第12講 鈉及其化合物 課件(共25張PPT)高考化學(xué)（全國通用）

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新高一化學(xué)銜接課程

第12講鈉及其化合物

【內(nèi)容導(dǎo)航】

1．金屬鈉的性質(zhì)及應(yīng)用。

2．氧化鈉和過氧化鈉的性質(zhì)及應(yīng)用。

3．碳酸鈉和碳酸氫鈉。

4．侯氏制堿法。

一、金屬鈉的性質(zhì)及應(yīng)用

1．鈉的原子結(jié)構(gòu)及存在

(1)鈉的原子結(jié)構(gòu)

易失一個電子

Na

Na+

鈉原子易失去最外層的一個電子，形成具有穩(wěn)定電子層結(jié)構(gòu)的鈉離子。因此，金屬鈉具有強還原性。

(2)鈉的存在

鈉元素在自然界中以化合態(tài)存在，如氯化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉等。

2．實驗探究鈉的性質(zhì)

(1)鈉與氧氣的反應(yīng)

實驗1：用小刀切開金屬鈉。

實現(xiàn)現(xiàn)象：新切開的鈉具有銀白色的金屬光澤，在空氣中很快變暗。

實驗結(jié)論：金屬鈉為銀白色，質(zhì)軟，常溫下易被O2氧化。

化學(xué)方程式：4Na＋O2===2Na2O

實驗2：在空氣中加熱鈉

實驗現(xiàn)象：鈉先熔化成小球，然后劇烈燃燒，火焰呈黃色，生成淡黃色固體。

實驗結(jié)論：金屬鈉熔點低，在空氣中能與氧氣劇烈反應(yīng)。

化學(xué)方程式：2Na＋O2====Na2O2

Na2O2：淡黃色固體，由Na+和O22-(過氧離子）離子組成，O元素顯-1價。

△

(2)鈉與水的反應(yīng)

①操作：向盛有水(滴有酚酞)的小燒杯中投入一小塊金屬鈉。

②實驗記錄

實驗現(xiàn)象結(jié)論或解釋

鈉浮在水面上鈉的密度比水小

鈉熔化成小球鈉熔點低，反應(yīng)放熱

小球在水面上迅速游動反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣推動小球運動

與水反應(yīng)發(fā)出“嘶嘶”聲，逐漸變小，最后消失鈉與水劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生氣體

反應(yīng)后溶液的顏色逐漸變紅有堿性物質(zhì)(氫氧化鈉)生成

③實驗結(jié)論：鈉與水劇烈反應(yīng)，生成氫氧化鈉和氫氣。

化學(xué)方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

3．鈉的性質(zhì)

(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℃)，密度比水的小，但比煤油的大。

(2)鈉的化學(xué)性質(zhì)

鈉是活潑的金屬，在化學(xué)反應(yīng)中易失去電子，表現(xiàn)出強還原性。

①與非金屬單質(zhì)（O2、Cl2等）反應(yīng)：

4Na＋O2===2Na2O2Na＋O2====Na2O22Na＋Cl2====2NaCl

②與水反應(yīng)：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

③與酸反應(yīng)：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑

△

點燃

交流討論

1．金屬鈉為什么要保存在煤油中？可以保存在汽油中嗎？為什么？

金屬鈉與煤油不反應(yīng)，密度比煤油大，煤油能隔絕空氣和水。不能，汽油易揮發(fā)。

2．將一小塊金屬鈉加入CuSO4溶液中，鈉能將Cu置換出來嗎？

金屬鈉先與水反應(yīng)，不能將銅從溶液中置換出來。

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4

4．鈉的制備和用途

(1)制備：工業(yè)上電解熔融NaCl可以得到金屬鈉，

化學(xué)方程式為：2NaCl====2Na＋Cl2↑。

(2)用途

①鈉和鉀的合金常溫下呈液態(tài)，可用作快中子反應(yīng)堆的熱交換劑。

②高壓鈉燈發(fā)出的黃光射程遠，透霧能力強，常用作路燈。

③金屬鈉還可以用于鈦、鋯、鈮、鉭等金屬的冶煉。

如Na與TiCl4反應(yīng)：TiCl4＋4Na=========Ti＋4NaCl。

通電

700~800℃

【即學(xué)即練1】實驗室中，用鑷子從煤油中取出一小塊金屬鈉，然后用濾紙吸干表面的煤油，再用小刀切開觀察。在這一實驗過程中不能得出的鈉的物理性質(zhì)是()

A．鈉在常溫下是固體B．鈉的熔點很低

C．鈉具有銀白色的金屬光澤D．金屬鈉很軟

【即學(xué)即練2】金屬鈉分別與下列溶液反應(yīng)時，既有氣體放出又有白色沉淀生成的是()

A．鹽酸B．氯化鈉C．氯化銅D．氯化鎂

B

D

二、氧化鈉和過氧化鈉的性質(zhì)及應(yīng)用

1．氧化鈉的性質(zhì)

氧化鈉是一種白色的堿性氧化物，能與水、酸、酸性氧化物等發(fā)生反應(yīng)。

寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：

①與水反應(yīng)：Na2O＋H2O===2NaOH

②與鹽酸反應(yīng)：Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O

③與CO2反應(yīng)：Na2O＋CO2===Na2CO3

④與O2反應(yīng)：2Na2O＋O2===2Na2O2

△

2．過氧化鈉的性質(zhì)及應(yīng)用

Na2O2是一種淡黃色固體，能與水反應(yīng)生成NaOH和O2，與CO2反應(yīng)生成碳酸鈉和O2。

(1)與水反應(yīng)：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。

(2)與二氧化碳反應(yīng)：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

可用于呼吸面具或潛水艇中作為O2的來源。

(3)過氧化鈉具有強氧化性，因此可以作為漂白劑。

交流討論

(1)分別寫出Na2O2與水、CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式，分析電子轉(zhuǎn)移情況，并指出氧化劑和還原劑。

