高考化学钠及其化合物复习讲义新人教版必修120170808146.wps
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1、钠及其化合物 一、钠的性质及应用 1钠的物理性质 颜色:银白色,有金属光泽; 密度:(H2O)(Na)(煤油); 熔点:低于 100; 硬度:质地柔软,可以用小刀切割。 2从钠原子的原子结构认识钠的化学性质还原性 O2、Cl2、H2O、H等1 Na Na (1)与非金属单质(如 O2、Cl2)的反应 O2Error! 点燃 Cl2:2NaCl2 = 2NaCl (2)与水反应 离子方程式:2Na2H2O=2Na2OHH2。 与滴加酚酞的水反应的现象及解释 (3)与盐酸反应 离子方程式:2Na2H=2NaH2。 (4)与硫酸铜反应: 3钠的制取及保存 电解 (1)制取:化学方程式为 2NaCl(
2、熔融) = 2NaCl2。 (2)保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中。 4钠的用途 (1)制取 Na2O2等化合物。 1 (2)钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。 (3)用作电光源,制作高压钠灯。 (4)冶炼某些金属 熔融 金属钠具有强的还原性,熔融状态下可以用于制取金属,如 4NaTiCl4 = 4NaClTi。 题组一 钠与水的反应及拓展应用 1下列说法正确的是( A )。 A将 Na 块放入水中,产生气体:2Na2H2O=2NaOHH2(2014北京理综,9B) B钠与 CuSO4溶液反应:2NaCu2=Cu2Na(2013新课标全国 ,10B) C钠与水反应:Na2H2
3、O=NaOHH2(2012四川理综,9A) DNa的金属活动性比 Mg 强,故可用 Na与 MgCl2溶液反应制 Mg(2009重庆理综,10C) 2将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体,又有白色沉淀产生的是_。 MgSO4溶液 NaCl 溶液 Na2SO4溶液 饱和澄清石灰水 Ca(HCO3)2溶液 CuSO4 溶液 饱和 NaCl溶液 答案 解析 2Na2H2O=2NaOHH2,中 Mg22OH=Mg(OH)2;中反应消耗水,溶液温度 升高,Ca(OH)2 的溶解度降低,析出 Ca(OH)2 产生沉淀;中 Ca2HCO3OH=CaCO3 H2O;中生成的 Cu(OH)2是蓝色沉淀,
4、不符合题意;中水减少,c(Na)增大,使 NaCl(s)Na (aq)Cl(aq)平衡向左移动。 3将一小块金属钠分别投入盛有:a.水、b.乙醇、c.稀 H2SO4的三个小烧杯中,反应速率由快 到 慢 的 顺 序 为 _ 。 解 释 反 应 速 率 不 同 的 原 因 : _。 答案 cab 钠与上述三种物质反应的实质都是钠与 H间的置换反应,H浓度的大小决定了 反应速率的快慢,由三种物质电离 H的能力可知 H浓度的大小顺序为 cab,因而反应速率 为 cab 1.钠与水、酸反应的实质都是与 H的反应 2金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板 加入 盐溶液 NaH2O 反应Error! Na 二、
5、氧化钠和过氧化钠 氧化钠和过氧化钠的比较 2 物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2) 色态 白色固体 淡黄色固体 过氧化物 类别 碱性氧化物 (非碱性氧化物) 氧的价态 2 1 电子式 Na O 2Na O 生成条件 常温 加热或点燃 热稳 不稳定(2Na2OO2 = 2Na2O2) 稳定 定性 化 学 性 质 与水反应 Na2OH2O=2NaOH 2Na2O22H2O=4NaOHO2 与 CO2 2Na2O22CO2= Na OCO =Na CO 2 2 2 3 反应 2Na 2 CO 3 O 2 与酸反应 (盐酸) Na2O2HCl=2NaClH2O 2Na2O24HCl= 4N
6、aCl2H2OO2 主要性质 具有碱性氧化物通性 具有强氧化性 主要用途 用于制取少量 Na2O2、烧碱 强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消 毒剂 难点提取 NaNa2 2O O2 2与 COCO2 2和 H H2 2O O 反应的五大关系 1物质的量的关系 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 与放出 O2 的物质的量之比均为 21。 2气体体积关系 若 CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量 Na2O2,气体体积的减少量为原混合气体 1 体积的 ,即为生成氧气的量。 2 3固体质量关系 相当于固体 Na2O2只吸收了 CO2“中
