第1讲碱金属.doc

第1讲 钠及其化合物 碱金属【考点透视】 班级 姓名 学号 1了解钠、钾的性质和用途，2了解氧化钠、氢氧化钠和过氧化钠的性质。3比较碳酸钠、碳酸氢钠在水中的溶解性、热稳定性、与酸的反应，掌握鉴别它们的方法。4了解碱金属元素的相似性和递变性，5了解钠、钾的焰色反应。【知识网络】【复习策略】钠及其化合物(Na2O、Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3）的性质是高考考查的核心内容。高考题除在选择题中对这些知识直接考查外，还利用这些知识结合其他元素及化合物知识为载体，编制推断题、简答题和计算题。以Na2O2与H2O（或CO2）反应，产生氧气设计综合实验，也是高考的热点。以掌握钠及其化合物的转化为基础，善于比较、类比或由此及彼，并从“相似性”、“递变性”、“特殊性”等多角度认识和把握碱金属。【基础知识】一、钠的结构、性质、保存（1）钠原子的结构特点钠原子最外层只有 电子，在化学反应中易失去最外层的一个电子，因此 。（2）性质1.钠与非金属反应：O2、S等。 2.钠与水的反应： （现象： ）3.钠与酸的反应： (先与 反应，过量的钠再与 反应)4.钠与盐溶液的反应： 5.钠与有机物的反应：与 能发生反应置换出H2。 （3）钠的保存：钠应密封保存，少量的钠可保存在 中。【例1】9.2 g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有( )A0.2 mol中子 B0.4 mol电子 C0.2 mol质子 D0.4 mol分子【例2】一定温度下，向饱和NaOH溶液中投入一小块金属钠，充分反应后恢复到原来温度。下列叙述中，不合理的是ANaOH溶液浓度增大，并放出H2 B溶液中NaOH的质量分数不变，有H2放出C溶液的质量减小，有H2放出 D钠浮于液面，到处游动，发出咝咝的响声【例3】（1）把一小块金属钠暴露在空气中，观察到以下现象，试在右栏写上对应的化学方程式。主要现象有关化学方程式金属钠表面变暗过些时候有液滴出现再过些时候出现白色晶体最后变成白色粉末（2）一小块钠在空气中久置后，质量变为原来的62/23倍，则久置后的成分是ANa2CO3 B.Na2O2 C.NaOH D.Na2CO3 。H2O（3）钠的用途很广，其中钠钾合金可作原子反应堆的导热剂，简述其原理。二、氧化钠、过氧化钠的结构和性质（注意两者的比较） 氧化物Na2ONa2O2电子式阴阳离子个数比氧元素化合价属类主要性质过氧化钠的特性：（1）与Na2O2有关计算的一般规律：与CO2和H2O混合物反应时考虑先与CO2反应。【例4】在四个密闭容器中分别装有下表所示的一定量的物质，将它们加热至300oC，经充分反应后排出气体，则残留固体及其物质的量正确的是ABCD反应前1molNaOH、1molNaHCO31molNa2O、1molNaHCO31mo1Na2O2、lmolNaHCO31molNa2O2、1molNH4HCO3反应后1molNa2CO32molNaOH、0.5molNa2CO32molNaOH、0.5molNa2CO31molNa2CO3（2）具有强氧化性，从而能够漂白某些物质，原理与HClO的作用一样；Na2O2与SO2反应： Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2+氧化成 ，同时生成 沉淀。Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成 ，溶液变 。Na2O2投入Na2SO3溶液中，可将SO32-氧化成 。Na2O2投入品红溶液中，因其有氧化性，所以有 ，可使品红溶液 。【例5】化学兴趣小组同学运用类比学习的思想, 探究过氧化钠与二氧化硫的反应。小组同学改进了下图所示的装置进行实验。充分反应，B中固体由淡黄色变为白色(Na2O2完全反应)，将带火星的木条插入试管C中，木条复燃。试回答下列问题：(1)请你完成装置改进的措施和理由：措施：在A、B之间加一个干燥管，理由_。措施： _，理由_。（2)某同学推断该白色固体为Na2SO3，则其所类比的化学反应是_ （3)任何的推论都要经过检验，请完成对白色固体成分的探究： 限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、药匙、滴管、酒精灯、带单孔胶塞的导管、棉花、试管夹；3 molL-1HCl、6 molL-1HNO3、NaOH稀溶液、蒸馏水、1 molL-1 BaCl2 溶液、澄清石灰水、品红溶液。1.提出合理假设：假设1：白色固体为Na2SO3；假设2：白色固体为Na2SO3与Na2SO4 的混合物；假设3： 。2.设计实验方案证明以上三种假设，并按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。实验操作预期现象与结论步骤1：步骤2：三、碳酸钠和碳酸氢钠的性质、转化（注意两者的比较）化学名称碳酸钠碳酸氢钠化学式无水物结晶水合物NaHCO3Na2CO3Na2CO3 10H2O俗名石碱溶解性二者均能溶解于水， Na2CO3的溶解度 NaHCO3与盐酸反应少量盐酸足量盐酸水解程度 两者均为弱酸盐，水解使溶液呈 性，相同物质的量浓度时（同温度下），Na2CO3水溶液碱性 NaHCO3与NaOH反应NaHCO3+NaOH=与Ca（OH）2反应少量Na2CO3+Ca(OH)2=NaHCO3+ Ca(OH)2=足量NaHCO3+ Ca(OH)2=与盐（BaCl2）反应Na2CO3+BaCl2=热稳定性主要用途用于 、制皂、造纸、纺织等工业制发酵粉、治疗胃酸过多的药剂相互转化 鉴别碳酸钠与碳酸氢钠的方法有：班级 姓名 学号 【例6】下图中A至F是化合物，G是单质写出A、B、E、F的化学式A_ 、B_ 、E_ 、F_ 。【例7】某研究性学习小组为探究碳酸钠和碳酸氢钠两种物质的性质和用途，进行了如下实验：实验一、如图所示。