专题14 钠及其重要化合物-高考全攻略之备战2018年高考化学考点一遍过.doc
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1、考点14 钠及其重要化合物一、钠的性质、制备、保存及用途1物理性质(1)软质软,硬度小;(2)亮银白色,有金属光泽;(3)轻密度比水小,比煤油大;(4)低熔点低;(5)导可导电、导热。2化学性质(1)钠暴露在空气中的变化及反应分析所以钠暴露在空气中,最终得到的是白色粉末。部分反应如下:4Na+O22Na2ONa2O+H2O2NaOH2Na+2H2O2NaOH+H22NaOH+CO2Na2CO3+H2O需要特别指出的是Na2CO3的形成并非Na2O+CO2Na2CO3反应所致,因Na2O更易与水反应。(2)钠与酸溶液的反应酸过量时:钠与酸电离出的H+反应;酸不足时:先与酸电离出的H+反应,过量的
2、钠再与水反应。(3)钠与碱溶液的反应钠与碱溶液反应的实质是Na与水的反应。(4)钠与盐溶液的反应钠与盐溶液反应时,钠先与水反应生成氢气和氢氧化钠,然后氢氧化钠与盐溶液再反应。钠不能把盐溶液中的金属阳离子置换出来。在有关计算中要特别注意两点:一是只要有水,Na就会与水发生反应,直到Na反应完全;二是生成NaOH的同时,生成的H2会从溶液中逸出。3钠的制备与保存(1)钠在自然界以化合态形式存在。工业上通常用电解熔融氯化钠的方法制备钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2。(2)金属钠保存在煤油或石蜡中,使之隔绝空气与水。4用途(1)KNa合金用于原子反应堆,作导热剂。(2)制备Na2O2。(3)作电光
3、源:高压钠灯。学.科.网(4)冶炼稀有金属。二、过氧化钠的性质1化合价与性质的关系,因此Na2O2既有氧化性,又有还原性,但主要表现出较强的氧化性。2强氧化性的表现实例三、氢氧化钠的性质、用途及保存1物理性质氢氧化钠俗称“苛性钠”、“烧碱”、“火碱”,晶体为白色,熔点318.4 ,吸湿性很强,易吸水而潮解,易溶于水。2化学性质氢氧化钠是可溶性强碱,具有碱的通性,如能与酸、酸性氧化物反应生成盐与水,能使酸碱指示剂变色。此外还具有如下一些特殊的性质。(1)与铝、硅单质的反应2NaOH+2Al+2H2O2NaAlO2 +3H22NaOH+Si+H2ONa2SiO3+2H2(2)与两性氧化物、两性氢氧
4、化物的反应2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2ONaOH+Al(OH)3NaAlO2+2H2O(3)与非金属氧化物的反应SO2+2NaOHNa2SO3+H2O2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O(4)与铵盐的反应反应实质:+OHNH3H2O(5)与有机物的反应油脂与氢氧化钠在加热条件下可发生皂化反应;酯在碱性条件下可发生较彻底的水解反应等。3氢氧化钠的用途及保存(1)用途:氢氧化钠是一种重要的化工原料,固体氢氧化钠可用作中性气体或碱性气体的干燥剂。(2)保存方法:在实验室中,氢氧化钠可密封保存于塑料瓶或玻璃瓶中,但瓶塞需用橡胶塞,不可用玻璃塞。四、碳酸钠与碳酸氢钠1物理性质
5、名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱、苏打小苏打颜色、状态白色粉末细小白色晶体水溶性易溶于水水中易溶,但比Na2CO3的溶解度小2化学性质(1)热稳定性Na2CO3性质稳定,受热难分解。NaHCO3性质不稳定,受热易分解,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。(2)与酸(足量盐酸)反应(写出离子方程式)Na2CO3:2HCO2H2O;NaHCO3:HCO2H2O。(3)与碱(NaOH溶液)反应(写出化学方程式)Na2CO3:与NaOH不反应;NaHCO3:NaHCO3NaOHNa2CO3H2O。(4)溶于水呈碱性的原因(写出离子方程式)Na2CO3:H2OOH
6、;NaHCO3:H2OH2CO3OH。(5)与盐(CaCl2)溶液反应(写出离子方程式)Na2CO3:Ca2CaCO3;NaHCO3:与CaCl2不反应。3主要用途(1)碳酸钠:玻璃、造纸、制皂、洗涤。(2)碳酸氢钠:发酵、医药、灭火器。五、碱金属的一般性和特殊性1碱金属的一般性相似性递变性(由Li到Cs)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,熔点较低密度逐渐增大(钾反常),熔点逐渐降低 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
7、烈,产物越来越复杂;与H2O反应的剧烈程度逐渐增强2碱金属的特殊性(1)碱金属的密度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。(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)试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但金属Na、K等需立即放回原瓶。(6)与O2反应时,Li只生成Li2O,Na在常温时生成Na2O,加热时易形成N
