北京市2021高考化学一轮复习专题二元素及其化合物第6讲钠及其化合物课件 41页

第6讲　钠及其化合物 一、钠 教材研读 1.钠的物理性质 钠是一种质软、银白色、有金属光泽的金属,具有良好的导电性、导热性,密 度比水① 　 小      ,比煤油大,熔点较低。 2.钠的化学性质 (1)与非金属单质反应:2Na+Cl 2   2NaCl,2Na+S   Na 2 S,4Na+O 2   2Na 2 O,2Na+O 2   Na 2 O 2 。 (2)与水反应:② 　 2Na+2H 2 O   2NaOH+H 2 ↑      (写出化学方程式),与水反应 的实质是金属钠与水电离产生的氢离子反应。 钠与滴有酚酞的水反应的实验现象及解释:   (3)与酸反应:2Na+2H +   2Na + +H 2 ↑。 (4)与盐溶液反应 钠与盐溶液反应,实质上是钠与水反应生成的氢氧化钠与盐发生反应,所以钠 不能从比其金属活动性差的金属的盐溶液中置换出金属。 a.将钠投入NaCl稀溶液中,有H 2 产生,离子方程式为③ 　 2Na+2H 2 O   2Na + + 2OH - +H 2 ↑      。 b.将钠投入饱和NaCl溶液中,有H 2 产生,同时有NaCl晶体析出(恢复至原温 度)。 c.将钠投入NH 4 Cl溶液中,有H 2 和NH 3 逸出。 d.将钠投入CuSO 4 溶液中,有H 2 产生并有蓝色沉淀Cu(OH) 2 生成。 3.钠的制取、保存和用途 (1)制取:④ 　 2NaCl(熔融)   2Na+Cl 2 ↑      。 (2)保存:由于金属钠的化学性质非常活泼,易与空气中的O 2 和H 2 O等反应,所 以金属钠一般保存在煤油或石蜡油中。 (3)用途:用来制取Na 2 O 2 等化合物;工业上用钠作强还原剂,用于冶炼金属,如4 Na+TiCl 4   Ti+4NaCl;Na-K合金(液态)用作原子反应堆的导热剂;在电光源 上,用钠制高压钠灯。 自测1 　判断正误,正确的画“√”,错误的画“ ✕ ”。 (1)钠着火时,可用泡沫灭火器进行灭火   ( ✕ ) (2)钠在空气中与氧气反应,无论生成哪种产物,23 g钠完全反应时转移电子数 肯定为 N A   ( √ ) (3)将钠投入FeCl 3 溶液中,可置换出铁单质   ( ✕ ) (4)Na 2 O、Na 2 O 2 均为碱性氧化物   ( ✕ ) (5)电解熔融氯化钠或饱和食盐水都可得到金属钠   ( ✕ ) (6)碳或钠在点燃条件下与不同量的氧气反应时都可生成不同的产物   ( ✕ ) 自测2     金属钠露置在空气中会发生一系列变化:银白色金属钠                     。 答案 　Na 2 O　NaOH　溶液　Na 2 CO 3 二、钠的重要化合物 1.钠的氧化物的比较 2.氢氧化钠 (1)物理性质 1)颜色、状态:白色固体。 2)俗名:烧碱、火碱、苛性钠。 3)溶解性:易溶于水。 4)潮解:在空气中易潮解,在实验室中可用固体NaOH作干燥剂。 (2)化学性质 NaOH来源广泛,是一种最常用的一元强碱,具有碱的通性。 1)NaOH溶于水后完全电离,能使酸碱指示剂变色。 2)与酸和酚发生反应,如HCl、CH 3 COOH、C 6 H 5 OH等。 3)与酸酐发生反应,如SO 2 、CO 2 、SiO 2 、SO 3 、P 2 O 5 和(CH 3 CO) 2 O等。 4)与某些非金属单质发生反应,如Cl 2 、S等。 5)与两性氧化物、两性氢氧化物发生反应,如⑥ 　 Al 2 O 3 、Al(OH) 3      等。 6)与某些盐发生复分解反应,如含N   、Cu 2+ 、HC   、H 2 P   、HS   等的盐。 7)提供碱性环境发生有机反应,如卤代烃的水解反应和消去反应、油脂的皂 化反应等。 (3)工业制法 原理(电解饱和食盐水):⑦ 　 2NaCl+2H 2 O   2NaOH+H 2 ↑+Cl 2 ↑      。 3.Na 2 CO 3 与NaHCO 3 的比较 4.氯化钠 氯化钠是食盐的主要成分,是典型的离子晶体。纯净的NaCl不易潮解,粗盐 中含有MgCl 2 、CaCl 2 等杂质,会吸收空气中的水分而潮解。