專題05鈉及其化合物核心精講解析版

1、專題05鈉及其化合物【知識導(dǎo)圖】【目標導(dǎo)航】本專題內(nèi)容為各種化學考試的高頻考點，鈉的化合物在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中扮演著重要角色，隨著試題與社會生活聯(lián)系的日益密切，鈉、過氧化鈉的性質(zhì)，NaHCO3、Na2CO3與酸、堿、鹽溶液的反應(yīng)仍然是命題的熱點。以鈉及其化合物之間的轉(zhuǎn)化為載體，結(jié)合生活、生產(chǎn)及物質(zhì)的應(yīng)用，以工業(yè)流程題、實驗題、選擇題和鑒別題等形式出現(xiàn)的可能性較大，也可能出現(xiàn)綜合性計算題?！局仉y點精講】、鈉的性質(zhì)及應(yīng)用1鈉的物理性質(zhì)銀白色，有金屬光澤的固體，質(zhì)地柔軟，熔點低（小于100 C ），密度比水的小，但比煤油的大。2從鈉原子的原子結(jié)構(gòu)認識鈉的化學性質(zhì)還原性O(shè)2、CI2、H 2O、H

2、等(1) 與非金屬單質(zhì)(如02、CI2)的反應(yīng)常溫：4Na + O2=2Na2OO2加熱：2Na + O2=Na2O2占燃CI2 : 2Na + Cl2="=2NaCI(2) 與水反應(yīng) 離子方程式：2Na+ 2H2O=2Na* + 2OH+ H?丄 與滴加酚酞的水反應(yīng)的現(xiàn)象及解釋遡的能度比水小嚴十弋體(ft動訥昧怖勸反甌劇豐生段強縄NnOH(3) 與鹽酸反應(yīng)離子方程式：2Na+ 2H + =2Na* + H ?丄(4) 與鹽反應(yīng)a. 與熔融鹽反應(yīng)高溫如：4Na+ TiCl4=4NaCI + Ti咼溫Na + KCI=NaCI + Kf制取金屬鉀，因為鉀的沸點比鈉的沸點低，使鉀成為蒸汽

3、而逸出b. 與鹽溶液反應(yīng)Na 與 CuSO4 溶液反應(yīng)的化學方程式 2Na+ CuSO4+ 2H2O=Na2SO4+ H2 T+ Cu(OH) 2 L(5) 與某些有機物反應(yīng)如: 2Na+ 2CH3CH2OH>2CH3CH2ONa+ H2T 2Na+ 2CH 3COOH > 2CH 3COONa + H2 f3鈉的制取及保存一 電解(1) 制?。夯瘜W方程式為 2NaCI(熔融)=2Na + CI2 f(2) 保存：密封保存，通常保存在石蠟油或煤油中 4鈉的用途(1) 鈉鉀合金(液態(tài))可用于原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。(2) 用作電光源，制作高壓鈉燈。(3) 冶煉某些金屬金屬鈉具有強還原性，

4、熔融狀態(tài)下可以用于制取金屬，如4Na+ TiCI 4=t=4NaCI + Ti。特別提醒：1. 鈉燃燒時不能用水滅火，應(yīng)用沙土蓋滅。2. 取用金屬鈉時，用鑷子夾取金屬鈉，用濾紙擦干表面的煤油，放在潔凈干燥的玻璃片上用小刀切割，不能用手直接接觸金屬鈉，并且將剩余的鈉放回原試劑瓶中保存。3鈉與溶液反應(yīng)的共同現(xiàn)象 ?。衡c浮在液面上；熔：鈉熔化成光亮的小球；游：在液面上不停地游動直至反應(yīng)完全；響：反應(yīng)中不停地發(fā)出 嘶嘶嘶”的響聲。若溶液中 H +濃度較大，與水相比反應(yīng)更加劇烈，最后鈉可能在液面上燃 燒。4鈉性質(zhì)的巧記口訣：銀白輕低軟，傳導(dǎo)熱和電；遇氧產(chǎn)物變，遇氯生白煙；遇水記五點，浮熔游響紅；遇 酸酸

