2012高考化学总复习 2-2钠镁及其化合物精品课件 苏教版

第二单元钠镁及其化合物 1 理解并能应用常见金属的活动顺序 2 了解常见金属 如Na 及其重要化合物的主要性质和重要应用 3 了解金属材料在生产和生活中的重要应用 4 了解Na K 等常见离子的检验方法 1 命题特点 1 Na Mg是典型金属元素的代表 钠的化合物如Na2O2 NaOH Na2CO3 NaHCO3分别作为过氧化物 强碱 强碱弱酸盐 酸式盐的代表 在无机化学中都有非常重要的地位 因而都成为命题的重点物质 它们都是物质推断 鉴别及有关实验 计算的常见物质 海水提镁的操作 涉及的反应原理和镁及其化合物的性质 用途融合在物质推断 化学实验 探究 中进行综合考查 2 高考题还利用这些知识结合其他元素及化合物知识为载体 对化学基本概念 基本理论和考生的能力进行考查 常见题型几乎包括各种类型 除选择题外 往往有推断题 简答题 实验题和混合物的计算题 2 预测展望 1 注意钠 镁及其化合物与非金属元素及其化合物化学实验问题的相互联系 2 钠 镁及其重要化合物与日常生活 工农业生产 科学技术等方面也有较多联系 如镁合金在国防工业的应用 海水提镁等 钠是人体维持体液平衡必不可少的元素 贵重金属的冶炼 从纯碱联系侯氏制碱法 苏打 小苏打 食盐和Na2O2在日常生活中的应用等都是今后高考联系实际命题的好素材 在新课改形式下 以后的高考将进一步加强能力的考查 而以金属及其化合物知识作为载体的能力考查题将进一步加强 如信息题 结合其他知识的综合框图推断题等 碱金属与科学技术联系较多 如碱金属元素在电光源 光电管和贵重金属冶炼方面的应用 钠的化合物与造纸工业 制碱工业等联系将成为高考命题的热点 一 钠的性质与应用1 钠的原子结构及存在钠的原子结构示意图为很容易失去最外层的电子 表现出强还原性 因此在自然界中以化合态存在 2 钠的物理性质银白色金属 质软 密度比水小 常保存在煤油中 熔点低 6 与盐溶液反应 钠投入氯化钠溶液中 只有氢气放出 2Na 2H2O 2NaOH H2 若钠投入到氯化钠的饱和溶液中 除有氢气放出 还会看到有晶体析出现象 钠投入硫酸铜溶液中 有气体放出并有蓝色沉淀生成 2Na CuSO4 2H2O Na2SO4 Cu OH 2 H2 钠投入浓的氯化铵溶液中 有氢气和氨气逸出 2Na 2NH4Cl 2NaCl 2NH3 H2 7 与含羟基的有机物反应2Na 2C2H5OH 2C2H5ONa H2 2Na 2CH3COOH 2CH3COONa H2 由于CH3COOH H2O C2H5OH中羟基氢活泼性依次碱弱 因此钠与其反应时剧烈程度依次减弱 5 钠露置于空气中的变化和反应银白色的金属钠露置于空气中 表面先变暗 生成氧化钠 氧化钠再与空气中的水反应生成氢氧化钠 氢氧化钠有吸水性 吸收空气中的水分变成氢氧化钠溶液 氢氧化钠溶液又与空气中的二氧化碳反应变成碳酸钠溶液 碳酸钠溶液随水分蒸发而结块 变成碳酸钠晶体 碳酸钠晶体最后风化变成碳酸钠粉末 二 钠的重要化合物1 氧化钠和过氧化钠 2 碳酸钠和碳酸氢钠 1 两者的比较 与酸酐发生反应 如NaOH CO2 Na2CO3 H2O等 与某些非金属单质的反应 如Cl2 NaOH NaCl NaClO H2O等 与两性氧化物 氢氧化物反应 如Al2O3 NaOH NaAlO2 H2O Al OH 3 NaOH NaAlO2 H2O等 与盐发生复分解反应 如CuSO4 NaOH Cu OH 2 Na2SO4等 提供碱性环境发生无机和有机反应 如卤代烃的水解反应和消去反应 酯类的水解 油脂的皂化 三 镁的提取及应用1 镁的提取 1 流程 与酸反应镁与非氧化性酸和稀硫酸 盐酸等反应生成氢气 离子方程式为 Mg 2H Mg2 H2 镁与氧化性酸如浓H2SO4 稀HNO3 浓硝酸在常温下也能反应 但不生成H2 与某些水解显酸性的盐溶液反应与FeCl3溶液反应 其化学方程式为3Mg 2FeCl3 6H2O 2Fe OH 3 3MgCl2 3H2 3 用途镁与其他金属构成合金 强度较大 机械性能良好 是制造汽车 飞机 火箭的重要材料 一 过氧化钠的有关规律1 Na2O2的强氧化性由于Na2O2中氧元素是 1价 为中间价态 因而既可表现氧化性又可表现还原性 又因为氧的稳定价态是 2价 因此Na2O2中的氧易得到电子从 1价降到 2价 从而表现强氧化性 1 过氧化钠具有强氧化性 能氧化破坏有机色素的分子结构 可以用来漂白织物 麦秆 