(步步高)高考化学(课标人教版)一轮复习【同步教学课件】第3章常见的金属及其化合物第2讲钠的其他常见化合物 碱金属元素.ppt
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1、基础盘点 一、NaOH、Na2CO3、NaHCO3 自我诊断 1.用化学方程式表示下列物质之间的变化:,第2讲 钠的其他常见化合物 碱金属元素,答案 NaOH+CO2 NaHCO3 2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3 NaHCO3+Ca(OH) 2 CaCO3+NaOH+H2ONa2CO3+Ca(OH) 2 CaCO3+2NaOH 2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O,基础回归 1.氢氧化钠(NaOH) 俗称 (1)主要物理性质:白色固体,易吸收空气中的水分而潮解,易溶于水,并且放出大量的热 量,有强腐蚀性。 (2)主要化学性质:为一
2、元强碱,具有碱的通性。 NaOH溶于水后完全电离,能与酸碱指示剂或 试纸作用。 与酸和酚发生中和反应:如HCl、 等。反应方程式分别为: ,烧碱、火碱、苛性钠,HCl+NaOH NaCl+H2O,与酸酐发生反应:如SO2、CO2、SiO2、SO3和P2O5等。 与两性物质反应:如Al、Al2O3、Al(OH)3等。Al与NaOH溶液反应的方程式为: 。 与盐发生复分解反应:如 NH4Cl与NaOH溶液共热的方程式为: 。 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去反应、酯类的水解、油脂的皂化等。,2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2,NH4Cl+NaOH NaCl
3、+H2O+NH3,2.碳酸钠和碳酸氢钠的比较,纯碱或苏打,小苏打,稳定,但结晶碳酸钠 (Na2CO310H2O) 易风化,+2H+ H2O+CO2,+H+ H2O+CO2,CO2+H2O,Ca2+ CaCO3,2Al3+3 +3H2O 2Al(OH)3+3CO2,固(加热)液(NaOH),二、碱金属元素 自我诊断 2.下列说法是否正确? (1)Li、Na、K元素的原子核外电子层数随着核电荷数的增加而增多。 ( ) (2)因为Na比K容易失去电子,所以Na比K的还原性强。 ( ) (3)碱金属的单质中锂的密度最小,熔点最低。 ( ) (4)用电解铯盐溶液的方法冶炼金属铯。( ) (5)某物质灼烧
4、时,焰色反应为黄色,该物质一定含有钠元素,不含钾元素。 ( ),基础回归 1.碱金属元素的原子结构特点 Li、Na、K的原子结构示意图分别为 、 、 。 (1)相同点:最外层都是 个电子。 (2)不同点:从Li-Cs电子层数 ,原子半径 。 2.碱金属元素性质的相似性 (1)单质均呈 色(Cs除外),有金属光泽,硬度 ,密度 ,熔点 ,有良好的导电性和导热性。,Li,Na,K,1,依次增多,依次增大,银白,小,较小,较低,(2)最高正价均为 价。 (3)均为活泼金属,氧化物对应的水化物均为 。 (4)单质均能与非金属单质发生反应。 (5)单质均能和水发生反应:2M+2H2O 2MOH+H2(M
5、代表碱金属)。 3.碱金属元素性质的递变性(按原子序数递增的顺序) (1)单质的熔、沸点呈现 趋势。 (2)元素的金属性逐渐 ,单质的还原性逐渐 (3)与O2反应的产物越来越复杂,反应程度越来越 。 (4)与水反应的程度越来越 ,产物的碱性逐渐 。,+1,碱,减小,增强,增强。,剧烈,剧烈,增强,三、焰色反应 自我诊断 3.下列对焰色反应实验操作注意事项的说明,正确的是 ( ) 钾的火焰颜色,要通过蓝色钴玻璃观察,先把铂丝灼烧到原来火焰颜色相同,再蘸取被检验的物质,每次实验后,要用盐酸把铂丝洗净,实验时最好选择本身颜色较微弱的火焰,没有铂丝,也可用光洁无锈的铁丝代替。 A.仅有不正确B.仅有不
6、正确 C.仅有不正确D.全对,解析 为了滤去黄光;、除去铂丝上的杂质;本身颜色越微弱的火焰在实验时干扰越小,被检验物质的火焰颜色越明显;焰色反应除用铂丝外,还可以用光洁无锈的铁丝、镍丝、铬 丝等。 答案 D,基础回归 1.焰色反应的概念 某些金属或它们的化合物在灼烧时会使火焰呈现出特殊的颜色,其属于 变化, 属于元素的性质。 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。,物理,灼烧,蘸取,酒精灯,用盐酸,洗涤,灼烧,酒精灯,灼烧,酒精灯,3.常见元素的焰色 钠元素 色;钾元素 色(透过 观察);铜元素 色。 4.应用 检验元素的存在。,黄,紫,蓝色钴玻璃,绿,思考 1.焰
