2020年高考化學一輪總復習 第三章 第9講 鈉及重要化合物學案(含解析).doc
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第三章 金屬元素及其重要化合物 [考綱解讀] 1.掌握Na及其重要化合物的主要性質(zhì),了解其應用。2.掌握鎂、鋁及其重要化合物的性質(zhì),了解其用途。3.掌握Al3+、AlO、Al(OH)3之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。4.了解鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應用。5.以Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化為例,理解變價金屬元素的氧化還原反應。6.能鑒別溶液中的Fe2+、Fe3+。7.了解銅及其化合物的性質(zhì)。 第9講 鈉及其重要化合物 一、鈉的性質(zhì)及應用 1.鈉的物理性質(zhì) (1)顏色:銀白色,有金屬光澤。 (2)密度:ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)。 (3)熔點:低于100 ℃。 (4)硬度:質(zhì)地柔軟,可以用小刀切割。 2.從鈉原子的結(jié)構(gòu)認識鈉的化學性質(zhì)——還原性 (1)與非金屬單質(zhì)(如O2、Cl2)的反應 Cl2:2Na+Cl22NaCl (2)與水的反應 ①離子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。 ②與滴加酚酞的水反應的現(xiàn)象及解釋 (3)與鹽酸反應 離子方程式:2Na+2H+===2Na++H2 ↑。 (4)鈉與鹽的反應 ①鈉與鹽溶液反應 如Na投入CuSO4溶液中,反應的離子方程式為2Na+2H2O+Cu2+===Cu(OH)2↓+H2↑+2Na+。 ②金屬鈉具有強還原性,熔融狀態(tài)下可以用于制取金屬,如:4Na+TiCl44NaCl+Ti。 3.鈉的制取及保存 (1)制?。夯瘜W方程式為2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。 (2)保存:密封保存,通常保存在煤油中。 4.鈉的用途 (1)制取Na2O2等化合物。 (2)鈉、鉀合金(液態(tài))可用于原子反應堆的導熱劑。 (3)用作電光源,制作高壓鈉燈。 (4)冶煉某些金屬 二、氧化鈉和過氧化鈉 續(xù)表 三、碳酸鈉和碳酸氫鈉 四、堿金屬的一般性與特殊性 1.一般性 2.特殊性 (1)堿金屬的密度一般隨核電荷數(shù)的增大而增大,但鉀的密度比鈉的小。 (2)堿金屬一般都保存在煤油中,但由于鋰的密度小于煤油的密度而將鋰保存在石蠟中。 (3)堿金屬跟氫氣反應生成的堿金屬氫化物都是離子化合物,其中氫以H-形式存在,顯-1價,堿金屬氫化物是強還原劑。 五、焰色反應 1.焰色反應的概念 某些金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)出特殊的顏色,其屬于物理變化,屬于元素的性質(zhì)。 2.焰色反應的操作 (1)洗、燒:將鉑絲蘸稀鹽酸在無色火焰上灼燒至無色。 (2)蘸、燒:蘸取試樣(固體也可以蘸取)在無色火焰上灼燒觀察火焰顏色。 (3)洗、燒:將鉑絲再蘸稀鹽酸灼燒至無色,就可以繼續(xù)做新的實驗了。 3.常見元素的焰色 鈉元素黃色;鉀元素紫色(透過藍色鈷玻璃觀察)。 1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“”,并指明錯因。 (1)鉀、鈉、鎂等活潑金屬著火時,不能用泡沫滅火器滅火。(√) 錯因:___________________________________________________________ (2)1 mol Na2O2固體中含離子總數(shù)為4NA。