内容正文:
专题三 从海水中获得的化学物质
第二单元 钠及其钠的化合物
内容导航——预习四步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1: 钠单质性质概述
1. 存在:钠元素在自然界中都以________的形式存在,无________。
2. 物理性质
常温常压下,钠是________金属,熔点为97.8℃,沸点为883℃,密度为0.971 g·cm-3。
3.化学性质
(1)从不同角度预测钠可能具有的化学性质
微观结构的角度
钠原子的最外电子层上只有1个电子,容易失去,最外电子层达到8电子稳定结构,形成可以稳定存在的钠离子。
宏观理论的角度
①从物质分类的角度分析:钠属于________单质
②从氧化还原的角度分析:钠具有________性
③根据金属活动性分析:钠是很________的金属。
结论
钠是一种具有强还原性的金属单质
(2)钠与氧气的反应
反应条件
常温
加热或点燃
实验装置及仪器
实验操作
用镊子从煤油中取出一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油
在玻璃片上用小刀切去一端的外皮,观察金属钠表面的变化
把钠块放在坩埚中加热
实验现象
钠块表面呈灰色
新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变____
钠先熔化成小球,然后剧烈燃烧,火焰呈_____,生成________固体
实验分析
①钠质_____,能用小刀切割;
②钠常温下极易与氧气反应,反应的化学方程式为分析________;
③钠的熔点低,受热易熔化,且与氧气剧烈反应,反应的化学方程式为________(加热或点燃)
注意:①金属钠的取用:取用时应用______将钠从____中取出,不能直接用手接触,用_____吸干钠块表面的煤油后,一般用小刀切取绿豆粒大小即可,不能太大,以免发生危险。实验室中,药品从试剂瓶中取出后.为防止污染试剂,一般不能将未用完的药品放回原瓶,但取用金属钠时,剩余的钠要放回原试剂瓶中,不能乱扔,类似的物质还有钾、白磷等。
②钠是非常活泼的金属,与O2反应条件不同时,反应现象不同,产物也不同,______时生成Na2O,________条件下生成Na2O2。
(3)钠与水的反应
实验操作
实验现象
结论或解释
浮——钠浮在水面上
熔———钠熔化成光亮的小球
游——小球在水面上迅速游动
响——发出"嘶嘶"的响声,且钠很快消失
红——加入酚酞的溶液颜色变红
实验方程式
常温下,钠与水剧烈反应,生成NaOH和H2.
化学方程式:
离子方程式:
(4)氧化钠和过氧化钠
①Na2O与H2O、CO2的反应
Na2O是一种________固体,属于________氧化物,可与水反应:________;
可与酸反应:__________________________;可与CO2反应:__________________________。
②Na2O2与H2O的反应
实验操作
实验现象
现象解释
实验结论
有大量气泡
过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为
带火星的木条复燃
试管外壁温度升高
溶液先变红后褪色
③Na2O2与CO2的反应
Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,反应的化学方程式为__________________________。利用该反应,Na2O2可作为呼吸面具或潜艇中的________________。
拓展:Na2O2与Na2O的区别
比较内容
Na2O2
Na2O
氧化物类型
_______________(不是碱性氧化物)
____________氧化物
氧的价态与特点
_____价(中间价,可表现出氧化性、还原性)
___价(最低价)
阴阳离子个数比
N(O22-):N(Na+)=_______
N(O2-):N(Na+)=______
颜色
与水反应
与CO2反应
与酸反应
主要用途
-
存放
隔绝空气,密封存放(Na2O2应远离易燃物)
转化关系
Na2O2的热稳定性比Na2O_____
(5) 钠的制取:工业上通常采用电解熔融氯化钠的方法制取单质钠。
方程式为:
(6)钠的用途
知识点2:碳酸钠和碳酸氢钠
1. 俗名和用途:碳酸钠(Na2CO3)俗称______,也叫______,______固体,是重要的化工原料,在制玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油等方面有广泛的应用;碳酸氢钠(NaHCO3)俗称______,是______的主要成分,______固体,可以用作治疗______的药剂。
2.Na2CO3和NaHCO3性质的比较
物质
Na2CO3(1g)
NaHCO3(1g)
水溶性
Na2CO3______溶解;NaHCO3______溶解,固体质量减少
溶液的酸碱性
Na2CO3溶液呈红色(较深);NaHCO3溶液呈浅红色;Na2CO3的碱性更强。
热稳定性
Na2CO3很稳定,受热不易发生分解;NaHCO3不稳定,受热易分解
与酸反应
都产生无色气体CO2;等质量的碳酸氢钠和碳酸钠分别与足量盐酸混合时,NaHCO3与酸的反应比Na2CO3更剧烈。
3.碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别、除杂与转化
①鉴别
方法
原理
结论
加热法
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑,Na2CO3受热不易分解
加热时有气体产生的是______3,无变化的是______
沉淀法
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
BaCl2+Na2CO3===BaCO3↓+2NaCl
有沉淀生成的是______,无变化的是______
与盐酸反应的剧烈程度
Na2CO3+2HCl === 2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl === NaCl+H2O+CO2↑
与相同浓度的盐酸反应,反应剧烈的是______,相对不剧烈的是______
盐酸逐滴加入
CO32-+H+===HCO3-
HCO3+H+===CO2↑+H2O
逐滴加入盐酸,______产生气体的是NaHCO3,开始______气体,滴加一段时间后产生气体的是Na2CO3
沉淀法鉴别Na2CO3和NaHCO3时,可以用BaCl2 或CaCl2,不能用 Ba(OH)2或Ca(OH)2鉴别。因为向Na2CO3和NaHCO3,溶液中分别加入 Ba(OH)2或Ca(OH)2时,两者都产生白色沉淀。
2.除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
NaHCO3固体(Na2CO3)
NaHCO3溶液(Na2CO3)
Na2CO3溶液(NaHCO3)
3.转化
相关反应
拓展:侯氏制碱法
1.1861年,比利时人索尔维(Solvay, 1838—1922)创立了______制碱工艺,以食盐、石灰石和氨为原料制得了碳酸钠,但该法对原料的利用率较低。
2.我国化学家侯德榜于 1943年提出了著名的侯氏制碱法(又称______法),即将二氧化碳通入氨化的氯化钠饱和溶液中,使溶解度小的碳酸氢钠从溶液中析出:
________________________________________________过滤得到的碳酸氢钠晶体受热分解后生成碳酸钠。
优点:___________________________________________________________________,为中国赢得了荣誉。
知识点3:离子反应
1. 电解质的分类
