考点20钠和钠的化合物化学.ppt

元素化合物复习,金 属,09考纲要求 （三）常见无机物及其应用 1.常见金属元素（如Na、Al、Fe、Cu等） （1）了解常见金属的活动顺序。 （2）掌握常见金属及其重要化合物的主要性 质，了解其应用。 （3）了解合金的概念及其重要应用。,【讨论】现有元素周期表中一共有几种金属元素？分别处在元素周期表的哪里？,1、金属元素在周期表中的位置和原子结构特征,(1)大多数金属最外层电子较少，一般小于4,(2)金属元素只有正价和零价。,90种金属元素，16种非金属元素，6种稀有气体元素。,2,金 属 概 论,2、金属的分类,(2)按密度分：重金属(4.5g/cm3)和 轻金属(4.5g/cm3),(1)冶金工业：黑色金属(Fe、Cr、Mn)和 有色金属(除Fe、Cr、Mn以外),3、金属单质的物理性质,金属单质形成的晶体都是金属晶体，金属晶体是通过金属键形成的。,金属键的强弱决定了金属的硬度和熔、沸点高低。,金属键的强弱取决于金属的价电子数和金属的原子半径。半径越小，价电子数越多，（自由电子密度大小）则金属键越强。,金属键：金属阳离子和自由电子间强烈的相互作用。,金属晶体:通过金属键形成的单质晶体或合金。,化学键,离子键,共价键,金属键,晶体,离子晶体,分子晶体,原子晶体,金属晶体,(1)状态：,常温下汞是液体，其余均为固体,(2)颜色：,整块金属有金属光泽，大多数为银白色，(除黄金、紫铜外）;粉末状金属大多为黑色(如银粉、铁粉等)(除镁粉、铝粉为银白色外）；金属不透明，整块金属有金属光泽。,（3）密度、硬度、熔点：,熔点最高的金属是钨，硬度最大的金属是铬，常见金属中密度最大的铂，最小的是锂。,（4）延展性,大多良好(金最好),少数很差(锑、铋、锰等),（5）导电导热性,一般都是电和热的良导体，银、铜的传热、导电性最好，其次是铝。,有较高的密度、硬度、熔沸点。,4、合金,定义：,由两种或两种以上的金属或金属跟非金属熔合而成的具有金属特性的物质,特点：,1、多数合金的熔点比其他成分金属都要低,2、合金有比成分金属更好的硬度、强度和机械加工性能。,5、金属的冶炼,（1）、热分解法,（2）、热还原法,此法适用于多数金属的冶炼。,利用焦炭、CO,利用H2,利用活泼金属,Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等一般采用此法,（3）电解法:适用于钾、钙、钠、镁、铝等非常活泼金属的冶炼。,电解,2NaCl（熔融）=2Na+Cl2,电解,2Al2O3（熔融）=4Al+3O2,MgCl2（熔融）=Mg+Cl2,电解,CaCl2（熔融）= Ca +Cl2,电解,2KCl（熔融）= 2 K+Cl2,电解,电解法,热还原法,热分解法,金属资源有限，不能再生，,废旧金属是固体废弃物，严重污染环境；,金属的回收和资源保护,例如：废旧钢铁用于炼钢；废铁屑用于制铁盐；从电解精练铜的阳极泥中回收金、银；从定影液中可以提取金属银,考点20. 钠和钠的化合物,一、钠,1、钠的结构与性质的关系,（1）易失去1个电子，表现出强还原性，因此在自然界中以化合态形式存在。,（3）晶体结构：钠晶体为金属晶体，晶体中只有Na+和自由电子，彼此间的作用较弱，所以钠的熔沸点较低，硬度较小。,（2）化合价：钠元素只有0价和+1价，所以钠单质只有还原性,2、钠的物理性质,钠是银白色金属，具有金属光泽，质地柔软，可以用刀切割，密度:0.97g.cm-3 ,比水轻，比煤油大；熔点：97.81，略低于水的沸点；沸点：882.9 ，较低；是热和电的良导体。,、钠的化学性质？,金属钠的化学性质很活泼，有强还原性,a. 与O2的反应 常温：4Na + O2 = 2Na2O （缓慢氧化使钠表面变暗） 加热：2Na + O2 = Na2O2 （剧烈燃烧，黄色火焰，生成淡黄色固体）,b. 与S的反应： 2Na + S = Na2S （研磨易爆炸）,c. 与卤素的反应： 2Na + Cl2 = 2NaCl （剧烈燃烧，黄色火焰，大量白烟）,点燃,d. 与H2反应：,（1）钠与非金属的反应,1,跟水反应？,2Na+2H2O=2NaOH+H2,浮、熔、游、嘶、红,把一小粒金属钠投入滴有几滴酚酞的水中， 用五个字概括其实验现象？,跟酸、碱、盐的反应？,2Na+2HCl=2NaCl+H2 （反应比水剧烈，产生无色气体）,思考：过量的钠与少量酸反应，钠会有剩余吗？,钠过量时，先与酸反应，再与水反应,a.跟酸的反应,b.跟碱溶液的反应:,实质是与溶液中的水反应 如：Na投入到NaOH溶液中发生的反应为： 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2,与盐：,先考虑与水反应，再考虑生成的碱与盐发生复分解反应。