() 錯因:1_mol_Na2O2固體中含2_mol_Na+和1_mol_O,離子總數(shù)為3NA。 (3)過氧化鈉與水反應時,生成0.1 mol O2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA。(√) 錯因:___________________________________________________________ (4)用鉑絲蘸取少量某溶液進行焰色反應,火焰呈黃色,該溶液一定是鈉鹽溶液。() 錯因:NaOH溶液的焰色也是黃色。 (5)所有金屬及其化合物灼燒時火焰均有顏色。() 錯因:鉑絲灼燒時就沒有顏色。 (6)相同溫度下溶解度:小蘇打<蘇打,熱穩(wěn)定性:Na2CO3>NaHCO3。(√) 錯因:___________________________________________________________ 2.教材改編題 (據(jù)人教必修一P53 T2)下列關(guān)于鈉及其化合物的敘述中,正確的是( ) A.鈉露置在空氣中,表面很快變暗,是因為生成了Na2O2 B.鈉有很強的還原性 C.Na+有很強的氧化性 D.NaCl灼燒時火焰呈黃色,這是NaCl的化學性質(zhì) 答案 B 考點 鈉的性質(zhì)及用途 [典例1] (2018石家莊模擬)有關(guān)鈉的敘述正確的是( ) A.2.3 g鈉與97.7 g水反應后,溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)等于4% B.鈉和CuSO4溶液反應生成的藍色沉淀上有時出現(xiàn)暗斑,這是析出了金屬銅 C.向金屬鈉與水反應后的溶液中通入適量氯氣后,溶液中含有兩種溶質(zhì) D.鈉在空氣中的緩慢氧化與其在空氣中點燃所得的產(chǎn)物一樣 解析 w=100%≠4%,A項錯誤;Na先與H2O反應生成NaOH,并放出大量的熱,NaOH再與硫酸銅反應生成氫氧化銅藍色沉淀,氫氧化銅不穩(wěn)定,受熱分解為氧化銅,B項錯誤;2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O,C項正確;D項,Na在空氣中緩慢氧化生成Na2O,Na在空氣中點燃生成Na2O2,D項錯誤。 答案 C 名師精講 1.鈉的取用方法:用鑷子夾取一小塊鈉,用濾紙吸干表面的煤油,在玻璃片上用小刀切取黃豆大小的鈉,剩余的鈉放回原試劑瓶。 2.鈉失火的處理:沙土蓋滅,不能用水或泡沫滅火器滅火。 3.鈉與水(或酸):Na與H2O(或酸)反應的實質(zhì)都是與H+的反應。 4.鈉與鹽溶液的反應 (1)鈉與鹽溶液反應的思維模板 如:Na與MgSO4溶液的反應,先考慮Na與水反應,再考慮MgSO4與生成的NaOH溶液反應。 (2)鈉與不同鹽溶液反應實驗現(xiàn)象的描述 ①共性 因為鈉與不同的溶液反應均屬于劇烈的置換反應,故有共同的現(xiàn)象產(chǎn)生:a.浮:鈉浮在液面上;b.熔:鈉熔化成光亮的小球;c.游:在液面上不停地游動直至反應完;d.響:反應中不停地發(fā)出“嘶嘶嘶”的響聲。 ②差異性 與酸及能形成弱堿的金屬鹽溶液反應時,由于溶液中H+濃度較大,反應比與水劇烈,最后鈉可能在液面上燃燒;與鹽溶液反應時,還可能會生成沉淀(如生成難溶堿)、氣體(NH3)等。 1.把一小塊金屬鈉放入下列溶液中,說法正確的是( ) A.放入飽和NaOH溶液中:有氫氣放出,恢復至原溫度后溶液的pH增大 B.放入稀CuSO4溶液中:有氫氣放出,有紫紅色銅析出 C.放入MgCl2溶液中:有氫氣放出,有白色沉淀生成 D.放入NH4NO3溶液中:有無色無味氣體放出 答案 C 解析 A項錯誤,飽和NaOH溶液中放入鈉,鈉與水反應消耗水且生成NaOH,從而會有部分NaOH晶體析出,同時生成氫氣,由于溶液仍是飽和溶液,故溶液的pH不變;B項錯誤,鈉與水反應生成氫氣和NaOH,NaOH與CuSO4反應會出現(xiàn)藍色沉淀;C項正確,鈉與水反應生成的NaOH與MgCl2反應生成Mg(OH)2白色沉淀;D項錯誤,鈉與水反應放熱,生成的NaOH與NH反應生成NH3H2O,NH3H2O部分分解產(chǎn)生的少量氨氣會與氫氣同時放出,故放出的氣體有刺激性氣味。 