2023届一轮复习人教版 第7讲　钠及其重要化合物 学案（浙江专用）

1、专题三金属及其化合物第7讲钠及其重要化合物内容要求1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解钠及其重要化合物的主要性质。2.了解钠及其化合物在生产、生活中的应用。知识点1钠及其氧化物一、钠的性质和用途1.物理性质颜色、状态密度硬度熔点银白色固体比水小,比煤油大较小较低,低于100 2.化学性质还原性(1)钠的主要化学性质钠与非金属单质反应O2常温:4Na+O2=2Na2O(白色)加热:2Na+O2=Na2O2(淡黄色)Cl2:2Na+Cl2=点燃2NaCl(黄色火焰,白烟)与水反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2与酸(如HCl)反应:2Na+2HCl=2NaCl+H2与盐溶液(如Cu

2、SO4溶液)反应:2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H2与羟基化合物(如C2H5OH)反应:2Na+2C2H5OH2C2H5ONa+H2(2)钠与水(含酚酞)反应的实验现象及解释3.钠的保存与用途(1)保存:少量钠保存在煤油或石蜡油中。(2)用途二、钠的氧化物1.氧化钠和过氧化钠的比较物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)色态白色固体淡黄色固体类别碱性氧化物过氧化物氧元素化合价-2-1化学键类型只有离子键有离子键和共价键电子式Na+O2-Na+Na+OO2-Na+组成结构由Na+与O2-构成,n(Na+)n(O2-)=21由Na+与O22-构成,n(Na+)n(

3、O22-)=21与水反应Na2O+H2O2NaOH2Na2O2+2H2O4NaOH+O2与CO2反应Na2O+CO2Na2CO32Na2O2+2CO22Na2CO3+O2与盐酸反应Na2O+2HCl2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2主要用途可制烧碱漂白剂、消毒剂、供氧剂保存密封密封、远离易燃物2.Na2O2的强氧化性试剂现象反应原理、解释SO2气体Na2O2+SO2Na2SO4FeCl2溶液有红褐色沉淀生成4Na2O2+4FeCl2+6H2O4Fe(OH)3+O2+8NaClNa2SO3溶液Na2O2+Na2SO3+H2ONa2SO4+2NaOH氢硫酸溶液变浑浊

4、Na2O2+H2SS+2NaOH酚酞溶液溶液先变红后褪色与水反应生成NaOH,Na2O2的强氧化性使之褪色品红溶液溶液红色褪去Na2O2的强氧化性使之褪色1.金属钠着火时,可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火。()2.实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶。()3.H2O2和Na2O2都属于过氧化物,含有的化学键完全相同。()4.金属钠在石棉网上加热时,先熔化成银白色小球,然后剧烈燃烧,产生黄色火焰。()5.金属钠具有强还原性,可与TiCl4溶液反应制取金属Ti。()6.1 mol Na2O2与足量CO2的反应,转移2NA个电子。()7.将足量过氧化钠投入紫色石蕊溶液中,溶液先变蓝色后褪

5、色,同时有气泡产生。()答案:1.2.3.4.5.6.7.题点一钠的性质及用途1.下列关于钠的叙述不正确的是(A)A.钠具有银白色金属光泽,密度比水小,通常保存在CCl4中B.切开一块钠,呈银白色,很快变暗,说明钠常温下能与氧气反应C.金属钠与水的反应实质上是与水电离产生的H+反应D.将金属钠放入盛有CuSO4溶液的小烧杯中,既有气体产生,又有沉淀产生解析:钠的密度比CCl4小,不能保存在CCl4中,应保存在煤油中,A错误;钠非常活泼,常温下与空气中的氧气反应生成氧化钠,B正确;金属钠与水的反应实质上是与水电离产生的H+反应,C正确;钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀,放出H2,D正确。2.某

6、小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应,利用如图装置进行实验。已知:PdCl2能被一氧化碳还原得到黑色的Pd。请回答下列问题:(1)请将图中各装置按气体从左到右连接完整(标字母):c 。(2)检查装置气密性并装好药品后,点燃酒精灯之前应进行的操作是打开弹簧夹,让二氧化碳充满整个装置,当观察到时,再点燃酒精灯。此步操作的目的是 。(3)反应过程中二氧化碳足量,假如反应过程中有下列两种情况,分别写出两种情况下钠与二氧化碳反应的化学方程式。.装置PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,装置中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体:。.装置中钠的质量为0.46 g,充分反应后

