2019届北京专用高考化学一轮复习第6讲钠及其化合物讲义.ppt

,教材研读,考点突破,栏目索引,第,6,讲钠及其化合物,一、钠,1.钠的物理性质,钠是一种柔软的、银白色的、有金属光泽的金属,具有良好的导电性、,导热性,密度比水,小,比煤油大,熔点较低。,2.钠的化学性质,(1)与非金属反应:2Na+Cl,2,2NaCl,2Na+S,Na,2,S,4Na+O,2,2Na,2,O,2Na+O,2,Na,2,O,2,。,(2)与水反应:,2Na+2H,2,O,2NaOH+H,2,(与水反应的实质是金,属钠与水电离产生的氢离子反应)。,教材研读,钠与滴加酚酞的水反应的现象及解释,(3)与酸反应:2Na+2H,+,2Na,+,+H,2,。,(4)与盐溶液反应,a.钠投入到NaCl稀溶液中,有H,2,产生,离子方程式为,2Na+2H,2,O,2Na,+,+2OH,-,+H,2,。,b.钠投入到饱和NaCl溶液中,有H,2,产生,同时有NaCl晶体析出(恢复至原,温度)。,c.钠投入到NH,4,Cl溶液中,有H,2,和NH,3,逸出。,d.钠投入到CuSO,4,溶液中,有H,2,产生并有蓝色沉淀Cu(OH),2,生成。,3.钠的制取、保存和用途,(1)制取:,2NaCl(熔融),2Na+Cl,2,。,(2)保存:由于金属钠的化学性质非常活泼,易与空气中的O,2,和H,2,O等反,应,所以金属钠要保存在煤油或石蜡中。,(3)用途:用来制取Na,2,O,2,等化合物;工业上用钠作强还原剂,用于冶炼金,属,如:4Na+TiCl,4,(熔融),Ti+4NaCl,;Na-K合金(液态)用作原子,反应堆的,导热剂,;在电光源上,用钠制高压钠灯。,自测1,将一小块钠投入CuSO,4,溶液中,产生的现象如何?分步写出反应,的离子方程式及总的离子方程式。,答案,产生气泡和蓝色絮状沉淀。离子方程式为2Na+2H,2,O,2Na,+,+,2OH,-,+H,2,、Cu,2+,+2OH,-,Cu(OH),2,;2Na+2H,2,O+Cu,2+,2Na,+,+Cu,(OH),2,+H,2,。,自测2,金属钠露置在空气中会发生一系列变化:银白色金属钠,(生,成),(生成),(NaOH),(生成,),(生成)。,答案,Na,2,ONaOH溶液Na,2,CO,3,二、钠的重要化合物,1.钠的氧化物的比较,2.氢氧化钠,(1)物理性质,1)颜色状态:白色固体。,2)俗称:,烧碱、火碱、苛性钠,。,3)溶解性:易溶于水。,4)潮解:在空气中容易潮解,在实验室中可用固体NaOH作,干燥剂,。,(2)化学性质,NaOH来源广泛,是一种最常用的一元强碱,具有碱的通性。,1)NaOH溶于水后完全电离,能使酸碱指示剂变色。,2)与酸和酚发生反应,如HCl、CH,3,COOH、C,6,H,5,OH等。,3)与酸酐发生反应,如SO,2,、CO,2,、SiO,2,、SO,3,、P,2,O,5,和(CH,3,CO),2,O等。,4)与某些非金属单质反应,如Cl,2,、S等。,5)与两性氧化物、两性氢氧化物反应,如,Al,2,O,3,、ZnO、Al(OH),3,、Zn(OH),2,等。,6)与盐发生复分解反应,如含N,、Cu,2+,、HC,、H,2,P,、HS,等的,盐。,7)提供碱性环境发生无机和有机反应,如卤代烃的水解反应和消去反,应、油脂的皂化等。,(3)工业制法,原理(电解饱和食盐水):,2NaCl+2H,2,O,2NaOH+H,2,+Cl,2,。,3.Na,2,CO,3,与NaHCO,3,的比较,4.氯化钠,俗名食盐,是典型的离子晶体,熔点801,沸点1 413。纯净的NaCl不,潮解,粗盐中含有,MgCl,2,、CaCl,2,等杂质,会吸收空气中的水分而,潮解。食盐在生活和医疗上有重要用途,如在日常生活中用于菜肴调,味,腌制鱼、肉等;医用生理盐水即,0.9%,的NaCl溶液。此外,食盐,还是重要的化工原料。,5.焰色反应,(1)定义,很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,这在化,学上叫做焰色反应。,(2)操作步骤,a.点燃酒精灯。,b.将焊在玻璃棒上的铂丝放入,稀盐酸,中清洗,再放到酒精灯外焰,上灼烧,直至火焰呈现原来的颜色。,c.用铂丝蘸取待测物,在外焰上灼烧,观察火焰的颜色在观察钾的火焰,颜色时,应透过,蓝色钴玻璃,(可滤去掩盖紫色的黄光)。