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1/3专题04钠及其化合物(期末复习讲义)内容导航明·期末考情:把握考试趋势方向,精准备考理·核心要点:系统归纳知识脉络,构建体系破·重难题型:攻克典型疑难问题,突破瓶颈过·分层验收:阶梯式检测与评估,稳步提升考查重点命题角度钠的性质及其应用钠的物理性质;钠的化学性质;保存与用途的实际应用;钠的相关实验钠的氧化物及其应用物质类别与组成的判断;化学性质的对比与分析;性质与用途的对应关系;实验探究与现象分析;钠的氧化物相关计算碳酸钠、碳酸氢钠的性质及其应用物理性质的对比;化学性质的差异;相互转化关系;实验与鉴别、除杂;实际应用与综合计算焰色试验及其应用焰色试验的概念与原理的本质;焰色试验的实验操作的规范;焰色现象的判断与鉴别钠及其化合物的转化转化关系的基础判断;转化反应的离子方程式书写;转化关系的应用要点01钠的性质及其应用1.钠的物理性质(1)颜色状态:色固体;(2)硬度:很,可以用小刀切,剩余的钠要;(3)密度:比水的,而比煤油的,比酒精的,即ρ煤油ρ钠ρ酒精ρ水。(4)熔点:比较,原因:。2.钠的化学性质Naeq\o(→,\s\up11(O2、Cl2、H2O、H+等),\s\do6(失去e-))Na+(1)与非金属单质(如O2、Cl2、S、H2)的反应O2常温4Na+O22Na2O固体加热2Na+O2eq\o(,\s\up6(Δ))Na2O2固体Cl22Na+Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2NaCl(产生火焰,生成)S2Na+SNa2S(研磨时容易)H22Na+H2eq\o(,\s\up6(Δ))2NaH(金属氢化物中,氢为价)(2)与水反应①钠与水反应的产物:NaOH、H2②与滴加酚酞的水反应的现象及解释③实验结论:化学方程式:、离子方程式:。(3)与盐酸、硫酸反应离子方程式:。【易错提醒】Na先与反应,再与反应——先后。(4)与盐反应a.与熔融盐反应,如:、(制取金属钾,因为钾的沸点比钠的沸点低,使钾成为蒸汽而逸出)b.与盐溶液反应①投入NaCl溶液中,只有H2放出:若投入饱和NaCl溶液中,有H2放出,还有晶体析出(温度不变)②投入NH4Cl溶液中有H2和NH3逸出:③投入CuSO4溶液中有H2逸出和蓝色沉淀生成:、总反应:。【易错提醒】与盐溶液反应时先与反应,生成的与盐可能发生反应。3.钠的制取及保存(1)工业制取:。(2)保存:密封保存,通常保存在油或油中,钠易与空气中的反应,且钠的密度比煤油的密度,与煤油反应,故通常将少量钠保存在中,大量钠保存在中。4.钠的用途(1)钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的剂。(2)用作电光源,制作灯。(3)冶炼某些金属:钠能与钛、锆、铌、钽等氯化物(熔融)发生置换反应,金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用于制取金属,如。(4)制取等化合物。归|纳|总|结1.钠燃烧时不能用水灭火,应用沙土盖灭。2.取用金属钠时,用镊子夹取金属钠,用滤纸擦干表面的煤油,放在洁净干燥的玻璃片上用小刀切割,不能用手直接接触金属钠,并且将剩余的钠放回原试剂瓶中保存。3.钠与溶液反应的共同现象①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:在液面上不停地游动直至反应完全;④响:反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。若溶液中H+浓度较大,与水相比反应更加剧烈,最后钠可能在液面上燃烧。4.钠性质的巧记口诀:银白轻低软,传导热和电;遇氧产物变,遇氯生白烟;遇水记五点,浮熔游响红;遇酸酸优先,遇盐水在前。5.考虑钠与酸、碱、盐的水溶液反应时,要注意Na与水反应的同时,生成的NaOH还可能继续与部分溶质反应。6.对钠与酸反应的计算问题,勿忽略Na若过量还可与H2O反应。要点02钠的氧化物及其应用1.氧化钠与过氧化钠的比较Na2ONa2O2电子式氧元素化合价色、态固体色固体阴、阳离子个数比1∶21∶2是否为碱性氧化物化学键类型只有键有键和键与水反应与CO2反应与盐酸反应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.过氧化钠的性质:(1)强氧化性的六个表现试剂现象反应原理并解释SO2气体-FeCl2溶液Na2SO3溶液-氢硫酸酚酞溶液品红溶液(2)理解Na2O2强氧化性的两个角度①从结构角度Na2O2的结构中含有过氧键(),含有过氧键结构的物质有的氧化性,以此类推,如H2O2、H2SO5(过硫酸,相当于H2O2中的一个H被—SO3H取代)、Na2S2O8(过二硫酸钠)中都有过氧键结构,都是很强的氧化剂。②从化合价的角度Na2O2中的氧元素为价,有很强的氧化性,能氧化一些常见的还原剂,如SO2、Fe2+、SO32-、HSO3-、H2S、S2-、I-。同时价的O也有还原性,如遇到强氧化剂KMnO4也可以被氧化成。(3)Na2O2与H2O、CO2的反应规律电子转移关系当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=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eq\f(1,2),等于生成氧气的量,ΔV=V(O2)=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Δm(CO2)=g·mol-1×n(CO2)、Δm(H2O)=g·mol-1×n(H2O)归|纳|总|结①Na2O2遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。②Na2O2遇H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。③Na2O2遇还原性氧化物(即低价非金属氧化物),表现强氧化性,一般不生成氧气,而生成高价钠盐,如Na2O2+SO2=Na2SO4。④Na2O2遇最高价金属氧化物(酸酐)发生自身的氧化还原反应,有氧气生成,如2Mn2O7+2Na2O2=4NaMnO4+O2。⑤无论是过氧化钠还是其他过氧化物,具有强氧化性、漂白性等特殊性质的根本原因是这些物质中都含有过氧键。要点03碳酸钠、碳酸氢钠的性质及其应用1、Na2CO3、NaHCO3的物理性质名称碳酸钠碳酸氢钠化学式俗名颜色、状态水溶性2、Na2CO3、NaHCO3的化学性质(1)热稳定性①Na2CO3性质稳定,受热分解。②NaHCO3性质不稳定,受热分解,化学方程式为。(2)与足量盐酸反应①Na2CO3:。②NaHCO3:。(3)与碱(NaOH溶液)反应①Na2CO3:与NaOH溶液不反应。②NaHCO3:。(4)相互转化①Na2CO3→NaHCO3向Na2CO3溶液中通入,化学方程式为。②NaHCO3→Na2CO3NaHCO3固体加热分解转化成Na2CO3。3、Na2CO3、NaHCO3的主要用途(1)碳酸钠:用于造纸、制造、制皂、洗涤等。(2)碳酸氢钠:用于制、医药、治疗过多、灭火剂等。4、Na2CO3的制备—侯氏制碱法①原料食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气其反应为,。②反应原理产生NaHCO3反应:。产生Na2CO3的反应:。③工艺流程④循环使用的物质:、饱和食盐水。5、Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图象若V(Oa)=V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)溶液中的溶质为涉及离子方程式Oa:;ab:若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为涉及离子方程式Oa:、;ab:若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为涉及离子方程式Oa:;ab:若a=0(即图像从原点开始)溶液中的溶质为涉及离子方程式:归|纳|总|结1.Na2CO3、NaHCO3的鉴别①固体的鉴别用加热法:产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。