8、a2O2。六、焰色反应1定义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,这在化学上叫作焰色反应。2操作步骤(1)干烧:实验开始时,将铂丝(或光洁无锈的铁丝)放在酒精灯(最好用煤气灯)外焰上灼烧,至与原火焰颜色相同为止。(2)蘸、烧与观色:将铂丝(或铁丝)蘸取需要检验的试样,在外焰上灼烧,观察火焰颜色。(3)洗、烧:将铂丝(或铁丝)用盐酸洗净后,在外焰上灼烧至无色,以除去金属丝表面可能残留的杂质。3应用(1)用于检测某种金属元素是否存在。(2)添加到烟花中,使焰火更加绚丽多彩。4常见元素的焰色Na:黄色;K:紫色;Li:紫红色;Ca:砖红色;Cu:绿色。(1)焰色反应属于物理变化,焰色属
9、于元素的性质,即同种元素的单质或化合物,固体或相应的溶液均会产生同样的焰色。(2)焰色反应适用于检验某些常规化学方法不能鉴定的金属元素,如Na、K等。(3)观察钾的焰色反应时,要透过蓝色钴玻璃,这是因为大部分钾的化合物里含有少量的钠,钠的黄色火焰会影响观察结果,用蓝色钴玻璃可以滤去杂质钠的焰色。(4)用稀盐酸清洗铂丝而不用稀硫酸的原因:铂丝表面的杂质与盐酸反应生成沸点较低的氯化物易气化挥发,而硫酸盐的沸点较高不易气化挥发。考向一 Na的性质及应用典例1 把一小块金属钠放入下列溶液中,说法正确的是A放入饱和NaOH溶液中:有氢气放出,溶液的pH增大B放入稀CuSO4溶液中:有氢气放出,有紫红色铜
10、析出C放入MgCl2溶液中:有氢气放出,有白色沉淀生成D放入NH4NO3溶液中:有无色无味气体放出【答案】C1一定温度下,向饱和NaOH溶液中投入一小块金属钠,充分反应后恢复到原来的温度。下列叙述中不合理的是ANaOH溶液浓度增大,并放出H2B溶液中NaOH的质量分数不变,有H2放出C溶液的质量减小,有H2放出D钠浮于液面,到处游动,发出“嘶嘶”的响声钠与盐溶液反应的思维流程考向二 过氧化钠的性质及应用典例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ANa2O2中阴、阳离子的个数
11、比为11BNa2O2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CNa2O2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DNa2O2的漂白原理与SO2的漂白原理相同【答案】C2某溶液由NaHCO3、Na2CO3、Na2SO3、CH3COONa四种物质溶解而成,向该混合溶液中加入足量的Na2O2,溶液中离子浓度增大的是Na+ CH3COOABCD考向三 过氧化钠与二氧化碳、水反应的规律2Na2O2+2CO22Na2CO3+O22Na2O2+2H2O 4NaOH+O2以上反应中Na2O2既作氧化剂又作还原剂,CO2和H2O既不是氧化剂又不是还原剂。学、科网1物
12、质的量关系无论是CO2、H2O(g)的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2、H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为21,解答此类问题可借助物质的量守恒关系。2电子转移关系根据上式,由电子转移关系可知,存在关系:2 mol Na2O21 mol O22 mol 电子。3固体质量关系将CO2看作CO燃烧所得:2CO+O22CO2;2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。由,推知CO+Na2O2Na2CO3。将H2O看作H2燃烧所得:2H2+O22H2O;2Na2O2+2H2O4NaOH+O2。由,推知H2+Na2O22NaOH。所以Na2O2与CO2、H2O反应增加的质量
13、为与CO2、H2O等物质的量的CO、H2的质量。根据上述分析,可以得出以下结论:(1)将CO或H2的燃烧产物CO2或H2O通过Na2O2固体,可以看成CO或H2直接与Na2O2反应,所以固体增加的质量就是参加反应的CO或H2的质量。(2)凡是分子组成符合(CO)n(H2)m形式的一种或几种物质,w g该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2固体后,Na2O2固体增加的质量必为w g。中学阶段常见的符合这一关系的物质有无机物:H2、CO及H2和CO的混合气体;有机物:CH3OH、HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、CH3CH(OH)COOH(乳酸)、C6H12
14、O6(葡萄糖)等。4气体体积关系CO2、H2O(g)与过量的Na2O2反应,所得O2的体积为相同状况下CO2或H2O(g)体积的一半。5反应的先后问题一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完后,Na2O2再与H2O(g)发生反应。即便Na2O2先与H2O(g)反应,生成的NaOH又消耗CO2而生成H2O(g),故CO2先反应。6反应的固体产物判断根据化学方程式:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O(g)4NaOH+O2,结合CO2先反应,H2O(g)后反应的顺序,可以推知反应后固体产物的成分:当n
