高中化学整理-钠及其化合物

制作人：漠离目录1目录- 12钠（知识点）- 23钠（难点分析) - 65钠（练习题）- 86钠的化合物（知识点）- 117钠的化合物（练习题）- 168钠的化合物（拓展题）- 209钠及其化合物（常用反应式整合）- 23钠（知识点）知识网络图解 银白色、密度小 物理性质 硬度低、熔点低钠 与氧气反应 与硫、卤素单质反应 钠元素位于元素周期表第三周期第IA化学性质 与水反应 族，原子最外层有一个电子，易失去， 与酸反应 有强还原性，显+1价与盐（溶液、熔融盐）反应 知识点精析与运用知识点1：研究物质性质的基本方法及基本程序1. 研究物质的性质，常常运用观察、实验、分类、比较、假说、模型等方法。2. 研究物质性质的基本程序知识点2：钠原子结构281+11从钠的原子核外电子排布看，其最外电子层上只有一个电子，因此，极易将这一电子失去，而达到稳定结构，形成+1价的钠阳离子（Na+）。即金属钠的原子结构决定了其性质的活泼。因其易失电子被氧化，故金属钠是还原剂。知识点3：钠的物理性质钠是银白色金属，质软（可用刀切割），密度小（0.97g/cm3），熔点低，是电和热的良导体。知识点4：钠的化学性质由于钠原子最外层只有一个电子，在化学反应中容易失去最外层的一个电子变为钠离子：NaeNa+所以钠的化学性质极活泼，具有强还原性，是强还原剂，具有金属的典型性质。1. 与非金属反应（1）与氧气的反应常温下能与空气中的氧气化合，表面变暗。4Na+O2=2Na2O点燃在空气或氧气中燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体。2Na+O2 Na2O2（2）与硫反应2Na+S=Na2S（研磨易爆炸）点燃（3）与氯气反应2Na+Cl2 2NaCl（发出黄色火焰，产生白烟）2. 与水反应钠与水反应的实验现象及现象解释如下：现象解释浮在水面上钠的密度比水小熔成闪亮小球反应放热、熔点低迅速四处游动钠受气体推动而游动发出嘶嘶响声产生气体及其燃烧反应后滴入酚酞试液显红色生成NaOH显碱性注：钠与水反应在钠的周围有白雾生成，此白雾是氢气燃烧产生的水蒸气。钠与水反应的化学方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2该反应的实质是钠原子与水电离出的H+发生氧化还原反应，其离子方程式为：2Na+2H2O=2Na+2OH+H2注：钠与水反应的现象可概括为“浮、熔、游、响、红”，并结合钠的性质进行记忆。3. 与酸反应钠与酸反应比与水反应更加激烈，极易爆炸。钠与盐酸反应 2Na+2HCl=2NaCl+H2钠与稀硫酸反应 2Na+H2SO4 =Na2SO4 +H2钠与酸溶液反应的实质是：钠与酸电离出来的H+直接反应，而不是钠先与水反应，生成的氢氧化钠再和酸溶液反应。因为钠与水反应时，得电子的是水电离的H+，而酸中H+浓度大于水中H+的浓度。4. 与盐的反应与熔融盐的反应 4Na+TiCl4(熔融) Ti+4NaCl与盐溶液反应 将钠加到盐溶液中，首先是钠与水反应，若生成的氢氧化钠与盐能发生复分解反应，生成难溶物或弱电解质等，则氢氧化钠和盐再反应；否则钠只与水反应。将一小粒钠投入硫酸铜溶液中，除观察到与水反应相同的现象外，还看到蓝色沉淀生成。这是因为钠先与水反应，生成的NaOH再与盐CuSO4发生复分解反应生成氢氧化物Cu(OH)2沉淀。其反应式为：2Na+2H2O=2NaOH+H22NaOH+CuSO4=Cu(OH)2（蓝色）+Na2SO4总反应式：2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H2故钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属。注：钠与CuSO4溶液反应时会产生黑色物质，这是因为钠与水反应放出大量的热，使难溶碱Cu(OH)2部分分解，生成黑色的CuO所致。凡是活动性很强的金属（如K、Ca、Na）与盐溶液反应都与此类似，只有在熔融状态下，才有可能发生金属之间的置换反应。由于钠的性质十分活泼，所以钠元素以化合态如NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等形式存在于自然界中。