a.沉淀法:加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是Na2CO3溶液。b.气体法:滴入稀盐酸,立即产生气泡的是NaHCO3溶液。c.测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是Na2CO3溶2.Na2CO3、NaHCO3的除杂序号混合物(括号内为杂质)除杂方法①Na2CO3(s)(NaHCO3)加热法②NaHCO3(aq)(Na2CO3)通入足量CO2③Na2CO3(aq)(NaHCO3)滴加适量NaOH溶液3.易错提醒①NaHCO3与碱溶液反应的实质是HCOeq\o\al(-,3)与OH-反应生成COeq\o\al(2-,3),COeq\o\al(2-,3)有可能发生后续反应,如NaHCO3与Ca(OH)2溶液反应可以生成白色沉淀CaCO3;②不能用澄清石灰水来鉴别Na2CO3与NaHCO3:Ca(OH)2溶液与二者反应均生成白色沉淀CaCO3,无法区别;③用盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液时,要求两溶液浓度相差不大,且加入的盐酸等浓度且不宜过大;④Na2CO3、NaHCO3与酸、碱、盐的反应均为复分解反应,因而反应能否进行应从复分解反应的条件来判断。要点04焰色试验及其应用1.焰色试验的概念很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的称为焰色试验,属于物理变化,是元素的性质。2.焰色试验的操作铂丝eq\o(→,\s\up7(酒精灯),\s\do4(灼烧))无色eq\o(→,\s\up7(蘸取))待测物eq\o(→,\s\up7(酒精灯),\s\do4(灼烧))观察火焰颜色eq\o(→,\s\up7(用盐酸),\s\do5(洗涤))铂丝eq\o(→,\s\up7(酒精灯),\s\do5(灼烧))无色3.常见元素的焰色钠元素:色;钾元素:色(透过色钴玻璃观察);铜元素色;钡元素:色;钙元素:色。归|纳|总|结(1)焰色试验是物理变化,是金属元素的性质,既可以是单质,也可以是化合物,如不论灼烧Na2CO3、NaCl、Na2SO4还是钠的单质,均发出黄色火焰。(2)用稀盐酸清洗的原因:生成金属氯化物,而金属氯化物在高温时可挥发,而硫酸盐难挥发。(3)焰色反应中所用的火焰应是无色或浅色的。(4)灼烧铂丝时应一直烧至火焰恢复到原来的颜色。(5)可用洁净无锈的铁丝代替铂丝,不能用铜丝代替。要点05钠及其化合物的转化1.钠及其重要化合物的知识主线:Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO32钠及其重要化合物知识网络.3.钠及其化合物的价类二维图4.钠及其化合物重要方程式①Na和H2O的反应:;②Na在空气中燃烧:;③Na2O2和H2O的反应:;④Na2O2和CO2的反应:;⑤向NaOH溶液中通入过量CO2:;⑥将Na2CO3溶液与石灰乳混合:;⑦向Na2CO3稀溶液中通入过量CO2:;⑧将NaHCO3溶液和NaOH溶液等物质的量混合:;⑨将NaHCO3溶液与澄清石灰水等物质的量混合:;⑩将NaHCO3溶液与少量澄清石灰水混合:。归|纳|总|结钠及其化合物的知识盲点(1)钠及其重要化合物:①钠和盐溶液反应,不能置换出盐中的金属,与熔融的盐反应才可能置换出盐中的金属。②Na与足量O2反应无论生成Na2O还是Na2O2,只要参与反应的Na的质量相等,则转移电子的物质的量一定相等,但得到Na2O2的质量大于Na2O。③Na分别与H2O和乙醇发生反应均能生成H2,但反应的剧烈程度不同,前者反应剧烈,后者反应缓慢。④1molNa2O2参与反应转移电子的物质的量不一定为1mol,如1molNa2O2与足量SO2的反应转移电子应为2mol。⑤不能用Ca(OH)2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液,应选用CaCl2或BaCl2溶液。⑥除去CO2中的HCl气体,应选用饱和的NaHCO3溶液。⑦向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2,有NaHCO3白色晶体析出。⑧焰色反应是元素的性质,无论游离态还是化合态,均具有相同的焰色反应,它不是化学变化,在观察钾元素的焰色反应时,应通过蓝色的钴玻璃片。⑨Na-K合金常温下呈液态,是原子反应堆的导热剂。⑩碱金属的密度呈现增大的趋势,但K反常。⑪Li和O2反应只生成Li2O;NaH是离子化合物,是一种强还原剂。Na2O、Na2O2阴阳离子个数比均为1∶2。⑫Na2O2投入品红溶液中,因溶液中有强氧化性物质,因而可使品红溶液褪色。Na2O2投入无色酚酞溶液中,酚酞溶液先变红后褪色。题型01钠及其化合物的性质与用途【典例1】(25-26高一上·安徽六安·期中)下列有关钠及其化合物的说法正确的是A.实验室钠着火时,可以用二氧化碳灭火器灭火B.钠比铁活泼,可以利用钠将溶液中的铁置换出来C.向和固体中加入少量水均会放出热量D.中学实验室中可将未用完的钠放回原试剂瓶【变式1-1】(25-26高一上·广东广州·期中)下列关于钠及其化合物的叙述正确的是A.金属钠保存在煤油里,说明金属钠的密度比煤油的小B.金属钠与水反应时会熔化,说明钠的熔点低且反应放热C.分别加热和固体,试管内壁均有水珠,说明两种物质均受热分解D.盐酸分别滴加到同浓度的碳酸钠和碳酸氢钠,溶液中放出气体的速度:>【变式1-2】(24-25高一上·福建宁德·期末)关于钠及其化合物的说法错误的是A.金属钠是一种银白色金属,可保存在煤油中B.氧化钠和过氧化钠均可与盐酸反应,产物完全相同C.氢氧化钠俗称烧碱,具有较强的腐蚀性D.Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都能与Ca(OH)2溶液反应得到白色沉淀题型02钠及其化合物的转化关系【典例2】(25-26高一上·广东茂名·期中)以不同类別物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。下列分析正确的是A.上述转化中含有分解反应和置换反应B.在水溶液中电离方程式为:C.反应③④表明不能转化为NaOH或D.反应⑤中只做氧化剂【变式2-1】(24-25高一上·广东广州·期末)下图为钠元素的价类二维图。下列有关叙述不正确的是A.若a是NaH,其中氢元素的化合价为-1价B.b能与水剧烈反应产生氢气C.若c为Na2O2,可用作潜水艇的供氧剂D.若e是Na2CO3,向其溶液中逐滴滴加盐酸可立即产生气泡【变式2-2】(24-25高一上·云南·期末)下图中,A是单质,B为淡黄色物质,A、B、C、D和E均含同一种元素。下列叙述错误的是A.热稳定性:E>DB.物质B的电子式是C.常温下,物质D在水中的溶解度大于E在水中的溶解度D.反应③中,当生成0.2molC时,转移的电子的物质的量为0.1mol题型03钠及其化合物的制备与性质探究【典例3】(24-25高一上·河北保定·期末)下列实验装置能达到实验目的的是:①验证Na和水反应是否为放热反应②检验Na2O2与H2O反应有O2生成③观察K2CO3的焰色试验④比较、的稳定性A.①② B.①③ C.②③ D.③④【变式3-1】(24-25高一上·河南·期末)某实验小组通过如图所示实验,探究与水的反应。下列说法错误的是A.③中溶液变红,说明有碱性物质生成B.④中现象可能是溶液中含有强氧化性物质造成的C.⑤中的主要作用是验证溶液中存在D.②中的大量气泡主要成分是氢气【变式3-2】(24-25高一上·北京丰台·期末)钠与水反应的微型实验装置如图所示。