如Na投入到CuSO4溶液中剧烈反应，有蓝色沉淀和无色气体放出，发生反应有： 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ； 2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2+ Na2SO4 总反应：2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2+Na2SO4+H2,熔融盐,盐溶液,将金属钠分别加入NaCl溶液、 饱和NaCl溶液、NH4Cl溶液、 FeCl3溶液中分别看到什么现象？,思考：,钠溶解，放出无色无味气体、析出晶体,2Na+2H2O=2NaOH+H2,钠溶解，有刺激性气味气体放出,2Na + 2 NH4Cl =2NaCl+H2+2NH3 ,钠溶解，放出无色无味气体，有红褐色沉淀,6Na+2H2O+2FeCl3= 6NaCl+3H2+2Fe(OH)3,钠溶解，放出无色无味气体,2Na+2H2O=2NaOH+H2,2C2H5OH+2Na2C2H5ONa+H2,总结：钠的化学性质很活泼，具有强还原性（取决于钠的原子结构，最外层只有一个电子，易失去）,（4）钠与有机物的反应,4.钠的存在：因钠很活泼，故不能以游离态存在，只能以化合态存在。主要存在于NaCl中，也以Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等形式存在。,5. 钠的保存：煤油中（Li :石蜡中；K:煤油中),6. 钠的制取：,（隔绝空气和水）,用 从试剂瓶中取出钠块， 用 擦净表面上的 ， 在玻璃片上用 切去 表面上的氧化膜，再切下一小粒备用， 余下的金属钠 全部 。,钠的取用：,镊子,滤纸,煤油,小刀,放回原试剂瓶中,7. 钠的用途： （1）液态的钠、钾合金用做原子反应堆的导热剂 （2）制过氧化物. （3）作还原剂制钛、锆、铌、钽等金属,（4）制高压钠灯（黄光的透雾能力强）,钠在空气中的变化 ？,例：若一块钠在空气中放置一段时间，完全被氧化，其质量为62g,求被氧化的钠的质量是多少克？,二、钠的重要化合物,1.钠的氢化物：,NaH :,Na+ H - （离子化合物）,NaH + H2O = NaOH + H2,另：LiH、KH、RbH 、CsH、CaH2等与NaH相似。,2、钠的氧化物,碱性氧化物,过氧化物,Na2O+H2O=2NaOH,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,Na2O+2HCl=2NaCl +H2O,2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2,Na2O+CO2=Na2CO3,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,是碱性氧化物吗？,注： Na2O2与水反应的本质：,Na2O2 + 2H2O = H2O2 + 2NaOH,2H2O2 = 2H2O + O2,故：2Na2O2 + 2H2O =4NaOH + O2,NaO 4HO = NaOHHO + O,Na2O2与CO2反应本质：必须在潮湿的情况下，Na2O2先与水反应，生成的NaOH再与CO2反应。,过氧化钠表现强氧化性，具有漂白作用。 当过氧化钠遇到还原性物质如：I-、Fe2+、SO2、SO32-、品红溶液等物质时，表现出氧化性。 试写出Na2O2与SO2反应的化学方程式:,2Na2O2+2SO22Na2SO3O2,2Na2SO3O2= 2Na2SO4, Na2O2在呼吸面具、潜水艇里作为O2的再生来源。,纯碱、苏打,小苏打,白色粉末,白色细小晶体,易溶，溶解性比碳酸氢钠好,易溶，溶解性比碳酸钠差,稳定，不易分解,不稳定，受热分解,2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2,3、碳酸钠和碳酸氢钠,Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O (酸足量) Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 (酸不足),HCO3-+H+=CO2+H2O,放出气体较快。,与NaOH不反应。