羽毛等 2 Na2O2投入FeCl2溶液中 可将Fe2 氧化成Fe3 同时生成红褐色的Fe OH 3沉淀 反应过程中看不到白色沉淀 3 Na2O2投入氢硫酸中 可将H2S氧化成单质硫 溶液变浑浊 4 Na2O2投入Na2SO3溶液中 可将SO32 氧化成SO42 5 Na2O2投入品红溶液中 因其有强氧化性 所以有漂白性 可使品红溶液褪色 6 Na2O2与SO2反应 Na2O2 SO2 Na2SO4 7 Na2O2与CO2 H2O的反应中 Na2O2既作氧化剂 又作还原剂 2 有关Na2O2与CO2 H2O的反应的几个重要关系2CO2 2Na2O2 2Na2CO3 O22H2O 2Na2O2 4NaOH O2 1 物质的量的关系无论是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 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 可以看作发生相应的反应 Na2O2 CO Na2CO3 Na2O2 H2 2NaOH 实际上两反应不能发生 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 二 Na2CO3和NaHCO3的有关规律1 Na2CO3与NaHCO3的鉴别方法 1 据热稳定性不同 分别加热少量样品 若能生成使澄清石灰水变浑浊的气体 则原试剂是NaHCO3 另一种试剂是Na2CO3 2 据与酸反应的速率不同 分别取相同质量的固体 加入等浓度等体积的盐酸中 反应较快的是NaHCO3 另一种是Na2CO3 3 据与酸反应的过程不同 取同浓度同体积的溶液 分别滴加盐酸 开始无气体 一段时间后有气体的是Na2CO3 开始滴加即有气体的是NaHCO3 4 据阴离子不同 分别取稀溶液 滴加BaCl2 或CaCl2 溶液 产生沉淀的原试剂为Na2CO3 另一种为NaHCO3 5 据溶液的碱性不同 测其等浓度稀溶液的pH pH较大的原试剂为Na2CO3 另一种为NaHCO3 2 Na2CO3 NaHCO3和盐酸反应 1 放出CO2的速率NaHCO3溶液与盐酸反应放出CO2的速率快 2 反应顺序问题向Na2CO3和NaHCO3混合溶液中滴加盐酸 由于CO32 结合H 能力较HCO3 强 可理解为H 先和CO32 反应 只有当CO32 完全转化为HCO3 时 H 才和HCO3 反应 故Na2CO3溶液和稀盐酸反应可理解为分步反应 Na2CO3 HCl NaHCO3 NaClNaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 而NaHCO3溶液和稀盐酸反应的化学方程式为 NaHCO3 HCl NaCl CO2 H2O 3 Na2CO3溶液与盐酸的互滴鉴别向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸 开始无气泡产生 而向盐酸中滴加Na2CO3溶液开始就有气泡产生 4 CO2生成量比较 等物质的量的Na2CO3 NaHCO3分别与足量的盐酸反应 产生的CO2相等 等质量的Na2CO3 NaHCO3分别与足量的酸反应 NaHCO3产生的CO2多 等量的盐酸与足量的Na2CO3 NaHCO3分别反应 NaHCO3产生的CO2多 一定量的NaHCO3受热分解产生的CO2量与受热分解后的残留物与酸反应产生的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 其固体差量可用下列两种方法得出 2NaHCO3 Na2CO3 或 CO2 H2O 2 84g 106g 或 44g 18g 三 二元弱酸与强碱溶液反应产物的确定技巧在强碱溶液中通入二元酸的酸酐 如CO2 SO2 或二元酸 如H2S 由于量的不同而可能出现碱过量生成正盐 酸过量生成酸式盐等情况 对其反应产物成分的判断和质量的确定涉及定性和定量两个方面 常用讨论法和守恒法予以巧解 比如将一定量的CO2气体通入一定量的NaOH溶液中 1 CO2与NaOH溶液反应所得溶液的溶质成分规律及计算方法 CO2气体被NaOH溶液吸收会发生如下反应 2NaOH CO2 Na2CO3 H2O 当CO2过量时 又发生Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO3 由两式相加得 NaOH CO2 NaHCO3 