(1) 强电解质:在水溶液中能______电离的电解质称为强电解质。物质类别:强酸(如H2SO4 、HCl 、HNO3等)、强碱(如NaOH 、KOH等)和绝大多数盐
(2) 弱电解质:在水溶液中_________电离的电解质称为弱电解质。物质类别:弱酸(如H2CO3 、CH3COOH 、 HClO等)、弱碱(如NH3·H2O等)等。
(3) 强电解质和弱电解质本质区别:是否完全电离。
2. 电离:电解质溶于水或受热熔化时,形成____________的离子的过程。
强电解质用“”连接,弱电解质用“”连接。
(1)强酸的酸式盐,如:NaHSO4:
水溶液:______________________ 熔融态:______________________
(2)弱酸的酸式盐,如NaHCO3:NaHCO3:NaHCO3Na++HCO3-
(3)多元弱酸分步电离,以第一步为主,不可合并,如H2CO3:
H2CO3:______________________ 、HCO3-H++CO32-
(4)多元弱碱分步电离,一步书写,如Fe(OH)3:
Fe(OH)3:______________________
3.离子反应:有离子参加或有离子生成的反应,本质是______________________ 。
4.离子方程式的书写
可以分四步“写拆删查”进行,下面以碳酸钠与盐酸的反应为例加以说明。
(1)写出反应的化学方程式。
______________________
(2)把溶于水且完全电离的物质写成离子形式,难溶于水或溶于水但难电离的物质仍用化学式表示。
______________________
(3)删去化学方程式两边不参加反应的离子。
______________________
(4) 检查离子方程式两边各元素的原子数目和离子所带的电荷总数是否相等。
5.化学方程式和离子方程式都能表示物质在水溶液中发生的化学变化,但意义不同。化学方程式只能表示______________化学反应,而离子方程式可以表示____________化学反应。
教材习题01(P76)
下列有关金属钠的说法中,错误的是( )
A. 钠只有在加热条件下才能与氯气反应
B. 钠与氧气反应的产物与反应条件有关
C. 钠在化学反应中易失去电子,表现出还原性
D. 实验室中少量金属钠保存在煤油中
解题方法
【答案】
教材习题04(P77)
下面各组物质中,前者为强电解质,后者为弱电解质的是( )
A. 硫酸,硫酸镁 B. 碳酸,碳酸钠
C. 食盐,酒精 D. 碳酸氢钠,醋酸
解题方法
【答案】
考点一 钠的性质
1.将一定量的金属Na投入下列稀溶液中充分反应后,最终不会产生沉淀的是
A.溶液 B.NaCl溶液 C.溶液 D.溶液
2.下列有关金属的说法正确的是
A.实验室用镊子夹取钠且剩余的钠放回原试剂瓶
B.钠着火时可用水浇灭
C.钠在加热条件下生成氧化钠
D.金属钠的熔点很低,硬度较大
3.关于金属钠说法正确的是
A.金属钠投入到三氯化铁溶液中,有气体和沉淀产生
B.自然界可存在少量的钠单质
C.金属钠长期置于空气中,最终变成Na2CO3·10H2O
D.钠可从硫酸镁溶液中置换出大量的镁
4.钠及其化合物具有极其重要的作用,如:过氧化钠有着独特的结构和性质,因而具有广泛的用途,如作为漂白剂,空气中二氧化碳吸收剂,潜艇中供氧剂等。为研究钠及其化合物的性质,小张和小丁分别进行了实验:
小张同学想探究钠和水的反应,他从实验室中切下了绿豆大小的钠块做实验,流程如图1所示:
(1)小张学校的实验室用煤油保存钠,这样做的目的是:
(2)切下来的金属钠块要用滤纸擦净后方可放入水中进行实验,这样做的目的是: 。
(3)下列关于钠与水反应的说法,不正确的有 。
①将小块的钠投入滴有紫色石蕊溶液的水中,反应后溶液变红
②将钠投入溶液中,钠都会先与水反应,后与溶液中可以与钠反应的溶质反应
③钠跟CuSO4溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑,这是析出了金属铜
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
(4)小丁同学用如图所示装置进行实验,他打开右边胶塞,向煤油中加入一小块钠,立即塞好胶塞,可观察到的现象是 (不定项选择)。装置中漏斗在反应过程中起到的主要作用为 (填空)。
A.钠块始终保持在a处,直至完全消失
B.钠块始终保持在c处,直到完全消失
C.钠块在煤油和水的交界处上下浮动
D.最终钠块在煤油中燃烧起来
E.随着反应的进行,U形管中煤油的液面下降,漏斗中液面上升
(5)在探究钠及其化合物的实验中经常会观察到许多特殊的实验现象:
①在下列溶液中分别加入一定量的过氧化钠固体,不会出现浑浊现象的是 。
A.饱和H2S溶液 B.Ca(HCO3)2稀溶液 C.Na2SO3稀溶液 D.饱和CaCl2
②下列各组物质相互混合进行反应,最终既有气体又有沉淀生成的是 。
A.金属钠投入FeCl2溶液中 B.Na2O投入MgCl2溶液中
C.Na2O2投入BaCl2溶液中 D.Na2O2投入到CuSO4溶液中
(6)经过一系列实验,小张和小丁总结了一系列钠及其化合物的性质结论,其中错误的有_______。
A.钠在氧化还原反应中一定不作为氧化剂
B.过氧化钠在物质分类上属于碱性氧化物
C.钾,钠,镁金属着火时,都不能用泡沫灭火器灭火
D.用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,则该溶液一定是钠盐溶液
考点二 氧化钠及过氧化钠的性质
1.下列有关钠的化合物的说法正确的是
A.俗称苏打 B.是淡黄色固体
C.溶液呈碱性 D.Na在氧气中燃烧生成
2.有关和的说法不正确的是
A.两者的阳、阴离子个数比均为
B.与水反应生成,是碱性氧化物
C.加入到滴有酚酞的水中,溶液会出现先变红后褪色现象
D.和久置在空气中,最终都变为
3.某课外活动小组设计了下列装置,验证二氧化碳与过氧化钠反应时需要与水接触。
步骤1:打开弹簧夹K2,关闭K1,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
步骤2:打开弹簧夹K1,关闭K2,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
请回答下列问题:
(1)装置①中反应的离子方程式是 。
(2)装置②中的试剂是 (填序号)。
a.饱和NaHCO3溶液 b.饱和Na2CO3溶液 c.浓H2SO4
(3)装置③中的试剂是 。
(4)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是 ,该反应中氧化产物是 ,并用双线桥分析该反应的电子转移情况 。
(5)有同学提出质疑,认为上述实验不足以证明有水存在时过氧化钠与二氧化碳发生了化学反应,其理由是水也能与过氧化钠反应,有关的离子方程式为 。
考点三 碳酸钠及碳酸氢钠的性质
1.下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的叙述正确的是
A.Na2CO3受热分解产生CO2
B.NaHCO3水溶液呈中性
C.Na2CO3和NaHCO3都能与酸反应生成CO2
D.在水中NaHCO3比Na2CO3溶解性大
2.下列离子方程式的书写正确的是
A.足量的通入饱和溶液中:
B.澄清石灰水与过量溶液反应:
C.往稀盐酸中逐滴加入溶液,开始时
D.溶液与溶液反应:
3.除去固体中少量的最佳方法是
A.加入适量的盐酸 B.加入适量的溶液
C.加热至固体质量不再减少 D.配成溶液后通入
考点四 离子反应
1.下列各组中两种溶液间的反应,均可用同一离子方程式表示的是
A.NaOH和,和
B.HCl和,HCl和
C.和,和
D.和,和
2.下列电离方程式中正确的是
A.NaHCO3的水溶液:NaHCO3=Na++H++CO
B.氢氟酸的电离:HF=H++F-
C.
