高考化学一轮复习 专题十三 钠及其化合物教学案.doc

专题十三钠及其化合物考纲展示命题探究1钠(1)物理性质颜色熔点硬度密度导电导热性银白色低小比水的小比煤油的大良好(2)化学性质与非金属单质反应O2Cl2：2NaCl2=2NaCl(黄色火焰、白烟)S：2NaS=Na2S(研磨爆炸)与H2O反应2Na2H2O=2NaOHH2现象：与酸溶液反应(如HCl)2Na2HCl=2NaClH2与盐反应a与熔融盐反应如：4NaTiCl44NaClTiNaKClNaClK(制取金属钾，因为钾的沸点比钠的低，使钾成为蒸气而逸出)b与盐溶液反应如：2Na2NH4Cl=2NaClH22NH32NaCuSO42H2O=Na2SO4H2Cu(OH)2与某些有机物反应如：2Na2CH3CH2OH2CH3CH2ONaH22Na2CH3COOH2CH3COONaH2 (3)钠的制备与保存钠在自然界以化合态形式存在。工业上通常用电解熔融氯化钠的方法制备钠：2NaCl(熔融)2NaCl2。金属钠保存在煤油或石蜡中，使之隔绝空气与水。(4)钠的用途制取Na2O2等化合物。钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。用作电光源，制作高压钠灯。冶炼某些金属。金属钠具有强的还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如4NaTiCl44NaClTi。2氧化钠和过氧化钠名称氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2氧元素化合价21电子式阴阳离子个数比1212化学键离子键离子键和共价键(非极性共价键)化合物类型离子化合物离子化合物续表3碳酸钠与碳酸氢钠名称碳酸钠碳酸氢钠俗名纯碱或苏打小苏打主要性质色、态白色粉末白色细小晶体水溶性易溶于水(20 ，S21.5 g)可溶于水(20 ，S9.6 g)稳定性稳定，但碳酸钠晶体(Na2CO310H2O)易风化受热易分解2NaHCO3Na2CO3H2OCO2与H反应CO2H=CO2H2O(较快)HCOH=CO2H2O(更快)与NaOH反应不反应HCOOH=COH2O主要性质与Ca(OH)2反应Ca2CO=CaCO3Ca22OH2HCO=CaCO32H2OCO(碱不足)或Ca2OHHCO=CaCO3H2O(碱过量)与盐反应CaCl2Ca2CO=CaCO3不反应Al2(SO4)32Al33CO3H2O=2Al(OH)33CO2Al33HCO=Al(OH)33CO2与水作用水解，碱性较强水解，碱性较弱与酸互滴现象与滴加方式有关现象与滴加方式无关续表名称碳酸钠碳酸氢钠相互转化Na2CO3NaHCO3主要用途用在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一4碱金属元素和焰色反应(1)碱金属元素的性质相似性和递变性相似性递变性(由Li到Cs)原子结构最外层均为1个电子电子层数逐渐增多，核电荷数逐渐增大，原子半径逐渐增大元素性质都具有较强的金属性，最高正价均为1金属性逐渐增强单质性质物理性质(除Cs外)都呈银白色，密度较小，熔点较低密度逐渐增大(钾反常)，熔点逐渐降低化学性质都具有较强的还原性还原性逐渐增强；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂特殊性a碱金属的密度随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。b碱金属一般都保存在煤油中，但锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。c碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H形式存在，显1价，碱金属氢化物是强还原剂。d一般情况下，碱金属所形成的盐均溶于水，并且在一定温度下，酸式盐比正盐的溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小)。(2)焰色反应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，其属于物理变化，属于元素的性质。操作步骤应用a用于检测某种金属元素是否存在。熟记：钠元素黄色，钾元素紫色(透过蓝色钴玻璃观察)b添加到烟花中，使焰火更加绚丽多彩。学霸巧学卡对钠及其化合物的深度理解(1)钠着火时的扑灭方法：由于钠与水、二氧化碳等反应，不能用水或泡沫灭火器灭火，应用干沙土盖在着火的钠上灭火。(2)过氧化物均有氧化性，利用氧化剂除去某些还原性离子时，由于H2O2被还原为H2O，既无污染，又不引入新的杂质，往往选择H2O2。(3)NaHCO3与碱溶液反应的实质是HCO与OH反应，生成CO，CO有可能发生后续反应，如NaHCO3与Ca(OH)2溶液反应可以生成白色沉淀CaCO3。(4)不能用碱溶液来鉴别Na2CO3与NaHCO3，如NaOH溶液只与NaHCO3反应，但无明显现象；再如Ca(OH)2溶液与二者均能生成白色沉淀CaCO3，也无法区别。