2019届高三化学一轮创新设计：钠及其化合物ppt课件88页.ppt

第一讲钠及其化合物 1 了解金属钠的物理性质 掌握其化学性质 2 了解钠的重要化合物的主要性质及应用 3 从原子的核外电子排布规律 理解 A族元素 单质 化合物 性质的相似性和递变性 4 焰色反应的概念及钾 钠化合物的检验 1 钠与溶液反应的实验探究 2 过氧化钠的特性及其有关计算 3 NaHCO3和Na2CO3与酸 碱 盐溶液的反应及其鉴别方法 4 有关钠及其化合物的综合推断 水 钠 煤油 低 小 Na在常温下露置于空气中的化学方程式为 Na与S的反应为 2 与水的反应 离子方程式为 实验现象及解释a 浮 将钠投入水中 钠浮在水面上 说明钠的密度比水 b 熔 钠熔化成小球 说明钠的熔点 且该反应是反应 4Na O2 2Na2O 2Na S Na2S 2Na 2H2O 2Na 2OH H2 小 低 放热 有气体生成 碱 4 钠的保存实验室中通常把少量钠保存在或石蜡油中 目的是防止Na与空气中的O2和发生反应 煤油 水蒸气 将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中 既有气体 又有沉淀产生的是 MgSO4溶液 NaCl溶液 Na2SO4溶液 饱和澄清石灰水 Ca HCO3 2溶液 二 钠的重要化合物1 氧化钠和过氧化钠请完成下列表格 Na2O和Na2O2的比较 白色固体 淡黄色固体 2 1 不稳定 加热时被空气氧化 Na2O H2O 2NaOH 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 碱性氧化物 过氧化物 非碱性氧化物 Na2O H2O 2NaOH Na2O CO2 Na2CO3 Na2O 2HCl 2NaCl H2O 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 2 碳酸钠与碳酸氢钠 纯碱或苏打 小苏打 稳定 但结晶碳酸钠 Na2CO3 10H2O 易风化 1 Na2O2中 阴 阳离子个数比是多少 它是碱性氧化物吗 提示1 2 不是碱性氧化物 Na2O2与酸反应除生成盐和水外还生成O2 2 Na2O2为什么表现强氧化性和漂白性 提示因结构中有活泼的 1价氧原子 易得电子而表现出强氧化性 其漂白性源自其强氧化性 向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2 可观察到什么现象 为什么 提示溶液中将析出白色晶体 沉淀 原因是 发生Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO3 同温下 NaHCO3的溶解度比Na2CO3小 生成的NaHCO3的质量比消耗的Na2CO3的大 即消耗106gNa2CO3生成168gNaHCO3 即溶质增加 反应消耗了水 即溶剂减少 因此出现沉淀 主要原因是 三 碱金属元素1 碱金属元素Li Na K的原子结构示意图分别为 1 相同点 最外层都是个电子 2 不同点 从Li到Cs电子层数 原子半径 1 依次增多 依次增大 2 碱金属元素性质的相似性 1 单质均呈色 Cs除外 有金属光泽 硬度 密度 熔点 有良好的导电性和导热性 2 最高正价均为价 3 均为活泼金属 氧化物对应的水化物均为 4 单质均能与非金属单质发生反应 5 单质均能与水发生反应 2M 2H2O 2MOH H2 M代表碱金属元素 银白 小 较小 较低 1 碱 3 碱金属元素性质的递变性 按原子序数递增的顺序 1 单质的熔 沸点呈现的趋势 2 元素的金属性逐渐 单质的还原性逐渐 3 与O2反应的产物越来越复杂 反应程度越来越 4 与水反应的程度越来越 产物的碱性逐渐 四 焰色反应1 概念 某些金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现出特殊的颜色 这种现象化学上叫做焰色反应 其属于变化 属于元素的性质 减小 增强 增强 剧烈 剧烈 增强 物理 黄 紫 蓝色钴玻璃 黄绿 做焰色反应实验时 为什么用稀盐酸洗涤铂丝而不用稀硫酸 提示铂丝在使用前要用稀盐酸将其表面物质洗净 然后在火焰上灼烧至无色 这是因为金属氯化物在灼烧时易挥发 若用稀H2SO4洗涤铂丝 则由于硫酸盐的熔 沸点较高而难以挥发 会造成对后面实验的干扰 2Na2O2 2H2O 2Na2O2 2CO2 2NaOH CO2 Na2CO3 Ca OH 2 CaCO3 2NaOH 4NaOH O2 2Na2CO3 O2 Na2CO3 