,d.将铂丝用,稀盐酸,洗净后,在外焰上灼烧至没有颜色,再做其他,实验。,名师点睛,(1),焰色反应不是化学变化,而是一种物理现象,主要用于,钠、钾等碱金属和碱土金属及其离子的检验。焰色反应是元素的性质,不因元素的存在形式改变而改变。,(2),用稀盐酸的原因,:,生成金属氯化物,而金属氯化物在高温时可挥发。,(3)焰色反应中所用的外焰部分应是无色或浅色的。,(4)灼烧铂丝时应一直烧至火焰恢复到原来的颜色。,自测3,判断正误,正确的划“”,错误的划“,”。,(1)Na,2,O,2,在潮湿的空气中放置一段时间,变成白色黏稠物的原因是,2Na,2,O,2,+2CO,2,2Na,2,CO,3,+O,2,(),(2)反应2Na,2,O,2,+2H,2,O,4NaOH+O,2,中,H,2,O既不是氧化剂也不是还,原剂,(),(3)Na,2,O,2,与H,2,O反应制备O,2,的离子方程式为Na,2,O,2,+H,2,O,2Na,+,+2OH,-,+,O,2,(,),(4)Na,2,O、Na,2,O,2,组成元素相同,与CO,2,反应产物也相同,(,),(5)Na,2,O,2,的电子式为Na,Na,(,),自测4,判断正误,正确的划“”,错误的划“,”。,(1)向NaHCO,3,溶液中加入过量的澄清石灰水,出现白色沉淀:2HC,+Ca,2,+,+2OH,-,CaCO,3,+C,+2H,2,O,(,),(2)NaOH+NaHCO,3,Na,2,CO,3,+H,2,O可用H,+,+OH,-,H,2,O表示,(,),(3)向Na,2,CO,3,溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红:C,+H,2,O,HC,+OH,-,(,),(4)小苏打与氢氧化钠溶液混合:HC,+OH,-,CO,2,+H,2,O,(,),(5)向Na,2,CO,3,溶液中加入过量CH,3,COOH溶液:C,+2H,+,CO,2,+H,2,O,(,),考点突破,考点一钠与水、醇、酸、盐反应的规律,考点三,Na,2,CO,3,与NaHCO,3,的性质,考点二过氧化钠的特性,1.钠与含OH物质的反应规律,当Na与含有OH的物质发生反应时,反应的剧烈程度取决于OH上,氢原子的活泼性,即OH上氢原子电离的难易,越容易电离的反应越剧,烈。例如,将钠加入下列物质中:水;乙醇;醋酸,其反应的剧烈程,度为。,2.钠跟酸溶液反应时,应分两种情况来考虑,(1)若酸过量,则只考虑钠与酸的反应;,(2)若钠过量,则过量的钠还要与水反应。,3.钠与盐溶液的反应,先考虑Na与水反应生成NaOH,再考虑NaOH是否与盐发生复分解反应。,考点一钠与水、醇、酸、盐反应的规律,特别提示,Na与NaHSO,4,溶液反应,实质是与NaHSO,4,电离出的H,+,反,应:2Na+2H,+,2Na,+,+H,2,。,钠不能从盐溶液中置换出金属;若盐为熔融状态,钠可以置换出较不,活泼的金属,如:4Na+TiCl,4,(熔融),4NaCl+Ti(还原性:NaTi)。,工业上用Na与熔融KCl反应制K(高沸点的钠置换出低沸点的钾):Na+,KCl(熔融),NaCl+K(平衡移动原理)。,典例1,向分别盛有100 mL水、100 mL 0.1 molL,-1,盐酸、100 mL 0.01,molL,-1,硫酸铜溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05 mol Na。下列有,关说法正确的是,(),A.三个烧杯中发生的离子反应均为2Na+2H,2,O,2Na,+,+2OH,-,+H,2,B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应,且X烧杯中反应最剧烈,C.三个烧杯中反应后,生成的溶质的物质的量浓度相同,D.三个烧杯中反应后,生成的气体的质量一定相同,D,答案,DA项,钠与盐酸反应时先发生反应2Na+2H,+,2Na,+,+H,2,与CuSO,4,溶液反应时还会发生反应Cu,2+,+2OH,-,Cu(OH),2,;B项,三个,烧杯中,水中的氢离子浓度最小,反应最慢;C项,X烧杯中生成的溶质为,NaOH,Y烧杯中生成的溶质为NaCl和NaOH,Z烧杯中生成的溶质为Na,2,SO,4,和NaOH,三个烧杯中溶质的物质的量浓度不相同;D项,因向三个烧,杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完,故生成H,2,的量相同。