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

-1

-2

0

得到2×e-

失去2×e-

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

-1

-2

0

得到2×e-

失去2×e-

氧化劑、還原劑：Na2O2

(2)將適量過氧化鈉投入硫酸銅溶液中，有什么現(xiàn)象？寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。

有氣泡放出，溶液顏色變淺，同時有藍色沉淀生成。

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。

3．氧化鈉與過氧化鈉的比較

名稱氧化鈉過氧化鈉

化學(xué)式Na2ONa2O2

氧的價態(tài)－2－1

顏色狀態(tài)白色固體淡黃色固體

化學(xué)性質(zhì)相同點都能與水反應(yīng)生成氫氧化鈉，都能與CO2反應(yīng)生成Na2CO3不同點過氧化鈉與水、二氧化碳反應(yīng)有氧氣產(chǎn)生；具有強氧化性Na2O不具有強氧化性【即學(xué)即練3】下列對于Na2O、Na2O2的比較正確的一項是()

A．Na2O、Na2O2都是鈉的氧化物，都是堿性氧化物

B．Na2O、Na2O2都是易溶于水(與水反應(yīng))的白色固體

C．Na2O2是強氧化劑，具有漂白性，能夠用來漂白食品

D．Na2O2與水反應(yīng)時，1molNa2O2在反應(yīng)中轉(zhuǎn)移1mol電子

【即學(xué)即練4】向紫色石蕊溶液中加入過量Na2O2粉末，振蕩，正確的敘述是()

A．最后溶液變藍色

B．溶液先變藍色后褪色

C．溶液仍為紫色

D．因為Na2O2與石蕊發(fā)生氧化還原反應(yīng)而無氣泡產(chǎn)生

D

B

三、碳酸鈉和碳酸氫鈉

1．碳酸鈉(Na2CO3)

(1)碳酸鈉是白色固體，俗稱純堿或蘇打，易溶于水。

電離方程式：Na2CO3===2Na＋＋CO32-

(2)實驗探究Na2CO3的性質(zhì)

實驗現(xiàn)象結(jié)論(或化學(xué)方程式)

將澄清石灰水加入碳酸鈉溶液中

將氯化鈣溶液加入碳酸鈉溶液中

測碳酸鈉溶液pH

將沾有油污的銅片放入熱的碳酸鈉溶液中

產(chǎn)生白色沉淀

Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH

產(chǎn)生白色沉淀

CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl

pH>7

碳酸鈉溶液呈堿性

銅片表面變光亮，油污消失

碳酸鈉溶液具有去污能力

(3)Na2CO3的性質(zhì)

①易溶于水，水溶液呈堿性；

②與CaCl2溶液和Ca(OH)2溶液反應(yīng)；

③與酸的反應(yīng)

與足量鹽酸反應(yīng)：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O

通入足量CO2：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3

2．碳酸氫鈉(NaHCO3)

(1)碳酸氫鈉是白色固體，俗稱小蘇打，常溫下溶解度小于碳酸鈉，水溶液呈堿性。

電離方程式為：NaHCO3===Na＋＋HCO3-

(2)碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)

①與鹽酸反應(yīng)：NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O

②熱穩(wěn)定性：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O

③與NaOH反應(yīng)：NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O

3．Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)比較

性質(zhì)Na2CO3NaHCO3性質(zhì)比較

水溶液易溶可溶Na2CO3溶解度大于NaHCO3

溶液酸堿性堿性堿性物質(zhì)的量濃度相同時，Na2CO3溶液的堿性比NaHCO3溶液強

熱穩(wěn)定性穩(wěn)定不穩(wěn)定Na2CO3比NaHCO3熱穩(wěn)定性強

與酸反應(yīng)能能NaHCO3與酸反應(yīng)比Na2CO3更劇烈

4．Na2CO3和NaHCO3的用途

(1)Na2CO3的用途

①熱的純堿溶液除去物體表面的油污；

②制玻璃、制肥皂、造紙、紡織、洗滌劑、冶金等。

(2)NaHCO3的用途

發(fā)酵粉的主要成分、作滅火劑、醫(yī)療上治療胃酸過多。

交流討論

碳酸鈉和碳酸氫鈉有哪些轉(zhuǎn)化方式？請寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。

Na2CO3

NaHCO3

①稀鹽酸

②CO2

①NaOH溶液

②加熱

【即學(xué)即練5】關(guān)于Na2CO3和NaHCO3性質(zhì)的說法不正確的是()

A．熱穩(wěn)定性：NaHCO3<Na2CO3

B．與同濃度鹽酸反應(yīng)的劇烈程度：NaHCO3<Na2CO3

C．相同溫度時，在水中的溶解性：NaHCO3<Na2CO3

D．等物質(zhì)的量的Na2CO3、NaHCO3分別與足量鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的CO2質(zhì)量相同

【即學(xué)即練6】為除去括號內(nèi)的雜質(zhì)，所選用的試劑或方法不正確的是()

A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，加入適量的NaOH溶液

B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，通入過量的CO2氣體

C．Na2O2粉末(Na2O)，將混合物在氧氣中加熱

D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入適量Ba(OH)2溶液，過濾

B

D

四、侯氏制堿法

侯德榜（1890—1974），福建閩侯人。為解決當(dāng)時國內(nèi)外市場急需純堿，在較短的時間掌握并改進了著名的索爾維制堿法，使工藝過程縮短，而產(chǎn)量大增，1939