高考化学一轮复习第3章第1节钠及其化合物教学案新人教版.docx

第一节钠及其化合物考纲定位核心素养1.了解钠的主要性质及其应用。2.掌握钠的重要化合物(Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3等)的主要性质及其应用。3.了解钠及其重要化合物的制备方法。4.了解Na、K的检验方法。1.宏观辨识认识钠及其化合物的性质和应用。2.微观探析能从钠的原子结构理解其性质，领悟结构决定性质。3.科学探究领悟钠及其化合物的性质探究方案，并实验探究过程。4.模型认知以钠及其化合物的反应，利用“差量法”进行有关计算，利用图像法进行分析。考点一| 钠及其氧化物1钠的主要性质及应用(1)物理性质：银白色，金属光泽，0.97 g/cm3，比水的密度小、比煤油的密度大，质软，熔点为97.81 ，沸点为882.9 。(2)化学性质(写出化学方程式)与非金属反应与H2O反应：2Na2H2O=2NaOHH2。实验探究：Na与H2O(含酚酞)反应的现象及解释与乙醇反应：2Na2C2H5OH2C2H5ONaH2。与酸(HCl)反应：2Na2HCl=2NaClH2。与盐(CuSO4)溶液反应：2Na2H2O=2NaOHH2，CuSO42NaOH=Cu(OH)2Na2SO4(答案合理即可)。与熔融盐TiCl4反应：4NaTiCl4Ti4NaCl。(3)钠的保存与用途保存：少量钠保存在煤油或石蜡油中。用途：2钠的氧化物(1)氧化钠和过氧化钠化学式Na2ONa2O2阳、阴离子个数比Na与O2之比为21Na和O之比为 21氧的化合价21颜色白色淡黄色与H2O反应Na2OH2O=2NaOH2Na2O22H2O=4NaOHO2与CO2反应Na2OCO2= Na2CO32Na2O22CO2=2Na2CO3O2(2)Na2O2的强氧化性试剂现象反应原理并解释SO2气体Na2O2SO2=Na2SO4FeCl2溶液有红褐色沉淀生成4Na2O24FeCl26H2O=4Fe(OH)3O28NaClNa2SO3溶液Na2O2Na2SO3H2O=Na2SO42NaOH氢硫酸溶液变浑浊Na2O2H2S=S2NaOH酚酞溶液溶液先变红后褪色与水反应生成NaOH，Na2O2的强氧化性使之褪色品红溶液溶液红色褪去Na2O2的强氧化性使之褪色深度归纳Na2O2与CO2、H2O(g)反应的定量关系(1)气体物质的量或体积关系若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，等于生成氧气的量，即VV(O2)V(原气体)。(2)固体质量关系相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”、H2O(g)中的“H2”；可以看作发生相应的反应：Na2O2CO=Na2CO3、Na2O2H2=2NaOH(实际上两反应不能发生)。故m(CO2)28 gmol1 n(CO2)，m(H2O)2 gmol1 n(H2O)。(3)电子转移关系2Na2O22H2O(2CO2)O22e。(4)先后顺序关系一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物反应，解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O(g)发生反应(实际情况复杂得多)。1正误判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)Na与O2反应的产物可能是Na2O也可能是Na2O2。()(2)Na与酸溶液、盐溶液反应，均先与H2O反应。()(3)Na投入CuCl2溶液中，有红色固体生成。()(4)Na2O2与CO2、H2O、SO2反应时，Na2O2均既作氧化剂又作还原剂。()(5)Na2O2与Na2O中的阴、阳离子的个数比均为12。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2对于Na2O2与H2O的反应。(1)氧化剂是_，还原剂是_。(2)设NA为阿伏加德罗常数的值，1 mol Na2O2与水完全反应时转移的电子数：_。(3)反应的离子方程式为_。(4)7.8 g Na2O2与足量水完全反应时，标准状况下生成O2的体积为_L。答案：(1)Na2O2Na2O2(2)NA或6.021023个(3)2Na2O22H2O=4Na4OHO2(4)1.12考法1钠的主要性质及实验探究1(2019合肥质检)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是()MgSO4溶液Na2SO4稀溶液饱和澄清石灰水Ca(HCO3)2溶液CuSO4溶液饱和NaCl溶液ABC DD2Na2H2O=2NaOHH2，中Mg22OH=Mg(OH)2；中NaOH与Na2SO4不反应，不能产生沉淀，不符合题意；中反应消耗水，溶液温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2沉淀；中Ca2HCOOH=CaCO3H2O；中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意；中水减少，c(Na)增大，使NaCl(s) Na(aq)Cl(aq)平衡向左移动。