高中化学 钠的其他化合物-碱金属元素课件 人教版

1 Na2CO3和NaHCO3的性质比较 2 有关Na2CO3 NaHCO3 NaOH的综合计算 3 碱金属的原子结构及单质的化学性质 4 焰色反应 5 碱金属元素的有关计算 基础知识回顾一 氢氧化钠1 氢氧化钠是一种色固体 在空气中极易吸收水分而发生 具有强烈的性 俗名有 氢氧化钠是一元强碱 具有碱的通性 2 称量NaOH的方法 因为NaOH具有很强的 在空气中 容易在纸上且能腐蚀纸 进而腐蚀 所以氢氧化钠应放在中称量 为使称量结果较准确 应称量 潮解 腐蚀 白 烧碱 火碱 苛性钠 吸湿性 易潮解 沾附 托盘 玻璃容器 快速 二 碳酸钠和碳酸氢钠 纯碱 苏打 小苏打 碱 小 碱 Na2CO3 H2O CO2 2NaHCO3 三 碱金属元素的原子结构和性质1 结构 1 在周期表中的位置 第族 2 原子结构 相同点 相同 不同点 不同 原子结构示意图为 Na K A 最外层电子数 电子层数 2 性质 1 相似性 最高正价均为价 均为活泼金属元素 氧化物对应的水化物均为 碱金属单质均能和非金属单质发生反应 碱金属单质均能和水发生反应 可表示为 M代表碱金属 1 可溶性碱 2M 2H2O 2MOH H2 2 递变性 按原子序数递增的顺序 原子半径逐渐增大 单质的熔 沸点呈现降低趋势 元素的金属性逐渐 与O2反应的产物越来越复杂 反应程度 与水反应越来越 增强 越来越剧 烈 剧烈 四 焰色反应1 概念 在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色 焰色反应是金属元素的性质 2 用品 或铁 铬丝等 酒精灯 试剂 3 操作 洗 烧 蘸 烧 4 火焰颜色 钠为 钾为 透过蓝色钴玻璃 5 应用 检验金属单质或离子 许多金属及它们的化合物 铂丝 黄色 紫色 自我演练1 2009 四平模拟 盛有NaOH溶液的试剂瓶口常看到有白色固体生成 该固体是 A Na2OB NaOHC NaHCO3D Na2CO3答案 D 2 下列说法不正确的是 A Na2CO3比NaHCO3易溶于水B Na2CO3比NaHCO3稳定C 石灰水能与Na2CO3反应 而不能与NaHCO3反应D 与足量盐酸反应要得到相同质量的CO2 需要NaHCO3的质量比Na2CO3要多 解析 石灰水也能与NaHCO3反应 当石灰水少量时Ca OH 2 2NaHCO3 CaCO3 Na2CO3 2H2O 当石灰水足量时 Ca OH 2 NaHCO3 CaCO3 NaOH H2O 制取相同质量的CO2 例如都制取44gCO2 在盐酸足量的情况下 需NaHCO384g 需Na2CO3106g NaHCO3 HCl NaCl CO2 H2O8444Na2CO3 2HCl 2NaCl CO2 H2O10644答案 CD 3 下列关于碱金属某些性质的排序中 正确的是 A 原子半径 LiNa K Rb Cs 解析 碱金属元素随着核电荷数的增加 电子层数越来越多 原子半径越来越大 失电子能力越来越强 即其单质的还原性越来越强 碱金属元素随着核电荷数的增加 其熔 沸点越来越低 其密度总的趋势是逐渐增大的 但K反常 即K的密度小于Na的密度 综上所述 只有A项正确 答案 A 4 实验室因保存不慎会使烧碱溶液变质 这是因为 为了检验一瓶烧碱溶液是否变质 应取少量试样溶液 向其中加入 若出现 的现象 说明烧碱溶液已变质 为了除去变质烧碱溶液中所含的杂质而将烧碱溶液提纯 应加入的试剂是 其主要的实验操作是 答案 NaOH吸收空气中的CO2生成Na2CO3的缘故少量盐酸气体逸出适量的石灰水滴加石灰水至不再产生沉淀时为止 经过滤 滤去残渣即可 1 制备物质 1 浓氨水和NaOH固体混合快速制氨气 2 制备一些难溶性碱 MgCl2 2NaOH Mg OH 2 2NaClFeSO4 2NaOH Fe OH 2 Na2SO4 2 吸收物质 1 氢氧化钠易从空气中吸收水分及CO2等酸性气体 故在实验中可做干燥剂 吸收实验中产生的SO2等有毒残余气体 且应密闭存放 2NaOH CO2 Na2CO3 H2O2NaOH SO2 Na2SO3 H2O 2 实验室制取氯气时 多余的氯气用NaOH溶液吸收防止污染 2NaOH Cl2 NaClO NaCl H2O 3 证明物质的性质 1 证明Al Si单质都能与强碱溶液发生反应生成氢气 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 2 证明Al2O3 Al OH 3是两性氧化物和两性氢氧化物 用Al2O3 Al OH 3分别与强酸和强碱反应 其中与强碱反应的化学方程式为 Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2OAl OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O 3 证明铵盐都能与碱反应 铵盐与碱共热都有NH3产生 4 证明苯酚的酸性 在苯酚与水形成的乳浊液中加入NaOH溶液振荡 溶液澄清 C6H5OH NaOH C6H5ONa H2O 4 鉴别物质 1 鉴别NH NH OH NH3 H2O放出无色有刺激性气味的气体 该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 2 鉴别Al3 Al3 3OH Al OH 3 加入适量的NaOH产生白色胶状沉淀 Al OH 3 OH AlO 2H2O 加入过量的NaOH沉淀溶解 加氨水沉淀不溶解 3 鉴别Fe2 Fe2 2OH Fe OH 2 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3产生白色絮状沉淀 立即变成灰绿色 最终变成红褐色 4 鉴别Fe3 Fe3 3OH Fe OH 3 产生红褐色沉淀 例1 含8 0gNaOH的溶液中通入一定量的H2S后 将得到的溶液小心蒸干 称得无水物7 9g 则该无水物中一定含有的物质是 A Na2SB NaHSC Na2S和NaHSD NaOH和NaHS 解析 在NaOH溶液中通入H2S 因H2S的量不同 其蒸干固体物质有以下几种可能 NaOH和Na2S Na2S Na2S和NaHS NaHS 故排除D选项 NaOH和NaHS不能共存 8 0gNaOH为0 2mol 由Na守恒可以计算得出 当NaOH完全变为Na2S时 生成0 1molNa2S 即7 8g 当NaOH完全变为NaHS时 生成0 2molNaHS 即11 2g 由7 8g 7 9g 8 0g和7 8g 7 9g 11 2g可知 7 9g无水物可能为Na2S和NaOH的混合物 也可能为Na2S和NaHS的混合物 所以其中一定含有Na2S 答案 A 2009 南京质检 用1L1 0mol L的NaOH溶液吸收0 8molCO2 所得溶液中CO和HCO的物质的量浓度之比约是 A 1 3B 1 2C 2 3D 3 2答案 A Na2CO3和NaHCO3作为碳酸的正盐和酸式盐 二者既有区别又有联系 分析如下 1 都能与强酸 H 反应产生CO2 但反应的剧烈程度不同 根据反应的剧烈程度可进行鉴别 向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液 开始时酸过量 2HCl Na2CO3 2NaCl CO2 H2O 若向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸 开始时酸不足 HCl Na2CO3 NaCl NaHCO3 无气泡 HCl NaHCO3 NaCl CO2 H2O 由以上分析可知 不同的滴加顺序产生不同的现象 这就是不用其他试剂就能鉴别Na2CO3溶液和盐酸的原理 2 遇石灰水时 反应的离子方程式虽不同 但都能反应生成CaCO3沉淀 故不能用石灰水鉴别它们 3 遇NaOH溶液时 Na2CO3不反应 NaHCO3反应 但由于没有明显现象 故不能用NaOH溶液鉴别它们 4 NaHCO3不稳定 受热分解可生成Na2CO3 这说明Na2CO3比NaHCO3稳定 同时也可用加热法除去混在Na2CO3中的NaHCO3 5 CO2通入NaOH溶液 CO2少量时生成Na2CO3 CO2过量时 发生 CO CO2 H2O 2HCO 的反应 最终生成NaHCO3 故用通CO2的方法可除去混在NaHCO3溶液中的Na2CO3 Na2CO3的溶解度大于NaHCO3 在一定温度下向饱和的Na2CO3溶液中通入CO2 会析出NaHCO3晶体 Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO3 例2 碳酸氢钠受热易分解为碳酸钠 现加热5 00g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物 使碳酸氢钠完全分解 混合物质量减少了0 31g 则原混合物中碳酸钠的质量为 A 3 38gB 4 58gC 4 16gD 4 41g 解析 假设原混合物中NaHCO3的质量为x 则 2NaHCO3Na2CO3 H2O CO2 m84 210684 2 106 62x0 31g解得 x 0 84g 原混合物中Na2CO3的质量为 5 00g 0 84g 4 16g 答案 C 2009 景德镇统考 下列有关NaHCO3和Na2CO3性质的比较中 正确的是 A 热稳定性 Na2CO3 NaHCO3B 常温时在水中的溶解度 Na2CO3 NaHCO3C 等质量的NaHCO3和Na2CO3与稀盐酸反应产生CO2的量 