学案钠其它常见化合物碱金属元素

1、学案13钠的其它常见化合物碱金属元素考纲要求1从原子的核外电子排布，理解IA族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。2了解Na2CO3和NaHCO3的性质、转化和制法。回扣教材誓实基础知识点一钠的其它常见化合物1. 氢氧化钠(NaOH)(1) 物理性质：NaOH的俗名为烧碱、火碱或苛性钠；它是一种 色体，溶于水并放出大量的热，有 性；易吸收空气中的水分而 。(2) 化学性质具有碱的通性 能使酸碱指示剂变色。 与强酸反应的离子方程式为： 。 与酸性氧化物、两性氧化物反应：如与Al 2O3反应的离子方程式为： 与盐反应如与NH4、Cu2+反应的离子方程式分别为:如与HCO$反应的离子方程式为: 与

2、单质反应如与Al、Si反应的离子方程式分别为:(3) NaOH的制取 土法制碱：Na2CO3+ Ca(OH)2=CaCO3 J + 2NaOH ;电解 现代工业制碱：2NaCl + 2H2O=2NaOH + 出匸 + Cl? f。(4) NaOH在有机反应中的应用提供碱性环境，如：卤代烃的水解和消去反应，酯类的水解和油脂的皂化。 【问题思考1. 实验室称量 NaOH固体时应注意什么问题？2. 盛放NaOH溶液等碱性溶液的试剂瓶为什么不用磨口玻璃塞？2.碳酸钠和碳酸氢钠的比较磯霰氢钠物 理 性白鱼晶体嘲小白邑晶协水榕性性易榕于术(但 岀忖叫8榕 解度小耀液不稳定.受热与H 1反应与腫反应与W不辰

3、魚但 匚古 #匸叶 匚辺q Ci知识点二碱金属兀素1. 碱金属兀素Li、Na、K的原子结构示意图分别为 、。相同点：最外层都是 个电子。(2) 不同点：从Li到Cs电子层数 ，原子半径 。2. 碱金属元素性质的相似性 单质均呈色(Cs除外),有金属光泽，硬度,密度,熔点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 ;(4) 单质均能与非金属单质发生反应；(5) 单质均能和水发生反应：2M + 2H2O=2MOH + (M代表碱金属)。3. 碱金属元素性质的递变性(按原子序数递增的顺序) +0W t HCOj-0也 I i11,0(J i 20H-

4、 +2HC0f=Ca匚比I '匸笛 + 2%口 (喊不 足3HC0/ 4 EAl(Ohj I t ko4 r主耍用途璇璃、谡纸、制宜、洗煤灭火器相互转化+夕沧抚舉IN屯匚口工CD圖(加知，丽(帕口旳 NaHCD【问题思考】3.向饱和Na2CO3溶液中通入过量的 CO2，可观察到什么现象？为什么?(1) 单质的熔、沸点呈现趋势；(2) 元素的金属性逐渐 ，单质的还原性逐渐 ;(3) 与 02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 。知识点三焰色反应1. 焰色反应的概念其属于变化,某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色, 属于

5、元素的性质。2. 焰色反应的操作酒精灯蘸取酒精灯用盐酸酒精灯工铂丝灼旷无色待测物灼旷观祭火焰颜色洗着铂丝砒汀无色。3. 常见元素的焰色钠元素色；钾元素 色(透过观察)；铜元素 色。【问题思考】4 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?课室港动匡|黑酸脊点硏析热点一、Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法1 根据热稳定性不同2. 根据和酸反应生成气体的速率不同鉴别3. 根据阴离子不同用盐溶液鉴别4. 根据溶液的酸碱性鉴别典例导悟1】(2011山东青岛统考)某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白 色固体，用不同的方法做了以下实验，如图IW所示。IF(1) 只根据图i、n所示实

6、验，能够达到实验目的的是(填装置序号)o(2) 图川、w所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为 ;与实验川相比，实验"的优点是(填选项序号)oA. W比川复杂B. W比川安全C .W比川操作简便D .W可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而川不行(3) 若用实验W验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管 B中装入的固体最好是(填化学式) o(4) 将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应， 当石灰水过量时，其离子方程式为： ; 当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2: 1时，所得溶液中溶质的化学式为二、C02与NaOH溶液反应的计算 思维模型迄怙耳出用齡打稈式师打Mt?同誉:

