江苏省邳州市第二中学高中化学总复习 《钠》教学案.doc

江苏省邳州市第二中学高中化学总复习教学案：钠知识详解 知识点1 碱金属的由来 碱金属包括锂(li)、钠(na)、钾(k)、铷(rb)、铯(cs)和钫(fr)等六种元素. 由于锂、钠、钾、铷、铯、钫的氧化物的水化物都是可溶于水的强碱，故将这六种元素称为碱金属. 知识点2 钠的原子结构 钠原子核内有11个质子，核外有11个电子，最外层只有1个电子，其原子结构示意图为： 钠的原子半径是1.8610-10m，离子半径是1.1610-10m.钠原子容易失去最外层的电子，形成8电子的稳定结构，表现出很强的还原性. 知识点3 钠的物理性质 取一块金属钠，用刀切去一端的外皮，观察钠的颜色. 实验2-1：钠的物理性质的探究实验 实验目的：认识钠的“真面目”，探究钠的物理性质. 实验原理：由于钠易被氧化，生成物覆盖在其表面，不易观察，必须切开观察. 实验用品：钠、玻璃片、滤纸、镊子、小刀. 实验步骤：(1)用镊子夹取一小块金属钠，用滤纸把钠块表面上的煤油擦干. (2)将钠放在玻璃片上，用小刀切下绿豆大小的一块钠，感受钠的硬度，观察新切开的钠的颜色和光泽.将此钠块在空气中停放一段时间，看其颜色和光泽是否有变化(如图2-1所示). (3)在小烧杯里预先倒入一些水，然后用镊子把前面切下的钠放入烧杯里，并迅速用玻璃片将烧杯口盖上.首先观察钠是否熔化和钠的沉浮情况，同时观察是否还有其他现象. 实验现象：用小刀轻轻一切，就能把钠块切开，新切开的钠呈银白色，像无锈的铁一样光亮. 在水中的钠由开始不太规则的固体变成了液态小球并浮在水面上.水面上的液态钠球很光亮，快速地四处游动，发出“嘶嘶”的响声，不一会儿钠就消失了. 实验结论：钠为银白色、有金属光泽的固体，硬度很小，密度小于水的密度，熔点很低. 【注意】 取用钠要用镊子，切不可用手接触. 待用的钠要用滤纸吸净其表面的煤油. 取用的钠粒一般为绿豆粒大小，最大不超过黄豆粒大小. 放入水中的钠要防止飞出(用玻璃片盖上烧杯口). 切下来未用的钠要及时放回盛钠的试剂瓶. 吸过煤油的滤纸要妥善处理，切莫乱扔. 说明 由于空气中有氧气、水蒸气等存在，所以钠必须保存在密闭的容器中，同时还要浸放在中性煤油液面下以隔绝空气，并且不让它们和水、酸、含氯化合物等接触.保存钠用金属或塑料制的容器比用玻璃制的容器要好，容器要放在干燥、阴凉处，还要注意防水、防潮、防淋雨、防明火. 钠着火时，切忌用二氧化碳、四氯化碳或酸碱泡沫灭火剂来灭火，更不能用水来灭火，而应当用沙子来灭火. 思维拓展 观察钠的金属光泽还可以用以下的方法： 1.为了增强直观性，加大可见性，也可用两块玻璃片，中间放一块去掉表皮，干净的钠，然后用力挤压，形成钠的一个大薄片。观察钠的光泽与颜色，效果较好. 2.截取一根15 cm长的薄壁玻璃管，一端熔光，一端保留锋口.在白瓷板上将钠块的外皮切除后移置于洁净的滤纸上.左手用镊子夹住钠块，右手将玻璃管锋利的一端按在钠块中央，如同钻孔一样边旋边下压，使截切下来的金属钠进入玻璃管内，再用玻璃棒将它推至管的中部并压紧，玻璃管的两端用棉花塞紧(如图2-2所示).这样制得的样品能保留数天.因被空气里的氧气氧化，钠块的两端首先生成 白色的氧化钠，而中间部分仍光亮如镜，以舌氧化层逐渐向中心扩展，直至钠块全部被氧化. 3.取两支口径和长短不等的试管.使小的能套在大的中间并可自由滑动.在白瓷板上切下一小块除去外皮的金属钠，将它放入大试管里后浸在热水中加热.待试管里的钠熔化后立即将小试管套入并轻轻挤压，使熔化的钠填充在两管壁间.从热水中移出，待冷凝后往试管壁间的空隙里注入熔化的石蜡.