高考化学 3.1 钠及其重要化合物知识研习课件 新人教版.ppt

第三章金属及其化合物 一 钠1 金属钠的物理性质金属钠为 色固体 硬度 熔点 100 下列物质的密度关系为 水 钠 煤油 2 金属钠的化学性质 1 与非金属单质反应 与o2反应常温下 银白 低于 小 4na o2 2na2o 想一想1 金属钠露置在空气中会发生什么样的变化 最终生成什么物质 2na 2h2o 2naoh h2 底部 气泡 2ch3ch2oh 2na 2ch3ch2ona h2 制取钛 想一想2 将钠投入cuso4溶液中 能否将溶液中的cu2 还原为单质铜 为什么 提示 不能 原因 将钠投入cuso4溶液中在钠反应掉的同时放出气体 溶液中出现蓝色不溶物 发生的反应有2na 2h2o 2naoh h2 cuso4 2naoh cu oh 2 na2so4 3 金属钠的制法和用途 1 制法 电解熔融nacl 2 用途钠可用于制造电光源和 钠与钾形成的合金常温下呈液态 可用作原子反应堆的 等 冶炼金属 导热剂 二 钠的氧化物 氧化钠和过氧化钠 白色固体 淡黄 固 na2o na2o2 2 1 常温下反应 加热反应 想一想3 na2o2是碱性氧化物吗 实验室里应如何保存na2o2 提示 碱性氧化物是指能与酸反应生成盐和水的氧化物 而na2o2与酸反应 除生成盐和水外还有o2生成 所以na2o2不是碱性氧化物 而是过氧化物 过氧化钠易与空气中h2o co2反应 所以应密封保存 隔绝空气 远离易燃物 三 碳酸钠和碳酸氢钠 纯碱 苏打 小苏打 易溶 稳定难分解 溶 小 co2 h2o co32 2h co2 h2o hco3 h co2 h2o hco3 oh h2o co32 ca2 co32 caco3 粉末状固 白 白 晶 2nahco3na2co3 考点一金属钠的性质1 金属钠露置在空气中的反应 1 变化过程 即时巩固解析为教师用书独有 2 涉及的主要反应4na o2 2na2o na2o h2o 2naoh 2naoh co2 na2co3 h2o na2co3 10h2o na2co3 10h2o等 2 金属钠的置换反应 1 钠可与酸 h h2o等发生置换反应生成h2 其实质是钠原子与其电离出的h 反应 其反应速率取决于溶液中的c h c h 越高 反应速率越大 3 金属钠与可溶性盐溶液反应 1 原理因金属活动性顺序表中氢后面的金属阳离子的氧化性虽然强于h 但其反应速率远小于钠原子与h2o的反应速率 故金属钠投入盐溶液中首先是与水反应生成naoh 然后再分析naoh是否与盐溶液发生复分解反应 2 与几种重要的盐溶液反应 与铝盐溶液要考虑钠与铝盐的量的问题 因过量的naoh能溶解al oh 3 与饱和nacl溶液要考虑na与水反应 造成饱和溶液中溶剂减少 溶质可能有部分析出的现象 与cuso4 fecl3等溶液发生 2na 2h2o 2naoh h2 naoh再进一步与溶液中的cuso4 fecl3反应生成cu oh 2 fe oh 3沉淀 2naoh cuso4 na2so4 cu oh 2 3naoh fecl3 3nacl fe oh 3 另外 由于反应放出大量热 生成的cu oh 2 fe oh 3沉淀可能会分解 生成对应的cuo fe2o3 沉淀中会有黑色物质存在 同时 由于盐溶液水解显酸性 使反应剧烈程度增大 故往往能导致钠燃烧甚至爆炸 灵犀一点 钠与盐溶液或其他物质的饱和溶液反应 其实质是钠与其电离出的h 反应 然后再考虑生成的产物与该溶质的反应或是平衡移动问题 案例1 金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应 相关实验有两种不同的演示方法 分别如图中甲 乙所示 1 将一块钠 密度为0 97g cm 3 投入水中 反应过程中 钠熔化成一个闪亮的小球 某同学观察到闪亮小球与水面的相对位置为 2 现按图甲所示的方法 在室温时 向盛有ca hco3 2溶液的水槽中加入一小块金属钠 下列现象描述正确的是 填字母 a 钠浮在液面上 并四处游动 最后消失b 钠熔化成一个光亮的小球c 反应开始后 溶液由无色变红色d 恢复到室温时 水槽底部有固体物质析出 3 请补充并完成甲实验从试剂瓶中取出钠到向水槽中投入钠的有关操作 用镊子从试剂瓶中取出一小块钠 用镊子夹取切好的金属钠投入到盛有ca hco3 2溶液的水槽中 4 某同学用镊子夹住一块钠 按图乙所示方法来收集产生的气体 但钠很快脱落 实验没有成功 正确的关键操作应为 解析 1 按常规思考 根据钠比水的密度略小的事实 a好像是正确的 但由于与水接触的钠的下部有无数小的氢气气泡 相当于在钠的下方加了无数小气垫 使钠上浮较多 而钠又不可能全部露出水面 因此 b应该是合理的 2 a b是钠与水反应的现象 由于生成的氢氧化钠与碳酸氢钙反应生成碳酸钙沉淀 故在水槽底部有固体物质析出 4 因为钠与水反应放热能使钠熔化为液体 所以钠很快脱落 答案 1 b 2 abd 3 用滤纸吸干表面的煤油 在玻璃片上用小刀切成绿豆大小的钠粒 并将多余的钠放回试剂瓶中 4 用带有一些小孔的铝箔把钠包好 