北京市高三化学一轮复习32钠的其他常见化合物碱金属元素教学设计

第三章金属及其化合物第二课时钠的其他化合物碱金属元素〖复习目标〗1）掌握碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠的性质、转变及查验。2）掌握侯氏制碱法的基来源理及应用。3）掌握碱金属元素性质的相像性和递变性〖教学重点〗碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠的性质、转变及查验〖教学难点〗钠及其化合物的转变及计算〖教学过程〗【知识精讲】1、碳酸钠和碳酸氢钠（1）碳酸钠和碳酸氢钠的比较碳酸钠(Na2CO3)碳酸氢钠(NaHCO3)俗名纯碱、苏打小苏打色态白色粉末细小白色晶体易溶于水(但比NaCO溶解度小)，23溶解性易溶于水，溶液呈碱性溶液呈碱性热稳定性加热不分解不稳定，受热易分解＋反响2－＋－＋化与HCO3＋2H===H2O＋CO2↑HCO3＋H===H2O＋CO2↑2＋－－33学－2H2O(碱过度)性与碱反响与OH不反响，但发生反响Ca2＋2－2＋－－Ca(OH)]===CaCO3↓===CaCO3↓＋质＋CO3Ca＋2OH＋2HCO32－＋2HO(碱不足)CO32与某些盐(如CaCl)2＋2－不反响233主要用途玻璃、造纸、制皂、洗涤发酵、医药、灭火器相互转变NaHCO3Na2CO3【注意】与足量盐酸反响的比较①反响速率由于Na2CO3需逐步联合两个＋＋2＋＋HCO3￣===CO2↑＋H2O）才放出H（H＋CO3￣===HCO3￣、HCO，故NaHCO与盐酸反响放出CO的速率快。232②耗酸量a、等物质的量的Na2CO3与NaHCO3，前者耗酸量是后者的2倍；b、等质量的Na2CO3与NaHCO3，前者耗酸量多。③CO2的生成量等物质的量时产生的CO2相等；等质量时NaHCO3产生的CO2多。（2）碳酸钠和碳酸氢钠的鉴识①热稳定性不同。分别加热少量固体，若发生疏解反响，将产生的气体通入澄清的石灰水中，石灰水变污浊的原试剂是NaHCO3，另一个为Na2CO3。②和酸反响速率不同。分别取一定质量的固体，加入等浓度、等体积的盐酸，反响快、产生气体多的为NaHCO3，另一个为Na2CO3。③阴离子不同。分别取其稀溶液，滴加氯化钡稀溶液或CaCl2溶液，产生积淀的原试剂为Na2CO3，另一个为NaHCO3。④溶液的酸碱性。测其稀溶液(0.1mol·L1左右，而NaHCO)的pH，Na2CO溶液的pH在1233溶液的pH在8左右。3）碳酸氢钠和碳酸钠的制法①制取NaHCO3的方法a、减压低温蒸干NaHCO3溶液。NaHCO3遇热易分解，其水溶液加热更易分解，所以不可能采用常压下蒸发溶剂的方法制得NaHCO3晶体。b、往饱和Na2CO3溶液中通入CO2，过滤获得晶体。Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3②联碱法制纯碱原理a、在饱和食盐水中通NH3饱和后，再通CO2：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3b、生成NH4HCO3的溶解度大，而c(Na+)也大，而NaHCO3溶解度小，故产生积淀：NaCl+NH4HCO3=NaHCO3↓+NH4Cl，总方程式：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。c、将析出积淀加热，制得Na2CO3（纯碱）【注意】不能先通入CO2达饱和后再通入NH3，因为CO2在水中的溶解度很小(1∶1)，即便通入过度的NH3，所生成的NaHCO3、NH4Cl也很少，这样就无法制取NaHCO3。2、氢氧化钠1）NaOH为强碱，拥有碱的通性。2）CO2与NaOH溶液反响的计算①CO2+2NaOH=NaCO3+H2O②CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3③CO2+NaOH=NaHCO3（①②之和）n(CO2)反响情况生成物n(NaOH)<1:2NaOH过度，只发生①NaCO、过度NaOH23=1:2恰巧按①反响Na2CO31:2<<1①、均有Na2CO3、NaHCO3=1:1恰巧按③反响NaHCO3>1:1按③反响，CO2有节余NaHCO33、碱金属元素（1）原子构造①相像性：最外层均为1个电子，易失去一个电子②递变性：核电荷数依次增多，电子层数依次增多，原子半径依次增大，失电子能力依次增强，开朗程度增强（2）元素性质①相像性：均为开朗金属元素，最高正价均为+1价②递变性：失电子能力依次增强，金属性依次增强3）单质性质①相像性：均具强复原性，均具轻、软、易熔的特点②递变性：复原性依次增强，密度趋向增大，熔沸点依次降低（原因，可与卤素对照）度趋向减小（4）化合物性质