7、色反应的原理是什么? 答案 焰色反应的原理是:最外层电子e- 激发态e- 基态e-+E(光),此过程中没有新 物质生成,是物理变化。 2. 焰色反应实验过程中为什么要用稀盐酸洗涤而 不选用稀H2SO4? 答案 金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面物 质洗净,然后在火焰上灼烧至无色,这是因为 金属氯化物在灼烧时易挥发,若用稀H2SO4洗涤 金属丝,则由于硫酸盐的熔、沸点较高而难以 挥发,会造成对后面实验的干扰。,获得能量,要点精讲 要点一 Na2CO3和NaHCO3性质的应用 1.向饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2有NaHCO3晶体析出。 2.与足量酸反应的比较 (1)反应速率 浓度相同时,N
8、aHCO3比Na2CO3与酸反应速率 大。 (2)耗酸量 等物质的量的Na2CO3、NaHCO3与酸反应时,消耗酸的物质的量之比为21。,等质量的Na2CO3、NaHCO3消耗酸的物质的量 之比为8453 。 (3)生成CO2的量 等物质的量的Na2CO3、NaHCO3产生的CO2 一样多。 等质量时NaHCO3比Na2CO3产生的CO2多。,3.鉴别Na2CO3和NaHCO3的方法 (1)热稳定性不同 固体 (2)和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下) 固体(或溶液),加热,Na2CO3无明显变化,NaHCO3放出无色的使澄清石灰水变 浑浊的气体,盐酸,反应速率,盐酸用量,产生气泡速率快的
9、是NaHCO3,产生气泡速率慢的是Na2CO3,滴加盐酸立即产生气泡的是NaHCO3,滴加盐酸开始不产生气泡的是Na2CO3,(3)阴离子不同 溶液 (4)溶液的酸碱性 溶液,BaCl2溶液,测相同浓度,溶液的pH,产生白色沉淀的是Na2CO3,不产生白色沉淀的是NaHCO3,pH大的为Na2CO3,pH小的为NaHCO3,4.Na2CO3与NaHCO3的相互转化 Na2CO3 NaHCO3 特别提醒 根据Na2CO3和HCl互滴时的现象不同可鉴别Na2CO3溶液和盐酸。操作如下: (1)向盐酸里逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量)开始就有气体放出。 (2)向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸
10、(开始时酸不足)开始无气体产生,后来产生气泡。,【典例导析1】某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图所示。,(1)只根据图、所示实验,能够达到实验目的的是(填装置序号) 。 (2)图、所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为 ; 与实验相比,实验的优点是(填选项序号) 。 A.比复杂 B.比安全 C.比操作简便 D.可以做到用一套装置同时进行两个对比实 验,而不行,(3)若用实验验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是(填化学式) 。 (4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反 应。 当石灰水过量时,其离子方程式为 ; 当
11、碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为21 时,所得溶液中溶质的化学式为 ,请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子 。,解析 (1)图不能达到实验目的,因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳,二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊,故不可以;图可以鉴别,因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应,生成的二氧化碳气体的量不同,可根据气球膨胀程度判断。,(2)图、所涉及的化学方程式为:2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2,实验的优点是可同时做对比实验。 (3)试管B装入碳酸氢钠,试管A装入碳酸钠,这样直接加热的碳酸钠,温度高,不分解,不能使澄清石灰水变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分解
