第8講鈉及其重要的化合物

1、|第三章金屬及其化合物I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(yīng)用。2掌握鈉的重要化合物主要性質(zhì)及其應(yīng)用。考點一鈉的主要性質(zhì)及其應(yīng)用知識整合1.物理性質(zhì)色 顏熔點硬度度 密鋰性白艮 乍色大一好 良2化學性質(zhì)(1)與非金屬單質(zhì)(如。2、Cl"的反應(yīng)與° 常溫下：化學方程式為4Na + O2=2Na2。 反應(yīng).加熱時：化學方程式為2Na + O2=Na2O2 (2)與水的反應(yīng) 化學方程式：2Na + 2H2O=2NaOH +出匸 與滴加酚酞的水反應(yīng)的現(xiàn)象與解釋鈉的密度比水小生成的氣體推動鈉球游動氫氣輕微爆鳴聲酚猷變紅,說明生成了里性物質(zhì)3.

2、鈉的制取及保存4.焰色反應(yīng)電解密封保存，通常保存在石蠟油或煤油中電解熔融氯化鈉：2NaCl(熔融)=2Na+ClJ(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)。常見元素焰色反應(yīng)的顏色：鈉元素：黃色鉀元素：紫社(透 過藍色鉆玻璃)5.鈉的用途制取N幻等化合物一-鈉、鉀合金可用于原子反應(yīng)堆的 ' 導熱劑用作電光源，制作強還原劑如4Na+TiCl 作高壓鈉燈4NaCI+Ti【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(yīng)；通常用沙子掩蓋滅火。2. 寫出Na與C

3、uSO4溶液反應(yīng)的化學方程式及反應(yīng)時的主要現(xiàn) 象。提示：2Na + CuS04 + 2H?O=Na2SO4 + Cu(OH)2 J + H2f 現(xiàn) 象：比與H2O反應(yīng)劇烈；有氣體放出；有藍色沉淀析出?？键c闡釋1. 金屬鈉露置在空氣中的變化過程銀白色金屬鈉 °2表面變暗H2。出現(xiàn)白色固體> >Na生成Na?。生成NaOHH2O表面變成溶液C°2白色塊狀物質(zhì)>風化> > > NaOH 潮解生成 Na2C°3 I0H2O白色粉末狀物質(zhì)生成NazCO 32. 鈉與水、酸、鹽溶液的反應(yīng)(1) 鈉與水、酸的反應(yīng)實質(zhì)上均是和 H +反應(yīng)鈉與稀

4、硫酸、鹽酸等非氧化性酸反應(yīng)時，首先是鈉直接跟酸反應(yīng)， 過量的鈉再與水反應(yīng)，而不能認為是鈉先跟水反應(yīng)，生成的NaOH再跟酸中和。鈉投入足量鹽酸中反應(yīng)的化學方程式：2Na + 2HCI=2NaCI + H2 f 離子方程式：2Na + 2H+=2Na + +出f(2) 鈉與鹽溶液的反應(yīng)先考慮Na與水反應(yīng)生成NaOH ,再考慮NaOH是否與鹽發(fā)生復 分解反應(yīng) 投入NaCI溶液中，只有H2放出。2Na + 2H 2O=2NaOH + H2 f 投入飽和NaCI溶液中，有H2放出，還有NaCI晶體析出(溫 度不變)。 投入NH4CI溶液中，有H2和NH3逸出。 投入CUSO4溶液中，有H2放出和藍色沉淀

5、生成。2Na + 2H2O + CuSO4=Cu(OH) 2 J + Na2SO4 + H2 f典題示例考向一 鈉與水及酸、堿、鹽溶液的反應(yīng)(1鈉與水、酸反應(yīng)的實質(zhì)都是與H的反應(yīng)。(2)金屬鈉與町溶性鹽溶液反應(yīng)的思維模板】鹽溶液小仝n削+ H就)反應(yīng)-*H2O減少一對溶劑質(zhì)量的影響 -生成NEH"號溶質(zhì)是否反應(yīng) f左成戰(zhàn)對裝置的要求M比 對實驗環(huán)境的影響或?qū)Jj7 熱 f溶質(zhì)的溶解度的影響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MgS04溶液 NaCI溶液 Na2SO4溶液 飽和澄清石 灰水Ca(HCO 3)2溶液解析：2Na + 2H2O=2NaOH +