,方法指导,金属钠与可溶性盐反应的思维模板,1-1,将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体,又有沉淀产生,的是,。,MgSO,4,溶液NaHCO,3,溶液Na,2,SO,4,溶液饱和澄清石灰水,Ca(HCO,3,),2,溶液FeCl,3,溶液NH,4,Cl溶液,解析,金属钠先与水发生反应:2Na+2H,2,O,2NaOH+H,2,中Mg,2+,+,2OH,-,Mg(OH),2,;中NaHCO,3,+NaOH,Na,2,CO,3,+H,2,O,生成的,Na,2,CO,3,溶解度大于NaHCO,3,故不会产生沉淀;中Na,2,SO,4,与NaOH不反,应,没有沉淀生成;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Ca,2+,+HC,+OH,-,CaCO,3,+H,2,O或Ca,2+,+,2HC,+2OH,-,CaCO,3,+C,+2H,2,O;中Fe,3+,+3OH,-,Fe(OH),3,;,中只产生气体,没有沉淀生成。,1-2,金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。该反应的演,示方法分别如图甲、乙所示:,(1)现按图甲所示的方法,在室温时,向盛有饱和NaOH溶液的水槽中,加,入一小块金属钠。下列有关描述正确的是,abd,(填字母,下同)。,a.钠浮在液面上,并四处游动,最后消失,b.钠熔化成一个光亮的小球,c.恢复到室温时,NaOH溶液的浓度增大,d.恢复到室温时,溶液中Na,+,数目减少,(2)按图乙所示方法来收集产生的气体,需将钠包好,再放入水中。取相,同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体,在相同条件下体积的关系,是,b,。,用铝箔包住钠用铜箔包住钠,a.二者收集气体一样多,b.收集气体体积较大,c.收集气体体积较大,解析,(1)钠投入饱和NaOH溶液中,发生的反应为2Na+2H,2,O,2,NaOH+H,2,其现象与钠在水中的反应现象相同;但因为原溶液是饱和,的,反应消耗水,会析出NaOH固体,则恢复至室温时,NaOH溶液浓度不,变,但溶液体积减小,故溶液中Na,+,数目减少。,(2)Na和H,2,O反应产生H,2,的同时产生NaOH,NaOH可以和Al发生反应2Al,+2NaOH+2H,2,O,2NaAlO,2,+3H,2,故用铝箔包住Na时产生的H,2,的体,积较大。,1.过氧化钠的特性,(1)过氧化钠的结构及性质,氧原子最外层有6个电子,一般情况下,它容易从外界获得2个电子(或与,其他原子形成2对共用电子)形成比较稳定的8电子结构。在Na,2,O,2,和H,2,O,2,中,氧是-1价,这是因为两个氧原子之间以一对共用电子相结合(非极,性键),形成了一种较不稳定的结构。,-1价介于0和-2价之间,因此Na,2,O,2,既可以在一定条件下获得电子表现氧,化性(如与SO,2,、Fe,2+,、品红溶液等反应),也可以在一定条件下失去电子,表现还原性(如与酸性KMnO,4,溶液反应),还可以在一定条件下发生歧化,反应(如与H,2,O、CO,2,等反应),但主要表现氧化性。,考点二过氧化钠的特性,(2)Na,2,O,2,的强氧化性,Na,2,O,2,与SO,2,反应:Na,2,O,2,+SO,2,Na,2,SO,4,。,Na,2,O,2,投入FeCl,2,溶液中,可将Fe,2+,氧化成Fe,3+,同时生成Fe(OH),3,沉淀。,Na,2,O,2,投入氢硫酸中,可将H,2,S氧化成单质硫,溶液变浑浊。,Na,2,O,2,投入Na,2,SO,3,溶液中,可将S,氧化成S,。,Na,2,O,2,投入品红溶液中,因其有强氧化性,可使品红溶液褪色。,2.与过氧化钠相关的计算(教师用书专用),(1)Na,2,O,2,与CO,2,、H,2,O反应的各种关系,物质的量的关系,无论是CO,2,、H,2,O(g)的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na,2,O,2,时,原气体的物质的量与生成O,2,的物质的量之比均为21。