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2、钠及其化合物(word 版可编辑修改)高中化学必修一钠及其化合物 要点一:钠单质的重要性质及其应用 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 ,比煤油的 。良好 2.化学性质 从钠的结构认识钠的化学性质-还原性.(1)与非金属单质(如 O2、Cl2)的反应 与 O2反应22222aa2a2a4ONONONON:加热时,化学方程式为:常温下,化学方程式为(2)与水的反应 化学方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2 与滴加酚酞的水反应的现象与解释 浮:钠的密度比水要小;溶:钠的熔点较低,且反应是放热的;游:生成的气体推动钠移动;响:氢气与水摩擦和氢气燃烧爆炸产
3、生响动;高中化学必修一钠及其化合物(word 版可编辑修改)红:酚酞变红色,说明生成物为碱性.要点诠释:钠在空气中的变化过程分析 过程 现象 反应原理 变暗 4Na+O2=2Na2O 成液 Na2OH2O=2NaOH 结块 2NaOH+9H2O+CO2=Na2CO310H2O 变成粉末 Na2CO310H2O=Na2CO310H2O 综上,把钠久置在空气中,最终变成 Na2CO3粉末.(3)与酸的反应 2Na+2H+=2Na+H2 a.若酸过量,则只考虑钠与酸的反应。b.若钠过量,钠首先与酸反应,剩余的钠再与水反应。(4)与盐的反应 与盐溶液发生反应时先与水反应,生成的碱与盐可能发生复分解反应
4、。a。与 NaCl、Na2SO4、NaNO3溶液反应:实质是与水反应。高中化学必修一钠及其化合物(word 版可编辑修改)b。与 CuSO4溶液反应:钠先与水反应,生成的 NaOH 再与 CuSO4反应。写出 Na与 CuSO4溶液反应的离子方程式:3.工业制备与保存 钠的制取及保存 4.钠的重要用途 典型例题 1、等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块在足量氧气(常温)中充分反应,则下列说法正确的是()A第一块钠失去电子多 B两块钠失去电子一样多 C第二块钠的反应产物质量最大 D两块钠的反应产物质量一样大 高中化学必修一钠及其化合物(word 版可编辑修改)解:A、金属钠失电子均变为
5、+1 价的阳离子,等质量的两块钠,失电子是一样的,故 A错误;B、金属钠失电子均变为+1 价的阳离子,等质量的两块钠,失电子是一样的,故 B正确;C、根据4Na+O2=2Na2O,则1mol 金属钠获得氧化钠的质量是 31g,根据反应2Na+O2Na2O2,则 1mol 金属钠获得过氧化钠的质量是 39g,等质量的两块钠,即金属钠的物质的量是相等的,所以生成过氧化钠的质量大,即第一块钠的反应产物质量最大,故 C错误;D、根据 C的计算可以知道第一块钠的反应产物质量最大,故 D错误.故选:B。2、下列各组物项相互混合进行反应,既有气体生成最终又有沉淀生成的是()金属钠投入 FeCl2溶液中 过量
6、的 NaOH 溶液和明矾溶液反应 少量 CaO投入过量的 NaHCO3溶液中 Na2O2投入到 CuSO4溶液中 A B C D 解:钠浮在水面上,与水剧烈反应,并放出大量热,熔化成小球,黄色的溶液变成红色沉淀,发生 2Na+H2O=2NaOH+H2、3NaOH+FeCl3=3NaCl+Fe(OH)3,故既有气体生成最终又有沉淀生成;过 量 的NaOH 溶 液 和 明 矾 溶 液 反 应 的 方 程 式 为:KAl(SO4)212H2O+4NaOH=KAlO2+14H2O+2Na2SO4,故中既无气体生成最终又无沉淀生成;中 CaO与 NaHCO3溶液反应生成 CaCO3沉淀;,故最终只有沉淀
7、生成;Na2O2与水反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,NaOH与 CuSO4发生反应:2NaOH+CuSO4=Cu(OH)高中化学必修一钠及其化合物(word 版可编辑修改)2+Na2SO4,故中既有气体生成最终又有沉淀生成;故选:C。变式训练 1、如图,烧杯中盛有等体积的水和煤油,现将一小块金属钠加入烧杯中,试推断能观察到的实验现象应是()A钠悬浮在煤油层中 B钠静止在两液面之间 C钠沉入水底下 D钠在两液体界面附近上下跳动 2、将绿豆大小的方形金属钠投入足量且含酚酞的水中,根据相应现象不能得出的结论是()选项 实验现象 结论 A 方形金属钠变成小球 方形金属钠反应速率快 B
8、钠浮于水面游动 水的密度大于钠的 C 酚酞溶液变成红色 有 NaOH 生成 D 钠球游动有吱吱声 有气体生成 AA BB CC DD 高中化学必修一钠及其化合物(word 版可编辑修改)要点二:氧化钠和过氧化钠 1、氧化钠和过氧化钠性质的比较 物质名称 氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)组成结构 由 Na+与 O2构成,阴阳离子的个数比为 1:2 由 Na+与 O22-构成,阴阳离子的个数比为:1:2 氧元素的价态 2-1 类别 碱性氧化物 过氧化物 颜色、状态 白色固体 淡黄色固体 与H2O反应的化学方程式 与CO2反应的化学方程式 与盐酸 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O 2N
