化学2017年高考总复习镁及其化合物课件.ppt

第四单元 钠、镁及其化合物 三年7考 高考指数: 1.了解钠及其重要化合物的主要性质及其应用。 2.了解镁及其重要化合物的主要性质及其应用。 一、钠的主要性质及其用途 1. 钠的物理性质 (1)颜色：银白色，有金属光泽。 (2)密度：钠、水和煤油的密度大小为： _。 (3)熔点：_100 。 (4)硬度：质地_。 (水)(钠)(煤油) 低于 柔软 2.钠的化学性质还原性 (1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应。 常温：_ O2 点燃：_ Cl2：_ (2)与水反应。 离子方程式：_。 点燃 = 点燃 = 4Na+O2=2Na2O 2Na+O2 Na2O2 2Na+Cl2 2NaCl 2Na+2H2O=2Na+2OH- +H2 反应现象“五字诀”(与滴加酚酞的水反应) (3)与酸反应。 离子方程式：_，钠与酸的反 应比与水的反应更剧烈。 (4)与盐溶液的反应。 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，反应的化学方程式为： _。 2Na+2H+=2Na+H2 2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2+Na2SO4+H2 3.钠的制取及保存 (1)制取：_。 (2)保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。 4.钠的用途 (1)制取Na2O2等化合物； (2)钠、钾合金为液态合金，可用于原子反应堆的导热剂 ； (3)作强还原剂，将某些稀有金属从它们的卤化物中还原 出来； (4)用作电光源，制作_。 电解 = 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2 高压钠灯 二、钠的重要化合物的主要性质及其用途 1.Na2O与Na2O2 名称氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2) 颜色状态 电子式 氧的化合价 与H2O反应 与CO2反应 与盐酸反应 用途 白色固体淡黄色固体 -2-1 Na2O+H2O=2NaO H 2Na2O2+2H2O=4NaOH+ O2 Na2O+CO2=Na2CO 3 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+ O2 Na2O+2HCl=2NaCl+H2 O 2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O +O2 供氧剂、漂白剂 2.碳酸钠和碳酸氢钠 (1)碳酸钠。 写出上述序号所示反应的化学方程式： _ _ _ Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH Na2CO3+BaCl2=BaCO3+2NaCl (2)碳酸氢钠。 写出上述序号所示反应的化学方程式： _ (写离子方程式) Ca(OH)2过量：_ Ca(OH)2少量： _ NaHCO3+HCl=NaCl+H2O +CO2 HCO3-+Ca2+OH-=CaCO3+H2O 2HCO3-+Ca2+2OH-=CaCO3+2H2O+CO32- _ _ (3)相互转化。 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O = 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2 3.焰色反应 (1)概念：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)应用：焰色反应是元素的性质，属于物理变化，常用 于 _。 (3)常见元素的焰色。 钠元素：_；钾元素： _(透过蓝色钴玻璃)。 检验金属元素的存在 黄色紫色 三、镁的性质和用途 1.化学性质 2Mg+O2 2MgO 点燃 = 3Mg+N2 Mg3N2 点燃 = Mg+Cl2 MgCl2 点燃 = 2Mg+CO2 2MgO+C 点燃 = Mg+2H+=Mg2+ H2 Mg+Cu2+=Mg2+ Cu 2.镁的用途 发出耀眼的白光 镁合金 小 大 氧化镁 高 3.镁的提取 (1)流程。 CaO 石灰乳 MgCl2 HCl Mg(OH)2 Mg+Cl2 (2)有关反应的化学方程式。 _ _ _ _ HCl = 通电 = MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2 Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O MgCl26H2O MgCl2+6H2O MgCl2(熔融) Mg+Cl2 1.