复习提纲钠、镁及其化合物.ppt

第一单元钠 镁及其化合物 1 了解金属钠的物理性质 掌握钠单质的化学性质 2 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 3 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Na2CO3和NaHCO3的性质 转化及制法 4 以Na2O2为例 理解过氧化物的性质 5 焰色反应的概念及钾 钠化合物的检验 6 运用原子结构的知识分析碱金属元素的性质差异及递变规律 物理性质 1 Na H2O与煤油的密度大小比较 2 熔点 硬度 具有良好的导电性和导热性 化学性质 1 与非金属单质的反应 Na与O2点燃发生反应的化学方程式为 1 2 水 钠 煤油 低 小 一 钠 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 小 放热 低 4Na O2 2Na2O 2Na S Na2S 2Na 2H2O 2Na 2OH H2 c 游 小球在水面上四处游动 并伴有嘶嘶声 说明 d 红 反应后的溶液能使酚酞变红 说明反应生成了 制备 电解熔融氯化钠钠的保存实验室中通常把少量钠保存在 中 目的是防止Na与空气中的O2和 发生反应 化学方程式 3 碱 有气体生成 4 水蒸气 煤油 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 碱性氧化物 过氧化物 非碱性氧化物 2 1 不稳定 加热时被空气氧化 Na2O H2O 2NaOH 4NaOH O2 Na2O CO2 Na2CO3 2Na2O2 2CO2 Na2O 2HCl 2NaCl H2O 2Na2O2 2H2O 2Na2CO3 O2 氢氧化钠俗称 1 主要物理性质 色固体 易吸收空气中的水分而潮解 溶于水 并且放出大量的热量 有强 性 2 主要化学性质 为一元强碱 具有碱的通性 NaOH溶于水后完全电离 能与酸碱指示剂或试纸作用 2 烧碱 火碱 苛性钠 腐蚀 白 易 与酸酐发生反应 如SO2 CO2 SiO2 SO3和P2O5等 与两性物质反应 如Al Al2O3 Al OH 3等 Al与NaOH溶液反应的方程式为 提供碱性环境发生有机反应 如卤代烃的水解反应和消去反应 酯类的水解 油脂的皂化等 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 纯碱或苏打 小苏打 3 碳酸钠与碳酸氢钠 稳定 但结晶碳酸钠 Na2CO3 10H2O 易风化 CO 2H H2O CO2 HCO H H2O CO2 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 三 碱金属元素 1 碱金属元素 1 依次增大 依次增多 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 单质均能和水发生反应 2M 2H2O 2MOH H2 M代表碱金属元素 2 小 银白 较小 较低 1 碱 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 焰色反应的概念 某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色 这在化学上叫做焰色反应 其属于 变化 属于元素的性质 焰色反应的操作 3 四 焰色反应 1 2 减小 增强 增强 剧烈 剧烈 增强 物理 常见元素的焰色 钠元素 色 钾元素 色 透过 观察 铜元素 色 应用 检验元素的存在 3 4 蓝色钴 玻璃 黄绿 黄 紫 有关可燃性气体燃烧后通过足量Na2O2后的有关计算的方法 1 利用等效方程式分析计算 所以固体增重的质量就是参加反应的气体的质量 H2与CO的混合物以及组成符合 CO m H2 n的有机物都能满足上述结论 1 两种方法 2 Na2O2与CO2和水蒸气的混合物反应时 应先考虑Na2O2与CO2的反应 再考虑Na2O2与水蒸气的反应 碳酸钠与碳酸氢钠相互混在一起的除杂方法 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 认为焰色反应是化学变化焰色反应是一种物理现象 认为锂 钠和钾都保存在煤油中锂保存在石蜡中 而钠和钾保存在煤油中 2 1 2 三个误区 认为锂与氧气在点燃的条件下反应均生成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 金属钠长期露置在空气中会发生怎样的变化 并写出有关的方程式 3 四个思考 1 提示 4Na O2 2Na2O Na2O H2O 2NaOH 2NaOH CO2 Na2CO3 H2O Na2CO3 10H2O Na2CO3 10H2O Na2CO3 10H2O Na2CO3 10H2O 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 2 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 3 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 4 我的警示 钠三角 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 2NaOH CO2 Na2CO3 H2O Na2CO3 Ca OH 2 CaCO3 2NaOH 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 我的归纳Na2O2 HClO