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第1讲钠及其化合物
复习目标!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
性顾及应用。2.掌握钠及其重要化合物的制备方法。3.分析与推测钠及其重要化合物的相互转
化。
考点一钠及其氧化物
必备知识梳理
1.钠的物理性质
金属钠是一种supl(O1)银白色、有金属光泽的固体,质stup1(02)软,是s\upl(O3)热和!
supl(04电的良导体;钠的密度比水的supl(O5)小,比煤油的supl(O6大,熔点s\up1(O)低
2.钠的化学性质
从钠原子的原子结构可知钠具有很强的supl(O)还原性:
+
Na
(1)钠与非金属单质(如O2、S、Ch2等)反应
①与O2反应:supl(02)4Na+O2=2NaQ(常温):supl032Na十O2Na2O2(加热)。
②与S反应:stupl(042Na十S一NaS(研磨爆炸).
③与C2反应:supl052Na+C2NaCl,
(2)钠与水反应
①化学方程式为supl(O62Na+2H,O一2NaOH+H土。
②与滴加酚酞的水反应的现象及解释
操作
现象
原理或解释
向一个盛有适量蒸
钠浮在水面上
钠的密度比水的sup1(O7)小
馏水的烧杯中滴加
反应supl(O8)放热,钠的熔点较
钠熔成银白色小球
几滴酚酞试液,然后
supl(O9)M低
把一小块金属钠投
钠小球在水面上迅速游动
钠与水反应剧烈,反应产生的
1
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入烧杯中
伴有“嘶嘶”的响声
supl1O气体推动小球游动
溶液变红
有supl11)碱性物质生成
(3)钠与盐酸、稀硫酸反应
离子方程式为supl(12)2Na+2H+一2Na±+H1。
(4④钠与某些盐溶液反应:一般考虑钠先与水反应,生成的NaOH再与该盐发生复分解反应。
①与CuSO4溶液反应:supl(13)2Na十2HO+CuSOCu(OHh↓+NaSO十H1。
②与FeCl,溶液反应:supl14)6Na十6O+2FeC一2Fe(OH3↓十6NaC1+3H21。
(⑤)与含羟基或羧基的有机物发生置换反应
①与乙醇反应:supl(152 CH CH-OH十2Na-→2 CHCH,ONa+H21。
②与丙酸反应:2 CH CH2COOH十2Na→2CHCH2 COONa+H2↑。
3.钠的制取、保存和用途
电解
()制取:化学方程式为supl(O1)2NaC(熔融_2Na+C上
(2)保存:密封保存,通常保存在supl(O2)石蜡油或s\up1(O3)煤油中。
(3)用途:钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂;用于制供氧剂supl04NaQ2:用作电
光源,制作spl1(O5)高压钠灯:治炼某些金属一金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用
熔融
于制取金属,如4Na十TiCL4
NaCl+Ti。
4.氧化钠、过氧化钠的比较
名称
氧化纳
过氧化钠
细目
化学式
sup1(01Na2O
\s\up1(02)NazO2
stupl(03)
电子式
slup1(04):::
Na'[::Na
色、态
supl(O白色固体
supl(O6淡黄色固体
氧元素化合价
\slup1(07)-2
supl(08)-1
supl(O9)威性氧化
物质类别
过氧化物(不是碱性氧化物)
物
阴、阳离子个数比
supl10)1:2
supl11)1:2
2
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稳定性
较不稳定
较稳定
钠在s1up1(12常温
钠在supl(13)加热或点燃条
生成条件
条件下与O2反应生
件下与O2反应生成
成