由于钠很容易与空气或水反应，所以保存钠时应隔绝空气和水。因为煤油不与钠反应，且煤油的密度小于钠的密度，所以通常将钠保存在煤油里。虽然汽油的密度也小于钠的密度，但由于汽油易挥发，所以不能用汽油保存钠。由于四氯化碳的密度大于钠的密度，所以不能用四氯化碳保存钠。知识点5：钠的制取工业上用电解氯化钠的方法制取钠。电解需要在电解槽里进行。为降低电解温度，一般用40%NaCl和60%CaCl2形成的共熔物，在580就可以了。电解时，Cl2在阳极放出，金属钠和钙浮在上方的熔盐上面，从管道溢出。把熔融的金属混合物冷却到105110，钙就成晶体析出，经过滤就实现了钠和钙的分离。知识点6：钠的用途1. 制取过氧化钠2. 钠和钾的合金是原子反应堆的导热剂熔融的钠是液体传热中最好的一种，传热本领比水银高10倍，比水高4050倍。钠和钾组成的合金在常温下是液体，例如含钠20%、钾80%（质量分数）的合金熔点是-10，可用于原子反应堆的导热剂（合金的熔点一般都比任一组成成分的熔点低）。3. 用于电光源（高压钠灯）将钠用于电光源上，高压钠灯发出的黄光波长约为589nm，射程远，透雾能力强，对道路平面的照度比高压水银灯高三倍半，广泛应用于广场、街道的照明。钠灯也可用于洗相的暗房，因为这种黄光不会使相纸曝光。4. 作还原剂制取某些金属3Na+AlCl3 =Al+3NaCl（历史上制铝），4Na+TiCl4(熔融) Ti+4NaCl（现代制钛）。碱金属中的钾、铷、铯的制取也用不如它们活泼的钠，原因是什么呢？我们以制钾为例来说明。沸点，KCl：1500、Na：882.9、NaCl：1410、K：774。我们将熔融态的KCl与Na共热，可得到钾蒸气：KCl+Na=NaCl+K，及时分离出K蒸气，反应就不断向右进行了。对于命题问题的释疑解难命题规律1：本节常见的易错易混点1. 钠与氧气反应何时生成Na2O，何时生成Na2O2，经常混淆不清。2. 钠与酸溶液反应的观念，总认为是Na先与水反应生成氢氧化钠后，氢氧化钠再与酸反应。3. 钠与盐溶液反应时，总认为是钠直接与盐反应，而忽视了钠先与水反应。注：（1）钠与氧气反应在常温下生成Na2O，点燃时生成Na2O2。（2）钠与酸溶液反应时，先与酸反应，反应后剩余的钠再与水反应。（3）钠与盐溶液反应时，钠先与水反应，然后考虑生成的氢氧化钠是否可以与盐再进一步反应。CO2 H2O H2O O2 命题规律2：金属钠露置在空气中的变化过程银白色金属 表面变暗 出现白色固体 表面变成溶液 风化 （Na） （Na2O） （NaOH） （NaOH潮解）白色块状物质 白色粉末状物质（Na2CO310H2O） （Na2CO3）注：熟练写出各步转化的化学方程式，弄清变化的本质原因。命题规律3：钠与盐溶液反应的规律1. 将钠投入到饱和氯化钠溶液中，由于钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，消耗了溶液中的水，从而析出固体氯化钠。2. 将钠投入CuSO4溶液中，首先发生反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2，然后，生成的NaOH与CuSO4发生复分解反应：2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4，整个过程可观察到有氢气和蓝色沉淀生成。总反应方程式：2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H23. 将钠投入到氯化铵溶液中，会有氢气和氨气生成。总反应式为：2Na+2H2O+2NH4Cl =2NaCl+2NH3+H24. 将钠投入AlCl3溶液中，首先发生反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2，然后，生成的NaOH与AlCl3发生复分解反应：3NaOH+AlCl3=Al(OH)3+3NaCl，若加入的金属钠过量，则生成的NaOH过量，过量的NaOH又会使Al(OH)3沉淀溶解：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 注：（1）钠可以从某些熔融盐中置换出金属，但不能从盐溶液中置换出金属。