2019年高考化学第一轮复习 专题 钠、镁、铝的性质学案 苏教版.doc
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1、1钠、镁、铝的性质钠、镁、铝的性质【本讲教育信息本讲教育信息】 一. 教学内容: 钠、镁、铝的性质二. 教学目标: 认识钠是一种很活泼的金属,了解钠及其化合物的物理性质,掌握钠及其化合物的化 学性质; 了解镁和铝的物理性质、化学性质和主要用途;了解镁及铝的化合物的性质及用途; 运用氢氧化铝的两性能解决有关计算和图象问题。三. 教学重点、难点: 钠及其化合物的性质;铝及其化合物的两性四. 教学过程: (一)钠及其化合物: 1、钠的性质: 金属钠很软,用刀切开可以看到它具有银白色的金属光泽,是热和电的良导体;它的密 度为 0.97gcm3,比水的密度小比煤油的密度大;熔点(97.8) 、沸点(88
2、2.9)都较 低。 钠元素位于元素周期表中第三周期A 族;钠原子最外电子层上只有 1 个电子,在化学 反应中很容易失去电子。因此,钠的化学性质很活泼,具有强的还原性。 钠的化学性质很活泼,能与许多非金属单质直接化合:如与 S、O2、Cl2等反应:2NaSNa2S;4NaO22Na2O;2NaO2点燃Na2O2;2NaCl2点燃2NaCl;钠还能与酸及水反应放出 H2:2Na2H2O2NaOHH2,反应比较剧烈; 工业上利用钠作还原剂把钛、锆、铌、钽等金属从它们的熔融卤化物中还原出来,但不 能有水参与,否则就先与水反应; 钠还可以和某些有机物反应:如钠与含有OH 官能团的有机物:醇、酚和羧酸等物
3、质 反应: 2、钠的氧化物:过氧化钠与氧化钠的比较:物质普通氧化物 Na2O过氧化物 Na2O2形成条件钠露置于空气中钠在空气中燃烧色态白色固体淡黄色固体电子式结构存在 O2离子存在 O22离子(过氧离子)属类碱性氧化物盐(不属于碱性氧化物)过氧化物稳定性不稳定稳定与水的反应Na2OH2O2NaOH2Na2O22H2O4NaOHO2与 H反应Na2O2H2NaH2O2Na2O24H4Na2H2OO2性质与 CO2反应生成相应的碳酸盐生成碳酸钠和氧气氧化性、漂白性无有强氧化性和漂白性2用途呼吸面具、潜水艇中的氧气来源,用 作强氧化剂,具有漂白性3、氢氧化钠(NaOH)俗称火碱、烧碱、苛性钠,主要
4、物理性质:白色固体,易吸收空气 中的水而潮解,易溶解于水,并且放出大量的热,水溶液有涩味,有强碱性。 主要化学性质:一元强碱,具有碱的通性。如:NaOH 与酸、酸性氧化物、两性物质、 某些盐反应,还可以提供碱性环境发生无机和有机反应,如卤代烃的水解和消去反应,酯 类的水解,油脂的皂化反应等。 4、碳酸钠和碳酸氢钠的比较:名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3 俗名纯碱或苏打小苏打水溶液酸碱性碱性碱性水溶性易溶于水,溶解度大于 NaHCO3可溶于水,溶解度小于 Na2CO3鉴别方法加 CaCl2溶液,产生白色沉淀先加 CaCl2溶液,无沉淀产生,再加酸, 产生无色无味的气体与盐酸反应的
5、 速率和方程式Na2CO32HCl2NaClH2OCO2 逐滴加入时,则开始无气泡,后 有气体逸出NaHCO3HClNaClH2OCO2 反应剧烈,迅速产生气体热稳定性稳定,受热不分解不稳定,受热易分解相互转化加热时 2NaHCO3Na2CO3H2OCO2,溶液中 Na2CO3H2OCO22NaHCO3说明:说明: 1、钠的性质很活泼,能与空气中的氧气和水反应,因此少量钠必须保存在煤油中,而大 量钠,则必须保存在密闭容器中; 2、钠与氧气反应时,条件不同产物不一样。露置于空气中生成 Na2O,而在空气中燃烧 时,则生成 Na2O2; 3、Na2O2具有强氧化性和漂白性,其漂泊原理与新制氯水的漂