2(2019衡水模拟)在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应，实验时，往100 mL大试管中先加40 mL煤油，取三粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至橡胶塞，并夹紧弹簧夹(如图)。下列叙述错误的是()A剩余的钠放回原试剂瓶B溶液中有气泡生成，下层溶液出现白色絮状沉淀C大试管内和长颈漏斗内的液面都下降D钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式为2NaFeSO42H2O=Fe(OH)2Na2SO4H2C剩余的金属钠应放回原试剂瓶，A正确；钠与水反应生成NaOH和H2，NaOH与FeSO4反应生成白色絮状沉淀，B正确；由于生成H2，反应一段时间后，大试管内液面下降，长颈漏斗中液面上升，C错误；Na与FeSO4反应生成Fe(OH)2、H2和Na2SO4，D正确。考法2钠的氧化物的主要性质及探究3下列叙述正确的是 ()ANa2O与Na2O2都是碱性氧化物B向饱和烧碱溶液中加入2 g Na2O2，充分反应完后，溶液中c(Na)不变CNa2O2用于呼吸面具，活性炭用于防毒面具，两者原理相同D62 g Na2O和78 g Na2O2，分别溶于等量且足量的水中，所得溶液中溶质质量分数相等DNa2O是碱性氧化物，而Na2O2不是碱性氧化物，A错误；Na2O2与水反应时能放出大量的热，使溶液温度升高，NaOH的溶解度增大，导致溶液中c(Na)增大，B错误；Na2O2用于呼吸面具是因为其能与水或CO2反应产生O2，活性炭用于防毒面具是因为其吸附有毒气体，C错误；62 g Na2O和78 g Na2O2，二者产生等量NaOH，且反应后溶液质量相等，D正确。4比较下列四组反应，回答下列问题：一组：Na2O2CO2Na2O2SO2二组：Na2O2FeCl3(溶液)Na2O2FeCl2(溶液)三组：SO2通入品红溶液中，加热Na2O2加入品红溶液中，加热四组：NaOH溶液滴入紫色石蕊试液中Na2O2固体加入紫色石蕊试液中(1)写出反应的化学方程式：_，有同学类比的反应写出的反应方程式为2Na2O22SO2=2Na2SO3O2，你认为是否合理？_(填“合理”或“不合理”)。(2)比较分析反应中可能发生的现象，相同点：_，差异：_。(3)预测可能的现象：_，可能的现象：_。(4)判断反应中可能发生的现象：_，_。解析：(1)Na2O2具有强氧化性，与SO2发生反应：Na2O2SO2=Na2SO4。(2)中FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3，Fe(OH)3是不溶性的红褐色沉淀；中Fe2具有强还原性，易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3，Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有O2产生。 (3)SO2的漂白性是由于它能与某些有色物质生成易分解的无色物质，Na2O2的漂白性是因其具有强氧化性。 (4)Na2O2与H2O反应生成NaOH呈碱性，同时Na2O2又有漂白性。答案：(1)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2不合理(2)均会有红褐色沉淀生成并有气体逸出中气体明显少于中气体(3)溶液红色褪去，加热后又恢复红色溶液红色褪去，加热后不能恢复红色(4)溶液变蓝溶液先变蓝后褪色考法3Na2O2与CO2、H2O反应的有关计算典例导航(2019聊城模拟)200 时，11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g，则原混合气体的总物质的量是()A0.125 molB0.25 molC0.5 molD1 mol思路点拨 O2(11.6 g3.6 g)n(O2)0.25 moln(CO2)n(H2O)0.5 mol。C根据质量守恒定律可知，生成O2的质量为11.6 g3.6 g8 g，n(O2)0.25 mol，根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知，CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25 mol20.5 mol。(1)上述反应共转移电子的物质的量_ mol。(2)上述混合气体中CO2和H2O(g)的物质的量之比为_。(3)Na2O2的质量至少为_ g。答案：(1)0.5(2)14(3)395(2019邯郸模拟)将Na2O、Na2O2、Na和足量NaHCO3的混合物置于密闭容器中充分加热，经足够长的时间后排放出所有气体物质，则最终残留的固体物质是()ANa2O2与Na2CO3BNa2CO3CNaOH和Na2CO3DNa2CO3、Na2O2、NaOHBNaHCO3足量，生成的H2O和CO2足量，使Na2O、Na2O2、Na反应完全，最终变成Na2CO3。