高一化学必修一-钠及其重要化合物.doc

第三章 金属及其化合物第一节 钠及其重要化合物一、钠1、物理性质银白色金属光泽，质软（可用小刀切割），密度比水小比煤油大（保存在煤油中），熔沸点低，具有良好的导热性和导电性。2、化学性质（1）与非金属反应：如O2、Cl2、S等。钠与氧气反应点燃常温下生成Na2O（白色），化学方程式为： 4Na+O2=2Na2O 燃烧时生成Na2O2（黄色），化学方程式为： 2Na+O2 Na2O2 点燃钠与氯气反应化学方程式为：2Na+Cl2 2NaCl加热钠与硫反应化学方程式为： 2Na+S Na2S （2）与水、酸反应（反应顺序：先酸后水）钠与水、酸反应的实质上均是和H+反应，离子方程式分别为：2Na+2H2O=2Na+2OH+H2、2Na2H+2Na+H2 钠与水反应（加酚酞）的实验现象和解释现象解释a浮在水面上钠的密度比水小b熔成闪亮的小球钠与水反应放热，钠的熔点低c四处游动，发出“嘶嘶”声钠与水剧烈反应生成气体d反应后溶液由无色变为红色钠与水反应生成碱性物质（3）Na与盐溶液的反应（反应顺序：先与水反应，再考虑NaOH是否与盐反应）钠投入到NH4Cl溶液中，有H2和NH3逸出，化学方程式为： 2Na+2NH4Cl=2NaCl+2NH3+H2 投入到CuSO4溶液中，有气体放出和蓝色沉淀生成，化学方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2 、 CuSO4+2NaOHNa2SO4+Cu(OH)2 思考：金属钠露置在空气中的变化过程是怎样的？切开金属钠，呈银白色（钠的真面目）变暗（生成Na2O）变白色固体（生成NaOH）成液（NaOH潮解）结块（吸收CO2成Na2CO310H2O）最后成白色粉末（Na2CO310H2O风化为Na2CO3）。3、钠的保存、制取及用途金属钠的保存及取用少量金属钠可保存在煤油里，大量的金属钠则存入在铁筒中用石蜡密封。取用时一般先用镊子把钠从煤油中夹出来，并用滤纸把表面的煤油吸干，然后用小刀切下绿豆大小的一块再做有关实验。电解钠的制取：2NaCl(熔融) 2Na+Cl2用途：钠是一种强还原剂，工业上用它还原金属钛、锆、铌等；另外钠和钾的合金在常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂；钠也可用于制高压钠灯。二、钠的重要氧化物1、氧化钠和过氧化钠对比项氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2色、态白色固体淡黄色固体稳定性不稳定稳定是否碱性氧化物是否阳、阴离子个数比2121生成条件常温加热或点燃与H2O反应化学方程式Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O= 4NaOH+O2滴加酚酞试液变红先变红后褪色与CO2反应化学方程式Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2= 2Na2CO3+O2气体体积变化足量氧化钠使气体消失足量过氧化钠使气体变为原来的一半与酸反应化学方程式Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl= 4NaCl+2H2O+O2用途制氧剂、漂白剂、氧化剂转化关系2Na2OO2 2Na2O2保存隔绝空气一、过氧化钠的强氧化性Na2O2与SO2反应：Na2O2+SO2=Na2SO4。Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2+氧化成Fe3+，同时生成Fe(OH)3沉淀。Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊。Na2O2投入Na2SO3溶液中，可将SO32-氧化成SO42-。Na2O2投入品红溶液中，因其有氧化性，所以有漂白性，可使品红溶液褪色。其漂白原理与HClO、NaClO、O3等相同。二、有关Na2O2与CO2、H2O反应的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与放出O2的物质的量之比均为21，解决此类 可借助物质的量守恒关系。