第8講　鈉及其重要的化合物

1、|第三章金屬及其化合物|第三章金屬及其化合物第1講鈉及其重要的化合物考綱要求1.掌握鈉的主要性質(zhì)及其應用。2.掌握鈉的重要化合物主要性質(zhì)及其應用?？键c一鈉的主要性質(zhì)及其應用1物理性質(zhì)顏色熔點硬度密度導電導熱性銀白色低小比水的小，比煤油的大良好2.化學性質(zhì)(1)與非金屬單質(zhì)(如O2、Cl2)的反應(2)與水的反應化學方程式：2Na2H2O=2NaOHH2。與滴加酚酞的水反應的現(xiàn)象與解釋3鈉的制取及保存4焰色反應(1)概念：很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色。屬于物理變化，是元素的物理性質(zhì)。(2)常見元素焰色反應的顏色：鈉元素：黃色；鉀元素：紫色(透過藍色鈷玻璃)。5鈉的用途【

2、多維思考】1金屬鈉著火，為什么不能用H2O、CO2滅火？通常如何滅火？提示：因為鈉是活潑金屬，能與H2O、CO2反應；通常用沙子掩蓋滅火。2寫出Na與CuSO4溶液反應的化學方程式及反應時的主要現(xiàn)象。提示：2NaCuSO42H2O=Na2SO4Cu(OH)2H2 現(xiàn)象：比與H2O反應劇烈；有氣體放出；有藍色沉淀析出。1金屬鈉露置在空氣中的變化過程2鈉與水、酸、鹽溶液的反應(1)鈉與水、酸的反應實質(zhì)上均是和H反應鈉與稀硫酸、鹽酸等非氧化性酸反應時，首先是鈉直接跟酸反應，過量的鈉再與水反應，而不能認為是鈉先跟水反應，生成的NaOH再跟酸中和。鈉投入足量鹽酸中反應的化學方程式：2Na2HCl=2Na

3、ClH2離子方程式：2Na2H=2NaH2(2)鈉與鹽溶液的反應先考慮Na與水反應生成NaOH，再考慮NaOH是否與鹽發(fā)生復分解反應投入NaCl溶液中，只有H2放出。2Na2H2O=2NaOHH2投入飽和NaCl溶液中，有H2放出，還有NaCl晶體析出(溫度不變)。投入NH4Cl溶液中，有H2和NH3逸出。投入CuSO4溶液中，有H2放出和藍色沉淀生成。2Na2H2OCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4H2考向一鈉與水及酸、堿、鹽溶液的反應1將金屬鈉放入盛有下列溶液的小燒杯中，既有氣體，又有沉淀產(chǎn)生的是_。MgSO4溶液NaCl溶液Na2SO4溶液飽和澄清石灰水Ca(HCO3)2溶液解析：2

4、Na2H2O=2NaOHH2，中Mg22OH=Mg(OH)2，中反應消耗水，溶液溫度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2產(chǎn)生沉淀，中Ca2HCOOH=CaCO3H2O。答案：2將一小塊金屬鈉分別投入盛a水、b乙醇、c稀H2SO4的三個小燒杯中，反應速率由快到慢的順序為_。解釋反應速率不同的原因：_。答案：c>a>b鈉與上述三種物質(zhì)反應的實質(zhì)都是鈉與H間的置換反應，H濃度的大小決定了反應速率的快慢，由三種物質(zhì)電離H的能力可知H濃度的大小順序為c>a>b，因而反應速率為c>a>b考向二鈉與水反應實驗拓展3金屬鈉與水的反應是中學化學中的一個重要反應

5、。該反應的演示方法分別如圖甲、乙所示：(1)現(xiàn)按圖甲所示的方法，在室溫時，向盛有飽和NaOH溶液的水槽中，加入一小塊金屬鈉。下列有關(guān)描述正確的是_(填字母，下同)a鈉浮在液面上，并四處游動，最后消失b鈉熔化成一個光亮的小球c恢復到室溫時，NaOH溶液的濃度增大d恢復到室溫時，溶液中Na數(shù)目減少(2)按圖乙所示方法來收集產(chǎn)生的氣體，需將鈉包好，再放入水中。取相同質(zhì)量的鈉按下列兩種情況收集產(chǎn)生的氣體在相同條件下體積的關(guān)系是_。用鋁箔包住鈉用銅箔包住鈉a二者收集氣體一樣多b收集到的氣體體積較大c收集到氣體體積較大答案：(1)abd(2)b考向三焰色反應4(2018·安徽十校聯(lián)考)用光潔的鉑

