2023届新高考化学一轮复习(多选)鲁科版第三章第1课时　钠及其重要化合物的性质与用途学案.docx

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1、第1课时钠及其重要化合物的性质与用途1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解钠及其重要化合物的主要性质。2.了解钠及其重要化合物在生产、生活中的应用。3.了解钠及其重要化合物的制备方法。钠及其氧化物的性质一、钠单质1.钠的物理性质颜色密度熔点硬度银白色,有金属光泽(水)大于(钠)大于(煤油)小于100 质地柔软,可以用小刀切割2.钠的化学性质(1)钠的主要化学反应钠与非金属单质反应O2常温:4Na+O22Na2O(白色)加热:2Na+O2=Na2O2(淡黄色)Cl2:2Na+Cl22NaCl(黄色火焰,白烟)S:2Na+SNa2S(研磨爆炸)与水的反应:2Na+2H2O=2NaOH+H

2、2与酸(如HCl)反应:2Na+2HCl=2NaCl+H2与盐溶液(如CuSO4溶液)反应:2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H2 通常情况下,钠与盐溶液反应时并非发生金属之间的置换反应,一般认为是钠先与水反应生成NaOH和H2,生成的NaOH再与盐发生复分解反应,即分两步进行反应。(2)钠与水(含酚酞)反应的实验现象及解释3.钠的制取、保存及用途 钠不能保存在CCl4中,因为CCl4的密度比钠的大,钠浮在CCl4表面,与空气接触而变质。二、钠的重要化合物物质氧化钠(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(非碱性氧化物)氧的价态-

3、2-1电子式Na+O2-Na+Na+OO2-Na+生成条件常温加热或点燃化学性质热稳定性不稳定(2Na2O+O22Na2O2)稳定与水反应Na2O+H2O2NaOH2Na2O2+2H2O4NaOH+O2与CO2反应Na2O+CO2Na2CO32Na2O2+2CO22Na2CO3+O2与酸反应(盐酸)Na2O+2HCl2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2主要性质具有碱性、氧化物通性具有强氧化性主要用途用于制取少量Na2O2、烧碱强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消 毒剂 Na2O2具有强氧化性,但Na2O2与水、CO2反应时,水中的氢与CO2中的碳都处于最高价态,不能被氧化

4、,故反应为Na2O2自身的氧化还原反应。理解辨析1.判一判(正确的打“”,错误的打“”)(1)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶。()(2)Na2O2加入酚酞溶液中,现象为溶液变红,并最终保持不变。()解析:(2)Na2O2具有强氧化性,现象应为溶液先变红后褪色。答案:(1)(2)2.想一想(1)向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油,片刻后再向该烧杯中轻缓地加入一绿豆大小的金属钠,可能观察到的现象符合图中的哪 一个?提示:因为(煤油)(Na)(H2O),所以A图符合。(2)国庆节晚会上,某同学表演了“吹气生火”的魔术。该同学用玻璃管向包着过氧化钠的脱脂棉上吹气。过一会,脱脂棉燃

5、烧了起来,你知道这是怎么回事吗?提示:过氧化钠与CO2反应产生氧气:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,同时该反应放热,所以脱脂棉燃烧了起来。3.做一做将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体又有白色沉淀产生的是(填序号)。MgSO4溶液BaCl2溶液饱和澄清石灰水Ca(HCO3)2溶液CuSO4溶液饱和食盐水浓盐酸解析:2Na+2H2O2NaOH+H2,中Mg2+2OH-Mg(OH)2;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,产生白色沉淀;中Ca2+HCO3-+OH-CaCO3+H2O或Ca2+2HCO3-+2OH-CaCO3+CO32-+2H

6、2O;中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀,不符合题意;中水减少,溶液过饱和析出NaCl。答案: 钠单质的性质1.为探究钠的部分性质,设计实验操作如下:向如图所示的试管中加入苯(已知苯的密度为0.86 gcm-3,苯不溶于水);拔出大头针,使Na(密度为0.97 gcm-3)落入苯中(钠与苯不反应);从长颈漏斗中加入MgCl2溶液(密度约为 1 gcm-3)。下列说法中正确的是(C)A.把MgCl2溶液加入苯中,MgCl2溶液在上层B.钠一直停留在苯层不发生反应C.Na在MgCl2溶液与苯的界面处反应,并上下跳动直至消失,下层有白色沉淀产生D.Na在MgCl2溶液底部四处游动,MgCl2溶液中有白