2.取一支大試管,加入20 mL飽和澄清石灰水(ρ=1.06 gcm-3),再加入5 mL苯(ρ=0.87 gcm-3),靜置后緩慢加入黃豆粒大小的鈉塊(ρ=0.97 gcm-3)。下列實驗現(xiàn)象中,能觀察到的有( ) ①鈉在飽和澄清石灰水層反應并四處游動 ②有氣體產(chǎn)生 ③澄清石灰水變渾濁?、茆c在石灰水與苯的界面處反應并上下跳動?、葩c停留在苯層不反應?、掴c塊最后消失 A.①②⑥ B.②③④⑥ C.⑤ D.①②③⑥ 答案 B 解析 根據(jù)題意,金屬鈉的密度小于飽和澄清石灰水,但大于苯,故將金屬鈉投入盛有石灰水和苯的大試管中,鈉會處于二者的界面處;同時由于鈉與水反應生成H2,H2對金屬鈉產(chǎn)生推動作用,故金屬鈉在界面處可能上下跳動。由于有NaOH生成,并放出熱量,Ca(OH)2的溶解度減小,飽和澄清石灰水中有Ca(OH)2析出,溶液變渾濁。 考點 氧化鈉、過氧化鈉 [典例2] Na2O的制取可以通過如下反應完成:Na+NaNO3Na2O+N2↑(未配平)。請回答下列問題: (1)上述反應的氧化劑是________(寫化學式)。制取Na2O時,若金屬鈉與NaNO3按質(zhì)量比23∶17投料,充分反應后收集到的氣體體積為1.12 m3(標準狀況下),則制得的Na2O的質(zhì)量為________kg。 (2)制取Na2O時由于設備密封性不好而進入了少量空氣,導致制得的Na2O產(chǎn)品中含有Na2O2雜質(zhì)?,F(xiàn)有Na2O產(chǎn)品m g(假設只含有Na2O2雜質(zhì)),請從下面選用合適的儀器和試劑,設計一種可選用的實驗儀器組合,以完成樣品中Na2O含量的測定。 可選用的試劑: a.濃硫酸 b.水 c.鹽酸標準溶液 d.NaOH標準溶液 e.酚酞 f.堿石灰 g.稀鹽酸 (3)某學生設計了以下實驗方案來測定該試樣中Na2O的質(zhì)量分數(shù),其操作流程和實驗數(shù)據(jù)如下: 該Na2O產(chǎn)品中Na2O的質(zhì)量分數(shù)為________。 解析 (1)由N元素的化合價降低可知,NaNO3是氧化劑。配平方程式:10Na+2NaNO36Na2O+N2↑,收集到1.12 m3(標準狀況下)N2,n(N2)=50 mol,那么n(Na2O)=300 mol,故m(Na2O)=18.6 kg。 (2)測定樣品中氧化鈉的含量有多種方法,可通過測生成O2的體積來計算Na2O2的量;也可測反應后錐形瓶和溶液的總質(zhì)量與反應前錐形瓶、樣品和水的總質(zhì)量之差,還可以通過滴定法測錐形瓶中生成NaOH的量來計算。 (3)設試樣中Na2O的物質(zhì)的量為x mol,Na2O2的物質(zhì)的量為y mol,則有62x+78y=7.75,78(x+y)=9.35,解得x=0.1,那么Na2O的質(zhì)量分數(shù)為100%=80%。 答案 (1)NaNO3 18.6 (2)(以下三種方法任選一種,其他合理方法亦可) (3)80% 名師精講 1.Na2O2的強氧化性與還原性 從元素化合價角度分析Na2O2的性質(zhì) 2Na22 (1)Na2O2的強氧化性 (2)遇KMnO4等強氧化劑時,表現(xiàn)出還原性,氧化產(chǎn)物為O2。 (3)遇CO2、H2O、H+則發(fā)生自身的氧化還原反應。 2.Na2O2與CO2和H2O反應的五大關(guān)系 (1)物質(zhì)的量的關(guān)系 無論是CO2、H2O的單一物質(zhì)還是二者的混合物,通過足量的Na2O2時,CO2或H2O與放出O2的物質(zhì)的量之比均為2∶1。 (2)氣體體積關(guān)系 CO2和水蒸氣的混合氣體(或單一氣體)通過足量Na2O2,氣體體積的減少量為原混合氣體體積的,即為生成氧氣的量。 (3)固體質(zhì)量關(guān)系 相當于固體Na2O2只吸收了CO2中的“CO”,H2O中的“H2”;可以看做發(fā)生相應的反應:Na2O2+CO===Na2CO3,Na2O2+H2===2NaOH(實際上兩反應都不容易直接發(fā)生)。 (4)電子轉(zhuǎn)移關(guān)系 當Na2O2與CO2、H2O反應時,每產(chǎn)生1 mol O2轉(zhuǎn)移2 mol e-。 (5)先后順序關(guān)系 一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O(g)的混合物反應,可看做Na2O2先與CO2反應,待CO2反應完全后,Na2O2再與H2O(g)發(fā)生反應。 3.下列說法正確的是( ) A.可用H2O來確定某Na2O粉末中是否含有Na2O2 B.可用CO2來確定某Na2O粉末中是否含有Na2O2 C.Na2O比Na2O2穩(wěn)定 D.將適量的Na2O2、Na2O分別加到酚酞溶液中,最終溶液均為紅色 答案 A 解析 CO2、H2O與Na2O2、Na2O均能反應,且CO2、H2O與Na2O2反應時能產(chǎn)生O2,因O2、CO2均是無色無味的氣體,故不能用CO2來確定Na2O粉末中是否含有Na2O2,而Na2O2與H2O反應會產(chǎn)生氣泡,Na2O與H2O反應無明顯現(xiàn)象,可用H2O來確定Na2O粉末中是否含有Na2O2,所以A項正確,B項錯誤;Na2O在空氣中加熱會轉(zhuǎn)化為Na2O2,故Na2O2比Na2O穩(wěn)定,C項錯誤;將Na2O、Na2O2加到酚酞溶液中,二者均與溶液中的H2O反應生成堿而使溶液變?yōu)榧t色,但Na2O2具有強氧化性,最終會使溶液褪色,D項錯誤。 4.取一定質(zhì)量的某物質(zhì)在a g氧氣中完全燃燒,將其產(chǎn)物跟足量的過氧化鈉固體完全反應,反應后容器內(nèi)有b g氧氣,測得b>a,下列物質(zhì)中滿足上述結(jié)果的是( ) A.HCOOH B.HCHO C.CH4 D.C6H12O6 答案 A 解析 烴及烴的含氧衍生物在O2中充分燃燒后生成CO2、H2O,產(chǎn)物通過足量的Na2O2,發(fā)生反應2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2,2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑,對生成物變式:Na2CO3~Na2O2CO,2NaOH~Na2O2H2,可知過氧化鈉增加的質(zhì)量=與CO2同物質(zhì)的量的CO質(zhì)量+與H2O同物質(zhì)的量的H2質(zhì)量,質(zhì)量增加部分物質(zhì)的組成可以表示為nCOmH2,即化學式可表示為nCOmH2的物質(zhì)完全燃燒后能被過氧化鈉完全吸收,而題述有機物反應后容器內(nèi)氧氣質(zhì)量大于原氧氣質(zhì)量,故有機物的化學式符合nCOmH2xO2形式。HCOOH可以改寫為COH2O2 形式,故A符合;HCHO可以改寫為COH2,故B不符合;CH4中沒有氧元素,反應后氧氣質(zhì)量小于原氧氣質(zhì)量,故C不符合;C6H12O6可以改寫為6CO6H2形式,反應后氧氣質(zhì)量等于原氧氣質(zhì)量,故D不符合。 考點 碳酸鈉、碳酸氫鈉 [典例3] (2018長沙模擬)向體積均為10 mL且物質(zhì)的量濃度相同的兩份NaOH溶液中分別通入一定量的CO2得到溶液甲和乙。向甲、乙兩溶液中分別滴加0.1 molL-1鹽酸。此時反應生成CO2體積(標準狀況)與所加鹽酸體積間的關(guān)系如圖所示。則下列敘述中正確的是( ) A.原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.5 molL-1 B.當0- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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