stup1(14Na2O+
s upl152Na2O2土
与水反应
H2O-2NaOH
2H2O-4NaOH+O2t
s\upl(16Na2O+
slupl(172Na2O2+
与CO2反应
CO2NazCO
2CO22NaCO+O
stupl(18Na2O+
supl(19NaQ2±
与SO2反应
SO-NazSO3
SO2-NazSO4
s up1(20)Na20+
s\up1(21)2Na202++
与盐酸反应
2HCI===2NaCl++
4HCI-4NaCl+2H20+02
H20
土
用途
强氧化剂、供氧剂、漂白剂
保存
密封保存
转化
△
2Na2O+O2 2Na2O2
易错辨析二判断下列说法的正误,并指出错误说法的错因。
()钠和金属的盐溶液反应,能置换出盐中的金属。(×)
错因:钠先与盐溶液中的水反应生成NaOH和H,NaOH可能再与盐发生复分解反应。
(2)把钠投入NH)2SO,溶液中只生成H2一种气体。(×)
错因:钠与HO反应生成的NaOH与NH2SO反应,还有NL生成。
(③)金属钠可以保存在四氯化碳中。(×)
错因:金属钠的密度小于四氣化碳的密度,不能保存在四氯化碳中。
(4NaO2加入石蕊溶液中,溶液变蓝。(×)
错因:NQ2具有强氧化性,能漂白酸碱指示剂,现象应为先变蓝后褪色。
(⑤)1 mol Na2O2参与反应转移电子的物质的量一定为1mol。(×)
错因:不一定,如1 mol NaO与SO2反应转移电子的物质的量为2mol。
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一、钠的化学性质
1.钠与O2反应
(1)反应条件不同,钠与O2反应的产物不同。常温下,钠与O2反应生成NO;加热或点燃
条件下,钠与O2反应生成NazO2。
(2)无论Na与O2反应生成Na,O还是NaO2,只要参与反应的Na的质量相等,则转移电子
的物质的量一定相等。
2.钠与溶液的反应
钠与酸溶液的反应)反应规律—“先酸后水”若金属钠过量,再与水发生反应)
钠与碱溶液的反应)反应规律一“只消耗水“钠与碱溶液中的溶质不发生反应)
钠与盐溶液的反应)反应规律一“先水后盐”先考虑Na与水的反应,再考虑生成的NaOH与
盐溶液中的溶质是否发生复分解反应
注意:纳与盐的饱和溶液反应,由于溶剂H2O减少,盐溶液中可能有晶体析出。
3.金属钠长期露置在空气中会发生一系列变化,其现象如下:
①
3
银白色金属钠表面变暗出现白色固体、接着表面变潮湿白色块状固体白色粉末状物
质
上述各步反应的化学方程式:
①4Na+O2—2NaO:
②Na2O+H2O=2NaOH;
③2NaOH+CO2+9H2 D-Na2CO3·10HO:
④Na2CO3·10HzO-Na2CO3+10H2O。
二、N2O2的氧化性与还原性
1.Na2O2的强氧化性
试剂
现象
反应原理
SO2气体
Na2O2+SO2-Na2SO4
氢硫酸
溶液变浑浊
NaO2+HzS=s↓+2NaoH
与水反应生成O2和NaOH,使溶液变红,
酚酞溶液
产生气体,溶液先变红后褪色
NazO2的强氧化性又使之褪色
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品红溶液
红色褪去
NazO2的强氧化性使之褪色
2.Na,O2的还原性
遇KMnO4等强氧化剂时,NzO2表现出还原性,氧化产物为O2。
3.過CO2、HO、H+时,H元素和C元素都处于最高价态,不能被氧化,NO2发生自身
的氧化还原反应。
4.Na,O2与CO2、H0的反应规律
反应先后
当CO2、水蒸气的混合气体与Na,O2反应时,可看成NaO2先与CO2反应,再
关系
与HO反应
电子转移
当NaO2与CO2、H0反应时,物质的量的关系为2NaO2~O2~2e,(e)
关系
=nNa2O2)=2n(O2)
气体体积
CO2、水蒸气(或二者的混合气体)通过N,O2时,气体体积的减少量是参加反应
变化关系
的气体体积的12,等于生成氧气的体积,即△V=O2)=12(反应)