Na2CO3 NaHCO3D 等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量稀盐酸反应 NaHCO3放出的CO2多 解析 由NaHCO3 CO2 Na2CO3 CO2 知mgNaHCO3或Na2CO3与足量盐酸反应生成CO2物质的量分别为mol mol 故C项正确 同理1molNaHCO3或Na2CO3与足量盐酸反应后均生成1molCO2 D项错误 答案 C 1 结构特点碱金属元素最外层都只有1个电子 并且在各自的周期中 碱金属元素的原子半径又都是最大的 这就决定了它们都是容易失去电子的活泼的金属元素 随着电子层数的逐渐增多 原子半径逐渐增大 同一主族元素的金属性逐渐增强 2 化学性质 1 跟卤素反应 生成相应的卤化物 2 跟氧气反应 生成氧化物 过氧化物等 碱金属都能跟氧气直接反应生成氧化物 除锂之外 其他碱金属还能跟氧气反应生成过氧化物 钾 铷等还能跟氧气反应生成更复杂的氧化物 如超氧化钾KO2 说明它们的性质存在不同点 3 跟水反应 生成氢氧化物同时放出氢气 碱金属元素随着核电荷数的增加 跟水反应的剧烈程度增加 如用颗粒大小相近的钠和钾与水反应的情况比较 可以看到它们都浮在水面上 并形成 小球 但钾形成了紫色的 小火球 说明钾跟水反应放出更多的热量 引气氢气的燃烧 并使钾呈现出特殊的焰色 紫色 钠的 小球 只在水面上游动 而钾的 小火球 不但游窜而且还伴随着轻微的爆炸 这些现象说明钾与水的反应比钠与水的反应更为剧烈 铷和铯遇水则发生爆炸 说明它们的性质之间存在着递变性 例3 以下各项叙述中错误的是 A 原子半径由小到大的顺序是Li Na K Rb CsB 同一种碱金属元素的离子半径比原子半径小C 碱金属单质的密度比较为Li K Na RbD 碱金属离子的氧化性比较为Li Na K Rb 解析 选项A 同族元素核电荷数越大 原子半径越大 正确 选择B 金属原子失去电子后 半径减小 正确 选项C K的性质出现反常现象 其密度比钠小 正确 选项D 随核电荷数的增大 碱金属原子的还原性逐渐增强 对应阳离子的氧化性逐渐减弱 错误 答案 D 关于铯及其化合物的以下说法中不正确的是 A 氢氧化铯是一种强碱B 铯与水或酸溶液的反应剧烈 都生成氢气C 碳酸铯经加热可生成氧化铯和二氧化碳D 无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4 解析 铯与钠元素的原子结构有相似之处 最外层电子数为1 都是典型的金属元素 化合价为 1价 对应的氢氧化物都是强碱 铯的原子半径比钠的原子半径更大 核对外层电子的束缚能力更小 所以铯比钠的金属活动性更强 也可与水或酸反应生成氢气且比钠更剧烈 无水硫酸铯的化学式应与无水硫酸钠的化学式相似 因此A B D都是正确的 钠或其他碱金属的碳酸正盐加热时不分解 因此C选项是不正确的 答案 C 1 焰色反应焰色反应是指多种金属或它们的化合物灼烧时使火焰呈现特殊颜色的现象 在此过程中没有生成新物质 只是电子能量的变化产生不同波长的光 是金属或它们化合物的特征颜色 属于物理性质 2 焰色反应中应注意的几个问题 1 焰色反应所用火焰本身应为无色火焰 否则会干扰实验的观察 采用酒精喷灯较理想 若用酒精灯焰 则要使用其外焰 2 蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色 同时熔点要高 不易被氧化 用铂丝效果最好 也可用铁丝 镍丝 钨丝来代替 3 金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净 然后在火焰上灼烧至无颜色 这是因为金属氯化物灼烧时易气化而挥发 以除去能起焰色反应的少量杂质 4 观察钾的焰色时 要透过蓝色的钴玻璃片 因为钾的化合物中常混有含钠的化合物 蓝色钴玻璃可以滤去黄光 以看清钾的浅紫色火焰 3 焰色反应的操作步骤 1 洗 2 烧 3 蘸 4 烧 5 观 4 应用 1 检验离子 2 焰火 烟花 5 焰色钠元素 黄色钾元素 紫色 隔蓝色钴玻璃观察 例4 2009 湖北模拟 下列对进行焰色反应实验操作注意事项的说明 正确的是 钾的火焰颜色 要透过蓝色钴玻璃观察 先把铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同 再蘸被检物质 每次实验后 要用盐酸把铂丝洗净 实验时最好选择本身无颜色的火焰 没有铂丝 也可用光洁无锈的铁丝代替A 仅有 不正确B 仅有 不正确C 仅有 不正确D 全对 解析 焰色反应成功的关键是避免杂质和其他颜色的干扰 这就必须有 滤去黄光 除去铂丝上的杂质 本身颜色越微弱的火焰焰色反应时干扰越小 被检验物质的火焰颜色越明显 焰色反应除用铂丝外 还可用光洁无锈的铁