(5)焰色反应是物理变化，是金属元素的性质，既可以是单质，也可以是化合物。(6)用稀盐酸清洗铂丝而不用稀硫酸的原因：铂丝表面的杂质与盐酸反应生成沸点较低的氯化物易气化挥发，而硫酸盐的沸点较高不易气化挥发。(7)锂与O2不论是在常温还是在加热条件下反应均生成Li2O而不是Li2O2。而钾与O2反应还可生成比过氧化物结构更复杂的物质。1.思维辨析(1)钠在氧气中燃烧生成Na2O2，锂在氧气中燃烧也生成Li2O2。()(2)某溶液进行焰色反应时，火焰呈黄色，透过蓝色钴玻璃观察不显紫色，该溶液一定是钠盐溶液。()(3)某物质在火焰上灼烧时，火焰呈黄色，该物质中只含钠元素，不含钾元素。()(4)Na2O2与H2O反应时，Na2O2是氧化剂，水是还原剂。()(5)7.8 g Na2O2与足量的CO2反应，转移电子的个数为0.2NA。()(6)1 mol钠与氧气反应生成Na2O或Na2O2时，失去的电子数目均为NA。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2下列各组物质相互混合反应后，最终有白色沉淀生成的是()过量Na2O2投入到FeCl2溶液中过量Ba(OH)2溶液和明矾溶液混合少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中Na2SiO3溶液中通入过量CO2CaCl2与NaOH的混合溶液中通入过量CO2A全部 BC D答案C解析二者发生氧化还原反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀；过量Ba(OH)2溶液和明矾溶液混合，二者反应生成硫酸钡白色沉淀；少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中，二者反应生成碳酸钙白色沉淀；向Na2SiO3溶液中通入过量CO2，二者反应生成白色不溶物硅酸；CaCl2与NaOH的混合溶液中通入少量CO2，生成碳酸钙白色沉淀，当二氧化碳过量时碳酸钙转化为可溶性的碳酸氢钙。考法综述钠及其化合物是高考中元素化合物知识考查的重点，除经常考查钠、钠的氧化物(Na2O和Na2O2)以及钠盐(Na2CO3和NaHCO3)的主要化学性质及其相互转化外，还利用钠及其化合物反应的实验现象、实验操作以及反应物与生成物之间量的关系进行考查，常见的题型除选择题外，还有元素推断题、工业流程题、实验题、计算题等。在解题过程中，要注意熟记化学方程式、离子方程式、实验现象，注重对化学方程式进行理解记忆。命题法1金属Na与溶液反应典例1(1)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是_。MgSO4溶液NaCl溶液Na2SO4溶液饱和澄清石灰水Ca(HCO3)2溶液CuSO4溶液饱和NaCl溶液(2)一定温度下，向饱和NaOH溶液中加入一定量的钠块，充分反应后恢复到原来温度，下列说法中正确的是_。A溶液中溶质质量增加，溶剂量减少，溶液中溶质质量分数变大B溶液的pH不变，有氢气放出C溶液中Na数目减小，有氢气放出D溶液中c(Na)增大，有氢气放出(3)取一支大试管，加入20 mL饱和澄清石灰水(1.6 gcm3)，再加入5 mL苯(0.87 gcm3)，静置后缓慢加入黄豆粒大小的钠块(0.97 gcm3)。下列实验现象中，能观察到的有_钠在饱和澄清石灰水层反应并四处游动有气体产生澄清石灰水变浑浊钠在石灰水与苯的界面处反应并上下跳动钠停留在苯层不反应钠块最后消失(4)有相同质量的两块金属钠，其中一块用有小孔的铝箔包裹，都放入足量的水中，哪一个生成的H2多？为什么？解析(1)2Na2H2O=2NaOHH2，中Mg22OH=Mg(OH)2；中反应消耗水，溶液温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2产生沉淀；中Ca2HCOOH=CaCO3H2O；生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意；水减少，c(Na)增大，使NaCl(s)Na(aq)Cl(aq)平衡向左移动。(2)钠放于饱和NaOH溶液中，与水反应生成NaOH和H2，由于原来是饱和溶液，且温度不变，消耗了水，生成了NaOH，故有NaOH晶体析出，而溶液的浓度不变。答案为B、C。答案(4)用铝箔包裹的钠生成的H2多。原因是Na与水反应生成的NaOH也能与铝反应产生H2。【解题法】金属钠与溶液反应的分析思维方法(1)金属钠与盐或碱溶液反应的思维模板(2)金属钠与溶液反应现象分析思维模板共性：因为钠与不同的溶液反应均属于剧烈的置换反应，故有共同的现象产生：a.浮：钠浮在液面上；b.熔：钠熔化成光亮的小球；c.游：在液面上不停地游动直至反应完；d.响：反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。