钠及其化合物的讲义

1钠及其化合物知识要点：1.知道Na及其氧化物的性质。2.能利用Na及其氧化物分别与水反应的化学方程式进行相关计算。3.能规范解答以Na及其氧化物为载体的实验探究、框图推断题。4.了解Na2CO3和NaHCO3的性质。5.能正确鉴别Na2CO3和NaHCO3，并能用实验的方法实现它们之间的相互转化。6.从原子的核外电子排布，理解ⅠA族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。7.了解碱金属的主要物理性质和化学性质及其应用。8.了解碱金属及其化合物的典型计算。9.记住Na、K等重要金属元素的焰色反应。深度理解：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：ρ(H2O)ρ(Na)ρ(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Na――→O2、Cl2、H2O、H＋等Na＋1(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应O2常温：4Na＋O2===2Na2O点燃：2Na＋O2=====△Na2O2Cl2：2Na＋Cl2=====点燃2NaCl(2)与水反应①离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。②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：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。3．钠的制取及保存2(1)制取：化学方程式为2NaCl(熔融)=====电解2Na＋Cl2↑。(2)保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。（能否保存在CCL4中）4．钠的用途(1)制取Na2O2等化合物。(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)冶炼某些金属金属钠具有强的还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如4Na＋TiCl4=====熔融4NaCl＋Ti。说明工业上在850℃，钠与熔融状态的KCl反应可以制取金属钾Na(l)＋KCl(l)=====850℃NaCl(l)＋K(g)，反应发生是因为在反应温度下，体系中只有钾是气体，能从体系中逸出，利于反应正向进行，即在反应温度下，为熵增反应，该反应不能说明金属钠的还原性强于金属钾！二,氧化钠和过氧化钠。化学式Na2ONa2O2氧元素化合价－2－1色、态白色固体淡黄色固体阴、阳离子个数比1∶21∶2是否为碱性氧化物是不是与水反应的化学方程式Na2O＋H2O===2NaOH2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑与CO2反应的化学方程式Na2O＋CO2===Na2CO32Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2与盐酸反应的化学方程式Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑三个重要的知识点：(1)Na2O2的电子式为Na＋[··O··O··]2－Na＋，O2－2是个原子团。(2)Na2O2与H2O、CO2的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应。(3)在研究Na2O2与其他溶液反应时，要注意Na2O2的强氧化性和溶液的强碱性。三.碳酸钠与碳酸氢钠1．性质32．转化及鉴别Na2CO3①CO2＋H2O；②适量H＋①固体加热；②适量OH－NaHCO3(1)当Na2CO3、NaHCO3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Na2CO3和NaHCO3，因为二者都能产生白色沉淀。3.关于计算(1)盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中①现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。②反应：无明显现象时反应的离子方程式：CO2－3＋H＋===HCO－3，无色气体放出时反应的离子方程式：HCO－3＋H＋===CO2↑＋H2O。(2)Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中①现象：有无色气体放出。②反应的离子方程式：CO2－3＋2H＋===CO2↑＋H2O。(3)碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像的归纳总结①向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示；②向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示；③向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)；④向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略)。4四.碱金属元素焰色反应1．碱金属的一般性与特殊性(1)一般性相似性递变性(由Li→Cs)原子结构最外层均为1个电子电子层数逐渐增多核电荷数逐渐增大原子半径逐渐增大元素性质都具有较强的金属性，最高正价均为＋1价金属性逐渐增强单质性质物理性质(除Cs外)都呈银白色，密度较小，熔、沸点较低密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低化学性质都具有较强的还原性还原性逐渐增强；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂(2)特殊性①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。②碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。2．焰色反应(1)焰色反应的概念某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，其属于物理变化，属于元素的性质。(2)焰色反应的操作铂丝――→酒精灯灼烧无色――→蘸取待测物――→酒精灯灼烧观察火焰颜色――→用盐酸洗涤铂丝――→酒精灯灼烧无色(3)常见元素的焰色钠元素黄色；钾元素紫色(透过蓝色钴玻璃观察)；铜元素绿色。经典例题一、单项选择题1．下列关于钠的叙述错误的是()A．钠易与非金属S、Cl2等反应B．钠在空气中燃烧生成Na2OC．钠燃烧时发出黄色的火焰D．钠的密度比水小，熔点低于100℃答案B解析钠在空气中燃烧生成Na2O2，只有在常温下才生成Na2O。