,气体体积关系,若CO,2,和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na,2,O,2,气体体积的减,少量或原气体体积的,即为生成氧气的体积。,电子转移关系,当Na,2,O,2,与CO,2,、H,2,O反应时,每产生1 mol O,2,转移2 mol e,-,。如:,反应的先后顺序关系,一定量的Na,2,O,2,与一定量的CO,2,和H,2,O(g)的混合物的反应,可看作Na,2,O,2,先与CO,2,反应,待CO,2,完全反应后,剩余的Na,2,O,2,再与H,2,O(g)反应。,(2)过氧化钠固体增重的定量规律,足量过氧化钠与水、CO,2,反应的计算,Na,2,O,2,Na,2,CO,3,增加(28),Na,2,O,2,2NaOH增加(2),足量过氧化钠与H,2,、CO和O,2,反应的计算,H,2,、CO结合的O,2,的质量与H,2,O、CO,2,与Na,2,O,2,反应生成的O,2,的质量相等,相当于O,2,未参与反应。,CO+Na,2,O,2,Na,2,CO,3,(仅是计算关系),H,2,+Na,2,O,2,2NaOH(仅是计算关系)。,所以,a,g通式符合(CO),m,(H,2,),n,(,m,、,n,不同时为0)的物质(包括纯净物和混,合物)在氧气中燃烧,将产物通过足量过氧化钠,反应完毕后,固体增重,a,g。,典例2,下列有关Na,2,O,2,的说法不正确的是,(),A.向包有Na,2,O,2,粉末的脱脂棉上滴加几滴水,脱脂棉剧烈燃烧起来,说明,Na,2,O,2,与H,2,O反应放热且有氧气生成,B.Na,2,O,2,与CO,2,反应时有单质O,2,生成,该反应属于置换反应,C.Na,2,O,2,在空气中久置变白,涉及的氧化还原反应中,Na,2,O,2,既是氧化剂,又是还原剂,D.Na,2,O,2,粉末加入Ca(HCO,3,),2,溶液中,会产生气体和浑浊,B,答案,BA项,可燃物燃烧需要与O,2,接触,且温度达到着火点;B项,反应,物中没有单质,不符合置换反应的定义;C项,Na,2,O,2,与CO,2,、H,2,O的反应都,是Na,2,O,2,自身的氧化还原反应;D项,Na,2,O,2,先和水反应生成O,2,和NaOH,NaOH再与Ca(HCO,3,),2,反应产生沉淀CaCO,3,。,2-1,为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境,一般,在飞船内安装盛有Na,2,O,2,或K,2,O,2,颗粒的装置,它的用途是产生氧气。下,列关于Na,2,O,2,的叙述正确的是,(),A.Na,2,O,2,中阴、阳离子的个数比为11,B.Na,2,O,2,分别与水及CO,2,反应产生相同量的O,2,时,需要水和CO,2,的质量相,等,C.Na,2,O,2,分别与水及CO,2,反应产生相同量的O,2,时,转移电子的物质的量相,等,D.Na,2,O,2,的漂白原理与SO,2,的漂白原理相同,C,答案,CA项,Na,2,O,2,的电子式为Na,+,2-,Na,+,故阴、阳离子的个,数比为12;B项,生成相同量的O,2,时消耗的水和二氧化碳的物质的量相,同,但质量不同;C项,由得失电子守恒知两者转移电子的物质的量相同;,D项,Na,2,O,2,因具有强氧化性而有漂白性,SO,2,易与有机色质化合生成不稳,定的无色物质,且加热能恢复到原来的颜色,故原理不同。,2-1,(2018北京海淀期中)某实验小组通过下图所示实验探究Na,2,O,2,与,水的反应:,下列说法,不正确,的是,(),A.中的大量气泡主要成分是氧气,B.中溶液变红,说明有碱性物质生成,C.中现象可能是由溶液中含有强氧化性物质造成的,D.中MnO,2,的主要作用是降低了水中氧气的溶解度,D,答案,DA项,Na,2,O,2,与水反应能够生成氢氧化钠和氧气,故中的大,量气泡主要成分是氧气;B项,中加入酚酞溶液后变红,说明有碱性物,质生成;C项,振荡后红色褪去,说明溶液中含有漂白性物质,即含有强氧,化性物质;D项,中MnO,2,的主要作用是作催化剂,加快过氧化氢的分,解。,1.与足量盐酸反应的比较,(1)生成CO,2,速率:两者浓度相等时,NaHCO,3,快。