6、絲蘸取某無色溶液在無色火焰上灼燒，直接觀察到火焰呈黃色，下列各判斷正確的是()A只含有NaB一定含有Na，可能含有KC既含有Na，又含有KD可能含有Na，可能還含有K解析：鈉元素的焰色為黃色，而K元素的焰色為紫色，而黃色會干擾紫色，所以不能判斷是否含有鉀元素。答案：B5(2018·陜西延安模擬)2016年9月杭州C20峰會焰火表演震驚世人。其中五彩繽紛的焰火與元素的焰色反應有關(guān)。下列說法正確的是()A焰色反應是化學變化B所有金屬元素都有焰色反應C用玻璃棒蘸取試液進行焰色反應D可以用焰色反應來區(qū)別NaCl和KCl解析：焰色反應是物理變化；只有部分金屬元素有焰色反應(比如Pt和Fe無焰色

7、反應)；玻璃棒中本身含有鈉元素，應用鉑絲或鐵絲蘸取試液進行焰色反應；根據(jù)Na和K的焰色反應不同，可用焰色反應來區(qū)別NaCl和KCl。答案：D考點二氧化鈉和過氧化鈉氧化鈉(Na2O)過氧化鈉(Na2O2)顏色狀態(tài)白色固體淡黃色固體電子式陰、陽離子個數(shù)比1212物質(zhì)類別堿性氧化物過氧化物與H2O反應Na2OH2O=2NaOH2Na2O22H2O=4NaOHO2與CO2反應Na2OCO2=Na2CO32Na2O22CO2=2Na2CO3O2 與鹽酸反應Na2O2HCl=2NaClH2O2Na2O24HCl=4NaClO2H2O穩(wěn)定性不穩(wěn)定較穩(wěn)定特性強氧化性用途供氧劑、漂白劑【多維思考】1為什么Na2

8、O2不屬于堿性氧化物？提示：Na2O2與酸反應除了生成鹽和水，還有氧氣生成，故Na2O2不是堿性氧化物。2Na2O、Na2O2、NaOH三種物質(zhì)長時間暴露在空氣中最終會變成什么物質(zhì)？提示：都會變?yōu)镹a2CO3。3Na2O2加入酚酞溶液中有什么現(xiàn)象？提示：先變紅后褪色。Na2O2與某些氧化物反應的規(guī)律1過氧化鈉的強氧化性2Na2O2與CO2、H2O反應的重要關(guān)系(1)氣體體積差的關(guān)系2Na2O22CO2=2Na2CO3O2氣體體積差 2 1 V12Na2O22H2O(g)=4NaOHO2 氣體體積差 2 1 V1由此可見，若CO2和水蒸氣的混合氣體(或單一氣體)通過足量Na2O2，氣體體積的減少

9、量是原氣體體積的，即為生成氧氣的量。(2)先后順序關(guān)系一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O(g)的混合物反應，可視為Na2O2首先與CO2反應，剩余Na2O2再與H2O(g)反應。(3)電子轉(zhuǎn)移關(guān)系當Na2O2與CO2或H2O反應時，每產(chǎn)生1 mol O2就轉(zhuǎn)移2 mol電子。(4)固體質(zhì)量變化關(guān)系由兩反應可見，每1 mol CO2、水蒸氣分別與足量Na2O2反應時，固體分別增重28 g、2 g，從組成上看相當于吸收了CO2中的“CO”，或相當于吸收了水蒸氣中的“H2”，所以固體增加的質(zhì)量m28 n(C)或mn(H)。此規(guī)律適用于H2O、CO2與Na2O2反應的計算?？枷蛞贿^氧化鈉的強氧

10、化性1比較下列四組反應，回答下列問題。一組：Na2O2CO2Na2O2SO2二組：Na2O2FeCl3(溶液)Na2O2FeCl2(溶液)三組：SO2通入品紅溶液中，加熱Na2O2加入到品紅溶液中，加熱四組：NaOH溶液滴入紫色石蕊溶液中Na2O2固體加入到紫色石蕊溶液中問題：(1)寫出、兩反應的化學方程式。(2)判斷、反應中可能發(fā)生的現(xiàn)象，為什么？(3)判斷、反應中可能發(fā)生的現(xiàn)象，為什么？(4)判斷、反應中可能發(fā)生的現(xiàn)象，為什么？答案：(1)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2Na2O2SO2=Na2SO4(2)、反應均會有紅褐色沉淀生成并有氣體放出、中氣體明顯少于中氣體。原因是中Na2

