钠和钠的化合物.doc

专题一：钠和钠的化合物解读考纲1.以钠为例，了解典型金属的物理性质和化学性质。2.以氢氧化钠为例，了解重要的碱的性质和用途。了解钠的重要化合物（如：Na2CO3和NaHCO3）3.以Na2O2为例，了解过氧化物的性质。重点、考点精读与点拨一、钠的性质、制法和用途1.钠的物理性质钠是一种柔软、银白色，有金属光泽的金属，具有良好的导电、导热性，密度比水小、比煤油大，熔点较低。2 钠的化学性质（ l ）与非金属反应（C12、O2 , S ）。2Na+O2 Na2O2 ( 2 ）与水反应：2Na + 2H20 =2Na0H + H2 现象及解释： 浮在水面上 密度比水小； 熔化成小球 钠的熔点低，反应放热； 四处游动 生成气体； 酚酞变红 生成碱。( 3 ）与酸反应：2Na +2H 十=2Na 十H2钠不足，直接与酸反应；钠过量，先与酸反应再与水反应。( 4 ）与盐溶液反应：先与水反应生成碱，再考虑碱与盐的反应。如Na 投入CuSO4溶液中2Na + 2H20 + CuS04 =Cu ( OH ) 2N aS04 + H2 ( 5 ）与有机物反应：Na 可与醇、酚、羧酸反应。3 钠的保存、制取及用途( l ）保存：由于金属钠的化学性质非常活泼，易与空气中的02和H20 等反应，所以金属钠要保存于煤油中。( 2 ）制取：2Nacl （熔融）2NaC12。( 3 ）用途： 工业上用Na 作强还原剂，用于冶炼金属，如：4NaTicl4Ti + 4Nacl ; Na 一K 合金（液态）用作原子反应堆的导热剂； 高压钠灯。二、重要的钠的化合物1 .氢氧化钠 ( l ）物理性质。俗名烧碱、火碱、苛性钠，是一种白色固体，易吸收空气中的水分而潮解，易溶于水并放热，水溶液有涩味，有强腐蚀性。 ( 2 ）化学性质。Na0H 来源广泛，是一种最常用的一元强碱，具有碱的通性。NaOH 溶于水后完全电离，与酸碱指示剂或试纸作用。 与酸和酚发生中和反应：如HCI 、cH3CooH 、c6H5oH 等。 与酸酐发生反应：如S02 、Co2 、Si02 、S03、P2o5，和( CH3CO ) 20 等。 与某些非金属单质的反应：如C12 、S 和si 等。 与两性氧化物、氢氧化物反应：如A1203，、ZnO 、AI ( oH )3，、Zn ( OH )2等。 与盐发生复分解反应：如NH4+、Cu2+、HC03 、H2Po4-、HS03 等。 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、酯类的水解、油脂的皂化。2 氧化钠和过氧化钠异同点比较名称氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2氧元素化合价-2-1电子式氧化物类型碱性氧化物不属碱性氧化物颜色状态白色固体淡黄色固体某些化学性质与水反应Na20 + H20=2Na0H2Na202 + 2H20 =4NaoH + o2与CO2反应Na20 + C02 =Na2C032Na202 + 2C02 =2NaCO3 + o2与盐酸反应Na20 + 2HCI=2NaCI + H202Na202 + 4HCI=4Nacl + 2H2O + 02用途-氧化剂、供氧剂、漂白剂、杀菌剂保存隔绝空气，密封保存隔绝空气，远离易燃物，密封保存说明：( 1 ) Na202具有强氧化性，可将具有还原性的物质或离子（Fe2+、S03一、H2s 、S02等）氧化，例如：S02 +Na202=Na2S04 。 ( 2 ) Na202因其强氧化性，所以有漂白性，可使品红溶液褪色3 . Na2C03 与NaHC03 的比较碳酸钠（Na2C03）碳酸氢钠（NaHC03）俗名纯碱或苏打小苏打色态白色固体细小的白色晶体水溶性易溶于水，溶液呈碱性易溶于水（但同温下比Na2C03 溶解度小）稳定性受热不分解受热易分解2NaHC03 Na2C03+CO2+H2O与酸作用CO32-+2H+=CO2+H2OHCO32-+H+=CO2+H2O主要用途制玻璃、造纸、制皂、洗涤剂发酵粉、医药、灭火器相互转化Na2C03NaHC034 侯德榜制碱法( l ）将CO2气体通人氨的氯化钠的饱和溶液中，利用NaHCO3的溶解度小于NH4HCO3、NaCI 、NH 4CI 的溶解度的原理，析出NaHC03 晶体。C02 + NH3 + NaCI + H20=NaHCO3 NH4CI ( 2 ）煅烧NaHCO3晶体制得纯碱。2NaHC03 Na2C03+CO2+H2O 三、有关Na202与CO2、H20 的反应2Na202 + 2C02 =2NaCO3 + o22Na202 + 2H20 =4NaoH + o21 物质的量的关系无论是CO2或H20 ( g ）的单一物质还是两者的混合物，通过足量的Na202时，CO2或H2O ( g ）与放出O2的物质的量之比为2 : 1 ，解决此类问题可借助物质的量守恒关系。