高考化学一轮精品教学案 3.1 钠元素及其化合物（1）.doc

2013届高考化学一轮精品教学案 3.1 钠元素及其化合物（1）【2013考纲解读】考纲内容能力要求考向定位1了解常见金属的活动顺序。2了解常见金属及其重要化合物的主要性质，了解其应用。1以钠为例，了解碱金属的物理性质和化学性质。理解碱金属元素性质的相似性和递变性。2以氢氧化钠为例，了解重要的碱的性质和用途。了解钠的重要化合物（如碳酸钠和碳酸氢钠）。3以na2o2为例，了解过氧化物的性质。4了解焰色反应，并能用焰色反应检验钠、钾等元素。碱金属元素是近几年高考的重点内容之一，涉及的内容有：1钠、钾与水、盐溶液反应的现象及产物；2na2o2与co2、h2o发生的反应；3naoh作为强碱，与很多物质发生复分解反应，此内容广泛出现在离子方程式、物质的鉴别、提纯和离子共存中；4na2co3、nahco3性质的异同，以及互相转化、提纯，还有由它们组成的混合物的计算；5焰色反应；6同族元素性质的判断，其中尤以涉及na2o2的题目更为常见。【重要知识梳理】一、钠与水反应及应用（4）反应后的水溶液使酚酞 与水反应生成naoh。2钠与酸溶液反应当钠投入酸溶液中，钠首先与酸电离出的h+反应： ；当酸完全反应后，过量的钠再与水反应，故钠与酸溶液反应比钠与水反应 。3钠与盐溶液的反应实质上是先与水反应生成 naoh，naoh再与盐反应。与cuso4溶液反应：2na+2h2onaoh+h2 (1) cuso4+2naohna2so4+cu(oh)2 (2) 合并(1)(2)得： （2）与fecl3溶液反应： 【答案】 例1： 下列关于钠与水反应的说法不正确的是 （ ）将小块钠投入滴有石蕊试液的水中，反应后溶液变红；将钠投入稀盐酸中，钠先与水反应，后与盐酸反应；钠在水蒸气中反应时因温度高会发生燃烧；将两小块质量相等的金属钠，一块直接投入水中，另一块用锡箔包住，在锡箔上刺些小孔，然后按入水中，两者放出的氢气质量相等。a b c d点评：忽视了钠与水反应产生h2，无氧气存在而漏选；忽略了钠直接投入水中，在水面上部分钠被氧化而漏选。二、 过氧化钠的结构与性质1na2o2的结构特点在na2o2和h2o2中，氧是 价，这是因为两个氧原子之间以一对共用电子相结合（非极性键），形成了一种不太稳定的结构。2na2o2的性质1价介于氧的两种较稳定化合价0价和2价之间，因此na2o2既可以在一定条件下获得电子表现 （如与so2、fe2+、品红等反应），也可以在一定条件下失去电子表现 （如与h+和mno4-反应），还可以在一定条件下发生歧化反应（如与h2o、co2等反应）；但以 为主。na2o2与so2反应：na2o2+so2 na2o2投入fecl2溶液中，可将fe2+氧化成fe3+，同时生成fe(oh)3沉淀： 。na2o2投入氢硫酸中，可将h2s氧化成单质硫，溶液变浑浊： 。na2o2投入品红溶液中， 使品红溶液褪色(褪色原理与so2 )。（1）a是制取co2的装置。写出a中发生反应的化学方程式： 。（2）填写表中空格：（请在答题卡上填空）仪器加入试剂加入该试剂的目的b饱和nahco3溶液cd（3）写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式： 。（4）试管f中收集满气体后，下一步实验操作是： 。解析：要证明过氧化钠可作供氧剂，必须验证实验产物是o2，故实验目的就是验证过氧化钠与水或二氧化碳的反应。实验仪器中的a是二氧化碳发生装置，b、d是除杂装置，c是反应装置，e是尾气处理与收集装置。本实验可能存在的杂质气体有：hcl和水，但由于过氧化钠与二氧化碳的反应是离子反应，故水不必除去。试管f中收集满气体后，下一步实验操作应是验证实验产物是o2。为检验生成的o2应将试管f从水槽中取出，然后用带火星的木条伸入管口进行检验，但是取出f前，应将装置a中的反应停止。三、 碳酸钠、碳酸氢钠1碳酸钠、碳酸氢钠主要性质比较及鉴别（1）热稳定性不同。分别加热少量固体，若发生分解反应，将产生的气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊的原试剂是 ，另一个为 。（2）和酸反应速率不同。分别取一定质量的固体，加入等浓度、等体积的盐酸，反应快、产生气体多的为 ，另一个为 。 往饱和na2co3 溶液中通入co2，过滤得到晶体。na2co 3+co 2+h2o2nahco 3 （2）联碱法制纯碱原理在饱和食盐水中通 饱和后，再通 ：nh3+co2+h2onh4hco3 生成nh4hco3的溶解度大，而c(na+)也大，而nahco3溶解度小，故产生沉淀：nacl+ nh4hco3nahco3+nh4cl，总方程式： 。