广东省惠东县高考化学一轮复习第三章金属及其化合物第1讲钠及其氧化物、其他常见化合物、碱金属元素课件.ppt

2016年全国考试说明 金属部分 常见金属元素 如Na Al Fe Cu等 1 了解常见金属的活动顺序 2 了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用 3 了解合金的概念及其重要应用 以上各部分知识的综合应用 惠东中学化学科组 杨关敬 第1讲钠及其化合物 第一课时 一 金属概要1 金属的原子结构及位置特征从右 左 上 下 半径增大越左越下金属性越强 Cs 最外层电子数较少 一般 3 位于周期表阶梯线左下方 原子半径较大 同周期 处于各周期的前中部 2 金属活动顺序及其应用 条件 产物 不与水反应 单质还原性 与O2化合难易 易难 KCaNaMgAlZnFeSnPb H CuHgAgPtAu 冷水强碱 氢气 热水碱 氢气 高温水蒸汽金属氧化物 氢气 与酸反应 KCaNaMgAlZnFeSnPb H CuHgAgPtAu KCaNaMgAlZnFeSnPb H CuHgAgPtAu 注意Na KCl K NaCl 沸点 Na K 电解法 还原法 常见还原剂 H2 CO C Al 加热分解法 物理富集法 浓硝酸与浓盐酸按体积比1 3组成的混合物叫王水 3 金属之最 地壳含量最丰 熔点最高 熔点最低 密度最大 密度最小 硬度最大 硬度最小 延性最好 展性最好 导电性最强 Al 钨 W 3410 汞 Hg 39 锇 Os 22 57g cm3 锂 Li 0 53g cm 3 铬 Cr 铯 Cs 铂 Pt 金 Au 银 Ag 二 钠和钠的化合物1 Na为中心的知识网络 H2 Ca OH 2 KCl 碱石灰 CH3COOH 1 2 5 6 7 8 10 Na2SNa2ONa2O2NaCl NaHNaNaOHNa2CO3NaHCO3 C2H5ONaKC6H5ONaCH3COONa C2H5OH 4 3 9 书写上述转化的化学方程式 并注意反应现象及细节 1 2 钠的物理性质 银白色 固体 软 小 低 良好 Na2SNa2ONa2O2 NaHNaNaOH C2H5ONaKC6H5ONa NaCl NaN3 Ti 一 与非金属氧气 氯气 硫 氢气 氮气等二 与水及溶液等反应水乙醇 苯酚 盐酸 比较上述反应的快慢及对应物质的碱性强弱 氯化氨 硫酸铜三 与熔融的氯化钾 氯化钛 3 钠的化学性质 方法1 方法2 方法3 问题1 请设计尽可能多的实验 完成钠与水的反应实验 并验证产物 实验步骤及现象 在广口瓶内加适量蒸馏水和2滴酚酞试液 如图2装置好仪器 在广口瓶胶塞的大头针上扎一块比豆粒略大的金属钠 立即盖上胶塞 接着形成美丽的红色喷泉 同时可看到钠与水剧烈反应 钠熔化成小球 在水面上四处游动 喷泉可维持半分钟 问题2 请利用钠与水反应设计喷泉实验 要求喷出红色喷泉 实验说明 分液漏斗中加入水的体积必须大于烧瓶容积的一半 这样流入烧瓶的水与原烧瓶中的煤油接近充满烧瓶 保证烧瓶中的空气被完全排开 不会给氢气的点燃带来意外事故 思考 将钠放入苯与水的混合物中有何现象 并加以解释 问题3 请设计完成钠与水的反应实验 要求产生氢气必须缓慢并验证产物 问题1 实验中不用测量产生氢气的体积 就可以得到钠的相对原子质量 请问实验中应该测量那些数据 问题2 干燥管的作用是什么 若不用 测得的钠的相对原子质量比实际值大还是小 问题4 请利用钠与水的反应设计测得钠的相对原子质量的最简便实验 要求不测气体体积 把小块金属钠分别投入饱和NaCl溶液 NH4Cl溶液 CuSO4溶液的烧杯里的现象和反应 钠溶解 放出无色无味气体 析出晶体 2Na 2H2O 2NaOH H2 