7、丁¥ ' TI+COjNaDO j+t IQ=|"N aOU+COx = NdlOOj典例导悟2】 充分反应后溶液中A . 1 : 1听课记录：标准状况下，将3.36 L C02 气体通入 200 mL 1.00 mol-1 NaOH溶液中,c(CO3-)与c(HCO-)的比值为(不考虑CO2-、HCO3的水解)()B. 1 : 2C. 2 : 1三、Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应1. 盐酸逐滴加入Na2CO3溶液(1) 现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。(2) 反应：无明显现象时反应的离子方程式：CO3-+ H + =HCO3,无色气体放出时反应的离

8、子方程式：HCO- + H =C02 f+ H2O。2. Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中(1) 现象：有无色气体放出。(2) 反应的离子方程式： CO2-+ 2H + =CO2f + H2O03. 碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图象的归纳总结(1) 向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗 HCI的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示；(2) 向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗 HCI的体积与产生 CO?的体积的关系如图2所示;(3) 向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCI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 : y= 1 :

9、 1，其他比例时的图象略);(4) 向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCI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 m ： n= 1 : 1，其他比例时的图象略)。典例导悟3取等物质的量浓度的 NaOH溶液两份A和B,每份10 mL,分别向A、B 中通入不等量的 CO2，再继续向两溶液中逐滴加入0.1 mol L一1的盐酸，标准状况下产生的CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系如下图所示，试回答下列问题：（2）曲线A表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质成分是 ，其物质的量之比为。（3）曲线B表明，原NaOH溶液

10、中通入CO2后，所得溶液加盐酸后产生 CO2气体体积（标准状况）的最大值为 mL。高考集训题组一钠的重要化合物100 mL蒸馏水中，恢复至室温,）（ ）1. （2010安徽理综，13）将0.01 mol下列物质分别加入 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 Na2O2 Na2O NazCOs NaClA . > > > B . > C .二 ' >D .二 >二2. （2009全国理综II , 8）下列叙述中正确的是（）A .向含有CaCO3沉淀的水中通入 CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCOs沉淀

11、生成B .向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1 : 2C. 等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应， 在同温同压下，生成的CO?体积 相同D .向Na2CO3饱和溶液中通入足量 CO2，有NaHCOs结晶析出 题组二碱金属单质及其化合物 题组一 Na2CO3、NaHCO 30 0.1 0.2 030 O.i OJ 0.3 VIHCIJ/LB4. 判断正误（1）Li在氧气中燃烧主要生成Li 202（）（2010全国理综I 7A）（2）K与水反应比Li与水反应剧烈。（）（2010重庆理综8C）A . 3.18 g3. （201

12、0 海南，15）C. 5.28 gD. 4.22 gB. 2.12 g考点集训A是自然界存在最广泛的n A族元素，常以化合物F存在。从单质A起始发生的一系列 化学反应可由右图表示：请回答下列问题：（1）A 与水反应的化学方程式为 , E与水反应的化学方程式为 ;（2）F的化学式为 , G和D的电子式分别为 和;D与H反应可能生成的盐有 （填化学式）;（4）实际生产中，可由F为原料制备单质 A，简述一种制备方法题组二焰色反应4. 用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色。下列判断正确的是（）A .只含有Na*B .一定含有Na*，可能含K +C .既含有Na*，又含K*D

13、 .可能含有Na*，可能含有K*题组三碱金属元素的结构与性质递变规律5. 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*6. 以下对锂、钠、钾、铷、铯的叙述中不正确的是（）氢氧化物中碱性最强的是氢氧化铯单质熔点最高的是铯它们都是热和电的良导体它们的密度依次增大，且都比水密度小它们的还原性依次增强对应离子的氧化性依次增强A .B .C.D .