6、出匸，中 Mg2十 + 20H - =Mg(OH)2 J,中反應(yīng)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Ca2 + + HCO 3+ OH =CaCO3$ + 出。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(yīng)速率由快到慢的順序為 。解釋反應(yīng)速率不同的原因： O答案：c>a>b鈉與上述三種物質(zhì)反應(yīng)的實質(zhì)都是鈉與H*間的置換反應(yīng)，H+濃度的大小決定了反應(yīng)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(yīng)速率為c>a>b考向二鈉與水反應(yīng)實驗拓展

7、3. 金屬鈉與水的反應(yīng)是中學化學中的一個重要反應(yīng)。該反應(yīng)的演示方法分別如圖甲、乙所示:乙(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)

8、abd (2)b考向三焰色反應(yīng)4. (2018安徽十校聯(lián)考)用光潔的鉑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Na*B. 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(yīng)有關(guān)。下列說法正確的是（）A .焰色反應(yīng)是化學變化B.所有金屬元素都有焰色反應(yīng)C .用玻璃棒蘸取試液進行焰色反應(yīng)

9、D .可以用焰色反應(yīng)來區(qū)別 NaCl和KCI解析：焰色反應(yīng)是物理變化；只有部分金屬元素有焰色反應(yīng)（比如Pt和Fe無焰色反應(yīng)）；玻璃棒中本身含有鈉元素，應(yīng)用鉑絲或鐵 絲蘸取試液進行焰色反應(yīng)；根據(jù)Na和K的焰色反應(yīng)不同，可用焰色 反應(yīng)來區(qū)別NaCl和KCI。答案：D考點二氧化鈉和過氧化鈉知識整合氧化鈉（NazO）過氧化鈉（Na2O2）顏色狀態(tài)白色固體淡黃色固體電子式 -»Na+E： () : 2_a 1 «1 | a+：() : () :2 Na1陰、陽離子個數(shù)比1 : 21 : 2物質(zhì)類別堿性氧化物過氧化物與出0反應(yīng)Na2O + H2O=2NaOH2Na2O2 + 2H2O=

10、4NaOH+。2匸與CO2反應(yīng)Na? O + CO 2=Na2CO32Na2O2 +2CO2=2Na2CO3 +。2與鹽酸反應(yīng)Na2O + 2HCI=2NaCI +H2O2Na?O2 + 4HCI=4NaCI +O2f+ H2O穩(wěn)定性不穩(wěn)定較穩(wěn)定特性一一-強氧化性用途一供氧劑、漂白劑【多維思考】1為什么Na2O2不屬于堿性氧化物？提示:Na2O2與酸反應(yīng)除了生成鹽和水，還有氧氣生成，故W2O2不是堿性氧化物。2. Na20、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。3. Na2O2加入酚酞溶液中有什么現(xiàn)象？提示：先變紅后褪色?？键c闡釋氏Na

11、2O2與某些氧化物反應(yīng)的規(guī)律1. 過氧化鈉的強氧化性S()2 或 S()|-Na2O2s()rH2S或呼一sFc2-Fe3 +品紅溶液褪色2. W2O2與CO2、出0反應(yīng)的重要關(guān)系(1)氣體體積差的關(guān)系2如2。2+ 2CO2=2Na2CO3 +。2 氣體體積差 21AV=12Na2O2+ 2H2O(g)=4NaOH + O2 f 氣體體積差 21 AV=1由此可見，若 CO2和水蒸氣的混合氣體(或單一氣體)通過足量1Na2O2，氣體體積的減少量是原氣體體積的Q,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(yīng)，可視 為 W2O2首先與CO2反應(yīng)

12、，剩余Na2O2再與H2O(g)反應(yīng)。(3) 電子轉(zhuǎn)移關(guān)系當Na2O2與CO2或H2O反應(yīng)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(yīng)可見，每1 mol CO?、水蒸氣分別與足量Na2O2反 應(yīng)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 “CC”，或相當于吸收了水蒸氣中的 “H”，所以固體增加的質(zhì)量=28 n(C)或= n(H)。此規(guī)律適用于 出0、CO?與 W2O2反應(yīng)的計典題示例考向一 過氧化鈉的強氧化性1. 比較下列四組反應(yīng)，回答下列問題。一組： Na?02 + CO2Na?02 + SO2二組： W2O2 + FeCb(溶