钠溶解 有刺激性气味气体放出 2Na 2NH4Cl 2NaCl H2 2NH3 钠溶解 放出无色无味气体 有蓝色沉淀 2Na 2H2O CuSO4 Na2SO4 H2 Cu OH 2 4 钠的存在 保存与制取 元素存在形态 游离态 以单质形态存在 化合态 以化合物形态存在 存在 钠在自然界里没有游离态 只能以化合态存在 食盐 NaCl 纯碱 Na2CO3 10H2O 硝酸钠 NaNO3 保存 隔绝空气和水 加煤油密封 制取 电解熔融的氯化钠 5 钠的用途 1 制Na2O22 制Na K合金 做原子反应堆导热剂3 高压钠灯4 还原贵重金属 和氧气反应 钠的导热性 黄光射程远 透雾力强 钠具有还原性 1 金属钠露置在空气中的变化过程 银白色金属钠 表面变暗 出现白色固体 表面变成溶液 Na Na2O NaOH NaOH潮解 出现白色固体 白色粉末 Na2CO3 10H2O Na2CO3 6 钠的化合物 例1 取等量的两小块钠 将其中一份直接投入水中 另一份用铝箔包好 刺上多个小孔 用镊子夹住放入水面下 充分反应后 两种操作 反应放出的H2量是否相等 解析 Na投入水中 熔成小球浮在水面上 部分Na就会与空气中的O2反应 生成Na2O Na2O与H2O反应只生成NaOH 无H2放出从而减少了与H2O反应的Na 也即影响产生H2量 Na在水下反应 避免了氧化 同时生成的NaOH又与铝箔反应 能进一步产生H2 故产生的H2量 2 比较钠的两种氧化物 2 1 2 1 颜色 注意 过氧化钠不属于碱性氧化物 氧元素的化合价为 1价 既有氧化性又有还原性 但以氧化性为主 且氧化性强 其水溶液有消毒 杀菌 漂白作用还可用于供氧 过氧化钠与水 二氧化碳 酸以及某些盐溶液反应时 本身既是氧化剂 又是还原性 所发生的反应 常常是自身氧化还原反应 当过氧化钠遇到还原性物质如 I Fe2 SO2 SO32 等物质时 表现出氧化性 其还原产物是水 或碱 当过氧化钠遇到强氧化性的物质如酸性条件下的高锰酸钾 则过氧化钠体现出还原性 其氧化产物为氧气 Na2O SO2 Na2O2 SO2 Na2O2与水反应的实验探究问题 问题1 设计实验验证过氧化钠与水反应的产物 问题2 用脱脂棉包住0 2gNa2O2粉末 置于石棉网上 往脱脂棉上滴水 可观察到脱脂棉燃烧起来 由上述实验现象得出的结论是 过氧化钠与水反应系列实验的研究报告 Na2O2与H2O CO2反应放出的氧气中氧原子来自于O22 Na2O2与H2O CO2反应的差量型计算差量法在此的的运用有质量差量和体积差量两种题型 解题思路是从化学反应的原理出发 巧妙地找出产生差量的原因 列比例求解 有时还可以结合元素守恒 合并化学方程式进行巧解 Na2O2与CO2的反应可以看成是Na2O2与CO2中的 CO 化合 质量增加量为CO的质量 Na2O2与H2O反应可以看成是Na2O2与H2O中的 H2 化合 质量增加量即为 H2 的质量 由此可得出若某化合物化学式符合 CO m H2 n的形式 只要有O2存在 在不断用电火花引燃的条件下 也完全被Na2O2吸收 如甲醛HCHO 可写成 CO H2 乙酸 CH3COOH 可写成 CO 2 H2 2 葡萄糖C6H12O6 可写成 CO 6 H2 6 等 若某物质不能写 CO m H2 n的形式 也可以根据组成加氧或减氧 加氧或减氧后的质量即Na2O2增加的质量 如1molC2H6与足量的氧气反应后 生成的气体通入足量Na2O2吸收 吸收后的Na2O2增加的质量为 CO 2 H2 3 28 2 6 62g 而1molC2H4O 1molCH2O2则为多少呢 体积差量则根据相应的化学方程式找到对应的体积变化量 