通用版高考化学微一轮复习钠及其重要的化合物学案20180509172 10页

第8讲　钠及其重要的化合物 考纲要求 ‎1.掌握钠的主要性质及其应用。‎ ‎2.掌握钠的重要化合物主要性质及其应用。‎ 考点一　钠的主要性质及其应用 ‎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 ‎(2)与水的反应 ‎①化学方程式：①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。‎ ‎②与滴加酚酞的水反应的现象与解释 ‎3．钠的制取及保存 ‎4．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的颜色。属于物理变化，是元素的物理性质。‎ ‎(2)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)。‎ ‎5．钠的用途 ‎【多维思考】‎ ‎1．金属钠着火，为什么不能用H2O、CO2灭火？通常如何灭火？‎ 提示：因为钠是活泼金属，能与H2O、CO2反应；通常用沙子掩盖灭火。‎ ‎2．写出Na与CuSO4溶液反应的化学方程式及反应时的主要现象。‎ 提示：2Na＋CuSO4＋2H2O===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑ 现象：①比与H2O反应剧烈；②有气体放出；③有蓝色沉淀析出。‎ ‎1．金属钠露置在空气中的变化过程 ‎2．钠与水、酸、盐溶液的反应 ‎(1)钠与水、酸的反应实质上均是和H＋反应 钠与稀硫酸、盐酸等非氧化性酸反应时，首先是钠直接跟酸反应，过量的钠再与水反应，而不能认为是钠先跟水反应，生成的NaOH再跟酸中和。‎ 钠投入足量盐酸中反应的化学方程式：‎ ‎2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑‎ 离子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑‎ ‎(2)钠与盐溶液的反应 先考虑Na与水反应生成NaOH，再考虑NaOH是否与盐发生复分解反应 ‎①投入NaCl溶液中，只有H2放出。‎ ‎2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑‎ ‎②投入饱和NaCl溶液中，有H2放出，还有NaCl晶体析出(温度不变)。‎ ‎③投入NH4Cl溶液中，有H2和NH3逸出。‎ ‎④投入CuSO4溶液中，有H2放出和蓝色沉淀生成。‎ ‎2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑‎ 考向一　钠与水及酸、碱、盐溶液的反应 ‎1．将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有沉淀产生的是________。‎ ‎①MgSO4溶液　②NaCl溶液　③Na2SO4溶液　④饱和澄清石灰水　⑤Ca(HCO3)2溶液 解析：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，④中反应消耗水，溶液温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2产生沉淀，⑤中Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O。‎ 答案：①④⑤‎ ‎2．将一小块金属钠分别投入盛a水、b乙醇、c稀H2SO4的三个小烧杯中，反应速率由快到慢的顺序为____________________。‎ 解释反应速率不同的原因：______________________________‎ ‎__________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________。‎ 答案：c>a>b　钠与上述三种物质反应的实质都是钠与H＋间的置换反应，H＋浓度的大小决定了反应速率的快慢，由三种物质电离H＋的能力可知H＋浓度的大小顺序为c>a>b，因而反应速率为c>a>b 考向二　钠与水反应实验拓展 ‎3．金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。该反应的演示方法分别如图甲、乙所示：‎ ‎(1)现按图甲所示的方法，在室温时，向盛有饱和NaOH溶液的水槽中，加入一小块金属钠。下列有关描述正确的是________(填字母，下同)‎ a．钠浮在液面上，并四处游动，最后消失 b．钠熔化成一个光亮的小球 c．恢复到室温时，NaOH溶液的浓度增大 d．恢复到室温时，溶液中Na＋数目减少 ‎(2)按图乙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体在相同条件下体积的关系是________。‎ ‎①用铝箔包住钠　②用铜箔包住钠 a．二者收集气体一样多 b．①收集到的气体体积较大 c．②收集到气体体积较大 答案：(1)abd　(2)b 考向三　焰色反应 ‎4．(2019·安徽十校联考)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＋‎ C．既含有Na＋，又含有K＋‎ D．