下列说法不正确的是A.肥皂液可用于收集反应产生的 B.反应时,钠块熔为小球,说明钠的硬度小C.钠块在煤油和水交界处上下跳动,直至消失 D.反应后试管中液体分层,下层呈红色题型04侯氏制碱法工艺流程【典例4】(24-25高一上·北京西城·期末)侯氏制碱法工艺流程如图所示。下列说法不正确的是A.饱和食盐水“吸氨”的目的是使“碳酸化”时产生更多的B.煅烧时发生反应C.“盐析”后溶液比“盐析”前溶液大D.母液II与母液I所含粒子种类相同,但前者、、的浓度更大【变式4-1】(24-25高一上·江苏苏州·期末)实验室用下图装置模拟侯氏制碱法原理,以NaCl、、等为原料制取少量。下列有关说法正确的是A.除去中的少量HCl可在乙装置中加入饱和溶液B.用冰水浴冷却丙装置有利于析出固体C.丙装置中析出固体的上层清液中不存在D.丁装置是为了吸收丙装置中逸出的和【变式4-2】(25-26高一上·安徽·开学考试)某制碱工厂以粗盐为原料制纯碱,部分工艺流程如图:有关说法正确的是A.流程中加入三种溶液的顺序不能调整B.按流程所加溶液的顺序除杂,过滤后得到三种沉淀C.流程通入氨气之后溶液呈碱性,促进吸收D.流程中发生反应的化学方程式为题型05焰色试验【典例5】(25-26高一上·甘肃张掖·期中)春节期间,兰州太平鼓舞、永登硬狮子舞、何家营滚灯等非遗项目纷纷亮相,除此之外还有五颜六色的烟花秀,这与高中化学中“焰色试验”知识相关,下列说法中正确的是A.钠燃烧时发出黄色的火焰B.焰色试验中发生的变化为化学变化C.透过蓝色钴玻璃观察到焰色为紫色,则待测液一定为钾盐D.可用稀硫酸代替稀盐酸洗涤焰色试验中用到的铂丝【变式5-1】(25-26高一上·黑龙江牡丹江·期中)焰色试验中钾盐在灼烧时火焰呈A.黄色 B.紫色 C.绿色 D.砖红色【变式5-2】(25-26高一上·山东临沂·期中)五彩缤纷的焰火与“焰色试验”知识有关。下列有关“焰色试验”的说法正确的是A.焰色试验前,应用稀清洗铂丝B.Na、、灼烧时火焰颜色均为黄色C.将KCl在酒精灯上灼烧时能直接观察到紫色火焰D.焰色试验是元素的性质,属于化学变化题型06钠及其化合物的相关计算【典例6】(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·期中)46g乙酸在足量氧气中完全燃烧后的产物全部通入足量的过氧化钠中,充分反应后,固体增加的质量为A.48g B.16g C.46g D.80g【变式6-1】(24-25高一上·河南·期末)实验室中,将17g在空气中部分变质的粉末样品溶于20mL水中,收集到2.4g气体,然后向水溶液中加入200g质量分数为7.3%的盐酸恰好完全反应,则m(发生变质的)(未变质的)为A.1∶1 B.1∶3 C.3∶1 D.无法确定【变式6-2】(24-25高一上·浙江台州·期末)某小组对加热了的固体进行探究,取该样品溶于水制成溶液,向此溶液中缓慢滴加一定浓度的盐酸,并不断搅拌。随着盐酸的加入溶液中有关离子的物质的量的变化如图所示。则下列有关说法正确的是A.a、d、e曲线对应的离子分别是、、B.样品溶液中C.加热前的总质量为33.6gD.消耗盐酸的体积期末基础通关练(测试时间:10分钟)1.(25-26高一上·青海海南·期中)下列关于钠的叙述中错误的是A.钠原子的最外电子层上只有1个电子 B.钠燃烧时生成氧化钠C.钠具有很强的还原性 D.钠燃烧时发出黄色的火焰2.(25-26高一上·河北衡水·期中)联合制碱法为我国的化学工业发展和技术创新做出了重要贡献。发明联合制碱法的化学家是A.屠呦呦 B.门捷列夫 C.徐光宪 D.侯德榜3.(25-26高一上·浙江宁波·期中)节日燃放的烟花利用了“焰色试验”的原理,下列说法正确的是A.焰色试验属于化学变化B.铂丝应用稀硫酸清洗后在火焰上灼烧至与原火焰颜色相同,再蘸取样品实验C.若火焰呈黄色,则该样品中仅含有钠元素D.实验时,应尽可能使用火焰颜色较浅的煤气灯4.(25-26高一上·北京·期中)关于和性质的有关叙述正确的是A.在水中的溶解性:B.热稳定性;C.与酸反应的速度:D.和在一定条件下可以相互转化5.(25-26高一上·浙江·期中)将一块金属钠投入足量的下列溶液中,既能生成气体,又能生成白色沉淀的是A.稀硫酸 B.稀溶液 C.溶液 D.溶液6.(25-26高一上·黑龙江牡丹江·月考)下列关于氧化钠和过氧化钠的叙述正确的是A.在与水的反应中,既是氧化剂又是还原剂B.和都是白色固体,都能与冷水作用得到和C.一个氧化钠和一个过氧化钠中的阴离子个数比为D.与都能与水反应生成碱,它们都是碱性氧化物7.(24-25高一上·广西来宾·期中)钠的化合物有多种用途:Ⅰ.过氧化钠是重要的化工原料,具有多种用途。(1)过氧化钠是色固体。(2)过氧化钠可用作呼吸面具、潜水艇的供氧剂,写出Na2O2和CO2反应的化学方程式:。(3)过氧化钠可与水反应,写出Na2O2和H2O反应的化学方程式:。Ⅱ.(4)NaHCO3俗称小苏打,在制做糕点时添加,在受热时产生气体,请写出相关的化学反应方程式:;它还可以用于治疗胃酸过多,请写出相关的化学反应方程式:。期末重难突破练(测试时间:10分钟)1.(25-26高一上·陕西商洛·期中)以不同类别物质间的转化为线索,可结构化地认识钠及其化合物的性质。下列说法不正确的是A.过程Ⅱ发生反应的离子方程式为B.若改变过程I的反应条件,能得到淡黄色固体C.钠常保存于煤油中,钠着火时,应使用专用灭火剂或干砂灭火D.上述过程I~IV中,发生电子转移的是I、II2.(25-26高一上·甘肃张掖·期中)下列说法错误的是A.可用澄清的石灰水鉴别和两种溶液B.溶液和盐酸可以通过互滴进行鉴别C.向碳酸钠固体中加入少量水后,结块变成晶体D.向碳酸钠溶液中滴入酚酞,溶液变为红色3.(25-26高一上·广东广州·期中)下表中,对陈述I、Ⅱ的正确性及二者间是否具有因果关系的判断都正确的是选项陈述I陈述Ⅱ判断ANa可与水反应产生Na着火不能用水扑灭I对;Ⅱ对;有关系B金属钠具有强还原性高压钠灯发出透雾性强的黄光I对;Ⅱ对;有关系C过氧化钠可用作航天员供氧剂能和、反应生成I对;Ⅱ对;有关系D小苏打可用于治疗胃酸过多可与盐酸反应I对;Ⅱ对;有关系4.(25-26高一上·山西太原·月考)“价-类”二维图是学习元素化合物知识的重要模型和工具,图1为钠的“价-类”二维图,图2为比较甲、乙(甲、乙为Na2CO3或NaHCO3)的热稳定性的实验装置。下列说法正确的是A.a与水生成NaOH的反应中氧化产物与还原产物的质量之比为B.相同个数的b和c,含有的离子总数不同C.Na转化为b或c,主要取决于反应温度和O2的量D.甲为NaHCO3,可用于治疗胃酸过多5.(25-26高一上·北京·期中)下列关于和的说法不正确的是A.和的水溶液均可使酚酞溶液变红B.比稳定C.可用溶液将转化为D.可用加热的方法鉴别和6.(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·期中)有关钠及其化合物,下列叙述正确的是A.金属钠着火,可用水或灭火器扑灭B.金属钠投入坩埚中加热,出现白色固体C.金属钠投入溶液中,有红色金属铜析出D.金属钠投入右侧U形管中,其可能在煤油和水交界处上下跳动,直至消失7.(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期中)回答下列问题:(1)钠有一种常见淡黄色氧化物,名称为,常用作呼吸面具的供氧剂。该物质与反应的化学反应方程式为。(2)1mol钠单质中含有钠原子约为个,含有质子mol,在与足量的水反应中失去mol电子。(3)金属钠放置在空气中观察到下列现象。银白色固体变灰暗变白色出现液滴白色晶体①反应I后固体变灰暗,该固体的化学式为,将少量灰暗色固体投入溶液中,观察到的实验现象为。②反应Ⅱ后得到的固体为,在水中的电离方程式为。③反应Ⅳ,主要是液滴与空气中的(填名称)发生反应,下列属于白色晶体用途的是(填字母)。A.制肥皂
B.造纸C.烘焙蛋糕