(1)若用实验来验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，则试管B中装入的固体最好是 ，实现现象是 。(2)若用实验来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种固体，能达到实验目的的是(填装置序号) 。其中能够说明泡沫灭火器中选择碳酸氢钠与酸反应制CO2而不选择碳酸钠的实验是 。(3)若测定Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3的质量分数，能否达到实验目的？若能，请说明其计算所需的数据 ；若不能，请简要说明理由 。实验二、将碳酸钠与碳酸氢钠溶液分别与澄清石灰水混合并充分反应。(4)当石灰水过量时，反应的离子方程式分别为 。【例8】将0.4gNaOH和1.06g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1molL-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是四侯氏制碱法：工业上是先在冷却的条件下先将氨气通入到饱和的食盐水，再通入足量的CO2得到NaHCO3晶体，最后将滤出的NaHCO3经焙烧得到Na2CO3。 NH3+H2O+CO2+NaCl = NaHCO3+ NH4Cl2 NaHCO3=Na2CO3 + CO2 + H2O (CO2可以循环利用) 【例9】我国化学侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：(1) 上述生产纯碱的方法称，副产品的一种用途为。(2) 沉淀池中发生的化学反应方程式是。(3) 写出上述流程中X物质的分子式。 (4) 使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了（填上述流程中的编号）的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是。(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加。(6) 向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有 。(a) 增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出 (b) 使NaHCO3更多地析出(c) 使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度【问题思考】问题1、举例说明碱金属性质的相似性、差异性与递变性？【例10】下列对碱金属性质的叙述中，正确的是A都是银白色的柔软金属，其密度都较小B单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物C碱金属单质与水剧烈反应生成碱和氢气D单质的熔沸点随着原子序数的增加而升高【例11】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37号元素，质量数是85。根据材料回答下列问题：（1）铷37Rb位于周期表的第_周期、第_族。（2）关于铷的结构和性质判断正确的是_。与水反应比钠剧烈它的原子半径比纳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相同它是还原剂A. B. C. D.（3）氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是_。A.氢化铷溶于水显酸性 B.氢化铷中氢离子被还原为氢气C.氢化铷与水反应时，水是还原剂 D.氢化铷中氢离子最外层有两个电子（4）下列有关碱金属铷（Rb）的叙述中，正确的是A 灼烧氯化铷时，火焰有特殊颜色 B 硝酸铷是离子化合物，易溶于水C 在钠、钾、铷三种单质中，铷的熔点最高 D 氢氧化铷是弱碱（5）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_。A.LiB.NaC.KD.Cs问题2、焰色反应是常用的一种物理检验方法，在进行焰色反应时应注意哪些问题？焰色反应的定义：焰色反应的实验步骤：【例12】有一包固体粉末，其中可能含有Na2CO3、NaCl、Na2SO4、CuCl2、BaCl2、K2CO3和K2SO4中的一种或几种，现进行以下实验：(1)将该粉末溶于水得无色溶液和白色沉淀(2)将滤出的沉淀中加入稀硝酸后有部分沉淀溶解，并有无色气体(3)取滤液做焰色反应，火色呈黄色；隔着蓝色钴玻璃，不见紫色。由上述实验现象判断：混合物中一定含有 ；一定不含有 ，不能肯定是否含有 。问题3、碱金属的性质规律与特例（1）通常合金多呈 态，而钠钾合金却是 态。（2）碱金属单质在空气或氧气中燃烧时，生成过氧化物甚至比过氧化物更复杂的氧化物，而Li只生成 。（3）碱金属单质密度一般随核电荷数增大而递增，但K的密度比 小。（4）碱金属单质一般跟水剧烈反应，但 跟水反应缓慢（LiOH溶解度小）。（5）碱金属单质因其活动性强，多保存在 中，而 却因密度比煤油更小，只能保存在液体 中。（6）碱金属的盐一般都易溶于水，但 却微溶。（7）一般说，酸式盐较正盐溶解度大，但 却比 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 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： （10） 是放射性元素，所以在自然界中不存在。