可能含有Na＋，可能还含有K＋‎ 解析：钠元素的焰色为黄色，而K元素的焰色为紫色，而黄色会干扰紫色，所以不能判断是否含有钾元素。‎ 答案：B ‎5．(2019·陕西延安模拟)2019年9月杭州C20峰会焰火表演震惊世人。其中五彩缤纷的焰火与元素的焰色反应有关。下列说法正确的是(　　)‎ A．焰色反应是化学变化 B．所有金属元素都有焰色反应 C．用玻璃棒蘸取试液进行焰色反应 D．可以用焰色反应来区别NaCl和KCl 解析：焰色反应是物理变化；只有部分金属元素有焰色反应(比如Pt和Fe无焰色反应)；玻璃棒中本身含有钠元素，应用铂丝或铁丝蘸取试液进行焰色反应；根据Na和K的焰色反应不同，可用焰色反应来区别NaCl和KCl。‎ 答案：D 考点二　氧化钠和过氧化钠 氧化钠(Na2O) ‎ 过氧化钠(Na2O2)‎ 颜色状态 白色固体 ‎ 淡黄色固体 电子式 阴、阳离子个数比 ‎1∶2‎ ‎1∶2‎ 物质类别 碱性氧化物 过氧化物 与H2O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＋O2↑＋H2O 稳定性 不稳定 较稳定 特性 强氧化性 用途 供氧剂、漂白剂 ‎【多维思考】‎ ‎1．为什么Na2O2不属于碱性氧化物？‎ 提示：Na2O2与酸反应除了生成盐和水，还有氧气生成，故Na2O2不是碱性氧化物。‎ ‎2．Na2O、Na2O2、NaOH三种物质长时间暴露在空气中最终会变成什么物质？‎ 提示：都会变为Na2CO3。‎ ‎3．Na2O2加入酚酞溶液中有什么现象？‎ 提示：先变红后褪色。‎ Na2O2与某些氧化物反应的规律 ‎1．过氧化钠的强氧化性 ‎2．Na2O2与CO2、H2O反应的重要关系 ‎(1)气体体积差的关系 ‎2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　气体体积差　①‎ ‎ 2 1 ΔV＝1‎ ‎2Na2O2＋2H2O(g)===4NaOH＋O2↑ 气体体积差　②‎ ‎ 2 1 ΔV＝1‎ 由此可见，若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量是原气体体积的，即为生成氧气的量。‎ ‎(2)先后顺序关系 一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物反应，可视为Na2O2首先与CO2反应，剩余Na2O2再与H2O(g)反应。‎ ‎(3)电子转移关系 当Na2O2与CO2或H2O反应时，每产生1 mol O2就转移2 mol电子。‎ ‎(4)固体质量变化关系 由①②两反应可见，每1 mol CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时，固体分别增重‎28 g、‎2 g，从组成上看相当于吸收了CO2中的“CO”，或相当于吸收了水蒸气中的“H2”，所以固体增加的质量Δm＝28 n(C)或Δm＝n(H)。此规律适用于H2O、CO2与Na2O2反应的计算。‎ 考向一　过氧化钠的强氧化性 ‎1．比较下列四组反应，回答下列问题。‎ 一组：①Na2O2＋CO2　②Na2O2＋SO2‎ 二组：③Na2O2＋FeCl3(溶液)　④Na2O2＋FeCl2(溶液)‎ 三组：⑤SO2通入品红溶液中，加热　⑥Na2O2加入到品红溶液中，加热 四组：⑦NaOH溶液滴入紫色石蕊溶液中　⑧Na2O2固体加入到紫色石蕊溶液中 问题：(1)写出①、②两反应的化学方程式。‎ ‎(2)判断③、④反应中可能发生的现象，为什么？‎ ‎(3)判断⑤、⑥反应中可能发生的现象，为什么？‎ ‎(4)判断⑦、⑧反应中可能发生的现象，为什么？‎ 答案：(1)①2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2‎ ‎②Na2O2＋SO2===Na2SO4‎ ‎(2)③、④反应均会有红褐色沉淀生成并有气体放出、④中气体明显少于③中气体。原因是③中Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有NaOH和O2产生，FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3，Fe(OH)3是不溶性的红褐色沉淀；④中Fe2＋具有强还原性，易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3。‎ ‎(3)⑤溶液红色褪去，加热后又恢复红色；⑥溶液红色褪去，加热后不能恢复红色。原因是SO2的漂白性不稳定具有可逆性，Na2O2的漂白性是因其具有强氧化性而不可逆。‎ ‎(4)⑦溶液变蓝，⑧溶液先变蓝后褪色。原因是Na2O2与H2O反应生成NaOH，呈碱性，同时Na2O2又有漂白性。‎ ‎【速记卡片】　过氧化钠的强氧化性 ‎(1)从化合价的角度分析 2Na22 Na2O2既有氧化性又有还原性，但主要表现为氧化性。