12、,使澄清石灰水变浑浊,表明了碳酸氢钠很不稳定。 (4)石灰水过量时,碳酸氢根全部反应,离子方程式为:Ca2+OH-+ CaCO3+H2O; 2NaHCO3+Ca(OH)2 CaCO3+Na2CO3 +2H2O,则其中的溶质是碳酸钠,要检验 ,,可以取少量上层清液于洁净的试管中,加入适量氯化钙溶液,振荡,若有白色沉淀生成,则证明溶液中含有 。 答案 (1) (2)2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2,CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2O D (3)NaHCO3 (4)Ca2+OH-+ CaCO3+H2O Na2CO3 取少量上层清液(或过滤后的滤液或所得溶液)于洁净(若无“洁净”也
13、可)的试管中,加入适量氯化钙溶液,振荡,若有白色沉淀生成,则证明溶液中含有,迁移应用1 有3份等质量的小苏打,第1份直接与盐酸恰好完全反应;第2份首先加热,使其部分分解后,再与盐酸恰好完全反应;第3份首先加热,使其完全分解后,再与盐酸恰好完全反应。假若盐酸的物质的量浓度相同,消耗盐酸的体积分别为V1、V2和V3,则V1、V2和V3的大小关系正确的是 ( ) A.V1V2V3B.V2V3V1 C.V1=V2=V3D.V1V3V2,解析 NaHCO3不分解时 NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2 1 mol 1 mol NaHCO3完全分解时 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2
14、 2 mol 1 mol 1 mol 0.5 mol Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2 1 mol 2 mol 0.5 mol 1 mol 所以无论NaHCO3是否受热分解与盐酸恰好完全反 应消耗的盐酸的量相等,故V1=V2=V3。 答案 C,要点二 CO2与NaOH溶液反应的计算 1.产物种类的判断可用数轴法 对于此类问题分析步骤如下: 首先要弄清CO2与NaOH的反应情况: CO2+2NaOH Na2CO3+H2O CO2+NaOH NaHCO3。 实际发生两步反应:CO2+2NaOH Na2CO3+ H2O, CO2+Na2CO3+H2O 2NaHCO3,故CO2与Na
15、OH反应的生成物可根据、两个反应点做如下讨论:,2.Na2CO3和NaHCO3混合物组成的计算 一般是先设以上判断出的混合物各组分的物质的量,再根据质量守恒(碳元素和钠元素守恒)列式计算。,【典例导析2】在1.00 L 1.0 mol/L氢氧化钠溶液中通入16.8 L标准状况下的CO2,则所得溶液中含有的物质是 ( ) A.Na2CO3 B.NaHCO3 C.Na2CO3和NaHCO3 D.NaOH、Na2CO3和NaHCO3 解析 此题易误选A项或B项。正确解法是利用极值法判断:(1)当CO2的物质的量不足NaOH的物质的量的 时,反应只能生成,Na2CO3;(2)当CO2的物质的量等于或大
16、于氢氧化钠的物质的量时,生成的Na2CO3会完全与CO2反应转化为NaHCO3;(3)只有当CO2的物质的量大于NaOH的物质的量的 ,且小于NaOH的物质的量时,才会生成Na2CO3和NaHCO3两种产物。经过计算题给数据可知,本题属于第(3)种情况,所 以溶液中的产物为Na2CO3和NaHCO3。 答案 C,思维提升 本题可改编为计算题,依据题目中已知数据,也可以计算出所得溶液中Na2CO3和NaHCO3各自的物质的量分别为 , 。,0.25 mol,0.5 mol,迁移应用2 取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B,每份10 mL,分别向A、B中通入不等量的CO2,再继续向两溶液中逐滴
