三维设计高考化学人教版Word书稿钠及其化合物讲义 14页

www.ks5u.com 第一章　金属及其化合物 第一节 钠及其化合物 ‎1.了解钠的主要性质及其应用。‎ ‎ 2.了解钠的重要化合物的主要性质及其应用。‎ ‎…………………………[循着图示·想一想]…………………………‎ ‎……………………………[特色特性·记一记]……………………………‎ ‎1．特殊的颜色：Na2O2——淡黄色固体 ‎2．特殊的存放：Na、K保存在煤油中，Li保存在石蜡中 ‎3．特殊的用途：钠钾合金——原子反应堆的导热剂 ‎4．必记五反应：‎ ‎(1)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑‎ ‎(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑‎ ‎(3)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2‎ ‎(4)Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑‎ ‎(5)Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3‎ 考点一 活泼的金属单质——钠 ‎[教材知识层面]‎ ‎1．钠的原子结构 - 14 -‎ 钠位于元素周期表中第三周期ⅠA族，原子结构示意图：，最外层只有1个电子，在化学反应中易失去最外层电子而呈现＋1价，因而钠在化学反应中表现出较强的还原性。‎ ‎2．钠的性质 ‎(1)物理性质：‎ 颜色 熔点 硬度 密度 导电导热性 银白色 低 小 比水的小 比煤油的大 良好 ‎(2)化学性质：‎ ‎①与非金属单质(如O2、Cl2)的反应 与O2反应 ‎②与水的反应：‎ a．化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。‎ b．与滴加酚酞的水反应的现象与解释：‎ ‎3．钠的制备、保存与用途 ‎(1)制备：电解熔融氯化钠，化学方程式为2NaCl电解,2Na＋Cl2↑。‎ ‎(2)保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。‎ ‎(3)用途：‎ ‎①钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂；‎ ‎②作强还原剂，将某些稀有金属从它们的卤化物中还原出来，如4Na＋TiCl4Ti＋4NaCl；‎ ‎③用作电光源，制作高压钠灯。‎ ‎[高考考查层面]‎ ‎ 命题点1　钠与盐溶液的反应 - 14 -‎ ‎(1)钠投入到NaCl溶液中，只有氢气放出。‎ ‎2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。‎ ‎(2)钠投入到CuSO4溶液中，产生蓝色沉淀。‎ ‎2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。‎ ‎(3)钠投入到铵盐(如NH4Cl)溶液中，有H2和NH3逸出。‎ ‎2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，‎ NH4Cl＋NaOH===NaCl＋NH3↑＋H2O。‎ ‎[典题示例]‎ 金属钠分别与下列溶液反应时，既有沉淀析出，又有气体逸出的是(　　)‎ A．BaCl2溶液　　　　　　 B．K2SO4溶液 C．CuSO4溶液 D．NH4NO3溶液 解析：选C　因为是溶液中的反应，所以都有H2产生，NH4NO3溶液还产生NH3，CuSO4溶液还产生Cu(OH)2沉淀。‎ 命题点2　焰色反应 ‎(1)概念：‎ 很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊颜色的现象。属于元素的物理性质。‎ ‎(2)操作步骤：‎ 铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色。‎ ‎(3)常见元素焰色反应的颜色：‎ 钠元素：黄色；钾元素：紫色(透过蓝色钴玻璃观察)。‎ ‎[典题示例]‎ 用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色，下列各判断正确的是(　　)‎ A．只含有Na＋‎ B．一定含有Na＋，可能含有K＋‎ - 14 -‎ C．既含有Na＋，又含有K＋‎ D．可能含有Na＋，可能还含有K＋‎ 解析：选B　Na元素的焰色为黄色，而K元素的焰色为紫色，而且黄色会干扰紫色，所以不能判断是否含有K元素。‎ ‎[考点达标层面]‎ ‎1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)(2014·北京高考)将钠块放入水中，产生气体的方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。(　　)‎ ‎(2)(2014·北京高考)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。(　　)‎ ‎(3)(2013·全国卷Ⅱ)钠与CuSO4溶液的反应：2Na＋Cu2＋===Cu↓＋2Na＋。(　　)‎ ‎(4)(2013·广东高考)1 mol Na被完全氧化生成Na2O2，失去2NA个电子。(　　)‎ ‎(5)钠与足量O2反应生成Na2O，随着温度的升高，生成Na2O的速率逐渐加快。(　　)‎ ‎(6)焰色反应是大多数金属元素的性质，属于化学变化。(　　)‎ ‎(7)金属钠可以保存在CCl4中。(　　)‎ ‎(8)钠、钾着火后，用水或泡沫灭火器可迅速灭火。(　　)‎ 答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×‎ ‎2．(2015·郑州模拟)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 考点二 钠的氧化物——氧化钠和过氧化钠 ‎[教材知识层面]‎ 物质 氧化钠(Na2O)‎ 过氧化钠(Na2O2)‎ 颜色状态 白色固体 淡黄色固体 类别 碱性氧化物 过氧化物 氧元素化合价 ‎－2‎ ‎－1‎ 化学键类型 只有离子键 有离子键和共价键 电子式 Na＋[]2－Na＋‎ Na＋[]2－Na＋‎ 与水反应 Na2O＋H2O===2NaOH ‎2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑‎ - 14 -‎ 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↑‎ 主要用途 可制烧碱 漂白剂、消毒剂、供氧剂 保存 密封 密封、远离易燃物 ‎[高考考查层面]‎ 命题点1　过氧化钠的强氧化性 ‎1．从元素化合价角度分析Na2O2的性质 ‎2．强氧化性的五个表现 ‎[典题示例]‎ ‎1．在溶液中加入足量的Na2O2后仍能大量共存的离子组是(　　)‎ A．Na＋、Fe2＋、Cl－、SO　　 B．K＋、AlO、Cl－、SO C．Ca2＋、Mg2＋、NO、HCO D．