9、a2O2+4HCl=4NaCl+O2+H2O 与 SO2 Na2O+SO2=Na2SO3 Na2O2+SO2=Na2SO4 石蕊溶液-遇石蕊先变蓝,后褪色 用途 用于制备氢氧化钠等 可作漂白剂(漂白织物等)、强氧化剂、供养剂(用于呼吸面具和潜水艇中产生氧气)高中化学必修一钠及其化合物(word 版可编辑修改)2、有关 Na2O2与 CO2、H2O反应的 5 个重要关系 物质的量关系 无论是 CO2或 H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的 Na2O2时,CO2或 H2O或二者的混合物与放出 O2的物质的量之比为 2:1 气体体积关系 同温(大于 100)、同压下,若 CO2和水蒸气的混合
10、气体(或单一气体)通过 NaO时,气体体积的减小量或原混合气体(或单一气体)体积的21即为生成氧气的体积 电子转移关系 当 Na2O2与 CO2或 H2O反应时,每产生 1molO2转移 2mole-固体质量关系 Na2O2与 CO2反应时,固体增加的质量等于与 CO2等物质的量的 CO的质量.Na2O2与 H2O时,固体增加的质量等于与 H2O等物质的量的H2的质量 先后顺序关系 一定量的 Na2O2与一定量的 CO2和 HO2(g)的混合气体反应,可看作 Na2O2先与 CO2反应,CO2反应完全后,Na2O2再与 H2O发生反应 典型例题 1、将 NaHCO3和 Na2O2的固体混合物
11、x g 在密闭容器中加热至 250,充分反应后排出气体 将反应后的固体溶入水无气体放出,再逐滴加入盐酸,产生气体(标准状况)与所加盐酸体积之间的关系如图所示下列说法错误的是()高中化学必修一钠及其化合物(word 版可编辑修改)AHCl的浓度 0。2mol/L B反应后固体的成分为 NaOH 与 Na2CO3 C密闭容器中排出气体的成分为 O2和 H2O Dx 的数值为 6.09 解:A、由 175ml 到 275ml 是与碳酸氢钠反应,而 n(Na2CO3)=n(NaHCO3)=n(CO2)=0.02mol,NaHCO3HCl 1mol 1mol 0.02mol 0.02mol 所以 C(H
12、Cl)=0.2mol/L,故 A正确;B、由图象可知,因为 175275175 所以固体混,合物为 NaOH,Na2CO3,故 B正确;C、由方程式可知:2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O,生成 0.02mol 的二氧化碳和 0。02mol的水,再根据 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2可知密闭容器中排出气体的成分 O2,H2O,故 C正确;D、根据碳守恒可知,n(NaHCO3)=n(CO2)=0。02mol=0。02mol,275ml 时溶质是单一的氯化钠,根据钠守恒可知 n(Na2O2)=0。0175mol,固体的质量为:0.02
13、84+0.017578=3。045g,故 x=3.045g,故 D错误;高中化学必修一钠及其化合物(word 版可编辑修改)故选:D。变式训练 1、200时 CO2和水蒸气的混合气体共 23.2g 与足量的 Na2O2充分反应后,固体质量增加了 7。2g,则原混合气体的总物质的量为()A0.2mol B0.6mol C0。8mol Dl。0mol 2、将 14g Na2O和 Na2O2的混合物加入足量的水中充分反应,生成标况下的气体 1.12L,所得溶液的体积为 400mL试计算:(1)原混合物中 Na2O的质量(2)所得溶液的物质的量浓度 要点三:碳酸钠与碳酸氢钠 1、碳酸钠与碳酸氢钠性质的
14、比较 碳酸钠(Na2CO3)碳酸氢钠(NaHCO3)分类 正盐 酸式盐 俗称 纯碱、苏打 小苏打 色态 白色粉末 细小的白色晶体 溶解度(20)(26。9g)Na2CO3 NaHCO3(10。0g)化 学 水溶液的酸碱性 都显碱性,但 Na2CO3 NaHCO3 与酸反应放Na2CO3 NaHCO3 高中化学必修一钠及其化合物(word 版可编辑修改)性 质 出 CO2的速度 现象 Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3(CO32+H+=HCO3)NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2(HCO3+H+=H2O+CO2)开始无外观现象(因为首先生成HCO3),随后出现气泡。(若向足
15、量 HCl中分别滴入Na2CO3或 NaHCO3,则均会立刻出现气泡。)NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2(HCO3+H+=H2O+CO2)滴入盐酸后,即刻出现气泡.与碱 反应 NaOH NaHCO3+NaOH=H2O+Na2CO3 Ca(OH)2 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH 此法可用于土法制烧碱或除掉烧碱中的 Na2CO3 NaHCO3与少量石灰水的反应为:2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+Na2CO3+2H2O 若石灰水过量,则新生成的 Na2CO3可与Ca(OH)2继续反应,即:Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3+2NaOH 过量石灰