7、,将装置中的固体加入足量稀盐酸中产生224 mL(标准状况)二氧化碳气体,且溶液中还有固体残留:。解析:(1)为探究钠与CO2的反应,首先用盐酸和碳酸钙在中反应制取二氧化碳气体,制取的二氧化碳中混有挥发出来的HCl,需要用装置中的饱和碳酸氢钠溶液除去HCl,然后用干燥,再在中进行钠与二氧化碳的反应,最后用装置检验反应产物,故各装置的连接顺序为cfgdeab(或ba)h。(2)钠化学性质比较活泼,能够与空气中的氧气、水反应,所以点燃酒精灯之前应打开弹簧夹,让CO2充满整个装置,以便排尽装置中的空气,避免空气中O2、H2O干扰实验;由于二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,当装置中澄清石灰水变浑浊时,证明

8、装置中的空气已经排尽。(3).装置PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,PdCl2能被CO还原得到黑色的Pd,则黑色沉淀为Pd,钠与二氧化碳反应生成了CO;装置中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,该气体为二氧化碳,则钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和CO,即反应的化学方程式为2Na+2CO2Na2CO3+CO。.装置中钠的质量为0.46 g,则钠的物质的量为0.02 mol,将装置中的固体加入足量稀盐酸中产生224 mL(标准状况)CO2气体,二氧化碳的物质的量为n(CO2)=0.224 L22.4 L/mol=0.01 mol,则反应后生成碳酸钠的物质的量为0.01

9、 mol,说明钠完全转化成了碳酸钠;溶液中还有固体残留,根据化合价变化可知,残留的固体只能为C,则钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和C,反应的化学方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C。答案:(1)fgdeab(或ba)h(2)装置中澄清石灰水变浑浊排尽装置中的空气,以免空气中氧气、水蒸气干扰实验(3).2Na+2CO2Na2CO3+CO.4Na+3CO22Na2CO3+C题点二钠的氧化物3.下列关于钠的氧化物的说法正确的是(A)A.氧化钠和过氧化钠中阴、阳离子个数比均为12B.用二氧化碳可确定某氧化钠粉末中是否含有过氧化钠C.0.5 mol H2O与足量过氧化钠固体反应,固体质量增加9 gD

10、.将足量的氧化钠和过氧化钠分别加到酚酞溶液中,最终溶液均为红色解析:A.氧化钠中阳离子为Na+,阴离子为O2-,过氧化钠中阳离子为Na+,阴离子为O22-,阴、阳离子个数比均为12,正确;B.氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠,过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,由于CO2、O2都是无色、无味的气体,无论氧化钠中是否含有过氧化钠,二氧化碳通过某氧化钠粉末都不能观察到明显实验现象,错误;C.过氧化钠与水反应放出O2,0.5 mol H2O与足量过氧化钠固体反应,固体质量增加1 g,错误;D.将足量的氧化钠、过氧化钠分别加到酚酞溶液中,两者与水反应都有NaOH生成,但过氧化钠又具有强氧化性,故前者

11、的溶液最终变为红色,后者的溶液先变红后褪色,错误。4.(2021杭州二中期中)现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,用如图的实验装置测定Na2O2试样的纯度。回答问题:(1)装置B、装置C中盛放的试剂分别为、。(2)装置D中发生反应的化学方程式为 。(3)若开始时称得样品的质量为4.52 g,反应结束后称得固体的质量为6.36 g,则Na2O2试样的纯度为(保留小数点后一位)。解析:实验目的是测定Na2O2的纯度,实验原理是Na2O+CO2Na2CO3、2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,根据装置图知,装置A中生成CO2,CO2中混有HCl、H2O,对实验测定产生影响,装置B中盛