13、液)Na2O2 + FeCI?(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Na?。？固體加入到紫色石蕊溶液中問題：(1)寫出、兩反應(yīng)的化學方程式。(2) 判斷、反應(yīng)中可能發(fā)生的現(xiàn)象，為什么？(3) 判斷、反應(yīng)中可能發(fā)生的現(xiàn)象，為什么？(4) 判斷、反應(yīng)中可能發(fā)生的現(xiàn)象，為什么？答案：2Na2O2+ 2CO2=2Na2CO3 + O2 NazO? + SOz=Na2SO4(2)、反應(yīng)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 Na?。？與溶液中的水劇烈反應(yīng)會有 NaOH 和 O2 產(chǎn)生，F(xiàn)eCl3 與 NaO

14、H 反應(yīng)生成 Fe(OH)3, Fe(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(yīng)生成NaOH，呈堿性，同時Na2O2又有漂白性?！舅儆浛ㄆ?過氧化鈉的強氧化性(1)從化合價的角度分析0 失去電子，化合價升高1 得到電子，化合價降低 2O 2>Na?02> O表現(xiàn)為還原性 表現(xiàn)為氧化性Na2O

15、2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)W2O2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：Na2O2 + SO2=Na2SO4與氫硫酸：溶液變黃色渾濁與 Feci?溶液：生成紅褐 色的 Fe(OH) 3沉淀考向二 Na?。?與CO?、H2O反應(yīng)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(yīng)，反應(yīng)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 ()A. H2B. COC. C6H12O6D. C12H22O11點燃J丿、八、解析： 2CO+ O2=2CO22Na2O

16、2+ 2CO2=2Na2CO3+ O2+得：NazO2 + CO=Na2CO3(虛擬的反應(yīng))即: CO可被Na2O2完全吸收點燃2H2+ O2=2H2O2Na2O2 + 2H2O=4NaOH +。2匸+得：Na2O2 + H2=2NaOH（虛擬的反應(yīng)）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(yīng)后質(zhì)量增加大于a g。答案：D【速記卡片】凡分子組成符合（C0）m（H2）n的物質(zhì)，W g該物質(zhì)在。2中完全燃燒，將其產(chǎn)物（CO2和水蒸氣）通過足量的Na?。？后， 固體增重必為 W g。或是由C、H、0三種元素組成的物質(zhì)，只要C、 O原子個數(shù)比為1 : 1,即

17、可滿足該條件?？键c三碳酸鈉與碳酸氫鈉知識整合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?。ヽ（B）相等時的pHpH(Na2CO3)> pH(NaHCO 3)熱穩(wěn)定性加熱不分解不穩(wěn)定，受熱易分解與鹽酸反應(yīng)Na?C03 + 2HCI= 2NaCl + HoO + CO°f 或 Na2CO3 + HCI= NaCI + NaHCOsNaHCO 3 + HCI=NaCI+ H 2O + CO 2±與 CaCl2 和BaCl2反應(yīng)Ca2 + + CO =CaCO3 J Ba? + CO2 =BaCO3 J不反應(yīng)與堿Na

18、OH 和Ca(OH) 2 反應(yīng)與NaOH不反應(yīng)Ca(OH) 2 + Na2CO3= CaCO3 J + 2NaOHNaHCO 3 + NaOH=W2CO3 + H2O2NaHCO3+Ca(OH) 2=CaCO3 J+ Na?CO3 +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Q)C( )2 + H") H+(少量)加熱 oh -NaHC()3【多維思考】1將C02氣體通入飽和 Na2CO3溶液中有何現(xiàn)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NaHCOs 的質(zhì)量比原Na2CO3的質(zhì)量大；NaHCOs的溶解度小于 W2CO3的 溶解度；反應(yīng)消耗溶劑水。2

19、. 僅用試管和膠頭滴管，你能鑒別 NazCOs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、NaHCO 3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：NaHCO 3?？键c闡釋Na2CO3與NaHCO 3的鑒別與計算1. 鑒別加熱袪:產(chǎn)生使澄潸石灰水變渾漁的弐體的 J&NaHCO3沉淀法：滴入BaCl2或(：此1工溶液產(chǎn)生沉淀的SNa2CO3氣體法:滴入鹽酸立即產(chǎn)生氣體的是NaHCOj2. 與等濃度鹽酸反應(yīng)的規(guī)律(1) 放出 CO?快慢，NaHCO3>N