D.用于治疗胃酸过多症期末综合拓展练(测试时间:15分钟)1.(25-26高一上·江西·期中)将2.3gNa加入100g溶质质量分数为16%的溶液中。充分反应后,下列说法正确的是A.可生成0.05molCu B.可生成0.1molC.反应后的溶液总质量为102.3g D.反应后的溶液中,的质量为8g2.(25-26高一上·北京·期中)研究小组探究与水反应。取1.56g粉末加入到40mL水中,充分反应得溶液A(溶液体积几乎无变化),进行以下实验。编号①②③④操作现象溶液变红色,20秒后褪色ⅰ.产生大量能使带火星木条复燃的气体ⅱ.溶液变红色,10分钟后褪色ⅰ.溶液变红色,10分钟后溶液褪色ⅱ.变红色溶液变红色,2小时后无明显变化下列说法不正确的是A.由②中现象ⅰ可知,与水反应有生成B.由③、④可知,②中溶液红色褪去是因为浓度大C.由②、③、④可知,①中溶液红色褪去的主要原因不是浓度大D.向①中褪色后的溶液中滴加5滴浓盐酸,溶液最终变成红色3.(25-26高一上·甘肃张掖·期中)下列关于钠及其化合物的叙述中正确的说法有①钠的2种氧化物中阴、阳离子个数比均为1:2②新切开的钠的光亮的表面很快变暗是因为生成了③可用水来确定某粉末中是否含有④钠着火后不能用水扑灭,可用泡沫灭火器或沙土来灭火⑤钠可以把铜、铁等金属从它们的化合物的水溶液中置换出来A.3个 B.4个 C.1个 D.2个4.(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期中)如图所示,在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔化时,用玻璃棒蘸取少量无水硫酸铜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。据此判断下列说法错误的是A.上述反应的化学方程式为B.上述反应中钠表现了还原性C.上述反应中若有1mol钠参与反应,则转移1mol电子D.若将钠投入硫酸铜稀溶液中,也有铜单质被钠置换生成5.(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期中)已知某固体样品中含有、中的一种或两种。下列说法正确的是A.取适量样品配成溶液,滴加适量酚酞溶液,若溶液有变红倾向,则样品中只含有B.取样品在试管中加热,将可能产生的气体通入少量澄清石灰水,若最终仍为澄清溶液,则样品中不含C.取一定量的样品,利用如图所示装置测定样品中的含量,若球形干燥管增重4.4g,则所取样品中含有D.已知固体样品同时含有和,取一定质量的样品配成溶液,滴加溶液至沉淀完全,根据白色沉淀的质量,列方程组,可求出的含量6.(25-26高一上·宁夏银川·期中)利用下列有关实验装置进行的相应实验,能达到实验目的的是A.图Ⅰ除去CO2中含有的少量HClB.图Ⅱ检验NaNO3溶液中的钠元素C.检验Na与水反应的气体产物D.灼烧金属钠7.(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·期中)由我国自主研发的“奋斗者号”潜水艇在太平洋马里亚纳海沟成功坐底,创造了中国载人深潜的新纪录。(1)过氧化钠可用作潜水艇的供氧剂,写出和反应的化学方程式:,该反应中生成1个分子时,转移个电子。(2)将一定量的固体投入到含有下列离子的溶液中:,反应完毕后,溶液中上述离子数目几乎不变的有(填离子符号)。(3)向酸性溶液中加入粉末,观察到溶液褪色,发生如下反应,补全方程式并配平。_________________________________=_________________________________+___________(4)某实验小组通过如图所示实验,探究与水的反应,下列说法正确的是___________。A.②中的大量气泡主要成分是氢气B.③中溶液变红,说明有酸性物质生成C.④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的D.⑤中的主要作用是验证溶液中存在过氧化氢(5)查阅资料知:在一定条件下可以转化为易溶于水且溶解时吸热,有咸味,遇酸易放出气体,人误食会中毒。请回答下列问题:①已知能发生如下反应:,上述反应中氧化剂是,氧化产物是,HI在反应中体现了性。②根据上述反应鉴别和NaCl。可选用的物质有(填序号)。A.水
B.碘化钾淀粉试纸
C.淀粉
D.白酒
E.食用白醋
专题04钠及其化合物(期末复习讲义)内容导航明·期末考情:把握考试趋势方向,精准备考理·核心要点:系统归纳知识脉络,构建体系破·重难题型:攻克典型疑难问题,突破瓶颈过·分层验收:阶梯式检测与评估,稳步提升考查重点命题角度钠的性质及其应用钠的物理性质;钠的化学性质;保存与用途的实际应用;钠的相关实验钠的氧化物及其应用物质类别与组成的判断;化学性质的对比与分析;性质与用途的对应关系;实验探究与现象分析;钠的氧化物相关计算碳酸钠、碳酸氢钠的性质及其应用物理性质的对比;化学性质的差异;相互转化关系;实验与鉴别、除杂;实际应用与综合计算焰色试验及其应用焰色试验的概念与原理的本质;焰色试验的实验操作的规范;焰色现象的判断与鉴别钠及其化合物的转化转化关系的基础判断;转化反应的离子方程式书写;转化关系的应用要点01钠的性质及其应用1.钠的物理性质(1)颜色状态:银白色固体;(2)硬度:很小,可以用小刀切,剩余的钠要放回原瓶;(3)密度:比水的小,而比煤油的大,比酒精的大,即ρ煤油<ρ钠<ρ酒精<ρ水。(4)熔点:比较低,原因:钠离子的比较大,电荷少,金属键弱,破坏金属键所需能量低。2.钠的化学性质Naeq\o(→,\s\up11(O2、Cl2、H2O、H+等),\s\do6(失去e-))Na+(1)与非金属单质(如O2、Cl2、S、H2)的反应O2常温4Na+O22Na2O白色固体加热2Na+O2eq\o(,\s\up6(Δ))Na2O2淡黄色固体Cl22Na+Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2NaCl(产生黄色火焰,生成白烟)S2Na+SNa2S(研磨时容易爆炸)H22Na+H2eq\o(,\s\up6(Δ))2NaH(金属氢化物中,氢为-1价)(2)与水反应①钠与水反应的产物:NaOH、H2②与滴加酚酞的水反应的现象及解释③实验结论:化学方程式:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、离子方程式:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑。(3)与盐酸、硫酸反应离子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑。【易错提醒】Na先与酸反应,再与水反应——先酸后水。(4)与盐反应a.与熔融盐反应,如:4Na+TiCl44NaCl+Ti、Na+KClNaCl+K↑(制取金属钾,因为钾的沸点比钠的沸点低,使钾成为蒸汽而逸出)b.与盐溶液反应①投入NaCl溶液中,只有H2放出:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑若投入饱和NaCl溶液中,有H2放出,还有NaCl晶体析出(温度不变)②投入NH4Cl溶液中有H2和NH3逸出:2Na+2NH4Cl===2NaCl+H2↑+2NH3↑③投入CuSO4溶液中有H2逸出和蓝色沉淀生成:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4总反应:2Na+CuSO4+2H2O=Na2SO4+H2↑+Cu(OH)2↓。【易错提醒】与盐溶液反应时先与水反应,生成的碱与盐可能发生复分解反应。3.钠的制取及保存(1)工业制取:2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))2Na+Cl2↑。(2)保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中,钠易与空气中的O2、H2O反应,且钠的密度比煤油的密度大,不与煤油反应,故通常将少量钠保存在煤油中,大量钠保存在石蜡中。4.钠的用途(1)钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。