D.H2S的水溶液:H2S2H++S2-
3.从微观角度看,化学反应NaCl + AgNO3 = AgCl↓ + NaNO3的实质是
A.Na+和NO反应 B.Ag+和Cl-反应 C.Na+和Cl-反应 D.Ag+和NO反应
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1.通过实验探究钠与氧气在不同条件下的反应,掌握钠与氧气反应的产物和化学反应方程式的书写,能从结构上分析发生反应的内在原因,形成证据推理意识,培养发现问题、分析问题和化学实验的综合运用能力及创新求实的良好品质。
2.通过钠与水反应的实验探究及生成物的检验,能正确描述实验现象和对实验现象作出解释,理解金属钠与水反应的实质,初步认识钠与酸、盐溶液反应,培养科学探究与创新意识的化学核心素养。
3.通过 Na2O、Na2O2与水反应的对比实验探究、原理分析,掌握钠的两种氧化物的重要性质,建立基于类别、核心元素价态等认识物质性质、设计物质转化的基本思维模型。
4.通过 Na2CO3、NaHCO3的水溶性和稳定性的实验探究,掌握两种钠盐性质上的异同点及二者之间的相互转化关系,培养证据推理与模型认知、科学探究与创新意识的化学核心素养。
5.了解电解质分类、电离、离子方程式的书写。
【学习重难点】
1.钠的化学性质。
2.Na2O、Na2O2的化学性质及其转化。
3.Na2CO3、NaHCO3的化学性质及其转化。
4.离子方程式的书写。
1.下列有关钠及其化合物的说法不正确的是
A.在实验室,通常把钠保存在煤油中 B.与反应的产物与反应条件无关
C.与反应生成 D.可以从熔融的中置换出
2.取一块金属钠放在燃烧匙里加热,观察到下列实验现象:①金属先熔化;②在空气中燃烧,放出黄色火花;③燃烧后得到白色固体;④燃烧时火焰为黄色;⑤燃烧后生成淡黄色固体。其中描述正确的是
A.①② B.①②③ C.①③ D.①④⑤
3.如图,某化学兴趣小组向溶液和溶液中分别加入适量的和。下列有关说法错误的是
A.该小组用到的研究方法有观察法、实验法、比较法
B.两支试管中的现象完全相同
C.溶液和溶液为同种分散系
D.左侧试管中的总反应为
4.以不同类别物质间的转化为线索,构建钠及其化合物的关系如下:
下列分析不正确的是
A.上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应
B.反应③表明具有酸性氧化物的性质
C.利用反应④,可除去固体中混有的少量
D.反应⑤和反应⑥可应用于潜水艇中氧气的供给,反应中氧化剂都是
5.实验室模仿侯氏制碱法原理制备碳酸钠,下列过程中实验原理和装置均正确的是
A.制取
B.制取
C.分离
D.制取
6.下列有关与的叙述错误的是
A.和在一定条件下可相互转化
B.在水中的溶解度比的大
C.与相同浓度的硫酸反应时,比剧烈
D.能与NaOH反应,而不能
7.已知同种金属阳离子形成的碳酸盐热稳定性要比其形成的碳酸氢盐高,且。某同学采用如图装置探究碳酸钠和碳酸氢钠受热分解情况,下列说法正确的是
A.试管应该放,试管放
B.试验结束时,应先移开试管、,再熄灭酒精灯
C.若在、试管口放置沾有硫酸铜粉末的棉花,管中棉花不变色
D.试管中出现浑浊,试管中没有出现浑浊
8.下列说法错误的是
A.焰色试验属于化学变化
B.可以用焰色试验来区别和
C.与在灼烧时火焰颜色相同
D.观察的焰色应透过蓝色钴玻璃
9.生活中常见金属很多,下列关于钠的叙述中,错误的是
A.钠是银白色金属,硬度很大
B.加热时,钠剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成过氧化钠
C.切开的钠的表面很快变暗,生成了氧化钠
D.加热时,钠受热后先熔化,说明其熔点低
10.有关钠及其化合物,下列叙述正确的是
A.金属钠着火,可用水或灭火器扑灭
B.金属钠投入坩埚中加热,放出淡黄色火花
C.金属钠投入右侧U形管中,其可能在煤油和水交界处上下跳动,直至消失
D.金属钠投入溶液中,有红色金属铜析出
11.下列叙述正确的是
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
②Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀
③钠与硫酸铜溶液反应,可置换出铜
④Na2O2可作供氧剂,而Na2O不行
⑤向石蕊试液中加入Na2O2粉末,溶液先变蓝后褪色,并有气泡生成
A.②④⑤ B.②③④⑤ C.②⑤ D.④⑤
12.利用下列实验装置进行相应实验能达到目的的是
A.利用装置甲探究溶于水时温度的变化
B.用装置乙除去中的少量HCl
C.用装置丙证明碳酸氢钠受热易分解
D.利用装置丁制备氢氧化铁胶体
13.向溶液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的体积随盐酸加入量的变化关系如图所示。下列有关此过程的叙述错误的是
A.点和点对应的溶液都能使酚酞变红
B.段发生反应:
C.将点和点对应溶液混合不会产生气体
D.点对应的溶液可以与和大量共存
14.和是两种常见的钠盐,请回答下列问题:
(1)在水中的电离方程式为 。
(2)关于和的性质:
①相同条件下,在水中溶解度更大的是 (填“”或“”,下同)。
②分别向等质量的固体粉末中滴加少量水,吸收热量的是 ,继续滴加等体积的水,得到的溶液碱性更强的是 。
(3)下列试剂或方法可以用来鉴别相同质量分数的溶液和溶液的是________(填标号)。
A.焰色试验 B.稀盐酸 C.澄清石灰水 D.酚酞试剂
(4)利用食盐、、可以制备(侯氏制碱法),第1步的装置如图所示(已知极易溶于水,得到的溶液呈碱性)。
①先通入的气体是 (填“”或“”)。
②从装置中分离出的操作为 。
15.测定金属钠样品(表面有)中Na单质的质量分数,现有如图所示实验装置(夹持装置已省略)。
已知:①实验中金属Na样品的质量为mg;
②假设所产生的气体全部逸出。
(1)组装好仪器后,首先进行的操作是 。
(2)实验时,可将铜丝插入水中,Na与水反应过程中可看到Na熔成闪亮的小球,产生这一现象的原因是 ,写出金属Na与水反应的化学方程式: 。
(3)实验时若收集到的气体质量为ag,用m、a表示的Na单质的质量分数为 。
16.某学习小组在实验室制取气体的过程中,不慎用到了浓盐酸,导致制得的气体中混有气体,他们设计了如下除去氯化氢气体并探究与过氧化钠()反应的实验,同时还可收集到。已知C中试剂过量,请回答下列问题:
(1)装置A中盛装的试剂为 (填化学式);
(2)写出B中与发生反应的化学方程式为 。
(3)装置C的作用是 ,写出C中发生反应的化学方程式 ;
(4)为确定反应后装置B硬质玻璃管中固体的成分,小组同学取适量反应后B中的固体于试管中,加入足量的蒸馏水溶解形成溶液M,无气泡产生,则该固体中不含 。
该小组同学继续进行探究。
(提出问题)反应后硬质玻璃管中固体的成分是什么?
(做出猜想)猜想一:,猜想二:和。
(5)(实验验证)小组同学取少量溶液M于试管中,向其中加入过量的 溶液。
A.氯化钡 B.氢氧化钠 C.氢氧化钡
若产生白色沉淀,过滤,向滤液中滴加几滴酚酞试液,溶液变红,则证明猜想二成立。根据此猜想,写出产生白色沉淀的化学反应方程式: 。
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专题三 从海水中获得的化学物质
第二单元 钠及其钠的化合物
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第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
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第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1: 钠单质性质概述
1. 存在:钠元素在自然界中都以化合物的形式存在,无游离态。
2. 物理性质
常温常压下,钠是银白色金属,熔点为97.8℃,沸点为883℃,密度为0.971 g·cm-3。
3.化学性质
(1)从不同角度预测钠可能具有的化学性质
微观结构的角度
钠原子的最外电子层上只有1个电子,容易失去,最外电子层达到8电子稳定结构,形成可以稳定存在的钠离子。
宏观理论的角度
①从物质分类的角度分析:钠属于金属单质
②从氧化还原的角度分析:钠具有还原性
③根据金属活动性分析:钠是很活泼的金属。
结论
钠是一种具有强还原性的金属单质
(2)钠与氧气的反应
反应条件
常温
加热或点燃
实验装置及仪器
实验操作
用镊子从煤油中取出一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油
在玻璃片上用小刀切去一端的外皮,观察金属钠表面的变化
把钠块放在坩埚中加热
实验现象
钠块表面呈灰色
新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗
钠先熔化成小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体
实验分析
①钠质软,能用小刀切割;
②钠常温下极易与氧气反应,反应的化学方程式为分析4Na+O2=== 2Na2O;
③钠的熔点低,受热易熔化,且与氧气剧烈反应,反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2(加热或点燃)
注意:①金属钠的取用:取用时应用镊子将钠从煤油中取出,不能直接用手接触,用滤纸吸干钠块表面的煤油后,一般用小刀切取绿豆粒大小即可,不能太大,以免发生危险。实验室中,药品从试剂瓶中取出后.为防止污染试剂,一般不能将未用完的药品放回原瓶,但取用金属钠时,剩余的钠要放回原试剂瓶中,不能乱扔,类似的物质还有钾、白磷等。
②钠是非常活泼的金属,与O2反应条件不同时,反应现象不同,产物也不同,常温时生成Na2O,加热或点燃条件下生成Na2O2。
(3)钠与水的反应
实验操作
实验现象
结论或解释
浮——钠浮在水面上
钠的密度比水的小
熔———钠熔化成光亮的小球
反应放热,钠的熔点低
游——小球在水面上迅速游动
生成气体推动钠球游动
响——发出"嘶嘶"的响声,且钠很快消失
反应剧烈
红——加入酚酞的溶液颜色变红
生成碱性物质
实验方程式
常温下,钠与水剧烈反应,生成NaOH和H2.