O3的漂白性都是利用其强氧化性而使有色物质褪色 活性炭因具有吸附作用而使有色物质褪色 SO2因能与有色物质结合成不稳定的无色物质而具有漂白性 钠与酸 碱 盐溶液的反应规律1 金属钠与碱溶液反应的实质是与水反应 2 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 金属钠的性质 钠与盐溶液的反应 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 而是先与水反应 再考虑生成的碱与盐的反应 例如钠与氯化铁溶液反应 2Na 2H2O 2NaOH H2 3NaOH FeCl3 Fe OH 3 3NaCl 注意 1 通常钠不能从盐溶液中置换出金属 若盐为熔融状态 钠可以置换出较不活泼的金属 如 4Na TiCl44NaCl Ti 2 分析钠与酸 碱 盐溶液反应的计算题时 生成H2的物质的量均按钠计算 使问题更简捷 3 钠 铝混合物加入水中 钠与水先反应产生氢气和氢氧化钠 生成的氢氧化钠再与铝反应产生氢气 3 2011 济南模拟 钠与硫酸亚铁溶液反应很难完整地观察到反应全过程的有关现象 有人用如图所示的装置进行实验改进 先向试管内新制备的硫酸亚铁溶液的 典例1 液面上覆盖一层汽油 然后将试管放入盛有热水的烧杯中 待试管中汽油层消失后 往试管中投入一小粒金属钠 并迅速塞上带有导管的单孔橡胶塞 1 实验中汽油的作用是 2 加入钠后观察到液面上有大量气泡逸出 溶液中有 沉淀生成 3 如果往试管中加入汽油后立即投入钠粒 可能发生爆炸 其原因是 4 写出钠与硫酸亚铁溶液反应的离子方程式 解析 1 由于Fe OH 2极易被氧化 要完整地观察到钠与硫酸亚铁溶液反应的有关现象 务必要将反应体系中的空气排净 汽油具有挥发性且不溶于水 它的作用是受热时变为蒸气 可以将试管内的空气排净 2 金属钠投入硫酸亚铁溶液中 首先与溶液中的水反应生成NaOH和H2 然后生成的NaOH再与硫酸亚铁反应产生白色沉淀Fe OH 2 3 由于钠与水反应剧烈且放出大量的热量 使生成的H2 汽油和试管里的空气混合 易燃烧发生爆炸 4 Na与FeSO4反应的化学方程式为 2Na FeSO4 2H2O Fe OH 2 Na2SO4 H2 离子方程式为 2Na Fe2 2H2O Fe OH 2 2Na H2 答案 1 受热时气化 其蒸气将反应体系中的空气排净 起保护生成的Fe OH 2不被氧化为Fe OH 3的作用 2 Fe OH 2白色 3 钠与水反应剧烈 放出大量的热量 使生成的H2 汽油和试管里的空气混合 易燃烧发生爆炸 4 2Na Fe2 2H2O Fe OH 2 2Na H2 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 中溶液变浑浊 中有刺激性气味的气体放出 应用1 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 5 Na2O2具有漂白性 投入品红溶液中 可使品红溶液褪色 过氧化钠的强氧化性及相关计算 1 有关Na2O2与CO2 H2O的反应的几个重要关系2CO2 2Na2O2 2Na2CO3 O2 2H2O 2Na2O2 4NaOH O2 1 物质的量的关系无论是CO2和H2O的单一物质还是两者的混合物 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 2 气体体积关系 若CO2和水蒸气的混合气体 或单一气体 通过足量Na2O2 气体体积的减少量等于原混合气体体积的且等于生成氧气的体积 2 3 电子转移关系 当Na2O2与CO2 H2O反应时 物质的量关系为2Na2O2 O2 2e 4 固体质量关系 相当于固体Na2O2只吸收了CO2中的 CO H2O中的 H2 可以看做发生相应的反应 Na2O2 CO Na2CO3 Na2O2 H2 2NaOH 实际上两反应都不能发生 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 可视作Na2O2先与CO2反应 待CO2反应完成后 Na2O2再与H2O发生反应 运用比较法是化学科学中研究物质性质的基本方法之一 请运用比较法解答各题 过氧化钠几乎可与所有的常见气态非金属氧化物反应 如 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 1 试分别写出Na2O2与SO2 SO3反应的化学方程式 2 通过比较可知 当非金属元素处于 价时 其氧化物与过氧化钠反应有O2生成 典例2 解析过氧化钠具有强氧化性 应从两方面理解 其一 过氧化钠中氧元素为 1价 处于氧的中间价态 与水 二氧化碳等物质反应时 它既是氧化剂又是还原剂 一定有氧气生成 其二 当它与还原性较强的物质反应时 它只作氧化剂 没有氧气生成 题中 SO2与SO3从硫的化合价可以判断 SO3具有较强的氧化性 SO2具有较弱的氧化性 所以不同价态同种非金属的氧化物与过氧化钠反应时 低价态的会被氧化成高价态 最终生成的都是高价态的钠盐 答案 1 SO2 Na2O2 Na2SO42SO3 2Na2O2 2Na2SO4 O2 2 最高 2012 晋城质检 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 应用2 与足量酸反应的比较 1 反应速率浓度相同时 NaHCO3比Na2CO3与酸反应速率大 2 耗酸量 等物质的量的Na2CO3 NaHCO3与酸反应时 消耗酸的物质的量之比为2 1 等质量的Na2CO3 NaHCO3消耗酸的物质的量之比为84 53 两种重要的钠盐 Na2CO3和NaHCO3 1 2 3 生成CO2的量 