(2)用作电光源,制作高压钠灯。(3)冶炼某些金属:钠能与钛、锆、铌、钽等氯化物(熔融)发生置换反应,金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用于制取金属,如4Na+TiCl4eq\o(=,\s\up7(熔融))4NaCl+Ti。(4)制取Na2O2等化合物。归|纳|总|结1.钠燃烧时不能用水灭火,应用沙土盖灭。2.取用金属钠时,用镊子夹取金属钠,用滤纸擦干表面的煤油,放在洁净干燥的玻璃片上用小刀切割,不能用手直接接触金属钠,并且将剩余的钠放回原试剂瓶中保存。3.钠与溶液反应的共同现象①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:在液面上不停地游动直至反应完全;④响:反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。若溶液中H+浓度较大,与水相比反应更加剧烈,最后钠可能在液面上燃烧。4.钠性质的巧记口诀:银白轻低软,传导热和电;遇氧产物变,遇氯生白烟;遇水记五点,浮熔游响红;遇酸酸优先,遇盐水在前。5.考虑钠与酸、碱、盐的水溶液反应时,要注意Na与水反应的同时,生成的NaOH还可能继续与部分溶质反应。6.对钠与酸反应的计算问题,勿忽略Na若过量还可与H2O反应。要点02钠的氧化物及其应用1.氧化钠与过氧化钠的比较Na2ONa2O2电子式氧元素化合价-2-1色、态白色固体淡黄色固体阴、阳离子个数比1∶21∶2是否为碱性氧化物是不是化学键类型只有离子键有离子键和共价键与水反应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.过氧化钠的性质:(1)强氧化性的六个表现试剂现象反应原理并解释SO2气体-Na2O2+SO2=Na2SO4FeCl2溶液有红褐色沉淀生成4Na2O2+4FeCl2+6H2O=4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaClNa2SO3溶液-Na2O2+Na2SO3+H2O=Na2SO4+2NaOH氢硫酸溶液变浑浊Na2O2+H2S=S↓+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(2)理解Na2O2强氧化性的两个角度①从结构角度Na2O2的结构中含有过氧键(—O—O—),含有过氧键结构的物质有较强的氧化性,以此类推,如H2O2、H2SO5(过硫酸,相当于H2O2中的一个H被—SO3H取代)、Na2S2O8(过二硫酸钠)中都有过氧键结构,都是很强的氧化剂。②从化合价的角度Na2O2中的氧元素为-1价,有很强的氧化性,能氧化一些常见的还原剂,如SO2、Fe2+、SO32-、HSO3-、H2S、S2-、I-。同时-1价的O也有还原性,如遇到强氧化剂KMnO4也可以被氧化成O2。(3)Na2O2与H2O、CO2的反应规律电子转移关系当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2~O2~2e-,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eq\f(1,2),等于生成氧气的量,ΔV=V(O2)=eq\f(1,2)V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Δm(CO2)=28g·mol-1×n(CO2)、Δm(H2O)=2g·mol-1×n(H2O)归|纳|总|结①Na2O2遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。②Na2O2遇H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。③Na2O2遇还原性氧化物(即低价非金属氧化物),表现强氧化性,一般不生成氧气,而生成高价钠盐,如Na2O2+SO2=Na2SO4。④Na2O2遇最高价金属氧化物(酸酐)发生自身的氧化还原反应,有氧气生成,如2Mn2O7+2Na2O2=4NaMnO4+O2。⑤无论是过氧化钠还是其他过氧化物,具有强氧化性、漂白性等特殊性质的根本原因是这些物质中都含有过氧键。要点03碳酸钠、碳酸氢钠的性质及其应用1、Na2CO3、NaHCO3的物理性质名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱或苏打小苏打颜色、状态白色粉末细小白色晶体水溶性易溶于水水中易溶,但比Na2CO3的溶解度小2、Na2CO3、NaHCO3的化学性质(1)热稳定性①Na2CO3性质稳定,受热难分解。②NaHCO3性质不稳定,受热易分解,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。(2)与足量盐酸反应①Na2CO3:COeq\o\al(2-,3)+2H+=H2O+CO2↑。②NaHCO3:HCOeq\o\al(-,3)+H+=H2O+CO2↑。(3)与碱(NaOH溶液)反应①Na2CO3:与NaOH溶液不反应。②NaHCO3:NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O。(4)相互转化①Na2CO3→NaHCO3向Na2CO3溶液中通入CO2,化学方程式为Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3。②NaHCO3→Na2CO3NaHCO3固体加热分解转化成Na2CO3。3、Na2CO3、NaHCO3的主要用途(1)碳酸钠:用于造纸、制造玻璃、制皂、洗涤等。(2)碳酸氢钠:用于制发酵粉、医药、治疗胃酸过多、灭火剂等。4、Na2CO3的制备—侯氏制碱法①原料食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气其反应为C+H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高温))CO+H2,CO+H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高温))CO2+H2。②反应原理产生NaHCO3反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。③工艺流程④循环使用的物质:CO2、饱和食盐水。5、Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图象若V(Oa)=V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)溶液中的溶质为Na2CO3涉及离子方程式Oa:COeq\o\al(2-,3)+H+=HCOeq\o\al(-,3);ab:HCOeq\o\al(-,3)+H+=H2O+CO2↑若V(Oa)>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涉及离子方程式Oa:OH-+H+=H2O、COeq\o\al(2-,3)+H+=HCOeq\o\al(-,3);ab:HCOeq\o\al(-,3)+H+=H2O+CO2↑若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3涉及离子方程式Oa:COeq\o\al(2-,3)+H+=HCOeq\o\al(-,3);ab:HCOeq\o\al(-,3)+H+=H2O+CO2↑若a=0(即图像从原点开始)溶液中的溶质为NaHCO3涉及离子方程式:HCOeq\o\al(-,3)+H+=H2O+CO2↑归|纳|总|结1.Na2CO3、NaHCO3的鉴别①固体的鉴别用加热法:产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。a.