再用镊子夹住 规律技巧 钠的化学性质活泼 在和电解质溶液反应时 先和溶液中的氢离子反应 需要注意生成物是否引起电解质溶液发生变化 因为生成的产物有可能和电解质电离出的离子反应 例如钠与硫酸铜溶液反应时 钠首先与水反应生成氢气和氢氧化钠 生成的oh 再和cu2 反应生成氢氧化铜蓝色沉淀 即时巩固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 有关钠的现象 2 大试管中溶液颜色的变化 3 装置中液面的变化 大试管内 长颈漏斗内 4 写出钠与硫酸亚铁反应的离子方程式 解析 1 金属na与feso4溶液反应实质是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 钠粒熔化成小球 且在煤油和feso4溶液界面处上下跳动 最终完全溶解 2 下层溶液中出现白色絮状沉淀 溶液的颜色逐渐变浅 3 下降上升 4 2na 2h2o fe2 fe oh 2 h2 2na 考点二na2o2的性质1 过氧化钠 na2o2 是淡黄色固体 具有强氧化性 能使有色物质褪色 可与h2o co2反应生成o2 因此可作为潜水艇和呼吸面具中o2的来源 反应方程式分别为 在两个反应中 na2o2均既做氧化剂 又做还原剂 水与二氧化碳均不参与电子的得失 2 na2o2与h2o2均为过氧化物 但前者是离子化合物 后者是共价化合物 na2o2由na 和o22 构成 在na2o2中 阴 阳离子个数比为1 2 灵犀一点 对于na2o2性质的考查 高考试题多以综合实验的形式出现 侧重三个角度 na2o2具有强氧化性 na2o2可做供氧剂 na2o2 含少量na2o 含量的测定 案例2 2011 上海化学 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28g 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 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 ac 即时巩固2 2012 吉水模拟 某溶液中含有hco3 so32 co32 ch3coo 4种阴离子 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 假设溶液体积无变化 a ch3coo b so32 c co32 d hco3 解析 溶液中加入足量的na2o2固体后 na2o2与水反应 2na2o2 2h2o 4naoh o2 其中hco3 与oh 反应产生co32 故co32 增加hco3 减少 产生的o2将so32 氧化为so42 故只有ch3coo 浓度基本不变 答案 a 考点三na2o2与co2 h2o反应时的几个重要关系1 na2o2与co2 h2o反应的重要关系2co2 2na2o2 2na2co3 o22h2o 2na2o2 4naoh o2 1 物质的量的关系当na2o2足量时 即无论是单一的co2或h2o 还是二者的混合物 与足量na2o2反应时 生成o2的物质的量总是co2或h2o 或co2和h2o的混合物 物质的量的一半 也是反应掉的na2o2物质的量的一半 2 先后顺序关系一定量的na2o2与一定量的co2和h2o g 的混合物反应 可视为na2o2首先与co2反应 剩余的na2o2再与h2o g 反应 3 电子转移关系当na2o2与co2或h2o反应时 每产生1molo2就转移2mol电子 2 na2o2与co2 h2o及 co mhn反应的计算方法 1 固体质量的差量法计算2na2o2 2h2o 4naoh o2 2na2o2 2co2 2na2co3 o2 反应 中过氧化钠增重的质量实际相当于水中h的质量 其结果可看做 在反应 中 过氧化钠增重的质量实际上相当于与co2等物质的量的co的质量 其结果可看做 可推知两个结论 a 足量过氧化钠与h2 co和o2混合物点燃反应计算中 可认为na2o2 h2 2naoh na2o2 co na2co3 2na2o2 co h2 na2co3 2naoh 实际上述反应均不能发生 b ag通式符合 co m h2 n m 0 1 2 n 0 1 2 的物质在氧气中燃烧 将其产物通过足量的na2o2固体 反应完毕 固体增重ag 2 气体体积差量的计算2na2o2 2co2 2na2co3 o2气体体积差21 v 12na2o2 2h2o g 4naoh o2气体体积差21 v 1 灵犀一点 根据co2 h2o与na2o2反应先后顺序的不同 可以解决给定物质的量的co2和h2o g 的混合气体与一定量的na2o2反应所得产物及其多少的问题 案例3 取ag某物质在氧气中完全燃烧 将其产物与足量的过氧化钠固体完全反应 反应后固体的质量恰好也增加了ag 下列物质不能满足上述结果的是 a h2b coc c6h12o6d c12h22o11 解析 采用巧解计算方法解题 分析题意知 要满足题给条件必须是物质燃烧消耗氧气的量等于co2和h2o与过氧化钠反应产生氧气的量 