6在密闭容器中充入CO2、CO、CH4的混合气体共m g，若加入足量的Na2O2，充分振荡并不断用电火花引燃至反应完全，测得固体质量增加m g，则CO2与CH4的体积比为()A31B21C11D任意比C要满足条件混合气体的平均组成为(CO)mHn，故CH4与CO2的体积比为11。对于(CO2H2O)(Na2CO3NaOH)(CxOy)mHn的质量为m g时，上述过程最终固体增重：m考点二| 钠的碳酸盐碳酸钠和碳酸氢钠1Na2CO3与NaHCO3的物理性质比较名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱或苏打小苏打颜色、状态白色粉末细小白色晶体水溶性易溶于水水中易溶，比Na2CO3的溶解度小提醒：因NaHCO3的溶解度较小，将CO2通入饱和Na2CO3溶液时，开始无明显现象，后有沉淀析出。2Na2CO3与NaHCO3的化学性质比较(1)热稳定性Na2CO3性质稳定，受热难分解。NaHCO3性质不稳定，受热易分解，化学方程式为2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。(2)与酸(足量盐酸)反应(填写化学方程式)Na2CO3：Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O。NaHCO3：NaHCO3HCl=NaClCO2H2O。(3)与碱液反应(将下列化学方程式补充完整)与NaOH溶液与石灰水(足量)(4)与盐(如CaCl2)溶液反应(写出离子方程式)Na2CO3：COCa2=CaCO3；NaHCO3：与CaCl2不反应。3Na2CO3与NaHCO3的相互转化Na2CO3NaHCO3深度归纳(1)Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法(2)侯氏制碱的原理把二氧化碳通入氨的氯化钠饱和溶液中，使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出；过滤得到碳酸氢钠晶体，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。其化学方程式为NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl2NaHCO3 Na2CO3CO2H2O正误判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)向饱和Na2CO3溶液中通入CO2，有晶体析出。()(2)Na2CO310H2O在干燥的空气中可风化变成Na2CO3粉末。()(3)NaHCO3与Na2CO3溶液可用Ba(OH)2溶液鉴别。()(4)用热的烧碱溶液洗去油污，因为Na2CO3可直接与油污反应。()(5)NaHCO3溶液中加少量Ba(OH)2溶液：HCOBa2OH=BaCO3H2O。()(6)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液。()(7)Na与H2反应可生成NaH，NaH与H2O反应时，NaH作还原剂。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)考法1Na2CO3与NaHCO3的性质与鉴别1(2019石家庄模拟)下列关于Na2CO3和NaHCO3的比较中，说法不正确的是()ANaHCO3固体受热容易分解，而Na2CO3固体受热不容易分解B等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的盐酸反应，前者消耗盐酸的物质的量比后者多C向等体积等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中分别滴加2滴酚酞溶液，前者颜色比后者深DNa2CO3溶液和NaHCO3溶液分别与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式相同DNa2CO3溶液和NaHCO3溶液分别与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式不相同，Na2CO3与Ba(OH)2溶液：COBa2=BaCO3，NaHCO3与Ba(OH)2溶液反应，当NaHCO3少量时：HCOOHBa2=BaCO3H2O；当NaHCO3过量时：2HCOBa22OH=BaCO3CO2H2O。2为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是()ANa2CO3溶液(NaHCO3)，选用适量的NaOH溶液BNaHCO3溶液(Na2CO3)，应通入过量的CO2气体CNa2O2粉末(Na2O)，将混合物在氧气中加热DNa2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤DBa(OH)2与Na2CO3和Na2SO4均发生化学反应生成白色沉淀，不符合除杂的要求。