但有： Ca2+ CO32- =CaCO3,NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O Ca2+OH-+HCO3-=CaCO3+H2O (碱足量) Ca2+2OH-+2HCO3-=CaCO3+ CO32- +H2O (碱不足),Na3CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,不反应,Na3CO3+BaCl2=BaCO3 +2NaCl,不反应,用于玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业。,发酵剂、灭火器、治疗胃酸过多。,注意： （1） Na2CO3溶液与盐酸反应，滴加方式不同，现象不同，产生CO2的量也不一定相同。,a.把Na2CO3溶液逐滴加到盐酸中，开始时盐酸相对过量，则 发生反应： Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O，即开始就有CO2气体放出。,b.把盐酸逐滴加到Na2CO3溶液中，开始时Na2CO3相对过量，则发生反应： Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，进一步才有： NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2， 即开始阶段无明显现象，最后才有气体产生。,（2）碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度关系,侯氏制碱法原理:向饱和食盐水中先通入足量氨气至饱和,然后在加压下再通入CO2,因NaHCO3溶解度很小,故有以下反应发生:,NH3 + CO2 + H2O =NH4HCO3 ;,NaCl + NH4HCO3= NaHCO3 + NH4Cl,2NaHCO3= Na2CO3 + H2O +CO2,注意：通入氨气和二氧化碳的顺序绝对不能颠倒！,因为CO2在水中的溶解度很小，后通NH3，就无法形成大量的HCO3-,故不能析出NaHCO3晶体。,溶解度小的物质先 析出！,（3）碳酸钠和碳酸氢钠与碱反应,Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3 ,b.与Ca(OH)2反应：,BaOH)2呢？,a.与NaOH 反应,NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O,（4）其他钠盐,芒硝：Na2SO410H2O。用作收敛剂、防腐剂、媒染剂、缓泻剂,（5）碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别,晶体受热：NaHCO3受热产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味的CO2气体。而碳酸钠受热不分解。,CaCl2溶液：将CaCl2溶液滴加到Na2CO3溶液中能产生白色沉淀，滴加到NaHCO3溶液中无白色沉淀产生。,能否用澄清石灰水？,A.大部分碳酸盐难溶于水，其酸式盐溶解性比正盐强。 Ca(HCO3)2 CaCO3, Mg(HCO3)2 MgCO3, Ba(HCO3)2 BaCO3. B.钾、钠、铵盐的酸式盐溶解性比正盐弱。 KHCO3 K2CO3, NaHCO3Na2CO3.,问题：饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳，有何现象？,析出晶体 （ NaHCO3 ）,（6）碳酸盐的溶解性,A.从金属阳离子看，一价金属碳酸盐比二价金属碳酸盐稳定（酸式盐也是如此）。 Na2CO3 CaCO3 NaHCO3 Ca(HCO3)2 B.相同的金属阳离子，正盐比酸式盐稳定。 Na2CO3 NaHCO3 CaCO3 Ca(HCO3)2,（7）碳酸盐的热稳定性,(1)物理性质： 又名苛性钠(烧碱或火碱)，白色固体，易潮解，易溶于水且放出大量热，具有强腐蚀性。(称量时应在烧杯中进行),4、氢氧化钠,(2)化学性质,为一元强碱，具有碱的通性,a.与酸碱指示剂或试纸作用,b.与酸和酚发生中和反应,c.与酸性氧化物发生反应,d.与某些非金属单质反应（如Al 、Si）,e.与两性氧化物、两性氢氧化物反应,f.与盐发生复分解反应,SO2 + 2OH- = SO32- + H2O,2Al + 2OH- + 2H2O = 2AlO2- + 3H2,与某些非金属单质反应：X2、S、Si等,与有机物反应：苯酚、羧酸、氨基酸反应； 卤代烃的水解、消去反应；酯的水解（皂化反应）,Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O,3S + 6NaOH = 2Na2S + Na2SO3 + H2O,Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2,当NaOH与多元弱酸发生反应时，NaOH与酸的物质的量的比值不同，产物也不同，可生成正盐、酸式盐等。