金属第一讲　钠及其化合物

,一、金属概要,1.从右左、上下，半径增大，金属性增强.越左越下金属性越强（Cs）2.金属元素原子最外层电子数较少(一般3)位于周期表阶梯线左下方,与酸反应,与盐溶液反应,先与水反应后考虑碱与盐反应的可能性,排在前面的金属能把其后面的金属从盐溶液中置换出来,金属活动顺序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu,能置换非氧化性酸中的氢，反应由快到慢；与强氧化性酸均能反应但无H2生成,与非氧化性酸一般不反应，Pt、Au溶于王水,冶炼方法,KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu,注意NaKCl=KNaCl（沸点：NaK）,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,金属之最,地壳含量最丰熔点最高熔点最低密度最小金属性最强延性最好,展性最好导电性最强,Al,钨(W)3410,汞(Hg)39,锂(Li)0.53gcm3,铯(Cs),铂(Pt),金(Au),银(Ag),1了解金属钠的物理性质，掌握其化学性质。2了解钠的重要化合物的主要性质及应用。3焰色反应的概念及钾、钠化合物的检验。,第一讲钠及其化合物,1钠与溶液反应的实验探究。2过氧化钠的特性及其有关计算。3NaHCO3和Na2CO3与酸、碱、盐溶液的反应及其鉴别方法。4有关钠及其化合物的综合推断。,钠及其化合物,回顾、钠和水的反应,（实验3-3）,钠浮在水面上,钠熔化成小球,钠在水面上游动,有嘶嘶的声音,滴有酚酞的液体变成了红色,钠比水轻,反应放出了热量钠的熔点较低,反应放出了气体,生成物呈碱性,反应放出的热量多气体是可燃性气体,2Na+H2O=2NaOH+H2,金属钠与硫酸铜溶液反应的产物?,红嘶浮游熔,一、钠1物理性质(1)Na、H2O与煤油的密度大小比较：。(2)熔点、硬度、具有良好的导电性和导热性。,水钠煤油,低,小,2化学性质(1)与非金属单质的反应Na与O2点燃发生反应的化学方程式为：.Na在常温下露置于空气中的化学方程式为：_。Na与S的反应为：,(2)与水的反应离子方程式为：_。实验现象及解释a“浮”：将钠投入水中，钠浮在水面上。说明钠的密度比水。b“熔”：钠熔化成小球。说明钠的熔点。且该反应是反应。c“游”：小球在水面上四处游动，并伴有嘶嘶声。说明。d“红”：反应后的溶液能使酚酞变红。说明反应生成了。,2Na2H2O=2Na2OHH2,小,低,放热,有气体生成,碱,3制备：电解熔融氯化钠化学方程式：4钠的保存实验室中通常把少量钠保存在或石蜡油中，目的是防止Na与空气中的O2和发生反应。,煤油,水蒸气,将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有沉淀产生的是_。MgSO4溶液NaCl溶液Na2SO4溶液饱和澄清石灰水Ca(HCO3)2溶液,二、钠的重要化合物1氧化钠和过氧化钠请完成下列表格(Na2O和Na2O2的比较),白色固体,淡黄色固体,碱性氧化物,过氧化物(非碱性氧化物),2,1,不稳定(加热时被空气氧化),Na2OH2O=2NaOH,2Na2O22H2O=4NaOHO2,Na2OCO2=Na2CO3,2Na2O22CO2=2Na2CO3O2,Na2O2HCl=2NaClH2O,2.碳酸钠与碳酸氢钠,纯碱或苏打,小苏打,稳定，但结晶碳酸钠(Na2CO310H2O)易风化,CO2H=H2OCO2,HCOH=H2OCO2,Ca2CO32-=CaCO3,2Al33CO3H2O=2Al(OH)33CO2,(1)Na2O2中，阴、阳离子个数比是多少？它是碱性氧化物吗？提示12；不是碱性氧化物，Na2O2与酸反应除生成盐和水外还生成O2。(2)Na2O2为什么表现强氧化性和漂白性？提示因结构中有活泼的1价氧原子，易得电子而表现出强氧化性，其漂白性源自其强氧化性。,向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2，可观察到什么现象？为什么？提示溶液中将析出白色晶体(沉淀)。原因是：发生Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，同温下，NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，生成的NaHCO3的质量比消耗的Na2CO3的大(即消耗106gNa2CO3生成168gNaHCO3)，即溶质增加，反应消耗了水，即溶剂减少，因此出现沉淀，主要原因是。,三、碱金属元素1碱金属元素Li、Na、K的原子结构示意图分别为(1)相同点：最外层都是1个电子。(2)不同点：从Li到Cs电子层数，原子半径。,依次增多,依次增大,2碱金属元素性质的相似性(1)单质均呈色(Cs除外)，有金属光泽，硬度，密度，熔点较低，有良好的导电性和导热性；(2)最高正价均为价；(3)均为活泼金属，氧化物对应的水化物均为碱；(4)单质均能与非金属单质发生反应；(5)单质均能与水发生反应：2M2H2O=2MOHH2(M代表碱金属元素)。