2022年高考化学二轮复习讲义第6讲 钠及其化合物（讲）原卷版.docx

第6讲 钠及其化合物【学科核心素养】1.宏观辨识与微观探析：认识钠及其化合物的性质和应用。能从钠的原子结构及其重要化合物的微观结构理解其性质，领悟结构决定性质。2.科学探究与创新意识：了解钠及其化合物的性质探究方案，并积极参与实验探究过程，得出相关结论。【核心素养发展目标】1.能从钠原子的结构(微观)分析认识钠是一种非常活泼的金属，具有很强的还原性(宏观)。2.设计实验探究钠与氯气、水的反应，会分析钠与酸、碱溶液的反应，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。1.从物质类别、元素化合价的角度认识氧化钠与过氧化钠的性质，熟知过氧化钠与水和二氧化碳反应的应用。2.会设计实验探究过氧化钠与水的反应，探究并比较碳酸钠与碳酸氢钠的性质，学会焰色试验操作，增强科学探究与创新意识。【知识点解读】知识点一 钠与碱金属一、钠的性质及应用1钠的物理性质(金属的)通性个性颜色导电性、导热性熔点硬度密度银白色良好低小比水的小，比煤油的大2从钠原子的原子结构认识钠的化学性质还原性NaNa(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应O2Cl2：2NaCl22NaCl(2)与水反应离子方程式：2Na2H2O=2Na2OHH2。钠与水(含酚酞)反应的实验现象及解释 (3)与盐酸反应离子方程式：2Na2H=2NaH2。【特别提醒】Na先与酸反应，再与水反应先酸后水。(4)与盐的反应Na与盐反应的原理与熔融盐与熔融盐发生置换反应：4NaTiCl44NaClTi，NaKClNaClK(Na能够制取K并不能说明Na的还原性比K强，因为K的沸点比Na低，使K成为蒸气逸出)与盐溶液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：如与CuSO4溶液反应：先发生2Na2H2O=2NaOHH2再发生2NaOHCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4总反应为2Na2H2OCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4H2钠与盐溶液反应的分析方法第一步：钠与水反应生成NaOH和H2；第二步：生成的NaOH如果能与溶质反应，则发生的是NaOH与溶质的复分解反应。生成气体型钠与NH4Cl溶液反应生成H2和NH3生成沉淀型钠与铜盐、铁盐等溶液反应生成Cu(OH)2或Fe(OH)3复杂型钠与AlCl3稀溶液反应，如果钠量较多，则先生成Al(OH)3沉淀，后沉淀溶解 (5)与羟基化合物的反应2Na2C2H5OH2C2H5ONaH2(6)钠在空气中的变化过程过程现象反应原理变暗4NaO2=2Na2O成液Na2OH2O=2NaOH结块2NaOHCO29H2O=Na2CO3·10H2O变成粉末Na2CO3·10H2O=Na2CO310H2O因此，钠久置在空气中，最终变成Na2CO3粉末。3钠的制取及保存(1)制取：化学方程式为2NaCl(熔融)2NaCl2。(2)保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。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)冶炼某些金属金属钠具有强还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如4NaTiCl44NaClTi。二、碱金属元素1碱金属的一般性与特殊性原子结构与性质相同点最外层上都只有1个电子具有相似的化学性质不同点从LiCs电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大从Li到Cs金属性逐渐增强物理性质相同点碱金属除Cs略带金色光泽外，其他都是银白色有金属光泽的固体，密度较小，硬度较小，熔、沸点较低，导电、导热性较强递变性从LiCs密度逐渐增大(Na、K反常)，熔、沸点逐渐降低化学性质与O2等非金属的反应碱金属都能与O2等非金属反应，锂、钠与O2反应的生成物类型不同：4LiO22Li2O，2NaO2Na2O2。K、Rb、Cs与O2反应生成物更复杂与H2O的反应碱金属均能与水发生反应，生成氢氧化物和氢气(用M代表碱金属)2M2H2O=2MOHH2，从LiCs金属性逐渐增强，反应越来越剧烈2碱金属单质、化合物的特殊性(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的。(2)碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。(3)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物(如NaH)都是离子化合物，其中氢以H形式存在，显1价，碱金属氢化物是强还原剂。(4)一般情况下，碱金属所形成的盐均溶于水，并且在一定温度下，酸式盐比正盐的溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小)。(5)试剂瓶中的试剂取出后，一般不能放回原瓶，但金属Na、K等需立即放回原瓶。(6)锂与O2反应与钠不同，只生成Li2O，而不生成Li2O2。3.焰色反应(1)焰色反应的概念某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，属于物理变化，是元素的性质。(2)焰色反应的操作铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色 (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。(4)应用用于检测某种金属元素是否存在；添加到烟花中，使焰火更加绚丽多彩。知识点二 钠的化合物一、钠的氧化物与氢氧化物1氧化钠与过氧化钠的比较物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)色态白色固体淡黄色固体类别碱性氧化物过氧化物氧的价态21电子式生成条件常温加热或点燃化学性质热稳定性不稳定(2Na2OO22Na2O2)稳定与水反应Na2OH2O=2NaOH2Na2O22H2O=4NaOHO2与CO2反应Na2OCO2=Na2CO32Na2O22CO2=2Na2CO3O2与酸反应(盐酸)Na2O2HCl=2NaClH2O2Na2O24HCl=4NaCl2H2OO2主要性质与用途具有碱性氧化物通性强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂，具有强氧化性2.