5、優(yōu)先，遇鹽水在前。二、鈉的氧化物與氫氧化物1氧化鈉與過氧化鈉的比較Na2ONa2O2電子式1 Na+ ： O： : 0： O：* « 氧元素化合價-2-1色、態(tài)白色固體淡黃色固體陰、陽離子個數(shù)比1 : 21 : 2是否為堿性氧化物是不是與水反應(yīng)Na2O+ H2O=2NaOH2Na2O2+ 2H2O=4NaOH + O2 J與CO2反應(yīng)Na2O+ CO2=Na2CO32Na2O2 + 2CO2=2Na2CO3+ O2與鹽酸反應(yīng)Na2O+ 2HCI=2NaCI +H2O2Na2O2+ 4HCI=4NaCI + 2H2O +O2 J用途氧化劑、供氧劑、漂白劑特別提醒：1.過氧化鈉是常用的工

6、業(yè)漂白劑，但是不能用于食品的漂白；2.Na2O2既有氧化性又有還原性，但主要表現(xiàn)為氧化性。當遇到KMnO4等強氧化劑時，可表現(xiàn)出還原性，氧化產(chǎn)物為O2；3. Na2O2遇到CO2、 H2O、H發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)。Na2O2既是氧化劑又是還原劑，且1 mol Na 2O2轉(zhuǎn)移的電子是1 mol而不是 2 mol。2氫氧化鈉(1) 物理性質(zhì)：NaOH的俗名為燒堿、火堿或苛性鈉；它是一種白色固體，易溶于水并放出大量的熱，有吸 水性；吸收空氣中的水分而潮解很強的腐蝕性。(2) 化學性質(zhì) 具有堿的通性 其他反應(yīng)與金屬鋁反應(yīng)：2AI + 2OH+ 2H2O=2AIO r+ 3H?J與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：Cl

7、2 + 2OH -=Cl_+CIO_+H 2O酯類水解：CH3COOC2H5 + NaOH t CHgCOONa + CH 3CH2OH(3) NaOH的制取 土法制堿：Na2CO3+ Ca(OH)2=CaCOa ；+ 2NaOH電解 現(xiàn)代工業(yè)制堿：2NaCI + 2H2O=2NaOH斗H2件Cl2J三、碳酸鈉與碳酸氫鈉1. Na2CO3 和 NaHC03 的性質(zhì)Na<0.加'1淞旌NijCOX-OHh= CCO4+3NaOlfNa t'O+BaCL；BiOCM*2N*CJ俗牡 純it或拂打.熔喪墜曦性L俗 小蘇打溶液臨剎性粵瞬匪比g£5企 -直一ullCO，+

8、HCI=NbCI+H,(K0i fNaijCO 汁=2NiG+tf jO4«VNd ICO,鋰屹0片51 *匕滬 =CaCCM*H)離干卮應(yīng) 30H,少量 Ca+aOH'-fraHCOg CaCOJ +(Xj-+a5B3Cb網(wǎng)無明頤象:曲仆解 _ 2aHC0i 里 Nn W.+H O+CO I2轉(zhuǎn)化關(guān)系DCOj+HO!Na2CO3工聞怡肚耙日這星OR NaHC0 33. Na2CO3和NaHC03性質(zhì)的應(yīng)用(1) Na2CO3、NaHC03 的鑒另ij 固體的鑒別用加熱法：產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體的是NaHCO3固體。 溶液的鑒別可用沉淀法、氣體法和測pH法。a. 沉淀法

9、：加入 BaCl2溶液或CaCl2溶液，產(chǎn)生沉淀的是 Na2CO3溶液。b. 氣體法：滴入稀鹽酸，立即產(chǎn)生氣泡的是NaHCO3溶液。c. 測pH法：用pH試紙測相同濃度的稀溶液，pH大的是Na2CO3溶液。(2) Na2CO3、NaHCO3 的除雜序號混合物(括號內(nèi)為雜質(zhì))除雜方法Na2C03(s)(NaHC0 3)加熱法NaHC0 3(aq)(Na2C03)通入足量C02Na2C03(aq)(NaHC0 3)滴加適量Na0H溶液特別提醒：1. NaHC03與堿溶液反應(yīng)的實質(zhì)是 HC03與0H反應(yīng)生成C03，C0有可能發(fā)生后續(xù)反應(yīng)， 如NaHC03與Ca(0H) 2溶液反應(yīng)可以生成白色沉淀 C