,银白,小,较小,1,3碱金属元素性质的递变性(按原子序数递增的顺序)(1)单质的熔、沸点呈现的趋势；(2)元素的金属性逐渐，单质的还原性逐渐；(3)与O2反应的产物越来越复杂，反应程度越来越；(4)与水反应的程度越来越，产物的碱性逐渐。,减小,增强,增强,剧烈,剧烈,增强,四、焰色反应1概念：某些金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现出特殊的颜色，这种现象化学上叫做焰色反应，其属于变化，属于元素的性质。,物理,3常见元素的焰色：钠元素色；钾元素色(透过观察)；铜元素色。4应用：检验元素的存在。,黄,紫,蓝色钴玻璃,黄绿,做焰色反应实验时，为什么用稀盐酸洗涤铂丝而不用稀硫酸？提示铂丝在使用前要用稀盐酸将其表面物质洗净，然后在火焰上灼烧至无色，这是因为金属氯化物在灼烧时易挥发，若用稀H2SO4洗涤铂丝，则由于硫酸盐的熔、沸点较高而难以挥发，会造成对后面实验的干扰。,一个思维模型,NaOH与CO2反应产物的判断,问题征解比较下列两组反应，回答下列问题。一组：Na2O2CO2；Na2O2SO2二组：Na2O2FeCl3(溶液)；Na2O2FeCl2(溶液)问题：(1)写出、两反应的化学方程式。(2)判断、反应中可能发生的现象，为什么？(3)Na2O2在什么情况下表现强氧化性？,必考点16金属钠与溶液反应的性质探究1金属钠与酸溶液反应Na与H2O反应的实质是Na置换H2O电离出的H。酸溶液中H主要由酸电离得到，所以Na投入酸溶液中时，首先与酸反应，且比在纯水中反应剧烈，只有当酸反应完后，才与水反应。例如少量Na投入盐酸中先发生反应：2Na2HCl=2NaClH2。,2钠与盐溶液的反应钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，这是因为金属阳离子在水中一般是以水合离子形式存在，即金属离子周围有一定数目的水分子包围着，不能和钠直接接触，所以钠先与水反应，然后生成的碱再与盐反应。例如钠与氯化铁溶液反应：2Na2H2O=2NaOHH2，3NaOHFeCl3=Fe(OH)33NaCl。,【典例1】有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100mL大试管中先加40mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至胶塞，并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题：,(1)有关钠反应的现象是_(2)大试管里的溶液中出现的现象：_(3)装置中液面的变化：大试管内_；长颈漏斗内_。(4)写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式：_,【应用1】将同样大小的金属钠块分别投入到MgCl2溶液，饱和NaCl溶液，NH4Cl溶液中，各会出现什么现象？,(1)有气泡生成，钠熔化成闪亮的小球且在煤油和FeSO4溶液界面处上下跳动，最终完全溶解(2)下层溶液出现白色絮状沉淀，溶液的颜色逐渐变浅(3)下降上升(4)2NaFeSO42H2O=Fe(OH)2Na2SO4H2,二、有关Na2O2与CO2、H2O的反应2CO22Na2O2=2Na2CO3O22H2O2Na2O2=4NaOHO21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21。2气体体积关系若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量或原混合气体体积的1/2即为生成氧气的量。,必考点17过氧化钠的特性及计算规律一、Na2O2的强氧化性,3固体质量关系相当于固体Na2O2只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看做发生相应的反应：Na2O2CO=Na2CO3，Na2O2H2=2NaOH(实际上两反应都不能发生)。4电子转移关系当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1molO2转移2mole。如：2CO22Na2O2=2Na2CO得2e3O失2e2,5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，可看做Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O(g)发生反应。,【典例2】用脱脂棉包住0.78gNa2O2粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴1mL水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。(1)由实验现象可得出的结论是：Na2O2与H2O反应有氧气生成且反应为_反应。(2)如果用嘴通过细管向脱脂棉中吹气，脱脂棉也能燃烧起来，试写出反应的化学方程式_；若向脱脂棉中吹入的是SO2气体，脱脂棉_(填“能”或“不能”)燃烧起来。,(3)H2和CO的混合气体0.02g通入一盛有0.78gNa2O2的密闭容器中，再通入过量O2，并用电火花引燃使其充分反应，容器中固体增加的质量为_g。