将析出沉淀加热，制得na2co3（纯碱）【答案】答案：d点评：本题不仅要考虑物质的性质差异，而且要考虑操作方法的不同对差异性质的影响。na2co3、nahco3溶液滴入到盐酸中的现象是一致的，而稀盐酸滴入这两种溶液中产生气泡是后者快。因忽略了nahco3比na2co3与酸反应激烈而误选b。四、 碱金属1焰色反应（1）概念： 在燃烧时使火焰呈特殊的颜色，叫焰色反应。（2）用品： （或铁、铬、镍、钨等）、 （或煤气灯）、试剂。（3）焰色反应鉴别盐类的步骤：铂丝在火焰上灼烧至原火焰色。蘸取溶液（沾取固体）放在火焰上灼烧，观察火焰颜色，观察钾火焰颜色要 去观察。盐酸洗铂丝。铂丝在火焰上灼烧至原火焰色（如不能灼烧至原火焰色，则需再酸洗，再灼烧）。再蘸取（沾取）另外化学药品进行实验。钾、钠焰色反应颜色：钾紫色（透过蓝色钴玻璃）；钠黄色。（6）碱金属的盐一般都易溶于水，但li2co3却微溶。（7）一般说，酸式盐较正盐溶解度大，但nahco3却比na2co3溶解度小。（8）试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但ia金属na、k等除外。（9）一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属，但对ia非常活泼的金属na、k等除外。如：2na+cuso4+2h2ocu(oh)2+h2+na2so4。（10）fr是放射性元素，所以在自然界中不存在。【答案】答案：ab。点评：由所学物质的结构、性质来推断结构相似、未学物质的性质，是中学化学重要的一类习题。解答此类题目的关键就是要考虑二者的相似性和递变性。对碱金属元素单质及其化合物的性质的相似性和递变性及特殊性一定要熟悉。【高频考点突破】考点1 过氧化钠的性质【例1】1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是 （ ）ana2co3bna2o2 na2co3cnaoh na2co3 dna2o2 naoh na3co3【例2】下列实验中，溶液颜色有明显变化的是 （ ）a少量明矾溶液加入到过量naoh溶液中b往fecl3溶液中滴入ki溶液，再滴入淀粉溶液c少量na2o2固体加入到过量nahso3溶液中d往酸性高锰酸钾溶液中滴入少量fe2(so4)3稀溶液点评：过氧化钠分别与二氧化碳、水的反应是高考的热点之一，既有对反应原理及应用的定性考查，又有多种类型的定量计算或探究性综合实验题，在复习过程中，注意归纳总结。【变式探究】1为了探究“二氧化碳是否在水存在时才能和过氧化钠反应”。课题研究小组的同学们设计了如右图的实验装置，分别进行甲、乙两次实验：实验甲：干燥的二氧化碳和过氧化钠的反应：在干燥的试管中装入na2o2 ，在通入co2 之前，关闭k1 和k2 。在试管内装入试剂x后，打开k1 和k2 ，通入co2 ，几分钟后，将带火星的木条插入试管的液面上，观察到木条不复燃，且中的淡黄色没有变化。实验乙：潮湿的二氧化碳和过氧化钠的反应：在试管内装入试剂y，其他操作同实验甲，观察到木条复燃，且中的淡黄色变为白色。试回答下列问题：（1）在装入na2o2后，通入co2前，关闭k1和k2的目的是_ 。（2）在实验甲中，试剂x是_，其作用是_ 。在实验乙中，试剂y是_。（3）根据上述两个实验现象，得到的结论是_。（4）试管中的naoh溶液的作用是_。（5）为了确保实验现象的准确性，制备co2所用的反应物最好选用_a大理石 b小苏打 c烧碱 d盐酸 e稀硫酸 f稀硝酸考点2 碳酸钠、碳酸氢钠的性质与用途【例3】下列说法正确的是 （ ）a发酵粉中主要含有氢氧化钠，能使焙制出的糕点疏松多孔b碘盐中的碘可以直接用淀粉检验c碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多d硫酸氢钠属于盐类，其水溶液显中性【例4】与氨碱法比较，下列关于联合制碱法优点的判断中不正确的是 a提高了原料的原子利用率 b降低了生产成本c减少了环境污染 d减轻了对设备的腐蚀【变式探究】2现有25ml 2moll1的na2co3溶液和75ml 1moll1的稀盐酸。（1）将na2co3溶液逐滴滴入稀盐酸中；（2）将稀盐酸逐滴滴入na2co3溶液中。两操作的现象及结果（标准状况下）为 （ ）a现象相同，所得气体的体积相等b现象相同，所得气体的体积不等c现象不同，所得气体的体积相等d现象不同，所得气体的体积不等【变式探究】3（1） 实验室制备纯碱（na2co3）的主要步骤为：将饱和nacl溶液倒入烧杯加热，控制3035，搅拌下分批加入研细的nh4hco3固体，加料完毕，保温30分钟，静置、过滤得nahco3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质、抽干，转入蒸发皿中灼烧得na2co3固体。