7、的 CO”,H2O“中的 H2”;可以看做发生相应的反应:Na2O2 CO=Na2CO3,Na2O2H2=2NaOH(实际上两反应都不能发生)。 4电子转移关系 当 Na2O2与 CO2、H2O 反应时,每产生 1 mol O2转移 2 mol e。 5先后顺序关系 3 一定量的 Na2O2与一定量的 CO2和 H2O(g)的混合物的反应,可看做 Na2O2先与 CO2反应,待 CO2 反应完全后,Na2O2再与 H2O(g)发生反应。 题组一 过氧化钠的性质及应用 1下列说法正确的是( )。 A1 mol Na2O2固体中含离子总数为 4NA (2014全国大纲,7C) B二氧化碳通过 Na
8、2O2粉末反应后固体物质增重 (2014全国新课标 ,9B) CNa2O2溶于水产生 O2:Na2O2H2O=2Na2OHO2 (2013江苏,8C) D在过氧化钠与水的反应中,每生成 0.1 mol 氧气,转移电子数目为 0.4NA(2014江苏,6D) 解析 1 mol Na2O2固体中含有离子总数为 3NA,A 错;氧原子不守恒,C 错;D 项,过氧化钠与 水发生反应:2Na2O22H2O=4NaOHO2,生成 1 mol O2时,转移电子数为 2NA,故每生成 0.1 mol 氧气,转移电子数目为 0.2NA,错误。 答案 B 2(2014山师大附中模拟)在下列物质的溶液中分别加入一定
9、量的 Na2O2固体,不会出现浑浊 现象的是( )。 A饱和 Na2CO3溶液 BCa(HCO3)2稀溶液 CNa2SO3稀溶液 D饱和 CaCl2溶液 解析 Na2O2固体与水反应生成 NaOH和 O2,A 中溶液饱和,由于水被消耗导致析出碳酸钠晶体; B 中碳酸氢钙与 NaOH 溶液反应生成碳酸钙沉淀;C 中亚硫酸钠被氧气氧化成硫酸钠,硫酸钠可 溶于水,不会出现浑浊现象;D 中 NaOH 与 CaCl2反应生成的氢氧化钙微溶,故产生白色沉淀。 答案 C 3某溶液中含有 HCO3、SO23 、CO23 、CH3COO4 种阴离子。向其中加入足量的 Na2O2固体后, 溶液中离子浓度基本保持不
10、变的是(假设溶液体积无变化)( ) ACH3COO BSO23 CCO23 DHCO3 答案 A 解析 Na2O2与水反应生成 NaOH,HCO3OH=CO23 H2O,HCO3浓度减小,CO23 浓度增大;SO23 具有还原性,被 Na2O2氧化,浓度减小;CH3COO浓度几乎不变。 Na2O2结构和强氧化性的常考点 1Na2O2的电子式为 Na 2Na,O 22 是个原子团。 2Na2O2与 H2O、CO2的反应都是 Na2O2自身的氧化还原反应,在反应中 H2O、CO2既不是氧化剂, 4 也不是还原剂。 3在研究 Na2O2与其他溶液反应时,要注意 Na2O2的强氧化性和其溶液的强碱性。
11、熟记 Na2O2表 现强氧化性的 5 个实例: (1)Na2O2与 SO2的反应:Na2O2SO2=Na2SO4。 (2)Na2O2与 FeCl2溶液的反应:能将 Fe2氧化成 Fe3,得到 Fe(OH)3沉淀。 (3)Na2O2与氢硫酸的反应:能将 H2S 氧化成单质硫。 (4)Na2O2与 Na2SO3溶液的反应:能将 SO23 氧化成 SO24 。 (5)Na2O2与品红溶液的反应:能使品红溶液褪色。 题组二 NaNa2 2O O2 2与 H H2 2O O、COCO2 2反应的定量分析 2过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后,若固体质量增加了28g, 反应中有关
12、物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)( ) 选项 二氧化碳 碳酸钠 转移的电子 A 1mol 2NA B 22.4L 1mol C 106g 1mol D 106g 2NA 答案 C 解析 m 转移电子 2mol 2mol56g 2mol 1mol 1mol28g 1mol 由上述关系,不难得出 C 项正确。B 项中未指明标准状况,错误。 3取 ag 某物质在 O2中完全燃烧,将生成物与足量 Na2O2固体完全反应,反应后,固体质量恰 好也增加了 ag,下列物质不能满足上述结果的是( ) AH2 BCO CC6H12O6 DC12H22O11 答案 D 点燃 解析 2COO2 = 2