11、O2與溶液中的水劇烈反應會有NaOH和O2產(chǎn)生，F(xiàn)eCl3與NaOH反應生成Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3是不溶性的紅褐色沉淀；中Fe2具有強還原性，易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3。(3)溶液紅色褪去，加熱后又恢復紅色；溶液紅色褪去，加熱后不能恢復紅色。原因是SO2的漂白性不穩(wěn)定具有可逆性，Na2O2的漂白性是因其具有強氧化性而不可逆。(4)溶液變藍，溶液先變藍后褪色。原因是Na2O2與H2O反應生成NaOH，呈堿性，同時Na2O2又有漂白性。【速記卡片】過氧化鈉的強氧化性(1)從化合價的角度分析2Na22Na2O2既有氧化性又有還原性，但主要表現(xiàn)為氧化性。(2)強氧化性的具體表現(xiàn)Na

12、2O2可以用來漂白織物、麥稈、羽毛等與品紅溶液：品紅溶液褪色與酚酞溶液：溶液變紅后褪色與二氧化硫：Na2O2SO2=Na2SO4與氫硫酸：溶液變黃色渾濁與FeCl2溶液：生成紅褐色的Fe(OH)3沉淀考向二Na2O2與CO2、H2O反應的計算2取a g某物質(zhì)在O2中完全燃燒，將生成物與足量Na2O2固體完全反應，反應后，固體質(zhì)量恰好也增加了a g，下列物質(zhì)不能滿足上述結(jié)果的是 ()AH2BCOCC6H12O6 DC12H22O11解析：2COO22CO22Na2O22CO2=2Na2CO3O2得：Na2O2CO=Na2CO3(虛擬的反應)即：CO可被Na2O2完全吸收2H2O22H2O2Na2

13、O22H2O=4NaOHO2得：Na2O2H2=2NaOH(虛擬的反應)C項可變形為(CO)6(H2)6；D項可變形為C·(CO)11(H2)11，因而反應后質(zhì)量增加大于a g。答案：D【速記卡片】凡分子組成符合(CO)m·(H2)n的物質(zhì)，W g該物質(zhì)在O2中完全燃燒，將其產(chǎn)物(CO2和水蒸氣)通過足量的Na2O2后，固體增重必為W g?；蚴怯蒀、H、O三種元素組成的物質(zhì)，只要C、O原子個數(shù)比為11，即可滿足該條件。考點三碳酸鈉與碳酸氫鈉名稱碳酸鈉碳酸氫鈉俗名純堿 (或蘇打)小蘇打色態(tài)白色粉末細小白色晶體水溶性易溶可溶(比Na2CO3溶解度小)c(B)相等時的pHpH(N

14、a2CO3)> pH(NaHCO3)熱穩(wěn)定性加熱不分解不穩(wěn)定，受熱易分解與鹽酸反應Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2或Na2CO3HCl=NaClNaHCO3NaHCO3HCl=NaClH2OCO2與CaCl2和BaCl2反應Ca2CO=CaCO3Ba2CO=BaCO3不反應與堿NaOH和Ca(OH)2反應與NaOH不反應Ca(OH)2Na2CO3= CaCO32NaOHNaHCO3NaOH=Na2CO3H2O2NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3Na2CO32H2O主要用途化工原料、洗滌劑食品發(fā)酵、泡沫滅火器相互轉(zhuǎn)化【多維思考】1將CO2氣體通入飽和Na2CO3溶液中有何現(xiàn)

15、象？原因是什么？提示：開始無明顯現(xiàn)象，后有沉淀析出。原因是生成NaHCO3的質(zhì)量比原Na2CO3的質(zhì)量大；NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度；反應消耗溶劑水。2僅用試管和膠頭滴管，你能鑒別Na2CO3溶液和鹽酸嗎？提示：能，利用滴加順序不同，現(xiàn)象不同可以區(qū)分Na2CO3溶液和稀鹽酸。3將2 mL c(B)相同的Na2CO3、NaHCO3溶液分別一次性倒入足量且等體積、等濃度的鹽酸中，哪種物質(zhì)放出CO2的速率快？提示：NaHCO3。Na2CO3與NaHCO3的鑒別與計算1鑒別2與等濃度鹽酸反應的規(guī)律(1)放出CO2快慢，NaHCO3>Na2CO3。(2)混合物反應先后：因CO結(jié)合

16、H更容易，所以Na2CO3先反應生成NaHCO3，然后NaHCO3再反應。3Na2CO3和NaHCO3與酸反應圖象(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖1所示。(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖2所示。(3)向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖3所示(設NaOH、Na2CO3的物質(zhì)的量之比x：y11)。(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖4所示(設Na2CO3、NaHCO3的物