这样制得的样品(如图2-3所示)能使钠的真面目保留更长的时间. 小结 钠是银白色的金属，有良好的导电性和传热性，密度为0.97 g/cm2，比水的密度还小，所以能浮在水面上，熔、沸点低(熔点97.81，沸点882.9)，硬度很小(能用小刀切开). 知识点4 钠的化学性质(重点) 钠是活泼的金属单质，化学性质非常活泼，能够与多种物质反应。钠单质主要表现还原性. 钠跟氧气的反应 实验2-2：钠与氧气的反应实验 实验目的：认识钠与氧气的反应. 实验原理：4na+o22na2o 2na+o2na2o2 实验用品：钠、酒精灯、石棉网、铁架台、火柴 实验步骤：(1)将金属钠用小刀切开，在空气中放置一会儿，可看到表面逐渐变暗，生成的主要产物为氧化钠. (2)再另取一小块金属钠，擦干表面的煤油后、放在石棉网上加热，直至燃烧(如图2-4所示).燃烧时，火焰呈黄色，最后生 成了淡黄色粉末过氧化钠. 实验结论：钠很容易被氧化，在常温下就能够跟空气里的氧气化合而生成氧化物.切开的光亮的金属断面很快就发暗，主要 是因为生成了一薄层氧化物.钠受热以后能够在空气里着火燃烧，在纯净的氧气里燃烧得更为剧烈，燃烧时发出黄色的火焰. 钠跟氧气反应可以生成氧化钠，氧化钠不稳定。钠跟氧气剧烈反应生成过氧化钠，过氧化钠比较稳定.钠在空气里燃烧，生成的 是过氧化钠. 在空气中缓慢氧化使钠表面变暗： 4na+o22na2o 在空气或氧气中燃烧，生成淡黄色固体： 2na+o2na2o2(有黄色火焰，生成过氧化钠) 【注意】 钠敢在石棉网上片刻后再加热，有利于观察现象； 石棉网要干燥、石棉无破损； 石棉网的石棉要洁白，否则不易观察到na2o2的浅黄色； 石棉网要放平，防止钠滚下石棉网. 小结 钠和氧气的反应如下表 钠和氧气的反应情况实验操作步骤实验现象实验结论及反应用小刀切一小块金属钠银白色光亮切面钠是银白色质软的金属放置片刻光亮切面变暗常温下钠易与氧气反应4na+o2=2na2o放在石棉网上加热剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体钠易燃烧，产物不是氧化钠2na+o2na2o2 说明钠与氧气反应，条件不同，产物不同：不加热，生成氧化钠；点燃，生成过氧化钠.a.条件：常温缓慢氧化na2o；加热燃烧na2o2.b.火焰：黄色火焰.钠长期露置空气中的变化： 有关反应如下：4na+o2=2na2ona2o+h2o=2naoh2naoh+co2=na2co3+h2ona2co310h2o=na2co3+10h2o 思维拓展 实验室如何制备氧化钠(na2o)? 点拨 由于钠与氧气反应易直接生成过氧化钠，故在实验室制取氧化钠时常采用其他方法. 6na+2nano2=4na2o+n2 钠跟硫等非金属的反应 钠除了能跟氯气直接化合外，还能跟很多其他非金属直接化合，如跟硫化合时至发生爆炸，生成硫化钠. 取一只广口瓶，在瓶底厚厚铺一层细沙.将钠块用镊子夹入刚加热过的燃烧内，待钠熔化时加入少量硫粉，迅速把燃烧匙插至广口瓶底，浅埋在细沙里.反应起较缓慢，然后逐渐加剧，不久就会着火燃烧，火星飞溅. 2na+sna2s(爆炸) 2na+cl22nacl(苍白色烟) 钠跟水的反应 实验2-3：钠跟水的反应实验 实验目的：认识钠与水的反应. 实验原理：2na+2h2o2naoh+h2 实验用品：钠、水、酚酞、烧杯、试管、镊子、酒精灯、火柴 实验步骤：(1)向一盛水的烧杯中滴入几滴酚酞试液，然后将一小块钠(约为1/2豌豆大小)投入烧杯中. (2)再用铝箔将一小块钠(绿豆大)包好，并在铝箔上刺些小孔，用镊子夹住，放在烧杯中试管口下面(如图2-5所示)，用排水法收集一小试管气体，小心移近火焰，点燃. 