差异性：与酸、强酸弱碱盐溶液反应时，由于溶液中H浓度较大，反应比与水剧烈，最后钠可能在液面上燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。命题法2Na2O2的性质及应用典例2某溶液由NaHCO3、Na2CO3、Na2SO3、CH3COONa四种物质溶解而成，向该混合溶液中加入足量的Na2O2，溶液中离子浓度增大的是 ()NaHCOCOSOCH3COOA BC D解析Na2O2与水反应生成NaOH和O2，溶液中Na增多，正确；Na2O2与水反应生成的NaOH与HCO反应生成CO，错误、正确；Na2O2有强氧化性，能将SO氧化为SO，错误；加入Na2O2后溶液的碱性增强，抑制了CH3COO的水解，使CH3COO的浓度增大，正确。答案D【解题法】Na2O2性质归纳总结在研究Na2O2与其他溶液反应时，要注意Na2O2的强氧化性和其溶液的强碱性。Na2O2强氧化性的具体表现如下：试剂 反应原理 现象FeCl2溶液4Na2O24FeCl26H2O=4Fe(OH)3O28NaCl红褐色沉淀Na2SO3溶液Na2O2Na2SO3H2O=Na2SO42NaOH氢硫酸Na2O2H2S=S2NaOH溶液变浑浊二氧化硫Na2O2SO2=Na2SO4固体由淡黄色变为白色酚酞溶液与水反应生成NaOH，Na2O2有强氧化性先变红后褪色品红溶液Na2O2有强氧化性 红色褪去命题法3与Na2O2有关的定量计算典例3与物质的比例关系问题200 时，11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g，则原混合气体的总物质的量是()A0.125 mol B0.25 molC0.5 mol D1 mol解析根据质量守恒定律可知，生成O2的质量为11.6 g3.6 g8 g，n(O2)0.25 mol，根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25 mol20.5 mol。答案C典例4固体增重问题将W g某气体与一定量的O2混合后通入装有足量Na2O2固体的密闭容器中，用间断电火花不断地引燃气体，经过足够长的时间后，发现固体质量增加W g，则气体可能是()H2 CO H2和CO的混合气体 甲醛(HCHO) 乙二醇(CH2OHCH2OH)蒸气A只有 B只有C只有 D解析很容易判断均是符合(CO)m(H2)n组成的物质，在O2中充分燃烧后，再通入Na2O2固体中，固体增加质量恰好等于该物质的质量。所以答案选D。答案D【解题法】Na2O2与CO2、H2O反应的常见关系归纳总结化学反应：2CO22Na2O2=2Na2CO3O22H2O2Na2O2=4NaOHO2(1)物质的量的关系无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2、H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为21；生成氧气的量即为气体体积的减少量或原混合气体(或单一气体)体积的；Na2O2与CO2或H2O的物质的量之比均为11。即2Na2O22CO2O2,2Na2O22H2OO2。(2)电子转移关系不论是与CO2还是与H2O(g)反应，CO2与H2O(g)均既不是氧化剂也不是还原剂，反应的实质都是Na2O2自身发生的氧化还原反应，所以每有1 mol O2生成时，转移的电子均为2 mol。即2Na2O2O22e。(3)先后顺序关系一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物反应，解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O(g)发生反应(实际情况复杂得多)。(4)固体质量关系凡分子组成符合(CO)m(H2)n的物质，m g该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和水蒸气)通过足量Na2O2后，固体增重必为m g。或者是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为11，即可满足上述条件。中学阶段常见的符合这一关系的物质有：无机化合物：H2、CO及H2和CO的混合气体。有机化合物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。命题法4Na2CO3与NaHCO3的性质与鉴别典例5杨老师在课堂上出示两瓶失去标签的Na2CO3和NaHCO3无色饱和溶液，希望班里的同学提出简便的鉴别方法，该班同学踊跃提出看法，其中不合理的是()用干燥的pH试纸检验，pH大的是Na2CO3取同体积的溶液于两支试管中，滴入酚酞试液，红色较深的是Na2CO3取同体积的溶液于两支试管中，加热，有气泡产生的是NaHCO3取同体积的溶液于两支试管中，逐滴加入稀盐酸，开始就有气体放出的是NaHCO3取同体积的溶液于两支试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3取同体积的溶液于两支试管中，滴加Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3A BC D解析Na2CO3水解程度大，溶液碱性强，正确；NaHCO3在溶液中加热不分解，错误；取同体积的溶液于两支试管中，逐滴加入稀盐酸，开始就有气体放出的是NaHCO3，正确；BaCl2溶液与Na2CO3反应生成BaCO3沉淀，与NaHCO3不反应，正确；取同体积的溶液于两支试管中，滴加Ba(OH)2溶液，均生成白色沉淀，错误。