四种盐在不同温度下的溶解度（g / 100 g水）表温度溶解度盐0102030405060100nacl35.735.836.036.336.637.037.339.8nh4hco311.915.821.027.0nahco36.98.19.611.112.714.516.4nh4cl29.433.337.241.445.850.455.377.3请回答： 反应控制在3035，是因为高于35nh4hco3会分解，低于30则反应速率降低 ，为控制此温度范围，通常采取的加热方法为 ；加料完毕，保温30分钟，目的_ ；静置后只析出nahco3晶体的原因_ ；过滤所得母液中含有nahco3、nacl 、nh4cl、nh4hco3，加入适当试剂并作进一步处理，使 _（填化学式）循环使用，回收得到nh4cl晶体。（2）我国科学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，使其更加先进，被称为侯德榜制碱法，生产流程为：沉淀池中反应的化学方程式：_-_ ；检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠的操作方法为： 。循环(i)中应该加入或通入物质的化学式为 。【经典例题精析】【2012高考】（2012重庆）7下列叙述正确的是a. 与s混合加热生成fes2b. 的热稳定性大于c. 过量的铜与浓硫酸反应用一氧化氮生成d白磷在空气中加热到一定温度能转化成红磷（2012上海）17将l00mll moll的na2co3溶液等分为两份其中一份加入少许冰醋酸，另外一份加入少许ba(oh)2固体，忽略溶液体积变化。两份溶液中c(co32 )的变化分别是a减小、减小 b减小、增大 c增大、增大 d增大、减小（2012上海）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：57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40.32 l(标准状况下)氮气，至少需要叠氮化钠_g。58钠-钾合金可在核反应堆中用作热交换液。5.05 g钠-钾合金溶于200 ml水生成0.075 mol氢气。(1)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)。 (2)计算并确定该钠-钾合金的化学式。59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+co22al(oh)3 +na2co3+h2o己知通入二氧化碳336 l(标准状况下)，生成24 mol al(oh)3和15 mol na2co3，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。60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。 氢氧化钠质量(g) 氯化钠质量(g) 2.40 3.51 2.32 2.34 3.48 3.51 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。【答案】60由氯化钠质量推算，氢氧化钢样品厚乐质量为m1(氢氧化钠)=240=40 g/molm2(氢氧化钠)=240=58 g/molm3(氢氧化钠)=348=58 g/mol结论：实验所取氢氧化钠样品是naoh；实验和实验所取氢氧化钠样品应该是naohh2o。【2011高考】1（上海）过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了28 g，反应中有关物质的物理量正确的是(na表示阿伏加德罗常数) 二氧化碳碳酸钠转移的电子a1molnab22.4l1molc106 g1mold106g2na解析：二氧化碳和过氧化钠反应的方程式为：2co2+2na2o2=2na2co3+o2，每生成1mol氧气，固体质量就增加56g、消耗2mol二氧化碳和2mol过氧化钠，同时生成2mol碳酸钠，而转移的电子数是2mol。答案：ac2.（重庆）对滴有酚酞试液的下列溶液，操作后颜色变深的是a.明矾溶液加热 b.ch3coona溶液加热c.氨水中加入少量nh4cl固体 d.小苏打溶液中加入少量nacl固体3.（江苏）nacl是一种化工原料，可以制备一系列物质（见图4）。下列说法正确的是a.25，nahco3在水中的溶解度比na2co3的大b.石灰乳与cl2的反应中，cl2既是氧化剂，又是还原剂c.常温下干燥的cl2能用钢瓶贮存，所以cl2不与铁反应d.