CO2、水蒸气分别与足量NaO2反应时,固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水
固体质量
蒸气中的H2”,所以固体增加的质量分别为28gmol-1×(CO2、2g·mol-1
变化关系
Xn(H2O)
关键能力提升
角度一分析与归纳钠的性质、保存及用途
1.下列有关钠的叙述正确的是(
A.Na与足量O2反应生成NazO,随着温度的升高,生成Na2O的速率逐渐加快
B.金属钠具有强还原性,可与TCL4溶液反应制取金属T
C.钠保存在煤油中,是因为煤油不与钠发生反应,钠比煤油的密度大,煤油可以使钠隔绝
空气和水蒸气
D.金属钠着火时,可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火
答案:C
2.下列叙述不正确的是()
A.2.3gNa与O2完全反应,生成32g产物时失去电子的物质的量为0.1mol
B.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2Na十O2一Na2O2
C.Na与稀盐酸反应的离子方程式为2Na十2H+一2Na+十H21
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D.将少量Na投入FeC3溶液中,既有沉淀生成又有气体放出
答案:B
角度二理解与辨析氧化钠和过氧化钠的性质
3.相同物质的量的Na2O2和Na2O的比较中,不正确的是()
A.两种物质所含原子个数之比为4:3
B.两种物质中阴、阳离子的物质的量之比分别为1:1、1:2
C.若两种物质与足量的水反应后所得溶液的体积相等,则所得溶液的物质的量浓度相等
D.两种物质与足量的CO2反应,消耗气体的质量比为1:1
答案:B
4.N2O2是一种常见的过氧化物,具有强氧化性和漂白性。
川1-2演
轻轻
加人少量
除风溶液
HO-
气泡消
失后宿
溶被变红红色锡去
有气泡产生
波等分
酸性KMO,溶液
气体
(产生气体。溶液褪色)
(1)写出NaO2的电子式:
其中化学键的类型为
氧元素的化合价为
(2)用化学方程式解释使酚酞溶液变红的原因:
依据实
验现象推测红色褪去的原因是
(3)用离子方程式解释加入酸性高锰酸钾溶液变色的原因:
(4)根据实验分析,过氧化钠与水反应除了生成氢氧化钠和氧气外,还存在另一反应,则另一
反应的化学方程式为
,其反应类型为
答案:①)Na*[:0:0:广Na
离子键、非极性共价键一1
(2)2NaO2+2HzO一4NaOH+O2↑反应生成的H2O2具有漂白作用(或反应生成的HO2氧
化了酚酞)
(3)2Mn0-4+5H2O2+6H+2Mn2++502↑+8H20
(4NazO2+2HzO一2NaOH+H2O2复分解反应
考点二碳酸钠、碳酸氢钠
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1.碳酸钠与碳酸氢钠的物理性质及用途
名称
碳酸钠0 a2CO3)
碳酸氢钠个NaHCO3)
细月
俗名
supl(O1)纯酸、苏打
supl(02)小苏打
supl(O3)白色粉末
色、态
supl(O4)白色晶体
Na2C03·10H20为白色晶体)
supl(OO易溶于水,溶解度比Na2CO3
溶解性
s'upl(O5)易溶于水
supl(07)小
用途
制洗涤剂、肥皂、玻璃等
灭火剂、发酵剂、治疗胃酸过多
2.碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质
(1)热稳定性
①Na2CO3性质稳定,受热难分解。
②NaHCO,性质不稳定,受热易分解,化学方程式为sup1(O12 NaHCO Na.CO,十H,O十CO2
1
(②)与酸(足量盐酸)反应(填离子方程式)
①Na2CO3:s\upl02)CO2-3+2H+=CO21+H2Q。
②NaHCO3:supl(03HCO-3+H+CO2↑+HQ.