14、题组四实验探究7. （2010昆明模拟）我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出 贡献。以NaCI、NH3、CO2等为原料先制得 NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方 程 式为：NH3 + CO2 + H2O=NH4HCO3 ； NH4HCO3 + NaCI=NaHCO 3 J + NH4CI ;人2NaHCO 3=Na2CO3+ CO2T + 出0。I .原理分析碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是 。a. 碳酸氢钠难溶于水b. 碳酸氢钠受热易分解c. 碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶析出n .实验探究（1）一位同学将二氧化碳气体通入含

15、氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）。无水氯化钙£回答下列有关问题： 乙装置中的试剂是 ; 丁装置中稀硫酸的作用是 ; 实验结束后，分离出 NaHCOs晶体的操作是 （填分离操作的名称）。（2）另一位同学用图中戊装置（其他装置未画出）进行实验。 实验时，须先从 管通入气体，再从 管中通入气体。 有同学建议在戊装置的b导管下端连接己装置，理由是（3）请再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法:学案13钠的其他常见化合物碱金属元素【课前准备区】知识点一1 . (1)白固易强腐蚀潮解 0H+ H + =出0 Al 2O3+ 20H =2AI0 2

16、+ H2O NH4 + 0H NH3 H2OCu + 20H =Cu(0H) 2HC0 3+ 0H =C03 + H20 2AI + 20H + 2H 20=2AI0 2 + 3出 fSi + 20H + H20=Si02+ 2出 f2.俗名纯碱或苏打小苏打物理 性质色态白色晶体细小白色晶体水溶性易溶于水，溶液呈碱 性易溶于水（但比Na2C03溶解度小），溶 液呈碱性稳定性稳定，但结晶碳酸钠不稳定，受热易分解(Na2C03 10出0)易风化学 性质与H +反应2+C03 + 2H =H20 + C02?HC0 3 + H =H20 +C02f与碱反应Ca(0H) 2与0H 不反应，但Ca2+

17、C03=CaC03 JCa2+ + 0H + HC03 =CaC03J +2+H20(碱过量)Ca + 20H + 2HC03 =CaC03 J + C。2+ 2H20(碱不足)与 盐 反 应CaCl2Ca2+ C03=CaC03 J不反应硫酸铝2AI3+ + 3C03 + 3H20=2AI(0H) 3 J + 3C02 f3HC03 + AI3+ = AI(0H) 3 J + 3C02 f主要用途玻璃、造纸、制皂、 洗涤发酵、医药、灭火器相互转化N吗c°3固（加热），魏（n詛H）知识点二(1)1(2)依次增多依次增大2. (1)银白小较小较低(2) + 1碱3. (1)减小(2)增

18、强增强(3)剧烈(4)剧烈增强知识点三1 .物理3. 黄紫蓝色钻玻璃黄绿问题思考1. 应置于玻璃器皿中快速称量。2. 以NaOH溶液为代表的碱性溶液中的 0H可与磨口玻璃塞中裸露的 SiO?反应，生成 Na2SiO3,使瓶塞和瓶体粘连在一起不易打开。3 .溶液中将析出白色晶体 (沉淀)。原因是：发生 Na2CO3 + C02+ H2O=2NaHCO 3 NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，生成的 NaHCO?的质量比消耗的 Na2CO3的大(即106 g Na2CO3生成168 g NaHCO3),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。4. 铂丝在使用前要用稀盐酸

19、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。【课堂活动区】NaHCO放岀无色的、使澄清石灰水>、1.反应一产生气泡速率快的是NsHCQ聲 7产生气泡速率慢的是网叫2. (1)固体(或诸液)樂I盐啓滴加盐酸立即产生气泡的是NaHCOa 用星匕滴加址酸开始不产生气泡的是(2)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。BaCl,厂产生白色沆淀的是L不产生白色沉淀的是NaHCO33. - 拓涪测相同浓度-PH大的为N业匚

20、4 冷阪溶液的pH LpH小的为N胡COj4.典例导悟1 . (1) n (2)2NaHCO3=Na2CO3+ 出0 + COzf, CO2+ Ca(OH)2=CaCO3 J + H2O D (3)NaHCO 3 (4)Ca2+ + OH+ HCO3 =CaCO3 J + H2ONa2CO3取少量上层清液(或过滤后的滤液或所得溶液)于洁净(若无“洁净”也可)的试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有co2解析 (1)图I不能达到实验目的，因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊，故不可以；图n可以鉴别，因为等质量的碳