12、放饱和NaHCO3溶液,目的是吸收HCl,装置C中盛放浓硫酸,目的是干燥CO2,装置D是反应装置,装置E的作用是吸收CO2以及防止空气中CO2、H2O进入装置D,干扰实验,据此分析。(1)根据上述分析知,装置B和装置C中盛放的试剂分别为饱和碳酸氢钠溶液、浓硫酸。(3)装置D中发生反应为Na2O+CO2Na2CO3、2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,令n(Na2O)=a mol,n(Na2O2)=b mol,根据题意得62a+78b=4.52,106a+106b=6.36,联立解得a=0.01,b=0.05,则过氧化钠的纯度为0.05mol78 g/mol4.52 g100%86.3%

13、。答案:(1)饱和NaHCO3溶液浓硫酸(2)Na2O+CO2Na2CO3、2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2(3)86.3%Na2O2与H2O、CO2反应计算的三个关系电子转移关系当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2O22e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)气体体积变化关系若CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量是原气体体积的12,等于生成氧气的量,V=V(O2)=12V(原气体)固体质量变化关系CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时,固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”,所以固体增加的质量m=28

14、 gmol-1n(CO2)、m=2 gmol-1n(H2O)知识点2碳酸钠和碳酸氢钠一、Na2CO3和NaHCO3的性质物质Na2CO3NaHCO3俗名纯碱、苏打小苏打色态白色粉末细小白色晶体溶解性易溶于水易溶于水(同温下,溶解度比Na2CO3小)水解(离子方程式,下同)CO32-+H2OHCO3-+OH-HCO3-+H2OH2CO3+OH-稳定性较稳定(但NaCO310H2O易风化)2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O与酸反应H+(过量)CO32-+2H+H2O+CO2HCO3-+H+H2O+CO2通入CO2CO32-+H2O+CO22HCO3-与碱反应NaOH不反应HCO3-+OH-

15、CO32-+H2OCa(OH)2(过量)Ca2+CO32-CaCO3Ca2+OH-+HCO3-CaCO3+H2O与盐反应CaCl2Ca2+CO32-CaCO3硫酸铝2Al3+3CO32-+3H2O2Al(OH)3+3CO2Al3+3HCO3-Al(OH)3+3CO2相互转化Na2CO3NaHCO3主要用途用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸等工业中灭火器、治疗胃酸过多药物、发酵粉的主要成分之一二、Na2CO3和NaHCO3的鉴别三、Na2CO3的制备侯氏制碱法1.反应原理产生NaHCO3的反应:NH3+NaCl+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl。产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2C

16、O3+CO2+H2O。2.工艺流程3.绿色思想(1)二氧化碳使用合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。(2)工艺中循环使用的物质:CO2、饱和食盐水。1.Na2CO3固体溶于水放出热量,而NaHCO3固体溶于水吸收热量。()2.NaHCO3溶液与Na2CO3溶液可用澄清石灰水鉴别。()3.向BaCl2溶液中通入少量CO2,有白色沉淀生成。()4.常温下,向饱和Na2CO3溶液中通入CO2,有晶体析出。()5.可用热的纯碱溶液洗去油污,是因为Na2CO3可直接与油污反应。()6.将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中,立即产生气泡。()答案:1.2.3.4.5.6.题点一Na2CO3和NaHCO3

17、相关性质1.下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的说法正确的是(B)A.可用少量稀盐酸除去碳酸钠溶液中的碳酸氢钠B.物质的量浓度相同时,碳酸钠溶液的pH比碳酸氢钠溶液的大C.等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量Ba(OH)2溶液反应,所得沉淀的质量相等D.向含有CO2的饱和食盐水中通入足量氨气,可析出NaHCO3固体解析:A.少量稀盐酸先与碳酸钠反应生成碳酸氢钠,错误;B.等浓度时,碳酸根离子水解程度强于碳酸氢根离子,碳酸钠的碱性比碳酸氢钠强,正确;C.Na2CO3、NaHCO3都与Ba(OH)2溶液反应生成沉淀,方程式为Na2CO3+Ba(OH)2BaCO3+2NaOH和NaHCO3+Ba(OH)2