氢氧化钠(1)物理性质：NaOH的俗名为烧碱、火碱或苛性钠；它是一种白色固体，易溶于水并放出大量的热，有吸水性；吸收空气中的水分而潮解；有很强的腐蚀性。(2)化学性质具有碱的通性其他反应与金属铝反应：2Al2OH6H2O=2NaAl(OH)43H2与非金属单质反应：Cl22OH=ClClOH2O (3)NaOH的制取土法制碱：Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH现代工业制碱：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2 二 、碳酸钠与碳酸氢钠1Na2CO3和NaHCO3的比较名称碳酸钠(Na2CO3)碳酸氢钠(NaHCO3)俗名纯碱或苏打小苏打主要性质水溶性易溶于水，溶液呈碱性易溶于水(但比Na2CO3溶解度小)，溶液呈碱性稳定性稳定，但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化受热易分解，其分解反应的方程式为2NaHCO3Na2CO3CO2H2O与H反应CO2H=H2OCO2HCOH=H2OCO2产生CO2气体的速率Na2CO3<NaHCO3与碱Ca(OH)2反应与OH不反应，但Ca2CO=CaCO3Ca2OHHCO=CaCO3H2O(碱过量)Ca22OH2HCO=CaCO3CO2H2O(碱不足)与盐反应CaCl2Ca2CO=CaCO3不反应硫酸铝2Al33CO3H2O=2Al(OH)33CO2Al33HCO=Al(OH)33CO2相互转化Na2CO3 NaHCO3主要用途用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸等工业中灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一3Na2CO3和NaHCO3性质的应用(1)Na2CO3、NaHCO3的鉴别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。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溶液。(2)Na2CO3、NaHCO3的除杂序号混合物(括号内为杂质)除杂方法Na2CO3(s)(NaHCO3)加热法NaHCO3(aq)(Na2CO3)通入足量CO2Na2CO3(aq)(NaHCO3)滴加适量NaOH溶液4.Na2CO3的制备侯氏制碱法原料食盐、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CH2O(g)COH2，COH2O(g)CO2H2。工艺流程反应原理产生NaHCO3反应：NH3NaClCO2H2O=NaHCO3NH4Cl。产生Na2CO3的反应：2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。循环使用的物质：CO2。知识点三 碱金属元素、焰色反应一、碱金属的一般性与特殊性1一般性相似性递变性(由LiCs)原子结构最外层均为1个电子电子层数逐渐增多；核电荷数逐渐增大；原子半径逐渐增大元素性质都具有较强的金属性，最高正价均为1价金属性逐渐增强单质性质物理性质(除Cs外)都呈银白色，密度较小，熔、沸点较低密度呈增大趋势(钾反常)，熔、沸点逐渐降低化学性质都具有较强的还原性还原性逐渐增强；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂2.特殊性(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。(2)碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。(3)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H形式存在，显1价，碱金属氢化物是强还原剂。二、焰色反应1概念某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，属于物理变化，属于元素的性质。2操作铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色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。【典例剖析】高频考点一钠与氧气的反应例1下列有关钠的说法正确的是()ANa与足量O2反应生成Na2O，随着温度的升高，生成Na2O的速率逐渐加快B1molNa被完全氧化生成Na2O2，失去2NA个电子CNa表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化DNa在O2中完全燃烧所得产物的电子式为【变式探究】2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体，由此判断其产物是()A只有Na2O B只有Na2O2CNa2O和Na2O2 D无法确定高频考点二钠与酸、碱、盐溶液的反应例2将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是()A氯化氢 B氢氧化钠C硫酸钾 D硫酸铜【变式探究】下列叙述不正确的是()A切开的金属Na暴露在空气中，光亮的表面逐渐变暗，发生的反应为2NaO2=Na2O2B4.6 g Na与O2完全反应，生成7 g产物时失去电子的物质的量为0.2 molCNa与稀硫酸反应的离子方程式为2Na2H=2NaH2D将少量Na投入到CuSO4溶液中，既有沉淀生成又有气体放出高频考点三 钠及其化合物的性质例3.（高考组合题）下列说法正确的是()A（2020·浙江卷）Na2O在空气中加热可得固体Na2O2B(2019·全国卷)Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色，反应的化学方程式为2Na2O2=2Na2OO2C(2020·江苏卷) 室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2D(2021·浙江卷) 钠与水反应生成氢氧化钠和氢气【变式探究】下列有关叙述正确的是()A碳酸氢钠药片是抗酸药，服用时喝些醋能提高药效B分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中，可比较水与乙醇中氢的活泼性C钾、钠、镁等活泼金属着火时，可用泡沫灭火器灭火D灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na，无K高频考点四 过氧化钠的性质例4.