H2O 一个思维模型NaOH与CO2反应产物的判断 三种方法碳酸钠与碳酸氢钠相混时的除杂方法 1 Na2CO3固体 NaHCO3 加热至固体质量不再变化 2 Na2CO3溶液 NaHCO3 加适量的NaOH溶液 3 NaHCO3溶液 Na2CO3 通足量的二氧化碳气体 八个误区1 认为焰色反应是化学变化焰色反应是元素的一种物理性质 无论是金属离子还是金属原子均能发生焰色反应 它属于物理变化 2 认为锂 钠和钾都保存在煤油中锂的密度小于煤油的密度 应将锂保存在石蜡中 而钠和钾保存在煤油中 3 认为锂与氧气在点燃的条件下反应生成Li2O2锂与氧气不论是在常温下还是点燃的条件下反应均生成Li2O 4 认为钾的密度比钠的大碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大 但钾的密度比钠的小 5 认为碱金属氢化物不是还原剂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 6 认为碱金属所形成盐中酸式盐比正盐溶解度都大碱金属所形成的盐均溶于水 并且酸式盐比正盐的溶解度大 但NaHCO3的溶解度比Na2CO3小 7 认为所有元素都有特征的焰色不是所有元素都有特征的焰色 只有碱金属元素以及钙 锶 钡 铜等少数金属元素才能呈现焰色反应 8 认为焰色反应显色过程与气体物质燃烧产生各色火焰过程机理相同焰色反应的显色过程与气体物质燃烧时产生各色火焰的过程有着本质的区别 焰色反应并非金属及其化合物自身发生燃烧反应而产生的各种颜色火焰 而是它们的原子或离子的外围电子被激发而产生的各种颜色的光 我的闪记钠的性质可用一句话表示 钠与酸 水 氯 氧 硫 均反应 安全保存在煤油中 或用一段话记忆 银白轻低软 传导热和电 遇氧产物变 遇氯生白烟 遇水记五点 浮熔游鸣红 遇酸酸优先 遇盐水在前 问题征解比较下列两组反应 回答下列问题 一组 Na2O2 CO2 Na2O2 SO2二组 Na2O2 FeCl3 溶液 Na2O2 FeCl2 溶液 问题 1 写出 两反应的化学方程式 2 判断 反应中可能发生的现象 为什么 3 Na2O2在什么情况下表现强氧化性 必考点16金属钠与溶液反应的性质探究1 金属钠与酸溶液反应Na与H2O反应的实质是Na置换H2O电离出的H 酸溶液中H 主要由酸电离得到 所以Na投入酸溶液中时 首先与酸反应 且比在纯水中反应剧烈 只有当酸反应完后 才与水反应 例如少量Na投入盐酸中先发生反应 2Na 2HCl 2NaCl H2 2 钠与盐溶液的反应钠与盐溶液反应 不能置换出盐中的金属 这是因为金属阳离子在水中一般是以水合离子形式存在 即金属离子周围有一定数目的水分子包围着 不能和钠直接接触 所以钠先与水反应 然后生成的碱再与盐反应 例如钠与氯化铁溶液反应 2Na 2H2O 2NaOH H2 3NaOH FeCl3 Fe OH 3 3NaCl 典例1 有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质 实验时 往100mL大试管中先加40mL煤油 取3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胶塞 并夹紧弹簧夹 如图 仔细观察 回答下列问题 1 有关钠反应的现象是 2 大试管里的溶液中出现的现象 3 装置中液面的变化 大试管内 长颈漏斗内 4 写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式 解析本题以实验探究形式考查金属钠的性质 1 金属Na与FeSO4溶液反应的实质是Na先与水反应 使Na粒熔化 并随气泡的生成而在两种液体界面处上下跳动 2 因反应生成的NaOH又与FeSO4反应生成白色絮状沉淀 溶液的颜色逐渐变浅 3 因产生了H2 使装置内压强增大 故大试管内液面下降 长颈漏斗内液面上升 4 2Na 2H2O Fe2 Fe OH 2 H2 2Na 答案 1 有气泡生成 钠熔化成闪亮的小球且在煤油和FeSO4溶液界面处上下跳动 最终完全溶解 2 下层溶液出现白色絮状沉淀 溶液的颜色逐渐变浅 3 下降上升 4 2Na FeSO4 2H2O Fe OH 2 Na2SO4 H2 应用1 将同样大小的金属钠块分别投入到 MgCl2溶液 饱和NaCl溶液 NH4Cl溶液中 各会出现什么现象 答案在三种溶液中共同出现的现象是 钠浮在液面上 熔化成小球 迅速游动 并发出嘶嘶声音 最后消失 不同之处是 中有白色沉淀生成 中有无色晶体析出 中有无色刺激性气味的气体放出 