10、aC03 ； 2.不能用澄清石灰水來鑒別 Na 2C03與NaHC0 3 ： Ca(0H)2溶液與二者反應(yīng)均生成白色沉淀CaC03,無法區(qū)別；3.用鹽酸鑒別 Na2C03溶液和NaHC03溶液時，要求兩溶液濃度相差不大，且加入的鹽酸等濃度且不宜過大；4. Na2C03、NaHC0 3與酸、堿、鹽的反應(yīng)均為復(fù)分解反應(yīng)，因而反應(yīng)能否進行應(yīng)從復(fù)分解反應(yīng)的條件來判斷。3.Na2C03、NaHC0 3與鹽酸反應(yīng)的基本圖象(1) 向Na2C03溶液中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生C02的體積關(guān)系如圖所示。圖象特點：0a段、ab段消耗鹽酸的體積相等。反應(yīng)原理：0a段 C03+ H+ =HC03 , ab

11、段 HCO3+ H+木=H20+ C02 ToC02的體積關(guān)系如圖所示。向NaHC03溶液中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生圖象特點：從 0點開始即產(chǎn)生 C02氣體。反應(yīng)原理：HC03 + H + =H20 + C02 To向Na2C03、NaHC0 3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生C02的體積關(guān)系如圖所示(設(shè)Na2C03、NaHC0 3的物質(zhì)的量之比為 m n = 11，其他比例時的圖象略)。圖象特點:反應(yīng)原理:Oa段消耗Oa 段 CO3一 + H +=HCOa ,ab 段 HCO3 + H + =H20+ CO2 %向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入鹽酸,消耗鹽酸的

12、體積與產(chǎn)生 CO2的體積關(guān)系如圖所示(設(shè)NaOH、Na2CO3的物質(zhì)的量之比x y= 1 1,其他比例時的圖象略)。|V(CO2) x:y=l:l 丨'乃0123 V(HC1)圖象特點：Oa段消耗HCI的量大于ab段消耗HCI的量。反應(yīng)原理：Oa 段 H + + OH一=H20, CO2+ H +=HCO3 ；ab 段 HCO3 + H+=H2O+ CO2%四、堿金屬元素、焰色反應(yīng)1堿金屬的一般性與特殊性一般性相似性遞變性(由Li t Cs)原子結(jié)構(gòu)最外層均為1個電子電子層數(shù)逐漸增多核電荷數(shù)逐漸增大原子半徑逐漸增大元素性質(zhì)都具有較強的金屬性，最高正價均為+ 1價金屬性逐漸增強單質(zhì)性質(zhì)物

13、理性質(zhì)(除Cs外)都呈銀白色，密度較小，熔、沸點較低密度逐漸增大(鉀反常)，熔、沸點 逐漸降低化學性質(zhì)都具有較強的還原性還原性逐漸增強；與 。2反應(yīng)越來越劇烈，產(chǎn)物越來越復(fù)雜(2) 特殊性 堿金屬的密度一般隨核電荷數(shù)的增大而增大，但鉀的密度比鈉的小。 堿金屬一般都保存在煤油中，但由于鋰的密度小于煤油的密度而將鋰保存在石蠟中。 堿金屬跟氫氣反應(yīng)生成的堿金屬氫化物都是離子化合物，其中氫以H形式存在，顯-1價，堿金屬氫化物是強還原劑。2焰色反應(yīng)(1) 焰色反應(yīng)的概念某些金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)出特殊的顏色，屬于物理變化元素的性質(zhì)。(2) 焰色反應(yīng)的操作酒精燈 蘸取酒精燈用鹽酸 酒精燈

14、鉑絲-灼燒 > 無色> 待測物 灼燒觀察火焰顏色 洗滌鉑絲 灼燒無色(3) 常見元素的焰色鈉元素黃色；鉀元素紫色 (透過藍色鈷玻璃觀察);銅元素綠色。特別提醒：1 焰色反應(yīng)是物理變化，是金屬元素的性質(zhì)，既可以是單質(zhì)，也可以是化合物，如不論灼燒Na2CO3、NaCI、Na2SO4還是鈉的單質(zhì)，均發(fā)出黃色火焰。2. (1)用稀鹽酸清洗的原因：生成金屬氯化物，而金屬氯化物在高溫時可揮發(fā)。(2) 焰色反應(yīng)中所用的火焰應(yīng)是無色或淺色的。(3) 灼燒鉑絲時應(yīng)一直燒至火焰恢復(fù)到原來的顏色?？捎脻崈舻蔫F絲代替鉑絲，不能用銅絲代替。3 堿金屬常從以下幾個方面設(shè)問題(1) 堿金屬單質(zhì)與水(或酸)反應(yīng)的