电子转移关系当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1molO2转移2mole-。先后顺序关系一定量的Na2O2与一定量的CO2、H2O(g）混合物的反应，可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O(g）发生反应。气体体积关系若CO2、H2O(g）混合气体（或单一气体）通过足量Na2O2，气体体积的减少量等于原混合气体体积的1/2且等于生成氧气的体积。固体质量关系当Wg通式符合(CO)mHn（m、n为整数）的物质在O2中充分燃烧，将其产物通过足量的Na2O2固体，反应完毕，固体增重Wg。常见符合符合(CO)mHn的物质如：CO、H2、CH3OH、CH3COOH、HCOOCH3、C6H12O6等。【答案】C【答案】（1）验纯 收集一试管氢气，用拇指堵住，移近火焰，移开拇指点火。若听到轻微的“噗”声，表明H2纯净。 （2）较多的钠与水反应会放出大量的热，可能使试管内的H2、O2混和气爆炸。 （3）钠比水轻，比苯重，落在苯水交界处。钠与H2O反应产生的H2使钠浮起，脱离水面，反应停止；当钠表面的H2逸出，钠又回落，与水反应，如此反复，就可减慢Na与H2O反应速率1B 2C 3A 4A 5A 6B 7D 8B 9D 10A 11D 12A 13 .14.（1）A、NaOH B、NaHCO3 C、Na2O2（2）NaOH + NaHCO3 = Na2CO3 + H2O（3）CO32- + CO2 + H2O =2HCO315.（1） 2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2 用玻璃片在水面下盖住集气瓶口，将玻璃片与集气瓶一起移出水面，将盖有玻璃片的集气瓶正放在桌上。（2） 经计算，烧瓶中c(OH)约为1 mol/L；因为c(OH)在1.0104 mol/L2.5 mol/L时酚酞呈红色，因此红色迅速褪去不是由于溶液中c(OH)过大造成的。 取烧瓶中的溶液于试管中，加入少量二氧化锰，有气泡放出，用带火星的木条检验，木条复燃，说明溶液中可能有H2O2存在。 取中试管里的溶液滴加酚酞试液，溶液变红且不褪色，说明“红色迅速褪去”与H2O2的存在有关16（1）放出大量的热（1分） 2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2（1分） （2）将带火星的木条放在P口处，木条复燃（1分） 将Q口插入到盛水的烧杯中，有气泡产生（1分） （3）MnO2（1分）使带火星的木条复燃（1分） （4）B（1分） 防止倒吸（1分）500mL2分【例1】（2007全国理综）在一定条件下，将钠与氧气反应的生成物1.5g溶于水，所得溶液恰好能被80mL浓度为0.5mol/L的HCl溶液中和，则生成物的成分是（ ）ANa2O BNa2O2 CNa2O和Na2O2 DNa2O2和NaO2 有孔试管 广口瓶 铜丝网隔板 【例2】（08年昆明模拟）某实验小组对中学课本中可生成氢气的反应进行了研究，总结出四个可以生成氢气的反应：Zn和盐酸 Na和水Al和NaOH溶液 Na和无水乙醇。为方便制取和点燃上述四个反应生成的氢气，他们设计了如下图所示装置。 试回答下列问题： （1）点燃氢气之前必须先进行 。方法是 。（2）实验小组在点燃用上述装置制得的氢气时，实验获得成功，却失败了。他们分析后认为失败的原因有a：Na与H2O的反应速率太快；b：Na的用量太少；c：装置存在缺陷。针对b失败的原因，有的同学提出可以增加钠的用量，但有同学认为这样做太危险，原因是 。（3）针对原因a、c，实验小组查阅资料得知钠、苯、水的密度分别为0.97gcm-3、0.88gcm-3、1.00gcm-3。他们改进了实验装置后重做实验。改进后的实验装置如下图所示。改进后的实验，氢气的生成速率明显减慢。原因是 。 【检测评价】1下列关于金属元素特征的叙述正确的是A.金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性B.