若将h2按上述过程实验 发生反应 2h2 o2 2h2o 2h2o 2na2o2 4naoh o2 将 得2h2 2na2o2 4naoh 可知agh2经上述过程 恰好能使na2o2固体质量增加ag a能满足上述结果 若将co按上述过程实验 发生反应 2co o2 2co2 2co2 2na2o2 2na2co3 o2 将 得co na2o2 na2co3 可知 agco经过上述过程 恰好能使na2o2固体质量增加ag b能满足上述结果 综上还可得出 只要某物质的组成符合 co m h2 n 就能满足上述实验结果 c项可以看成 co 6 h2 6 能满足结果 d项不能满足结果 答案 d 规律技巧 通过上述计算可以看出 凡分子组成符合 co m h2 n的物质 质量为wg 在o2中完全燃烧 将其产物 co2和水蒸气 通过足量的na2o2后 na2o2固体增重必为wg 对于钠的氧化物的某些计算 也应注意采用差量法或极值法的思想 即时巩固3 使5 6lco2气体迅速通过na2o2固体后得到4 48l气体 标准状况 这4 48l气体的质量为 a 8 8gb 6 4gc 8 2gd 6 2g 解析 根据na2o2与co2反应的方程式 利用差量法进行计算 2na2o2 2co2 2na2co3 o2 v2 22 4l22 4lv co2 5 6 4 48 l反应消耗co2的体积v co2 2 v 2 1 12l 2 24l 答案 c 考点四na2co3 nahco3的相互转化及鉴别1 na2co3与nahco3的相互转化 1 na2co3转化为nahco3有关反应的化学方程式为 na2co3 co2 h2o 2nahco3na2co3 hcl nacl nahco3na2co3 ca hco3 2 caco3 2nahco3 2 nahco3转化为na2co3有关反应的化学方程式为 nahco3 naoh na2co3 h2o 2 na2co3 nahco3的鉴别 灵犀一点 利用na2co3与nahco3的性质的差异可以用于物质的分离提纯 如na2co3晶体中混有nahco3时 可用加热的方法除去 nahco3溶液中有少量na2co3时 可通入过量的co2进行转化 利用na2co3与nahco3的性质的差异可以用于物质的鉴别 如不用任何外加试剂 na2co3溶液与酸互滴时 现象与滴加顺序有关 nahco3溶液与酸互滴时 现象与滴加顺序无关 案例4 不能用来鉴别na2co3和nahco3两种白色固体的实验操作是 a 分别在这两种物质的溶液中 加入少量澄清石灰水b 分别加热这两种固体 并将生成的气体通入澄清石灰水中c 分别在这两种物质的溶液中 加入少量氯化钙溶液d 分别在这两种物质的等浓度的溶液中 加入等量的稀盐酸 解析 na2co3和nahco3都能与ca oh 2反应生成caco3沉淀 因此不能直接用澄清石灰水来鉴别na2co3和nahco3 答案 a 规律方法 1 区别na2co3和nahco3不能用ba oh 2溶液或ca oh 2溶液 原因是二者均能产生沉淀 na2co3 ba oh 2 baco3 2naoh 2nahco3 ba oh 2 baco3 na2co3 2h2o 2 nahco3中混有少量na2co3时 可先溶于水 再通入过量的co2气体 最后再低温蒸干 即时巩固4 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 解析 通入二氧化碳气体发生的反应为 na2co3 h2o co2 2nahco3 可除去na2co3且不引入杂质 加入的氢氧化钡 澄清石灰水或稀盐酸均可与nahco3反应 违背除杂质的原则 答案 a 考点五关于na2co3 nahco3的计算分析1 na2co3 nahco3和盐酸反应的比较na2co3溶液和稀盐酸反应可理解为分步反应 nahco3 hcl nahco3 nacl nahco3 hcl nacl h2o co2 nahco3溶液和稀盐酸反应的化学方程式为 nahco3 hcl nacl co2 h2o 1 放出co2的速率不同由于na2co3需要逐步结合两个h 才放出co2 故nahco3与盐酸反应放出co2速率较快 2 耗酸量不同等质量的na2co3与nahco3分别与盐酸反应 前者耗酸多 等物质的量的na2co3与nahco3分别与盐酸反应 前者耗酸多 3 co2生成量比较 na2co3 nahco3与盐酸反应生成co2的量的比较 一定量的nahco3受热分解产生的co2量与受热分解后的残留物和酸反应产生的co2量相等 当n hcl 2n na2co3 时 无论如何滴加 产生的co2一样多 当n hcl 2n na2co3 时 把na2co3溶液滴加到盐酸中比把盐酸滴加到na2co3溶液中产生的co2多 2 与ca oh 2反应时用量与产物的关系 1 na2co3与ca oh 2反应时 产物与用量无关na2co3 ca oh 2 caco3 2naoh 2 nahco3与ca oh 2反应时 产物与用量有关 ca oh 2过量时 nahco3 ca oh 2 caco3 naoh