高一化学必修一---钠及其重要化合物

第 1 页 共 10 页 第三章第三章 金属及其化合物金属及其化合物 第一节第一节 钠及其重要化合物钠及其重要化合物 一 钠一 钠 1 物理性质 银白色金属光泽 质软 可用小刀切割 密度比水小比煤油大 保存在煤油中 熔沸点低 具 有良好的导热性和导电性 2 化学性质 1 与非金属反应 如 O2 Cl2 S 等 钠与氧气反应 常温下生成 Na2O 白色 化学方程式为 4Na O2 2Na2O 燃烧时生成 Na2O2 黄色 化学方程式为 2Na O2 Na2O2 钠与氯气反应 化学方程式为 2Na Cl2 2NaCl 钠与硫反应 化学方程式为 2Na S Na2S 2 与水 酸反应 反应顺序 先酸后水 钠与水 酸反应的实质上均是和 H 反应 离子方程式分别为 2Na 2H2O 2Na 2OH H2 2Na 2H 2Na H2 钠与水反应 加酚酞 的实验现象和解释 现象解释 a 浮在水面上钠的密度比水小 b 熔成闪亮的小球钠与水反应放热 钠的熔点低 c 四处游动 发出 嘶嘶 声钠与水剧烈反应生成气体 d 反应后溶液由无色变为红色钠与水反应生成碱性物质 3 Na 与盐溶液的反应 反应顺序 先与水反应 再考虑 NaOH 是否与盐反应 钠投入到 NH4Cl 溶液中 有 H2和 NH3逸出 化学方程式为 2Na 2NH4Cl 2NaCl 2NH3 H2 投入到 CuSO4溶液中 有气体放出和蓝色沉淀生成 化学方程式 2Na 2H2O 2NaOH H2 CuSO4 2NaOH Na2SO4 Cu OH 2 思考 金属钠露置在空气中的变化过程是怎样的 思考 金属钠露置在空气中的变化过程是怎样的 点燃 点燃 加热 第 2 页 共 10 页 切开金属钠 呈银白色 钠的真面目 变暗 生成 Na2O 变白色固体 生成 NaOH 成液 NaOH 潮解 结块 吸收 CO2成 Na2CO3 10H2O 最后成白色粉末 Na2CO3 10H2O 风化为 Na2CO3 3 钠的保存 制取及用途 金属钠的保存及取用 少量金属钠可保存在煤油里 大量的金属钠则存入在铁筒中用石蜡密封 取用时一般先用镊子把钠从 煤油中夹出来 并用滤纸把表面的煤油吸干 然后用小刀切下绿豆大小的一块再做有关实验 钠的制取 2NaCl 熔融 2Na Cl2 用途 钠是一种强还原剂 工业上用它还原金属钛 锆 铌等 另外钠和钾的合金在常温下呈液态 是原子反应堆的导热剂 钠也可用于制高压钠灯 二 钠的重要氧化物二 钠的重要氧化物 1 氧化钠和过氧化钠 对比项氧化钠过氧化钠 化学式 Na2ONa2O2 色 态白色固体淡黄色固体 稳定性不稳定稳定 是否碱性氧化物是否 阳 阴离子个数比 2 12 1 生成条件常温加热或点燃 化学方程式 Na2O H2O 2NaOH 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 与 H2O 反应 滴加酚酞试液变红先变红后褪色 化学方程式 Na2O CO2 Na2CO3 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 与 CO2 反应 气体体积变化足量氧化钠使气体消失 足量过氧化钠使气体变为 原来的一半 与酸反 应 化学方程式 Na2O 2HCl 2NaCl H2O 2Na2O2 4HCl 4NaCl 2H2O O2 用途 制氧剂 漂白剂 氧化剂 电解 第 3 页 共 10 页 转化关系 2Na2O O2 2Na 2O2 保存隔绝空气 一 过氧化钠的强氧化性一 过氧化钠的强氧化性 Na2O2与 SO2反应 Na2O2 SO2 Na2SO4 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 Na2SO3溶液中 可将 SO32 氧化成 SO42 Na2O2投入品红溶液中 因其有氧化性 所以有漂白性 可使品红溶液褪色 其漂白原理与 HClO NaClO O3等相同 二 有关二 有关 NaNa2 2O O2 2与与 COCO2 2 H H2 2O O 反应的重要关系反应的重要关系 物质的量关系 无论是 CO2或 H2O 的单一物质还是二者的混合物 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 解决此类 可借助物质的量守恒关系 电子转移关系 当 Na2O2与 CO2 H2O 反应时 每产生 1molO2转移 2mole 先后顺序关系 一定量的 Na2O2与一定量的 CO2 H2O g 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 g 发生反应 气体体积关系 若 CO2 H2O g 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 1 2 且等于生成氧气的体积 固体质量关系 当 Wg 通式符合 CO mHn m n 为整数 的物质在 O2中充分燃烧 将其产物通过足量的 Na2O2固体 反应完毕 固体增重 Wg 常见符合符合 CO mHn的物质如 CO H2 CH3OH CH3COOH HCOOCH3 C6H12O6等 第 4 页 共 10 页 答案 C 答案 1 验纯 收集一试管氢气 用拇指堵住 