 B.黄沙 C.干粉(含NaHCO3)灭火剂 D.泡沫灭火剂 ‎[解析]由于钠的化学性质非常活泼，能与多种物质起反应。高温下可与CO2反应，故A项是不正确的。C项中NaHCO3受热既生成水也产生CO2，D项中有水等，这些物质都与钠反应，故C、D两项也不正确。‎ ‎[答案]B.‎ ‎[例3]某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种组成。将该粉末与足量的盐酸反应有气体X逸出，X通过足量的NaOH溶液后体积缩小(同温、同压下测定)。若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量。下列判断正确的是（ ）‎ A.粉末中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3‎ B.粉末中一定不含有Na2CO3和NaCl C.粉末中一定不含有Na2O和NaCl D.无法肯定粉末里是否含有Na2CO3和NaCl ‎[解析]与盐酸反应产生气体的物质可能为Na2O2 (生成O2)、Na2C03和NaHCO3(生成CO2)，气体X通过NaOH溶液后体积缩小(而不是气体全部消失)，说明X由O2和CO2组成，原粉末中Na2O2、Na2CO3和NaHCO3至少有一种一定存在。将原混合粉末加热，有气体放出，说明混合物中一定有NaHCO3，但NaHCO3受热分解会使混合粉末质量减少，而实际剩余固体的质量却增加了，原因只能是发生了反应：2Na2O+O2=2Na2O2。综上分析，混合物中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3，无法确定混合物中是否有Na2CO3和NaCl。‎ ‎[答案]A、D。‎ ‎[例4]下图中A至F是化合物，G是单质。‎ 写出A、B、E、F的化学式：A：____________；B____________；E____________；F____________。‎ ‎[解析]试题中包含着多条信息，若是一条、一条地单独分析，似乎找不到明显的突破口，这里要求解题者先弄清每条信息的含义，再综合起来，就可确定推断的范围。在此基础上进行验证。从题示条件可得出下列结论：‎ ‎（1）固体A可分解为三种物质，可能是多元弱酸盐之类的物质；‎ ‎ - 8 -‎ ‎（2）A的分解产物C、D都可跟化合物E反应产生单质G，象是过氧化物跟水、二氧化碳等之间的反应；‎ ‎（3）A和B可互相转化，象是某种多元酸、多元酸盐之间的关系。‎ 综合起来，可推测A是碳酸氢钠、碳酸氢钾等，E是过氧化钠、过氧化钾等。代入题给反应进行验证很吻合。所以答案可确定为：A为 NaHCO3 ，B为Na2CO3，E为Na2O2，F为NaOH；也可能是KHCO3，K2CO3，K2O2，KOH。‎ ‎“根据试题信息确定推断范围、联系已有知识进行猜测、代入题中条件进行验证”，这是解答高考推断题的一种常用方法，请加以重视。‎ ‎[课堂练习]‎ 一、选择题(每小题有1—2个选项符合题意)‎ ‎1．取一小块金屑钠放在燃烧匙里加热，下列实验现象，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燃烧后生成浅黄色固体物质。‎ A.①② B.①②③ C.①④⑤ D.④⑤‎ ‎2．已知钡的金属活动性处于钾和钠之间。下列反应可以实现的是 （ ）‎ A.钡可以从氯化钾溶液中置换出钾 ‎ B.钡可以从冷水中置换出氢而得到氢气 C.钡可以从氯化钠溶液中置换出钠 D.在溶液中钡离子可以氧化金属锌 ‎ ‎3．2.3g钠在干燥的空气中被氧化后，可得3.5g固体，因此可判断其氧化产物为（ ）‎ A.只有Na2O2 B.只有Na2O C.Na2O和Na2O2 D.无法确定 ‎ ‎4．把金属钠2.3g溶于水中，要使所得溶液中，钠离子与水分子个数之比为1:100，则所需要水的质量是 （ ）‎ A.181.8g B.180g C.181.6g D.220g ‎ ‎5．氢化钠(NaH)是一种白色的离子晶体，其中钠是+1价。NaH与水反应放出H2。下列叙述正确的是 （ ）‎ A.氢化钠是离子化合物，NaH中氢离子H-半径比H+的半径大 B.NaH不论放入水中还是盐酸中都有气体产生 C.NaH中H-可被还原成H2‎ D.NaH在水中显酸性 ‎ ‎6．钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是 （ ）‎ A.钠的熔点低 B.钠的密度小 C.钠的硬度小 D.钠有强还原性 ‎ ‎7．将一小块金属钠投入到盛有5mL饱和澄清石灰水的试管中，不可能观察到的现象是 ‎ （ ）‎ A.熔成小球并在液面上游动 B.发出嘶嘶的声音并有气体产生 C.液面的温度没有发生变化 D.溶液变浑浊，静置片刻后试管底部有白色不溶物析出 ‎ ‎8．将一定质量的钠投入24.6gt℃的水，得到t℃的NaOH饱和溶液31.2g t℃‎ ‎ - 8 -‎ 时，NaOH的溶解度是 （ ）‎ A.48g B.62.5g C.23g D.31g ‎9.将238Na、18gAl、56gFe分别投入到盛有200g 7.3％的盐酸中，结果正确的是（ ）‎ A.钠和盐酸反应最剧烈，产生的气体最多 B.铝和盐酸反应的速度仅次于钠，但产生的气体最多 C.