2 ，气体体积关系若Co2和H20 ( g ）的混合气体（或单一气体）通过足量Na202，气体体积的减少量或原混合气体体积1/2即为生成氧气的量。3 电子转移关系当Na202与Co2、H20 ( g ）反应时，每产生1 molo2转移2 mole 一。4 固体质量关系相当于固体（Na202）只吸收了co2中的“CO ” , H20 中的“ H2” ；可以看做发生相应的反应：Na202+ CO=Na2C03 、Na202+ H2 =2NaOH （实际上两反应不能发生）。5 先后顺序关系一定量的Na202 与一定量的C02 和H2O ( g ）混合物的反应，可视作Na202先与CO2反应，待Co2反应完成后，Na202再与H2o ( g ）发生反应。四、co2与Na0H 溶液反应产物的判断Co2 +2NaoH=Na2Co3 +H2o ( C02 不足）Co2+ NaoH =NaHCO3( C02 过量）由上述反应可知：当n ( NaOH ) : n ( CO2）1 : 1 时，产物仅为NaHC03 ; 当n ( Na0H ) :n ( CO2 ) 2:l 时，产物仅为Na2C03 和H20 ; 当l : l n ( Na0H ) : n ( CO2) a,则A为（）。A . H2 B . co C . C12H 22011D . C6H1206 题型4：与Na2O2、Na2CO3(或NaHCO3)的综合实验 例4 （2006 全国理综I ）在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化李试袖和实验角品，用下图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。( 1 ) A 是制取CO2的装置。写出A 中发生反应的化学方程式：_.( 2 ）填写下表中空格：仪器加入试剂加入试剂的目的B饱和NaHCO3溶液CD ( 3 ）写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：_. ( 4 ）试管F 中收集满气体后，下一步实验操作是：_. 答案 ( l ) CaC03 + 2HCI =CaC12 + H2+ CO2 ( 2 ) 仪器加入试剂加入试剂的目的B（饱和NaHCO3溶液）除去CO2气体中混入的HClC过氧化钠与CO2和水蒸气反应，产生O2DNaOH溶液吸收未反应的CO2气体（注：C 中实际加人过氧化钠和石棉绒的混合物，这里只要求学生填写化学试剂）( 3 ) 2Na202 + 2C02=2Na2C03 + 02 ( 4 ）把E 中的导管移出水面，关闭分液漏斗活塞，用拇指堵住试管口，取出试管，立即把带火星的木条伸人试管口内，木条复燃，证明试管中收集的气体是氧气题型5：多元弱酸与强碱溶液反应产物的确定 例5 向300 mL KoH 溶液中缓慢通人一定量的CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液，得到白色固体。请回答下列问题：( l ）由于CO2通入量不同，所得到的白色固体的组成也不同，试推断有几种可能的组成，并分别列出。( 2 ）若通人C02 气体为2 .24L （标准状况下），得11 . 9g 的白色固体。请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的，其质量各为多少？所用KOH 溶液的物质的量浓度是多少？解析 （l ）在KOH 溶液中通入CO2，先后发生如下两个反应：2KOH + CO2 =K2C03 + H20 , CO 2+ K2C03 + H20 =2KHC03 。依据2KOH + CO2 =K2C03 + H20 和CO 2+KOH=KHC03 。可以讨论出n ( CO2) / n ( KOH ）（设为a）与固体的组成之间的关系为：a 1 / 2K2 C03 、KOHa =1/2K2 C031 / 2 a 1KZ C03 、KHCO3 a1KHC03因为KOH 与KHC03 不能大量共存，所以不存在“KOH + KHCO3 ”这种组合。可以用数轴表示和产物的关系： ( 2 ）讨论：若生成的固体全是K2 C03，其质量应是0 . 1138g mol 一1= 13 . 8g；若全是KHCo3 ，其质量应是0 . 1 mol x 100 g mol 一1= 10g 。实际生成的固体为11 .9g ，所以它是K2c03 和KHco3 的混合物。设它们的物质的量分别为x 、y ，则有：x + y =0 . 1 mol 138g mol 一1 x+ 100g mol 一1 y11 . g解得：x = y = 0 . 05 mol 所以，m ( K2C03 ) = 6 . 