实验现象：可看到钠“浮”于水面(钠的密度小于水的密度)，立即与水反应，并“熔”化成闪亮的小圆球(反应放热，钠的熔点低)，小圆球迅速四处“游”动，并伴有“嘶嘶”的响声且最后消失(有气体产生)，烧杯中的溶液由无色变为红色(有碱性物质氢氧化钠生成).点燃气体，可听到轻微的爆鸣声.(难点) 实验结论：钠跟水能起剧烈的化学反应.钠比水轻，投入烧杯中时，浮在水面上.钠跟水起反应放出的热，立刻使钠熔化成一个闪亮的小球.小球向各个方向迅速移动，并逐渐缩小，最后完全消失.钠跟水起反应后，烧杯里的溶液由五色变为红色.这个现象说明有新的物质生成，这种生成物就是氢氧化钠.试管里收集到的气体是氢气. (1)钠与水反应的实验总结 钠与水反应的实验总结实验操作步骤实验现象实验操作步骤实验现象结论一小块钠，擦去表面的煤油，投入装入少量水的烧杯中 钠浮在水面上；钠溶化成闪亮的小球；钠向各个方向游动；反应伴有“嘶嘶”的响声；钠最后消失 钠的密度比水小；钠与水反应放热，钠的熔点低；钠和水反应有气体生成，推动钠游动；反应很剧烈向水中加入酚酞变红色有naoh生成另外用排水法收集生成的气体，移近火焰点燃轻微爆鸣声有h2生成化学方程式2na+2h2o=2naoh+h2离子方程式2na+2h2o=2na+2oh-+h2 【注意】 在包裹钠块的铝箔上要多刺几个小孔，钠粒不能过大，否则，铝箔包会因内部气压大、温度高而发生爆炸；在将盛有氢气的试管移向酒精灯点火的过程中，要将试管口用手的拇指堵严，防止氢气逸出使实验效果不明显. 思维拓展 把贮存在煤油里的金属钠取出后，切取一小块投入水中.往反应后的水溶液中加入酚酞试液，呈红色. 1.能用小刀切开金属钠，截面的色泽很快消失，这说明什么? 点拨 说明金属钠很软.钠表面呈银白色光泽.由于钠的化学性质很活泼，表面很快被氧化而失去光泽变暗. 2.钠投入水中有哪些主要现象?这说明钠具有哪些性质? 点拨 金属钠熔化成闪亮的小球，在水面滚动并发出“嘶嘶”的响声，不久小球消失.钠浮在水面上，说明钠的密度比水小；钠能与水剧烈反应，且是放热反应，放出的热量使未反应的金属钠熔化成液态形成小球状，这也说明钠的熔点较低；由于钠浮在水面，表面接触部位先发生反应，放出的氢气推动小球游动，但受力不均故小球不断滚动.由于水遇到熔融的小球迅速汽化而发出声音. 3.在反应后的水溶液里加入酚酞试液，显红色，这是为什么? 点拨 钠与水反应生成氢气和氢氧化钠，使溶液呈碱性，所以酚酞显红色. 4.做钠与水反应的实验时，试管中为什么不能有气体?把试管往上提起时，如果试管口露出水面会有什么情况发生? 点拨 试管中混入气体.当点燃氢气时.会发生爆炸.把试管往上提起时，如果试管口露出水面，会使空气混入试管中，使收集到的氢气不纯. (2)钠与水的反应实验也可按以下方法进行 在空塑料瓶中加入约3/4体积的水，用手挤压瓶子，使水面上升至近瓶口，排走瓶中的大部分空气后.在胶塞上固定一根大头针，用针扎起一块黄豆粒大小的金属钠，迅速用胶塞塞住挤瘪的瓶口，倒置.待反应完全后，反应产生的气体使挤瘪的瓶子复原，取下塞子，迅速用拇指堵住瓶口，并将瓶口移近火焰(如图2-6所示)，可听到有爆鸣声，证明钠与水反应产生的气体是氢气. 取一只250ml的广口瓶，加水150ml，滴入23滴酚酞试液.与前面操作相同，把一只漏斗倒罩在瓶口上，再在漏斗颈上套一支小试管，用向下排空气法收集反应生成的气体.装置如图2-7所示.也可用如图2-8所示的装置，然后用排水法收集氢气. 向试管里加入半管水，滴入2 mm3 mm厚的一层煤油.切取一小块金属钠，将它用镊子夹入试管内.