化学方程式:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
(4)氧化钠和过氧化钠
①Na2O与H2O、CO2的反应
Na2O是一种白色固体,属于碱性氧化物,可与水反应:Na2O+H2O===2NaOH;
可与酸反应:Na2O+2HCl===2NaCl+H2O;可与CO2反应:Na2O+CO2===Na2CO3。
②Na2O2与H2O的反应
实验操作
实验现象
现象解释
实验结论
有大量气泡
过氧化钠与水剧烈反应,有气体产生
过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
带火星的木条复燃
有氧气产生
试管外壁温度升高
反应放热
溶液先变红后褪色
有碱生成,反应过程中有强氧化性物质生成
③Na2O2与CO2的反应
Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===Na2CO3+O2。利用该反应,Na2O2可作为呼吸面具或潜艇中的供氧剂。
拓展:Na2O2与Na2O的区别
比较内容
Na2O2
Na2O
氧化物类型
过氧化物(不是碱性氧化物)
碱性氧化物
氧的价态与特点
-1价(中间价,可表现出氧化性、还原性)
-2价(最低价)
阴阳离子个数比
N(O22-):N(Na+)=1:2
N(O2-):N(Na+)=1:2
颜色
淡黄色
白色
与水反应
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
Na2O+H2O===2NaOH
与CO2反应
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
Na2O+CO2===Na2CO3
与酸反应
Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
主要用途
供氧剂、漂白剂、氧化剂
-
存放
隔绝空气,密封存放(Na2O2应远离易燃物)
转化关系
2Na2O+O22Na2O2 Na2O2的热稳定性比Na2O强
(5) 钠的制取:工业上通常采用电解熔融氯化钠的方法制取单质钠。
方程式为:
(6)钠的用途
知识点2:碳酸钠和碳酸氢钠
1. 俗名和用途:碳酸钠(Na2CO3)俗称纯碱,也叫苏打,白色固体,是重要的化工原料,在制玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油等方面有广泛的应用;碳酸氢钠(NaHCO3)俗称小苏打,是发酵粉的主要成分,白色固体,可以用作治疗胃酸过多的药剂。
2.Na2CO3和NaHCO3性质的比较
物质
Na2CO3(1g)
NaHCO3(1g)
水溶性
Na2CO3完全溶解;NaHCO3部分溶解,固体质量减少
溶液的酸碱性
Na2CO3溶液呈红色(较深);NaHCO3溶液呈浅红色;Na2CO3的碱性更强。
热稳定性
Na2CO3很稳定,受热不易发生分解;NaHCO3不稳定,受热易分解
与酸反应
都产生无色气体CO2;等质量的碳酸氢钠和碳酸钠分别与足量盐酸混合时,NaHCO3与酸的反应比Na2CO3更剧烈。
3.碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别、除杂与转化
①鉴别
方法
原理
结论
加热法
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑,Na2CO3受热不易分解
加热时有气体产生的是NaHCO3,无变化的是Na2CO3
沉淀法
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
BaCl2+Na2CO3===BaCO3↓+2NaCl
有沉淀生成的是Na2CO3,无变化的是NaHCO3
与盐酸反应的剧烈程度
Na2CO3+2HCl === 2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl === NaCl+H2O+CO2↑
与相同浓度的盐酸反应,反应剧烈的是NaHCO3,相对不剧烈的是Na2CO3
盐酸逐滴加入
CO32-+H+===HCO3-
HCO3+H+===CO2↑+H2O
逐滴加入盐酸,立即产生气体的是NaHCO3,开始不产生气体,滴加一段时间后产生气体的是Na2CO3
沉淀法鉴别Na2CO3和NaHCO3时,可以用BaCl2 或CaCl2,不能用 Ba(OH)2或Ca(OH)2鉴别。因为向Na2CO3和NaHCO3,溶液中分别加入 Ba(OH)2或Ca(OH)2时,两者都产生白色沉淀。
2.除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3固体(Na2CO3)
溶于水后通入足量的CO2,再加热浓缩,冷却结晶
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
3.转化
相关反应
Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3
NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
拓展:侯氏制碱法
1.1861年,比利时人索尔维(Solvay, 1838—1922)创立了氨碱法制碱工艺,以食盐、石灰石和氨为原料制得了碳酸钠,但该法对原料的利用率较低。
2.我国化学家侯德榜于 1943年提出了著名的侯氏制碱法(又称联合制碱法),即将二氧化碳通入氨化的氯化钠饱和溶液中,使溶解度小的碳酸氢钠从溶液中析出:
NaCl + NH3 + H2O + CO2 === NaHCO3↓+ NH4Cl过滤得到的碳酸氢钠晶体受热分解后生成碳酸钠。
优点:此方法将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来,同时得到纯碱和氯化铵两种产品,提高了食盐的利用率,缩短了生产流程,减少了对环境的污染,降低了成本,为中国赢得了荣誉。
知识点3:离子反应
1. 电解质的分类
(1) 强电解质:在水溶液中能完全电离的电解质称为强电解质。物质类别:强酸(如H2SO4 、HCl 、HNO3等)、强碱(如NaOH 、KOH等)和绝大多数盐
(2) 弱电解质:在水溶液中不能完全电离的电解质称为弱电解质。物质类别:弱酸(如H2CO3 、CH3COOH 、 HClO等)、弱碱(如NH3·H2O等)等。
(3) 强电解质和弱电解质本质区别:是否完全电离。
2. 电离:电解质溶于水或受热熔化时,形成自由移动的离子的过程。
强电解质用“”连接,弱电解质用“”连接。
(1)强酸的酸式盐,如:NaHSO4:
水溶液:NaHSO4Na++H++SO42- 熔融态:NaHSO4Na++HSO4-
(2)弱酸的酸式盐,如NaHCO3:NaHCO3:NaHCO3Na++HCO3-
(3)多元弱酸分步电离,以第一步为主,不可合并,如H2CO3:
H2CO3:H2CO3H++HCO3-、HCO3-H++CO32-
(4)多元弱碱分步电离,一步书写,如Fe(OH)3:
Fe(OH)3:Fe(OH)3Fe3++3OH-
3.离子反应:有离子参加或有离子生成的反应,本质是溶液中某些离子的种类或浓度改变。
4.离子方程式的书写
可以分四步“写拆删查”进行,下面以碳酸钠与盐酸的反应为例加以说明。
(1)写出反应的化学方程式。
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
(2)把溶于水且完全电离的物质写成离子形式,难溶于水或溶于水但难电离的物质仍用化学式表示。
2Na+ + CO32- + 2H+ + 2Cl- = 2Na+ + 2Cl- + H2O + CO2↑
(3)删去化学方程式两边不参加反应的离子。
CO32- + 2H+ = H2O + CO2↑
(4) 检查离子方程式两边各元素的原子数目和离子所带的电荷总数是否相等。
5.化学方程式和离子方程式都能表示物质在水溶液中发生的化学变化,但意义不同。化学方程式只能表示某一个特定的化学反应,而离子方程式可以表示同一类化学反应。
教材习题01(P76)
下列有关金属钠的说法中,错误的是( )
A. 钠只有在加热条件下才能与氯气反应
B. 钠与氧气反应的产物与反应条件有关
C. 钠在化学反应中易失去电子,表现出还原性
D. 实验室中少量金属钠保存在煤油中
解题方法
A. 错误。钠与氯气在常温下即可发生反应,生成氯化钠(NaCl)。例如,将钠暴露在氯气中,无需加热就会缓慢反应;若加热,反应会更剧烈。加热并非钠与氯气反应的必要条件,该选项混淆了反应条件的必要性。
B. 正确。常温下:钠与氧气反应生成氧化钠(Na₂O),加热或点燃时:钠与氧气反应生成过氧化钠(Na₂O₂),反应条件不同,产物不同,体现了条件对反应的影响。
C. 正确。钠的原子最外层仅有 1 个电子,易失去电子形成 Na⁺。在化学反应中,失去电子的物质表现出还原性,钠常作为还原剂参与反应(如与水、氧气、氯气等的反应)。