Na＋、Cl－、CO、SO 解析：选B　Na2O2具有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，能将SO氧化成SO，A、D两项不能共存；Na2O2与水反应生成NaOH，C项中的Mg2＋、HCO与OH－不能大量共存。‎ ‎2．下列关于Na2O2的说法正确的是(　　)‎ A．Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2‎ B．Na2O2投入到酚酞溶液中，溶液变红 C．Na2O2能与酸反应生成盐和水，所以Na2O2是碱性氧化物 D．Na2O2与水反应，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂 解析：选D　Na2O2具有强氧化性，与SO2反应生成Na2SO4而不是Na2SO3，A错误；Na2O2投入到酚酞溶液中，溶液先变红后褪色，B错误；Na2O2不属于碱性氧化物而属于过氧化物，C错误。‎ 命题点2　Na2O2与水、CO2反应的四个重要关系 - 14 -‎ ‎1．物质的量的关系 无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物，与足量的Na2O2反应时，消耗CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2∶1，即气体减小的体积等于生成的O2的体积。‎ ‎2．固体质量关系 ‎2CO＋O22CO2　①‎ ‎2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　②‎ ‎①＋②得，Na2O2＋CO===Na2CO3(虚拟的反应)‎ 即CO可被Na2O2完全吸收，固体增重即为CO的质量。‎ ‎2H2＋O22H2O　③‎ ‎2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　④‎ ‎③＋④得，Na2O2＋H2===2NaOH(虚拟的反应)‎ 即H2可被Na2O2完全吸收，固体增重即为H2的质量。‎ 结论：凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，m g该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和水蒸气)通过足量Na2O2后，固体增重必为m g。或者是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足上述条件。中学阶段常见的符合这一关系的物质有：‎ ‎(1)无机物：H2、CO及H2和CO的混合气体；‎ ‎(2)有机物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、C6H12O6(葡萄糖)等。‎ ‎3．先后顺序关系 一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物反应，解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O(g)发生反应(实际情况复杂得多)。‎ ‎4．电子转移关系 不论是与CO2还是与H2O(g)反应，CO2与H2O(g)均既不是氧化剂也不是还原剂，反应的实质都是Na2O2自身发生的氧化还原反应，所以每有1 mol O2生成时，转移的电子均为2 mol。‎ ‎[典题示例]‎ ‎1．200 ℃时，11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g，则原混合气体的总物质的量是(　　)‎ A．0.125 mol　　　　　　 B．0.25 mol C．0.5 mol D．1 mol 解析：选C　根据质量守恒定律可知，生成O2的质量为11.6 g－3.6 g＝8 g，n(O2)＝＝0.25 mol，‎ 根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知CO2和H2‎ - 14 -‎ O(g)的物质的量之和为0.25 mol×2＝0.5 mol。‎ ‎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：选D　由反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑和2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2知每摩尔Na2O2与H2O、CO2分别完全反应时，相当于吸收了2 g H2、28 g CO。凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的可燃物a g，在O2中完全燃烧，将生成的水和CO2通过足量的Na2O2固体后，固体增重也是a g，或者可以总结为由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足题目要求。‎ ‎[考点达标层面]‎ ‎1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)(2014·山东高考)Na2O2与水反应是水作还原剂的氧化还原反应。(　　)‎ ‎(2)(2014·江苏高考)过氧化钠的电子式为NaNa。(　　)‎ ‎(3)(2014·江苏高考)在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1 mol氧气，转移电子的数目为0.4NA。(　　)‎ ‎(4)(2014·大纲卷)1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA。(　　)‎ ‎(5)(2014·全国卷Ⅱ)二氧化碳通过Na2O2粉末，反应后固体物质增重。(　　)‎ ‎(6)(2013·江苏高考)Na2O2溶于水产生O2的离子方程式为：Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑。(　　)‎ 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×‎ ‎2．为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装盛有Na2O2或K2O2颗粒的装置，它的用途是产生氧气。下列关于Na2O2的叙述正确的是(　　)‎ A．Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶1‎ B．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，需要水和CO2的质量相等 C．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，转移电子的物质的量相等 D．Na2O2的漂白原理与SO2的漂白原理相同 解析：选C　Na2O2的电子式为Na＋[]2－Na＋，故阴、阳离子的个数比为1∶2，A错误；生成相同量的O2时消耗的水和二氧化碳的物质的量相同，但质量不同，B项错误；由得失电子守恒知两者转移电子的物质的量相同，C项正确；Na2O2因具有强氧化性而有漂白性，SO2易与有色物质化合生成不稳定的无色物质，故原理不同，D项错误。