钠虽然沉到煤油层下，但是浮于水面，钠块顶部仍露出煤油层.通过放大镜从试管的侧面观察实验现象.如图2-9所示.此法比将金属钠直接投入水中发生的反应缓慢得多. 知识规律小结 金属钠与水的反应类型 用四种基本反应类型的分类方法分析 金属钠与水的反应，其反应的“基本类型”属于置换反应由一种单质跟一种化合物起反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应. 置换反应并不只限于金属与酸之间的反应.我们已经学过的置换反应有以下几种： 金属与酸之间的反应，如：zn+2hcl=zncl2+h2； 氢气与氧化铜的反应，如：cuo+h2 cu+h2o； 活泼金属与水的反应，如：2na+2h2o=2naoh+h2. 钠与水反应的本质是钠与水电离出的极少量的h+之间的反应.可见，水也是一种电解质，但是是一种极弱的电解质. 依据离子方程式的书写规则，金属钠、水、氢气在离子方程式中应仍用化学式表示，易电离、易溶于水的氢氧化钠则写成离子形式.有关的离子方程式为： 2na+2h2o2na+2oh-+h2 用是否有电子转移的分类方法分析 在金属钠与水的反应中，钠原子失去1个电子成为钠离子，水分子中的氢得到1个电子，并两两结合成为h2.这一有电子转移(得失或偏移)的反应是氧化还原反应. 在反应中，还原剂钠失去电子，反应时钠元素的化合价升高；氧化剂水是得到电子的物质，在反应时所含氢元素的化合价降低.有关反应可表示为： 与酸反应 钠与酸的反应比与水的反应重剧烈，极易爆炸，要特别小心. 2na+2hcl2nacl+h2 【注意】 钠和水反应就是钠与水电离出来的氢离子反应，酸在水中电离出氢离子，所以钠和酸直接反应，而不是先和水反应生成氢氧化钠后再和酸反应. 思维拓展 已知金属钠与稀盐酸的反应要比与水的反应更加剧烈，有趣的是，金属钠与浓盐酸的反应反而不如与水反应剧烈，并伴有大量沉淀生成.请你给出这种现象的合理解释. 点拨 在金属钠与浓盐酸的反应中，在钠与液体接触的地方生成大量氯化钠，由于氯化钠在浓盐酸中的溶解度较小，难于迅速溶解，对溶液与金属钠的进一步接触起到了一定的阻碍作用，使反应的剧烈程度降低. 小结 钠与水和酸反应的实质 钠与水或酸溶液的反应，实质上是把钠形成钠离子时所失去的电子转移给水或酸所电离产生的h+.当钠与酸溶液反应时，溶液中的h+基本来源于酸的电离.一定要弄清钠先与酸反应还是先与水反应，对此的解答是： 在钠与酸溶液反应时，我们永远无法分清所参与的h+是来源于酸的电离还是水的电离.酸与水的电离能力是大不相同的，但它们电离所产生的h+是完全一样的.如果一定要从物质角度去分析，可以认为：既然酸溶液中的h+基本上来源于酸，钠当然先与酸反应. 因为酸溶液中的h+浓度比水中的h+浓度大得多，所以钠与酸溶液的反应比钠与水的反应要剧烈得多，常使钠与氢气发生燃烧或产生轻微的爆炸. 与盐溶液反应 钠与硫酸铜溶液的反应：由于金属钠很活泼，它与硫酸铜溶液的反应比较复杂.这个反应除了与钠跟水的反应有类似现象外，还产生蓝色沉淀，有时还会有黑色物质产生，一般无红色物质(金属铜)产生.这是因为在一般情况下，钠与硫酸铜溶液(特别是稀溶液)相遇，钠主要先与水反应(实际与h+反应)产生氢气和氢氧化钠，硫酸铜与氢氧化钠作用生成蓝色沉淀氢氧化铜，又因前一反应是放热的，一部分氢氧化铜受热会分解，生成黑色的氧化铜.有关反应的化学方程式如下： 2na+2h2o=2naoh+h2 cuso4+2naoh=cu(oh)2+na2so4 cu(oh)2cuo+h2o 总反应的化学方程式可表示为： cuso4+2na+2h2o=cu(oh)2+na2so4+h2 说明 钠和盐溶液反应，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的形式存在，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.