，硬①相像性：氢氧化物均为强碱②递变性：氢氧化物的碱性依次增强（5）碱金属的性质规律与特例①往常合金多呈固态，而钠钾合金却是液态。②碱金属单质在空气或氧气中焚烧时，生成过氧化物甚至比过氧化物更复杂的氧化物，而Li

只生成

Li2O。③碱金属单质密度一般随核电荷数增大而递增，但

K的密度比

Na小。④碱金属单质一般跟水强烈反响，但

Li

跟水反响迟缓（

LiOH溶解度小）。⑤碱金属单质因其活动性强，多保存在煤油中，而

Li

却因密度比煤油更小，只能保存在液体石蜡中。⑥碱金属的盐一般都易溶于水，但

Li

2CO3却微溶。⑦一般说，酸式盐较正盐溶解度大，但

NaHCO3却比

Na2CO3溶解度小。⑧试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但

IA

金属

Na、K等除外。⑨一般开朗金属能从盐中置换出不开朗金属，但对

IA

特别开朗的金属

Na、K等除外。如：2Na+CuSO4+2HO=Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。⑩Fr是放射性元素，所以在自然界中不存在。4、焰色反响很多金属或他们的化合物在焚烧时火焰体现出特殊的颜色，这在化学上叫焰色反响。这是一种物理变化，是某种元素的性质。钠是黄色，钾是紫色（透过蓝色钴玻璃）用品：铂丝（或铁、铬、镍、钨等）、酒精灯（或煤气灯）、试剂。步骤：①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色。②蘸取溶液（沾取固体）放在火焰上灼烧，察看火焰颜色，察看钾火焰颜色要透过蓝色的钴玻璃去察看。③盐酸洗铂丝。④铂丝在火焰上灼烧至原火焰色（如不能灼烧至原火焰色，则需再酸洗，再灼烧）。⑤再蘸取（沾取）此外化学药品进行实验。【方法精讲】1、碳酸钠与碳酸氢钠与盐酸反响及图像（1）向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系如图1所示：图像特点：Oa段、ab段消耗盐酸的体积相等。反响原理：Oa段CO32￣＋H＋===HCO3￣，ab段HCO3￣＋H＋===H2O＋CO2↑。（2）向

NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生

CO2的体积关系如图

2所示：图像特点：从O点开始即产生CO2气体。反响原理：HCO3￣＋H＋===H2O＋CO2↑。（3）向Na2CO3、NaHCO3的混淆物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系如图3所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为m∶n＝1∶1，其他比率时的图像略)。图像特点：Oa段消耗HCl的量小于ab段消耗HCl的量。反响原理：Oa段CO32￣＋H＋==HCO3￣，＋ab段HCO3￣＋H===H2O＋CO2↑。（4）向NaOH、Na2CO3的混淆物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系如图所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比率时的图像略)；

4图像特点：

Oa段消耗

HCl的量大于

ab段消耗

HCl的量。＋－2＋反响原理：Oa段H＋OH===H2O，CO3￣＋H===HCO3￣；ab段2、碳酸钠的制取及性质探究（1）侯氏制碱法①氨碱法(索尔维制碱法)

＋HCO3￣＋H===H2O＋CO2↑。向饱和食盐水中通入足量氨气至饱和，然后在加压下通入

CO2(由

CaCO3煅烧而得

)，因NaHCO3溶解度较小，故有下列反响发生：NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3NaCl＋NH4HCO3＝NaHCO3↓＋NH4Cl将析出的NaHCO3晶体煅烧，即得Na2CO3：△＋↑＋2NaHCO3=====Na2CO3CO2H2O母液中的NH4Cl加消石灰可回收氨，以便循环使用：△2NH4Cl＋Ca(OH)2=====CaCl2＋2NH3↑＋2H2O此法优点：原料经济，能连续生产，