沉淀法:加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是Na2CO3溶液。b.气体法:滴入稀盐酸,立即产生气泡的是NaHCO3溶液。c.测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是Na2CO3溶2.Na2CO3、NaHCO3的除杂序号混合物(括号内为杂质)除杂方法①Na2CO3(s)(NaHCO3)加热法②NaHCO3(aq)(Na2CO3)通入足量CO2③Na2CO3(aq)(NaHCO3)滴加适量NaOH溶液3.易错提醒①NaHCO3与碱溶液反应的实质是HCOeq\o\al(-,3)与OH-反应生成COeq\o\al(2-,3),COeq\o\al(2-,3)有可能发生后续反应,如NaHCO3与Ca(OH)2溶液反应可以生成白色沉淀CaCO3;②不能用澄清石灰水来鉴别Na2CO3与NaHCO3:Ca(OH)2溶液与二者反应均生成白色沉淀CaCO3,无法区别;③用盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液时,要求两溶液浓度相差不大,且加入的盐酸等浓度且不宜过大;④Na2CO3、NaHCO3与酸、碱、盐的反应均为复分解反应,因而反应能否进行应从复分解反应的条件来判断。要点04焰色试验及其应用1.焰色试验的概念很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊颜色,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焰色试验,属于物理变化,是元素的性质。2.焰色试验的操作铂丝eq\o(→,\s\up7(酒精灯),\s\do4(灼烧))无色eq\o(→,\s\up7(蘸取))待测物eq\o(→,\s\up7(酒精灯),\s\do4(灼烧))观察火焰颜色eq\o(→,\s\up7(用盐酸),\s\do5(洗涤))铂丝eq\o(→,\s\up7(酒精灯),\s\do5(灼烧))无色3.常见元素的焰色钠元素:黄色;钾元素:紫色(透过蓝色钴玻璃观察);铜元素绿色;钡元素:黄绿色;钙元素:砖红色。归|纳|总|结(1)焰色试验是物理变化,是金属元素的性质,既可以是单质,也可以是化合物,如不论灼烧Na2CO3、NaCl、Na2SO4还是钠的单质,均发出黄色火焰。(2)用稀盐酸清洗的原因:生成金属氯化物,而金属氯化物在高温时可挥发,而硫酸盐难挥发。(3)焰色反应中所用的火焰应是无色或浅色的。(4)灼烧铂丝时应一直烧至火焰恢复到原来的颜色。(5)可用洁净无锈的铁丝代替铂丝,不能用铜丝代替。要点05钠及其化合物的转化1.钠及其重要化合物的知识主线:Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO32钠及其重要化合物知识网络.3.钠及其化合物的价类二维图4.钠及其化合物重要方程式①Na和H2O的反应:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑;②Na在空气中燃烧:2Na+O2eq\o(=,\s\up7(点燃))Na2O2;③Na2O2和H2O的反应:2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑;④Na2O2和CO2的反应:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;⑤向NaOH溶液中通入过量CO2:OH-+CO2=HCOeq\o\al(-,3);⑥将Na2CO3溶液与石灰乳混合:COeq\o\al(2-,3)+Ca(OH)2=CaCO3↓+2OH-;⑦向Na2CO3稀溶液中通入过量CO2:COeq\o\al(2-,3)+CO2+H2O=2HCOeq\o\al(-,3);⑧将NaHCO3溶液和NaOH溶液等物质的量混合:HCOeq\o\al(-,3)+OH-=COeq\o\al(2-,3)+H2O;⑨将NaHCO3溶液与澄清石灰水等物质的量混合:HCOeq\o\al(-,3)+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O;⑩将NaHCO3溶液与少量澄清石灰水混合:2HCOeq\o\al(-,3)+Ca2++2OH-=CaCO3↓+COeq\o\al(2-,3)+2H2O。归|纳|总|结钠及其化合物的知识盲点(1)钠及其重要化合物:①钠和盐溶液反应,不能置换出盐中的金属,与熔融的盐反应才可能置换出盐中的金属。②Na与足量O2反应无论生成Na2O还是Na2O2,只要参与反应的Na的质量相等,则转移电子的物质的量一定相等,但得到Na2O2的质量大于Na2O。③Na分别与H2O和乙醇发生反应均能生成H2,但反应的剧烈程度不同,前者反应剧烈,后者反应缓慢。④1molNa2O2参与反应转移电子的物质的量不一定为1mol,如1molNa2O2与足量SO2的反应转移电子应为2mol。⑤不能用Ca(OH)2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液,应选用CaCl2或BaCl2溶液。⑥除去CO2中的HCl气体,应选用饱和的NaHCO3溶液。⑦向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2,有NaHCO3白色晶体析出。⑧焰色反应是元素的性质,无论游离态还是化合态,均具有相同的焰色反应,它不是化学变化,在观察钾元素的焰色反应时,应通过蓝色的钴玻璃片。⑨Na-K合金常温下呈液态,是原子反应堆的导热剂。⑩碱金属的密度呈现增大的趋势,但K反常。⑪Li和O2反应只生成Li2O;NaH是离子化合物,是一种强还原剂。Na2O、Na2O2阴阳离子个数比均为1∶2。⑫Na2O2投入品红溶液中,因溶液中有强氧化性物质,因而可使品红溶液褪色。Na2O2投入无色酚酞溶液中,酚酞溶液先变红后褪色。题型01钠及其化合物的性质与用途【典例1】(25-26高一上·安徽六安·期中)下列有关钠及其化合物的说法正确的是A.实验室钠着火时,可以用二氧化碳灭火器灭火B.钠比铁活泼,可以利用钠将溶液中的铁置换出来C.向和固体中加入少量水均会放出热量D.中学实验室中可将未用完的钠放回原试剂瓶【答案】D【解析】A.钠燃烧生成,在高温下会与反应(),释放氧气,加剧火势,且着火时钠单质也会与二氧化碳发生反应,A错误;B.钠与溶液接触时,先与水反应生成NaOH和,NaOH再与生成沉淀,无法置换铁单质,B错误;C.固体溶于水放热,而固体溶于水吸热,两者现象不同,C错误;D.钠化学性质活泼,暴露在空气中易氧化或引发火灾,实验室规定未用完的钠必须放回原瓶以确保安全,D正确;故选D。方|法|点|拨1.重点性质梳理(1)钠单质:强还原性,与水、酸、盐溶液反应的本质是和H+反应;常温/加热下与O2分别生成Na2O、Na2O2;保存在煤油中。(2)钠的化合物:Na2O2具有强氧化性,与H2O、CO2反应均生成O2;Na2CO3与NaHCO3的溶解性、热稳定性、与酸反应速率差异是核心考点。2.解题关键技巧(1)鉴别Na2CO3和NaHCO3:固体用加热法(生成能使澄清石灰水变浑浊的气体为NaHCO3);溶液用CaCl2溶液(产生沉淀为Na2CO3)。(2)计算类问题:利用“差量法”分析Na2O2与CO2、H2O的反应;NaHCO3与NaOH反应优先考虑恰好生成Na2CO3的特殊比例。(3)用途陷阱规避:纯碱(Na2CO3)用于制玻璃,小苏打(NaHCO3)用于发酵、治疗胃酸过多,注意区分名称与化学式的对应关系。3.易错点警示(1)钠与盐溶液反应,先与水反应,再考虑生成的NaOH与盐的反应,不会直接置换出金属单质。(2)NaHCO3受热分解生成Na2CO3,但Na2CO3溶液中通入CO2可生成NaHCO3,二者转化条件需明确。【变式1-1】(25-26高一上·广东广州·期中)下列关于钠及其化合物的叙述正确的是A.金属钠保存在煤油里,说明金属钠的密度比煤油的小B.金属钠与水反应时会熔化,说明钠的熔点低且反应放热C.分别加热和固体,试管内壁均有水珠,说明两种物质均受热分解D.