移近火焰 移开拇指点火 若听到轻微的 噗 声 表明 H2纯净 2 较多的钠与水反应会放出大量的热 可能使试管内的 H2 O2混和气爆炸 3 钠比水轻 比苯重 落在苯水交界处 钠与 H2O 反应产生的 H2使钠浮起 脱离水面 反应停止 当钠表面的 H2逸出 钠又回落 与水反应 如此反复 就可减慢 Na 与 H2O 反应速率 1B 2C 3A 4A 5A 6B 7D 8B 9D 10A 11D 12A 13 14 1 A NaOH B NaHCO3 C Na2O2 2 NaOH NaHCO3 Na2CO3 H2O 3 CO32 CO2 H2O 2HCO3 15 1 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 用玻璃片在水面下盖住集气瓶口 将玻璃片与集气瓶一起移出水面 将盖有玻璃片的集气瓶正放在 桌上 2 经计算 烧瓶中 c OH 约为 1 mol L 因为 c OH 在 1 0 10 4 mol L 2 5 mol L 时酚酞呈 红色 因此红色迅速褪去不是由于溶液中 c OH 过大造成的 取烧瓶中的溶液于试管中 加入少量二氧化锰 有气泡放出 用带火星的木条检验 木条复燃 说 明溶液中可能有 H2O2 存在 取 中试管里的溶液滴加酚酞试液 溶液变红且不褪色 说明 红色迅速褪去 与 H2O2 的存在有关 16 1 放出大量的热 放出大量的热 1 分 分 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 1 分 分 2 将带火星的木条放在 将带火星的木条放在 P 口处 木条复燃 口处 木条复燃 1 分 分 将将 Q 口插入到盛水的烧杯中 有气泡产生 口插入到盛水的烧杯中 有气泡产生 1 分 分 3 MnO2 1 分 使带火星的木条复燃 分 使带火星的木条复燃 1 分 分 4 B 1 分 分 防止倒吸 防止倒吸 1 分 分 500mL2 分分 第 5 页 共 10 页 例 1 2007 全国 理综 在一定条件下 将钠与氧气反应的生成物 1 5g 溶于水 所得溶液恰好能 被 80mL 浓度为 0 5mol L 的 HCl 溶液中和 则生成物的成分是 A Na2O B Na2O2 C Na2O 和 Na2O2 D Na2O2和 NaO2 例 2 08 年昆明模拟 某实验小组对中学课本中可生成氢气的反应进行了研究 总结出四个可以生 成氢气的反应 Zn 和盐酸 Na 和水 Al 和 NaOH 溶液 Na 和无水乙醇 为 方便制取和点燃上述四个反应生成的氢气 他们设计了如下图所示装置 试回答下列问题 1 点燃氢气之前必须先进行 方法是 2 实验小组在点燃用上述装置制得的氢气时 实验获得成功 却失败了 他 们分析后认为失败的原因有 a Na 与 H2O 的反应速率太快 b Na 的用量太少 c 装置 存在缺陷 针对 b 失败的原因 有的同学提出可以增加钠的用量 但有同学认为这样做太 危险 原因是 3 针对原因 a c 实验小组查阅资料得知钠 苯 水的密度分别为 0 97g cm 3 0 88g cm 3 1 00g cm 3 他们改进了实验装置后重做实验 改进后的实验装置如下图所示 改进后的实验 氢气的生成速率明显减慢 原因是 检测评价 1 下列关于金属元素特征的叙述正确的是 A 金属元素的原子只有还原性 离子只有氧化性 B 金属元素在化合物中一定显正价 C 金属元素在不同化合物中的化合价均不同 D 金属单质在常温下均是固体 2 有许多氧化物在一定条件下都能与 Na2O2反应 且反应极有规律 如 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 2Na2O2 2SO3 2Na2SO4 O2 据此 你认为下列反应方程式中正确的是 A 2Na2O2 2SO2 2Na2SO3 O2 B Na2O2 2NO2 2Na2NO2 O2 C 2Na2O2 2Mn2O7 2NaMnO4 O2 D 2Na2O2 2N2O5 2NaNO2 O2 3 观察是研究物质性质的一种基本方法 一同学将一小块金属钠露置于空气中 观察到下 有孔试管 广口瓶 铜丝网隔板 第 6 页 共 10 页 列现象 银白色 变灰暗 变白色 出现液滴 白色固体 下列说法正确的是 A 发生了氧化还原反应 B 变白色是因为生成了碳酸钠 C 是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液 D 只发生物理变化 4 08 枣庄市调研 下列说法中 正确的是 食盐灼烧时火焰呈黄色与久置的浓硝酸呈黄色原理不相同 固体氢氧化钠存放在带塑料塞的广口瓶中 熔点 钾 钠 钠钾合金 向紫色石蕊试液中加入过量的 Na2O2粉末 振荡后溶液呈蓝色 向含有 Na SO42 HCO3 CO32 的溶液中加入过量的 Na2O2固体 Na 和 CO32 的物质的量不变 1mol Na2O2与足量的水反应 转移的电子数为 2mol 取用金属钠时 应将剩下的大块钠放回原瓶 实验结束 余下的钠屑应用乙醇处理 A B C D 5 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 A Na2CO3B Na2O2 Na2CO3 C NaOH Na2CO3 