‎ ‎(2)强氧化性的具体表现 Na2O2可以用来漂白织物、麦秆、羽毛等与品红溶液：品红溶液褪色与酚酞溶液：溶液变红后褪色与二氧化硫：Na2O2＋SO2===Na2SO4与氢硫酸：溶液变黄色浑浊与FeCl2溶液：生成红褐色的Fe(OH)3沉淀 考向二　Na2O2与CO2、H2O反应的计算 ‎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：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 ‎2H2＋O22H2O ③‎ ‎2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ ④‎ ‎③＋④得：Na2O2＋H2===2NaOH(虚拟的反应)‎ C项可变形为(CO)6(H2)6；D项可变形为C·(CO)11(H2)11，因而反应后质量增加大于a g。‎ 答案：D ‎【速记卡片】　凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，W g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W g。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。‎ 考点三　碳酸钠与碳酸氢钠 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 俗名 纯碱 (或苏打)‎ 小苏打 色态 白色粉末 细小白色晶体 水溶性 易溶 可溶(比Na2CO3溶解度小)‎ c(B)相等时的pH pH(Na2CO3)> pH(NaHCO3)‎ 热稳定性 加热不分解 不稳定，受热易分解 与盐酸反应 Na2CO3＋2HCl===‎ ‎2NaCl＋H2O＋CO2↑‎ 或Na2CO3＋HCl===‎ NaCl＋NaHCO3‎ NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑‎ 与CaCl2和BaCl2反应 Ca2＋＋CO===CaCO3↓‎ Ba2＋＋CO===BaCO3↓‎ 不反应 与碱NaOH和Ca(OH)2反应 与NaOH不反应Ca(OH)2＋Na2CO3=== CaCO3↓＋2NaOH NaHCO3＋NaOH===‎ Na2CO3＋H2O ‎2NaHCO3＋Ca(OH)2===‎ CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O 主要用途 化工原料、洗涤剂 食品发酵、泡沫灭火器 相互转化 ‎ ‎【多维思考】‎ ‎1．将CO2气体通入饱和Na2CO3溶液中有何现象？原因是什么？‎ 提示：开始无明显现象，后有沉淀析出。原因是①生成NaHCO3的质量比原Na2CO3的质量大；②NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度；③反应消耗溶剂水。‎ ‎2．仅用试管和胶头滴管，你能鉴别Na2CO3溶液和盐酸吗？‎ 提示：能，利用滴加顺序不同，现象不同可以区分Na2CO3溶液和稀盐酸。‎ ‎3．将2 mL c(B)相同的Na2CO3、NaHCO3溶液分别一次性倒入足量且等体积、等浓度的盐酸中，哪种物质放出CO2的速率快？‎ 提示：NaHCO3。‎ Na2CO3与NaHCO3的鉴别与计算 ‎1．鉴别 ‎2．与等浓度盐酸反应的规律 ‎(1)放出CO2快慢，NaHCO3>Na2CO3。‎ ‎(2)混合物反应先后：因CO结合H＋更容易，所以Na2CO3先反应生成NaHCO3，然后NaHCO3再反应。‎ ‎3．Na2CO3和NaHCO3与酸反应图象 ‎(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示。‎ ‎(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示。‎ ‎(3)向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x：y＝1∶1)。‎ ‎(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图象略)。‎ 考向一　Na2CO3与NaHCO3的区别 ‎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：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。‎ 答案：C ‎2．下列试剂或用品能鉴别等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3的是________。 ‎ ‎①pH试纸　②CaCl2溶液　③澄清石灰水 　④稀盐酸 ‎⑤加热蒸干再灼烧 解析：因为是溶液，不能用加热蒸干再灼烧的方法。‎ 答案：①②④‎ 考向二　用数形结合思想分析可溶性碳酸盐与盐酸反应图象 ‎3．(2019·山东潍坊期末)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：向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L－1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；从图象知生成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；根据方程式和图象可知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，因此原混合溶液中，NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1，D错误。