将钠加入到盐的水溶液中，首先是钠和水反应，若氢氧化钠和盐反应生成难溶的碱，则氢氧化钠和盐反应；否则只有钠与水的反应. 小结 钠和盐的反应 钠投入到cuso4溶液中： 2na+2h2o2naoh+h2 cuso4+2naohcu(oh)2+na2so4 钠投入到nacl溶液中只与水反应： 2na+2h2o=2naoh+h2 钠投入到nh4cl溶液中： 2na+2h2o2naoh+h2(放热) nh4cl+naohnh3+h2o+nacl 钠投入到ticl4熔融盐中： 4na+ticl44nacl+ti 知识点5 金属钠的制法 电解熔融nacl制取单质钠： 2nacl(熔融) 2na+cl2 知识点6 金属钠的用途 制各种钠的化合物，如过氧化钠等. 制钠钾合金，钠钾合金为液态，是原子反应堆的导热剂. 还原多种金属，金属钠能把钛、锆、铌、钽等金属从它们的卤化物中置换出来.如： 4na+cicl44nacl+ti 还原性：nati na+kclnacl+k 沸点：nak 应用在电光源上，制高压钠灯.高压钠灯现在已大量应用于道路和广场的照明.由于它不降低光照强度又能减少能源消耗，所以有取代高压汞灯的趋势.早在1950年就在实验室中解决了钠蒸气的气体放电发光问题，但由于需要解决在高温、高压下钠蒸气有很强的腐蚀性的问题，直到1965年才制出了第一盏高压钠灯.高压钠灯虽然问世较晚，但发展很快.钠灯也可用于洗相的暗室，因为这种黄光不会使相纸曝光.典例剖析 经典例题基本概念题 有关基本概念的题目主要包括：钠的物理性质和用途；钠与水、o2等反应的现象；有关钠与水、o2等反应的简单计算等. 例1 把金属钠投入水中，所观察到的实验现象是_，它反映了钠的哪些物理性质? 分析 金属钠投入水中，观察到的实验现象可用5个字来概括；“浮、熔、游、嘶、气”，即钠浮在水面上，熔化成一个闪亮的小球，小球在水面上不断游动，发出“嘶嘶”的响声，体积不断变小，并有气体产生.这些实验现象反映了钠是密度小、熔点低、具有银白色金属光泽的金属.此外，“游、嘶、气”说明钠与水反应剧烈，迅速生成氢气，由于反应剧烈，同时可听到“嘶嘶”的响声，看到有气体产生(反应放热，使水蒸发，与反应生成的h2一起逸出，故可能观察到“袅袅白烟”). 答案：钠浮在水面上，熔化成一个闪亮的小球，小球在水面上不断游动，发出“嘶嘶”的响声，体积不断减小，并有气体产生；反映了钠密度小、熔点低，闪亮的小球说明钠是具有银白色金属光泽的金属 例2 金属钠的用途有：作还原剂还原某些金属；制高压钠灯；制取过氧化钠；制取钾钠合金，用作原子反应堆的导热剂.其中属于利用钠的物理性质的是 ( ) a. b. c. d. 分析 金属钠用作还原剂，是利用了钠的还原性；金属钠用于高压钠灯中，其原理是在高压电作用下，钠(蒸气)原子受激发而放电发光，其发射的黄光射程远，透雾能力强，照明度比高压汞灯高几倍，所以，金属钠用来制高压钠灯体现的是钠的物理性质；金属钠用于制取过氧化钠，发生的是氧化还原反应；钠钾合金用作原子反应堆的导热剂，其原因是：钠钾合金的熔点低(含钠40，钾60的钠钾含金的熔点为5)，在常温下为液态，从而使之具有非常高的热容量和导热率.因此，它非常适合作为原子反应堆的导热剂.显然，在这里，金属钠所体现的也是物理性质.所以正确答案为、. 答案：c 例3 金属钠放入水中浮在水面上，放入煤油中则沉在油层下，已知煤油的密度为0.8g/cm3，则可推知金属钠的密度 ( ) a.