（2）当把钠放在盐溶液中时，钠首先是与水反应生成的氢氧化钠和氢气，然后再考虑生成的氢氧化钠是否与盐发生复分解反应。 钠（练习题）题型大致分为几类题型1 检验钠的物理性质例1 钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是（ ）A. 钠的熔点低 B. 钠的密度小C. 钠的硬度小 D. 有强还原性题型2 检验钠与溶液的反应例2 将一小块钠投入盛有5mL饱和澄清石灰水的试管中，不可能观察到的现象是（ ）A. 钠熔成小球并在液面上到处游动 B. 有气体产物生成C. 溶液中有银白色金属析出 D. 溶液变浑浊例3 将一小块金属钠投入到下列物质的溶液中，有刺激性气味的气体产生的是（ ）A. NH4Cl B. FeCl3 C. CuSO4 D. Ca(HCO3)2 题型3 钠原子与离子的结构例4 有关钠原子和钠离子的叙述正确的是（ ）A. 钠原子与钠离子的化学性质相似 B. 钠原子比钠离子多一个质子C. 钠原子具有还原性，钠离子具有氧化性 D. 钠原子不稳定，而钠离子稳定题型4 考查钠与水反应的计算例5 将2.3g钠投入97.7g水中，所得溶液的质量分数为（ ）A. 2.3% B. 大于2.3% C. 4% D. 大于4%练习题1. 钠在自然界存在的主要形式是（ ）A. Na B. Na2O NaOHC. NaHCO3 Na2CO3 D. NaCl2. 钠着火时，采用哪种灭火方式最好（ ）A. 水 B. 煤油 C. 泡沫灭火器 D. 沙子3. 在实验室里做钠跟水反应的实验时，用到的仪器是（ ）a.试管夹 b.镊子 c.小刀 d.冷凝管 e.滤纸 f.研钵 g.烧杯 h.坩埚 i.石棉网j.玻璃片 k.药匙 l.燃烧匙A. adbi B. cefk C. fghl D. dcegj4. 将一小块金属钠放置在潮湿的空气中足够长的时间后，最终将转变为（ ）A. Na2O B. Na2O2 C. Na2CO3 D. NaOH5. 钠的下列用途与钠的化学性质无关的是（ ）A. 用钠单质与氧气作用制取生氧剂Na2O2 粉末B. 用钠、钾的合金作原子反应堆的导热剂C. 用钠冶炼第三代金属钛D. 应用于电光源上，如钠光灯6. 下列属于钠离子性质的是（ ）A. 极易被氧化 B. 有银白色金属光泽C. 能置换CaCl2溶液中的Ca D. 焰色反应为黄色7. （2009广东）下列有关实验操作的说法正确的是（ ）A. 可用25mL碱式滴定管量取20.00mLKMnO4溶液B. 用pH试纸测定溶液的pH时，需先用蒸馏水润湿试纸C. 蒸馏时蒸馏烧瓶中液体的体积不能超过容积的2/3，液体也不能蒸干D. 将金属钠在研钵中研成粉末，使钠与水反应的实验更完全8. 将一小块金属钠投入到硫酸铜溶液中，不可能观察到的现象是（ ）A. 钠熔成小球在液面上滚动 B. 有无色气体生成C. 溶液底部有紫红色物质生成 D. 溶液中有蓝色沉淀生成9. 一小块金属钠投入水中，观察到：（1）钠浮在水面上，说明： ；（2）钠熔成光亮的小球，在水面上四处游动，说明： ；（3）反应后的水溶液中加入酚酞试剂呈红色，说明： 。10. Na与H2 在加热条件下生成NaH。（1）证明NaH是离子化合物的方法是 。（2）NaH与H2O反应，产物为NaOH和H2 ，该反应的化学方程式为 。（3）NaH也能跟液氨、乙醇等发生类似的反应，并都产生氢气，请写出NaH与乙醇反应的化学方程式 。11. 用右图的实验装置可以进行钠跟水的反应实验，并可收集、检验生成的气体。Na的密度为0.97gcm-3 ，煤油的密度为0.87gcm-3。请回答下列问题：（1）液体物质添加完毕后，关闭活栓，打开右边胶塞，向煤油中加入一小块钠，立即塞好胶塞。反应开始前钠的位置在 处（填A、B或C）。（2）反应后，钠在煤油层和水层界面之间上下跳动，反应平缓连续进行，试说明产生上述现象的原因： 。（3）写出钠跟水反应的离子方程式 。（4）本实验除能使反应平缓连续进行、收集并检验气体外，还有一个优点是 ，这是因为 。 12. 将2.3g钠投入97.8g水中，所得溶液的质量分数为多少？