钠的性质活泼，在空气中易发生反应，故应保存在 CCl4或酒精中。 ( ) 【分析】CCl4的密度比钠大，钠漂浮在CCl4上面，不能 起到隔绝空气的作用。钠与酒精能发生反应，钠应保存 在煤油中。 2.钠能从硫酸铜溶液中将铜置换出来。 ( ) 【分析】钠首先与水反应，生成的氢氧化钠再与硫酸铜 反应，不能置换出铜。 3.氧化钠与过氧化钠都属于碱性氧化物。 ( ) 【分析】氧化钠与酸反应生成盐和水，而过氧化钠与酸 反应生成盐、水和氧气，所以氧化钠是碱性氧化物，而 过氧化钠不是。 4.过氧化钠中的阴、阳离子个数比为11。( ) 【分析】过氧化钠中的阴离子为O22-，所以过氧化钠中的 阴、阳离子个数比为12。 5.用加热的方法可以鉴别纯碱和小苏打，用CaCl2溶液可 以鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。 ( ) 【分析】NaHCO3不稳定，受热分解生成CO2气体，Na2CO3 受热不分解，故加热可用于鉴别纯碱和小苏打；Na2CO3 与CaCl2反应可生成白色沉淀，NaHCO3与CaCl2不发生反应 。 6.由于空气中含氮量高，所以镁在空气中燃烧的主要产 物是Mg3N2。( ) 【分析】虽然空气中含氮量高，但是由于氮气的性质很 不活泼，所以镁在空气中燃烧时，主要是和活泼的氧气 反应，其主要产物是MgO。 过氧化钠的氧化性及计算 1.过氧化钠的强氧化性 Na2O2与下列试剂反应时表现强氧化性 试剂反应原理现象 FeCl2溶液 Na2SO3溶液 氢硫酸 酚酞溶液 品红溶液 4Na2O2+4FeCl2+6H2O= 4Fe(OH)3+O2+8NaCl红褐色沉淀 Na2O2+Na2SO3+H2O= Na2SO4+2NaOH Na2O2+H2S=S+2NaOH溶液变浑浊 与水反应生成NaOH，Na2O2有 强氧化性 先变红 后褪色 Na2O2有强氧化性红色褪去 2.过氧化钠与CO2、水“一个规律，两种关系” 反应：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 (1)先后规律。 由于CO2能够与NaOH反应，所以一定量的Na2O2与一定量 的H2O(g)和CO2的混合物反应，可视为Na2O2先与CO2反 应，剩余的Na2O2再与H2O(g)反应。 (2)气体体积变化关系。 由两反应可见，若CO2、水蒸气(或两混合气体)通过 足量Na2O2，气体体积的减少量是原气体体积的1/2，等于 生成氧气的量。 (3)固体质量变化关系。 足量过氧化钠与水、CO2反应的计算 Na2O2 Na2CO3 增加(28) Na2O2 2NaOH 增加(2) CO2 H2O 足量过氧化钠与H2、CO和O2反应的计算 由2CO+O2 2CO2和反应式得： CO+Na2O2=Na2CO3(仅是计算关系)； 由2H2+O2 2H2O和反应式得： H2+Na2O2=2NaOH(仅是计算关系)。 所以，有a g通式符合(CO)m(H2)n(m=0,1,2,3， n=0,1,2,3) 的物质(包括纯净物和混合物)在氧气中燃烧，将其通过足 量过 氧化钠，反应完毕后，固体增重a g。 点燃 = 点燃 = 【高考警示钟】(1)用脱脂棉包住过氧化钠，滴加少量水 时脱脂棉可以燃烧，不仅可以说明Na2O2与H2O反应生成O2 ，还可以说明该反应放热。 (2)当过氧化钠与水或CO2反应时，1 mol Na2O2转移电子1 mol而不是2 mol。 【典例1】下列关于Na2O2的说法正确的是( ) A.SO2和CO2都是酸性氧化物，SO2与Na2O2反应生成 Na2SO3和O2 B.84 g NaHCO3受热分解，将生成的气体通过足量的 Na2O2，固体质量增加31 g C.将Na2O2投入到酚酞试液中，溶液变红 D.Na2O2与水的反应中，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂 【解题指南】解答本题要注意以下三点： (1)SO2有还原性，能被Na2O2氧化； (2)Na2O2与CO2或H2O反应时有O2放出； (3)Na2O2有强氧化性，导致有漂白性。 【解析】选D。Na2O2有强氧化性，SO2有还原性，二者发 生氧化还原反应，生成硫酸盐，A项错；Na2O2投入酚酞 试液中应先变红，后褪色，C项错；84 g NaHCO3受热分 解生成的气体为CO2和水蒸气，共31 g，但在与Na2O2反应 时有O2放出，固体只相当于吸收了CO和H2，故固体质量 最多增加15 g。 【互动探究】(1)若将C项中的“酚酞试液”改为“FeCl2溶 液”，有何现象？