,(2),(3),2.Na,2,CO,3,溶液与盐酸的反应,滴加顺序不同,现象不同,化学方程式也不同。,向盐酸里逐滴加入Na,2,CO,3,溶液(开始时酸过量),2HCl+Na,2,CO,3,2NaCl+CO,2,+H,2,O(开始即有气泡),考点三Na,2,CO,3,与NaHCO,3,的性质,向Na,2,CO,3,溶液里逐滴加入盐酸(开始时酸不足),HCl+Na,2,CO,3,NaCl+NaHCO,3,(无气泡),HCl+NaHCO,3,NaCl+CO,2,+H,2,O(后来有气泡),3.鉴别,特别提示,(1)当Na,2,CO,3,、NaHCO,3,溶液的浓度不同时,一般不用气体法。,(2)不能用Ca(OH),2,或Ba(OH),2,溶液鉴别Na,2,CO,3,和NaHCO,3,因为二者都能,与Ca(OH),2,或Ba(OH),2,溶液反应产生白色沉淀。,(3)Na,2,CO,3,溶液与盐酸可用互滴法鉴别,NaHCO,3,溶液与盐酸不能用互滴,法鉴别。,4.依据图像判断溶液中所含的溶质(含Na的化合物),如图,溶液中的溶质只有NaHCO,3,。,如图,若,OA,AB,溶液中的溶质为NaOH、Na,2,CO,3,;若,OA,=,AB,溶液中的,溶质为Na,2,CO,3,;若,OA,AB,溶液中的溶质为Na,2,CO,3,、NaHCO,3,。,典例3,(2017北京东城二模,12)某同学为测定Na,2,CO,3,固体(含少量NaCl),的纯度,设计如下装置(含试剂)进行实验。,下列说法不正确的是,(),A.必须在间添加吸收HCl的装置,B.的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度,C.通入空气的作用是保证中产生的气体完全转移到中,D.称取样品和中产生的沉淀的质量即可求算Na,2,CO,3,固体的纯度,A,答案,AA项,中氢氧化钡溶液足量,即使挥发出的HCl进入中也,不会影响碳酸钡沉淀的生成,所以不需要除去氯化氢;B项,的作用是,防止空气中的CO,2,进入中使所得BaCO,3,的质量偏大,影响实验的精确,度;C项,通入空气可将生成的二氧化碳完全排入中;D项,利用碳酸钡,的质量可以求得二氧化碳的质量,从而求得样品中碳酸钠的质量,结合,样品质量即可求得碳酸钠的纯度。,3-1,将0.4 g NaOH和1.06 g Na,2,CO,3,混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1,molL,-1,稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO,2,的物,质的量的关系的是,(),C,答案,C滴加盐酸时先发生反应OH,-,+H,+,H,2,O,再发生反应C,+,H,+,HC,最后发生反应HC,+H,+,CO,2,+H,2,O,因,n,(OH,-,)=,n,(C,)=0.01 mol,故加入0.2 L盐酸后开始有气体生成,C正确。,3-2,某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用,不同的方法做了以下实验,如图所示。,(1)只根据图、所示实验,能够达到实验目的的是,(填装置序,号)。,(2)图、所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为,。与相比,的优点是,(填选项序号)。,A.比复杂,B.比安全,C.比操作简便,D.可以做到用一套装置同时进行对比实验,而不行,(3)若用图装置验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固,体最好是,(填化学式)。,答案,(1)(2)2NaHCO,3,Na,2,CO,3,+CO,2,+H,2,O、CO,2,+Ca(OH),2,CaCO,3,+H,2,OD(3)NaHCO,3,解析,图不能达到实验目的,因为二者都能与盐酸反应产生使澄清石,灰水变浑浊的气体。图可以通过对比两者与盐酸反应放出CO,2,的速,率及等质量时放出CO,2,的多少来进行鉴别。NaHCO,3,加热可以分解产生,CO,2,Na,2,CO,3,加热不分解,可以利用图装置鉴别。图是改进装置,A中,装入碳酸钠,直接加热,B中装入碳酸氢钠,间接加热,通过a、b中的现象,便可验证碳酸氢钠和碳酸钠的稳定性。,