金属元素在化合物中一定显正价C.金属元素在不同化合物中的化合价均不同D.金属单质在常温下均是固体2有许多氧化物在一定条件下都能与Na2O2反应，且反应极有规律。如2Na2O2+2CO2= 2Na2CO3+O2，2Na2O2+2SO3= 2Na2SO4+O2。据此，你认为下列反应方程式中正确的是（ ）A2Na2O2+2SO2= 2Na2SO3+O2BNa2O2+2NO2= 2Na2NO2+O2C2Na2O2+2Mn2O7= 2NaMnO4+O2D2Na2O2+2N2O5= 2NaNO2+O23观察是研究物质性质的一种基本方法。一同学将一小块金属钠露置于空气中，观察到下列现象：银白色 变灰暗 变白色 出现液滴 白色固体，下列说法正确的是（ ）A发生了氧化还原反应B变白色是因为生成了碳酸钠C是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液D只发生物理变化4（08枣庄市调研）下列说法中，正确的是（ ）食盐灼烧时火焰呈黄色与久置的浓硝酸呈黄色原理不相同固体氢氧化钠存放在带塑料塞的广口瓶中熔点：钾钠钠钾合金向紫色石蕊试液中加入过量的Na2O2粉末，振荡后溶液呈蓝色向含有Na+、SO42、HCO3、CO32的溶液中加入过量的Na2O2固体，Na+和CO32的物质的量不变1mol Na2O2与足量的水反应，转移的电子数为2mol。取用金属钠时，应将剩下的大块钠放回原瓶，实验结束，余下的钠屑应用乙醇处理ABCD51 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是（ ）A.Na2CO3B.Na2O2 Na2CO3C.NaOH Na2CO3 D.Na2O2 NaOH Na2CO36在25，101Kpa下由HCHO(g)、H2和CO组成的混合气体共6.72g，其相对氢气的密度为14将该气体与2.24L氧气(标准状况)充分反应后的产物通过足量的Na2O2粉末，使Na2O2粉末增重的质量为 ( ) A等于6.72g B小于6.72g C大于6.72g D无法计算7氮化钠和氢化钠都是离子化合物，与水反应的化学方程式（末配平）如下：Na3N+H2O NaOH +NH3 ,NaH+H2O NaOH +H2.有关它们的叙述离子半径：NaN3-H ；与水反应都是氧化还原反应；与水反应后的溶液都显碱性；与盐酸反应都只生成一种盐；两种化合物中的阴阳离子均具有相同的电子层结构。其中正确的是（ ）A B C D8某研究性学习小组设计如下实验方案测定氧化钠中过氧化钠的含量。实验步骤：取一定质量的样品放入烧杯中，加入足量稀盐酸，搅拌使之充分反应；将反应后的溶液倒入蒸发皿中蒸发至恒重，冷却、称重。若在蒸发过程中，局部温度过高，造成液滴飞溅，则实验结果会（ ）A偏低 B偏高 C无影响 D无法判断9下表中，对陈述、的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是( )选项陈述陈述判断A碳酸钠溶液可用于治疗胃病Na2CO3可与盐酸反应对，对，有B向Na2O2的水溶液中滴入酚酞变红色Na2O2与水反应生成氢氧化钠对，错，无C金属钠具有强还原性高压钠灯发出透雾性强的黄光对，对，有D过氧化钠可用于航天员的供氧Na2O2能和CO2和H2O反应生成O2对，对，有10一定温度下，向饱和NaOH溶液中投入一小块金属钠，充分反应后恢复到原来温度。下列叙述中，不合理的是 （ ）ANaOH溶液浓度增大，并放出H2 B溶液中NaOH的质量分数不变，有H2放出C总溶液的质量减小，有H2放出 D钠浮于液面，到处游动，发出咝咝的响声11绿色化学是化学实验追求的目标。化学教育2006年第11期刊载了创新设计“钠在空气中燃烧实验”装置。下列对于该创新实验的描述错误的是（ ）A防止钠燃烧时烧裂试管B解决了钠在空气中燃烧产生浓烟造成污染C观察到黄色火焰和生成淡黄色固体D钠先反应放热，然后钠受热熔化12等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过Na2O2后，体积变为原体积的8/9（同温同压），这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为（ ）A3：4：1 B3：3：2 C6：7：3 D6：9：013为了探究“二氧化碳是否有水存在时才能和过氧化钠反应”，某课题研究小组的同学们设计了如下图的实验装置，分别进行了甲、乙两次实验：实验甲：干燥的二氧化碳和过氧化钠的反应。