高中化学第6讲钠及其化合物课件新人教版.pptx

1、第6讲钠及其化合物,一、钠 1.钠的物理性质 钠是一种柔软的、银白色的、有金属光泽的金属,具有良好的导电性、导热性,密度比水小,比煤油大,熔点较低。 2.钠的化学性质 (1)与非金属反应:2Na+Cl2 2NaCl,2Na+S Na2S,4Na+O2 2Na 2O,2Na+O2 Na2O2。 (2)与水反应:2Na+2H2O 2NaOH+H2(与水反应的实质是金属钠与水电离产生的氢离子反应)。,教材研读,钠与滴加酚酞的水反应的现象及解释 (3)与酸反应:2Na+2H+ 2Na+H2。 (4)与盐溶液反应 a.钠投入到NaCl稀溶液中,有H2产生,离子方程式为2Na+2H2O 2Na+2OH-+

2、H2。,b.钠投入到饱和NaCl溶液中,有H2产生,同时有NaCl晶体析出(恢复至原温度)。 c.钠投入到NH4Cl溶液中,有H2和NH3逸出。 d.钠投入到CuSO4溶液中,有H2产生并有蓝色沉淀Cu(OH)2生成。 3.钠的制取、保存和用途 (1)制取:2NaCl(熔融) 2Na+Cl2。 (2)保存:由于金属钠的化学性质非常活泼,易与空气中的O2和H2O等反应,所以金属钠要保存在煤油或石蜡中。 (3)用途:用来制取Na2O2等化合物;工业上用钠作强还原剂,用于冶炼金,属,如:4Na+TiCl4(熔融) Ti+4NaCl;Na-K合金(液态)用作原子 反应堆的导热剂;在电光源上,用钠制高压

3、钠灯。,自测1将一小块钠投入CuSO4溶液中,产生的现象如何?分步写出反应的离子方程式及总的离子方程式。,答案产生气泡和蓝色絮状沉淀。离子方程式为2Na+2H2O 2Na+ 2OH-+H2、Cu2+2OH- Cu(OH)2;2Na+2H2O+Cu2+ 2Na+Cu (OH)2+H2。,自测2金属钠露置在空气中会发生一系列变化:银白色金属钠(生 成)(生成)(NaOH)(生成 )(生成)。,答案Na2ONaOH溶液Na2CO3,二、钠的重要化合物 1.钠的氧化物的比较,2.氢氧化钠 (1)物理性质 1)颜色状态:白色固体。 2)俗称:烧碱、火碱、苛性钠。 3)溶解性:易溶于水。 4)潮解:在空气

4、中容易潮解,在实验室中可用固体NaOH作干燥剂。 (2)化学性质 NaOH来源广泛,是一种最常用的一元强碱,具有碱的通性。 1)NaOH溶于水后完全电离,能使酸碱指示剂变色。 2)与酸和酚发生反应,如HCl、CH3COOH、C6H5OH等。,3)与酸酐发生反应,如SO2、CO2、SiO2、SO3、P2O5和(CH3CO)2O等。 4)与某些非金属单质反应,如Cl2、S等。 5)与两性氧化物、两性氢氧化物反应,如Al2O3、ZnO、Al(OH)3、Zn(OH)2等。 6)与盐发生复分解反应,如含N、Cu2+、HC、H2P、HS等的 盐。 7)提供碱性环境发生无机和有机反应,如卤代烃的水解反应和消

5、去反应、油脂的皂化等。 (3)工业制法 原理(电解饱和食盐水):2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2。,3.Na2CO3与NaHCO3的比较,4.氯化钠 俗名食盐,是典型的离子晶体,熔点801 ,沸点1 413 。纯净的NaCl不潮解,粗盐中含有MgCl2、CaCl2等杂质,会吸收空气中的水分而 潮解。食盐在生活和医疗上有重要用途,如在日常生活中用于菜肴调味,腌制鱼、肉等;医用生理盐水即0.9%的NaCl溶液。此外,食盐 还是重要的化工原料。 5.焰色反应 (1)定义 很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色,这在化学上叫做焰色反应。,(2)操作步骤 a.点燃酒精灯。