15、現(xiàn)象；(2) 堿金屬單質(zhì)的保存(注意堿金屬的密度);(3) 堿金屬單質(zhì)與氧氣反應(yīng)產(chǎn)物的判斷；堿金屬對應(yīng)的氫氧化物堿性強弱的比較；(5) 堿金屬的碳酸鹽性質(zhì)的比較；(6) 與最新的科學技術(shù)相關(guān)的堿金屬的應(yīng)用?！镜漕}精練】考點1、考查鈉及其化合物的性質(zhì)和用途例1、下列關(guān)于金屬鈉單質(zhì)及其化合物的說法中，不正確的是()A. NaCI可用作食品調(diào)味劑B. 相同溫度下NaHC03的溶解度大于 Na2CO3C. Na2CO3的焰色反應(yīng)呈黃色D工業(yè)上Na可用于制備鈦、鋯等金屬解析：A項，氯化鈉有咸味，可用作食品調(diào)味劑；B項，碳酸氫鈉的溶解度小于碳酸鈉的溶解度；C項，鈉元素的焰色反應(yīng)為黃色；D項，鈉的活動性比較

16、強，可以從熔融鹽中置換出鈦、鋯等金屬。答案：B【名師點睛】本題考查物質(zhì)的性質(zhì)及應(yīng)用，把握物質(zhì)的性質(zhì)、發(fā)生的反應(yīng)、性質(zhì)與用途的關(guān)系為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意元素化合物知識的應(yīng)用，題目難度不大?？键c2、考查過氧化鈉的有關(guān)計算例2. 200 C時，11.6 g CO2和水蒸氣的混合氣體與足量的Na2O2充分反應(yīng)后固體質(zhì)量增加了3.6 g，則原混合氣體的總物質(zhì)的量是()A . 0.125 molB . 0.25 molC. 0.5 molD . 1 mol解析：根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，生成。2的質(zhì)量為11.6 g 3.6 g = 8 g, n(O2)=8書= 0.25 mol，根據(jù)g

17、oNa2O2與H2O(g)、CO2反應(yīng)的物質(zhì)的量的關(guān)系可知CO2和H2O(g)的物質(zhì)的量之和為 0.25 mol冶0.5 mol。答案：C練后歸納： W2O2與CO2、H2O的反應(yīng)化學反應(yīng)：2Na2O2+ 2CO2=2Na2CO3+ O22Na2O2+ 2H2O(g)=4NaOH + O21 五個重要關(guān)系(1) 先后順序關(guān)系一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反應(yīng)，可看做 Na2O2先與CO2反應(yīng)，待CO2反應(yīng)完全后，Na2O2再與H2O(g)發(fā)生反應(yīng)。(實際情況復(fù)雜得多)(2) 電子轉(zhuǎn)移關(guān)系不論是與CO2還是與H2O(g)反應(yīng)，CO2與H2O(g)均既不是氧化劑也不是還

18、原劑，反應(yīng)的實質(zhì)都是Na2O2自身發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，所以每有1 mol O2生成時，轉(zhuǎn)移的電子均為2 mol。即2Na2O2022e。(3) 物質(zhì)的量的關(guān)系無論是CO2或H2O的單一物質(zhì)還是二者的混合物，通過足量的Na2O2時，C02或H20與放出02的物質(zhì)的量之比均為2: 1。（4）氣體體積關(guān)系1若C02和水蒸氣的混合氣體（或單一氣體）通過足量Na2O2，氣體體積的減少量為原混合氣體體積的2,即為生成氧氣的量。（5）固體質(zhì)量關(guān)系相當于固體Na2O2只吸收了 CO2中的“CO；H2O中的“H”可以看做發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)：Na2O2+ CO=Na2CO3,Na2O2+ H2=2NaOH（實際上兩反

19、應(yīng)都不能發(fā)生 ）。2 增重量等于可燃物質(zhì)量的規(guī)律凡分子組成符合（CO）m（H2）n的物質(zhì)，m 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Na2O2 后，固體增重必為 m g?；蛘呤怯蒀、H、O三種元素組成的物質(zhì)，只要 C、O原子個數(shù)比為1 1，即可滿 足上述條件。中學階段常見的符合這一關(guān)系的物質(zhì)有：無機化合物：H2、CO及H2和CO的混合氣體。有機化合物： CH3OH（甲醇卜HCHO（甲醛）、CH3COOH（乙酸卜HCOOCH 3（甲酸甲酯）、C6H12O6（葡萄糖） 等?？键c3、考查碳酸鈉和碳酸氫鈉的有關(guān)計算例3、現(xiàn)有25 mL 2 mol L一1的Na2CO3溶液和75