在干燥的试管II中装入Na2O2，在通人 CO2之前，关闭K1和K2。在试管I内装入试剂 X 后，打开K1和K2，通人CO2，几分钟后将带火星的木条插入试管III的液面上，观察到木条不复燃，且II中的淡黄色没有变化。实验乙：潮湿的二氧化碳和过氧化钠的反 应。在试管I内装入试剂Y，其他操作同实验甲。观察到木条复燃，且II中的淡黄色变为白色。试回答下列问题：（1）在装入 Na2O2 后，通入CO2前，关闭K1和K2的目的是_。（2）在实验甲中，试剂X是_；在实验乙中，试剂Y是_。（3）根据上述两个实验现象，得到的结论是_。（4）为了确保实验现象的准确性，制备CO2所用的反应物最好选用_（填编号，多选扣分）。A. 大理石 B. 小苏打 C. 烧碱 D. 盐酸 E. 稀硫酸 F. 稀硝酸（5）CO2和Na2O2的反应机理可用示踪原子分析加以证明，请完成下列反应方程式：Na2O2+Cl8O2+H218O 14 已知A、B、C是三种常见的固体化合物，焰色反应均显黄色，其中A与C按任意比例混合，溶于足量的水中，得到的溶质也只含有一种，并有无色、无味的气体D放出。另A、B、C、D之间含有如下的转化关系：（部分物质未写出）加热AB只含溶质EnA：nB=1：1 并溶于足量水DC通入足量CO2（1）写出物质的化学式： A 、 B 、 C 。（2）写出A、B按物质的量之比为1：1在密闭容器中加热发生反应的化学方程式： 。（3）写出溶质E与足量CO2反应的离子方程式： 。15. 利用下图所示装置制取氧气并进行相关的实验探究。（1）将3.9 g过氧化钠放入烧瓶中，加入100 mLH2O，然后用排水法收集气体。 过氧化钠跟水反应的化学方程式为_。 集气瓶充满气体后，怎样从水槽中取出集气瓶？简述操作方法。 _。（2）已知：酚酞在c(OH)为1.0104 mol/L2.5 mol/L时呈红色，且0.5 min内不会褪色；H2O2具有氧化性和漂白性。取上述实验得到的溶液于试管中，滴入2滴酚酞试液，溶液变红，片刻红色褪去。 有人认为，“红色迅速褪去”是由于溶液中c(OH)过大造成的，试通过估算并对比数据加以说明。_。 还有人认为，“红色迅速褪去”是因为溶液中存在H2O2。试设计实验证明烧瓶内的溶液中可能有H2O2存在，请简述实验操作。_。 补充实验，证明“红色迅速褪去”与溶液中存在H2O2有关。请简述实验操作。 _。16用脱脂棉包住约0.2g过氧化钠粉末，置于石棉网上，向脱脂棉上滴水，观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。 （1）由上述实验现象所得到的有过氧化钠跟水反应的结论是：第一，为氧气生成，第二， 。Na2O2跟水反应的化学方程式是 。 （2）某研究性学习小组拟用右图所示装置（气密性良好）进行实验，以证明上述结论。用以验证第一条结论的实验操作及现象是： 。用以验证第二条结论的实验操作及现象是： 。 （3）实验（2）向试管中加水至固体完全溶解且不再有气泡生成后，取出度管，向试管中滴入酚酞试液，发现溶液先变红后退色，为探究其原因，该小组同学从查阅有关资料中得知：Na2O2与水反应可生成H2O2，H2O2具有强氮化性的漂白性。请设计一个简单的实验，验证Na2O2跟足量水充分反应后的溶液中有H2O2存在。（只要求写出实验所用的试剂及观察到的现象）试剂： ；现象： 。 （4）该小组同学提出用定量的方法探究Na2O2跟水反应后的溶液中是否含有H2O2，其实验方法为：称取2.6gNa2O2固体，使之与足量的水反应，测量产生O2的体积并与理论值比较，即可得出结论：测量气体体积时，必须持试管和量筒内的气体都冷却至室温时进行，应选用如图装置中的（忽略导管在量筒中所占的体积） （填序），理由是 。若在标准状况下测量气体的体积，应选用的量筒的大小规格为 （选填“100mL”、“200mL”、“500mL”或“1000mL”）