‎ 答案：C ‎4．将一定体积的CO2‎ 通入一定浓度的NaOH溶液中，为了测定所得溶液的成分，向该溶液中逐滴加入1 mol·L－1的盐酸。所加盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)的关系如图所示。‎ ‎(1)加入35 mL盐酸时，产生的CO2的体积(标准状况)为________mL。‎ ‎(2)溶液中所含溶质及其物质的量为________。‎ 解析：(1)由图象所示消耗盐酸的体积与产生CO2的体积可知，该溶液的溶质是NaOH和Na2CO3。OA段H＋先与OH－反应生成H2O，待OH－消耗完，H＋再与CO反应生成HCO。AB段发生反应H＋＋HCO===CO2↑＋H2O，加入35 mL盐酸时，产生的n(CO2)＝n(H＋)＝(35－25) mL×10－‎3L·mol－1×1mol·L－1＝0.01 mol，则V(CO2)＝‎22.4 L·mol－1×0.01 mol＝‎0.224 L＝224 mL。(2)由H＋＋CO===HCO及H＋＋HCO＝CO2↑＋H2O可知，n(CO)＝(45－25) mL×10－‎3 L·mL－1×1 mol·L－1＝0.02 mol，故OA段与H＋反应的OH－为25 mL×10－‎3 L·mL－1×1 mol·L－1－0.02 mol＝0.005 mol，即溶液中含NaOH 0.005 mol、Na2CO3 0.02 mol。‎ 答案：(1)224‎ ‎(2)NaOH 0.005 mol、Na2CO3 0.02 mol ‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)(2019·高考北京卷，‎8A改编)CO2气体使Na2O2固体变白，CO2气体被还原(　　)‎ ‎(2)(2019·高考天津卷，‎4A)除去NaHCO3固体中的Na2CO3，可以将固体加热至恒重(　　)‎ ‎(3)(2019·高考江苏卷，‎3A)Na2O2吸收CO2产生O2，所以Na2O2可用作呼吸面具供氧剂(　　)‎ ‎(4)(2019·高考江苏卷，‎6A)钠与水反应Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑(　　)‎ ‎(5)(2019·高考浙江卷，‎8A)钾、钠、镁等活泼金属着火时，不能用泡沫灭火器灭火(　　)‎ ‎(6)(2019·高考全国卷Ⅱ，‎13A)向碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中滴入稀盐酸，立即产生气泡(　　)‎ ‎(7)(2019·高考山东卷，‎7A)金属钠着火时使用泡沫灭火器灭火(　　)‎ ‎(8)(2019·高考海南卷)纯碱去油污利用了纯碱的氧化性(　　)‎ ‎(9)(2019·高考广东卷，‎22A)分别加热Na2CO3和NaHCO3固体，试管内壁均有水珠，两种物质均受热分解(　　)‎ 答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)×　(7)×　(8)×　(9)×‎ ‎2．(高考上海卷)下图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是(　　)‎ A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰 B．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰 C．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉 D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉 解析：侯氏制碱法的原理是向饱和的NaCl溶液中先通入NH3，然后通入CO2，利用生成的碳酸氢钠溶解度小而析出。由于NH3在水中的溶解度大所以先通NH3，但为了防倒吸，所以a通入NH3，然后b通入CO2，考虑NH3的尾气处理所以选择放醮稀硫酸的脱脂棉，即C选项正确。‎ 答案：C ‎3．(高考选项组合题)下列说法正确的是(　　)‎ A．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(高考江苏卷，6D)‎ B．用如图装置(夹持、加热装置已略)进行实验，由②中澄清石灰水变浑浊，可证明①中NaHCO3固体受热分解(高考北京卷，‎11C改编)‎ C．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，是水作还原剂的氧化还原反应(高考山东卷，7D改编)‎ D．过氧化钠会因为空气中的氧气而易变质(高考上海卷改编)‎ 解析：A项，过氧化钠与水反应中，氧元素的化合价一部分从－1价升高到0价，另一部分降低到－2价，因此反应中每生成1 mol氧气转移2 mol电子，则每生成0.1 mol氧气，转移电子的数目为0.2NA，错；C项，水既不是氧化剂也不是还原剂，错；D项，过氧化钠在空气中因与CO2和H2O反应而易变质，错。‎ 答案：B