6、b.将焊在玻璃棒上的铂丝放入稀盐酸中清洗,再放到酒精灯外焰 上灼烧,直至火焰呈现原来的颜色。 c.用铂丝蘸取待测物,在外焰上灼烧,观察火焰的颜色在观察钾的火焰颜色时,应透过蓝色钴玻璃(可滤去掩盖紫色的黄光)。 d.将铂丝用稀盐酸洗净后,在外焰上灼烧至没有颜色,再做其他 实验。,名师点睛(1)焰色反应不是化学变化,而是一种物理现象,主要用于 钠、钾等碱金属和碱土金属及其离子的检验。焰色反应是元素的性质,不因元素的存在形式改变而改变。 (2)用稀盐酸的原因:生成金属氯化物,而金属氯化物在高温时可挥发。 (3)焰色反应中所用的外焰部分应是无色或浅色的。 (4)灼烧铂丝时应一直烧至火焰恢复到原来的颜色

7、。,自测3判断正误,正确的划“”,错误的划“”。 (1)Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间,变成白色黏稠物的原因是 2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2( ) (2)反应2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2中,H2O既不是氧化剂也不是还 原剂( ) (3)Na2O2与H2O反应制备O2的离子方程式为Na2O2+H2O 2Na+2OH-+ O2( ) (4)Na2O、Na2O2组成元素相同,与CO2反应产物也相同( ) (5)Na2O2的电子式为NaNa( ),自测4判断正误,正确的划“”,错误的划“”。 (1)向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水,出现白色沉淀:2HC+Ca2

8、 +2OH- CaCO3+C+2H2O( ) (2)NaOH+NaHCO3 Na2CO3+H2O可用H+OH- H2O表示( ) (3)向Na2CO3溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红:C+H2O HC+OH- ( ) (4)小苏打与氢氧化钠溶液混合:HC+OH- CO2+H2O( ) (5)向Na2CO3溶液中加入过量CH3COOH溶液:C+2H+ CO2+H2O ( ),考点突破,考点一钠与水、醇、酸、盐反应的规律,考点三 Na2CO3与NaHCO3的性质,考点二过氧化钠的特性,1.钠与含OH物质的反应规律 当Na与含有OH的物质发生反应时,反应的剧烈程度取决于OH上氢原子的活泼性,即OH上氢原

9、子电离的难易,越容易电离的反应越剧烈。例如,将钠加入下列物质中:水;乙醇;醋酸,其反应的剧烈程度为。 2.钠跟酸溶液反应时,应分两种情况来考虑 (1)若酸过量,则只考虑钠与酸的反应; (2)若钠过量,则过量的钠还要与水反应。 3.钠与盐溶液的反应 先考虑Na与水反应生成NaOH,再考虑NaOH是否与盐发生复分解反应。,考点一钠与水、醇、酸、盐反应的规律,特别提示Na与NaHSO4溶液反应,实质是与NaHSO4电离出的H+反 应:2Na+2H+ 2Na+H2。 钠不能从盐溶液中置换出金属;若盐为熔融状态,钠可以置换出较不活泼的金属,如:4Na+TiCl4(熔融) 4NaCl+Ti(还原性:NaT

10、i)。 工业上用Na与熔融KCl反应制K(高沸点的钠置换出低沸点的钾):Na+KCl(熔融) NaCl+K(平衡移动原理)。,典例1向分别盛有100 mL水、100 mL 0.1 molL-1盐酸、100 mL 0.01 molL-1硫酸铜溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05 mol Na。下列有关说法正确的是() A.三个烧杯中发生的离子反应均为2Na+2H2O 2Na+2OH-+H2 B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应,且X烧杯中反应最剧烈 C.三个烧杯中反应后,生成的溶质的物质的量浓度相同 D.三个烧杯中反应后,生成的气体的质量一定相同,D,答案DA项,钠与盐酸反应时先发生反应2Na

11、+2H+ 2Na+H2, 与CuSO4溶液反应时还会发生反应Cu2+2OH- Cu(OH)2;B项,三个 烧杯中,水中的氢离子浓度最小,反应最慢;C项,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烧杯中生成的溶质为Na2SO4和NaOH,三个烧杯中溶质的物质的量浓度不相同;D项,因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完,故生成H2的量相同。 方法指导 金属钠与可溶性盐反应的思维模板,1-1将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体,又有沉淀产生的是 。 MgSO4溶液NaHCO3溶液Na2SO4溶液饱和澄清石灰水Ca(HCO3)2溶液FeCl3溶液NH4C