图4所示转化反应都是氧化还原反应【答案】b【解析】本题考查元素化合物知识综合内容，拓展延伸至电解饱和食盐水、电解熔融氯化钠、侯氏制碱等内容，但落点很低，仅考查nahco3 na2co3的溶解度、工业制漂白粉，干燥的cl2贮存和基本反应类型。重基础、重生产实际应该是我们高三复习也应牢记的内容。石灰乳与cl2的反应中氯发生歧化反应，cl2既是氧化剂，又是还原剂。常温下干燥的cl2能用钢瓶贮存仅代表常温cl2不与铁反应，加热、高温则不然。4.（北京）25、101kpa 下：2na(s)1/2o2(g)=na2o(s) h1=414kj/mol2na(s)o2(g)=na2o2(s) h2=511kj/mol下列说法正确的是a.和产物的阴阳离子个数比不相等b.和生成等物质的量的产物，转移电子数不同c.常温下na与足量o2反应生成na2o，随温度升高生成na2o的速率逐渐加快d.25、101kpa 下，na2o2（s）+2 na（s）= 2na2o（s） h=317kj/mol5.（北京）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，建中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。【2010高考】1（2010安徽卷，13）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. = 2（2010福建卷，9）9.下表各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是3.（2010课标i卷，27）27（15分） 某化学兴趣小组为探究so2的性质，按下图所示装置进行实验。请到答f列问题： （1）装置a中盛放亚硫酸钠的仪器名称是 ，其中发生反应的化学方程式为 ； （2）实验过程中，装置b、c中发生的现象分别是 、 ，这些现象分别说明so2具有的性质是 和 ；装置b中发生反应的离子方程式为 ； （3）装置d的目的是探究so2与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象 ； （4）尾气可采用 溶液吸收。27答案（1）蒸馏烧瓶 na2so3+h2so4（浓）=na2so4+so2+h2o（2）溶液由紫红色变为无色 无色溶液中出现黄色浑浊 还原性 氧化性（3）品红溶液褪色后，关闭分液漏斗旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色 （4）naoh4、（2009山东）13.下列推断合理的是 a.明矾kal（so4）212h2o：在水中能形成al（oh）3胶体，可用作净水剂 b.金刚石是自然界中硬度最大的物质，不可能与氧气发生反应 c.浓h2so4有强氧化性，不能与cu发生剧烈反应 d.将so2通入品红溶液，溶液褪色后加热恢复原色;将so2通入溴水，溴水褪色后加热也能恢复原色5、（2009北京）8下列叙述正确的是 a将通入溶液中至饱和，无沉淀产生；再通入，产生沉淀 b在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入固体，铜粉仍不溶解 c向溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加入溶液，沉淀消失 d纯锌与稀硫酸反应产生氨气的速率较慢；再加入少量固体，速率不改变6、（2009江苏）3.下表所列各组物质中，物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是abcaal alcl3 al(oh)3 bhno3 nono2 csi sio2 h2sio3 dch2ch2 ch3ch2oh ch3cho ab+16【答案】bb项：()，（），（），（），所以b项正确；就必须经过两步（和）【考点定位】本题考查了物质之间的转化，重点掌握物质之间转化的路线和所需条件。7、（2009全国2）8.下列叙述中正确的是a. 向含有caco3沉淀的水中通入co2 至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入nahco3 饱和溶液，又有caco3沉淀生成。b.向na2 co3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的co2与原na2 co3的物质的量之比为1：2.c.等质量的nahco3和na2 co3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的co2体积相等科网d.