答案B【解题法】Na2CO3与NaHCO3的性质比较与鉴别(1)与足量盐酸反应的比较生成CO2速率：NaHCO3快。 (2)Na2CO3溶液与盐酸反应滴加顺序不同，现象不同，化学方程式不同。向盐酸里逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量)2HClNa2CO3=2NaClCO2H2O向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸(开始时酸不足)HClNa2CO3=NaClNaHCO3(无气泡)HClNaHCO3=NaClCO2H2O(后来有气泡)(3)鉴别命题法5与Na2CO3和NaHCO3有关的计算典例6向 100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入0.2 mol/L的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如下图所示。下列判断正确的是 ()A原NaOH溶液的浓度为0.2 mol/LB通入CO2的体积为448 mLC所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH)n(Na2CO3)13D所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)n(Na2CO3)11解析当向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体时，反应有两种可能情况：2NaOHCO2=Na2CO3H2O或NaOHCO2=NaHCO3，在加入盐酸100 mL时，无论NaOH、NaHCO3还是Na2CO3都会生成NaCl，因n(Na)n(Cl)，所以n(NaOH)n(HCl)0.02 mol，NaOH和盐酸的体积相同，那么浓度也相同，即原NaOH溶液的浓度为0.2 mol/L，A项正确；盐酸由25 mL滴至100 mL时，发生的反应为NaHCO3HCl=NaClCO2H2O，消耗盐酸0.015 mol，生成CO2 0.015 mol，通入CO2在标准状况下的体积为336 mL，B错误；设所得溶液中的Na2CO3为x mol，NaHCO3为y mol，根据原子守恒：2xy0.02；xy0.015，解得x0.005，y0.01，所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)n(Na2CO3)21，C、D都错误。答案A【解题法】与Na2CO3和NaHCO3有关的计算的图象分析与规律总结(1)有关NaOH与CO2的反应规律(2)Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图象图1向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系如图1所示。图象特点：Oa段、ab段消耗盐酸的体积相等。反应原理：Oa段COH=HCO，ab段HCOH=H2OCO2。图2向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系如图2所示。图象特点：从O点开始即产生CO2气体。反应原理：HCOH=H2OCO2。图3向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系如图3所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为mn11，其他比例时的图象略)。图象特点：Oa段消耗HCl的量小于ab段消耗HCl的量。反应原理：Oa段COH=HCO，ab段HCOH=H2OCO2。图4向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系如图4所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比xy11，其他比例时的图象略)。图象特点：Oa段消耗HCl的量大于ab段消耗HCl的量。反应原理：Oa段HOH=H2O，COH=HCO；ab段HCOH=H2OCO2。