12、l溶液,解析金属钠先与水发生反应:2Na+2H2O 2NaOH+H2,中Mg2+ 2OH- Mg(OH)2;中NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O,生成的 Na2CO3溶解度大于NaHCO3,故不会产生沉淀;中Na2SO4与NaOH不反 应,没有沉淀生成;中反应消耗水,溶液温度升高,Ca(OH)2的溶解度降低,析出Ca(OH)2,产生沉淀;中Ca2+HC+OH- CaCO3+H2O或Ca2+ 2HC+2OH- CaCO3+C+2H2O;中Fe3+3OH- Fe(OH)3; 中只产生气体,没有沉淀生成。,1-2金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。该反应的演示方法分别如图甲、乙所示

13、: (1)现按图甲所示的方法,在室温时,向盛有饱和NaOH溶液的水槽中,加入一小块金属钠。下列有关描述正确的是 abd (填字母,下同)。 a.钠浮在液面上,并四处游动,最后消失 b.钠熔化成一个光亮的小球 c.恢复到室温时,NaOH溶液的浓度增大 d.恢复到室温时,溶液中Na+数目减少,(2)按图乙所示方法来收集产生的气体,需将钠包好,再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体,在相同条件下体积的关系是 b 。 用铝箔包住钠用铜箔包住钠 a.二者收集气体一样多 b.收集气体体积较大 c.收集气体体积较大,解析(1)钠投入饱和NaOH溶液中,发生的反应为2Na+2H2O 2 NaO

14、H+H2,其现象与钠在水中的反应现象相同;但因为原溶液是饱和的,反应消耗水,会析出NaOH固体,则恢复至室温时,NaOH溶液浓度不变,但溶液体积减小,故溶液中Na+数目减少。 (2)Na和H2O反应产生H2的同时产生NaOH,NaOH可以和Al发生反应2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2,故用铝箔包住Na时产生的H2的体 积较大。,1.过氧化钠的特性 (1)过氧化钠的结构及性质 氧原子最外层有6个电子,一般情况下,它容易从外界获得2个电子(或与其他原子形成2对共用电子)形成比较稳定的8电子结构。在Na2O2和H2O2中,氧是-1价,这是因为两个氧原子之间以一对共用电子相结合(非

15、极性键),形成了一种较不稳定的结构。 -1价介于0和-2价之间,因此Na2O2既可以在一定条件下获得电子表现氧化性(如与SO2、Fe2+、品红溶液等反应),也可以在一定条件下失去电子表现还原性(如与酸性KMnO4溶液反应),还可以在一定条件下发生歧化反应(如与H2O、CO2等反应),但主要表现氧化性。,考点二过氧化钠的特性,(2)Na2O2的强氧化性 Na2O2与SO2反应:Na2O2+SO2Na2SO4。 Na2O2投入FeCl2溶液中,可将Fe2+氧化成Fe3+,同时生成Fe(OH)3沉淀。 Na2O2投入氢硫酸中,可将H2S氧化成单质硫,溶液变浑浊。 Na2O2投入Na2SO3溶液中,可

16、将S氧化成S。 Na2O2投入品红溶液中,因其有强氧化性,可使品红溶液褪色。 2.与过氧化钠相关的计算(教师用书专用) (1)Na2O2与CO2、H2O反应的各种关系 物质的量的关系 无论是CO2、H2O(g)的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,原气体的物质的量与生成O2的物质的量之比均为21。,气体体积关系 若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量或原气体体积的即为生成氧气的体积。 电子转移关系 当Na2O2与CO2、H2O反应时,每产生1 mol O2转移2 mol e-。如: 反应的先后顺序关系 一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2

17、O(g)的混合物的反应,可看作Na2O2先与CO2反应,待CO2完全反应后,剩余的Na2O2再与H2O(g)反应。,(2)过氧化钠固体增重的定量规律 足量过氧化钠与水、CO2反应的计算 Na2O2 Na2CO3增加(28) Na2O2 2NaOH增加(2) 足量过氧化钠与H2、CO和O2反应的计算 H2、CO结合的O2的质量与H2O、CO2与Na2O2反应生成的O2的质量相等,相当于O2未参与反应。 CO+Na2O2 Na2CO3(仅是计算关系), H2+Na2O2 2NaOH(仅是计算关系)。 所以,a g通式符合(CO)m(H2)n(m、n不同时为0)的物质(包括纯净物和混合物)在氧气中燃