盐酸分别滴加到同浓度的碳酸钠和碳酸氢钠,溶液中放出气体的速度:>【答案】B【解析】A.钠的密度比煤油大,保存在煤油中是为了隔绝空气,A错误;B.钠与水反应放热,且钠的熔点低(约97.8℃),导致钠熔化,B正确;C.Na2CO3受热不分解,NaHCO3分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,C错误;D.NaHCO3与盐酸直接反应生成CO2,速度更快,D错误;故选B。【变式1-2】(24-25高一上·福建宁德·期末)关于钠及其化合物的说法错误的是A.金属钠是一种银白色金属,可保存在煤油中B.氧化钠和过氧化钠均可与盐酸反应,产物完全相同C.氢氧化钠俗称烧碱,具有较强的腐蚀性D.Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都能与Ca(OH)2溶液反应得到白色沉淀【答案】B【解析】A.金属钠呈银白色,化学性质活泼,易与氧气、水反应,故保存在煤油中以隔绝空气和水,A正确;B.氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,过氧化钠与盐酸反应生成氯化钠、氧气和水,B错误;C.氢氧化钠俗称苛性钠、烧碱,具有较强的腐蚀性,故C正确;D.碳酸钠与氢氧化钙反应生成白色碳酸钙沉淀;碳酸氢钠与氢氧化钙反应也生成白色碳酸钙沉淀,均生成白色碳酸钙沉淀,D正确;故选B。题型02钠及其化合物的转化关系【典例2】(25-26高一上·广东茂名·期中)以不同类別物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。下列分析正确的是A.上述转化中含有分解反应和置换反应B.在水溶液中电离方程式为:C.反应③④表明不能转化为NaOH或D.反应⑤中只做氧化剂【答案】A【分析】反应①为,反应②为,反应③为,反应④为,反应⑤为,反应⑥为,据此回答。【解析】A.上述转化中反应④是分解反应,反应②是置换反应,A正确;B.在水溶液中电离方程式应为:,B错误;C.可与或反应生成NaOH,可与、反应生成,C错误;D.反应⑤为,既是氧化剂又是还原剂,D错误;故答案选A。方|法|点|拨1.理清转化中的反应类型(1)置换反应:Na与水、酸的反应(如2Na+2H2O=2NaOH+H2↑)。(2)化合反应:①Na与O2(点燃生成Na2O2、常温生成Na2O);②Na2O与H2O/CO2、Na2O2与H2O/CO2。(3)分解反应:NaHCO3受热分解((2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O)。(4)复分解反应:①NaOH与酸/盐的反应(如NaOH+HCl=NaCl+H2O);②Na2CO3与酸/碱/盐的反应(如Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl)。2.抓“酸式盐→正盐”的转化规律①Na2CO3→NaHCO3:通入CO2(Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3)。②NaHCO3→Na2CO3:加热分解,或加NaOH(NaHCO3+NaOH=NNa2CO3+H2O)。3.注意Na2O2的“双重性”Na2O2与H2O/CO2反应时,既是氧化剂又是还原剂(O元素化合价既升高又降低),且反应均生成O2。【变式2-1】(24-25高一上·广东广州·期末)下图为钠元素的价类二维图。下列有关叙述不正确的是A.若a是NaH,其中氢元素的化合价为-1价B.b能与水剧烈反应产生氢气C.若c为Na2O2,可用作潜水艇的供氧剂D.若e是Na2CO3,向其溶液中逐滴滴加盐酸可立即产生气泡【答案】D【解析】A.a为钠的氢化物,钠元素化合价为+1,则氢元素化合价为-1,NaH符合,A正确;B.b为钠单质(Na),钠与水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气,B正确;C.c为钠的氧化物,Na2O2与CO2、H2O反应均生成O2,可用作潜水艇供氧剂,C正确;D.e为Na2CO3时,逐滴滴加盐酸,先发生反应(无气泡),后发生(产生气泡),不会立即产生气泡,D错误;故选D。【变式2-2】(24-25高一上·云南·期末)下图中,A是单质,B为淡黄色物质,A、B、C、D和E均含同一种元素。下列叙述错误的是A.热稳定性:E>DB.物质B的电子式是C.常温下,物质D在水中的溶解度大于E在水中的溶解度D.反应③中,当生成0.2molC时,转移的电子的物质的量为0.1mol【答案】A【分析】单质A与O2反应生成淡黄色物质B,所以A为钠,B为过氧化钠。钠与水反应生成氢氧化钠,所以C为氢氧化钠,氢氧化钠溶液与过量二氧化碳反应生成碳酸氢钠,所以E为碳酸氢钠,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,所以D为碳酸钠,以此作答。【解析】A.D为碳酸钠,E为碳酸氢钠,热稳定性碳酸氢钠<碳酸钠,即E<D,故A错误;B.B为过氧化钠,其电子式为,故B正确;C.常温下,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,故C正确;D.反应③为,氧元素的价态由-1价转化为-2价和0价,所以每生成4molNaOH,转化2mol电子,当生成0.2molNaOH时,转移的电子的物质的量为0.1mol,故D正确;故选A。题型03钠及其化合物的制备与性质探究【典例3】(24-25高一上·河北保定·期末)下列实验装置能达到实验目的的是:①验证Na和水反应是否为放热反应②检验Na2O2与H2O反应有O2生成③观察K2CO3的焰色试验④比较、的稳定性A.①② B.①③ C.②③ D.③④【答案】A【解析】①
钠与水反应放热,使U型管中红墨水呈现左低右高现象,可验证该反应为放热反应,正确;②过氧化钠与水反应生成氧气,氧气使带火星的木条复燃,可验证该反应有氧气生成,正确;③观察K的焰色试验需透过蓝色的钴玻璃片,不能直接观察检验,错误;④按照如图放置,小试管的温度低于大试管的,可认为碳酸钠是因为温度不够导致其未分解,不能比较两者的稳定性,错误;符合题意的为①②,故答案选A。方|法|点|拨1.制备实验的核心思路(1)Na的制备:工业用电解熔融NaCl(避免电解水溶液,因Na会与水反应)。(2)Na2O2的制备:Na在O2中点燃(常温生成Na2O,需注意反应条件)。(3)Na2CO3/NaHCO3的制备:①用NaOH与CO2(少量CO2生成Na2CO3,过量生成NaHCO3);②工业制Na2CO3用“侯氏制碱法”(NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,再加热NaHCO3得Na2CO3)。2.性质探究的实验设计要点(1)Na的性质验证:①与水反应:需放于烧杯中(加酚酞,观察浮、熔、游、响、红),注意防飞溅(Na用量要少)。②与O2反应:对比“常温”与“点燃”的产物差异(用石棉网承接燃烧后的Na2O2)。(2)Na2O2的性质验证:与H2O/CO2的反应:用“固液不加热/固固加热”装置,验证产物(O2用带火星木条,NaOH/Na2CO3用酚酞/澄清石灰水)。(3)Na2CO3与NaHCO3的性质对比:①稳定性:用“套管实验”(小试管装NaHCO3,大试管装Na2CO3,加热后观察澄清石灰水是否变浑浊)。②与酸反应速率:对比同浓度溶液与盐酸反应的气慢(NaHCO3更快)。【变式3-1】(24-25高一上·河南·期末)某实验小组通过如图所示实验,探究与水的反应。下列说法错误的是A.③中溶液变红,说明有碱性物质生成B.④中现象可能是溶液中含有强氧化性物质造成的C.⑤中的主要作用是验证溶液中存在D.②中的大量气泡主要成分是氢气【答案】D【分析】过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,则②中的大量气泡主要成分是氧气,③中溶液变红是反应生成氢氧化钠所致,说明有碱性物质生成,④中红色褪去是因为过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和具有强氧化性的过氧化氢,能使有机色质漂白褪色所致,⑤中加入二氧化锰后有较多气泡产生是因为过氧化钠与水反应生成了过氧化氢,二氧化锰作用下过氧化氢分解生成氧气所致。