铁和盐酸反应的速度仅次于钠，产生的气体比钠多 D.反应结束时产生的气体一样多 ‎ ‎10.将一块钠投入到盛有煤油和水的试管中(煤油和水均足量多)，可以观察到的现象是 ‎ （ ）‎ A.钠浮在试管中的液面上 ‎ B.钠沉在试管中溶液的底部 C.钠在煤油中燃烧起来 ‎ D.钠处于水和煤油的交界处，上下浮动，最后消失 二、填空题 ‎ ‎11.碱金属能形成离子型氢化物。如氢化钠的化学式为NaH，其中H-具有较强的还原性。‎ ‎(1)常用NaH 在高温下将TiCl4还原成Ti，反应的化学方程式______________________‎ ‎(2)NaH能与水剧烈反应生成对应的碱和氢气，反应的化学方程式为____________________________，并在化学方程式中标明电子的转移方向和数目。该反应中氧化产物和还原产物的质量比为______________。‎ ‎12．向碳酸钠浓溶液中缓慢滴人稀盐酸，直到不产生气体为止，这一过程中，溶液里原有阴离子数和生成的阴离子数的变化是__________；用离子方程式解释为__________‎ ‎13．实验题：‎ 现有碳酸氢钠、碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O)的混合物，为了测定x值。某同学采用如下图所示装置进行实验。回答下列问题：‎ ‎(1)A装置的作用是____________________________‎ ‎(2)B装置的作用是____________________________ ‎ ‎(3)C装置的作用是 ______________‎ ‎(4)若在试管A中装有碳酸氢钠和Na2CO3·xH2O ‎ ‎ 混合物3.7g，用酒精灯加热到反应完全，此时试管B增加质量1.89g，C管增加质量0.22g，则x的值为____________________________。 ‎ ‎ - 8 -‎ 三、计算题 ‎ ‎14．将表面已被部分氧化为Na2O的5.4g金属钠放入40mL(4℃)水中，在标准状况下收集到1.12L氢气(p=0.0899g／L)。试求：‎ ‎(1)原混合物中钠和氧化钠的质量。‎ ‎(2)所得NaOH溶液中溶质的质量分数。‎ ‎15．如右图所示是一密闭容器。已知A端盛有2.3g金属钠，B端盛有xg HgO，当同时加热容器的两侧试管时，钠着火燃烧，冷却后测得容器中的空气成分并未发生变化，求x值。‎ ‎16．(化学与地理渗透)渤海沿岸海滩平缓，多细沙，日照时间长，因此全国最大的盐场均集中于此，试解答下列问题：‎ 制钠电解槽 ‎(1)制海盐的方法如下：海水涨潮时，将海水引入盐田，等落潮时，再用日晒的方法，待盐田水分蒸发到一定程度时，再撤人食盐颗粒(称为晶种)，食盐晶体即从饱和溶液中析出。渤海沿岸为什么会成为全国盛产海盐的盐场? ‎ ‎(2)以食盐为主要原料可以制备纯碱。试用化学方程式表示其制备过程。 ‎ ‎(3)工业上用电解饱和食盐水来制备火碱和盐碱称之为氯碱工业。写出工业上用立式隔膜电解槽电解饱和食盐水的总的化学方程式。 ‎ ‎(4)工业上用电解法制备金属钠，电解槽如上图所示。电解槽的外壳是钢，内部衬以耐火砖。槽中有石墨阳极和铸钢阴极，电极间隔4cm。电解液为熔融的NaCl和CaCl2，含40％NaCl和60％CaCl2，电解时操作温度约为580℃，金属钠和钙在阴极产生，浮在融盐浴上并经垂直管上升流人收集器，回答下列问题：‎ ‎①电解液不是采用纯净的熔融的NaCl，而采用NaCl和CaCl2的共熔物，在这里CaCl2称之为助熔剂，它的作用是______________‎ ‎②已知NaCl的熔点为803℃，电解时实际操作温度为580℃左右，降低电解操作温度有两个优点，这两个优点是：____________________________‎ ‎[课堂练习答案]‎ 一、选择题 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ C B C A AB C C B A D ‎11.(1)2NaH+TiCl4 2NaCl+2HCl+Ti e-‎ ‎(2)NaH+H2O=NaOH+H2↑‎ ‎12．CO32-离子数逐渐减少，HCO3-离子数逐渐增多，直到CO32-全部转化为HCO3-，然后HCO3-离子数又逐渐减少。‎ CO32-+H+=HCO3- ，HCO3-+H+=CO2 ↑+H2O ‎ ‎ - 8 -‎ ‎13．(1)加热使Na2CO3·x H2O与NaHCO3完全分解 ‎（2）吸收水分得干燥的CO2 ‎ ‎(3)吸收CO2 ‎ ‎(4)10‎ ‎14.(1)Na 2.3g Na2O 3.1g (2)17.7%‎ ‎15.x=21.66‎ ‎16.(1)渤海沿岸海滩平缓，多细沙，日照时间长，水份蒸发快，因此全国最大的盐均集中于此。‎ ‎（2）NaCl+CO2+NH3+H2O =NaHCO3 ↓+NH4Cl 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O ‎ ‎(3)2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑‎ ‎(4)①降低NaCl的熔点 ②降低能耗和减少其它成份在高温下熔入其中。‎ ‎ - 8 -‎