20、mL 1 mol L71的稀鹽酸。將Na2CO3溶液逐滴滴入稀鹽酸中；將稀鹽酸逐滴滴入 Na2CO3溶液中。兩操作的現(xiàn)象及結(jié)果 （標準狀況下）為（）A 現(xiàn)象相同，所得氣體的體積相等B 現(xiàn)象相同，所得氣體的體積不等C.現(xiàn)象不同，所得氣體的體積相等D 現(xiàn)象不同，所得氣體的體積不等解析：把Na2CO3溶液逐滴加到鹽酸中，開始時鹽酸過量，則發(fā)生反應(yīng) Na2CO3 + 2HCl=2NaCl + H2O + COzf, 開始就有氣體放出。若將鹽酸滴到Na2CO3溶液中，開始時 Na2CO3過量，只發(fā)生反應(yīng) Na2CO3 +HCl=NaHCO 3+ NaCl，無氣體放出，只有在 Na2CO3全部轉(zhuǎn)化成 Na

21、HCO3后再滴加鹽酸才有氣體放出。n（Na2CO3）： n（HCI） = （0.025 L 2>mol L）: （0.075 L 1Xnol L）= 2： 3>1 : 2,故產(chǎn)生的 CO2 的體積不相同。答案：D、練后總結(jié)：Na2CO3、NaHCO3與足量鹽酸反應(yīng)的定量關(guān)系生成CO2的速率NaHCO3快耗酸量等質(zhì)量Na2CO3耗酸多等物質(zhì)的量Na2CO3耗酸多生成CO2的體積等質(zhì)量NaHCO 3產(chǎn)生的多等物質(zhì)的量相等考點4、考查碳酸鈉和碳酸氫鈉的有關(guān)圖像分析例4、向四只盛有一定量 NaOH溶液的燒杯中通入不同量的 CO?氣體，再在所得溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量，并將溶液加熱，產(chǎn)生的

22、CO2氣體與HCI物質(zhì)的量的關(guān)系如圖（忽略CO2的溶解和HCI的揮發(fā)）：則下列分析都正確的組合是 （）I圖對應(yīng)溶液中的溶質(zhì)為 NaHCO3川圖對應(yīng)溶液中的溶質(zhì)為NaOH和Na2CO3，且二者的物質(zhì)的量之比為 1 1”圖對應(yīng)溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3H圖對應(yīng)溶液中的溶質(zhì)為Na?CO3和NaHCO3，且二者的物質(zhì)的量之比為1 1A . B . C .D .解析：圖象I中從 O點即開始產(chǎn)生CO2氣體，對應(yīng)溶液中的溶質(zhì)為 NaHCO3,正確；圖象n中Oa段消耗HCI的量小于ab段消耗HCI的量，對應(yīng)的溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3,且二者的物質(zhì)的量之比n 7：黑31正確；圖象川中，Oa段消耗

23、HCI的量等于ab段消耗HCI的量，對應(yīng)溶液中n NaHCO 33 1 ><21的溶質(zhì)為Na2CO3,不正確；圖象W中， Oa段消耗HCI的量大于ab段消耗HCI的量，對應(yīng)溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3、NaOH，且二者的物質(zhì)的量之比：打NaC°3 => = 1，不正確。答案：A練后反思：CO2與NaOH反應(yīng)后溶液成分的判斷方法 若a = 0（即圖象從原點開始），溶液中的溶質(zhì)為 NaHCO3； 若V（Oa） = V（ab）（即Oa段與ab段消耗鹽酸的體積相同），溶液中的溶質(zhì)為 Na2CO3； 若V（Oa）>V（ab）（即Oa段消耗鹽酸的體積大于 ab段消耗鹽酸的體積），溶液中的溶質(zhì)為 Na2CO3和NaOH ； 若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗鹽酸的體積小于 ab段消耗鹽酸的體積)，溶液中的溶質(zhì)為 Na2CO3和NaHCO3?？键c 5、考查堿金屬元素的一般性和特殊性例 5、下列關(guān)于堿金屬的