氯化钠在生活和 医疗上有重要用途,如在日常生活中用于菜肴调味,腌制肉类等;配制医用生 理盐水即⑨ 　 0.9%      的NaCl溶液。此外,氯化钠还是重要的化工原料。 5.焰色反应 (1)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 叫做焰色反应。 (2)操作步骤 a.点燃酒精灯。 b.将铂丝用稀盐酸清洗,再放到酒精灯外焰上灼烧,直至火焰呈现原来的颜色。 c.用铂丝蘸取待测物,在酒精灯外焰上灼烧,观察火焰的颜色[在观察钾元素的 火焰颜色时,应透过⑩ 　 蓝色钴玻璃      (可滤去掩盖紫色的黄光)]。 d.将铂丝用稀盐酸洗净后,在酒精灯外焰上灼烧至没有颜色,再做其他实验。 自测3 　判断正误,正确的画“√”,错误的画“ ✕ ”。 (1)Na 2 O 2 在潮湿的空气中放置一段时间,变成白色黏稠物的原因是2Na 2 O 2 + 2CO 2   2Na 2 CO 3 +O 2   ( ✕ ) (2)反应2Na 2 O 2 +2H 2 O   4NaOH+O 2 ↑中,H 2 O既不是氧化剂也不是还原剂   ( √ ) (3)Na 2 O 2 与H 2 O反应制备O 2 的离子方程式为Na 2 O 2 +H 2 O   2Na + +2OH - +O 2 ↑   ( ✕ ) (4)Na 2 O、Na 2 O 2 组成元素相同,与CO 2 反应的产物也相同   ( ✕ ) (5)Na 2 O 2 的电子式为   ( ✕ ) 自测4 　判断正误,正确的画“√”,错误的画“ ✕ ”。 (1)向NaHCO 3 溶液中加入过量的澄清石灰水,出现白色沉淀:2HC   +Ca 2+ + 2OH -   CaCO 3 ↓+C   +2H 2 O   ( ✕ ) (2)NaOH+NaHCO 3   Na 2 CO 3 +H 2 O可用H + +OH -   H 2 O表示   ( ✕ ) (3)向Na 2 CO 3 溶液中滴入酚酞,溶液变红:C   +H 2 O   HC   +OH -   ( √ ) (4)小苏打与氢氧化钠溶液混合:HC   +OH -   CO 2 ↑+H 2 O   ( ✕ ) (5)向Na 2 CO 3 溶液中加入过量CH 3 COOH溶液:C   +2H +   CO 2 ↑+H 2 O ( ✕ ) 自测5 　为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是   (　 D 　) A.Na 2 CO 3 溶液(NaHCO 3 ),选用适量的NaOH溶液 B.NaHCO 3 溶液(Na 2 CO 3 ),通入过量的CO 2 气体 C.Na 2 O 2 粉末(Na 2 O),将混合物在氧气中加热 D.Na 2 CO 3 溶液(Na 2 SO 4 ),加入适量的Ba(OH) 2 溶液,过滤 答案     D　Na 2 CO 3 也可与Ba(OH) 2 溶液反应,生成BaCO 3 沉淀,错误。 考点一　过氧化钠的特性   (1)Na 2 O 2 的结构及性质 氧原子最外层有6个电子,一般情况下,它容易从外界获得2个电子(或与其他 原子形成2对共用电子)形成比较稳定的8电子结构。在Na 2 O 2 和H 2 O 2 中,氧元 素是-1价,这是因为两个氧原子之间以一对共用电子相结合(非极性键),形成 了一种较不稳定的结构。 -1价介于-2价和0价之间,因此Na 2 O 2 既可以在一定条件下获得电子表现氧化 性(如与SO 2 、Fe 2+ 、品红溶液等反应),也可以在一定条件下失去电子表现还 考点突破 原性(如与酸性KMnO 4 溶液等反应),还可以在一定条件下发生歧化反应(如与 H 2 O、CO 2 等反应),但主要表现氧化性。 (2)Na 2 O 2 的强氧化性 ①Na 2 O 2 与SO 2 反应:Na 2 O 2 +SO 2   Na 2 SO 4 。 ②Na 2 O 2 投入FeCl 2 溶液中,可将Fe 2+ 氧化成Fe 3+ ,同时生成Fe(OH) 3 沉淀。 ③Na 2 O 2 投入H 2 S溶液中,可将H 2 S氧化成单质硫,溶液变浑浊。 ④Na 2 O 2 投入Na 2 SO 3 溶液中,可将S   氧化成S   。 ⑤Na 2 O 2 投入品红溶液中,因其具有强氧化性,可使品红溶液褪色。   典例1 　在Na 2 O 2 与CO 2 的反应中,下列说法中正确的是   (　  C 　) A.该反应中Na 2 O 2 是氧化剂,CO 2 是还原剂 B.1 mol Na 2 O 2 参加反应,转移2 mol e - C.Na 2 O 2 晶体中阴、阳离子个数比为1∶2 D.CO 2 分子中含有极性键和非极性键 答案     C　A项,Na 2 O 2 与CO 2 的反应中Na 2 O 2 既是氧化剂,又是还原剂;B项,根据 2Na 2 O 2 +2CO 2   2Na 2 CO 3 +O 2 可知,1 mol Na 2 O 2 参加反应,转移1 mol e - ;C项, Na 2 O 2 晶体中阴、阳离子分别为   、Na + ,个数比为1∶2;D项,CO 2 分子的结构 式为O   C   O,CO 2 分子中只含极性键,不含非极性键。 1-1 　下列有关Na 2 O 2 的说法不正确的是   (　 B 　) A.向包有Na 2 O 2 粉末的脱脂棉上滴加几滴水,脱脂棉剧烈燃烧起来,说明Na 2 O 2 与H 2 O反应放热且有氧气生成 B.Na 2 O 2 与CO 2 反应有单质O 2 生成,该反应属于置换反应 C.Na 2 O 2 在空气中久置变白,涉及的氧化还原反应中,Na 2 O 2 既是氧化剂,又是还 原剂 D.Na 2 O 2 粉末加入Ca(HCO 3 ) 2 溶液中,会产生气体和浑浊 答案     B　A项,可燃物燃烧需要与O 2 接触,且温度达到其着火点;B项,反应 物中没有单质,不符合置换反应的定义;C项,Na 2 O 2 与CO 2 、H 2 O的反应都是 Na 2 O 2 自身的氧化还原反应;D项,Na 2 O 2 先与水反应生成O 2 和NaOH,NaOH再 与Ca(HCO 3 ) 2 反应生成CaCO 3 沉淀。 1-2 　某实验小组通过下图所示实验探究Na 2 O 2 与水的反应:   下列说法不正确的是   (　 D 　) A.②中的大量气泡主要成分是氧气 B.③中溶液变红,说明有碱性物质生成 C.④中现象可能是由溶液中含有强氧化性物质造成的 D.⑤中MnO 2 的主要作用是降低了水中氧气的溶解度 答案     D　A项,Na 2 O 2 与水反应能够生成氢氧化钠和氧气,故②中的大量气泡 主要成分是氧气;B项,③中溶液变红,溶液呈碱性,说明有碱性物质生成;C项, 过氧化钠与水反应可能生成了过氧化氢,过氧化氢具有氧化性,能够使溶液褪 色,因此④中溶液红色褪去;D项,⑤中MnO 2 的主要作用是作催化剂,加快过氧 化氢的分解。 1-3     (2019北京东城一模)下列物质投入水中发生化学反应,水作氧化剂的是   (　 A 　) A.钠　　 B.氧化钠 C.碳酸钠　　D.过氧化钠 答案     A　A项,金属钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,水中氢元素的化合价 降低,水作氧化剂,钠作还原剂;B项,氧化钠与水反应生成氢氧化钠,不是氧化 还原反应;C项,碳酸钠投入水中没有发生化学反应;D项,过氧化钠与水反应生 成氢氧化钠和氧气,水中氢、氧元素的化合价没有发生变化,水既不是氧化剂 又不是还原剂。 考点二　Na 2 CO 3 与NaHCO 3 的性质   1.与足量盐酸反应的比较 (1)生成CO 2 速率:两者浓度相等时,NaHCO 3 快。 (2)   (3)   2.Na 2 CO 3 溶液与盐酸的反应 滴加顺序不同,现象不同,化学方程式也不同。 ①向盐酸中逐滴加入Na 2 CO 3 溶液(开始时酸过量) 2HCl+Na 2 CO 3   2NaCl+CO 2 ↑+H 2 O(开始即有气泡) ②向Na 2 CO 3 溶液中逐滴加入盐酸(开始时酸不足) HCl+Na 2 CO 3   NaCl+NaHCO 3 (开始无气泡) HCl+NaHCO 3   NaCl+CO 2 ↑+H 2 O(后来有气泡) 3.鉴别   4.依据图像判断溶液中所含的溶质(含Na的化合物)   如图①,溶液中的溶质只有NaHCO 3 。 