大于1.0g/cm3 b.小于0.8 g/cm3 c.在0.8g/cm31.0g/cm3之间 d.等于0.8g/cm3 分析 钠放入水中浮在水面上，说明钠的密度比水的密度小，即钠的密度小于1 g/cm3；钠放在煤油中沉在煤油层下，说明钠的密度比煤油的密度大，即钠的密度大于0.8 g/cm3. 答案：c 例4 将4.6g钠与1.6g硫粉迅速混合起来，并放在石棉网上加热，反应后生成的固体是 ( ) a.黄色固体混合物 b.硫与硫化钠 c.过氧化钠与硫化钠 d.氧化钠与硫化钠 分析 在加热条件下，钠既能与硫化合生成na2s，也能与空气中的氧气反应生成na2o2，而钠相对于硫又是过量的，所以除生成na2s外还有na2o2生成. 答案：ac 例5 将2.3 g金属na投入97.7 g水中，所得到的溶液中所含溶质的质量分数是 ( ) a.2.3 b.4 c.小于4 d.大于4 分析 na放入水中，与水反应，生成的naoh溶于水中形成naoh溶液，同时放出h2.因此可按照下列关系式进行计算： 2na2naohh2 46 80 2 2.3 g x y，解得x=4g，y=0.1g. 溶液的质量为：2.3g+97.7 g-0.1 g100g， 所以所得溶液中溶质的质量分数大于4. 答案：d 例6 将2.3g钠、2.4g镁、2.7g铝分别投入到含1.825ghcl的盐酸溶液中，产生的h2 ( ) a.一样多 b.钠最多 c.铝最多 d.镁和铝一样多 分析 将钠、镁、铝分别投入盐酸中，三种金属均与盐酸反应生成氢气，若盐酸足量，则生成氢气的量由金属来确定；若盐酸不足，镁、铝与盐酸反应生成氢气的多少由盐酸来确定，而过量的钠还可与水反应.故可依下列关系进行计算：2nah2 mg2hclh2 2al6hcl3h246 2 24 73 2 54 219 62.3g x 2.4g 1.825g y 2.7g 1.825g z 可以看出，镁、铝与盐酸的反应中，金属是过量的，故应按盐酸的量进行计算，而钠不论过量与否，产生氢气的量都可直接由钠来计算，则有：解得 x0.1 g，y=0.05 g，z0.05 g.答案：bd基础知识应用题 本节知识的基本应用主要包括：钠的各种性质与反应现象的关系；钠的性质与热量的关系；钠的性质应用于离子共存中. 例7 钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是 ( ) a.钠的熔点低 b.钠的密度小 c.钠的硬度小 d.钠有强还原性 分析 钠能与水直接反应就是因为钠有极强的还原性；由于钠的密度小于水的密度，所以可见钠浮在水面上；钠熔化，说明钠的熔点低，反应释放的能量就可以使它熔化. 答案：c 例8 下列各项的变化中，放出热量的是 ( ) 钠与盐酸反应 生石灰与水反应 浓硫酸滴入水中 氢氧化钠溶于水 a. b. c. d. 分析 钠与水反应放热，钠与盐酸反应也放热；联想生产实际便知，生石灰与水反应放热；浓硫酸、氢氧化钠溶于水都放热. 答案：c 例9 下列实验操作中，溶液里无固体析出的是 ( ) a.mgcl2溶液中加入na的小颗粒 b.ca(oh)2饱和溶液中加入na的小颗粒 c.kno3稀溶液中加入na的小颗粒 d.水中加入na的小颗粒 分析 四项实验操作中都有化学反应：2na+2h2o=2na+2oh-+h2，并且反应放出热量，使溶液温度升高.在a项中还有化学反应：mg2+2oh- mg(oh)2，由于mg(oh)2难溶于水，所以有mg(oh)2沉淀析出.b项中的ca(oh)2溶液已是饱和的，反应又消耗水(溶剂)，必有ca(oh)2固体析出. 