D. 正确。钠的化学性质非常活泼,易与空气中的氧气、水蒸气反应,也能与水剧烈反应。煤油的密度比钠小,钠保存在煤油中时会沉在底部,从而隔绝空气和水,防止其变质。
【答案】A
教材习题04(P77)
下面各组物质中,前者为强电解质,后者为弱电解质的是( )
A. 硫酸,硫酸镁 B. 碳酸,碳酸钠
C. 食盐,酒精 D. 碳酸氢钠,醋酸
解题方法
A. 硫酸(H₂SO₄):强电解质。在水溶液中完全电离为 H⁺和 SO₄²⁻.硫酸镁(MgSO₄):强电解质,溶于水后完全电离为 Mg²⁺和 SO₄²⁻,属于盐类强电解质。两者均为强电解质,不符合题意。
B. 碳酸(H₂CO₃):弱电解质。在水溶液中部分电离,碳酸钠(Na₂CO₃):强电解质。溶于水后完全电离为 Na⁺和 CO₃²⁻,属于盐类强电解质。前者为弱电解质,后者为强电解质,与题意相反。
C. 食盐(主要成分 NaCl):强电解质。溶于水完全电离为 Na⁺和 Cl⁻,属于盐类强电解质。酒精(C₂H₅OH):非电解质。在水溶液和熔融状态下均不能电离,不导电。结论:前者为强电解质,后者为非电解质,不符合题意。
D. 碳酸氢钠(NaHCO₃):强电解质。溶于水完全电离为 Na⁺和 HCO₃⁻,属于盐类强电解质。醋酸(CH₃COOH):弱电解质。在水溶液中部分电离,存在电离平衡。前者为强电解质,后者为弱电解质,符合题意。
【答案】D
考点一 钠的性质
1.将一定量的金属Na投入下列稀溶液中充分反应后,最终不会产生沉淀的是
A.溶液 B.NaCl溶液 C.溶液 D.溶液
【答案】B
【解析】金属Na投入4种溶液中,均会先和溶液中的水反应生成NaOH和。和溶液发生复分解反应生成蓝色沉淀和,A不符合题意;NaOH和NaCl溶液不反应,不会产生沉淀,B符合题意;NaOH和溶液反应生成红褐色沉淀和NaCl,C不符合题意;NaOH和溶液反应生成白色沉淀和NaCl,D不符合题意。
2.下列有关金属的说法正确的是
A.实验室用镊子夹取钠且剩余的钠放回原试剂瓶
B.钠着火时可用水浇灭
C.钠在加热条件下生成氧化钠
D.金属钠的熔点很低,硬度较大
【答案】A
【解析】A.钠的化学性质非常活泼,不能用手直接接触,应用镊子夹取,剩余的钠放回原试剂瓶,避免丢弃引发火灾等事故,A正确;
B.钠着火会与氧气反应生成过氧化钠,过氧化钠可与水发生反应生成具有助燃性的氧气,且钠与水反应还会生成可燃性气体氢气,所以钠着火时不能用水浇灭,而应该用干燥的沙土灭火,B错误;
C.钠在加热条件下生成过氧化钠,常温条件下生成氧化钠,C错误;
D.钠的熔点很低、硬度较小,可用小刀切割,D错误;
故选A。
3.关于金属钠说法正确的是
A.金属钠投入到三氯化铁溶液中,有气体和沉淀产生
B.自然界可存在少量的钠单质
C.金属钠长期置于空气中,最终变成Na2CO3·10H2O
D.钠可从硫酸镁溶液中置换出大量的镁
【答案】A
【解析】A.Na先和水反应生成氢氧化钠和氢气,然后NaOH再和氯化铁发生复分解反应生成氢氧化铁沉淀,所以有气体和沉淀生成,A正确;
B.钠单质很活泼,很容易和氧气、水等物质反应,在自然界中主要以化合态存在,B错误;
C.Na与氧气反应生成Na2O,遇空气中水生成NaOH,与空气中二氧化碳反应生成Na2CO3·10H2O,失水生成Na2CO3,C错误;
D.Na先和水反应生成氢氧化钠和氢气,然后NaOH再和硫酸镁发生复分解反应生成氢氧化镁沉淀,无法置换出镁,D错误;
故选A。
4.钠及其化合物具有极其重要的作用,如:过氧化钠有着独特的结构和性质,因而具有广泛的用途,如作为漂白剂,空气中二氧化碳吸收剂,潜艇中供氧剂等。为研究钠及其化合物的性质,小张和小丁分别进行了实验:
小张同学想探究钠和水的反应,他从实验室中切下了绿豆大小的钠块做实验,流程如图1所示:
(1)小张学校的实验室用煤油保存钠,这样做的目的是:
(2)切下来的金属钠块要用滤纸擦净后方可放入水中进行实验,这样做的目的是: 。
(3)下列关于钠与水反应的说法,不正确的有 。
①将小块的钠投入滴有紫色石蕊溶液的水中,反应后溶液变红
②将钠投入溶液中,钠都会先与水反应,后与溶液中可以与钠反应的溶质反应
③钠跟CuSO4溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑,这是析出了金属铜
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
(4)小丁同学用如图所示装置进行实验,他打开右边胶塞,向煤油中加入一小块钠,立即塞好胶塞,可观察到的现象是 (不定项选择)。装置中漏斗在反应过程中起到的主要作用为 (填空)。
A.钠块始终保持在a处,直至完全消失
B.钠块始终保持在c处,直到完全消失
C.钠块在煤油和水的交界处上下浮动
D.最终钠块在煤油中燃烧起来
E.随着反应的进行,U形管中煤油的液面下降,漏斗中液面上升
(5)在探究钠及其化合物的实验中经常会观察到许多特殊的实验现象:
①在下列溶液中分别加入一定量的过氧化钠固体,不会出现浑浊现象的是 。
A.饱和H2S溶液 B.Ca(HCO3)2稀溶液 C.Na2SO3稀溶液 D.饱和CaCl2
②下列各组物质相互混合进行反应,最终既有气体又有沉淀生成的是 。
A.金属钠投入FeCl2溶液中 B.Na2O投入MgCl2溶液中
C.Na2O2投入BaCl2溶液中 D.Na2O2投入到CuSO4溶液中
(6)经过一系列实验,小张和小丁总结了一系列钠及其化合物的性质结论,其中错误的有_______。
A.钠在氧化还原反应中一定不作为氧化剂
B.过氧化钠在物质分类上属于碱性氧化物
C.钾,钠,镁金属着火时,都不能用泡沫灭火器灭火
D.用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,则该溶液一定是钠盐溶液
【答案】(1)防止钠与空气中的水蒸气和氧气接触变质
(2)防止钠与水反应放热使煤油燃烧
(3)D
(4)CE 调节压强
(5)C AD
(6)BD
【分析】钠是活泼金属,与空气中的水蒸气和O2发生反应,钠应该保存在石蜡或者煤油中,钠与水剧烈反应生成NaOH碱性物质和氢气;
【解析】(1)钠与空气中的水蒸气和氧气接触反应,为了防止钠与空气中的水蒸气和氧气反应,应该将钠保存在煤油中隔绝空气;
(2)煤油是易燃物,钠与水反应是放热反应,可能使煤油燃烧,金属钠块要用滤纸擦净后方可放入水中进行实验,这样做的目的是:防止钠与水反应放热使煤油燃烧;
(3)①将小块的钠投入滴有紫色石蕊溶液的水中,生成NaOH和H2,NaOH溶液显碱性,使石蕊试液变蓝色,①错误;
②若将钠投入盐酸溶液中,钠先与盐酸反应,②错误;
③钠跟水反应放热,钠与CuSO4溶液反应生成的蓝色沉淀Cu(OH)2受热分解生成CuO而出现暗斑,③错误;
答案选D;
(4)A.钠的密度大于煤油小于水,同时与水反应生成氢气使钠上浮,与水分离,反应停止,钠又下降与水接触,上下反复,A错误;
B.根据A的分析,B错误;
C.根据A的分析,C正确;
D.缺少氧气,钠不会在煤油中燃烧,D错误;
E.钠与水反应生成氢气,随着反应的进行,U形管中煤油的液面下降,漏斗中液面上升,E正确;
答案是CE;
装置中漏斗在反应过程中起到的主要作用为平衡压强;
(5)①过氧化钠与水反应生成NaOH和O2,O2与H2S反应生成S单质沉淀,A出现浑浊;
NaOH与Ca(HCO3)2反应生成CaCO3沉淀,B出现浑浊;
O2会氧化Na2SO3生成Na2SO4反应无现象,C不会浑浊;
Na与水反应消耗水,使饱和CaCl2析出,D会浑浊;
答案选C;
②金属钠投入FeCl2溶液中,钠先与水反应生成NaOH和氢气,NaOH再与FeCl2反应生成Fe(OH)2沉淀,有气体同时有沉淀,A符合;
Na2O投入MgCl2溶液中,Na2O先与水反应生成NaOH,NaOH再与MgCl2反应有Mg(OH)2沉淀,没有气体,B不符合;
Na2O2投入BaCl2溶液中,Na2O2与水反应生成NaOH和氧气,只有气体生成,C不符合;
Na2O2投入到CuSO4溶液中,Na2O2先与水反应生成NaOH和氧气,NaOH再与CuSO4溶液反应生成Cu(OH)2沉淀,有沉淀又有气体,D符合;
答案是AD;
(6)A. 钠是金属,在反应中只能失去电子作还原剂,A正确;
B. 过氧化钠属于过氧化物,碱性氧化物是与酸反应只生成盐和水的氧化物,Na2O2与酸反应会有氧气生成,B错误;
C. 钾,钠,镁都能与水反应生成氢气,容易爆炸,钾,钠,镁金属着火时,都不能用泡沫灭火器灭火,C正确;
D. 用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,则该溶液也可以是NaOH溶液,D错误;
答案选BD。
考点二 氧化钠及过氧化钠的性质
1.下列有关钠的化合物的说法正确的是
A.俗称苏打 B.是淡黄色固体
C.溶液呈碱性 D.Na在氧气中燃烧生成
【答案】C
【解析】A.俗称是小苏打,A错误;
B.固体的颜色是白色,B错误;
C.溶液因水解呈碱性,C正确;
D.Na在氧气中燃烧生成的产物为,D错误;
故答案为:C。
2.有关和的说法不正确的是
A.两者的阳、阴离子个数比均为
B.与水反应生成,是碱性氧化物