【课后巩固】1下列有关钠的叙述正确的是 A少量的钠可保存在CCl4液体中 B钠元素只有还原性 C 钠的熔点低于100 D固态钠很软，它不能导电2某物质灼烧时，焰色反应呈黄色，下列判断正确的是 A该物质一定含钠元素 B该物质一定是钠的化合物 C该物质一定是金属钠 D不能确定该物质中是否含钾元素3NaH是一种离子化合物，它跟水反应的方程式为：NaH+H2ONaOH+H2，它也能跟液氨、乙醇等发生类似的反应，并都产生氢气。下列有关NaH的叙述错误的是A跟水反应时，水作氧化剂 BNaH中H-半径比Li+半径小C跟液氨反应时，有NaNH2生成 D跟乙醇反应时，NaH被氧化4某溶液中含有HCO3、SO32、CO32、CH3COO等四种离子。向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是（假设溶液的体积无变化）A CH3COO B SO32 C CO32 DHCO35. 下列各组中的两物质作用时，反应条件或反应物用量的改变，对生成物没有影响的是 A Na2O2和CO2 BNa和O2 CNaOH和CO2 D碳和O26取a g某物质在氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠反应，反应后固体的质量恰好也增加了a g。下列物质中不能满足上述结果的是 AH2 BCO CC6H12O6 DC12H22O11班级 姓名 学号 7将含有O2和CH4的混合气体置于盛有23.4g Na2O2的密闭容器中，电火花点燃，反应结束后，容器内的压强为零（150），将残留物溶于水中，无气体产生。下列叙述正确的是A 原混合气体中O2和CH4的体积比为21 B 残留物只有Na2CO3C 原混合气体中O2与CH4的物质的量之比为12 D 残留物只有Na2CO3和NaOH8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.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将W1克样品加热，其质量变为W2g,，则该样品的纯度（质量分数）是 A. B. C. D.10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Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1:2.C等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同D向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有结晶析出11工业上常用氨碱法制取碳酸钠（将氨和二氧化碳先后通入饱和食盐水而析出小苏打，再经过滤、焙烧，得到纯碱），但却不能用氨碱法制碳酸钾，这是因为在溶液中 AKHCO3溶解度较大 B. KHCO3溶解度较小 C. K2CO3溶解度较大 D.K2CO3溶解度较小12某K2CO3样品中含有Na2CO3、KNO3和Ba(NO3)2三种杂质中的一种或两种，现将13.8g样品加入足量水，样品全部溶解。再加入过量的CaCl2溶液，得到9g沉淀。对样品所含杂质的正确判断是 A肯定有没有KNO3 B肯定有KNO3，可能还含有Na2CO3 C肯定没有Ba(NO3)2，可能有KNO3 D肯定没有Na2CO3和Ba(NO3)213某溶液中含有HCO3、SO32、CO32、CH3COO等四种离子。向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是（假设溶液的体积无变化）A CH3COO B SO32 C CO32 DHCO314把一定量的Na2O2和NaHCO3混合粉末分为两等份，将其中一份加入到100mL稀盐酸中恰好完全反应，生成干燥的气体2.24L(标准状况)，再将此气体通入到另一份混合物中，充分反应后，气体减少为2.016L(标准状况)，则原混合粉末中Na2O2和NaHCO3的物质的量之比及原稀盐酸的物质的量浓度可能是ABCDNa2O2和NaHCO3的物质的量之比8:19:21:82:9原稀盐酸的物质的量浓度（mol/L）3.41.11.81.315取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B，每份50mL，向其中各通入一定量的CO2，然后各取溶液10mL，分别将其稀释为100mL，分别向稀释后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸，标准状况下产生CO2气体体积与所加盐酸体积之间的关系如下图所示，试回答下列问题：（1）曲线A表明，原溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质为（写化学式） ，各种溶质的物质的量之比为 ；加盐酸后产生CO2体积的最大值为 mL。（2）曲线B表明，原溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质为（写化学式） ，各种溶质物质的量之比为 ；加盐酸后产生CO2体积最大值 mL。（3）通过计算求出原NaOH溶液的物质的量浓度。16工业纯碱中常含有少量NaCl，某校化学课外活动小组设计并完成了如下实验。【实验目的】测定工业纯碱中Na2CO3的含量。【实验原理】Na2CO3与酸反应生成的CO2被吸收剂吸收，通过分别称量反应前、后的U形干燥管E的总质量，求出Na2CO3的含量。【实验装置】【实验试剂】NaOH溶液 饱和石灰水 碱石灰 无水氯化钙 无水硫酸铜浓盐酸 稀盐酸 浓硫酸 稀硫酸 试样（工业纯碱）【实验步骤】（完成下列实验步骤）称量试样及装有吸收剂的E的质量，记录数据；如上图所示连接好装置，先检查装置的气密性；在有关仪器中装入适当试剂；打开甲、乙弹簧夹，用气卿鼓入空气，然后接上已称量过的E；_；_；称量E的质量并记录数据。实验时，在仪器D中装入浓硫酸的作用是_，在仪器C中应装入的试剂是_。（填试剂序号）实验过程中，先、后共两次鼓入空气，第