,少量：CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O,过量：CO2+NaOH= NaHCO3,Na2CO3+CO2+H2O= 2NaHCO3,(3) NaOH的保存,a.NaOH固体：密封（防止其吸水和二氧化碳气体） b.NaOH溶液：瓶口用橡皮塞而不用玻璃塞碱腐蚀玻璃 2NaOHSiO2Na2SiO3H2O,(4)用途：氢氧化钠固体易潮解，所以可以做干燥剂，常用它与氧化钙一起制成碱石灰，做碱性干燥剂。,(4)制备,2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2,通电,有关NaOH知识的注意事项：,Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH,工业制法：,实验室制法：,氢氧化钠的制法： 常用电解饱和食盐水的方法。 2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2 饱和Na2CO3溶液与石灰粉末 Na2CO3Ca(OH)2CaCO32NaOH,通电,补充知识1 工业制纯碱的方法候德榜制碱法：,基本原理：利用NaHCO3在常见可溶盐中溶解度较小 的特点。先制得NaHCO3，再加热分解制得Na2CO3,1碱金属元素的相似性和递变性,都为银白色金属。 柔软,都为强还原剂,逐 渐 增 多,逐渐降低,金属性逐渐增强,三、碱金属,与O2反应,反应不如钠剧烈，生成Li2O,点燃剧烈燃烧，生成Na2O2,燃烧更剧烈生成比过氧化物复杂的氧化物,遇空气立即燃烧，生成更复杂的氧化物,Li,Na,K,Rb,Cs,与H2O 反应,剧烈，生成H2,更剧烈，生成H2,轻微爆炸，生成H2,遇水立即燃烧，爆炸,结论,差异性：还原性逐渐增强,2.碱金属的化学性质,相似性：化学性质活泼，有强还原性,三、碱金属元素,2、物理性质：,（1）熔沸点至上而下不断减小；,说明：原因在于金属键不断减弱；,Cs在常温下的熔点为28.40，温度稍高时，就是液态。,（2）随核电荷数的增加，单质密度总体增大，K、Na反常,密度：Li 煤油 K Na 水 Rb Cs,说明:反常原因：原子量增大的作用小于原子体积增大的作用；,保存：Li保存在石蜡中，其他均保存在煤油中.,73Li 2311Na 3919K 8537Rb 13355Cs,1、结构特点：最外层只有1个电子；随着核电荷数的增加，电子层层数不断增多，半径不断增大。,3、化学性质：随着核电荷数的增大，失去电子的能力不断增强，金属性不断增强。,(1)在空气中或氧气中燃烧，由于其活泼性不同，其产物也不同。锂燃烧只生成Li2O，钠的燃烧生成Na2O2,钾、铷、铯等燃烧时主要生成超氧化物，KO2、RbO2、CsO2.,说明:由于Li+半径很小,它只能和半径较小的O2-结合形成稳定的化合物.也因此许多锂盐是难溶的,如LiF,Li2CO3等.,(2) 碱金属与水的反应速率不断增大,说明: 锂与水反应却很慢。这是因为产物LiOH溶解度较小，覆盖在锂表面，阻止了反应的进行；此外锂的熔点较高，反应时锂块不如钠球与水接触面积大。, 碱性:LiOH(弱碱) NaOH KOH RbOH CsOH,且均为可溶性碱.,六、焰色反应,1、实质：物理变化（电子跃迁） 元素的一种性质,3、金属丝本身灼烧时应无颜色，同时熔点要高、不易被氧化。用铂丝效果最好，也可用铁丝、镍丝、钨丝来代替。,4、每次作焰色反应，铂丝必须用稀盐酸洗涤干净，在酒精灯的火焰上灼烧至无色。,（注意并不是所用的金属元素都有焰色反应）,2、如焰色呈黄色，说明有钠元素；如焰色透过钴玻璃呈紫色，说明有钾元素（原因：钾中常含有钠的杂质，蓝色钴玻璃可以滤去黄光，以看清钾的浅紫色火焰。）,指导1：平均值法在化学计算中的应用,平均值法是一种将数学平均原理应用于化学计算的解题方法。依据：两个数x1和x2(x1x2 )的算术平均值一定介于两者之间。即x1 x2 。,指导2：极值法在化学计算中的应用,从某种极限出发,进行分析、推理、判断的一种思维方法.一般做法是,先根据边界条件(极值)确定答案的可能取值范围,然后确定答案.,向300mLKOH溶液中缓慢通入一定量的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： （1）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）若通入CO2气体为2.24L（标准状况下），得到11.9g的白色固体。