(3)与碱[Ca(OH)z溶液]反应(填离子方程式)
①Na,CO3:supl(04Co2-3+Ca2+CaC03⊥。
②NaHCO,
NaHCO,少量:supl(05HCO-3+OH-+Ca2+CaCO↓+HQ:
NaHCO,过量:supl(062HCO-3+2OH-+Ca2+CaCO↓+CO2-3+2HQ。
(4与盐溶液(CaC2溶液)反应(填离子方程式)
①NaCO3:s\upl(07Ca2++C02-3CaCO3⊥。
②NaHCO3:与CaCl2溶液不反应。
(⑤)相互转化
①Na,CO3→NaHCO3
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向饱和NaCO3溶液中通入CO2,化学方程式为s\up1(O8NaCO十CO2+HO2 NaHCO3⊥
②NaHCO3→Na2CO
固体(受热分解):s'upl(O9)△)溶液(与适量NaOH反应):supl1O)NaHCO3土
NaOH==Na2CO3+H2O。
3.焰色试验
(1)焰色试验:sul(O1)很多金属或它们的化合物灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。
(2)操作
蘸取
铂丝一一精灯购烧至与原来的火焰颜色相同待测物一一酒精灯烧观察火焰颜色一一用盐
酸洗涤铂丝一一一柄精灯灼烧至与原来的火焰颜色相同。
(3)常见金属元素的焰色
锂元素:紫红色;钠元素:Astupl(O2)黄色:钾元素:stupl(O3)紫色(透过supl(O4)蓝色钴玻
璃观察):Ca元素:supl0s)砖红色;铜元素:supl(O6堡色。
易错辨析判断下列说法的正误,并指出错误说法的错因。
(I)在酒精灯加热条件下,NaCO3、NaHCO3固体都会分解。(×)
错因:在酒精灯加热条件下,NaHCO3会分解,NaCO不会分解。
(2)能用Ca(ODz溶液鉴别NaCO3和NaHCO3溶液。(×)
错因:不能,二者与C(OH2溶液反应的现象一样,均有白色沉淀生成。
(3)将稀盐酸逐滴滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中,立即产生气泡。(×)
错因:HCl先与NaOH反应,后与NaCO反应生成NaHCO,最后再与NaHCO3反应生成
气体,不会立即产生气泡。
(4)除去CO2中的HCI气体,应选用饱和NazCO3溶液。(×)
错因:NaCO与CO、HCI均发生反应,不能选用饱和NaCO溶液。
(⑤)用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时,不涉及化学变化。(×)
错因:纯碱水解产生NOH,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。
(⑥焰色试验是一种复杂的化学变化。(×)
错因:焰色试验是物理变化。
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(7)焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察。(×)
错因:只有观察钾元素的焰色时雪要透过蓝色钴玻璃。
名师思维建模
一、NaCO3、NaHCO3的鉴别与除杂
1.鉴别
(①)利用热稳定性不同
无明显变化的是Na,CO
固
加热
体
放出无色且能使澄清石灰水变浑浊的
气体的是NaHCO
(2)相同条件下利用反应速率不同
产生气泡速率快的是NaHCO,
体
盐酸
产生气泡速率慢的是Na,CO,
(或溶液
滴加盐酸立即产生气泡的是NaHCO1
滴加盐酸开始不产生气泡的是Na,C0
(3)测pH法
溶
测相同湿度、相同浓度
pH大的是Na,CO,
液
溶液的pH
pH小的是NaHCO,
2.除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法
NaCO,(s)(NaHCO
加热法
NaHCO(ag)(Na2CO3)
通入足量CO2
NazCO(ag)(NaHCO3)
滴加适量NaOH溶液
二、碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应图像分析
1.用数形结合思想分析NaCO3、NaHCO3与盐酸的反应图像
(I)向NCO3溶液中逐滴加入盐酸,第一步:CO2-3转化为HCO一3,无气体产生;第二步:
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HCO一3与H+反应产生CO2。消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示。
(2)向NHCO3溶液中逐滴加入盐酸,消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示。
(3)向NaOH、NazCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关
系如图3所示(设NaOH、NaCO,的物质的量之比x:y=1:1,其他比例时的图像略)。
(4)向NaCO,、NHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的
关系如图4所示(设Na2CO、NaHCO,的物质的量之比m:n=1:1,其他比例时的图像略)。
CO
↑C0
VHCD
WHCD
图1
图2
↑CO
↑C02
)=1:t
VHCD
VHCD
图3
图4
2.依据图像特点判断溶液中溶质成分的方法
VHCMA.
图像特点
溶液中溶质成分
若a=0(即图像从原点开始)
NaHCO;
若(Oa)=(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同
NazCO
若(Oa)>(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)
NazCO3和NaOH
若(Oa(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积
Na2CO3和NaHCO3
三、钠及其重要化合物之间的转化
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