适用于新高考新教材备战2025届高考化学一轮总复习第3章金属及其化合物第8讲钠及其氧化物课件

第8讲钠及其氧化物【课标指引】

1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解钠及其氧化物的主要性质。2.了解钠及其氧化物在生产、生活中的应用。考点一钠的性质与用途考点二钠的氧化物目录索引

素养发展进阶考点一钠的性质与用途必备知识•梳理1.物理性质

颜色、状态密度硬度熔点________色固体,有金属光泽

密度为0.971g·cm-3,比水小,比煤油________钠很软97.8℃2.原子结构钠元素在元素周期表中处于第_____周期第_____族,其原子最外层有1个电子,在反应中易________电子,表现出很强的________性。

在自然界中都以化合态形式存在

银白

大

三

ⅠA失去

还原

3.化学性质(1)与非金属单质(如O2、Cl2)反应Cl2:______________________________。

2Na+O2

Na2O22Na+Cl2

2NaCl(2)与水、酸、盐等的反应(写出反应的化学方程式)与水的反应________________________________(反应实质是钠与水电离产生的H+反应)

与酸(如盐酸)的反应________________________________(酸中H+浓度更大,反应更剧烈)

与盐(如CuSO4)溶液的反应

_________________________________________2Na+2H2O══2NaOH+H2↑2Na+2HCl══2NaCl+H2↑2Na+CuSO4+2H2O═Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑4.制取、保存及用途(1)制取:采用电解熔融NaCl的方法冶炼金属钠,化学方程式为_________________________。

(2)保存:密封保存,通常保存在________________中。

(3)用途:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑石蜡油或煤油

高压钠灯

传热介质

还原剂

【应用示例】金属钛具有良好的生物兼容性、与人体骨骼相似的力学特性、耐腐蚀性等特性,因此钛被广泛应用于制人造髋关节、膝关节、肩关节等。(1)已知还原性:Na>Ti,钠________(填“能”或“不能”)与TiCl4溶液反应制取金属Ti,判断依据是___________________________________________。

(2)工业上利用熔融金属镁在氩气中还原TiCl4制取多孔海绵钛,化学方程式为__________________________________________________。

不能

钠与水剧烈反应,不能与TiCl4发生置换反应

TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti关键能力•提升考向1钠的化学性质及实验探究例1(2024·辽宁渤海大学附中模拟)如图所示,在坩埚中放一小块钠,加热至熔化,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。据此判断下列说法不正确的是(

)A.上述反应是置换反应B.上述反应放出大量的热C.加热且无水条件下,Na可以与CuSO4反应并生成CuD.将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液,反应现象相同D解析

根据题意可知,熔融的钠将硫酸铜中的铜置换出来并且放出热量,属于置换反应,钠是还原剂,硫酸铜是氧化剂,A正确,B正确;依据分析可知,加热且无水条件下,Na可以与CuSO4反应并生成Cu,C正确;将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液,由于Na先与水反应生成的NaOH再与硫酸铜反应生成蓝色絮状沉淀,故反应现象不相同,D错误。[对点训练1]

某研究小组通过实验探究钠的性质,下列关于钠的实验现象的叙述不正确的是(

)选项实验操作实验现象A切开一小块钠,观察切面颜色的变化钠切面颜色变暗,最后呈淡黄色B将一小块钠投入CuSO4溶液中钠熔化成闪亮的小球,在液面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,产生蓝色沉淀C将一小块钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中钠熔化成闪亮的小球,在液面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,反应后溶液变蓝D将一小块钠迅速投入热坩埚中,继续加热坩埚片刻钠熔成小球,然后剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体A解析

切开钠后,钠与空气中的O2反应生成Na2O,切面颜色变暗,但最后不会呈淡黄色,A错误;将小块钠投入CuSO4溶液中,钠先与水反应生成NaOH与H2,现象是钠熔化成闪亮的小球,在液面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,产物NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,B正确;钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中,钠与水反应生成NaOH与H2,现象是钠熔化成闪亮的小球,在液面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,反应后溶液呈碱性,溶液变蓝色,C正确;钠的熔点低,加热熔化成小球状,然后剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体,D正确。考向2钠与酸、碱、盐溶液的反应及分析例2向分别盛有100mL水、100mL0.1mol·L-1盐酸、100mL0.01mol·L-1NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05molNa。下列有关说法不正确的是(

)A.三个烧杯中均先发生的反应为2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应,且Y烧杯中的反应最剧烈C.三个烧杯中充分反应后,溶质的物质的量浓度不同D.三个烧杯中充分反应后,生成气体在相同条件下的体积相同A解析

钠与盐酸反应时,钠先与HCl反应:2Na+2H+═2Na++H2↑,若钠剩余再与水反应,A错误;钠与水及酸、碱溶液反应的实质都是Na与H+反应,盐酸中c(H+)最大,故Y烧杯中反应最剧烈,B正确;X烧杯中生成的溶质为NaOH,Y烧杯中生成的溶质为NaCl和NaOH,Z烧杯中生成NaOH,且原溶液中含NaOH,据Na元素守恒推知,三个烧杯中溶质的物质的量浓度不同,C正确;钠与反应生成的H2存在关系式:2Na~H2↑,三个烧杯中加入的Na相同且均完全反应,故生成H2的量相同,在相同条件下气体的体积相同,D正确。[对点训练2]