请通过计算确定此白色固体由哪些物质组成，其质量各为多少？所用的KOH溶液的物质的量浓度是多少？,指导3：守恒法在化学计算中的应用,守恒法： （质量、电荷、电子、元素、物质守恒等）,考虑：将a mol NaHCO3和 b molNaOH 组成的固体混合物放在密闭容器中加热至250 ，经充分反应后，排出气体。冷却后称量残留固体的质量为Wg，试写出a、b表示的W的表达式：,考虑：18.4g由NaOH和NaHCO3组成的固体混合物，在密闭容器中加热到250，经充分反应后，排出气体，冷却后称得固体质量为16.6g，试计算原混合物中NaOH的质量分数。,取6.6gNaHCO3和Na2O2的固体混合物，在密闭容器中加热到250，经充分反应后，冷却后称得固体质量为5.3g，通过计算求混合物中Na2O2的质量分数。,逐 渐 增 大,逐渐增 强,三、碱金属 1、结构特点,（1）最外层电子数均为1，易失去1个电子达到稳定结构。（2）主要化合价只有+1、0价。（3）价电子排布式是nS1,2、单质物理性质,银白色，柔软,银白色，柔软,银白色，柔软,银白色，柔软,略带金色光泽，柔软,0.534,0.97,0.86,1.532,1.879,180.5,逐渐增大趋势,97.81,63.65,38.89,28.4,逐 渐 降 低,银白色，柔软,1347,882.9,774,688,678.4,逐 渐 降 低,剧烈燃烧，生成Na2O2,碱性增强,逐渐增强,反应不如Na剧烈，生成Li2O,反应更剧烈，生成复杂KO2,遇空气立即燃烧，生成物更复杂,遇空气立即燃烧，生成物更复杂,剧烈，生成H2（浮）,更剧烈，生成H2（浮）,轻微爆炸，生成H2（浮）,遇水即燃烧爆炸（沉）,遇水即燃烧爆炸（沉）,3、单质的化学性质：,化学性质具体规律 （1）、碱金属与氧气的反应 4Li+O2=点燃=Li2O 2Na+O2=点燃=Na2O2 K+O2=点燃=KO2 （2）、碱金属与水的反应 2M+2H2O=2MOH+H2 （3）、递变性： Li Na K Rb Cs 元素金属性增强，单质还原性增强,4、规律与特例 （1）、通常的合金多呈固态，而K、Na合金为液态。 （2）、碱金属单质在空气或氧气中燃烧： Li2O、 Na2O2 、 KO2 。 （3）、碱金属单质密度一般随核电荷数增多而增大， 但KNa。 （4）、碱金属单质与水反应剧烈， 但Li与水反应缓慢（ Li OH溶解度小）。 （5）、碱金属单质因其活动性强多保存在煤油中， 而 Li 煤油，因此只能保存在液体石蜡中。,5、焰色反应的颜色 锂紫红色 钠黄色 钾紫色 铷紫色 钙砖红色 锶洋红色 钡黄绿色 铜绿色,讨论：焰色反应的实质是原子或离子的核外电子吸收能量被激发后又回到原来状态时以光的形式释放出能量而显色的过程。有关焰色反应的描述正确的是（ ） A 焰色反应是化学变化； B 焰色反应是物理变化； C 焰色反应既可在化学变化中表现出来，也可在物理变化中表现出来； D 焰色反应能够鉴别所有的金属或金属离子。,BC,课堂练习,1、锂不可能具有的性质是（ ） A 锂在空气中燃烧可生成Li2O2 ； B 锂很软，用小刀可以切割； C 锂比金属铯的熔点高； D 金属锂可以保存在煤油或液体石蜡中。,AD,2、下列关于铯及其化合物的说法不正确的是（ ） A 氢氧化铯是一种强碱； B 铯与水或酸反应剧烈，都能生成氢气； C 碳酸铯加热可生成氧化铯和二氧化碳； D 硫酸铯、碳酸铯、亚硫酸铯都易溶于水。,C,例题,1、将标准状况下的11.2LCO通入到500mL 1.4 mol/L的NaOH溶液中，使完全吸收。反应后的溶液中溶质是_，其物质的量之比是_。,讨论：若n(CO2):n(NaOH)1:2,则生成Na2CO3 若n(CO2):n(NaOH)1:1,则生成NaHCO3,应用质量守恒定律写出综合方程式： 5CO2+7NaOH=2Na2CO3+3NaHCO3+2H2O,Na2CO3和NaHCO3,2:3,3、下列关于过氧化钠的叙述中正确的是（ ） A 过氧化钠是淡黄色固体，久置空气中变成白色； B 过氧化钠的稳定性比氧化钠差； C 过氧化钠漂白的织物日久渐渐变成黄色； D 过氧化钠放入饱和氢氧化钠溶液中放出氧气并有白色沉淀。,课堂练习,AD,4、下列各组中的两种物质作用时，反应条件或反应物用量改变，对生成物没有影响的是（ ） A Na和O2; B Na2O2和CO2; C NaOH和CO2; D C和O2.,B,5、通常用NaHCO3悬浊液除去混杂在CO2中的HCl气体，反应的化学方程式为_，不能采用NaOH溶液的原因是_，也不能采用Na2CO3的原因是_。,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,Na3C