‎ 考点三 钠重要的两种盐——碳酸钠与碳酸氢钠 - 14 -‎ ‎[教材知识层面]‎ ‎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 ‎(1)热稳定性：‎ ‎①Na2CO3性质稳定，受热难分解。‎ ‎②NaHCO3性质不稳定，受热易分解，化学方程式为2NaHCO3△,Na2CO3＋H2O＋CO2↑。‎ ‎(2)与酸(足量盐酸)反应：‎ ‎①Na2CO3：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑。‎ ‎②NaHCO3：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。‎ ‎(3)与碱(NaOH溶液)反应：‎ ‎①Na2CO3：与NaOH溶液不反应。‎ ‎②NaHCO3：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。‎ ‎(4)相互转化：‎ ‎①Na2CO3―→NaHCO3‎ 向Na2CO3溶液中通入CO2，化学方程式为Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。‎ ‎②NaHCO3―→Na2CO3‎ NaHCO3固体加热分解转化成Na2CO3。‎ ‎3．主要用途 ‎(1)碳酸钠：‎ 用于造纸、制造玻璃、制皂、洗涤等。‎ ‎(2)碳酸氢钠：‎ 用于发酵、医药、灭火剂等。‎ ‎[高考考查层面]‎ 命题点1　碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别 ‎ [典题示例]‎ - 14 -‎ ‎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：选C　Na2CO3溶液与NaHCO3溶液均与澄清石灰水反应产生白色沉淀，A错误；等浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液分别与等浓度的盐酸反应，产生气泡较快者为NaHCO3溶液，B错误；向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，开始不产生气泡，过一段时间才有气体产生，D错误；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。‎ ‎2．(2015·扬州模拟)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 ‎[方法技巧]　‎ - 14 -‎ 鉴别碳酸钠与碳酸氢钠的方法 命题点2　碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的四种基本图像 ‎(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系(如图1所示)。‎ 图像特点：Oa段、ab段消耗盐酸的体积相等。‎ 反应原理：Oa段　CO＋H＋===HCO，‎ ‎　　　 　 ab段　HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。‎ ‎(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系(如图2所示)。‎ 图像特点：从O点开始即产生CO2气体。‎ 反应原理：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。‎ ‎　　　‎ ‎(3)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系(如图3所示，设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略)。‎ 图像特点：Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积。‎ 反应原理：Oa段　CO＋H＋===HCO，‎ - 14 -‎ ‎　　 　　 ab段　HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。‎ ‎(4)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系(如图4所示，设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)。‎ 图像特点：Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积。‎ 反应原理：Oa段　H＋＋OH－===H2O，‎ CO＋H＋===HCO；‎ ‎　　　 　ab段　HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。‎ ‎[典题示例]‎ ‎1．将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3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CO2的物质的量的关系的是(　　)‎ 解析：选C　向NaOH与Na2CO3的混合溶液中滴加盐酸，盐酸首先与NaOH反应，然后与Na2CO3反应转化为NaHCO3：CO＋H＋===HCO，之后与HCO反应生成CO2，因n(OH－)＝n(CO)＝0.01 mol，故加入0.02 mol HCl后开始有气体生成。结合各种物质的量分析图像可知，选项C符合题意。‎ ‎2．(2015·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：选C　向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L－1‎ - 14 -‎ 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；从图像知生成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；根据方程式和图像可知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。‎ ‎[方法技巧]‎ 依据图像特点判断溶液成分的方法 ‎(1)若a＝0，(即图像从原点开始)，溶液中的溶质为NaHCO3；‎ ‎(2)若V(Oa)＝V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)，溶液中的溶质为Na2CO3；‎ ‎(3)若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗的体积大于ab段消耗盐酸的体积)，溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH的混合物；‎ ‎(4)若V(Oa)