7、色沉淀产生解析:由于苯的密度比水小,所以将MgCl2溶液加入盛有苯的试管中时,液体分层,MgCl2溶液在下层,苯在上层,A错误;由于密度(苯)(Na)(H2O),所以金属Na在MgCl2溶液与苯的界面处与MgCl2溶液中的水反应产生H2,气泡使Na受到的浮力增大,钠块上升,后又下落至界面处的MgCl2溶液中进一步与水反应,钠块上下跳动直至消失,反应产生的NaOH与MgCl2发生复分解反应产生Mg(OH)2白色沉淀,因此会看到下层有白色沉淀产生,B、D错误,C正确。2.下面关于金属钠的描述正确的是(C)A.钠的化学性质很活泼,钠离子和钠原子都具有较强的还原性B.钠能把钛锆等金属从它们的盐溶液中还

8、原出来C.钠与氧气反应的产物与反应条件有关D.钠和钾的合金在室温下呈固态,可作原子反应堆的导热剂解析:A项,钠离子有较弱的氧化性,错误;B项,钠能把钛锆等金属从它们的熔融盐中还原出来,错误;C项,钠与氧气在常温下生成氧化钠,在加热条件下生成过氧化钠,正确;D项,钠和钾的合金在室温下呈液态,错误。 氧化钠和过氧化钠3.下列关于氧化钠和过氧化钠的叙述正确的是(B)A.都是白色固体B.与水反应都能生成氢氧化钠C.都可在呼吸面具中作为氧气的来源D.都属于碱性氧化物解析:过氧化钠为淡黄色固体,A错误;过氧化钠可以和二氧化碳及水反应生成氧气,可用于呼吸面具中作为氧气的来源,氧化钠与水反应只生成氢氧化钠,C

9、错误;氧化钠是碱性氧化物,过氧化钠不是碱性氧化物,D错误。4.某实验小组通过如图所示实验探究Na2O2与水的反应:下列说法不正确的是(D)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.中现象可能是由于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解析:过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,故A正确;氢氧化钠是强碱,遇到酚酞,溶液变成红色,故B正确;过氧化钠与水反应可能生成了过氧化氢,过氧化氢具有强氧化性,能够使溶液褪色,故C正确;生成的过氧化氢在二氧化锰作催化剂时发生了分解,因此放出大量气泡,故D不正确。碳酸钠及碳酸氢钠的性质与用途1.Na2C

10、O3和NaHCO3的性质项目Na2CO3NaHCO3俗名纯碱、苏打小苏打颜色状态白色粉末细小白色晶体溶解性易溶于水易溶于水(同温下,溶解度比Na2CO3小)水解(离子方程式,下同)CO32-+H2OHCO3-+OH-HCO3-+H2OH2CO3+OH-热稳定性较稳定(但Na2CO310H2O易风化)2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O与酸反应H+(过量)CO32-+2H+H2O+CO2HCO3-+H+H2O+CO2通入CO2CO32-+H2O+CO22HCO3-与碱反应NaOH不反应HCO3-+OH-CO32-+H2OCa(OH)2(过量)Ca2+CO32-CaCO3Ca2+OH-+HC

11、O3-CaCO3+H2O与盐反应CaCl2Ca2+CO32-CaCO3硫酸铝2Al3+3CO32-+3H2O2Al(OH)3+3CO2Al3+3HCO3-Al(OH)3+3CO2相互转化Na2CO3NaHCO3主要用途用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸等工业中灭火器、治疗胃酸过多的药物、发酵粉的主要成分之一2.纯碱的工业制法侯氏制碱法(1)反应原理产生NaHCO3的反应:NH3+NaCl+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl。产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O。(2)工艺流程(3)绿色思想二氧化碳使用合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。工艺中循环使用的物质:CO2

12、、饱和食盐水。 Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法理解辨析1.判一判(正确的打“”,错误的打“”)(1)在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都会分解。()(2)用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时,不涉及化学变化。()(3)向CaCl2溶液中通入足量CO2,有白色沉淀生成。()解析:(1)在酒精灯加热条件下,NaHCO3会分解,Na2CO3不会分解。(2)纯碱水解产生NaOH,油脂在碱性条件下水解生成甘油和高级脂肪酸钠,发生化学变化。(3)CO2和CaCl2溶液不反应。答案:(1)(2)(3)2.想一想能用氢氧化钙溶液鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液吗?提示:不能。将氢氧化钙溶液分别加入碳

13、酸钠和碳酸氢钠溶液中,两者均反应产生白色沉淀,无法鉴别。 Na2CO3、NaHCO3的性质1.下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的叙述正确的是(B)A.相同条件下,在水中的溶解性:碳酸钠碳酸氢钠C.相同条件下,与酸反应产生二氧化碳气体的速率:碳酸钠碳酸氢钠D.一定条件下,碳酸钠不能转化为碳酸氢钠,而碳酸氢钠可以转化为碳酸钠解析:相同温度下,Na2CO3较NaHCO3易溶,A错误;碳酸氢钠加热发生分解反应2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O,而碳酸钠加热不分解,B正确;碳酸钠与酸反应先转化为碳酸氢钠,碳酸氢钠再与酸反应生成二氧化碳,故相同条件下,与酸反应的速率:碳酸钠Cs+,C项正确;Li、Cs均为