必考点17过氧化钠的特性及计算规律一 Na2O2的强氧化性1 Na2O2与SO2反应 Na2O2 SO2 Na2SO4 2 Na2O2投入FeCl2溶液中 可将Fe2 氧化成Fe3 同时生成Fe OH 3沉淀 3 Na2O2投入氢硫酸中 可将H2S氧化成单质硫 溶液变浑浊 4 Na2O2投入Na2SO3溶液 可将SO氧化成SO 5 Na2O2具有漂白性 投入品红溶液中 可使品红溶液褪色 二 有关Na2O2与CO2 H2O的反应2CO2 2Na2O2 2Na2CO3 O22H2O 2Na2O2 4NaOH O2 1 物质的量的关系无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物 通过足量的Na2O2时 CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2 1 4 电子转移关系当Na2O2与CO2 H2O反应时 每产生1molO2转移2mole 如 5 先后顺序关系一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O g 的混合物的反应 可看做Na2O2先与CO2反应 待CO2反应完全后 Na2O2再与H2O g 发生反应 典例2 用脱脂棉包住0 78gNa2O2粉末 置于石棉网上 往脱脂棉上滴1mL水 可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来 1 由实验现象可得出的结论是 Na2O2与H2O反应有氧气生成且反应为 反应 2 如果用嘴通过细管向脱脂棉中吹气 脱脂棉也能燃烧起来 试写出反应的化学方程式 若向脱脂棉中吹入的是SO2气体 脱脂棉 填 能 或 不能 燃烧起来 3 H2和CO的混合气体0 02g通入一盛有0 78gNa2O2的密闭容器中 再通入过量O2 并用电火花引燃使其充分反应 容器中固体增加的质量为 g 解析 1 脱脂棉能燃烧 说明Na2O2与H2O的反应 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 属于放热反应 2 吹出的气体中含有大量水蒸气和CO2 CO2也能与Na2O2反应 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 该反应也属于放热反应且有O2生成 而SO2与Na2O2反应无助燃气体O2产生 SO2 Na2O2 Na2SO4 所以不能燃烧 答案 1 放热 2 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O22Na2O2 2H2O 4NaOH O2 不能 3 0 02 凡分子组成符合 CO m H2 n的物质 Wg该物质在O2中完全燃烧 将其产物 CO2和水蒸气 通过足量的Na2O2后 固体增重必为Wg 或是由C H O三种元素组成的物质 只要C O原子个数比为1 1 即可满足该条件 中学阶段常见的符合这一关系的物质有 1 无机物 H2 CO及H2和CO的混合气体 2 有机物 CH3OH 甲醇 HCHO 甲醛 CH3COOH 乙酸 HCOOCH3 甲酸甲酯 C6H12O6葡萄糖 等 应用2 在一定条件下 使CO和O2的混合气体26g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14g 则原混合气体中O2和CO的质量比可能是 A 9 4B 1 1C 7 6D 6 7 答案D 必考点18两种重要的钠盐 Na2CO3和NaHCO31 碳酸钠 碳酸氢钠溶液与盐酸反应的基本图像 1 向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸 消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示 2 向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸 消耗盐酸的体积与产生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 消耗盐酸的体积与产生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 其他比例时的图像略 4 向Na2CO3 NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸 消耗盐酸的体积与产生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 2 鉴别Na2CO3和NaHCO3的方法 1 热稳定性不同 2 和酸反应生成气体的速率不同 相同条件下 典例3 下图表示往某Na2CO3溶液中滴入稀盐酸产生CO2的过程 分析Na2CO3和NaHCO3的混合溶液与盐酸反应的先后顺序 应用3 某同学用NaHCO3和KHCO3组成的混合物进行实验 测得实验数据 所用盐酸的物质的量浓度相等 见下表 下列分析推理不正确的是 A 盐酸的物质的量浓度为3 0mol L 1B 根据表中数据能计算出NaHCO3的质量分数C 加入9 2g混合物时盐酸过量D 15 7g混合物恰好与盐酸完全反应 解析对实验数据进行分析 由 实验数据2 24与3 36 可知 组盐酸过量 C项正确 由 实验数据都是3 36 可知 组盐酸不足 组经计算知盐酸不足 D项错误 答案D Hold住考向名师揭秘高考对钠及其化合物的考查重点是钠的氧化物和钠盐的性质 推断 计算和实验探究 钠的化合物的转化关系是联系生产 生活实际的重要切入点 常以框图题形式出现在综合题中 应用心体会 答案B 2 2011 北京 11 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 解析生成的CO2气体没有干燥 把H2O的质量也当成CO2的质量 导致CO2的质量偏大 答案C 3 2010 安徽 13 将0 01mol下列物质分别加入100mL蒸馏水中 恢复至室温 所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是 溶液体积变化忽略不计 Na2O2 Na2O Na2CO3 NaClA B C D 答案C 2012 上海化学 11 钠是活泼的碱金属元素 钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用 完成下列计算 1 叠氮化钠 NaN3 受撞击完全分解产生钠和氮气 故可应用于汽车安全气囊 若产生40 32L 标准状况下 氮气 至少需要叠氮化钠 g 2 钠 钾合金可在核反应堆中用作热交换液 5 05g钠 钾合金溶于200mL水生成0 075mol氢气 计算溶液中氢氧根离子的物质的量浓度 忽略溶液体积变化 计算并确定该钠 钾合金的化学式 3 氢氧化钠溶液处理铝土矿并过滤 得到含铝酸钠的溶液 向该溶液中通入二氧化碳 有下列反应 2NaAl OH 4 CO2 2Al OH 3 Na2CO3 H2O已知通入二氧化碳336L 标准状况下 生成24molAl OH 3和15molNa2CO3 若通入溶液的二氧化碳为112L 标准状况下 计算生成的Al OH 3和Na2CO3的物质的量之比 4 常温下 称取不同氢氧化钠样品溶于水 加盐酸中和至pH 7 然后将溶液蒸干得氯化钠晶体 蒸干过程中产品无损失 上述实验 所用氢氧化钠均不含杂质 且实验数据可靠 通过计算 分析和比较上表3组数据 给出结论 常见考点 以实验探究的形式考查钠的相关性质 以实验探究的形式考查过氧化钠的相关性质 与工农业生产相结合 考查钠及其化合物的综合应用 常考题型 非选择题 样题1 钠在空气中燃烧 如图中左图所示 生成产物的固体物质中除有淡黄色粉末外 还有黑色固体物质 碳 1 请假设黑色固体物质产生的可能原因是 假设 假设 假设 2 为确认假设的正误 某同学进行如下推断 由于金属钠与氧的结合能力比碳强 因此黑色碳可能是二氧化碳与金属钠发生置换反应而生成 该同学设计实验如下 用打孔器钻取一段金属钠 取中间一小块钠放在充满二氧化碳气体的试管 如上右图所示 中加热 观察到钠燃烧发出黄色火焰 并有淡黄色固体和黑色固体生成 生成的淡黄色固体立即变成白色 请回答下列问题 用打孔器取金属钠的原因是 产生以上现象的化学反应为 解析 1 根据反应的条件及反应环境可知生成的黑色物质只能是碳单质 产生碳单质的原因可能是含碳物质的不完全燃烧 也可能是空气中的CO2与Na发生置换反应 2 要想证明黑色的碳单质是CO2与钠发生置换反应生成的 首先要排除含碳物质的不完全燃烧及所取的钠表面残留的煤油 样题2 2012 东北三校二模 27 为了探究过氧化钠的强氧化性 某研究性学习小组设计了如图所示的实验装置 实验步骤及现象如下 检查装置气密性后 装入药品并连接仪器 缓慢通入一定量的N2后 将装置D连接好 导管末端未伸入集气瓶中 再向圆底烧瓶中缓慢滴加浓盐酸 剧烈反应 产生黄绿色气体 一段时间后 将导管末端伸入集气瓶中收集气体 装置