答案：cd 例10 下列各组离子中，能在同一溶液中大量共存并且溶液无色，加入一小块钠后，仍能大量共存的是 ( ) a.k+、mno-4、so2-4、h+ b.ba2+，na+、hco-3、no-3 c.na+、no-3、k+、cl- d.ca2+、no-3、cl-、co2-3 分析 a中mno-4使溶液显紫色；d中ca2+与co2-3不能大量共存；b中加入钠后有化学反应：2na+2h2o=2na+2oh-+h2，hco-3+oh- co2-3+h2o，ba2+co2-3=baco3，离子不能大量共存. 答案：c综合应用题 本节知识的综合应用主要包括：钠的氧化及与水反应的综合计算；钠投入盐溶液中现象的判断及相关计算；天平平衡问题及差量法的应用等. 例11 有一块表面被氧化成氧化钠的金属钠，质量是0.584g，放入9.436g水中，当反应完毕时，生成氢气的质量为0.02 g.求此金属钠中有多少克钠在跟水反应前已经被氧化?所得氢氧化钠溶液中溶质的质量分数是多少? 分析 本题涉及到以下三个反应： 4na+o22na2o na2o+h2o2naoh 2na+2h2o2naoh+h2 根据题意，将题目简化为以下形式： 可以看出，首先应从反应生成的氢气的质量求出原混合物中钠的质量，并计算出钠跟水反应生成的氢氧化钠的质量；然后用原混合物的总质量0.584 g减去钠的质量，求出氧化钠的质量，再由氧化钠的质量，计算被氧化的钠的质量，以及这些氧化钠与水反应生成的氢氧化钠的质量，进而计算出生成的氢氧化钠的总质量；所得氢氧化钠溶液的总质量，是原固体混合物与水的质量之和减去生成氢气的质量，最后即可计耳出溶质氢氧化钠的质量分数. 解：设混合物中含钠的质量为阴，钠与水反应生成的氢氧化钠的质量为x1，被氧化的钠的质量为y，则2na+2h2o=2naoh+h2 223 240 2m x1 0.02g解得 m=0.46g，x1=0.8g.4na+o2=2na2o 423 262y (0.584-0.46)g解得 y=0.092g，原混合物中氧化钠的质量为0.584g-0.46 g0.124 g，设这些氧化钠与水反应生成的氢氧化钠的质量为x2，则na2o+h2o=2naoh62 2400.124g x2解得 x20.16 g.生成的氢氧化钠的总质量为x1+x20.8 g+0.16 g0.96 g，而氢氧化钠溶液的总质量为9.436 g+0.584 g-0.02 g10 g，则所得氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为 例12 向100g16的cuso4溶液中加入质量为2.3g的金属钠，充分反应后所观察到的实验现象是_，滤出沉淀，洗涤、灼烧，所得固体的质量是_g. 分析 向cuso4溶液中加入金属钠，发生的反应是： 2na+2h2o=2naoh+h2 2naoh+cuso4cu(oh)2+na2so4 其总反应为：2na+cuso4+2h2o=na2so4+cu(oh)2+h2，因此，可以观察到的实验现象是：钠浮在液面上，熔化成一个闪亮的小球，小球在液面上游来游去，发出“嘶嘶”的响声，有气体产生，并随着小球的移动有蓝色絮状沉淀产生. 根据反应2na+cuso4+2h2o=na2so4+cu(oh)2+h2可知，当16 gcuso4完全反应，消耗na的质量为4.6 g，所以，该反应中cuso4过量，应按不足量的na来计算. 另外，cu(oh)2受热分解的产物是cuo和h2o：cu(oh)2cuo+h2o. 