考法2测定纯碱纯度的实验探究3制得的碳酸钠样品中往往含有少量NaCl，现欲测定样品中Na2CO3的质量分数，某探究性学习小组分别设计了如下实验方案。(1)方案一：用下图所示方法和步骤进行实验：操作涉及的实验名称有_、洗涤；操作涉及的实验名称有干燥、_。该方案测得的样品中Na2CO3质量分数的计算式为_。(2)方案二：利用下图所示装置来测定纯碱样品中Na2CO3的质量分数(铁架台、铁夹等在图中均已略去)。实验步骤如下：a按图连接装置，并检查气密性；b准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为83.4 g；c准确称得6.0 g纯碱样品放入容器中；d打开分液漏斗的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；e打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6 g。若d、e两步的实验操作太快，则会导致测定结果_(填“偏大”或“偏小”)。装置A中试剂X应选用_。E装置的作用是_。根据实验中测得的有关数据，计算纯碱样品Na2CO3的质量分数为_(结果保留小数点后一位)。解析：(1)生成沉淀A，故操作需要涉及过滤操作。要知道固体的质量需要称重；经过计算，样品中Na2CO3质量分数的计算式为100%。(2)反应过快会使产生的CO2气体不能完全被D装置中碱石灰吸收；快速鼓入空气，也会使装置内残留CO2不能被D装置中碱石灰完全吸收，则测得的CO2质量偏小，测定结果偏小；鼓入空气，可把残留在装置B、C中的CO2赶出由D中碱石灰吸收，因为空气中含有CO2，因此应把鼓入空气中的CO2吸收处理，所以装置A应放入NaOH溶液；如果D装置直接与外界空气相连通，则空气中的H2O和CO2会对测定结果带来影响，所以装置E的作用是防止空气中H2O和CO2进入装置D中；反应中放出CO2气体的质量85.6 g83.4 g2.2 g，设消耗碳酸钠的质量为x，Na2CO3CO210644x2.2 g解得x5.3 g纯碱样品中Na2CO3的质量分数100%88.3%。答案：(1)过滤称量100%(2)偏小NaOH溶液防止空气中CO2和水蒸气进入装置D中88.3%气体法发生反应Na2CO3H2SO4=Na2SO4H2OCO2，依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的纯度沉淀法发生反应Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl，依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的纯度考法3钠的特殊化合物的结构与性质迁移4(2019大连测试)氢化钠和硼氢化钠，广泛应用于工业生产。(1)氢化钠(NaH)中氢元素的化合价为_。(2)NaH能与水剧烈反应：NaHH2O=NaOHH2，该反应中的氧化剂是_，氧化剂与还原剂的物质的量之比是_。(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛，该反应的化学方程式为_。(4)硼氢化钠(NaBH4)与H2O反应生成NaBO2和H2的化学方程式为_，此反应中NaBH4作_剂。解析：(1)氢化钠(NaH)中钠元素化合价为1，化合物中元素化合价代数和为0，则氢元素的化合价为1。(2)NaH能与水剧烈反应：NaHH2O=NaOHH2，NaH中氢元素化合价由1变为0，作还原剂，H2O中氢元素化合价由1变为0，作氧化剂，该反应中的氧化剂是H2O，氧化剂和还原剂的物质的量之比是11。(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛，氢元素化合价升高为1，钛元素化合价由4变为0，据此可写出化学方程式。(4)NaBH4中H为1价，具有强还原性，可还原H2O：NaBH42H2O=NaBO24H2答案：(1)1(2)H2O11(3)2NaHTiCl4Ti2NaCl2HCl(或4NaHTiCl4Ti4NaCl2H2)(4)NaBH42H2O=NaBO24H2还原考点三| 碱金属与焰色反应1碱金属的相似性与递变性(1)相似性与递变性相似性递变性(由LiCs)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)具体表现与O2等非金属反应写出Li、Na与O2在点燃的条件下发生反应的化学方程式：4LiO22Li2O、2NaO2Na2O2。K、Rb、Cs与O2反应生成比过氧化物结构更复杂的物质。与H2O的反应碱金属单质与水均能发生反应，生成氢氧化物和H2。反应的化学方程式可表示为(用M代表碱金属)2M2H2O=2MOHH2，但从LiCs反应的剧烈程度逐渐增强。