分别向CuSO4溶液和FeSO4溶液中加入等量的金属钠,下列说法一定正确的是(

)A.两溶液中均有金属单质析出B.CuSO4溶液中最终有蓝色沉淀生成C.FeSO4溶液中最终有白色沉淀生成D.钠在CuSO4溶液中的反应更剧烈B解析

钠是活泼的金属,投入盐溶液中首先与水反应生成NaOH和H2,两溶液中均不会有金属单质析出,A错误;CuSO4溶液中最终生成蓝色沉淀Cu(OH)2,B正确;FeSO4溶液中首先产生白色沉淀Fe(OH)2,最终转化为红褐色沉淀Fe(OH)3,C错误;钠在溶液中反应的剧烈程度与溶液中c(H+)有关,不能确定两溶液中的c(H+)的相对大小,不能比较二者反应的剧烈程度,D错误。考点二钠的氧化物必备知识•梳理1.氧化钠、过氧化钠的组成与结构

化学式Na2ONa2O2电子式

氧元素的化合价-2价______价

阴、阳离子个数比1∶2

存在的化学键

离子键和______物质类别

过氧化物,不是碱性氧化物-11∶2离子键

非极性键

碱性氧化物

2.氧化钠、过氧化钠的化学性质(写出化学方程式)氧化物Na2ONa2O2与水反应

与CO2反应Na2O+CO2═Na2CO3

与盐酸反应Na2O+2HCl═2NaCl+H2O

Na2O+H2O══2NaOH2Na2O2+2H2O══4NaOH+O2↑2Na2O2+2CO2══2Na2CO3+O22Na2O2+4HCl══4NaCl+2H2O+O2↑【应用示例】过氧化钠可用作呼吸面具或潜水艇的供氧剂,其反应原理是Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2。为模拟该过程,某小组将CO2和O2的混合气体34.4g通过足量过氧化钠后,固体质量增加了5.6g。(1)该反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为______。

(2)原混合气体中CO2和O2的质量比为________。

1∶111∶32解析

(1)Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,该反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2。该反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂,根据得失电子守恒可知,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1。(2)利用“差量法”进行计算:2Na2O2+

2CO2═2Na2CO3+O2

Δm(固体)2×78

2×44

2×106

56m(CO2)

5.6

g故原混合气体中CO2和O2的质量比为8.8

g∶25.6

g=11∶32。

关键能力•提升考向1实验探究过氧化钠的性质例1(2024·湖北武汉重点学校联考)过氧化钠常用作漂白剂、杀菌消毒剂。某兴趣小组以过氧化钠为对象进行如下探究:“干燥的CO2不能与Na2O2反应”和“CO2在有水存在时才能与Na2O2反应”,设计如图实验装置,下列说法错误的是(

)A.试剂X为浓硫酸B.在点燃酒精灯之前,应先通一段时间CO2排出装置内的氧气,防止其与铜反应干扰实验C.若“干燥的CO2不能与Na2O2反应”,则打开K1,关闭K2时,铜丝受热不发生变化D.“CO2在有水存在时才能与Na2O2反应”,此时,Na2O2只做氧化剂D解析

要证明干燥的CO2不能与Na2O2反应,试剂X应是干燥剂,故X是浓硫酸,A正确;装置中含有空气,空气中的O2会与铜反应,干扰实验结果,所以应先通一段时间CO2,B正确;若“干燥的CO2不能与Na2O2反应”,则打开K1,关闭K2时,铜丝受热不发生变化,C正确;CO2与Na2O2的反应中Na2O2既做氧化剂又做还原剂,D错误。[对点训练1](2023·广东广州期中)以CO2和Na2O2为原料,制取纯净干燥的O2,实验装置如图。下列说法正确的是(

)DA.装置②中试剂可以是饱和NaHCO3溶液B.装置③的作用是检查CO2是否除净C.收集氧气应选择装置aD.装置②、③之间应增加盛澄清石灰水的洗气瓶解析

装置①中CO2和Na2O2反应,装置②可以盛放NaOH溶液除去CO2,装置③干燥氧气,装置④收集氧气。装置②的作用为除去过量二氧化碳,则试剂不能为NaHCO3溶液,A错误;装置③中盛有浓硫酸,作用是干燥O2,B错误;选向上排空气法收集氧气,导管应长进短出,即选装置b,C错误;装置②、③之间应增加盛澄清石灰水的洗气瓶,检验CO2是否除净,D正确。考向2过氧化钠与CO2、H2O(g)反应的定量关系例2某密闭容器中共有16.5gCO、H2和O2的混合气体及足量的Na2O2固体,用电火花引燃,使其完全反应,测得反应后Na2O2固体增重7.5g,则原混合气体中O2的质量分数为(