C.加入到滴有酚酞的水中,溶液会出现先变红后褪色现象
D.和久置在空气中,最终都变为
【答案】B
【解析】A.Na2O由Na+和O2−构成,Na2O2由Na+和构成,二者阳、阴离子个数比均为2:1,A正确;
B.碱性氧化物是能与酸反应只生成盐和水的氧化物。Na2O2与水反应除生成NaOH外,还生成O2,化学方程式为,不符合碱性氧化物定义,所以Na2O2不是碱性氧化物,B错误;
C.Na2O2加入到滴有酚酞的水中,Na2O2先与水反应生成NaOH,溶液呈碱性,酚酞变红;但Na2O2具有强氧化性,能将有色物质漂白,所以溶液会褪色,C正确;
D.Na2O久置在空气中,先与水反应生成NaOH,NaOH再与空气中CO2反应生成Na2CO3 ;Na2O2久置在空气中,与CO2反应生成Na2CO3和O2(),最终都变为Na2CO3 ,D正确;
故选B。
3.某课外活动小组设计了下列装置,验证二氧化碳与过氧化钠反应时需要与水接触。
步骤1:打开弹簧夹K2,关闭K1,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
步骤2:打开弹簧夹K1,关闭K2,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
请回答下列问题:
(1)装置①中反应的离子方程式是 。
(2)装置②中的试剂是 (填序号)。
a.饱和NaHCO3溶液 b.饱和Na2CO3溶液 c.浓H2SO4
(3)装置③中的试剂是 。
(4)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是 ,该反应中氧化产物是 ,并用双线桥分析该反应的电子转移情况 。
(5)有同学提出质疑,认为上述实验不足以证明有水存在时过氧化钠与二氧化碳发生了化学反应,其理由是水也能与过氧化钠反应,有关的离子方程式为 。
【答案】(1)CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
(2)a
(3)浓硫酸
(4)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 O2
(5)2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑
【分析】装置①中,CaCO3与盐酸反应生成CO2气体,同时CO2气体中混有HCl和水蒸气;为除去CO2中混有的HCl,装置②中应放入饱和NaHCO3溶液;为证明干燥的CO2与Na2O2不反应,装置③中应放入浓硫酸;打开弹簧夹K2,关闭K1,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处,木条不复燃;打开弹簧夹K1,关闭K2,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处,木条复燃。
【解析】(1)装置①中,CaCO3与盐酸反应生成CO2气体、CaCl2等,依据电荷守恒和质量守恒,可得出反应的离子方程式是CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O。
(2)装置②用于除去CO2中混有的HCl,由于饱和Na2CO3溶液能吸收CO2气体,浓H2SO4不能吸收HCl,所以装置②中应放入饱和NaHCO3溶液,故选a。
(3)由分析可知,装置③中的试剂是浓硫酸。
(4)过氧化钠与二氧化碳反应,生成Na2CO3和O2,化学方程式是2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,该反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂,氧化产物是O2,还原产物是Na2CO3,电子转移的数目为2e-,则用双线桥分析该反应的电子转移情况为。
(5)水也能与过氧化钠反应,生成NaOH和O2,写成离子方程式时,只有NaOH能拆成离子,有关的离子方程式为2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑。
【点睛】电子转移的数目为反应中氧化剂得电子总数,或还原剂失电子总数,切不可将二者加和。
考点三 碳酸钠及碳酸氢钠的性质
1.下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的叙述正确的是
A.Na2CO3受热分解产生CO2
B.NaHCO3水溶液呈中性
C.Na2CO3和NaHCO3都能与酸反应生成CO2
D.在水中NaHCO3比Na2CO3溶解性大
【答案】C
【解析】A.NaHCO3受热分解产生CO2,A错误;
B.NaHCO3为强碱弱酸盐,碳酸氢根离子水解而使其溶液呈碱性,B错误;
C.碳酸钠和碳酸氢钠都能与酸反应生成CO2,C正确;
D.在水中Na2CO3比NaHCO溶解性大,D错误;
故选:C。
2.下列离子方程式的书写正确的是
A.足量的通入饱和溶液中:
B.澄清石灰水与过量溶液反应:
C.往稀盐酸中逐滴加入溶液,开始时
D.溶液与溶液反应:
【答案】A
【解析】澄清石灰水与过量溶液反应,说明中全部反应,正确的离子方程式为,B错误;往稀盐酸中逐滴加入溶液,开始时过量,反应的离子方程式为,C错误;不可拆分,反应的离子方程式为,D错误。
3.除去固体中少量的最佳方法是
A.加入适量的盐酸 B.加入适量的溶液
C.加热至固体质量不再减少 D.配成溶液后通入
【答案】C
【解析】
考点四 离子反应
1.下列各组中两种溶液间的反应,均可用同一离子方程式表示的是
A.NaOH和,和
B.HCl和,HCl和
C.和,和
D.和,和
【答案】C
【解析】A.NaOH和H2SO4反应的离子方程式为H++OH-=H2O,与H2SO4反应的离子方程式为+2H+=Cu2++2H2O,故A不选;
B.HCl和Na2CO3反应的离子方程式为2H++=CO2↑+H2O,HCl和反应的离子方程式为H++=CO2↑+H2O,故B不选;
C.BaCl2和Na2SO4反应的离子方程式为+Ba2+=BaSO4↓,和反应的离子方程式为+Ba2+=BaSO4↓,故C选;
D.和反应的离子方程式为2CH3COOH+=2CH3COO-+CO2↑+H2O,和反应的离子方程式为2H++=CO2↑+H2O,故D不选;
故选C。
2.下列电离方程式中正确的是
A.NaHCO3的水溶液:NaHCO3=Na++H++CO
B.氢氟酸的电离:HF=H++F-
C.
D.H2S的水溶液:H2S2H++S2-
【答案】C
【解析】A.NaHCO3的水溶液:不能拆,改为,A错误;
B.是弱酸只能部分电离,改为HFH++F-,B错误;
C.,C正确;
D.H2S是二元弱酸,分步电离H2SH++HS-, HS-H++S2-,D错误;
故选C。
3.从微观角度看,化学反应NaCl + AgNO3 = AgCl↓ + NaNO3的实质是
A.Na+和NO反应 B.Ag+和Cl-反应 C.Na+和Cl-反应 D.Ag+和NO反应
【答案】B
【解析】化学反应NaCl + AgNO3 = AgCl↓ + NaNO3的实质是氯离子和银离子反应生成氯化银沉淀,综上所述B正确;
故答案为:B。
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1.通过实验探究钠与氧气在不同条件下的反应,掌握钠与氧气反应的产物和化学反应方程式的书写,能从结构上分析发生反应的内在原因,形成证据推理意识,培养发现问题、分析问题和化学实验的综合运用能力及创新求实的良好品质。
2.通过钠与水反应的实验探究及生成物的检验,能正确描述实验现象和对实验现象作出解释,理解金属钠与水反应的实质,初步认识钠与酸、盐溶液反应,培养科学探究与创新意识的化学核心素养。
3.通过 Na2O、Na2O2与水反应的对比实验探究、原理分析,掌握钠的两种氧化物的重要性质,建立基于类别、核心元素价态等认识物质性质、设计物质转化的基本思维模型。
4.通过 Na2CO3、NaHCO3的水溶性和稳定性的实验探究,掌握两种钠盐性质上的异同点及二者之间的相互转化关系,培养证据推理与模型认知、科学探究与创新意识的化学核心素养。
5.了解电解质分类、电离、离子方程式的书写。
【学习重难点】
1.钠的化学性质。
2.Na2O、Na2O2的化学性质及其转化。
3.Na2CO3、NaHCO3的化学性质及其转化。
4.离子方程式的书写。
1.下列有关钠及其化合物的说法不正确的是
A.在实验室,通常把钠保存在煤油中 B.与反应的产物与反应条件无关
C.与反应生成 D.可以从熔融的中置换出
【答案】B
【解析】
2.取一块金属钠放在燃烧匙里加热,观察到下列实验现象:①金属先熔化;②在空气中燃烧,放出黄色火花;③燃烧后得到白色固体;④燃烧时火焰为黄色;⑤燃烧后生成淡黄色固体。其中描述正确的是
A.①② B.①②③ C.①③ D.①④⑤
【答案】D
【解析】钠的熔点较低,加热易熔化;钠在空气中燃烧的火焰为黄色;钠是一种很活泼的金属,燃烧时与氧气化合生成淡黄色固体。综上所述,①④⑤正确。故选D.