Na2O2和NaHCO3两固体混合物于密闭容器中加热后残留固体的成分判断当两种固体加热时 NaHCO3先分解 所产生的H2O和CO2均能被Na2O2吸收 在此可以看成Na2O2先吸收CO2生成Na2CO3 而后再吸收H2O生成NaOH 同时注意分解时的温度 若在100 以上 H2O是以气态形式存在 但不管是什么温度 产生的气体中总有O2存在 例2 向紫色石蕊试液中加过量的Na2O2粉末 振荡 正确的叙述是 A 溶液仍为紫色B 最后溶液变为蓝色C 最后溶液褪色D 有气泡产生 例3 把agNa2O和a1gNa2O2分别加入等质量的bg水中 足量 结果得到同浓度的溶液 则a a1的关系是 CD 62 78 例4 一定温度下 mg下列物质在足量的氧气中充分燃烧后 产物与足量的Na2O2充分反应 Na2O2增加了ng 且n m 符合此要求的物质是 H2 CO CO和H2的混合物 HCOOCH3 CH3CHOA B C D A 例5 在150 时 11 6克二氧化碳和水与足量过氧化钠充分反应后固体增重3 6克 则原混合气体的平均相对分子质量为 A5 8B11 6C23 2D46 4 例6 思考如何测定一定量氧化钠与过氧化钠混合物中氧化钠的质量分数 例7 含有A B C D四种固体物质 在常温下可以跟水发生化学反应 生成a b c d四种气体 其中a b是单质 c d是化合物 d是4核10电子的分子 这四种气体间发生的化学反应如下 a dM Wa bMa cM N其燃烧产物M是无色液体 N W均为常见的无色气体 1 a b c d这四种气体的化学式是 2 固体A可能是 固体B可能是 固体C可能是 固体D可能是 答案 1 O2 H2 C2H2 NH3 2 Na2O2 Na CaC2 Mg3N2 3 比较碳酸钠和碳酸氢钠 NaHCO3 与OH 反应 晶体成分 注意 Na2CO3 NaHCO3组成的有关混合物的计算这类题通常计算时借助极端分析法 元素守恒法进行讨论 CO2与NaOH反应 在减压低温下蒸发溶液 得一定量的固体的问题 一定量NaOH与NaHCO3的混合物在一定温度下的密闭容器中加热 充分反应后排出气体冷却后得到一定量的固体的问题 一定量的Na2CO3 NaHCO3 或再混有NaOH 组成的混合物在双指示剂指示下用盐酸滴定的问题 思考 1 如何鉴别Na2CO3和NaHCO3 晶体受热 向溶液中加入CaCl2 滴加少量稀盐酸 测定溶液pH 思考 2 如何制备Na2CO3和NaHCO3 NaHCO3的制取 Na2CO3的制取 减压低温蒸发溶液 饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体后过滤得晶体 侯氏制碱法 饱和食盐水和浓氨水混合液中通入CO2可制得NaHCO3晶体 NaHCO3受热分解 NaHCO3与NaOH反应 例6 四个密闭容器中分别各有1mol下列物质 Na2O2 Na2O2 Na2O2 Na2CO3NaHCO3NH4HCO3Ca HCO3 2NaHCO3现加热至300oC 反应完全后排出气体 四个容器中残留固体物仅为Na2CO3的容器是 A B C D B 例7 碳酸钠与碳酸氢钠的混和物xg 加热分解后 所得固体的质量是yg 求已分解的碳酸氢钠的质量 解 差量法 z 第1讲碱金属元素 第二课时 惠东中学化学科组 杨关敬 除了青春 拼搏和时间 其他什么都不属于我们 广东考试说明要求 1 理解碱金属元素的相似性和递变性 2 了解焰色反应 并能用焰色反应检验钠 钾等元素 1 碱金属元素的原子结构及性质比较 金属性逐渐增强 2 碱金属的物理性质 颜色和状态 颜色和状态 增大趁势 钾除外 逐渐减小 逐渐减小 与O2反应 反应不如钠剧烈 生成Li2O 点燃剧烈燃烧 生成Na2O2 