上海高二化学8 金属及其化合物1讲义（钠）-- 学生版 - 图文

高二化学（教师版）

8 走进精彩纷呈的金属世界

专题1 钠及其化合物

考点1 基础知识梳理(自主学习)

一、钠 1.原子结构

钠的电子式:① ,原子结构示意图:② 。在化学反应中钠原子容易③ 电子, 作④ 剂。

2.钠的物理性质

(1)颜色:⑤ 色,有金属光泽; (2)硬度:质软(可用刀切割);

(3)密度:钠、水、煤油的密度大小顺序为⑥ ; (4)熔点:97.81 ℃;

(5)导电和导热性:电和热的良导体。 3.钠的化学性质 (1)与非金属反应

a.与O2 反应:常温下与O2化合,钠表面因被氧化而变暗。 化学方程式为⑦ 。

钠在空气中或氧气中燃烧,生成淡黄色固体Na2O2 。化学方程式为⑧ 。 b.与硫反应:⑨ (常温下研磨会爆炸)。

c.与Cl2反应:2Na+Cl2

点燃 2NaCl(白烟)。

(2)与水反应

现象:①钠浮在水面上;②熔化成光亮的小球;③四处游动;④发出“咝咝”声;⑤溶液呈红色。 化学方程式: 2Na+2H2O→2NaOH +H2↑;离子方程式:⑩ 。

(3)与酸反应:钠有强还原性,能与水电离出的H+发生氧化还原反应,与酸反应时,直接与酸电离出的H+反应。

与盐酸反应: (比与水反应剧烈,易爆炸)。

(4)钠与盐溶液反应:首先与水反应生成NaOH,NaOH再与盐反应生成难溶性碱,若NaOH与盐不能反应,则钠只与水反应。如:

a.钠投入硫酸钾溶液中,只与水反应:2Na+2H2O→2NaOH+H2↑。

b.钠投入硫酸铜溶液中:2Na+2H2O→2NaOH+H2↑, 。 4.钠的存在:钠的性质很活泼,在自然界中不能以 态存在。

5.钠的保存:钠易与空气中的氧气和水反应,通常将钠保存在 中,使钠与空气中的 隔绝。(汽油易挥发,CCl4密度比钠大,均不能用于保存金属钠)

6.钠的制备:Na+的氧化性很弱,要实现Na+→Na的变化,通常用电解法:2NaCl的氯化钠)。

7.钠的用途

(1)制Na2O2等化合物。

(2)用在电光源上(高压钠灯)。

(3)钠钾合金(含钾50%~80%)为液态,用于原子核反应堆的导热剂。

(4)作还原剂,将某些稀有金属从它们的熔融盐卤化物中还原出来。如:4Na+TiCl4(熔融)

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高温电解2Na+Cl2↑(电解

高二化学（教师版） 4NaCl+Ti。 微加注意 1.钠的取用方法:用镊子夹取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油,用小刀切取黄豆大小的钠,剩余的钠放回试剂瓶。 2.钠失火的处理:沙土盖灭,不能用水或泡沫灭火器灭火。

二、氧化钠和过氧化钠 物质 色态 类别 电子式 氧化钠(Na2O) 色固体 碱性氧化物 过氧化钠(Na2O2) 色固体 过氧化物(非碱性氧化物) 强氧化剂、漂白剂、供氧剂 阴阳离子个数比 氧的价态 生成条件 与水反应 与CO2反应 与酸反应(HCl) 主要用途 用于制取少量Na2O2 微加注意 1.Na2O2中氧元素的化合价为-1价而不是-2价。 2.Na2O2晶体中阴、阳离子个数之比为1∶2而不是1∶1。

三、碳酸钠和碳酸氢钠 1.碳酸氢钠与碳酸钠的制法 (1)制取NaHCO3的方法

往饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2,过滤得NaHCO3晶体。Na2CO3+H2O+CO2→2NaHCO3↓。 析出晶体的原因: 。

(2)制取Na2CO3的方法(工业制法——侯氏制碱法):往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2,利用NaHCO3比NH4HCO3的溶解度小,使NaHCO3从溶液中析出,再加热分解NaHCO3得到Na2CO3固体。

NH3+H2O+CO2→NH4HCO3

NH4HCO3+NaCl→NaHCO3↓+NH4Cl

2NaHCO3

名称 俗名 物理 性质 色态 水溶性 稳定性 与H+反应 与Ca(OH)2 △ Na2CO3+H2O+CO2↑

碳酸钠(Na2CO3) 白色晶体 易溶于水,溶液呈碱性 稳定,但结晶碳酸钠 (Na2CO3·10H2O)易风化 CO32-+2H+→H2O+CO2↑ Ca2++CO32-→ CaCO3↓ 细小白色晶体 易溶于水(比Na2CO3 溶解度小),溶液呈碱性 不稳定,受热易分解 HCO32-+H+→H2O+CO2↑ Ca2++OH-+HCO32-→CaCO3↓+H2O(碱过量); 碳酸氢钠(NaHCO3) 2.Na2CO3与NaHCO3的比较