18、BaCO3+NaOH+H2O,等质量的Na2CO3、NaHCO3的物质的量不同,与足量Ba(OH)2溶液反应,所得沉淀的质量不相等,错误;D.CO2溶解度较小,向含有CO2的饱和食盐水中通入足量氨气,不能析出NaHCO3固体,错误。2.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,具体情况如图所示。(1)只根据图、(盐酸足量且固体质量相同)所示实验,能够达到实验目的的是(填装置序号),写出该实验中能确定粉末是NaHCO3的两点现象:。(2)图、所示实验均能鉴别这两种物质,写出共同发生的反应的化学方程式(若为离子反应,则写离子方程式):、。(3)若用实验比较Na

19、HCO3、Na2CO3的热稳定性,则试管B中装入的固体是(填化学式),现象是 。解析:(1)向Na2CO3、NaHCO3固体中逐滴加入盐酸,现象相同,故实验不能鉴别Na2CO3与NaHCO3。等质量的Na2CO3、NaHCO3与过量盐酸反应时,NaHCO3与盐酸反应更剧烈且产生气体的量更多,故实验可以鉴别。(2)NaHCO3受热易分解,Na2CO3受热不分解,加热法鉴别时共同的反应为NaHCO3的分解反应和CO2与Ca(OH)2反应生成沉淀的反应。(3)小试管B内的温度比大试管A内的温度低,只有将NaHCO3置于B中才能证明NaHCO3更易分解。答案:(1)气球膨胀较大、产生气泡较剧烈(2)2

20、NaHCO3Na2CO3+CO2+H2OCa2+2OH-+CO2CaCO3+H2O(3)NaHCO3C试管中澄清石灰水变浑浊,D试管中无明显现象 Na2CO3和NaHCO3的混合物的除杂方法混合物(括号内为杂质)除杂方法或试剂Na2CO3固体(NaHCO3)加热至恒重NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2气体Na2CO3溶液(NaHCO3)加入适量NaOH溶液题点二Na2CO3和NaHCO3相关计算3.NaCl溶液中可能混有杂质NaOH、NaHCO3、Na2CO3中的一种或两种,为测定溶液中混有的杂质成分,可进行如下实验操作:分别取两份等体积混合液,用盐酸标准液(0.10 molL-1

21、)滴定,以酚酞或甲基橙为指示剂,达到终点时消耗盐酸的体积分别为V1和V2,且V2V1,则NaCl溶液中混有的杂质不可能为(A)A.NaOHB.Na2CO3C.Na2CO3、NaHCO3D.NaOH、Na2CO3解析:酚酞的变色范围为8.210.0,作指示剂时终点呈碱性,存在NaHCO3;而甲基橙的变色范围为3.14.4,滴定终点呈酸性,全部生成NaCl,V1和V2关系如下:只存在NaOH时,V1=V2;只存在Na2CO3时,2V1=V2;只存在NaHCO3时V1=0,V20,已知V2V1,则NaCl中含有Na2CO3、NaOH,或Na2CO3、NaHCO3,或只有Na2CO3,不可能只有NaO

22、H。4.取两份等物质的量浓度的NaOH溶液A和B,每份100 mL。向其中各通入一定量的CO2,然后各取10 mL溶液,分别向稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol/L的盐酸。标准状况下,产生CO2气体体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示。回答下列问题:(1)曲线A表明原溶液中通入CO2后,所得溶液中的溶质为(写化学式),其物质的量之比为。(2)曲线B当消耗盐酸体积为0V(盐酸)V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH若V(Oa)NaOHLiOH。()3.Na在空气中加热生成Na2O2,故Li在空气中加热生成Li2O2。()4.用铂丝蘸取某

23、溶液灼烧,火焰呈黄色,证明该溶液为钠的盐溶液。()5.观察钾的火焰颜色时,要透过蓝色钴玻璃观察。()6.做焰色试验时,需用稀硫酸洗涤铂丝。()答案:1.2.3.4.5.6.题点一碱金属元素性质1.下列关于碱金属的叙述中正确的是(C)A.碱金属单质都是质软、电和热的良导体,焰色都呈现黄色B.碱金属的密度都小于1 g/cm3,因此碱金属单质都可以保存在煤油中C.碱金属单质与水反应都能生成碱和H2D.碱金属与氧气化合生成的产物都属于碱性氧化物解析:A.碱金属的焰色不都呈现黄色,例如钾的焰色为紫色(通过蓝色钴玻璃),错误;B.Rb和Cs的密度大于1 g/cm3,且Li的密度小于煤油,所以Li不能保存在