21、酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，可根据气球膨胀 程度判断。(2)图川、W所涉及的化学方程式为：2NaHCO3=Na2CO3 +出0 + COzf，实验"的优点是可同时做对比实验。(3) 试管B装入碳酸氢钠，试管 A装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠，温度高，不分 解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了 碳酸氢钠很不稳定。(4) 石灰水过量时，碳酸氢根全部反应，离子方程式为：Ca2 + 0H + HC03 =CaC03 J+ H2O;2NaHCO3+ Ca(OH) 2=CaCO3 J + Na2CO3+ 2出0，则其

22、中的溶质是碳酸钠，要检 验co3，可以取少量上层清液于洁净的试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有 co3。2. Bn( CO2)=3.36 L22.4 L md0.150 mol-1n(NaOH) = 0.200 L x 1.00 mol L - = 0.200 mol2NaOH+CO2Na2CO3+ H2O0. 200 mol0.100 mol 0.100 mol此时过量 CO2: 0.150 mol 0.100 mol = 0.050 mol，进一步与 Na2CO3 反应:Na2CO3 +CO2 + H2O=2NaHCO 30. 050 mol 0.050

23、mol 0.100 molc(CO3 )_ n(CO2 )_ 0.100 mol 0.050 mol _ 1c(HCO3n(HC0 30.100 mol 2° 3. (1)0.75 mol L1 Na2CO3、NaOH1 : 3(3)112解析 (1)产生的气体体积保持不变时， 溶液中的溶质是氯化钠，所以有下式成立：n (NaCI)=n(NaOH) = n(HCI) = 0.1 mol L 1 x 0.075 L = 0.007 5 mol，故 c(NaOH) = 0.007 5 mol/0.01 L = 10.75 mol L - °(2) 当所加盐酸的体积从 60 mL

24、到75 mL时，有气体生成，则发生反应：NaHC03 +HCl=NaCl + H2O + CO2T，此反应消耗盐酸 15 mL ,则反应 Na2CO3+ HCl=NaHCO 3+ NaCl 也消耗盐酸15 mL ,则60 mL 15 mL = 45 mL盐酸只能与氢氧化钠反应了， 故原NaOH溶液 中通入CO2后的溶质为氢氧化钠和碳酸钠， 根据盐酸的量可以计算出它们的物质的量之比为3 : 1°(3) 当所加盐酸的体积从 25 mL到75 mL时发生反应：NaHC0 3+ HCl=NaCl + 出0 + COzf1 mol22 400 mL0. 1 x (0.075 0.025) mo

25、l V解得：v= 112 mL °【课后练习区】咼考集训1. C 根据化学反应方程式或原子守恒知0.01 mol的Na2O2和Na?。分别与H2O反应 都生成0.02 mol NaOH，因此、中阴离子浓度相等；中碳酸根水解使得阴离子浓度稍 大于。因此C正确。2. D CaCO3 + CO2 + H2O=Ca(HCO 3)2,前半句正确，加入 NaHCOs饱和溶液后，没 有沉淀产生，A错误；向Na2CO3溶液中滴加等物质的量的稀盐酸，发生反应为Na2CO3 + HCl=NaCl + NaHCO3,没有CO?生成，B错误；等质量的NaHCO?和NazCOs,与足量盐酸 反应，产生的CO2

26、体积不同，NaHCO3生成的CO2更多些，C错误；溶解度：Na2CO3>NaHCO 3, 向Na2CO3饱和溶液中通入足量 CO2后溶液中有NaHCOs晶体析出，D正确。3. C 滴加盐酸先发生反应 OH + H =H20,再发生反应 CO3 + H =HCO3 ,最后 发生反应：HCO3+ H =CO2 T + H2O；因 n(OH ) = n(CO3 )= 0.01 mol，故加入 0.02 mol HCl后开始有气体生成，故 C正确。4. X V考点集训1 . D12. A 将Na2CO3 10出0和NaHC03加热至恒重时物质为 NazCOs, n(Na2CO3)=门(Na+ 1 1 1)=2X 0.6 mol L X 0.1 L = 0.03 mol，所以 m(Na2CO3)= 0.03 mol X 106 g mol = 3.18 g。3. (1)Ca + 2H2O=Ca(OH)2+ 出 fNaH + H2O=NaOH + H2 f(2)CaCO3'Na2CO3、NaHCO3(4) CaCO3高温加热