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等碱反应 Ca2++2OH-+2HCO32-→CaCO3↓+CO32-+2H2O(碱不足) CaCl2 Ca2++CO32-→CaCO3↓与 （白色） 不反应 盐 2Al3++3CO32-+3H2O→反 硫酸铝 3HCO32-+Al3+→Al(OH)3↓+3CO2↑ 2Al(OH)3↓+3CO2↑ 应 主要用途 制玻璃、肥皂,造纸 制发酵粉、医药,作灭火器原料 相互转化 Na2CO3 NaHCO3 微加注意 1.同温、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的碱性:Na2CO3>NaHCO3,因此,向两溶液中分别滴入酚酞溶液,Na2CO3溶液呈红色而NaHCO3溶液呈浅红色。 2.Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3时,理论上加入适量NaOH可以除去NaHCO3,但实际上无法操作,因为无法准确控制NaOH的用量。 【填空答案】 ① Na· ② ③失去 ④还原 ⑤银白 ⑥ρ煤油<ρ钠<ρ水 ⑦4Na+O2→2Na2O △ ⑧2Na+O2Na2O2 ⑨2Na+S→Na2S ⑩2Na+2H2O→2Na++2OH-+H2↑ 游离 淡黄 2-++Na [O]Na2Na+2HCl→2NaCl+H2↑ 2NaOH+CuSO4→Na2SO4+Cu(OH)2 ↓ 煤油 氧气和水 熔融 白 2-++Na [OO]Na 1∶2 1∶2 -2价 -1价 常温 加热或点燃 Na2O+H2O→2NaOH 2Na2O2+2H2O→4NaOH+O2↑ Na2O+CO2→Na2CO3 2Na2O2+2CO2→2Na2CO3+O2 Na2O+2HCl→2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl→4NaCl+2H2O+O2↑ NaHCO3的溶解度小于Na2CO3 纯碱或苏打 小苏打 【跟踪练习】

1.下列说法正确的是( )。

A. 钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23 g钠充分燃烧时转移电子数为1NA B. 除去NaHCO3中混有的Na2CO3最好加入CaCl2或BaCl2溶液使之沉淀 C. 金属钠着火时使用泡沫灭火器灭火

D. 钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化 2.下列说法不正确的是( )。 ．．．

A. 用试管加热碳酸氢钠固体时使试管口竖直向上

B. 施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用,是因为K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效

C.Na2CO3(s)混有NaHCO3(s)时可用灼烧的方法提纯 D. 小苏打是面包发酵粉的主要成分 3. 下列说法不正确的是( )。 ．．．

A.碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多症

B.切开的金属钠暴露在空气中,表面因生成过氧化钠而变暗 C.碳酸钠溶液呈碱性,可用来去除油污

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D.过氧化钠可用作呼吸面具中的供氧剂 4.下列关于Na2O2的说法正确的是( )。

A.Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2 B.Na2O2投入酚酞溶液中,溶液变红

C.Na2O2能与酸反应生成盐和水,所以Na2O2是碱性氧化物 D.在Na2O2与水的反应中,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂

5.(1)现有①a g纯净的Na2CO3 ②a g Na2CO3与NaHCO3的混合物 ③a g纯净的NaHCO3,按要求回答下列问题:

Ⅰ.分别与盐酸完全反应时,消耗盐酸的量从大到小的顺序为 (填序号,下同)。 Ⅱ.分别与盐酸完全反应时,放出CO2气体的量从大到小的顺序为 。

Ⅲ.分别溶于水,再加入足量的澄清石灰水,生成沉淀的质量从大到小的顺序为 。 Ⅳ.分别配成等体积的溶液,c(Na+)从大到小的顺序为 。

(2)将a g Na2CO3和NaHCO3的混合物充分加热,其质量变为b g,则Na2CO3的质量分数为 。 (3)若将问题(1)中的等质量改为等物质的量,回答问题(1)。 Ⅰ. ;Ⅱ. ;Ⅲ. ;Ⅳ. 。

考点2 重难点探究

一、金属钠与酸、碱、盐溶液的反应 1.金属钠与可溶性盐溶液的反应

2.金属钠与溶液反应现象的分析 (1)共性

因为钠与不同的溶液反应均属于剧烈的置换反应,故有许多共同的现象产生:

①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:在液面上不停地游动直至反应完;④响:反应中不停地发出“咝咝”的响声。

(2)差异性

与酸、强酸弱碱盐溶液或某些酸式盐溶液(如NaHSO4)反应时,由于溶液中H+浓度较大,比与水反应剧烈,最后钠可能在液面上燃烧;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。

【例题1 】把一小块金属钠放入下列溶液中,说法正确的是( )。 A.放入饱和NaOH溶液中:有氢气放出,恢复至室温后溶液的pH增大 B.放入稀CuSO4溶液中:有氢气放出,有紫红色铜析出 C.放入MgCl2溶液中:有氢气放出,有白色沉淀生成 D.放入NH4NO3溶液中:有无色无味气体放出 二、Na2CO3与NaHCO3的鉴别方法 1.利用热稳定性不同

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2.利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)

3.利用阴离子的不同

4.利用溶液的酸碱性不同

【例题2】为鉴别K2CO3和NaHCO3两种白色固体,有四位同学分别设计了下列四种不同的方法,其中不可行的是( )。 ．．．A.分别加入1 mol·L-1的盐酸,看气泡产生的先后

B.分别取样在试管中加热,将可能产生的气体通入澄清石灰水中,观察有无白色沉淀出现 C.分别取样配成溶液,滴加Ba(OH)2溶液,观察有无白色沉淀产生 D.分别加入BaCl2溶液看有无白色沉淀生成 三、Na2CO3和NaHCO3与酸反应的过程与图像

1.向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示。 2.向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸,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的混合溶液中逐滴加入盐酸,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) 。

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)。

【例题3】向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体,再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,并将溶液加热,产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图所示(忽略CO2的溶解和HCl的挥发):

则下列分析正确的是( )。

①Ⅰ图对应溶液中的溶质为NaHCO3

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