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文档简介

第二章海水中的重要元素——钠和氯

第一节钠及其化合物

一、活泼的金属单质——钠

1、钠与非金属单质的反应

(1)钠是一种色的固体,密度比煤油;硬度,在空气中很快,

钠与氧气发生反应生成,反应的化学方程式为。

(2)将钠加热,观察到钠先熔化成小球,然后剧烈反应,火焰呈色,生成了色固

体,该固体物质是,反应的化学方程式为。

(1)钠是非常活泼的金属,与O2反应时,反应条件不同,现象,产物。

2、钠与水的反应

实验操作实验现象原因解释

钠浮在水面上()钠的密度比水

钠熔化成闪亮的小球()钠的熔点,反应放热

小球在水面上四处游动,最后完全消失

反应产生的推动小球运动

()

与水反应发出嘶嘶响声()钠与水反应

反应后溶液的颜色逐渐变红色()反应生成

实验结论:

(1)钠与水剧烈反应生成NaOH和H2,反应中氧化剂是,还原剂是,反应的实质是钠

与水电离出的反应。

(2)反应方程式

①化学方程式:;

②离子方程式:。

3、钠露置于空气中的变化

(1)金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末,此过程中的主要变化与现象:

1

(2)发生主要变化的化学方程式为

二、钠的几种化合物

1、氧化钠和过氧化钠的比较

物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)

+-+

22+2-+2-

由Na与O构成,Na与O由Na与O2构成,Na与O2数目比为2∶

组成结构

数目比为2∶11

氧元素化合价-2-1

类别碱性氧化物过氧化物

色、态白色固体淡黄色固体

生成条件Na与O2在常温下反应Na与O2在加热条件下反应

热稳定性不稳定,易转化为Na2O2较稳定

与H2O反应

与CO2反应

与H+反应

可作漂白剂(漂白织物等)、强氧化剂、供氧

用途用于制备NaOH等

剂(用于呼吸面具和潜水艇中氧气的来源)

联系加热时可发生反应:

2、Na2CO3与NaHCO3性质的比较

碳酸钠(Na2CO3)碳酸氢钠(NaHCO3)

俗名纯碱或苏打小苏打

色、态白色粉末(Na2CO3·10H2O为晶体)细小、白色粉末

溶解性易溶于水在水中溶解度比Na2CO3小

2

溶液的酸碱性显碱性显碱性

稳定,受热难分解;但结晶碳酸钠

热稳定性不稳定,受热易分解:2NaHCO3=====

(Na2CO3·10H2O)易风化△

与酸反应(与NaHCO3+HCl===

Na2CO3+2HCl===

HCl)(反应速率比Na2CO3快)

与碱反应[与

Na2CO3+Ca(OH)2===2NaHCO3+Ca(OH)2===

Ca(OH)2、

(Na2CO3与NaOH不反应)NaHCO3+NaOH===

NaOH]

与可溶性钙

盐、钡盐反应Na2CO3+CaCl2===

不反应

(与CaCl2、Na2CO3+BaCl2===

BaCl2)

CO2+H2O

相互转化Na2CO3NaHCO3

①固加热,②液NaOH

用于玻璃、肥皂、洗涤剂、造纸、制发酵剂、灭火器、医疗上用于治疗胃

用途

纺织等工业酸过多

3、侯氏制碱法

(1)原料:氨、氯化钠。

(3)生产原理流程

(4)优点:①;②;③。

3

三、焰色试验

1、焰色试验

根据火焰呈现的特征,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称

为。

2、操作步骤

3、几种常见金属元素的焰色

金属元素锂钠钾钙锶钡铜

颜色紫色(透过蓝色钴玻璃)

4、应用

(1)检验金属元素的存在,如鉴别和溶液。

(2)利用焰色试验制节日。

四、纯碱的生产历史

1、路布兰制碱法——首次实现了碳酸钠的工业生产

(1)原料:食盐、焦炭和石灰石等。

2、索尔维制碱法(氨碱法)