)A.54.5% B.40%C.36% D.33.3%A解析

CO、H2分别与O2完全反应后生成的二氧化碳、水与过氧化钠反应对应生成碳酸钠、氢氧化钠,且都生成O2,因此固体增重的质量等于CO、H2的质量,则原混合气体中CO、H2的总质量共是7.5

g,则O2的质量为16.5

g-7.5

g=9.0

g,故原混合气体中O2的质量分数为[对点训练2]

下列物质均为ag,将它们在氧气中完全燃烧的产物全部通入足量的过氧化钠固体中,则固体增重为ag的是(

)①CO

②H2

③CH4

④HCHO

⑤CH3COOH

⑥HCOOHA.①③⑤⑥ B.②③④C.①②④⑤ D.①②⑤C解析

H2、CO发生反应的化学方程式为2H2+O2

2H2O,2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑;2CO+O2

2CO2,2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2,由整个反应过程可知,固体增加的质量即为H2、CO的质量,因此只要是CO或H2或它们的混合气体或化学式组成符合(CO)m·(H2)n的物质完全燃烧,并将产物通入足量的过氧化钠固体,则固体增加的质量等于与氧气反应的原物质的质量,则①②④⑤符合。素养发展进阶进阶1练易错·避陷阱1.钠与乙醇反应的改进实验如图所示,下列说法错误的是(

)A.钠与乙醇的反应比相同条件下钠与水的反应剧烈得多B.脱脂棉中滴酸性高锰酸钾溶液的目的是吸收挥发出的乙醇C.反应一段时间后,钠块会上浮D.一段时间后将尖嘴管口的气体点燃,并在火焰上罩一干而冷的烧杯,烧杯内壁有水珠出现,说明有氢气产生A解析

钠与乙醇的反应比相同条件下钠与水的反应缓慢得多,A错误;脱脂棉中滴酸性高锰酸钾溶液的目的是吸收挥发出的乙醇,B正确;有气体生成逸出,钠块会上浮,C正确;一段时间后将尖嘴管口的气体点燃,并在火焰上罩一干而冷的烧杯,烧杯内壁有水珠出现,说明有氢气产生,D正确。2.(2024·河北保定名校联考)某实验小组通过下列实验探究过氧化钠与水的反应:通过实验得出的结论正确的是(

)A.Na2O2与水不可能发生复分解反应B.过程①产生大量气泡可能是反应过程中温度升高,H2O2受热分解C.过程③红色褪去说明Na2O2过量且Na2O2具有漂白性D.过程④发生反应的化学方程式为H2O2+MnO2═Mn(OH)2↓+O2↑B解析

Na2O2与水反应过程中有过氧化氢生成,此反应是复分解反应,A错误;过程①过氧化钠与水的反应放出大量的热,H2O2受热分解,可产生大量气泡,B正确;过程③红色褪去有可能是过氧化氢表现漂白性,并不能说明Na2O2过量,C错误;过程④加入二氧化锰作催化剂,使过氧化氢分解,化学方程式为2H2O22H2O+O2↑,D错误。进阶2练热点·提素能3.(2023·广东江门模拟)氢化钠是一种重要的储氢试剂、缩合剂、还原剂、烷基化试剂,在有机合成中具有重要作用,某学习小组利用如图装置制备少量氢化钠,下列说法错误的是(

)DA.装置丙中将Na分散到NaCl晶体中可以增大接触面积,使反应更充分B.装置乙和装置丁内盛放的试剂可以分别为无水氯化钙和碱石灰C.实验过程中应先打开K1,一段时间后,尾端验纯后再点燃酒精灯D.mgH2储存到NaH中,与足量水反应也释放mgH2,遵从质量守恒定律解析

装置丙中将Na分散到NaCl晶体中可以增大接触面积,使反应更充分,A项正确;装置乙和装置丁起干燥作用,盛放的试剂可以分别为无水氯化钙和碱石灰,B项正确;实验过程中应先打开K1,用生成的氢气排除装置中的空气,一段时间后,尾端验纯后,说明空气已经排尽,再点燃酒精灯,C项正确;1

mol

Na吸收0.5

mol

H2生成1

mol

NaH,NaH与水的反应为归中反应,1

mol氢化钠与足量水完全反应,生成1

mol氢气,D项错误。4.(2024·湖南衡阳三校联考)如图是为测定过氧化钠样品(只含Na2CO3杂质)纯度而设计的装置,气球Q弹性良好。下列说法正确的是(

)A.Q中反应的离子方程式为B.测量气体体积时应先关闭K1、K2,打开K3,反应完毕后再缓缓打开K1C.若没有导管a,稀硫酸不易滴下来,而且会导致测量气体的体积偏大D.若操作正确,量筒Ⅰ、Ⅱ分别收集到xmL水、ymL气体,则Na2O2的质量分数为

(气体体积为标准状况下测定)C解析

实验开始时先打开恒压滴液漏斗的活塞使稀硫酸与样品发生反应:2Na2O2+4H+═4Na++2H