向na2 co3饱和溶液中通入co2，有结晶析出8、（2009海南）3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9、（2009海南）9在室温时，下列各组中的物质分别与过量naoh溶液反应，能生成5种盐的是：aa12o3、so2、co2、so3 bc12、a12o3、n2o5、so3cco2、c12、cao、so3 dsio2、n2o5、co、c12【考点定位】元素及其化合物的性质10、（2009广东）65下列有关金属及其化合物的说法正确的是a1 l生理盐水(0.9nacl溶液)中含有9 molna+b出土的古代铜制品表面覆盖着铜绿，其主要成分是c装修门窗使用的铝合金材料的硬度比铝小，熔点比铝低d节日燃放的烟花是某些金属元素发生焰色反应所呈现出来的色彩 【当堂巩固】一、选择题(共48分，每小题4分)1在庆祝中华人民共和国成立60周年的晚会上，焰火贯穿了晚会的始终，成为最吸引“眼球”的晚会印象。焰火与高中化学中“焰色反应”知识相关，下列说法中正确的是()a非金属单质燃烧时火焰均为无色b所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色c焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察dnacl与na2co3灼烧时火焰颜色相同答案：d解析：焰色反应是元素的性质，所以nacl与na2co3灼烧时火焰颜色相同，均呈黄色。2(双选)关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中，正确的是()a金属元素仅存在于矿物中b金属元素存在于矿物和动物体内，但植物体内不存在c少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在d金属元素不仅存在于矿物中，动物和植物体内也存在少量金属元素3用光洁的铂丝在蘸取了某无色溶液后，在无色火焰上灼烧，直接观察，火焰呈黄色，下列各判断正确的是()a只含有nab一定含有na，可能有kc既含有na，又含有kd可能有na，可能有k答案：b解析：要判断有无k，还需要透过蓝色钴玻璃。4潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金作载热介质，大大提高了热能的传递和转化效率。下列有关说法不正确的是()a原子半径：naalb将铝钠合金投入一定的水中若无固体残留，则n(al)n(na)c铝钠合金投入足量氯化铜溶液中，肯定有氢氧化铜沉淀生成，也可能有铜析出dm g不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中，放出的h2越多，则铝的质量分数越小5将物质的量均为a mol的na和al一同投入m g水中(水足量)，所得溶液的密度为 gcm3，则此溶液的物质的量浓度为()a.moll1b.moll1c.moll1 d.moll1答案：c6过碳酸钠是一种有多种用途的新型氧系固态漂白剂，化学式可表示为na2co33h2o2，它具有na2co3和h2o2的双重性质。过碳酸钠与下列物质均会发生化学反应而失效，其中过碳酸钠只发生了氧化反应的是()amno2 bkmno4溶液c稀盐酸 dna2so3溶液7200 时，11.6g co2和水蒸气的混合气体与过量的na2o2充分反应后，固体质量增加了3.6g，再将反应后剩余固体冷却后加入含有na、hco、so、co等离子的水溶液中，若溶液体积保持不变，则下列说法中正确的是()a原混合气体的平均摩尔质量为23.2g/molb混合气体与na2o2反应过程中电子转移的物质的量为0.25molc溶液中so的物质的量浓度基本保持不变d溶液中hco的物质的量浓度减小，co的物质的量浓度增大，但是hco和co的物质的量浓度之和基本保持不变答案：a解析：解答本题时首先根据质量守恒定律确定产生o2的量，然后利用na2o2与co2、水蒸气反应的物质的量的关系确定co2和水蒸气的物质的量。co2和h2o与过量na2o2反应的化学方程式分别为：2na2o22co2=2na2co3o2,2na2o22h2o=4naoho2，反应后固体为na2o2、naoh、na2co3的混合物。固体质量增加了3.6g，即生成o2的质量为11.6g3.6g8g，物质的量为8g32g/mol0.25mol，所以co2和h2o的总物质的量为0.25mol20.5mol。原混合气体的平均摩尔质量为11.6g0.5mol23.2g/mol。生成o2的物质的量为0.25mol，而生成1 mol o2转移电子的物质的量为2 mol，所以反应过程中电子转移的物质的量为0.5