向一定量的饱和NaOH溶液中加入少量Na2O2固体，恢复到原温度时，下列说法正确的是()A溶液中的Na增多 B溶液的碱性增强C溶质的质量分数不变 D溶液的质量不变【方法规律】Na2O2与H2O、CO2反应的四种关系规律1物质的量的关系无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为21，即气体减小的体积等于生成的O2的体积。2先后顺序关系由于CO2能够与NaOH反应，所以一定量的Na2O2与一定量的H2O(g)和CO2的混合物反应，可视为Na2O2先与CO2反应，剩余的Na2O2再与H2O(g)反应。3转移电子关系 当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1 mol O2，转移2 mol电子。如：2CO22Na2O2=2Na2CO得到2e3O失去2e2。4固体质量关系凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，m g该物质在O2中完全燃烧，将其产物CO2和H2O(g)通入足量Na2O2后，固体增重必为m g。或者是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为11，即可满足上述关系。符合这一关系的常见的物质还有：(1)无机化合物：H2、CO及H2和CO的混合气体。(2)有机化合物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。【变式探究】下列关于钠的氧化物的说法正确的是()ANa2O2是白色固体，与冷水作用放出氧气，生成氢氧化钠B在Na2O2与CO2的反应中，氧化剂是Na2O2，还原剂是CO2CNa和O2在加热时反应生成Na2O2，在常温下反应生成Na2ODNa2O2能与水反应，生成NaOH，所以Na2O2是碱性氧化物高频考点五 碳酸钠与碳酸氢钠的性质例5（2021·湖南选考）碳酸钠俗称纯碱，是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备碳酸钠，并测定产品中少量碳酸氢钠的含量，过程如下：步骤I.Na2CO3的制备步骤.产品中NaHCO3含量测定称取产品2.500g，用蒸馏水溶解，定容于250mL容量瓶中；移取25.00mL上述溶液于锥形瓶，加入2滴指示剂M，用盐酸标准溶液滴定，溶液由红色变至近无色(第一滴定终点)，消耗盐酸；在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N，继续用盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点)，又消耗盐酸；平行测定三次，平均值为22.45，平均值为23.51。已知：(i)当温度超过35时，NH4HCO3开始分解。(ii)相关盐在不同温度下的溶解度表温度/0102030405060NaCl35.735.836.036.336.637.037.3NH4HCO311.915.821.027.0NaHCO36.98.29.611.112.714.516.4NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.2回答下列问题：(1)步骤I中晶体A的化学式为_，晶体A能够析出的原因是_；(2)步骤I中“300加热”所选用的仪器是_(填标号)；A. B. C. D.(3)指示剂N为_，描述第二滴定终点前后颜色变化_；(4)产品中NaHCO3的质量分数为_(保留三位有效数字)；(5)第一滴定终点时，某同学俯视读数，其他操作均正确，则NaHCO3质量分数的计算结果_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。【变式探究】2. （2021·河北选考）化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献，某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3，进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl，实验流程如图：回答下列问题：(1)从AE中选择合适的仪器制备NaHCO3，正确的连接顺序是_(按气流方向，用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或_。A. B. C. D. E.(2)B中使用雾化装置的优点是_。(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为_。(4)反应完成后，将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液：对固体NaHCO3充分加热，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量Na2O2，Na2O2增重0.14g，则固体NaHCO3的质量为_g。向滤液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线，需采用的操作为_、_、洗涤、干燥。(5)无水NaHCO3可作为基准物质标定盐酸浓度.称量前，若无水NaHCO3保存不当，吸收了一定量水分，用其标定盐酸浓度时，会使结果_(填标号)。A.偏高 B.偏低 C.不变高频考点六焰色反应例6下列关于金属钠单质及其化合物的说法中，不正确的是()ANaCl可用作食品调味剂B相同温度下NaHCO3的溶解度大于Na2CO3CNa2CO3的焰色反应呈黄色D工业上Na可用于制备钛、锆等金属【变式探究】焰火“脚印”“笑脸”“五环”，让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫，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焰色试验是化学变化B用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝(镍丝或铁丝)C焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察D利用焰色试验可区分NaCl与Na2CO3固体