3.如图,某化学兴趣小组向溶液和溶液中分别加入适量的和。下列有关说法错误的是
A.该小组用到的研究方法有观察法、实验法、比较法
B.两支试管中的现象完全相同
C.溶液和溶液为同种分散系
D.左侧试管中的总反应为
【答案】B
【分析】本题对比了氧化钠和过氧化钠性质的不同,左侧试管中氧化钠和水反应生成氢氧化钠,随后氢氧化钠又和氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀,右侧试管中,过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,随后氢氧化钠和硫酸铁反应生成氢氧化铁沉淀,以此解题。
【解析】A.该小组实验中,两个试管中现象不同,加入氧化钠的试管中生成红棕色沉淀,另个试管中,不仅有红棕色沉淀还有气体产生,则该小组用到的研究方法有观察法、实验法、比较法,A正确;
B.结合A的分析可知,两支试管中的现象不完全相同,B错误;
C.溶液和溶液都属于溶液,属于同种分散系,C正确;
D.左侧试管中氧化钠和水反应生成氢氧化钠,随后氢氧化钠又和氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀,总反应为,D正确;
故选B。
4.以不同类别物质间的转化为线索,构建钠及其化合物的关系如下:
下列分析不正确的是
A.上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应
B.反应③表明具有酸性氧化物的性质
C.利用反应④,可除去固体中混有的少量
D.反应⑤和反应⑥可应用于潜水艇中氧气的供给,反应中氧化剂都是
【答案】C
【解析】反应④为分解反应,反应①为化合反应,反应②为置换反应,A正确;与碱反应生成盐和水,说明为酸性氧化物,B正确;反应④是除去中的,C错误;与反应产生,可作供氧剂,反应中既是氧化剂,又是还原剂,D正确。
5.实验室模仿侯氏制碱法原理制备碳酸钠,下列过程中实验原理和装置均正确的是
A.制取
B.制取
C.分离
D.制取
【答案】C
【解析】A.碳酸钙和稀盐酸制取,长颈漏斗应伸到液面以下,故A错误;
B.向饱和氨盐水中通入二氧化碳制取,故B错误;
C.过滤法分离出碳酸氢钠固体,故C正确;
D.在坩埚中灼烧碳酸氢钠制取,故D错误;
选C。
6.下列有关与的叙述错误的是
A.和在一定条件下可相互转化
B.在水中的溶解度比的大
C.与相同浓度的硫酸反应时,比剧烈
D.能与NaOH反应,而不能
【答案】C
【解析】
7.已知同种金属阳离子形成的碳酸盐热稳定性要比其形成的碳酸氢盐高,且。某同学采用如图装置探究碳酸钠和碳酸氢钠受热分解情况,下列说法正确的是
A.试管应该放,试管放
B.试验结束时,应先移开试管、,再熄灭酒精灯
C.若在、试管口放置沾有硫酸铜粉末的棉花,管中棉花不变色
D.试管中出现浑浊,试管中没有出现浑浊
【答案】B
【解析】A.碳酸钠热稳定性比碳酸氢钠高,则加热时放Na2CO3处的温度应高于放NaHCO3 处的温度,因此A试管放Na2CO3,B试管放NaHCO3 ,A错误;
B.实验结束时,应先移开试管C、D,再熄灭酒精灯,目的是防止倒吸,B正确;
C.A试管放Na2CO3,B试管放NaHCO3 ,B试管NaHCO3受热发生分解反应:,由于有水生成,硫酸铜粉末遇水会变蓝,因此B试管口沾有硫酸铜粉末的棉花变蓝,C错误;
D.A试管放Na2CO3,受热不发生分解,因此试管D中没有出现浑浊;B试管放NaHCO3,受热分解生成CO2,因此试管C中出现浑浊,D错误;
故选B。
8.下列说法错误的是
A.焰色试验属于化学变化 B.可以用焰色试验来区别和
C.与在灼烧时火焰颜色相同 D.观察的焰色应透过蓝色钴玻璃
【答案】A
【解析】焰色试验属于物理变化,A错误;元素的焰色为黄色,K元素的焰色为紫色,故可以用焰色试验来区别和,B正确;与都含有元素,故二者在灼烧时火焰颜色都是黄色,火焰颜色相同,C正确;观察的焰色应透过蓝色钴玻璃,滤去元素黄光的干扰,D正确。
9.生活中常见金属很多,下列关于钠的叙述中,错误的是
A.钠是银白色金属,硬度很大
B.加热时,钠剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成过氧化钠
C.切开的钠的表面很快变暗,生成了氧化钠
D.加热时,钠受热后先熔化,说明其熔点低
【答案】A
【解析】A.钠虽为银白色金属,但其质地较软,可用小刀切割,A错误;
B.钠在加热条件下剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成过氧化钠(Na2O2),B正确;
C.钠在常温下与氧气反应生成氧化钠(Na2O),导致切面迅速变暗,C正确;
D.钠的熔点较低(约97.8℃),受热后会先熔化,D正确;
故选A。
10.有关钠及其化合物,下列叙述正确的是
A.金属钠着火,可用水或灭火器扑灭
B.金属钠投入坩埚中加热,放出淡黄色火花
C.金属钠投入右侧U形管中,其可能在煤油和水交界处上下跳动,直至消失
D.金属钠投入溶液中,有红色金属铜析出
【答案】C
【分析】金属钠的密度大于煤油的密度,钠会沉在煤油底部,与水接触后迅速反应,产生气体,在气体的作用下钠会进入到煤油中,反应停止,钠受重力落下,钠在两个液体界面处上下跳动,产生气泡,酚酞溶液逐渐变红,产生的氢气能还原氧化铜,据此解答。
【解析】A.金属钠着火时不能用水或灭火,因水或均会与炽热的钠或过氧化钠反应,火势反而会加剧,应该用干燥砂土灭火,A错误;
B.金属钠投入坩埚中加热,会看到钠燃烧时特有的黄色火焰(或火花),生成淡黄色的过氧化钠,B错误;
C.金属钠的密度大于煤油的密度,钠会沉在煤油底部,与水接触后迅速反应,产生气体,在气体的作用下钠会进入到煤油中,反应停止,钠受重力落下,钠在两个液体界面处上下跳动,最终被反应消耗而消失,C正确;
D.钠投入溶液中首先与水反应生成NaOH,接着与铜离子生成Cu(OH)2沉淀,D错误;
故选C。
11.下列叙述正确的是
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
②Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀
③钠与硫酸铜溶液反应,可置换出铜
④Na2O2可作供氧剂,而Na2O不行
⑤向石蕊试液中加入Na2O2粉末,溶液先变蓝后褪色,并有气泡生成
A.②④⑤ B.②③④⑤ C.②⑤ D.④⑤
【答案】D
【解析】①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,但Na2O2与水反应时,除反应产生碱,同时还反应产生O2,反应过程中元素化合价发生了变化,故Na2O2不是碱性氧化物,①错误;
②Na2CO3溶液能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀,而NaHCO3溶液不能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀,②错误;
③金属钠金属活动性很强,其与硫酸铜溶液反应,首先Na与溶液中的水发生置换反应产生NaOH、H2,然后是NaOH与CuSO4发生复分解反应产生Cu(OH)2、Na2SO4,而不能Na置换出铜单质,③错误;
④Na2O2能够与H2O、CO2发生反应产生O2,说明Na2O2具有强氧化性,因此可作供氧剂,而Na2O不具有强氧化性,④正确;
⑤Na2O2粉末能够与水反应产生NaOH、O2,NaOH是碱,能够使紫色石蕊试液变为蓝色;反应新产生的O2具有强氧化性,会将有色物质氧化变为无色物质,因此又看到溶液由蓝色变为无色,并有气泡生成,⑤正确;
综上所述可知:说法正确的叙述是④⑤,故合理选项是D。
12.利用下列实验装置进行相应实验能达到目的的是
A.利用装置甲探究溶于水时温度的变化
B.用装置乙除去中的少量HCl