1 当n NaOH n CO2 1 1时 按 式发生反应 生成NaHCO3 无气体剩余 生成NaHCO3的量用NaOH或CO2的物质的量计算均可 2 当n NaOH n CO2 2 1时 NaOH过量 仍按 式进行反应 但生成Na2CO3的量应以CO2的量计算 5 当1 1 n NaOH n CO2 2 1时 发生 两种反应 既有Na2CO3又有NaHCO3产生 计算生成物的量根据C原子 Na原子守恒求解 2 依据产物质量判断产物若已知溶液蒸干后所得固体的质量 用极端假设法 假设固体全部是Na2CO3或全部是NaHCO3 即CO2或NaOH分别全部转化为Na2CO3 NaHCO3 计算出其质量后 将已知条件与计算结果相比较 即可确定产物的成分 然后根据固体的质量和碳原子 或钠原子 守恒两个已知条件可建立方程组计算固体的组成 NaOH溶液的物质的量浓度或通入的CO2的体积 3 依据向溶液中滴加盐酸的实验现象来判断产物 注意 a 向盐酸里逐滴加入Na2CO3溶液 开始时酸过量 开始即有气体放出 2HCl Na2CO3 2NaCl CO2 H2O 待盐酸耗尽后反应停止 b 向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸 开始时酸不足 开始无气体产生 后来产生气泡 HCl Na2CO3 NaCl NaHCO3 无气泡 HCl NaHCO3 NaCl CO2 H2O不同的滴加顺序产生不同的现象 因此不用其他试剂就可以鉴别Na2CO3溶液和盐酸 考点1钠的性质和用途 典例1 金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应 如图甲 乙所示分别用来完成下列实验 1 现按图甲所示的方法 在室温时 向盛有Ca HCO3 2溶液的烧杯中加入一块金属钠 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 烧杯底部有固体物质析出 2 请补充并完成甲实验中从试剂瓶中取出钠 向烧杯投入钠的有关操作 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溶液的烧杯中 3 某学生用镊子夹住一块钠 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 正确的操作应为 解析 1 钠投入到盛有Ca HCO3 2溶液的烧杯中 反应原理是钠先与水反应 然后生成的氢氧化钠再与碳酸氢钙反应 其方程式为2Na 2H2O 2NaOH H2 OH Ca2 HCO3 CaCO3 H2O 所以现象为A B D 2 用滤纸吸干表面的煤油 在玻璃片上用小刀切一块绿豆粒大小的钠 并将多余的钠放回原试剂瓶中 3 由于钠与水反应时熔化为液体 所以无法完成 应用带有一些小孔的铝箔把钠包好 再用镊子夹住 答案 1 A B D 2 用滤纸吸干表面的煤油 在玻璃片上用小刀切一块绿豆粒大小的钠 并将多余的钠放回原试剂瓶中 3 用带有一些小孔的铝箔把钠包好 再用镊子夹住 针对训练1 2009 11月潍坊 有关钠的叙述正确的是 A 2 3g钠与97 7g水反应后溶液中溶质的质量分数大于4 B 钠跟CuSO4溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑 这是因为析出了金属铜C 钠在化学反应中常常失去电子被氧化 作氧化剂 故Na 具有强氧化性D 钠 钾是低熔点的轻金属 所以钠 钾合金在常温时柔软似蜡答案 A 考点2钠的氧化物 典例2 1mol过氧化钠与2mol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 Na2O2Na2CO3C NaOHNa2CO3D Na2O2NaOHNa2CO3 答案 A 针对训练2200 时 11 6gCO2和H2O的混合气体与足量的Na2O2反应 若反应后固体增加了3 6g 则原混合物的平均相对分子质量为 A 5 8B 11 6C 23 2D 46 4 答案 C 考点3碳酸钠和碳酸氢钠 典例3 有关NaHCO3与Na2CO3的性质 下列叙述错误的是 A Na2CO3和NaHCO3粉末与同浓度的盐酸反应时 Na2CO3因为碱性强 所以与盐酸的反应速度快B 等物质的量的两种盐与同浓度的盐酸反应 Na2CO3所消耗盐酸的体积是NaHCO3的两倍C 