16、水中 NaHCO3与 Ca(OH)2的反应为:NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+NaOH+H2O 热稳定性(运用此性质可除去Na2CO3中混有的NaHCO3)很稳定,受热不分解(分解温度 851,酒精灯温度达不到)不很稳定,受热易分解.2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2(分解温度 150)二者之间相互转化 高中化学必修一钠及其化合物(word 版可编辑修改)用途 制造玻璃、造纸等 治疗胃酸过多,用于灭火器等 2、注意事项(1)碳酸钠与碳酸氢钠与酸的反应,Na2CO3溶液和稀盐酸反应可理解为分步反应:(2)。CO2与 NaOH 溶液反应的相关计算 要点四:焰色反应(1)定义:很
17、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,这叫作焰色反应.(2)操作步骤:洗烧-蘸烧观(3)实验注意事项 高中化学必修一钠及其化合物(word 版可编辑修改)火焰:火焰本身要为无色火焰。蘸待测物的金属丝:金属丝本身在火焰上灼烧时不能有颜色,同时熔点要高,不易被氧化.用铂丝效果最佳.洗、烧:每次实验前,铂丝都要蘸稀盐酸在火焰上烧至无色,以除净铂丝上原有的使火焰呈现出颜色的金属离子.蘸:用铂丝所蘸取的一般是溶液,若蘸取的是粉末,常不易被金属丝蘸上,此时,把金属丝在火上烧热,再接触固体粉末熔化而蘸在铂丝上。观:观察钾的焰色时,要透过蓝色钴玻璃,目的是滤去钠产生的黄色火焰,因为很少量的钠元
18、素就能把钾元素的紫色火焰遮盖住.(4)常见物质的焰色 元素 Na K 颜色 黄色 紫色(蓝色钴玻璃)(5)应用 鉴别一些金属元素;用相应的化合物制烟火.典型例题 1、下列图示中,A 为一种常见的单质,B、C、D、E 是含 A元素的常见化合物,它们的焰色反应均为黄色 高中化学必修一钠及其化合物(word 版可编辑修改)填写下列空白:(1)写出化学式:A ,B ,D E (2)以上反应中不属于氧化还原反应的有 (填序号)(3)写出反应的化学方程式:(4)写出反应的离子方程式:写出铝粉和C溶液反应的离子方程式:解:A是一种常见单质,其焰色反应为黄色,则 A是 Na,B、C、D、E是含 A元素的常见化
19、合物,Na 在 O2中燃烧生成 B,B 为 Na2O2,Na和 H2O反应生成 NaOH和 H2,Na2O2和水反应生成NaOH 和 O2,所以 C是 NaOH,NaOH 和过量 CO2反应生成 NaHCO3,所以 E是 NaHCO3,Na2O2和 CO2反应生成 Na2CO3和 O2,NaHCO3分解生成 Na2CO3、CO2和水,所以 D是 Na2CO3,(1)通过以上分析知,A是 Na、B是 Na2O2,解:A是一种常见单质,其焰色反应为黄色,则A是 Na,B、C、D、E是含 A元素的常见化合物,Na 在 O2中燃烧生成 B,B为 Na2O2,Na和 H2O反应生成 NaOH 和 H2,
20、Na2O2和水反应生成 NaOH 和 O2,所以 C是 NaOH,NaOH 和过量 CO2反应高中化学必修一钠及其化合物(word 版可编辑修改)生成 NaHCO3,所以 E是 NaHCO3,Na2O2和 CO2反应生成 Na2CO3和 O2,NaHCO3分解生成 Na2CO3、CO2和水,所以 D是 Na2CO3,(1)通过以上分析知,A 是 Na、B是 Na2O2,D是 Na2CO3,E是 NaHCO3,故答案为:Na;Na2O2;Na2CO3;NaHCO3;(2)以上反应中为钠的燃烧,为 Na 与水反应,为过氧化钠与水反应,为过氧化钠与二氧化碳反应,均属于氧化还原反应,所以不属于氧化还原
21、反应的有,故答案为:;(3)反 应 的 化 学 方 程 式 为2Na+2H2O2NaOH+H2,的 化 学 方 程 式 为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,的化学方程式为 2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O,故答案为:2Na+2H2O2NaOH+H2;2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2;2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O;(4)反应的离子方程式为 OH+CO2HCO3,C是 NaOH,铝粉和 C溶液反应的离子方程式为2Al+2H2O+2OH=2 AlO2+3H2,故答案为:OH+CO2HCO3;2Al+2H2O+2OH=2 AlO2+3H2 变式训练 4-1、甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入 0.1mol 的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠,然后各加入 100mL 水,搅拌,使固体完全溶解,则甲、乙、丙、丁的质量分数大小的顺序是()A甲乙丙丁 B丁甲乙丙 C甲=丁乙=丙 D丁甲乙=丙