D Na2O2 NaOH Na2CO3 6 在 25 101Kpa 下由 HCHO g H2和 CO 组成的混合气体共 6 72g 其相对氢气的密度为 14 将该 气体与 2 24L 氧气 标准状况 充分反应后的产物通过足量的 Na2O2粉末 使 Na2O2粉末增重的质量为 A 等于 6 72g B 小于 6 72g C 大于 6 72g D 无法计算 7 氮化钠和氢化钠都是离子化合物 与水反应的化学方程式 末配平 如下 Na3N H2O NaOH NH3 NaH H2O NaOH H2 有关它们的叙述 离子半径 Na N3 H 与水反应都是氧化还原反应 与水反应后的溶液都显碱性 与盐 酸反应都只生成一种盐 两种化合物中的阴阳离子均具有相同的电子层结构 其中正确的是 A B C D 8 某研究性学习小组设计如下实验方案测定氧化钠中过氧化钠的含量 实验步骤 取一定质量的样 第 7 页 共 10 页 品放入烧杯中 加入足量稀盐酸 搅拌使之充分反应 将反应后的溶液倒入蒸发皿中蒸发至恒重 冷却 称重 若在蒸发过程中 局部温度过高 造成液滴飞溅 则实验结果会 A 偏低 B 偏高 C 无影响 D 无法判断 9 下表中 对陈述 的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是 选项陈述 陈述 判断 A 碳酸钠溶液可用于 治疗胃病 Na2CO3可与盐酸反 应 对 对 有 B 向 Na2O2的水溶液 中滴入酚酞变红色 Na2O2与水反应生成 氢氧化钠 对 错 无 C 金属钠具有强还原 性 高压钠灯发出透雾 性强的黄光 对 对 有 D 过氧化钠可用于航 天员的供氧 Na2O2能和 CO2和 H2O 反应生成 O2 对 对 有 10 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 A NaOH 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 总溶液的质量减小 有 H2放出 D 钠浮于液面 到处游动 发出咝咝的响声 11 绿色化学是化学实验追求的目标 化学教育 2006 年第 11 期刊载了创新设计 钠在空气中燃烧实 验 装置 下列对于该创新实验的描述错误的是 A 防止钠燃烧时烧裂试管 B 解决了钠在空气中燃烧产生浓烟造成污染 C 观察到黄色火焰和生成淡黄色固体 D 钠先反应放热 然后钠受热熔化 12 等物质的量的 N2 O2 CO2混合气体通过 Na2O2后 体积变为原体积的 8 9 同温同压 这时混 合气体中 N2 O2 CO2物质的量之比为 A 3 4 1 B 3 3 2 C 6 7 3 D 6 9 0 13 为了探究 二氧化碳是否有水存在时才能和过氧化钠反应 某课题研究小组的同学们设计了如下 图的实验装置 分别进行了甲 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 II 中装入 Na2O2 在通人 CO2之前 关闭 K1和 K2 在试管 第 8 页 共 10 页 I 内装入试剂 X 后 打开 K1和 K2 通人 CO2 几分钟后将带火星的木条插入试管 III 的液面上 观察到木条不复燃 且 II 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 I 内装入试剂 Y 其他操作同实验甲 观察 到木条复燃 且 II 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 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 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 填编号 多选扣分 A 大理石 B 小苏打 C 烧碱 D 盐酸 E 稀硫酸 F 稀硝酸 5 CO2和 Na2O2的反应机理可用示踪原子分析加以证明 请完成下列反应方程式 Na2O2 Cl8O2 H218O 14 已知 A B C 是三种常见的固体化合物 焰色反应均显黄色 其中 A 与 C 按任意比例混合 溶于 足量的水中 得到的溶质也只含有一种 并有无色 无味的气体 D 放出 另 A B C D 之间含有如 下的转化关系 部分物质未写出 1 写出物质的化学式 A B C 2 写出 A B 按物质的量之比为 1 1 在密闭容器中加热发生反应的化学方程式 3 写出溶质 E 与足量 CO2反应的离子方程式 15 利用下图所示装置制取氧气并进行相关的实验探究 加热 A B 只含溶质 E nA nB 1 1 并溶于足量水 D C 通入足量 CO2 第 9 页 共 10 页 1 将 3 9 g 过氧化钠放入烧瓶中 加入 100 mLH2O 然后用排水法收集气体 过氧化钠跟水反应的化学方程式为 集气瓶充满气体后 怎样从水槽中取出集气瓶 简述操作方法 2 已知 酚酞在 c OH 为 1 0 10 4 mol L 2 5 mol L 时呈红色 且 0 5 min 内不会褪色 H2O2 具 有氧化性和漂白性 取上述实验得到的溶液于试管中 滴入 2 滴酚酞试液 溶液变红 片刻红色褪去 有人认为 红色迅速褪去 是由于溶液中 c OH 过大造成的