6、白原理相似,都是利用强 氧化性使有色物质被氧化而褪色; 4、钠与水、酸、盐溶液反应,实质上是钠原子与水或酸电离出的 H的反应,所以 H浓 度不同,反应的剧烈程度不同。金属活动顺序表中氢后面的金属阳离子的氧化性强于 H, 但其反应速率远小于钠与 H的反应速率,故钠投入盐溶液中首先是与水反应,然后再分析 NaOH 是否与盐发生复分解反应。如果是铝盐溶液还要考虑钠与铝的量的问题,因过量的 NaOH 能溶解 Al(OH)3。 5、钠的用途:工业上用钠作强还原剂来冶炼金属;钠钾合金(液态)用作原子反应堆 的导热剂;在电光源上,用钠制造高压钠灯。 6、Na2O2具有强氧化性,它不仅能与 H2O、CO2反应
7、,还能与几乎所有的常见气态非金属 氧化物反应,在与高价非金属氧化物反应时,过氧化钠既作氧化剂又是还原剂,产物一般 为高价含氧酸盐和 O2;在与低价的氧化物反应时,一般反应生成高价含氧酸盐。 7、盛 NaOH 的试剂瓶需用橡皮塞,不能用玻璃塞,因为玻璃可与碱溶液反应,从而使瓶 口和瓶塞粘在一起,不易打开;NaOH 的碱性很强,贮存时若未密闭,表层易变质生成碳酸 钠;称量 NaOH 要放在烧杯里,动作要迅速,不能放在量筒、量杯、纸上称量;不慎将浓 NaOH 沾在皮肤上,应先用大量水冲洗,然后再涂上硼酸稀溶液;在实验室里常用 NaOH 溶 液吸收 Cl2,在工业上常用 NaOH 溶液吸收 NO 和
8、NO2的尾气,以消除污染;实验室制取少量 的 NaOH 溶液可在饱和碳酸钠溶液中撒入石灰粉末、加热、过滤。38、往 Na2CO3溶液中逐滴滴加盐酸,先无气体放出,后有气体产生,反应方程式为: Na2CO3HClNaHCO3NaCl、NaHCO3HClNaClH2OCO2 往 NaHCO3溶液中逐滴滴加盐酸,迅速产生气体,方程式为: NaHCO3HClNaClH2OCO2 因此,利用两者的这一性质,可采用互滴的方法来鉴别 Na2CO3和 NaHCO3; 9、碳酸氢钠和碳酸钠的制法: A、制取 NaHCO3的方法 减压低温蒸干 NaHCO3溶液。NaHCO3遇热易分解,其水溶液加热更易分解,所以不
9、可 能采用常压下蒸发溶剂的方法制得 NaHCO3晶体。 往饱和 Na2CO3溶液中通入 CO2,过滤得到晶体。Na2CO3+C02+H2O=2NaHCO3 B、制取 NaCO3的方法 往饱和食盐水中依次通入足量的 NH3、CO2(氨碱法) ,利用 NaHCO3的溶解性小于 NH4HCO3的溶解性原理,使 NaHCO3从溶液中析出(依次通入 CO2、NH3至饱和行吗?): NH3H2OCO2NH4HCO3 NH4HCO3NaClNaHCO3NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3H2OCO2(制纯碱的工业方法)例 1某干燥粉末可能由 Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl 中的
10、一种或几种组成。 将该粉末与足量的盐酸反应有气体 X 逸出,X 通过足量的 NaOH 溶液后体积缩小(同温、同 压下测定) 。若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热,也有气体放出,且剩余固体的质量 大于原混合粉末的质量。下列判断正确的是: A. 粉末中一定有 Na2O、Na2O2、NaHCO3 B. 粉末中一定不含有 Na2CO3和 NaCl C. 粉末中一定不含有 Na2O 和 NaCl D. 无法肯定粉末里是否含有 Na2CO3和 NaCl 解析:解析:与盐酸反应产生气体的物质可能为 Na2O2 (生成 O2) 、Na2CO3和 NaHCO3(生成 CO2) ,气体 X 通过 NaOH 溶液
11、后体积缩小(而不是气体全部消失) ,说明 X 由 O2和 CO2组成, 原粉末中 Na2O2、Na2CO3和 NaHCO3至少有一种一定存在。将原混合粉末加热,有气体放出, 说明混合物中一定有 NaHCO3,但 NaHCO3受热分解会使混合粉末质量减少,而实际剩余固体 的质量却增加了,原因只能是发生了反应:2Na2OO22Na2O2。综上分析,混合物中一定 有 Na2O、Na2O2、NaHCO3,无法确定混合物中是否有 Na2CO3和 NaCl。故答案为 A、D。 答案:答案:ADAD例 2在一定条件下,将钠与氧气反应的生成物 1.5g 溶于水,所得溶液恰好能被 80mL 浓度为 0.50 m