2．下列各项中的“黄色”，不属于因化学反应而产生的是()A．将钠在石棉网上加热熔化，冷却后得到淡黄色固体B．在氯化亚铁溶液中通入氯气，反应后得到黄色溶液5C．久置的碘化钾溶液呈黄色D．食盐在无色的火焰上灼烧时，火焰呈黄色答案D解析焰色反应是物理变化。3．下列对于过氧化钠的叙述中，正确的是()A．过氧化钠能与酸反应生成盐和水，所以过氧化钠是碱性氧化物B．过氧化钠能与水反应，所以过氧化钠可以作气体的干燥剂C．过氧化钠与水反应时，过氧化钠是氧化剂，水是还原剂D．过氧化钠与二氧化碳反应时，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂答案D解析Na2O2与CO2或H2O反应过程中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，C错误，D正确；Na2O2与酸反应不仅生成盐和水，还生成O2，故Na2O2不是碱性氧化物，A错误；Na2O2与水反应生成O2，会引入新的杂质，B错误。4．碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是()A．在碱金属元素中它具有最大的原子半径B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物C．它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱D．它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸答案B解析根据同主族元素性质的递变规律，从金属锂到金属钫随原子序数的递增，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强，与水反应的剧烈程度逐渐增强，与氧气反应的产物越来越复杂，可以产生过氧化物、超氧化物甚至臭氧化物等。5．下列化学实验事实及其解释不正确的是()A．滴有酚酞的NaHCO3溶液呈浅红色，微热后红色加深，是因为NaHCO3分解生成了Na2CO3B．钠保存在煤油中，是因为煤油不与钠发生反应，钠比煤油密度大，煤油可以使钠隔绝空气和水蒸气C．用洁净的玻璃管向包有Na2O2的脱脂棉吹气，脱脂棉燃烧，说明CO2、H2O与Na2O2的反应是放热反应D．钠长期暴露在空气中的产物是Na2CO3，原因是钠与氧气生成的Na2O与水和二氧化6碳反应答案A解析A项，对NaHCO3溶液微热，HCO－3水解程度增大，溶液碱性增强。6．有3份等质量的小苏打，第1份直接与盐酸恰好完全反应；第2份首先加热，使其部分分解后，再与盐酸恰好完全反应；第3份首先加热，使其完全分解后，再与盐酸恰好完全反应。假若盐酸的物质的量浓度相同，消耗盐酸的体积分别为V1、V2和V3，则V1、V2和V3的大小关系正确的是()A．V1V2V3B．V1V3V2C．V2V3V1D．V1＝V2＝V3答案D解析3份小苏打质量相等，无论是直接与盐酸反应，还是部分分解或完全分解后与盐酸反应，最终得到的都是NaCl溶液，其中Cl－来自于盐酸，Na＋来自于NaHCO3,3份消耗盐酸的体积相同。7．(2011·北京理综，11)下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是()A．取a克混合物充分加热，减重b克B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克D．取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体答案C解析取a克混合物充分加热，减重b克，根据差量法可求出NaHCO3的质量，从而求出Na2CO3的质量分数，故A正确；取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体氯化钠，列方程组即可求出，B正确；C中，取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克，由于逸出气体中含有H2O，故无法求解；D中由于二者都能与Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3沉淀，由Na2CO3→BaCO3、NaHCO3→BaCO3的转化关系，列方程组即可求出混合物中Na2CO3的质量分数，D正确。8．(2010·上海，11)将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol·L－1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是()7答案C二、双项选择题9．下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法正确的是()A．热稳定性：NaHCO3＜Na2CO3B．与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3＜Na2CO3C．相同温度时，在水中的溶解性：NaHCO3Na2CO3D．等物质的量浓度溶液的pH：NaHCO3Na2CO3答案AC10．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Na2O2v或K2O2颗粒的装置，它的用途是产生氧气。下列关于Na2O2的叙述正确的是()A．Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶1B．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，需要水和CO2的质量相等C．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，转移电子的物质的量相等D．Na2O2的漂白原理与SO2的漂白原理不同答案CD解析Na2O2的电子式为Na＋[··O··O··]2－Na＋，故阴、阳离子的个数比为1∶2，A错误；生成相同量的O2时消耗的水和二氧化碳的物质的量相同，但质量不同，B项错；由得失电子守恒知二者转移电子的物质的量相同，C项正确；Na2O2因具有强氧化性而有漂白性，SO2易与有色物质化合生成无色不稳定的物质，故二者原理不同，D项正确。三、非选择题12．A、B、C是由周期表中短周期元素组成的三种常见化合物，甲、乙、丙是三种单质，这些单质和化合物之间存在如图所示的关系：完成下列空白：(1)A、B、C的化学式分别为________、______、______。(2)单质甲与化合物B反应的离子方程式为__________。8(3)在A、B、C三种化合物中，必定含有的元素是________(用元素符号表示)。答案(1)Na2O2H2ONaOH(2)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑(3)O解析甲与B反应是化学反应四种基本类型中的置换反应，甲与乙是化合反应，