与H2反应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)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，属于物理变化，属于元素的性质，应用于检验某些元素的存在。(2)常见元素的焰色钠元素：黄色；钾元素：浅紫色(透过蓝色钴玻璃)，铜元素：绿色。(3)操作步骤铂丝火焰无色蘸取待测物观察火焰颜色注意：洗涤铂丝用稀盐酸而不用稀硫酸，因铂丝表面杂质与盐酸反应生成沸点较低的氯化物易汽化挥发，而硫酸盐的沸点较高不易汽化挥发。铂丝也可用无锈的铁丝。正误判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)Li、Na、K、Rb、Cs的熔、沸点依次减小，密度依次增大。()(2)Li、Na、K在空气中燃烧均生成过氧化物。()(3)Li、Na、K与H2O反应的剧烈程度为LiNaK。()(4)Na2O、Na2O2、Na2CO3的焰色反应均为黄色。()(5)某物质的焰色反应为黄色，说明该物质一定不含钾元素。()(6)碱性强弱为KOHNaOHLiOH。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)考法1碱金属的相似性和递变性1金属活动性顺序表中K在Na的前面，K与Na在性质上具有很大的相似性。下面是根据Na的性质对K的性质的预测，其中不正确的是 ()AK在空气中可以被空气中的氧气氧化BK可以与乙醇发生反应生成氢气CK与水的反应不如钠与水的反应剧烈 DK也可放在煤油中保存CK比Na活泼，K在空气中可以被O2氧化，A正确；Na与乙醇反应放出H2，K也能与乙醇反应放出H2，B正确；K与水的反应比Na与水的反应剧烈，C错误；Na、K均可保存在煤油中，D正确。2最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是第37号元素，质量数是85。根据材料回答下列问题：(1)铷37Rb位于元素周期表的第_周期第_族。(2)关于铷的结构和性质，判断正确的是_(填序号)。与水反应比钠剧烈它的原子半径比钠小它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2它的阳离子最外层电子数和镁原子相同它是还原剂(3)氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是_(填序号)。A氢化铷溶于水显酸性B氢化铷中氢被还原为氢气C氢化铷与水反应时，水是还原剂D氢化铷中氢离子核外有两个电子(4)现有铷和另一种碱金属形成的合金50 g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4 L，这种碱金属可能是_(填序号)。ALiBNaCKDCs答案：(1)五A(2)(3)D(4)AB考法2焰色反应及应用3(2019湖北高三测试)利用焰色反应，人们在烟花中有意识地加入特定金属元素，使焰火更加绚丽多彩。下列说法正确的是()A非金属单质燃烧时火焰均为无色BNaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同C焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察D只有金属单质灼烧时火焰才有颜色BA项，H2燃烧时火焰为浅蓝色；B项，均含钠元素，焰色反应均为黄色；C项，只有K的焰色反应可通过蓝色钴玻璃观察，防止钠的干扰；D项，火焰有颜色可以是灼烧化合物。4用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧。直接观察到火焰呈黄色，下列判断正确的是()A只含有NaB一定含有Na，可能含有KC既含有Na，又含有KD可能含有Na，可能还含有KBNa的焰色反应干扰K的焰色反应，无法确定K的存在。课堂反馈真题体验 一题串知，落实考法已知A、B、C、D是单质及其化合物，其焰色反应均为黄色，存在如图转化(部分反应物或生成物已略去) (1)若A为金属钠，则E为_，A与水反应的离子方程式为_。考查Na的性质(2)若A为过氧化钠，则E为_，A与CO2反应的化学方程式为_，A与水反应的离子方程式为_。若A的质量为7.8 g，与足量水反应，转移电子的物质的量为_。考查Na2O2的性质(3)过氧化钠是碱性氧化物吗？_(选填“是”或“不是”)。过氧化钠的电子式为_，过氧化钠中阴、阳离子个数比是_。考查Na2O2的结构(4)向C、D溶液分别加入足量Ca(OH)2溶液，现象分别是_、_，有关离子方程式为_、_。向C、D溶液中分别逐滴滴入稀盐酸，现象分别是_、_，有关的离子方程式分别为_、_。考查Na2CO3、NaHCO3的性质答案：(1)H22Na2H2O=2Na2OHH2(2)O22Na2O22CO2=2Na2CO3O22Na2O22H2O=4Na4OHO20.1 mol(3)不是12(4)白色沉淀白色沉淀COCa2=CaCO3HCOOHCa2=CaCO3H2O开始没有气体生成，后来有气体生成立即有气体生成COH=HCO、