12、ol/L 的 HCl 溶液中和,则该生成物的成分是:A. Na2O B. Na2O2 C. Na2O 和 Na2O2 D. Na2O2和 NaO2 解析:解析:HCl 为 0.04mol。钠的氧化物若为 Na2O,应为 0.02mol62gmol11.24g; 若为 Na2O2,应为 0.02mol78gmol11.56g。因 1.5g 介于 1.241.56 之间,应为二 者的混合物 答案:答案:C例 3纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱 法”两种工艺。请按要求回答问题:4(1) “氨碱法”产生大量 CaCl2废弃物,请写出该工艺中产生 CaCl2的化学方程式
13、: _; (2)写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式: _;_。 (3)CO2是制碱工业的重要原料, “联合制碱法”与“氨碱法”中 CO2的来源有何不同? _; (4)绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“联合制碱法”的总反 应,列出计算原子利用率的表达式: 原子利用率(%) =_。 解析:解析:(1) “氨碱法”中产生的 NH4Cl 与 Ca(OH)2作用生成 CaCl2: 2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O。 (2) “联合制碱法”又称“侯氏制碱法”是向饱和食盐水中通入过量的 NH3气体,再 向其中通入过量的 CO2,发生反应的方程式为: NH3CO2H2
14、ONaCl(饱和)NaHCO3NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3CO2H2O; (3) “氨碱法”的 CO2来源于石灰石煅烧, “联合制碱法”的 CO2来源于合成氨工业的 废气。 (4)由于“联合制碱法”总反应可看作是: 2NH32NaClCO2H2ONa2CO32NH4Cl,所以:原子利用率(%) =反应物总质量目标产物总质量100% =O)(H)(CO)(NH(NaCl)Cl)(NH)CO(Na223432 mmmmmm 100%;答案:答案:(1)2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O。 (2)NH3CO2H2ONaCl(饱和)NaHCO3NH4Cl; 2NaHCO3N
15、a2CO3CO2H2O; (3) “氨碱法”的 CO2来源于石灰石煅烧, “联合制碱法”的 CO2来源于合成氨工业的 废气。(4)原子利用率(%)O)(H)(CO)(NH(NaCl)Cl)(NH)CO(Na223432 mmmmmm 100%;例 4下图中 A 至 F 是化合物,G 是单质。写出 A、B、E、F 的化学式: A:_;B_;E_;F_。 解析:解析:试题中包含着多条信息,若是一条、一条地单独分析,似乎找不到明显的突破 口,这里要求解题者先弄清每条信息的含义,再综合起来,就可确定推断的范围。在此基 础上进行验证。从题示条件可得出下列结论: (1)固体 A 可分解为三种物质,可能是多
16、元弱酸盐之类的物质;5(2)A 的分解产物 C、D 都可跟化合物 E 反应产生单质 G,像是过氧化物跟水、二氧化 碳等之间的反应; (3)A 和 B 可互相转化,可能是某种多元酸、多元酸盐之间的关系。 综合起来,可推测 A 是碳酸氢钠、碳酸氢钾等,E 是过氧化钠、过氧化钾等。代入题 给反应进行验证很吻合。所以答案可确定为:A 为 NaHCO3 ,B 为 Na2CO3,E 为 Na2O2,F 为 NaOH;也可能是 KHCO3,K2CO3,K2O2,KOH。 答案:答案:A 为 NaHCO3,B 为 Na2CO3,E 为 Na2O2,F 为 NaOH;也可能是 KHCO3,K2CO3,K2O2,
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