1下列反应中，反应后固体物质增重的是()A氢气通过灼热的CuO粉末B二氧化碳通过Na2O2粉末C铝与Fe2O3发生铝热反应 D将锌粒投入Cu(NO3)2溶液答案B解析A项，CuO被H2还原为Cu，固体质量减轻；B项，2Na2O22CO2=2Na2CO3O2，Na2O2变为Na2CO3，固体质量增加；C项，铝热反应前后固体总质量保持不变；D项，1 mol Zn置换出1 mol Cu，固体质量减轻，不符合题意。2下列有关物质应用的说法正确的是()A生石灰用作食品抗氧化剂B盐类都可用作调味品C铝罐可久盛食醋D小苏打是面包发酵粉的主要成分之一答案D解析生石灰没有还原性，不能作抗氧化剂，故A错误；不是所有的盐都能作调味品，如NaNO2有毒，故B错误；铝可与CH3COOH反应生成盐和H2，故C错误；D正确。3(双选)下列实验操作、现象和结论均正确的是()选项,实验操作,现象,结论A,向苏打和小苏打溶液中分别加入盐酸,均冒气泡,两者均能与盐酸反应B,向AgNO3溶液中滴加过量氨水,溶液澄清,Ag与NH3H2O能大量共存C,将可调高度的铜丝伸入到稀HNO3中,溶液变蓝,Cu与稀HNO3发生置换反应D,将KI和FeCl3溶液在试管中混合后，加入CCl4，振荡，静置,下层溶液显紫红色,氧化性：Fe3I2答案AD解析A项，Na2CO3和NaHCO3都能和盐酸反应生成CO2气体，正确；B项，向AgNO3溶液中滴加氨水，发生反应：AgNH3H2O=AgOHNH， AgOH2NH3H2O=Ag(NH3)2OH2H2O，所以溶液先变浑浊，后变澄清，B项错误；C项，3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，不属于置换反应，C项错误；D项，FeCl3能氧化KI：2Fe32I=2Fe2I2，说明氧化性：Fe3I2，D项正确。4. 如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是()Aa通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰Bb通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰Ca通入NH3，然后b通入CO2，c中放醮稀硫酸的脱脂棉Db通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉答案C解析由于CO2在水中的溶解度比较小，而NH3极易溶于水，所以在实验中要先通入溶解度较大的NH3，再通入CO2，由于NH3极易溶于水，在溶于水时极易发生倒吸现象，所以通入NH3的导气管的末端不能伸入到溶液中，即先由a通入NH3，然后由b通入CO2，A、B、D均错误；因为NH3是碱性气体，所以过量的NH3要用稀硫酸来吸收，C正确。5下列依据相关实验得出的结论正确的是()A向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，该溶液一定是碳酸盐溶液B用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，该溶液一定是钠盐溶液C将某气体通入溴水中，溴水颜色褪去，该气体一定是乙烯D向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含Fe2答案D解析碳酸氢盐溶液、亚硫酸盐溶液都可与盐酸反应产生使澄清石灰水变浑浊的气体，A项错误；NaOH溶液焰色反应也呈黄色，但为碱溶液，B项错误；SO2通入溴水中，溴水颜色也可褪去，C项错误；Fe2被氯水氧化成Fe3，Fe(SCN)3溶液显红色，D项正确。6下列各组物质相互混合反应后，最终有白色沉淀生成的是()金属钠投入到FeCl3溶液中过量NaOH溶液和明矾溶液混合少量Ca(OH)2投入至过量NaHCO3溶液中向NaAlO2溶液中滴入NaHCO3溶液向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2A B只有C只有 D只有答案D解析金属钠投入氯化铁溶液中，钠先和水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠再和氯化铁反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀，排除；过量氢氧化钠和明矾溶液混合后，由于氢氧化铝能溶于氢氧化钠，排除；少量氢氧化钙投入过量碳酸氢钠中一定生成碳酸钙白色沉淀，符合；偏铝酸钠和碳酸氢钠能生成氢氧化铝白色沉淀，符合；碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠，故向饱和碳酸钠溶液中通入足量二氧化碳时能生成白色碳酸氢钠沉淀，符合，选D。7一定量Na2O2和NaHCO3均匀混合物分成质量相等的甲乙两份。将甲投入100 mL稀盐酸，固体完全溶解，收集到标准状况下的干燥气体2.24 L。再将生成的气体全部导入装有乙的干燥管中，充分吸收后，收集到一种单质气体，标准状况下体积为2.016 L。根据以上信息，下列有关推断不正确的是()A甲乙两份混合物中均含Na2O2 0.16 molB甲乙两份混合物