20、a2CO3。(2) 混合物反應(yīng)先后：因CO3結(jié)合H+更容易，所以Na2CO3先反 應(yīng)生成NaHCOs,然后NaHCO 3再反應(yīng)。3. W2CO3和NaHCO3與酸反應(yīng)圖象(1) 向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸，消耗HCI的體積與產(chǎn)生CO2 的體積的關(guān)系如圖1所示。(2) 向NaHCO 3溶液中逐滴加入鹽酸，消耗 HCI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 HCI 的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖3所示(設(shè)NaOH、W2CO3的 物質(zhì)的量之比x: y= 1 : 1)。(4) 向Na2CO3、NaHCO 3的混合物中逐滴加入

21、鹽酸，消耗 HCI 的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖4所示(設(shè)Na2CO3> NaHCO3 的物質(zhì)的量之比m : n= 1 : 1,其他比例時的圖象略)。V(CO3)1:1圖4典題示例考向一 Na2CO3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 W2CO3B分別加入等濃度的稀鹽酸反應(yīng)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Na?CO 3解析：Na2CO 3溶液與CaCl2溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀而 NaHCO 3溶液與C

22、aCl 2溶液不反應(yīng)，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 W2CO3、NaHCO3的是。pH試紙 CaCS溶液 澄清石灰水稀鹽酸加熱蒸干再灼燒解析：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(yīng)圖象3. （2018山東濰坊期末）向NaOH和NazCO?混y（鹽酸）兒合溶液中滴加0.1 mol L-1稀鹽酸，CO 2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(yīng)B. ab斜段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CO3- + 2=出0 +CO2TC. a= 0.3D .原混合溶液中NaO

23、H與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為1 : 2 解析：向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加01 molL_1稀鹽酸，發(fā)生的反應(yīng)依次為：OH +才=出0 , CO3 + H*=HCO3, HCO 3 + H*=CO2f +H2O,據(jù)此可以解答。在0a范圍內(nèi)，發(fā)生的反應(yīng) 應(yīng)該是OH - + H+=H2O, CO3- + H + =HCO 3,不只發(fā)生中和反應(yīng)，A錯誤；ab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 HCO3 + H + =CO2 f +出。, B錯誤；從圖象知生成 CO2 0.01 mol，根據(jù)方程式 HCO 3 + H +=C02f +出0可知消耗鹽酸的物質(zhì)的量為 0.01 mol,故a= 0.3,

24、C正確；根據(jù)方程式和圖象可知 W2CO3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(yīng)的鹽酸是 0.04 mol 0.02 mol= 0.02 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 2 ： 1, D錯誤。答案：C4.將一定體積的CO2通入一定濃度的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。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

25、可知， 該溶液的溶質(zhì)是NaOH和NazCOsoOA段H +先與OH 反應(yīng)生成H?。, 待OH 消耗完，H+再與CO2反應(yīng)生成HCO3。AB段發(fā)生反應(yīng)H + + HCO3=CO2f + H2O，加入 35 mL 鹽酸時，產(chǎn)生的 n(CO2) = n(H +) = (35 25) mL x 103L mol1x 1molL 1 = 0.01 mol,則 V(CO 2)= 22.4 L mol 1 x 0.01 mol = 0.224 L = 224 mL。 (2)由 H + + CO 3 =HCO3及 H + + HCO3= CO2T + HqO 可知，n(CO3) = (45 25) mL x

26、103 L mL1x 1 mol L 1= 0.02 mol,故 OA 段與 H +反應(yīng)的 OH為 25 mL X 10_3 L mL-1 x 1 mol 0.02 mol= 0.005 mo,即溶液中含 NaOH 0.005 mol、 Na2CO3 0.02 mo。答案：(1)224(2)NaOH 0.005 mol、 NazCOs 002 molI高罟其題通掃1. 判斷正誤(正確的打“/”，錯誤的打“X”) (1)(2017高考北京卷，8A改編)CO2氣體使Na?。？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NazCOs，可(3)(2017高考江蘇卷,可用作呼吸面具供氧劑(4)(2017高考江蘇卷,+出匸()以將固體加熱至恒重()3A)Na2O2吸收CO2產(chǎn)生。2，所以 W2O2)6A)鈉與水反應(yīng) Na + 2H2O=Na + + 2OH8A)鉀、鈉、鎂等活潑金屬著火時，不能(5)(2016高考浙江卷,用泡沫滅火器滅火()(6)(2015高考全國卷H , 13A)向碳酸鈉與氫氧化鈉的混合溶液中 滴入稀鹽