反应的离子方程式如何书写？ 提示：产生红褐色沉淀4Na2O2+6H2O+4Fe2+= 8Na+4Fe(OH)3+O2。 (2)若B项中只有少量的Na2O2，则最终的固体是什么？ 提示：CO2和H2O(g)的混合气体与Na2O2反应时CO2先发生反 应，若Na2O2不足，则产物应是Na2CO3。 【变式备选】(2012邯郸模拟)在一定条件下，使CO和 O2的混合气体26 g充分反应，所得混合物在常温下跟足 量的Na2O2固体反应，结果固体增重14 g，则原混合气 体中O2和CO的质量比可能是( ) A94 B11 C76 D67 【解析】选D。由反应2CO+O2 2CO2、 2Na2O2+2CO2= 2Na2CO3+O2可推得CO+Na2O2=Na2CO3，所以固体增加的 质量即为原来CO的质量。CO为14 g，O2为12 g， m(O2)m(CO)67。 点燃 = 关于Na2CO3和NaHCO3的鉴别以及 与酸反应的问题分析 1.与酸反应问题的分析 (1)与等浓度盐酸反应的规律。 放出CO2快慢：NaHCO3Na2CO3 混合物反应先后顺序 因CO32-结合H+更容易，所以Na2CO3先反应生成 NaHCO3，然后NaHCO3与H+再反应。 与足量盐酸反应耗酸量的比较： 等质量的Na2CO3和NaHCO3，前者耗酸量多； 等物质的量的Na2CO3和NaHCO3，前者耗酸量多。 与足量盐酸反应生成CO2量的比较： 等质量的Na2CO3和NaHCO3，后者生成CO2量多； 等物质的量的Na2CO3和NaHCO3，两者生成CO2量一样 多。 (2)两种情况下NaHCO3的量与生成CO2的量的关系。 受热分解时 2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O， 2n(NaHCO3) n(CO2) 与酸反应时 NaHCO3HCl=NaClCO2H2O， n(NaHCO3)n(CO2) = 2.鉴别 【高考警示钟】(1)Na2CO3和盐酸可以用互滴法鉴别，但 NaHCO3和盐酸不可以用互滴法鉴别。 (2)不能用Ca(OH)2或Ba(OH)2鉴别NaHCO3和Na2CO3,因为都 能产生白色沉淀。 【拓展延伸】差量法在NaHCO3分解计算中的应用 例：2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O m 284 g 106 g 44 g 18 g 62 g 其固体差量m可由两种方法得出： m=284 g-106 g=62 g 或m=44 g+18 g=62 g。 此外，在解答有关Na2CO3和NaHCO3的计算题时除了常用差 量法外，还可运用守恒法和极值法。 = 【典例2】(2011北京高考)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 【解题指南】解答本题时应注意以下三点： (1)NaHCO3分解质量减少，Na2CO3不分解。 (2)加入盐酸或加入Ba(OH)2溶液反应后，根据Na+或碳原 子守恒计算。 (3)碳酸盐与酸反应放出的气体中含有水蒸气。 【解析】选C。A项，根据充分加热后减重的质量，可计 算出NaHCO3的质量，进而计算出Na2CO3的质量分数；B项 ，根据充分反应后NaCl的质量，依据Na+守恒，可以计算 出Na2CO3的质量，进而计算出Na2CO3的质量分数；C项， 由于碱石灰增重的质量是CO2和H2O的质量，无法计算出 Na2CO3的质量，因此不能计算出Na2CO3的质量分数；D项 ，根据充分反应后BaCO3的质量，依据碳原子守恒，可以 计算出Na2CO3的质量，进而计算出Na2CO3的质量分数。 【变式训练】一定量饱和Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸 直至 过量，开始阶段无现象，后来冒气泡。以下判断错误的 是 ( ) A.CO32-是弱酸根离子，开始阶段与H+结合，生成HCO3- B.溶液中的Na+、Cl-抑制了CO2的生成 C.开始生成的CO2与Na2CO3反应，生成了NaHCO3 D.CO32-在水中，存在两个水解平衡，开始阶段可能是H+ 结合OH-，导致生成HCO3- 【解析】选B。在Na2CO3溶液中存在：CO32-+H2O HCO3- +OH-、HCO3-+H2O H2CO3+OH-，开始阶段，加入的H+ 结合 OH-，导致CO32-+H2O HCO3-+OH-正移，生成HCO3-，故 A、 D项正确；溶液中的Na+、Cl-对CO32-+H2O HCO3-+OH-、 HCO3-+H2O H2CO3+OH-无影响，所以对CO2的生成无影 响， 故B项错误；也可认为，开始Na2CO3溶液与稀盐酸反应生 成 的CO2与Na2CO3反应，生成了NaHCO3，故C项正确。 