13、CO2 2Na2O22CO2=2Na2CO3O2 得:Na2O2CO=Na2CO3(虚拟的反应) 即:CO 可被 Na2O2完全吸收 点燃 2H2O2 = 2H2O 2Na2O22H2O=4NaOHO2 5 得:Na2O2H2=2NaOH(虚拟的反应) 即:H2可被 Na2O2完全吸收 C 项可变形为(CO)6(H2)6;D 项可变形为 C(CO)11(H2)11,因而反应后质量增加大于 ag。 固体质量关系(质量守恒定律拓展应用) 由化学方程式的生成物中固体(NaOH或 Na2CO3)与反应物中固体(Na2O2)的化学式及式量比较可 知,每 1molCO2、水蒸气分别与足量 Na2O2反应时
14、,固体分别增重 28g、2g,从组成上看相当于 吸收了 CO2中的“CO”,或相当于吸收了水蒸气中的“H2”,所以固体增加的质量 m28n(CO2) 或 m2n(H2O)。此规律适用于通式符合(CO)m(H2)n 的纯净物或混合物,在 O2中充分燃烧后 产物被足量 Na2O2吸收后固体质量增重问题的解决。 如:wg 符合通式为(CO)m(H2)n 的物质,在 O2中充分燃烧后,将其产物通过足量的 Na2O2固体, 反应完毕,固体增重也必是 wg。常见物质中符合通式的有 CO、H2、CH3OH(甲醇)、CH3COOH(醋 酸)、C6H12O6(葡萄糖)等。 题组三 NaNa2 2O O2 2性质
15、的综合实验探究 4Na2O2可用作漂白剂和呼吸面具中的供氧剂。 (1)某学习小组发现:在盛有 Na2O2的试管中加入足量水,固体完全溶解,并立即产生大量气泡, 当气泡消失后,向其中滴入 12 滴酚酞溶液,溶液变红;将试管轻轻振荡,红色很快褪去; 此时再向试管中加入少量 MnO2粉末,又有气泡产生。 使酚酞溶液变红是因为_,红色褪去的可能原因是_。 加 入 MnO2 反 应 的 化 学 方 程 式 为 _。 (2)Na2O2有强氧化性,H2具有还原性,有同学猜想 Na2O2与 H2能反应。为了验证此猜想,该小 组同学进行如下实验,实验步骤和现象如下。 步骤 1:按上图组装仪器(图中夹持仪器省略)
16、,检查气密性,装入药品。 步骤 2:打开 K1、K2,产生的氢气流经装有 Na2O2的硬质玻璃管,一段时间后,没有任何现象。 步骤 3:检验 H2的纯度后,开始加热,观察到硬质玻璃管内 Na2O2开始熔化,淡黄色的粉末变 成了白色固体,干燥管内硫酸铜未变蓝色。 步骤 4:反应后撤去酒精灯,待硬质玻璃管冷却后关闭 K1。 添加稀盐酸的仪器名称是_;B 装置的作用是_。 6 必 须 检 验 氢 气 纯 度 的 原 因 是 _。 设 置 装 置 D 的 目 的 是 _。 你得到的结论是_(若能反应请用化学方程式表示)。 MnO2 答案 (1) 反应生成了碱(NaOH) 反应生成的 H2O2具有漂白作
17、用 2H2O2 = 2H2OO2 (2) 长颈漏斗 吸收氢气中的杂质气体(水蒸气、氯化氢等) 防止空气与氢气混合加热爆 炸 检验有无水生成 Na2O2H2=2NaOH 解析 (2)稀盐酸与锌反应生成的氢气中会混有水蒸气、氯化氢,水和氯化氢与过氧化钠都能 反应,故必须除去。氢气中若混有空气在加热时会发生爆炸,故步骤 3 中开始加热之前应先验 纯,防止空气与氢气混合加热爆炸。白色的硫酸铜粉末遇水会变蓝,故可用来检验有无水生成。 由于干燥管内硫酸铜未变蓝色,故过氧化钠与氢气反应无水生成,淡黄色的粉末变成了白色固 体,白色固体应为 NaOH,据此可以写出反应的化学方程式。 三、 碳酸钠与碳酸氢钠 名称
18、 碳酸钠 碳酸氢钠 俗名 纯碱或苏打 小苏打 色、态 白色粉末 细小白色晶体 易溶于水 可溶于水 水溶性 (20 ,S21.5 g) (20 ,S9.6 g) 稳定性 稳定,但结晶碳酸钠(Na2CO310H2O)易风化 受热易分解 主要 与 H CO23 2H=CO2H2O(较快) HCO3H=CO2H2O(更快) 性质 反应 与 Ca2CO23 =CaCO3 NaHCO3过量:Ca22OH2HCO3=CaCO32H2O Ca(OH)2 CO23 ;Ca(OH)2过量 Ca2OHHCO3=CaCO3 反应 H2O 与 CaCl2 Ca2CO23 =CaCO3 不反应 盐 反 应 Al2(S O
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