24、煤油中,错误;C.碱金属均是活泼的金属,碱金属单质与水反应都能生成碱和H2,正确;D.碱金属单质与氧气化合可生成氧化物、过氧化物以及超氧化物等,错误。2.科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换,该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。回答下列问题:(1)关于铷的下列说法中不正确的是(填序号)。与水反应比钠更剧烈Rb2O在空气中易吸收水和二氧化碳Rb2O2与水能剧烈反应并释放出O2它是极强的还原剂RbOH的碱性比同浓度的NaOH弱(2)现有铷和另一种碱金属形成的合金5 g,与足量水反应时生成标准状况下的气体2.24 L,则另一碱金属可能是(填元素符号)。(3)铷久置于空气中,最终变成

25、的产物是。(4)氢化铷与水反应可放出氢气,则下列叙述正确的是 (填字母)。A.氢化铷溶于水显酸性B.氢化铷中氢离子被还原为氢气C.氢化铷与水反应时,水是还原剂D.氢化铷中氢离子最外层有两个电子解析:(1)Rb的结构、性质与Na相似,且更活泼,对应的Rb2O、Rb2O2、RbOH的性质分别与Na2O、Na2O2、NaOH相似。金属性RbNa,所以铷与水反应比钠更剧烈,故正确;氧化钠易与水、二氧化碳反应,则Rb2O在空气中易吸收CO2和水,故正确;过氧化钠和水反应产生氧气,所以Rb2O2与水能剧烈反应并释放出O2,故正确;金属性RbNa,它是极强的还原剂,故正确;金属性RbNa,RbOH的碱性比同

26、浓度的NaOH强,故错误。(2)从碱金属与水反应的通式2R+2H2O2ROH+H2可知,生成0.1 mol H2,碱金属的物质的量为0.2 mol,所以平均摩尔质量M=5 g0.2mol=25 g/mol,而M(Rb)25 g/mol,则另一碱金属的M必小于25 g/mol,所以可能是Na或Li。(3)铷性质与钠相似,久置于空气中,先与空气中的氧气反应生成氧化铷,氧化铷与空气中的水蒸气反应生成氢氧化铷,氢氧化铷与二氧化碳反应生成碳酸铷,故最终变成的产物是Rb2CO3。(4)氢化铷中氢元素的化合价是-1价,生成物氢气中氢元素的化合价是0价,这说明氢化铷是还原剂,水是氧化剂,反应后生成强碱氢氧化铷

27、,溶液显碱性。答案:(1)(2)Na(或Li)(3)Rb2CO3(4)D题点二焰色试验3.利用焰色试验,人们在烟花中有意识地加入特定金属元素,使烟花更加绚丽多彩。下列说法中正确的是(C)A.焰色试验为化学变化B.金属单质燃烧时火焰均为无色C.NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同D.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察解析:焰色试验是物理变化,故A错误;焰色试验是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现的特征颜色,故B错误;NaCl与Na2CO3灼烧时均表现钠元素的特征颜色,火焰颜色均为黄色,故C正确;只有钾元素的焰色试验需要透过蓝色的钴玻璃观察,防止钠元素的干扰,故D错误。4.用光洁的

28、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(B)A.只含有Na+B.一定含有Na+,可能含有K+C.既含有Na+,又含有K+D.可能含有Na+,可能还含有K+解析:钠元素的黄色火焰可掩盖钾元素的紫色火焰,故钾元素的焰色试验需要透过蓝色的钴玻璃观察确定。当堂检测1.下列对碱金属的叙述正确的是(C)A.碱金属常温下呈固态,取用时可直接用手拿B.碱金属阳离子中氧化性最弱的是Li+C.碱金属元素原子的最外层都只有一个电子,在化学反应中只能作还原剂D.若碱金属M在氧气中燃烧只能生成M2O,则M可能为K解析:A.碱金属的活泼性较强,会和皮肤中的水反应生成碱,具有强腐蚀性,故取用时不能直接用手拿,错误;B.元素金属性越弱,对应阳离子的氧化性越强,所以碱金属阳离子中氧化性最强的