14、碱金属元素,Cs的电子层数多,更容易失去最外层电子,故金属性CsLi,D项错误。 焰色试验3.焰火与高中化学中“焰色试验”知识有关。下列有关“焰色试验”说法中正确的是(B)A.焰色试验前铂丝应先用稀硫酸洗涤B.NaCl与Na2SO4灼烧时火焰颜色相同C.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察D.焰色试验属于复杂的化学变化解析:焰色试验前铂丝应先用盐酸洗涤,因铂丝表面杂质与盐酸反应生成沸点较低的氯化物易汽化挥发,而硫酸盐的沸点较高,不易汽化挥发,故A错误;焰色试验是元素的性质,只要含有的金属元素相同,无论是单质还是化合物,灼烧时火焰颜色都相同,故B正确;只有钾的焰色试验需要透过蓝色钴玻璃,滤去黄光,故C

15、错误;焰色试验没有新物质生成,属于物理变化,故D错误。4.下列有关焰色试验操作注意事项的说法正确的是(D)钾元素的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同,再蘸取被检验的物质每次实验后,要将铂丝用盐酸洗净实验时最好选择本身颜色较浅的火焰没有铂丝时,也可以用光洁无锈的铁丝代替A.仅有不正确B.仅有不正确C.仅有不正确D.全正确解析:由于焰色试验是通过观察火焰颜色来检验元素是否存在,所以实验时所用火焰和所用金属丝在灼烧时都不应该有很明显的颜色,否则将无法观察到被检验元素的真实焰色情况;观察钾的火焰颜色时要透过蓝色钴玻璃,目的是滤去黄光,避免钠的干扰。1.下列说法正确的是(B)

16、A.用二氧化碳灭火器扑灭金属钾的燃烧(2020山东卷)B.小苏打用作食品膨松剂(2020山东卷)C.室温下,Na在空气中反应生成Na2O2(2020江苏卷)D.盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长,可施加熟石灰进行改良(2019天津卷)解析:金属钾燃烧产物过氧化钾等能与二氧化碳反应产生氧气,A项错误;钠在空气中反应生成氧化钠,C项错误;Na2CO3与Ca(OH)2会产生碳酸钙等沉淀,D项错误。2.(2021河北卷,14)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

17、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。(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0.14 g,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

18、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Na2CO3可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前,若无水Na2CO3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.不变解析:(1)根据工艺流程可知,要制备NaHCO3,需先选用装置A制备二氧化碳,然后通入饱和碳酸氢钠溶液中除去二氧化碳中的HCl,后与饱和氨盐水充分接触来制备NaHCO3,其中过量的二氧化碳可被氢氧化钠溶液吸收,也能充分利用二氧化碳制备得到少量NaHCO3,所以按气流方向正确的连接顺序应为aefbcgh;为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴

19、下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或将分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽对准分液漏斗颈部的小孔。(2)B中使用雾化装置使氨盐水雾化,可增大与二氧化碳的接触面积,使反应更充分。(3)根据上述分析可知,生成NaHCO3的总反应的化学方程式为NH3+H2O+NaCl+CO2NH4Cl+NaHCO3。(4)对固体NaHCO3充分加热,产生二氧化碳和水蒸气,反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O,将气体先通过足量浓硫酸,吸收水蒸气,再通过足量Na2O2,Na2O2与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,根据差量法可知,当增重0.14 g时,消

20、耗的二氧化碳的质量为0.14 g4428=0.22 g,其物质的量为0.22 g44 g/mol=0.005 mol,根据关系式2NaHCO3CO2可知,消耗的NaHCO3的物质的量为20.005 mol=0.01 mol,所以固体NaHCO3的质量为 0.01 mol84 g/mol=0.84 g;根据溶解度随温度的变化曲线可以看出,氯化铵的溶解度随着温度的升高而不断增大,而氯化钠的溶解度随着温度的升高变化并不明显,所以要想使NH4Cl沉淀充分析出并分离,需采用降温结晶、过滤、洗涤、干燥的方法。(5)称量前,若无水Na2CO3保存不当,吸收了一定量水分,标准液被稀释,浓度减小,所以用其标定盐酸浓度时,消耗的碳酸钠的体积V(标)会增大,根据c(测)=c(标)V(标)V(测)可知,最终会使c(测)偏高,A项符合题意。答案:(1)aefbcgh将分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽对准分液漏斗颈部的小孔(2)使氨盐水雾化,可增大与二氧化碳的接触面积,使反应更充分(或其他合理答案)(3)NH3+H2O+NaCl+CO2NH4Cl+NaHCO3(4)0.84降温结晶过滤(5)A