【解析】A.由分析可知,③中溶液变红是反应生成氢氧化钠所致,说明有碱性物质生成,故A正确;B.由分析可知,④中红色褪去是因为过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和具有强氧化性的过氧化氢,能使有机色质漂白褪色所致,故B正确;C.由分析可知,⑤中加入二氧化锰后有较多气泡产生是因为过氧化钠与水反应生成了过氧化氢,二氧化锰作用下过氧化氢分解生成氧气所致,故C正确;D.由分析可知,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,则②中的大量气泡主要成分是氧气,故D错误;故选D。【变式3-2】(24-25高一上·北京丰台·期末)钠与水反应的微型实验装置如图所示。下列说法不正确的是A.肥皂液可用于收集反应产生的 B.反应时,钠块熔为小球,说明钠的硬度小C.钠块在煤油和水交界处上下跳动,直至消失 D.反应后试管中液体分层,下层呈红色【答案】B【分析】钠的密度比煤油大,比水小,实验开始时,通过滴管向试管内加水,钠在两液体界面处与水接触,水与钠反应生成NaOH和氢气,溶液遇到酚酞变红色,反应放热使钠熔成小球,钠表面生成的气体使钠所受浮力大于重力时向上跳入煤油中、气体逸出又因为重力而重新回落到水层,故钠会上下跳动,钠和水反应生成的氢气不溶于水和煤油,故煤油中有气泡产生,钠不断地反应故变小直至消失;【解析】A.钠和水反应产生氢气,氢气从支管导出时会吹出肥皂泡,故肥皂液可用于收集反应产生的,A正确;B.反应时,钠块熔为小球,说明钠的熔点低,B不正确;C.据分析,钠块在煤油和水交界处上下跳动,直至消失,C正确;D.反应生成的氢氧化钠溶液与煤油互不相溶,煤油密度小在上层,结合分析可知,反应后试管中液体分层,下层呈红色,D正确;选B。题型04侯氏制碱法工艺流程【典例4】(24-25高一上·北京西城·期末)侯氏制碱法工艺流程如图所示。下列说法不正确的是A.饱和食盐水“吸氨”的目的是使“碳酸化”时产生更多的B.煅烧时发生反应C.“盐析”后溶液比“盐析”前溶液大D.母液II与母液I所含粒子种类相同,但前者、、的浓度更大【答案】D【分析】合成氨工业提供的氨气和二氧化碳,NH3溶解度大于CO2,先吸氨,再碳酸化产生NaHCO3,过滤得到主要含NH4Cl的母液Ⅰ和沉淀NaHCO3,“吸氨”操作目的是得到更多的碳酸氢钠,同时增大浓度,利于氯化铵析出,吸收氨气后降温冷析得到氯化铵晶体,滤液中加入氯化钠盐析得到的母液Ⅱ主要是饱和食盐水,再循环使用,过滤得到的碳酸氢钠晶体煅烧得到碳酸钠为纯碱,生成的二氧化碳重新回到碳酸化步骤循环使用,据此分析判断。【解析】A.CO2在水中溶解度小,氨气极易溶于水使溶液显碱性,饱和食盐水“吸氨”的目的是可以吸收更多二氧化碳,使“碳酸化”时产生更多的,故A正确;B.煅烧时碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、水、二氧化碳,方程式为:,故B正确;C.铵根离子水解生成氢离子,溶液显酸性;加入氯化钠“盐析”后析出氯化铵,溶液中铵根离子浓度减小,溶液酸性减弱,故比“盐析”前溶液pH大,故C正确;D.母液Ⅱ为加入氯化钠晶体,析出氯化铵后得到的;与母液Ⅰ所含粒子种类相同,但母液I经过吸氨、冷析、盐析得到母液Ⅱ,碳酸氢根离子的浓度没有变的更大,故D错误;故选D。方|法|点|拨1.吃透核心原理:溶解度差异是关键侯氏制碱法的核心是利用NaHCO3的溶解度远小于NH4Cl、Na2CO3物质,实现NaHCO3的析出。流程第一步的关键操作顺序:先通NH3饱和食盐水,再通CO2。(1)原因:NH3极易溶于水,使溶液呈碱性,大幅提升CO2的溶解度(生成大量HCO3-),最终促使NaHCO3结晶析出;若先通CO2,溶液酸性弱,CO2溶解度低,难以形成NaHCO3沉淀。(2)核心反应:NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl2.梳理工艺流程的三步核心操作操作步骤具体反应/操作目的第一步:制NaHCO3晶体向饱和食盐水先通NH3再通CO2,过滤析出NaHCO3晶体,得到滤液(含NH4Cl等)第二步:制纯碱Na2CO3NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl加热分解NaHCO3,得到纯碱;生成的CO2可循环利用第三步:回收NH3向滤液中加CaO(生石灰)CaO+H2O=Ca(OH)2Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O回收NH3循环用于第一步;副产CaCl2
3.明确循环物质与工艺优势(1)循环利用的物质:CO2(第二步分解生成)、NH3(第三步回收),降低原料成本。(2)工艺优势:原料利用率高(食盐利用率达96%)、无废渣污染、可同时生产纯碱和氮肥(NH4Cl)。【变式4-1】(24-25高一上·江苏苏州·期末)实验室用下图装置模拟侯氏制碱法原理,以NaCl、、等为原料制取少量。下列有关说法正确的是A.除去中的少量HCl可在乙装置中加入饱和溶液B.用冰水浴冷却丙装置有利于析出固体C.丙装置中析出固体的上层清液中不存在D.丁装置是为了吸收丙装置中逸出的和【答案】B【分析】甲装置中盐酸和碳酸钙反应生成CO2,乙装置中盛有饱和溶液,作用是除去CO2中混有的HCl气体,装置丙中CO2和含氨的饱和食盐水发生反应:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl,装置丁的作用是吸收丙装置中逸出的,以此解答。【解析】A.能够和饱和溶液反应,不能用饱和溶液除去中的少量HCl,可以用饱和溶液,A错误;B.装置丙中CO2和含氨的饱和食盐水发生反应生成,的溶解度随着温度的下降而减小,则用冰水浴冷却丙装置可以降低的溶解度,有利于析出固体,B正确;C.丙装置中析出固体的上层清液为的饱和溶液,其中含有,C错误;D.不和稀硫酸反应,装置丁的作用是吸收丙装置中逸出的,不能吸收,D错误;故选B。【变式4-2】(25-26高一上·安徽·开学考试)某制碱工厂以粗盐为原料制纯碱,部分工艺流程如图:有关说法正确的是A.流程中加入三种溶液的顺序不能调整B.按流程所加溶液的顺序除杂,过滤后得到三种沉淀C.流程通入氨气之后溶液呈碱性,促进吸收D.流程中发生反应的化学方程式为【答案】C【分析】粗盐中含有氯化镁、氯化钙、硫酸钠杂质,通过流程I除掉镁离子、硫酸根、钙离子;过滤后得到氯化钠溶液,先通入氨气再通入二氧化碳得到碳酸氢钠固体,最后加热分解得到碳酸钠。【解析】A.流程中加入的三种溶液为、、,其中需在之后加入以除去过量,但的位置可调整(如顺序可为、、),并非完全不能调整,A错误;B.流程中,与生成沉淀,与生成沉淀,与生成沉淀、与过量生成沉淀,共四种沉淀,B错误;C.流程通入后,溶于水生成使溶液呈碱性,碱性条件下更易与反应生成或,促进吸收,C正确;D.流程中受热分解的化学方程式应为,选项中未配平,D错误;故答案选C。题型05焰色试验【典例5】(25-26高一上·甘肃张掖·期中)春节期间,兰州太平鼓舞、永登硬狮子舞、何家营滚灯等非遗A.钠燃烧时发出黄色的火焰B.焰色试验中发生的变化为化学变化C.透过蓝色钴玻璃观察到焰色为紫色,则待测液一定为钾盐D.可用稀硫酸代替稀盐酸洗涤焰色试验中用到的铂丝【答案】A【解析】A.钠燃烧时火焰为黄色,焰色试验中钠元素也显黄色,描述正确,A正确;B.焰色试验是原子电子跃迁发光,无新物质生成,属物理变化,B错误;C.焰色为紫色表明含钾,不一定为钾盐,可能是KOH等,C错误;D.稀硫酸高温下易残留硫酸盐,干扰后续实验,不可替代盐酸,D错误;答案选A。方|法|点|拨1.吃透
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