17、加入0.1 mol/L的盐酸,标准状况下产生的CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系如下图所示,试回答下列问题:,(1)原NaOH溶液的物质的量浓度为 。 (2)曲线A表明,原NaOH溶液中通入CO2后,所得溶液中的溶质成分是 ,其物质的量之比为 。 (3)曲线B表明,原NaOH溶液中通入CO2后,所得溶液加盐酸后产生CO2气体体积(标准状况)的最大值为 mL。 解析 (1)产生的气体体积保持不变时,溶液中的溶质是氯化钠,所以有下式成立:n(NaCl)=n(NaOH)=n(HCl)=0.1 mol/L0.075 L=0.007 5 mol,故c(NaOH)=0.007 5 mol/0.01 L=
18、0.75 mol/L。,(2)当所加盐酸的体积从60 ml到75 mL时,有气体生成,则发生反应:NaHCO3+HCl NaCl+ H2O +CO2,此反应消耗盐酸15 mL,则反应 Na2CO3+HCl NaHCO3+NaCl也消耗盐酸15 mL,则60 mL-15 mL=45 mL盐酸只能与氢氧化钠反应了,故原NaOH溶液中通入CO2后的溶质为氢氧化钠和碳酸钠,根据盐酸的量可以计算出它们 的物质的量之比为31。,(3)当所加盐酸的体积从25 mL到75 mL时发生反应:NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2 1 mol 22 400 mL 0.1(0.075-0.025) mol
19、V 解得:V=112 mL。 答案 (1)0.75 mol/L (2)Na2CO3、NaOH 13 (3)112,对点训练 题组一 NaOH、Na2CO3、NaHCO3 一定量的NaOH稀溶液(含酚酞)中分别加入足量的下列物质,一段时间后,红色一定消失的是 ( ) H2O2 HCl SO2 Cl2 NaHCO3 A.B. C.D. 解析 H2O2和Cl2具有强氧化性,可以使溶液褪色;HCl中和NaOH后,溶液呈中性也使溶液褪色;SO2和NaOH反应一段时间后,生成的H2SO3使溶液呈弱酸性而褪色。,D,2.现有25 mL 2 mol/L的Na2CO3溶液和75 mL 1 mol/L的稀盐酸。将
20、Na2CO3溶液缓慢滴到稀盐酸中;将稀盐酸缓慢滴到Na2CO3溶液中,两操作的现象及结果(标准状况下)是 ( ) A.现象相同,所得气体的体积相等 B.现象相同,所得气体的体积不等 C.现象不同,所得气体的体积相等 D.现象不同,所得气体的体积不等,解析 Na2CO3与盐酸反应生成CO2是分步进行的,且滴加顺序不同,现象也不同。将Na2CO3溶液滴加到稀盐酸中,盐酸过量,立即有气体生成;将稀盐酸滴加到Na2CO3溶液中,开始盐酸不足,不产生气体,到盐酸过量时,才产生气体。由题给两种试剂的量经计算:中产生的CO2体积为840 mL;中产生的CO2体积为560 mL,故答案 为D。 答案 D,3.
21、10时加热NaHCO3饱和溶液,测得该溶液的pH发生如下变化: 甲同学认为,该溶液的pH升高的原因是 的水解程度增大,故碱性增强,该反应的离子方程式为 。 乙同学认为溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解,生成了Na2CO3,并推断Na2CO3的水解程度 (填“大于”或“小于”)NaHCO3,该分解反应的化学方程式为 。,丙同学认为甲、乙的判断都不充分。丙认为: (1)只要在加热煮沸的溶液中加入足量的BaCl2溶液,若产生沉淀,则乙判断正确。为什么?能不能选用Ba(OH)2溶液? 。 (2)将加热后的溶液冷却到10,若溶液的PH (填“高于”、“低于”或“等于”)8.3,则 (填“甲”或“乙
22、”)判断正确。 (3)查阅资料,发现NaHCO3的分解温度为150,丙断言不用再做任何实验也可判断,请你分析谁的观点错误,为什么?,解析 本题为探究性试题,同时考查分析和处理图表的能力。根据甲、乙两同学观点的差异分析知(1)中只能选用BaCl2溶液;由表中数据分析知表中的温度均没有达到150,因此可以断定乙同学的猜想是错误的。,答案 +H2O H2CO3+OH- 大于 2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O (1)若原因是 水解程度增大,则溶液中几乎没有 ,所以可用BaCl2溶液检验溶液中是否含有 来推知乙的观点是否正确,但不能选用Ba(OH)2溶液,因为Ba2+OH-+ BaCO3+
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