,【应用2】(2013江门统考)在一定条件下，使CO和O2的混合气体26g充分反应，所得混合物在常温下跟足量的Na2O2固体反应，结果固体增重14g，则原混合气体中O2和CO的质量比可能是()。A94B11C76D67,必考点18两种重要的钠盐Na2CO3和NaHCO31碳酸钠、碳酸氢钠溶液与盐酸反应的基本图像(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示；(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示；,(3)向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x：y11，其他比例时的图像略)；(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比mn11，其他比例时的图像略)。,2鉴别Na2CO3和NaHCO3的方法(1)热稳定性不同(2)和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下),(3)阴离子不同(4)溶液的酸碱性,3Na2CO3与NaHCO3的相互转化,【典例3】下图表示往某Na2CO3溶液中滴入稀盐酸产生CO2的过程：(1)写出a点以前发生反应的离子反应方程式_,(2)写出a点到b点发生反应的离子反应方程式_(3)若某Na2CO3溶液中含mmolNa2CO3，滴入一定量的稀盐酸，恰好使溶液中Cl和HCO的物质的量之比为21，则滴入的稀盐酸中HCl的物质的量等于_mol(用m表示)。,【应用3】(2013潮州调研)某同学用NaHCO3和KHCO3组成的混合物进行实验，测得实验数据(所用盐酸的物质的量浓度相等)见下表。,下列分析推理不正确的是(双选)()。A盐酸的物质的量浓度为3.0molL1B根据表中数据不能计算出NaHCO3的质量分数C加入9.2g混合物时盐酸过量D15.7g混合物恰好与盐酸完全反应,2(2011北京，11)下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是()。A取a克混合物充分加热，减重b克B取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体C取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克D取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体,3(2010安徽，13)将0.01mol下列物质分别加入100mL蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)()。Na2O2Na2ONa2CO3NaClABCD答案C,(2012上海化学，11)钠是活泼的碱金属元素，钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。完成下列计算：(1)叠氮化钠(NaN3)受撞击完全分解产生钠和氮气，故可应用于汽车安全气囊。若产生40.32L(标准状况下)氮气，至少需要叠氮化钠_g。(2)钠钾合金可在核反应堆中用作热交换液。5.05g钠钾合金溶于200mL水生成0.075mol氢气。计算溶液中氢氧根离子的物质的量浓度(忽略溶液体积变化)。计算并确定该钠钾合金的化学式。,(3)氢氧化钠溶液处理铝土矿并过滤，得到含铝酸钠的溶液。向该溶液中通入二氧化碳，有下列反应：2NaAl(OH)4CO22Al(OH)3Na2CO3H2O已知通入二氧化碳336L(标准状况下)，生成24molAl(OH)3和15molNa2CO3，若通入溶液的二氧化碳为112L(标准状况下)，计算生成的Al(OH)3和Na2CO3的物质的量之比。(4)常温下，称取不同氢氧化钠样品溶于水，加盐酸中和至pH7，然后将溶液蒸干得氯化钠晶体，蒸干过程中产品无损失。,上述实验所用氢氧化钠均不含杂质，且实验数据可靠。通过计算，分析和比较上表3组数据，给出结论。,【常见考点】以实验探究的形式考查钠的相关性质以实验探究的形式考查过氧化钠的相关性质与工农业生产相结合，考查钠及其化合物的综合应用,【常考题型】非选择题,【样题1】钠在空气中燃烧(如图中左图所示)生成产物的固体物质中除有淡黄色粉末外，还有黑色固体物质碳。(1)请假设黑色固体物质产生的可能原因是：假设_假设_假设_,(2)为确认假设的正误，某同学进行如下推断：由于金属钠与氧的结合能力比碳强，因此黑色碳可能是二氧化碳与金属钠发生置换反应而生成。该同学设计实验如下：用打孔器钻取一段金属钠，取中间一小块钠放在充满二氧化碳气体的试管(如上右图所示)中加热，观察到钠燃烧发出黄色火焰，并有淡黄色固体和黑色固体生成，生成的淡黄色固体立即变成白色。请回答下列问题：用打孔器取金属钠的原因是_产生以上现象的化学反应为：_,解析(1)根据反应的条件及反应环境可知生成的黑色物质只能是碳单质。产生碳单质的原因可能是含碳物质的不完全燃烧，也可能是空气中的CO2与Na发