等物质的量的Na2CO3 NaHCO3产生的CO2一样多 等质量时NaHCO3比Na2CO3产生的CO2多 鉴别Na2CO3和NaHCO3的方法 右图表示往某Na2CO3溶液中滴入稀盐酸产生CO2的过程 1 写出a点以前发生反应的离子反应方程式 典例3 2 写出a点到b点发生反应的离子反应方程式 3 若某Na2CO3溶液中含mmolNa2CO3 滴入一定量的稀盐酸 恰好使溶液中Cl 和HCO 3的物质的量之比为2 1 则滴入的稀盐酸中HCl的物质的量等于 mol 用m表示 某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体 用不同的方法做了以下实验 如图 所示 应用3 1 只根据图 所示实验 能够达到实验目的的是 填装置序号 2 图 所示实验均能鉴别这两种物质 其反应的化学方程式为 与实验 相比 实验 的优点是 填选项序号 A 比 复杂B 比 安全C 比 操作简便D 可以做到用一套装置同时进行两个对比实验 而 不行 3 若用实验 验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性 则试管B中装入的固体最好是 填化学式 4 将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应 当石灰水过量时 其离子方程式为 当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2 1时 所得溶液中溶质的化学式为 请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子 解析 1 图 不能达到实验目的 因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳 二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊 故不可以 图 可以鉴别 因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应 生成的二氧化碳气体的量不同 可根据气球膨胀程度判断 NaOH溶液通入CO2的反应顺序和计算模型 取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B 每份10mL 分别向A B中通入不等量的CO2 再继续向两溶液中逐滴加入0 1mol L 1的盐酸 标准状况下产生的CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示 试回答下列问题 典例4 1 原NaOH溶液的物质的量浓度为 2 曲线A表明 原NaOH溶液中通入CO2后 所得溶液中的溶质成分是 其物质的量之比为 3 曲线B表明 原NaOH溶液中通入CO2后 所得溶液加盐酸后产生CO2气体体积 标准状况 的最大值为 mL 解析 1 产生的气体体积保持不变时 溶液中的溶质是氯化钠 所以有下式成立 n NaCl n NaOH n HCl 0 1mol L 1 0 075L 0 0075mol 故c NaOH 0 0075mol 0 01L 0 75mol L 1 2 当所加盐酸的体积从60mL到75mL时 有气体生成 则发生反应 NaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 此 反应消耗盐酸15mL 则反应Na2CO3 HCl NaHCO3 NaCl也消耗盐酸15mL 则60mL 15mL 45mL盐酸只能与氢氧化钠反应了 故原NaOH溶液中通入CO2后的溶质为氢氧化钠和碳酸钠 根据盐酸的量可以计算出它们的物质的量之比为3 1 3 当所加盐酸的体积从25mL到75mL时发生反应 NaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 1mol22400mL0 1 0 075 0 025 molV解得 V 112mL 答案 1 0 75mol L 1 2 Na2CO3 NaOH1 3 3 112 在1 00L1 0mol L 1氢氧化钠溶液中通入16 8L标准状况下的CO2 则所得溶液中含有的物质是什么 其物质的量分别是多少 应用4 钠及其化合物属于高频考点 以性质分析为基础 考查在实验探究和计算中的应用 试题难度适中 与生产生活联系密切 2013会在高考中连续出现 应高度关注 单击此处进入高考揭秘 名师偈语 原理分析碳酸氢铵与饱和食盐水反应 能析出碳酸氢钠晶体的原因是 a 碳酸氢钠难溶于水b 碳酸氢钠受热易分解c 碳酸氢钠的溶解度相对较小 在溶液中首先结晶析出 探究实例 实验探究 1 一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠 实验装置如下图所示 图中夹持 固定用的仪器未画出 回答下列有关问题 乙装置中的试剂是 丁装置中稀硫酸的作用是 实验结束后 分离出NaHCO3晶体的操作是 填分离操作的名称 2 另一位同学用图中戊装置 其他装置未画出 进行实验 实验时 须先从 管通入 气体 再从 管中通入 气体 有同学建议在戊装置的b导管下端连接己装置 理由是 3 请再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法 解析 1 甲装置是CO2的发生装置 由于盐酸易挥发 故生成的CO2气体中会含有HCl气体 乙装置的作用是除去CO2中的HCl气体 所以乙装置中的试剂是饱和碳酸氢钠溶液 丙是制备碳酸氢钠的发生装置 丁的作用是吸收多余的NH3 防止其污染环境 从溶液中分离出NaHCO3晶体的方法是过滤 2 实验时