9 g m ( KHCO3) = 5 . 0gc ( KOH ) =(0 . 05 mol x2 + 0 . 05 mol)/ 300 x 10 一3L = 0 . 5 mol . L 一l 答案（l ） KOH 、K2Co3 ； K2Co3 ； KHCo3 、K2Co3 ; KHCO3 ( 2 ）由KHC03 和K2C03 组成，其质量分别为5 . 0g和6 . 9g c ( KOH ) = 0 . 5 mol . L 一1 点拨讨论法（确定组成）与守恒法（列出方程）相结合，是求解多元弱酸与碱反应的产物及其质量问题（如S02通入Na0H 溶液中、H2S 气体通入Na0H 溶液中等）的“通解方法”. 连线高考1 . ( 2006 全国理综I ）浓度均为0 . 1 mol L 一1的三种溶液等体积混合，充分反应后没有沉淀的一组溶液是（）。A . BaC12 Na0H NaHC03 B . NaZC03 MgC12 H2SO4C . AIC13 NH3 H2O Na0HD . Ba ( OH )2 CaCI2 N a2S04 2 . ( 2005 江苏理综）下列有关钠的叙述中，错误的是（）。A 钠的还原性很强，可以用来冶炼金属钛、锆、妮等B 钠的化学性质非常活泼，钠元素只能以化合态存在于自然界C 钠是一种灰黑色的固体。D 钠的质地软，可用小刀切割3 . ( 2005 全国理综）向0 . 1 mol L 一1NaOH 溶液中通人过量co2 后，溶液中存在的主要离子是（）。A . Na 、co32一B . Na 、Hco3 C . HCo3-、CO32一D . Na 、oH 4 . ( 2004 上海）等物质的量的N2、02 、C02 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、02 、co2物质的量之比为（）。A . 3 : 4 : 1 B . 3 : 3 : 2 C . 6 : 7 : 3 D . 6 : 9 : 0 5 . ( 2003 上海）NaH 是一种离子化合物，它跟水反应的方程式为：NaH 十H2O =Na0H + H2 ，它也能跟液氨、乙醇等发生类似的反应，并都产生氢气。下列有关NaH 的叙述错误的是（）。A 跟水反应时，水作氧化剂B . NaH 中H 一半径比Li 十半径小C 跟液氨反应时，有NaNH2生成D 跟乙醇反应时，NaH 被氧化6 . ( 2003 全国春）下图中A 至F 是化合物，G 是单质。A （固体）B + C 十D B + G F + G A （溶液）B （溶液）写出A 、B 、E 、F 的化学式：A ._ , B ._ , E ._ , F ._ 7 . ( 20 04 上海）某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样（已知试样质量为1 . 560g、锥形瓶和水的质量为190 . 720g) ，利用下图装置测定混合物中Na2O2的质量分数，每隔相同时间读得电子天平的数据如表：读数次数质量g锥形瓶水试样第l 次192 . 214第2 次192 . 164第3 次192 . 028第4 次192 . 010第5 次192 . 010 ( l ）写出Na2O2和H2o 反应的化学方程式_. ( 2 ）计算过氧化钠质量分数时，必需的数据是_ ，不需要第6 次称量的原因_ ( 3 ）测定上述样品（1 . 560g）中Na2O2质量分数的另一种方案，其操作流程如下： 操作的名称是_。 需直接测定的物理量是_.测定过程中需要的仪器有电子天平、蒸发皿、酒精灯，还需要_、_（固定、夹持仪器除外）。 在转移溶液时，如溶液转移不完全，则Na2O2质量分数的测定结果_（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。8 . ( 2005 上海）我国化学家侯德榜（下图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下： ( l ）上述生产纯碱的方法称：_副产品的一种用途为_.( 2 ）沉淀池中发生的化学反应方程式是：_.( 3 ）写出上述流程中X 物质的分子式：_。( 4 ）使原料氯化钠的利用率从70 提高到90 以上，主要是设计了_（填上述流程中的编号）的循环，从沉淀池中取出沉淀的操作是_( 5 ）为检验产品中碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加_.( 6 ）向母液中通氨气加人细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有：_。( a ）增大NH4 的浓度使NH4Cl 更多地析出( b ）使NaHC03 更多地析出( C ）使NaHco3、转化为N a2co3 ，提高析出NH4cl 的纯度 答 案l . B 本题实质上考查的是酸、碱、盐的相互反应。