(1)原料:食盐、、等。

(3)生产原理流程

4

(4)索尔维制碱法具有原料易获取,,实现了连续性生产等优点。

第二节氯钠及其化合物

一、氯气的性质

1、氯元素的存在形式:

2、氯的原子结构

氯的原子结构示意图为,氯原子的最外层上有7个电子,在化学反应中很容易得到1个电子,

使最外层达到8个电子的稳定结构。因此,氯气是很活泼的非金属单质,具有强氧化性。

2、氯气的物理性质

状态颜色气味溶解性密度

气态

2、氯气与金属单质的反应

实验实验现象化学方程式

剧烈燃烧,产生的烟

5

剧烈燃烧,产生色的烟

剧烈燃烧,产生色的烟

3、氯气与非金属单质(如H2)的反应

实验装置实验操作实验现象化学方程式

纯净的氢气在氯气中安

在空气中点燃纯净

静地燃烧,发出

的氢气,然后把导

色火焰,集

管缓慢伸入盛满氯

气瓶口有产

气的集气瓶中

4、氯气与H2O的反应

(1)在25℃时,1体积的水可溶解约体积的氯气,氯气的水溶液称为。Cl2溶于水同

时与水发生反应,化学方程式为。氯气不具有漂白性,氯水具有漂白性,

是因为氯水中含有HClO。

(2)氯水的性质

5、氯气与碱溶液的反应

(1)与NaOH溶液的反应:,利用此反应原理可以吸收尾气中的有毒气体

Cl2,也可以制取漂白液,这种液体的主要成分是NaCl和,有效成分是。

(2)与石灰乳反应:,利用此反应原理可以制取漂白粉,其主要

成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分是。如果Cl2与Ca(OH)2反应充分,并使成为

主要成分,则得到。

6

6、氯气的用途

(1)用于工业制盐酸;

(2)制漂白液、漂白粉和漂粉精;

(3)用于自来水的杀菌、消毒;

(4)用作制取其他含氯工业产品的原料。

7、液氯、新制氯水和久置氯水的比较

物质液氯新制氯水久置氯水

成分Cl2

分类纯净物混合物混合物

颜色黄绿色

性质氧化性

棕色试剂瓶盛装,置于阴凉处,置于普通试剂瓶,玻璃塞即可

保存方法特制钢瓶

一般现配现用(会腐蚀橡胶)

二、氯气的实验制法

1、实验原理

二氧化锰(软锰矿的主要成分)和浓盐酸在加热条件下反应:。

2、仪器装置

发生装置

净化装置

先通过饱和食盐水除去,再通过浓H2SO4除去

(洗气瓶)

收集装置用排空气法收集

观察法(黄绿色);湿润的淀粉­KI试纸,其原理是,

验满方法

置换出的I2遇淀粉变蓝色;湿润的蓝色石蕊试纸(先变红后褪色)

尾气吸收装置盛有NaOH溶液的烧杯

二、氯离子的检验

1、原理及过程:在Ⅰ~Ⅳ四支试管中分别加入2~3mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、蒸馏水,然后

7

各滴入几滴AgNO3溶液,观察现象,再分别加入少量稀硝酸,观察现象。

实验现象

试管试剂

加入AgNO3溶液加入稀硝酸

Ⅰ稀盐酸白色沉淀沉淀不溶解

ⅡNaCl溶液白色沉淀沉淀不溶解

ⅢNa2CO3溶液白色沉淀沉淀溶解

Ⅳ蒸馏水无明显现象无明显现象

(1)试管Ⅰ、试管Ⅱ中均产生了不溶于稀硝酸的白色沉淀,说明反应生成了;反应的离子方程

式为。

(2)试管Ⅲ中产生的白色沉淀是,写出该沉淀溶于稀硝酸的离子方程式:。

2、氯离子的检验及答题规范

2-

(1)检验时要加稀硝酸,以排除CO3等离子的干扰,不能用稀硫酸,因为Ag2SO4微溶,会干扰实验,更

不能用盐酸,因为盐酸中含有Cl-。

2-2-

(2)若被检液中含有SO4,需先用溶液除去SO4,然后再加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液,检