钠的化合物（知识点）知识网络图解 Na2O Na2O2 与水、CO2、盐溶液的反应 NaOH 碱的通性、与酸、盐的反应钠的化合物 Na2CO3 NaHCO3 与酸、碱、盐的反应，NaHCO3的不稳定性 NaCl 氯碱工业知识点精析与运用知识点精析知识点1：氧化钠和过氧化钠的比较氧化物氧化钠（Na2O）过氧化钠（Na2O2）结构离子化合物，含有O2，氧元素化合价为2离子化合物，含有O22，氧元素化合价为1类别碱性氧化物过氧化物（非碱性氧化物）颜色、状态白色固体淡黄色固体热稳定性不稳定（加热时被空气氧化）稳定与水反应Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2与CO2反应Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2与酸反应Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2漂白作用无有用途制NaOH作供养剂（用于潜水、航空）；作漂白剂（用于漂白羽毛等）保存干燥、密封干燥、密封鉴别O2，Na，加水产生使带火星的木条复燃的气体互相转变Na2O Na2O2注：1. Na2O2是由活泼的金属元素钠与活泼的非金属元素氧组成的化合物，属于离子化合物。其中钠元素以Na+形式存在，两个氧原子通过共用一对电子结合成一个整体，即O22（过氧根离子），因此该化合物中，阴、阳离子个数比为1:2，Na2O2的电子式为 ，其中氧元素呈-1价。2. 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。Na2O2的漂白性是其强氧化性的表现。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。这一点与次氯酸、次氯酸盐相同，它能漂白的物质种类多，很彻底，不会逆转。3. Na2O2与H2O反应中，电子转移的方向和数目。Na2O2与H2O反应时，其反应过程如下：2Na2O2+4H2O=4NaOH+2H2O2（非氧化还原反应）2H2O2=2H2O+O2（氧化还原反应）总反应式为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2。显然，反应物H2O中的氢、氧两元素的化合价始终没有发生任何变化。反应的实质是-1价氧元素发生了自身氧化还原反应；Na2O2既是氧化剂，又是还原剂；O2是氧化产物。该反应电子转移的方向数目可表示如下： 2e单线桥法：2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2 失2e双线桥发：2Na2O2+4H2O=4NaOH+2H2O+O2 得2e4. Na2O2与CO2的反应，相当于在上边反应的基础上增加CO2与NaOH的反应，所以必须是潮湿的CO2才与Na2O2反应。5. Na2O2是不是碱性氧化物？碱性氧化物是指和酸反应生成盐和水的氧化物。它有以下特征：（1）与酸反应只生成盐和水；（2）与水直接或间接化合生成相应的碱；（3）与酸性氧化物反应生成相应的含氧酸盐；（4）反应中元素的化合价未发生变化。过氧化钠与酸、水或CO2反应时，除生成相应的盐和碱外，还生成了氧气，氧元素的化合价也发生了变化：2Na2O2+2H2SO4 = 2Na2SO4 +2H2O+O22Na2O2+2H2O = 4NaOH+O22Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2所以，Na2O2是金属氧化物，但不是碱性氧化物。知识点2：氢氧化钠（NaOH）俗称烧碱、火碱、苛性钠。1. 主要物理性质：白色固体，易吸收空气中的水而潮解，易溶解于水，并且放出大量的热，水溶液有涩味，有强腐蚀性。2. 主要化学性质：为一元强碱，具有碱的通行。（1）NaOH溶于水后完全电离，能与酸碱指示剂或试纸作用。（2）与酸酐发生反应：如CO2、SO2、SiO2等。反应方程式分别为：2NaOH+ CO2 = Na2CO3 + H2O；2NaOH+ SO2 = Na2SO3 + H2O；2NaOH+ SiO2 = Na2SiO3 + H2O（3）与两性物质反应：如Al2O3、Al(OH)3等。反应方程式分别为：Al2O3 + 2NaOH=2NaAlO2 + H2OAl(OH)3 + NaOH=NaAlO2 + 2H2O（4）与单质反应放出氢气：如铝、硅。