【解题技巧2】差量法应用于复杂计算问题 1.优点 利用化学反应前后物质间所出现的差量关系解决化学问 题的方法就是差量法，即依据化学反应前后的某些“差量 ”(固体质量差、溶液质量差、气体体积差、气体物质的 量差等)与反应物或生成物的变化量成正比而建立的解题 方法。利用差量法可使化学计算独辟蹊径、化繁为简、 变难为易，大大减少运算量，提高运算准确度。 2.解题关键 (1)关键一：准确找差量。 差量法解题的关键是正确找出方程式中的差量(理论差量 )和发生反应的差量(实际差量)。这些差量常常是反应前 后同一物态(固态、液态、气态)、同一物理量(质量、体 积、物质的量等)的差量。 (2)关键二：合理列比例。 将“差量”看作化学方程式右端的一项，将实际差量与化 学方程式中的对应理论差量列成比例式计算求解。 3.常见类型 常用差量法原理 质量差法 根据反应方程式中反应物与生成物之间存 在的质量差量关系列式计算。 气体体积差(物 质的量差)法 根据反应方程式中反应物与生成物之间存 在的体积差量关系列式计算。 压强差法 根据反应前后恒容容器内压强差，利用反 应方程式中反应前后气态反应物和气态生 成物之间的物质的量之差列式计算。 为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现 将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质 量分数)是 ( ) 【解析】选A。样品加热发生的反应为： 2NaHCO3 Na2CO3H2OCO2 m 168 106 62 m(NaHCO3) (w1w2) g 16862=m(NaHCO3)(w1w2)g 则m(NaHCO3)= Na2CO3质量为： 其质量分数为： = 1.下列关于镁和钠及其合金的比较结论正确的是( ) A铝镁合金的硬度较大，钠钾合金的硬度较小 B因为钠的金属性比镁要强，所以钠的熔点比镁要高 C镁能置换硫酸铜中的铜，钠也能置换硫酸铜中的铜 D在空气中都能被点燃，生成的产物都是氧化物，无 过氧化物 【解析】选A。钠钾合金常温下呈液态，故A项正确；熔 点与金属性强弱无关，故B项错；由于钠可以与水反应， 故钠不能置换出CuSO4中的铜，C项错；钠在空气中点燃 会生成Na2O2，D项错。 2.(2012台州模拟)如图所示，两圆圈相交的阴影部分表 示圆圈内物质相互发生的反应。钠及其氧化物的物质的 量均为0.1 mol，水的质量为100 g。下列说法正确的是( ) A甲、乙、丙都属于氧化还原反应 B甲反应的离子方程式为Na+2H2O =Na+2OH-+H2 C丙充分反应，能产生0.05 mol O2， 电子转移0.1 mol D甲、乙、丙充分反应后所得溶液的质量分数分别为 w1、w2、w3，则：2w1=w2=w3 【解析】选C。乙不是氧化还原反应，A不正确；B项中离 子方程式电荷不守恒，不正确；D项中所得溶液质量分数 的关系为2w1w2=w3，不正确。 3.(2012杭州模拟)将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3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CO2的物质的量的 关系的是( ) 【解析】选C。此题考查了元素化合物、图像数据的处理 知识。向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时，盐酸首先 和NaOH反应生成水和氯化钠，当滴入0.1 L时，两者恰好 反应完全；继续滴加时，盐酸和Na2CO3开始反应，首先发 生：HCl+Na2CO3 =NaHCO3+NaCl，不放出气体，当再加入0.1 L时，此步 反应进行完全；继续滴加时，发生反应： NaHCO3+HCl=NaCl +H2O+CO2，此时开始放出气体，分析图像，可知选C。 4.除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法 是( ) A.通入二氧化碳气体 B.加入氢氧化钡溶液 C.加入澄清石灰水 D.加入稀盐酸 【解析】选A。A项，由于发生反应：Na2CO3+CO2+H2O= 2NaHCO3,故A项正确；B项，由于发生反应：Na2CO3+Ba(OH)2 =BaCO3+2NaOH、 NaHCO3+Ba(OH)2=BaCO3+NaOH+H2O，除去Na2CO3的同时 NaHCO3也被除去，故B项错误；C项，加入澄清石灰水与B项 相似，故C项错误；D项，由于发生反应： Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O、 NaHCO3+HCl=NaCl+CO2 +H2O，除去