验Cl-的存在。

第三节物质的量

一、物质的量的单位——摩尔

1、物质的量:物质的量是一个物理量,它表示含有一定数目粒子的集合体,符号为。

2、物质的量的单位为,简称摩,符号为。

3、阿伏加德罗常数

(1)1mol任何粒子的粒子数叫作阿伏加德罗常数,符号为,通常用表示。

N

(2)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)之间的关系为n=。

NA

4、摩尔质量

5、物质的量、物质的质量、粒子数目之间的相关计算

÷NA×M

Nnm

×NA÷M

(粒子数)(物质的量)(质量)

8

N

(1)n=

NA

①n、N、NA三个量中,已知任意两项可求第三项。

②求N时,概念性问题用NA,数字性问题用。

③N与n成正比,判断粒子数多少时只判断其n的大小即可。

m

(2)n=

M

①m、n、M三个量中,已知任意两项可求第三项。

②由M可求相对分子质量。

Nm

(3)=

NAM

①N、NA、m、M四个量中,已知任意三项可求第四项。

②该等式中一般NA、M为已知,则N与m可互求。

二、气体摩尔体积

1、概念:单位物质的量的气体所占的体积叫作,符号为Vm,常用的单位有(或

L·mol-1)和m3/mol(或m3·mol-1)。

V

2、公式:Vm=。

n

3、标准状况下气体摩尔体积

4、标准状况下气体摩尔体积的有关计算

V

①气体的物质的量n=;

22.4L·mol-1

mρV-

②气体的摩尔质量M===·ρ(ρ的单位是g·L1);

nV

22.4L·mol-1

9

V

③气体的分子数N=n·NA=·NA;

22.4L·mol-1

V

④气体的质量m=n·M=·M。

22.4L·mol-1

5、阿伏加德罗定律的推论

结论

相同条件

公式语言叙述

同温同压同温同压下,体积之比等于物质的量之比,等于分子数之比

p1n1N1

同温同容==同温同容下,压强之比等于物质的量之比,等于分子数之比

p2n2N2

同温同压同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比

同温同压

m1M1

=同温同压下,体积相同的气体,其摩尔质量与质量成正比

同体积m2M2

NmVg

注:利用理想气体状态方程pV=nRT和万能恒等式n===之间的关系就可以推导阿伏加德罗

NAMVm

定律及其推论(其中p为压强,V为气体的体积,R为常数,T为温度)

例如,同温同压下,两种气体的密度之比等于其摩尔质量之比,推导如下:

m1m2

①pV1=n1RT=RT;②pV2=n2RT=RT;

M1M2

m1

由①和②可得V1=m1M2,则M1=V1=ρ1。

V2m2M1M2m2ρ2

V2

三、物质的量浓度

1、物质的量浓度

2、配制一定物质的量浓度溶液

(1)一定物质的量浓度溶液配制的步骤和仪器

10

(2)配制示例——配制100mL1.00mol/LNaCl溶液

(3)配制一定物质的量浓度溶液的误差分析

对结果的影响

操作步骤引起误差的原因

nVc

物质、砝码位置颠倒且需要使用游码/

称量

称量NaOH时使用滤纸/

用量筒量取浓硫酸时仰视/

量取用量筒量取浓硫酸时俯视/

将量取浓溶液所用量筒洗涤,并将洗涤液注入容量瓶中/

溶解不慎将溶液溅到烧杯外面/

未冷却至室温就转入容量瓶中/

冷却、转移转移前,容量瓶内有少量蒸馏水//

转移时有少量溶液流到容量瓶外/

洗涤未洗涤或只洗涤了1次烧杯和玻璃棒/

定容时仰视刻度线/

定容时俯视刻度线/

定容

定容时液面超过刻度线,立即用胶头滴管吸出/

定容摇匀后液面低于刻度线,又加蒸馏水至刻度线/

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