15、(CO2)n(Na2O2)时,固体产物为Na2CO3;当n(CO2)n(Na2O2)时,固体产物为Na2CO3和NaOH;当n(CO2)+n(H2O)n(Na2O2)时,固体产物为Na2CO3和NaOH。典例1 200 时,11.6 g CO2和H2O(g)的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g,则原混合气体的总物质的量是A0.125 mol B0.25 mol C0.5 mol D1 mol【答案】C3将O2、CH4、Na2O2放入密闭容器中,在150 条件下用电火花引燃反应,恰好完全反应,此时容器中的压强为零,由此得出原混合物中O2、CH4、Na2O2的物质的量之比
16、为A111B226C126D无法确定考向四 碳酸钠、碳酸氢钠的性质与鉴别典例1 下列说法中不正确的是ANa2CO3和NaHCO3均可与盐酸反应BNa2CO3比NaHCO3易溶于水CNa2CO3的稳定性比NaHCO3的强DNa2CO3能与石灰水反应而NaHCO3不反应【答案】D4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,具体情况如图所示。学*科网 (1)只根据图、(盐酸足量且固体质量相同)所示实验,能够达到实验目的的是_(填装置序号),写出该实验中能确定粉末是NaHCO3的两点现象_。(2)图、所示实验均能鉴别这两种物质,写出所发生的共同反应的化学方程式(若
17、为离子反应,则写离子方程式):_、_。(3)若用实验确定NaHCO3比Na2CO3易分解,则试管B中装入的固体是_(填化学式),原因是_。 Na2CO3和NaHCO3鉴别的四个角度(1)利用热稳定性不同(2)利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)(3)利用和BaCl2(或CaCl2)溶液混合时现象不同(4)利用溶液的酸碱性不同考向五 碳酸钠、碳酸氢钠溶液与盐酸反应的规律1与酸反应放出CO2的速率快慢不同的原因分析NaHCO3溶液与盐酸反应只需一步即可放出CO2气体,故放出气体的速率较快:NaHCO3+HClNaCl+CO2+H2O。Na2CO3溶液与盐酸反应时,第一步生成NaHCO3,此
18、时尚无气体放出:Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl;第二步是生成的NaHCO3与盐酸反应放出CO2。故将相同物质的量浓度的盐酸分别滴入等体积等物质的量浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中,前者放出气体的速率较快。2不用任何试剂鉴别Na2CO3溶液和盐酸的化学原理Na2CO3溶液与盐酸作用时,滴加方式不同,现象不同,产生CO2的量也不一定相同。以此可作为鉴别Na2CO3溶液和盐酸的依据。(1)把Na2CO3溶液逐滴加入盐酸中,开始时盐酸相对过量,则发生反应:Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2+H2O,即开始就有CO2气体放出。(2)把盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中,开始时Na
19、2CO3相对过量,则先发生反应:Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3,继续滴加盐酸则进行下一步反应:NaHCO3+HClNaCl+CO2+H2O,即开始阶段无明显现象,之后才有气体产生。3碳酸钠、碳酸氢钠溶液与盐酸反应的常见图像Na2CO3溶液与盐酸反应先转化为与Na2CO3等物质的量的NaHCO3,没有CO2生成,且Na2CO3转化为NaHCO3消耗的HCl的物质的量与新生成的NaHCO3放出CO2消耗的HCl的物质的量相等(如图2所示),这是处理该类问题的关键点。抓住Na2CO3溶液与盐酸反应的这一特点,就很容易推出Na2CO3、NaOH的混合溶液以及Na2CO3、NaHCO3的混合
20、溶液与盐酸反应的特点,常见图像如下:(1)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸,消耗的HCl与产生的CO2的物质的量的关系如图1所示;(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,消耗的HCl与产生的CO2的物质的量关系如图2所示;(3)向Na2CO3、NaOH的混合溶液中逐滴加入盐酸,消耗的HCl与产生的CO2的物质的量关系如图3所示;(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,消耗的HCl的物质的量与产生的CO2的物质的量的关系如图4所示。典例1 将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 molL1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和
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