选项A 中，首先是NaoH 与NaHC03 发生如下反应：NaoH + NaHCo3 =N a2Co3 + H20 ，然后是Na2C03 与BaCI2反应生成白色沉淀BaCo3 : Na2Co3 + BaCI2=Baco32Nacl 。选项B 中，首先是Na2C03与H2So4 反应：Na2Co3 + H2So4 = Na2S04 + Co2 + H2o , MgCI2不与Na2S04反应，没有沉淀生成；选项c 中，因Al3 十3oH =AI ( oH ) 3 ，AIC13 、NH3 H2o 、NaoH 等体积混合后NH3 H2o 、NaoH 提供的oH 一的量不足以使A13 十完全沉淀，故有Al ( 0H ) 3 沉淀生成；选项D 中，Ba ( oH ) 2 与Na2So4 反应生成Baso4 沉淀：Ba ( OH )2 + Na2So4 =BaSO4 2NaoH 。2 . C 钠为银白色固体。3 . B 在NaOH 中通人过量CO2发生如下反应：NaoH 十CO2=NaHCo3 ，即溶液中存在的主要离子有Na 十和HCO3-。4 . A 设原混合气的总体积为v ，则V N2=Vo2 =Vco2 =V/3 通过Na2 02 后，体积变为8V/9 2Na2O2 + 2CO2 = 2 NaZCO3 +O2 V 2 1 1 2V/9 V/9 V-8V/9这时V N2新= V N2=V/3 Vo2新 = Vo2 +V/9=4V/9Vco2新= Vco2-2V/9=V/9依据阿伏加德罗定律，同温同压时气体的物质的量之比等于其体积之比。 氮气、氧气和二氧化碳的物质的量之比：V/3:4V/9:V/9=3:4:15 . B 据信息NaH + H2o =Na0H + H2 推出NaH 与液氨、乙醇反应为：NaH + NH3 =NaNH2 + H : NaH + c2H5oH C2H5oNa + H 2据NaH + H 20 =NaoH + H 2 化合价变化可知A 、C 、D 均正确。H 一与Li核外电子数相同，但H 一核电荷数小，故H 一半径大于Li 十半径。6 . NaHC03 Na2C03 Na2O2 Na0H 点拨：本题为一推断题，题目文字表述简洁明了，主要考查元素化合物间的相互转化关系和对知识进行归纳分析、综合比较判断的能力。其解题方法思路是根据物质的分解规律，综合分析比较可知，化合物A 受热分解可生成三种化合物，在中学常见的化合物的范围内，A 可能为某些酸式盐或碱式碳酸铜。因A 分解产生的两种化合物都能与化合物E 反应产生单质G 。G 可能为02, E 为Na2O2，然后进行推测验证，A 为NaHco3 、B 为 Na2C03 、F 为NaoH 。7 . ( l ) 2Na2o2 + 2H2o =4NaoH + o2 ( 2 ）试样质量、锥形瓶加水的质量、第4 （或5 ）次读数（或用具体数值表示）锥形瓶内质量已达恒量( 3 ） 蒸发 NaCI 的质量 烧杯玻璃棒 偏大点拨：本题主要考查Na2o 、N a2O2的性质，数据处理，实验设计能力。当电子天平的读数不再变化，说明N a2O2与水的反应己经完全。方案二利用试样与盐酸反应生成Nacl 不易分解，而过量的盐酸加热易挥发的特点，考查了蒸发、结晶的基本知识。第 题考查了误差分析问题，相同质量的Na2o 和Na2O2与过量的盐酸反应，Na2o生成的Nacl 多，因此，如果溶液转移不完全会导致质量分数偏大。8 . ( l ）联合制碱法或侯德榜制碱法化肥或电解液或焊药等（其他合理答案均给分）( 2 ) NH3 + co2 + H20 + Nacl=NH4CI + NaHco3或NH3 + C02 + H2O =NH4HCO3 NH4 HC03 + NaCI =NaHCo3 + NH4CI ( 3 ) C02 ( 4 ) l 过滤( 5 ）稀硝酸和硝酸银溶液( 6 ) ( a ）、（c ) 点拨：本题主要考查侯德榜制碱法的生产原理及生产工艺、Cl 一的检验等，根据联合制碱法的生产原理，可知向食盐水中通入氨气是为了得到碱性溶液，以吸收更多的co 2 ，当C02 过量时发生反应：NH3 + H20 + C02 =NH4HC03 , NH4HCO3 + NaCI =NaHCo3NH4CI ，当NaHco3 在锻烧炉中受热时分解：2NaHco3 N a2Co3 + CO2 + H20 , 故x 为Co2。要提高NaCI 的利用率必须将过滤出NaHCO3的母液循环利用。要检验Na2Co3 中是否混有NaCI ，只需向其溶液中加人硝酸酸化的AgNO3 溶液看是否有白色沉淀即可。在向母液中通人NH3 时发生反应HCO3-十NH3 =NH4+co32一，c ( NH4+）增大；NaHco3 转化为Na2co3 。 化 学