18、烧,将产物通过足量过氧化钠,反应完毕后,固体增重a g。,典例2下列有关Na2O2的说法不正确的是() A.向包有Na2O2粉末的脱脂棉上滴加几滴水,脱脂棉剧烈燃烧起来,说明Na2O2与H2O反应放热且有氧气生成 B.Na2O2与CO2反应时有单质O2生成,该反应属于置换反应 C.Na2O2在空气中久置变白,涉及的氧化还原反应中,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂 D.Na2O2粉末加入Ca(HCO3)2溶液中,会产生气体和浑浊,B,答案BA项,可燃物燃烧需要与O2接触,且温度达到着火点;B项,反应物中没有单质,不符合置换反应的定义;C项,Na2O2与CO2、H2O的反应都是Na2O2自身的氧化

19、还原反应;D项,Na2O2先和水反应生成O2和NaOH,NaOH再与Ca(HCO3)2反应产生沉淀CaCO3。,2-1为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境,一般在飞船内安装盛有Na2O2或K2O2颗粒的装置,它的用途是产生氧气。下列关于Na2O2的叙述正确的是() A.Na2O2中阴、阳离子的个数比为11 B.Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时,需要水和CO2的质量相等 C.Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时,转移电子的物质的量相等 D.Na2O2的漂白原理与SO2的漂白原理相同,C,答案CA项,Na2O2的电子式为Na+2-Na+,故阴、阳离子的个

20、数比为12;B项,生成相同量的O2时消耗的水和二氧化碳的物质的量相同,但质量不同;C项,由得失电子守恒知两者转移电子的物质的量相同;D项,Na2O2因具有强氧化性而有漂白性,SO2易与有机色质化合生成不稳定的无色物质,且加热能恢复到原来的颜色,故原理不同。,2-1(2018北京海淀期中)某实验小组通过下图所示实验探究Na2O2与水的反应: 下列说法不正确的是() A.中的大量气泡主要成分是氧气 B.中溶液变红,说明有碱性物质生成 C.中现象可能是由溶液中含有强氧化性物质造成的 D.中MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度,D,答案DA项,Na2O2与水反应能够生成氢氧化钠和氧气,故中的大量

21、气泡主要成分是氧气;B项,中加入酚酞溶液后变红,说明有碱性物质生成;C项,振荡后红色褪去,说明溶液中含有漂白性物质,即含有强氧化性物质;D项,中MnO2的主要作用是作催化剂,加快过氧化氢的分解。,1.与足量盐酸反应的比较 (1)生成CO2速率:两者浓度相等时,NaHCO3快。 (2) (3) 2.Na2CO3溶液与盐酸的反应 滴加顺序不同,现象不同,化学方程式也不同。 向盐酸里逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量) 2HCl+Na2CO3 2NaCl+CO2+H2O(开始即有气泡),考点三Na2CO3与NaHCO3的性质,向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸(开始时酸不足) HCl+Na2CO3

22、 NaCl+NaHCO3(无气泡) HCl+NaHCO3 NaCl+CO2+H2O(后来有气泡) 3.鉴别 特别提示(1)当Na2CO3、NaHCO3溶液的浓度不同时,一般不用气体法。,(2)不能用Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3,因为二者都能与Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液反应产生白色沉淀。 (3)Na2CO3溶液与盐酸可用互滴法鉴别,NaHCO3溶液与盐酸不能用互滴法鉴别。 4.依据图像判断溶液中所含的溶质(含Na的化合物),如图,溶液中的溶质只有NaHCO3。 如图,若OAAB,溶液中的溶质为NaOH、Na2CO3;若OA=AB,溶液中的溶质为Na2CO3;若OAAB,溶液中的溶质为Na2CO3、NaHCO3。,典例3(2017北京东城二模,12)某同学为测定Na2CO3固体(含少量NaCl)的纯度,设计如下装置(含试剂)进行实验。,下列说法不正确的是() A.必须在间添加吸收HCl的装置 B.的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度 C.通入空气的作用是保证中产生的气体完全转移到中 D.称取样品和中产生的沉淀的质量即可求算Na2CO3固体的纯度,A,答案AA项,中氢氧化钡溶液足量,即使挥发出的HCl进入中也不会影响碳酸钡沉淀的生成,所以不需要除去氯化氢;B项,的作用是防止空气中的C