设生成cu(oh)2、cuo的质量分别为x，y，则2na+cuso4+2h2o=na2so4+cu(oh)2+h249 982.3g x解得x=4.9g.cu(oh)2cuo+h2o98 804.9g y解得y=4g. 答案：钠浮在液面上，熔化成一个闪亮的小球，小球在液面上游来游去，发出“嘶嘶”的响声，有气体产生，并随着小球的移动有蓝色絮状沉淀产生；4 例13 在托盘天平的两个托盘上，分别放置一个盛有100g质量分数为14.6的盐酸溶液的烧杯，并调节天平至平衡.向左边烧杯中加入2.3 g金属钠，向右边烧杯中加入一定质量的金属镁，完全反应后，天平仍保持平衡.试求所加金属镁的质量. 分析 先考虑天平左侧：加入金属钠，发生反应： 2na+2hcl=2nacl+h2 溶液增重 46 73 2 44 2.3g 3.65g 0.1 g 2.2 g 最后结果是溶液增重2.2g.因此，不管天平右侧如何反应，其最后结果必须是使溶液增重2.2 g，才能使天平保持平衡. mg+2hcl=mgcl2+h2 溶液增重 24 73 2 22 现烧杯中有hcl 14.6 g，若hcl全部反应，将使溶液增重4.4g，天平不再平衡.所以惟一可能的情况是hcl过量，加入的金属镁全部反应，因此，依据金属镁的质量进行计算. 解：设加入金属镁的质量为x，则 mg+2hcl=mgcl2+h2 溶液增重 24 73 2 22 x 2.2 g解得 x=2.4g. 答：所加金属镁的质量为2.4g. 探索与创新题 例14 氢化钠(nah)是一种白色的离子晶体，其中钠为+1价，nah与水反应放出氢气.下列说法中，不正确的是 ( ) a.nah在水中显碱性 b.nah中的氢负离子有很强的氧化性 c.nah中的氢负离子可被氧化生成氢气 d.反应中水是还原剂 分析 根据题意nah中na显+1价，可知h是-1价，即nah是na+和 h-两种离子组成的.nah与h2o反应生成h2，其化学方程式应为： 答案：bd 例15 欲使100g 9.32的naoh溶液中溶质的质量分数增大到20，需往溶液中加入多少克金属钠? 分析 加入金属钠后，溶液中溶质的质量增加，溶剂的质量减少，使naoh的质量分数增大. 解：设加入的金属钠的质量为x，则 2na+2h2o=2naoh+h2 223 240 2 x 即生成的naoh的质量为，生成的h2的质量为.加入的钠反应后，naoh溶液中溶质的质量为：100g9.32%+=9.32g+,溶液的总质量为：100g+x-=100+.所以加入的钠反应后，溶液中naoh的质量分数为： 答：需往溶液中加入6.9 g钠.易错与疑难题 例16 下列灭火剂可用于扑灭金属钠着火的是 ( ) a.干冰灭火剂 b.沙子 c.干粉(含nahco3)灭火剂 d.泡沫灭火剂 错解：c 分析 错选的原因是没有从实质上理解二氧化碳的性质及其灭火的原理.用二氧化碳灭火的原理是使可燃物与空气隔绝，但要求二氧化碳与可燃物不发生反应，而题中的二氧化碳和水与钠容易发生反应，所以a、c、d三种方法均达不到灭火的目 的.当金属钠着火时常用沙子来扑灭. 正解：b 例17 有一块表面被氧化成氧化钠的金属钠块5.4g，放入足量的水中，当反应完毕时，生成氢气的质量为0.1 g.则原来被氧化的钠的质量是 ( ) a.2.3 g b.3.1 g c.4.6 g d.5.3 g 错解：b 分析 此题不少学生因为对题意理解不深，将所问的原来被氧化的钠的质量理解成被氧化后生成的钠的氧化物的质量，所以错选b.首先，由产生氢气的质量0.1 g求出存在的钠的质量，再用总质量5.4 g减去钠的质量，求得钠被氧化后生成氧化钠的质量，再由na2o2na，求出原来钠的质量. 正解：a好题速递点击高考高考命题总结与展