反应方程式为：2Al + 2NaOH +2H2O=2NaAlO2 + 3H2Si+ 2NaOH +H2O=Na2SiO3 + 2H2（5）与盐发生复分解反应：如NH4Cl、CuSO4、NaHCO3、Ca(HCO3)2等。例如：NH4Cl与NaOH溶液共热：NH4Cl+NaOH=NaCl+H2O +NH3；NaHCO3溶液与NaOH溶液反应：NaHCO3+NaOH=Na2CO3 + H2O应注意：盛NaOH的试剂瓶需用橡胶塞，不能用玻璃塞。NaOH碱性很强，贮存时若未密闭，表层易变质生成碳酸钠。称量NaOH要放在小烧杯或表面皿里，动作要迅速。不能放在量筒、量杯、纸上称量。不慎将浓NaOH溶液沾在皮肤上，应先用大量水冲洗，然后再涂上硼酸稀溶液。在实验室里常用NaOH溶液吸收氯气，在工业上常用NaOH溶液吸收含一氧化氮和二氧化氮的尾气，以消除污染。实验室制取少量的NaOH溶液可在饱和的Na2CO3溶液中撒入石灰末，加热、过滤。知识点3：碳酸钠和碳酸氢钠的比较俗名纯碱（苏打）块碱小苏打化学式Na2CO3Na2CO310H2ONaHCO3颜色、状态白色粉末无色晶体细小白色晶体溶解性易溶于水，溶液呈碱性较易溶于水（ B. C. D. 6. 某干燥粉末可能由Na2O，Na2O2，Na2CO3，NaHCO3，NaCl中的一种或几种组成。将该粉末与足量的盐酸反应有气体X逸出，X通过足量的NaOH溶液后体积缩小（同温、同压下测定）。若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量。下列判断正确的是（ ）A. 粉末中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3B. 粉末中一定不含有Na2CO3和NaClC. 粉末中一定不含有Na2O和NaClD. 无法肯定粉末里是否含有Na2CO3和NaCl7. 下列离子方程式错误的是（ ） A. 小苏打溶液与烧碱溶液反应 HCO3+OH=CO32+H2O B. 纯碱与盐酸反应 CO32+2H+=H2O+CO2 C. 小苏打溶液与盐酸反应 HCO3+H+=H2O+CO2 D. 过量的二氧化碳气体通入饱和的碳酸钠溶液中 CO32+H2O+CO2=2HCO38. 事实上，许多非金属氧化物在一定条件下能与Na2O2反应，且反应极有规律。如：Na2O2+SO2=Na2SO4，2Na2O2+2SO3=2Na2SO4+O2，据此，你认为下列反应方程式中正确的是（ ）2Na2O2+2Mn2O7=4NaMnO4+O2 2Na2O2+2NO2=2NaNO2+O2 2Na2O2+2N2O3=4NaNO2+O2 2Na2O2+2N2O5=4NaNO3+O2 A. 只有 B. C. D. 9. 现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样。请从下图中选用适当的实验装置，设计一个最简单的实验，测定Na2O2试样的纯度（可供选用的反应物只有CaCO3、约18%的盐酸和水）。请填写下列空白：（1）写出在实验中Na2O和Na2O2分别发生反应的化学方程式 。（2）应选用的装置是（只要求写图中装置的标号） 。（3）所选装置的连结顺序是（填各接口的字母，连接胶管省略） 。10. Na2CO3是一种很重要的化学物质，某学生拟在实验室中制备Na2CO3。下面是他的制备实验过程：将50mLNaOH溶液吸收CO2气体，制备Na2CO3溶液。为了防止通入的CO2气体过量，生成NaHCO3，他设计了如下实验步骤：用25mLNaOH溶液吸收过量的CO2气体，至CO2气体不再溶解；小心煮沸溶液12分钟；在得到的溶液中加入另一半（25mL）NaOH溶液，使溶液充分混合。（1）在中，刚通入CO2时发生的反应是 ；而后又发生反应 ；将以上两个反应分别改写成离子反应式是 、 。中煮沸溶液的目的是 。中混合另一半NaOH溶液后发生的反应是 ，改写为离子方程式是 。评价该同学能否制得较纯净的Na2CO3？ 。（2）按该同学的设计，第步实验装置如下图所示：装置A使用的试剂是 （固体）和 溶液装置B使用的试剂最好是 （选择：水、饱和NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、饱和NaHCO3溶液），作用是 ，不选择其他三种试剂的原因是（简要文字说明） ；写出B中可能发生的离子方程式 ，如果不用B