如图②,若 OA > AB ,溶液中的溶质为NaOH、Na 2 CO 3 ;若 OA = AB ,溶液中的溶质 为Na 2 CO 3 ;若 OA < AB ,溶液中的溶质为Na 2 CO 3 、NaHCO 3 。 典例2     (2019北京中央民族大学附中月考)有关Na 2 CO 3 和NaHCO 3 的性质,下 列叙述错误的是   (　 D 　) A.相同温度下,等浓度的Na 2 CO 3 和NaHCO 3 溶液的碱性比较,前者更强 B.常温时水溶性:Na 2 CO 3 >NaHCO 3 C.在酒精灯加热的条件下,Na 2 CO 3 不分解,NaHCO 3 分解 D.将澄清石灰水分别加入Na 2 CO 3 和NaHCO 3 溶液中,前者产生沉淀,后者无现 象 答案     D　A项,C   水解能力强于HC   ,所以相同温度下,等浓度的Na 2 CO 3 和 NaHCO 3 溶液,前者的碱性更强;B项,常温时水溶性:Na 2 CO 3 >NaHCO 3 ;C项,在酒 精灯加热的条件下,NaHCO 3 分解生成Na 2 CO 3 、CO 2 和H 2 O,Na 2 CO 3 受热不分 解;D项,将澄清石灰水分别加入Na 2 CO 3 和NaHCO 3 溶液中,二者都能与澄清石 灰水反应生成沉淀。 2-1 　将0.4 g NaOH和1.06 g Na 2 CO 3 混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 mol·L -1 稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO 2 的物质的量的关 系的是   (　 C 　)     答案     C    滴加盐酸时先发生反应:OH - +H +   H 2 O,再发生反应:C   +H +   HC   ,最后发生反应:HC   +H +   CO 2 ↑+H 2 O,因 n (OH - )= n (C   )=0.01 mol,故加入0.2 L盐酸后开始有气体生成,C正确。 2-2 　某同学为测定Na 2 CO 3 固体(含少量NaCl)的纯度,设计如下装置(含试剂) 进行实验。   下列说法中不正确的是   (　 A 　) A.必须在②③之间添加吸收HCl的装置 B.④的作用是防止空气中的气体影响实验的准确度 C.通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中 D.称取样品和③中产生的沉淀的质量即可求算Na 2 CO 3 固体的纯度 答案     A　A项,③中Ba(OH) 2 溶液足量,即使挥发出的HCl进入③中也不会影 响碳酸钡沉淀的生成,所以②③之间不是必须添加吸收HCl的装置;B项,④的 作用是防止空气中的CO 2 进入③中使所得BaCO 3 的质量偏大,影响实验的准 确度;C项,通入空气可将②中生成的二氧化碳完全转移到③中;D项,利用碳酸 钡的质量可以求得二氧化碳的质量,从而求得样品中碳酸钠的质量,结合样品 质量即可求得碳酸钠固体的纯度。 2-3 　如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO 3 的部分装置。下列操作中正 确的是   (　 C 　)   A.a通入CO 2 ,然后b通入NH 3 ,c中放碱石灰 B.b通入NH 3 ,然后a通入CO 2 ,c中放碱石灰 C.a通入NH 3 ,然后b通入CO 2 ,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉 D.b通入CO 2 ,然后a通入NH 3 ,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉 答案     C　“侯氏制碱法”的原理是在饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳, 而得到NaHCO 3 ,为防止倒吸,a管通NH 3 ,b管通CO 2 ;由于CO 2 在水中的溶解度较 小,而NH 3 极易溶于水,所以要在食盐水中先通NH 3 ,然后通CO 2 ;NH 3 是碱性气 体,可以用蘸稀硫酸的脱脂棉吸收NH 3 ,防止污染空气。