CO2和NH3能回收使用．缺点：大量

CaCl2用途不大，

NaCl利用率只有

70%，约有

30%的

NaCl留在母液中。（2）联合制碱法(侯氏制碱法)根据NHCl在常温时的溶解度比NaCl大，而在低温下却比NaCl溶解度小的原理，在278K～4283K(5℃～10℃)时，向母液中加入食盐细粉，而使NH4Cl独自结晶析出供做氮肥．此法优点：保存了氨碱法的优点，除去了它的缺点，使食盐的利用率提高到96%；NHCl可4做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO转变成CO2，革除了CaCO3制CO2这一工序。3）碳酸钠性质探究碳酸钠与酸反响及氢氧化钠与二氧化碳制取碳酸钠的过程均为有先后关系，分步进行，在选择题和填空题中都是热点。在解题过程中分清先后，写出反响，进行解题。3、钠及其化合物综合转变关系及应用【典例精讲】【例1】对于Na2CO和NaHCO性质的说法不正确的是（）33．．．A．在水中的溶解性：323NaHCO＜NaCOB．相同条件下，与等浓度盐酸反响生成CO2的速率：NaHCO3＜Na2CO3C．等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反响，NaHCO3放出CO2更多D．等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反响产生的CO2质量相同【答案】B【解析】A．向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳析出碳酸氢钠晶体，则相同条件下，在水中的溶解性为NaHCO3＜Na2CO3，故A正确；B．碳酸氢钠和盐酸一步反响，而碳酸钠和盐酸反响分步达成，所以与盐酸反响的速率为NaHCO3＞Na2CO3，故B错误；C．等质量的Na2CO3和NaHCO3，碳酸钠的摩尔质量大，其物质的量少，盐酸足量，则与盐酸完全反响，碳酸钠产生的气体少，故C正确；D．碳酸钠和碳酸氢钠与足量的盐酸反响时，根据碳元素守恒，等物质的量的Na2CO3、NaHCO3中C的量相等，均生成二氧化碳，所以生成二氧化碳的量相等，故D正确；应选B。【例2】下列各组物质相互混淆反响后，最终有白色积淀生成的是（）①少量Ca(OH)2投入过度NaHCO3溶液中②过度NaOH溶液和明矾溶液混淆③金属钠投入到FeCl2中④向NaAlO2溶液中通入过度CO2⑤向饱和Na2CO3溶液中通入过度CO2A．①②③④⑤B．只有①④⑤C．只有②③D．只有③④【答案】B【解析】①少量Ca(OH)2投入过度NaHCO3溶液中，发生反响产生CaCO3、色积淀产生，正确；②过度NaOH溶液和明矾溶液混淆，产生可溶性的

Na2CO3和水，因此有白NaAlO2，不能产生沉淀，错误；③金属钠投入到FeCl2中，发生反响产生白色Fe(OH)2积淀和氢气，白色Fe(OH)2积淀会被氧化产生红褐色的Fe(OH)3积淀，不是白色积淀，错误；④向NaAlO2溶液中通入过度CO2，最终会产生白色Al(OH)3积淀，正确；⑤向饱和Na2CO3溶液中通入过度CO2，会产生白色NaHCO3积淀，正确。因此能够产生白色积淀是①④⑤，选项B正确。【考题精练】1．现有两瓶失去标签的Na2CO3和NaHCO3无色的饱和溶液，请提出简易的鉴识方法，其中不合理的是（）①用干燥的pH试纸查验，pH大的是Na2CO3②取同量的溶液于两支试管中，各滴入酚酞试液，红色较深的是Na2CO3③取同量的溶液于两支试管中，加热，有气泡产生的是NaHCO3④取同量的溶液于两支试管中，逐滴加入稀盐酸，开始就有气体放出的是NaHCO3⑤取同量的溶液于两支试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色积淀的是Na2CO3⑥取同量的溶液于两支试管中，滴加Ba（OH）2溶液，生成白色积淀的是Na2CO3A．①②B．③⑥C．④⑤D．②⑤【答案】B【解析】①碳酸钠、碳酸氢钠都是强碱弱酸盐水解呈碱性，同温度相同物质的量浓度碳酸钠、碳酸氢钠溶液中，

Na2CO3水解程度大于

NaHCO3，所以

Na2CO3溶液中氢氧根离子浓度大，

pH大，正确；②

Na2CO3较

NaHCO3水解程度大，分别滴加酚酞试液，红色较深的是

Na2CO3溶液，正确；③取同量的溶液于两支试管中，加热，均没有气体生成，错误；④取同量的溶液于两支试管中，逐滴加入稀盐酸，碳酸氢钠反响快，开始就有气体放出的是NaHCO3，正确；⑤取同量的溶液于两支试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色积淀的是Na2CO3，而碳酸氢钠与氯化钡不反响，正确；⑥二者均与Ba（OH）2溶液反响，生成白色积淀，不能鉴识二者，错误；答案选

B。2．在

1.00L1mol/L

氢氧化钠溶液中通入

16.8L

标准状况下的

CO2气体，所得的溶液中含有的溶质是

（）A．Na2CO3

B

．NaHCO3C．Na2CO3和NaHCO3

D

．NaOH、