C.用装置丙证明碳酸氢钠受热易分解
D.利用装置丁制备氢氧化铁胶体
【答案】A
【解析】A.碳酸钠溶于水放出热量,温度计温度升高,A正确;
B.二氧化碳和氯化氢都与氢氧化钠反应,将原物质除掉,B错误;
C.加热固体时,试管略向下倾斜防试管炸裂,C错误;
D.氢氧化铁胶体的制备是将饱和三氯化铁滴入沸水中,加热至产生红褐色,停止加热,三氯化铁滴入氢氧化钠中产生氢氧化铁沉淀,D错误;
故选A。
13.向溶液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的体积随盐酸加入量的变化关系如图所示。下列有关此过程的叙述错误的是
A.点和点对应的溶液都能使酚酞变红
B.段发生反应:
C.将点和点对应溶液混合不会产生气体
D.点对应的溶液可以与和大量共存
【答案】C
【分析】根据题意,当n(HCl)为0到b点应为和H+反应生成的过程,a点中存在的离子是Na+、Cl-、和;b点开始产生气体,对应的离子是Na+、Cl-、;c点后不再产生气体,溶液中主要是Na+、Cl-,d点中存在Na+、H+、Cl-;
【解析】A.碳酸钠和碳酸氢钠溶液都呈碱性,能使酚酞变红,A正确;
B.段发生反应生成气体,发生反应:,B正确;
C.点和点对应溶液混合,也会发生反应产生气体,C错误;
D.点的溶液中存在和,可以与和大量共存,D正确;
故选C。
14.和是两种常见的钠盐,请回答下列问题:
(1)在水中的电离方程式为 。
(2)关于和的性质:
①相同条件下,在水中溶解度更大的是 (填“”或“”,下同)。
②分别向等质量的固体粉末中滴加少量水,吸收热量的是 ,继续滴加等体积的水,得到的溶液碱性更强的是 。
(3)下列试剂或方法可以用来鉴别相同质量分数的溶液和溶液的是________(填标号)。
A.焰色试验 B.稀盐酸 C.澄清石灰水 D.酚酞试剂
(4)利用食盐、、可以制备(侯氏制碱法),第1步的装置如图所示(已知极易溶于水,得到的溶液呈碱性)。
①先通入的气体是 (填“”或“”)。
②从装置中分离出的操作为 。
【答案】(1)
(2)
(3)BD
(4) 过滤
【解析】(1)为强电解质,在水中电离为钠离子和碳酸氢根离子,则电离方程式为;
(2)①同条件下,的溶解度比的溶解度更大;
②向碳酸钠中加入少量水后,碳酸钠结块变成晶体,并伴随着放热现象,向碳酸氢钠中加入少量水后,碳酸氢钠能溶解,并伴随吸热现象,则吸收热量的是;碳酸钠的碱性强于碳酸氢钠,则继续滴加等体积的水,得到的溶液碱性更强的是;
(3)A.和均含有钠离子,焰色均为黄色,A项不能鉴别;
B.向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸,开始无气泡,后产生气泡,向碳酸氢钠溶液中滴加稀盐酸开始就会产生气泡,B项能鉴别;
C.和均会与澄清石灰水反应生成白色沉淀,C项不能鉴别;
D.溶液碱性更强,相同条件下,滴加酚酞试剂后,溶液红色更深,D项能鉴别;
答案选BD。
(4)侯氏制碱法的反应原理为:将二氧化碳通入氨水的氯化钠饱和溶液中,使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出,碳酸氢钠热稳定性差,受热分解得到碳酸钠。
①氨气在水中的溶解度更大,先通入氨气形成碱性溶液,可以吸收更多,得到的产率更高;
②将二氧化碳通入氨水的氯化钠饱和溶液中,使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出,则从装置中分离出的操作为过滤。
15.测定金属钠样品(表面有)中Na单质的质量分数,现有如图所示实验装置(夹持装置已省略)。
已知:①实验中金属Na样品的质量为mg;
②假设所产生的气体全部逸出。
(1)组装好仪器后,首先进行的操作是 。
(2)实验时,可将铜丝插入水中,Na与水反应过程中可看到Na熔成闪亮的小球,产生这一现象的原因是 ,写出金属Na与水反应的化学方程式: 。
(3)实验时若收集到的气体质量为ag,用m、a表示的Na单质的质量分数为 。
【答案】(1)检查装置的气密性
(2)Na的熔点低,Na与水的反应会放出热量
(3)
【解析】(1)组装好仪器后,首先应检查装置的气密性,避免气体泄露影响实验结果。(2)钠与水的反应放热,且钠的熔点低,因此过程中可看到钠熔成闪亮的小球;Na与水反应生成NaOH和,对应的化学方程式为。(3)实验收集到的气体为,若其质量为ag,设样品中含Naxg,列式如下:
可得,则样品中钠单质的质量分数。
16.某学习小组在实验室制取气体的过程中,不慎用到了浓盐酸,导致制得的气体中混有气体,他们设计了如下除去氯化氢气体并探究与过氧化钠()反应的实验,同时还可收集到。已知C中试剂过量,请回答下列问题:
(1)装置A中盛装的试剂为 (填化学式);
(2)写出B中与发生反应的化学方程式为 。
(3)装置C的作用是 ,写出C中发生反应的化学方程式 ;
(4)为确定反应后装置B硬质玻璃管中固体的成分,小组同学取适量反应后B中的固体于试管中,加入足量的蒸馏水溶解形成溶液M,无气泡产生,则该固体中不含 。
该小组同学继续进行探究。
(提出问题)反应后硬质玻璃管中固体的成分是什么?
(做出猜想)猜想一:,猜想二:和。
(5)(实验验证)小组同学取少量溶液M于试管中,向其中加入过量的 溶液。
A.氯化钡 B.氢氧化钠 C.氢氧化钡
若产生白色沉淀,过滤,向滤液中滴加几滴酚酞试液,溶液变红,则证明猜想二成立。根据此猜想,写出产生白色沉淀的化学反应方程式: 。
【答案】(1)饱和NaHCO3溶液
(2)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(3)吸收CO2 CO2+2NaOH= Na2CO3+H2O
(4)过氧化钠
(5)A Ba2++ CO=BaCO3↓
【分析】由实验装置图可知,装置A中盛有的饱和的碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中的氯化氢气体,装置B中二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,装置C中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的二氧化碳,装置D为排水法收集反应生成氧气的装置。
【解析】(1)由分析可知,装置A中盛有的饱和的碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中的氯化氢气体,故答案为:饱和NaHCO3溶液;
(2)由分析可知,装置B中发生的反应为二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
(3)由分析可知,装置C中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的二氧化碳,反应的化学方程式为CO2+2NaOH= Na2CO3+H2O,故答案为:CO2+2NaOH= Na2CO3+H2O;
(4)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,向反应后B中固体加入足量的蒸馏水溶解,无气泡产生说明固体中一定不含有过氧化钠,故答案为:过氧化钠;
(5)碳酸钠溶液不与氢氧化钠溶液反应,与氢氧化钡溶液反应生成白色沉淀,但会引入氢氧根离子干扰氢氧化钠的检验,所以证明猜想二成立的实验方案为取少量溶液M于试管中,向其中加入过量的氯化钡溶液,产生白色沉淀,过滤,向滤液中滴加几滴酚酞试液,溶液变红说明反应后硬质玻璃管中固体为碳酸钠和氢氧化钠的混合物,生成白色沉淀的离子反应方程式为Ba2++ CO=BaCO3↓,故答案为:A;Ba2++ CO=BaCO3↓。
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