将石灰水加入到NaHCO3溶液中会产生白色沉淀D Na2CO3和NaHCO3溶液分别和BaCl2溶液反应 现象不同 解析 Na2CO3和NaHCO3分别与同浓度的盐酸反应时 NaHCO3与盐酸反应的速度快 A项错误 由化学方程式 Na2CO3 2HCl 2NaCl CO2 H2O NaHCO3 HCl NaCl CO2 H2O可知 等物质的量的两种盐与同浓度的盐酸反应时 Na2CO3所消耗盐酸的体积是NaHCO3的两倍 B项正确 由于发生反应Ca OH 2 2NaHCO3 CaCO3 Na2CO3 2H2O 故C项正确 Na2CO3与BaCl2反应 Na2CO3 BaCl2 BaCO3 2NaCl 即有白色沉淀生成 而NaHCO3则与BaCl2溶液不反应 故D项正确 选A 答案 A 针对训练3现有25mL2mol L 1Na2CO3和75mL1mol L 1的稀盐酸 将Na2CO3溶液缓慢滴到稀盐酸中 将稀盐酸缓缓滴到Na2CO3溶液中 在标准状况下产生气体的体积情况是 A 均为0 84LB 均为0 56LC D 答案 C 考点4钠的化合物的综合计算 典例4 取等物质的量浓度的NaOH溶液两份 每份50mL 向其中分别通入一定量的CO2气体 随后各取溶液10mL 并分别加水稀释到100mL 分别向稀释后的溶液中逐滴加入0 1mol L的盐酸 产生CO2气体的体积 标准状况 与所加入的盐酸的体积之间的关系如下图 a 和 b 所示 回答下列问题 1 在 a 情况下 溶质为 写化学式 其物质的量之比是 标准状况下CO2气体的体积为 2 在 b 情况下 溶质为 写化学式 其物质的量之比是 标准状况下CO2气体的体积为 解析 向NaOH溶液中通入CO2 可能发生2NaOH CO2 Na2CO3 H2O NaOH CO2 NaHCO3两个反应 设使溶液中开始产生气体和使气体完全放出所需盐酸的体积分别为m和n 1 若m n 溶质为Na2CO3 2 若m 0 溶质为NaHCO3 3 若2m n 溶质为NaOH和Na2CO3 4 若2m n 溶质为Na2CO3和NaHCO3 向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸时 反应分步进行 因此 a 情况下的溶质是NaOH和Na2CO3 b 情况下的溶质是Na2CO3和NaHCO3 在 a 图中 产生CO2消耗25mL盐酸 则将Na2CO3转化为NaHCO3 中和NaOH所消耗的盐酸均为25mL n NaOH n Na2CO3 1 1 V CO2 0 1mol L 25 10 3L 22 4L mol 0 056L 在 b 图中 前25mL用于将Na2CO3转化为NaHCO3 这部分NaHCO3也将消耗25mL盐酸 即原混合物中的NaHCO3消耗的盐酸也为25mL 那么n Na2CO3 n NaHCO3 1 1 V CO2 0 1mol L 50 10 3L 22 4L mol 0 112L 答案 1 NaOH Na2CO31 10 056L 2 NaHCO3 Na2CO31 10 112L 针对训练4向20mL0 2mol LNaOH溶液中缓缓通入一定量的CO2气体 将溶液在一定条件下蒸干 若得到的白色固体是纯净物 则通入CO2的体积应为 标准状况 有关化学方程式为 将上述白色固体加水溶解 加盐酸至pH 7再蒸干得白色固体质量为 g 当白色固体加盐酸至pH 7后 不管生成什么盐 从反应的NaOH分析 其Na 量不变 所以最后得出 n NaCl n NaOH 此时 m NaCl 58 5g mol 0 02L 0 2mol L 0 234g 答案 44 8mL或89 6Ml2NaOH CO2 Na2CO3 H2O或NaOH CO2 NaHCO30 234g 考点5镁的性质及提取 典例5 0 1mol镁粉分别在足量的O2 CO2 N2中燃烧 生成固体的质量依次为W1 W2 W3 下列关系正确的是 A W2 W1 W3B W1 W2 W3C W1 W2 W3D W3 W2 W1 答案 A 针对训练5下表是氧化镁和氯化镁的熔沸点数据 解析 B项中所得MgCl2溶液中杂质较多 由于氧化镁的熔点较高 若由其制镁会消耗较多的能源 综合两项 应选D 答案 D 1 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 解析 A项 因二者与澄清石灰水反应都会有白色沉淀生成 陈述 均不正确 它们不能用澄清石灰水鉴别 