17、質(zhì)的量之比mn11，其他比例時的圖象略)?？枷蛞籒a2CO3與NaHCO3的區(qū)別1有兩試管分別裝有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判斷正確的是()方案操作判斷A分別加入澄清石灰水產(chǎn)生沉淀的為Na2CO3B分別加入等濃度的稀鹽酸反應較劇烈的為Na2CO3C分別加入CaCl2溶液產(chǎn)生沉淀的為Na2CO3D逐漸加入等濃度的鹽酸立即產(chǎn)生氣泡的為Na2CO3解析：Na2CO3溶液與CaCl2溶液反應產(chǎn)生白色沉淀而NaHCO3溶液與CaCl2溶液不反應，C正確。答案：C2下列試劑或用品能鑒別等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3、NaHCO3的是_。 pH試紙CaCl2溶液澄清石灰水 稀鹽酸加熱蒸干再灼燒

18、解析：因為是溶液，不能用加熱蒸干再灼燒的方法。答案：考向二用數(shù)形結(jié)合思想分析可溶性碳酸鹽與鹽酸反應圖象3(2018·山東濰坊期末)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L1稀鹽酸，CO2的生成量與加入鹽酸的體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是 ()A在0a范圍內(nèi)，只發(fā)生中和反應Bab斜段發(fā)生反應的離子方程式為CO2H=H2OCO2Ca0.3D原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為12解析：向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L1稀鹽酸，發(fā)生的反應依次為：OHH=H2O，COH=HCO，HCOH=CO2H2O，據(jù)此

19、可以解答。在0a范圍內(nèi)，發(fā)生的反應應該是OHH=H2O，COH=HCO，不只發(fā)生中和反應，A錯誤；ab段發(fā)生反應的離子方程式為HCOH=CO2H2O，B錯誤；從圖象知生成CO2 0.01 mol，根據(jù)方程式HCOH=CO2H2O可知消耗鹽酸的物質(zhì)的量為0.01 mol，故a0.3，C正確；根據(jù)方程式和圖象可知Na2CO3的物質(zhì)的量是0.01 mol，共計消耗鹽酸0.02 mol，所以與氫氧化鈉反應的鹽酸是0.04 mol0.02 mol0.02 mol，則氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.02 mol，因此原混合溶液中，NaOH與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為21，D錯誤。答案：C4將一定體積的CO2通入

20、一定濃度的NaOH溶液中，為了測定所得溶液的成分，向該溶液中逐滴加入1 mol·L1的鹽酸。所加鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積(標準狀況)的關(guān)系如圖所示。(1)加入35 mL鹽酸時，產(chǎn)生的CO2的體積(標準狀況)為_mL。(2)溶液中所含溶質(zhì)及其物質(zhì)的量為_。解析：(1)由圖象所示消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積可知，該溶液的溶質(zhì)是NaOH和Na2CO3。OA段H先與OH反應生成H2O，待OH消耗完，H再與CO反應生成HCO。AB段發(fā)生反應HHCO=CO2H2O，加入35 mL鹽酸時，產(chǎn)生的n(CO2)n(H)(3525) mL×103L·mol1×1mo

21、l·L10.01 mol，則V(CO2)22.4 L·mol1×0.01 mol0.224 L224 mL。(2)由HCO=HCO及HHCOCO2H2O可知，n(CO)(4525) mL×103 L·mL1×1 mol·L10.02 mol，故OA段與H反應的OH為25 mL×103 L·mL1×1 mol·L10.02 mol0.005 mol，即溶液中含NaOH 0.005 mol、Na2CO3 0.02 mol。答案：(1)224(2)NaOH 0.005 mol、Na2CO3

22、0.02 mol 1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“×”)(1)(2017·高考北京卷，8A改編)CO2氣體使Na2O2固體變白，CO2氣體被還原()(2)(2017·高考天津卷，4A)除去NaHCO3固體中的Na2CO3，可以將固體加熱至恒重()(3)(2017·高考江蘇卷，3A)Na2O2吸收CO2產(chǎn)生O2，所以Na2O2可用作呼吸面具供氧劑()(4)(2017·高考江蘇卷，6A)鈉與水反應Na2H2O=Na2OHH2()(5)(2016·高考浙江卷，8A)鉀、鈉、鎂等活潑金屬著火時，不能用泡沫滅火器滅火()(6)(2015·高考全國卷，13A)向碳酸鈉與氫氧化鈉的混合溶液中滴入稀鹽酸，立即產(chǎn)生氣泡()(7)(2015·高考山東卷，7A)金屬鈉著火時使用泡沫滅火器滅火()(8)(2015·高考海南卷)純堿去油污利用了純堿的氧化性()(9)(2015·高考廣東卷，22A)