燃烧更剧烈生成比过氧化物复杂的氧化物 遇空气立即燃烧 生成更复杂的氧化物 Li Na K Rb Cs 与H2O反应 剧烈 生成H2 更剧烈 生成H2 轻微爆炸 生成H2 遇水立即燃烧 爆炸 结论 差异性 还原性逐渐增强 3 碱金属的化学性质 相似性 化学性质活泼 有强还原性 1 钠的用途 1 钠可以用来制取过氧化钠等化合物 2 钠和钾的合金 钾的质量分数为50 80 在室温下呈液态 是原子反应堆的导热剂 3 钠也应用在电光源上 高压钠灯发出的黄光射程远 透雾能力强 对道路平面的照度比高压水银灯高几倍 4 钠还是一种很强的还原剂 可以把钛 锆 铌 钽等金属从它们的卤化物里还原出来 钠灯 4 碱金属的用途 2 锂电池是一种高能电池 锂有机化学中重要的催化剂 锂制造氢弹不可缺少的材料 锂是优质的高能燃料 已经用于宇宙飞船 人造卫星和超声速飞机 3 钾的化合物最大量的用途是做钾肥 硝酸钾还用于做火药 4 铷 铯主要是用于制备光电管 真空管 铯原子钟是目前最准确的计时仪器 锂电池 5 焰色反应 1 原理 某些金属或其化合物灼烧时使火焰呈现出特殊的颜色 2 操作 把铂丝用盐酸洗涤后灼烧 反复多次 至火焰变为无色 用干净的铂丝蘸一些溶液 放到酒精灯火焰上灼烧 3 应用 1 离子检验 物质鉴别 2 焰火材料 焰色反应 主要用于检验或鉴别钠 钾等单质及其化合物的存在钠 黄色 钾 浅紫色 透过蓝色钴玻璃 要注意 焰色反应不是化学变化 而是一种物理现象 思考 1 为什么Li与H2O反应比Na与H2O反应缓慢得多 解析 一方面Li的活泼性弱于Na 另一方面是因为生成的LiOH微溶于水 覆盖在Li表面 使Li与H2O的接触面减小 反应速率降低 值得一提的是 根据周期表中对角线相似规则 Li与Mg的化合物性质有相似性 如Mg OH 2MgCO3MgF2难或微溶于水LiOHLi2CO3LiF 水溶性相似 思考 2 碱金属均可保存在煤油中吗 解析 选择合适的保护液 必须符合以下条件 不能与待保护的物质发生化学反应 如乙醇能与Na等反应 故不能用醇 酸类等有机物 密度比待保护的物质密度小 只有让待保护物沉降在保护液下 才能起到不与空气接触的目的 即液封 否则 浮在液面上 照常与空气接触 故Li不能用煤油保存 应保存在石蜡或凡士林中 例8 有A B C D四种物质的水溶液 焰色反应均为黄色 A为酸性 B为碱性 C D为两种盐 在A的水溶液里加入HNO3酸化的BaCl2溶液 产生白色沉淀 A与B C D反应时 B无明显现象 C D均能产生无色无臭气体 并能使澄清石灰水变浑浊 B D也可以等物质的量相互反应生成C 试回答 1 写出化学式A B C D 2 B与D作用的离子方程式为 3 A与D作用的离子方程式为 4 A显酸性的原因 用离子方程式表示 NaHSO4 NaOH Na2CO3 NaHCO3 OH HCO3 H2O CO32 H HCO3 H2O CO2 NaHSO4 Na H SO42 例9 取1 4g由某碱金属 R 及其氧化物 R2O 组成的混合物 使之与足量的水反应 蒸发反应后的溶液 得到1 79g无水晶体 通过计算 1 判断该金属是哪一种金属 2 原混合物中R和R2O的质量各是多少 1 解析 极端假设法本题若用常规思路直接列方程计算 很可能中途卡壳 劳而无功 这里我们用极端假设法解之 假定1 4g物质全是金属单质 设为R 则 R ROH mR17求出R 611 40 1 79 1 40 再假定1 40g物质全是氧化物 设为R2O R2O 2ROH m2R 16181 40 1 79 1 40 求出R 24 3 既然1 40g物质是R和R2O的混合物 则R的原子量应介于24 3 61之间 题中已指明R是碱金属 原子量介于24