B项 陈述 错 陈述 对 两个陈述无因果关系 C项 两个陈述无因果关系 答案选D 答案 D 2 下列实验中 溶液颜色有明显变化的是 A 将过量的钠投到少量明矾溶液中B 将酚酞滴加到Na2CO3的水溶液中C 少量Na2O2固体加入到过量NaHSO3溶液中D 将盐酸滴入到NaHCO3溶液中答案 B 3 为鉴别K2CO3和NaHCO3两种白色固体 有4位同学 分别设计了下列四种不同的方法 其中不可行的是 A 分别加入1mol L的盐酸溶液 看气泡产生的快慢B 分别取样在试管中加热 将可能产生的气体通入澄清石灰水 观察有无白色浑浊C 分别取样配成溶液 滴加Ba OH 2溶液 观察有无白色沉淀D 分别配成溶液 做焰色反应实验 观察火焰的颜色答案 C 答案 A 5 绿色化学实验 进课堂 某化学教师为 氯气与金属钠反应 设计了如下装置与操作以替代相关的课本实验 实验操作 钠与氯气反应的装置可作如下图所示改进 将一根玻璃管与氯气发生器相连 玻璃管内放一块黄豆粒大的金属钠 已洗净煤油 玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花球 先给钠预热 到钠熔成圆球时 撤火 通入氯气 即可见钠着火燃烧 生成大量白烟 以下叙述错误的是 A 反应生成的大量白烟是氯化钠晶体B 玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花球是用于吸收过量的氯气 以免其污染空气C 钠着火燃烧产生苍白色火焰D 若在棉花球外沿滴一滴淀粉碘化钾溶液 可据其颜色变化判断氯气是否被碱液吸收完全 解析 本题考查了Na和Cl2反应的实验 及Cl2的性质和检验方法 Na和Cl2反应生成的白烟即为NaCl固体小颗粒 实验室常用NaOH溶液吸收Cl2 方程式为Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 常用淀粉KI溶液 或湿润的淀粉KI试纸 检验Cl2 钠燃烧火焰呈黄色 C项错 答案 C 6 向甲 乙 丙 丁四个均盛有100mL水的烧杯中分别加入0 1mol的钠 氧化钠 过氧化钠和氢氧化钠 固体完全反应 溶解 后 甲 乙 丙 丁四烧杯中溶质质量分数大小的顺序是 A 甲 乙 丙 丁B 丁 甲 乙 丙C 甲 丁 乙 丙D 丁 甲 乙 丙 解析 因为等物质的量的钠 氧化钠 过氧化钠 氢氧化钠中 氧化钠及过氧化钠中所含钠原子数是钠及氢氧化钠中的两倍 所以乙和丙的溶质质量分数一定大于甲和丁的溶质质量分数 又因为钠与水反应放出氢气 使溶剂的质量减小 NaOH溶于水溶液增加的质量比钠增加得多 所以溶质质量分数甲 丁 在乙和丙中 Na2O H2O 2NaOH 0 1molNa2O使溶液增重6 2g 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 0 1mol 78g mol 0 05mol 32g mol 6 2g 丙 乙两烧杯中增重相同 所以乙和丙的溶质质量分数相同 答案 B 7 纯净的碳酸钠ag 碳酸钠与碳酸氢钠的混合物ag 两者相比下列各种情况的描述正确的是 A 分别和盐酸完全反应时 混合物的耗酸量大B 分别和盐酸完全反应时 纯净的碳酸钠放出的CO2多C 分别溶于水 再加入足量澄清石灰水 混合物得到的沉淀质量大D 分别配成等体积溶液 混合物溶液中的Na 的物质的量浓度大答案 C 8 将2molNaHCO3和一定量的Na2O2固体混合 在加热条件下让其充分反应后得到固体 则最后得到固体中Na2CO3的物质的量为 A 1 2mol之间B 1 4mol之间C 2 4mol之间D 大于4mol解析 根据 C 元素守恒 最多生成Na2CO3的物质的量为2mol 所以只有A选项正确 答案 A 9 1 4gCO和H2的混合气体燃烧充分后与Na2O2 足量 反应 Na2O2固体增重 g 2 4g草酸 葡萄糖 蔗糖晶体燃烧后的产物导入盛足量Na2O2的密闭容器 则Na2O2固体质量增加依次为 4g 填 大于 小于 等于 或 不能确定 3 mgCO2 H2 CH4的混合气体通入盛有足量Na2O2的密闭容器 引燃后充分反应 Na2O2固体质量增加mg 则V CO2 V H2 V CH4 解析 1 增重4g 2 草酸 葡萄糖 蔗糖的化学式分别为C2H2O4 C6H12O6 C12H22O11 设为CxHyOz 则x与z的关系分别为xz 所以增重分别为小于 等于 大于4