第2章 第1节 钠及其化合物-【一本】高中化学知识大盘点

第二章海水中的重要元素 钠和氯 课 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解钠、氯及其重要化合物的主要性质，了解 这些物质在生产、生活中的应用和对生态环境的影响。 标 2.学习实验室制备氯气的核心思路及基本方法。 要 3.了解物质的量及其相关物理量的含义和应用，体会定量研究对化学科学的重要作用。 点 4.初步学会配制溶液的化学实验基础知识和基本技能。 思维导图 ●● 微观粒子一适用范围 物质的 与非金属反应 摩尔(mol)一单位 量(n) 与水反应 与酸反应 mol-1- 单位 阿伏加 与盐反应 6.02×1023 数值 德罗常 与水反应 n=N 关系 数(Na) 氧化钠、 NA 与二氧化碳反应 钠及其 过氧化钠 化合物 与盐酸反应 g·mol一单位 摩尔质 与酸反应 碳酸钠 n=m 关系 量(M) 与碱反应 M 受热分解 L·mol 单位 物质 碳酸氢钠 与酸反应 气体摩 V 的量 海水中的重 与碱反应 nVm 一关系 尔体积 (V) 要元素 钠和氯 与金属单质反应 标况下，'m=22.4Lmol1 与碱反应 化学 物质的量 与非金属单质反应 CB-V 关系 浓度(c) 性质 与还原性化合物反应 氯 计算→称量 与水 新制氯水： 溶解→移液→ 反应 三分子四离子 配制一 氯及其 洗涤→定容→ 定物质 步 化合物 二氧化锰+浓盐酸 骤 的量浓 实验室制法 摇匀 度的溶 加热 液 次氯酸 弱酸性、不稳定性、 误差分析 强氧化性 ●025● 第一节 钠及其化合物阵0考 必修第 必备知识 册 知识点1 钠的主要性质及应用 m 1.物理性质 第二章 学以致用 4.6g钠在千燥的空气 颜色状态 密度 硬度 熔点 传导性 海 中与氧气完全反应，得 具有银白色 比水的小， 质软，能用 可导电、 水 到7.2g固体，其成分 的金属光 97.8℃ 比煤油的大 刀切割 导热 为() 泽，固体 重 A.只有Na2O2 2.化学性质一重点 素 B.只有NaO 从钠的原子结构认识钠的化学性 C.Na2O和Na2O2 质—还原性。 +1028】 失去e,+1128 D.无法确定 (1)与非金属单质的反应 Na Na 氯 答案：C ①与氧气的反应反应物相同，反应条件不同，产物不同 提示：运用极值法。若 (常温：4Na十O2一2Na2O(表面变暗，失去金属光泽) 4.6g钠全部反应生成 加热：2Na十O2△Na,O,(剧烈燃烧，生成淡黄色固体) Na2O,固体质量为 6.2g;若全部反应生成 ②与氯气的反应：2Na+CL2△2NaCI(产生大量白烟) NazO2,固体质量为 (2)与水的反应 7.8g ①实验探究 珍特别提醒 在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把 实验步骤 稳定性：NaO2>NaO。 块绿豆大的钠放入水中 ◆知识拓展 图示 用金属钠冶炼金属时， 应用钠与熔融盐反应， ②现象及结论 不用钠与盐的水溶液反 现象 结论 应。例如： 钠浮在水面上 {浮一钠的密度比水的密度小 4a+TiC,高温4NaC十 钠熔成光亮的小球 熔一钠与水反应放热， 钠的熔点低 Ti,Na十KC高温eCI十 K个（制取金属钾时，利用 钠在水面上迅速游动 游 反应产生的气体推动钠球在 水面上游动 钾的沸，点比钠的低的原 发出嘶嘶的响声，且钠很快消失一 响钠与水反应剧烈 理，使钾成为钾蒸气逸 出)。 滴有酚酞的溶液变成红色一红 反应生成了碱性物质 ●026● 化学方程式：2Na十2H2O—2NaOH+H2个。 离子方程式：2Na十2H2O=2Na+十2OH+H2个。 ◆特别提醒 (3)与酸的反应：2Na十2H+一2Na+十H2个，比钠与水的反 钠与酸溶液反应时优先 必 应剧烈。 酸中H的浓度比水中的大 与酸反应，如果钠过量， 修第 (4)与盐（如CuSO4)溶液的反应：钠与盐溶液反应时先与水反 酸完全反应后，剩余的 应，生成的碱可能与盐发生反应。 钠继续与水反应。 册 2Na+2H2O-2NaOH+H2↑； 第 2NaOH+CuSO-Cu(OH)2+Na2 SO 章 总反应方程式：2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+ Na2SO4+H2个。 ◆易混易错 ①CCL4的密度比钠的 3.制取、保存与用途 水中的 大，所以钠不能保存在 工业制备 2NaC1(熔融)电解2Na+C,个 CCl4中。 要元素 ②钠用完要放回原试 钠易与空气中的O2和H2O反应，钠的密度比石蜡油 剂瓶。 保存 和煤油的密度大，且不与石蜡油和煤油反应，故通常 保存在石蜡油或煤油中 钠和氯 到学以致用 ①钠钾合金（液态）作原子反应堆的导热剂； ①（浙江卷节选）高压钠 用途 ②作强还原剂，熔融状态下冶炼某些金属（如钛）； 灯发出的黄光透雾能力 ③作电光源，制作高压钠灯 强、射程远，可用于道路 照明。（√） 知识点32 钠的氧化物 ②（山东卷节选）活泼金 1.氧化钠与过氧化钠的比较 重难点 属燃烧起火，用灭火毯 灭火。(/) 项目 氧化钠(Na,O)】 过氧化钠(NaO2)） ③（海南卷节选）钾能置 颜色状态 白色固体 淡黄色固体 换出NaCl溶液中的钠。 (×) 所属物质 非碱性氧化物（与酸反应 碱性氧化物 类别 不只生成盐和水) ◆知识拓展 氧元素的化 -2 -1 Na2O2与H2O的反应 合价 实际分两步进行： 阴、阳离子 ①Na2O2+2H2O 1:2 1:2 的个数比 2NaOH++H2O2; 稳定性 不稳定 稳定 ②2H2O2—2H20+ 2Na2 O2+2H2O 02个。 与H2O反应NaO+HO—2NaOH 4NaOH+O2↑(Na2O2 作氧化剂、还原剂) 。027。 续表 ◆科技前沿 项目 氧化钠(Na,O) 过氧化钠(NazO2) “蛟龙”号深海载人潜水 器中，潜水员呼吸产生 2Na2O2+2COz 第 的二氧化碳用过氧化钠 与CO2反应Na2O十CO2—NaCO 2Naz CO3+O2 多 处理可以产生氧气。 ◆特别提醒 Na O2HCl-2NaCl++ 2Na2O2+4HCI 钠在空气中的变化过程 与HCl反应 HO 4NaCl+2H2O+O2个 章 银白色固体(Na) 主要性质 碱性氧化物的通性 强氧化性 并 表面变暗(Na2O) 用于制取少量Na2O2、 供氧剂、漂白剂、消毒剂、 H,O 用途 烧碱 强氧化剂 的 白色固体(NaOH) H2O 相互转化 2Na2 O+02- △2NaO2 表面变成溶液NaOH潮解) 素 C02 2.N,Oz的强氧化性与还原性◆一难点 白色固体(N4CO·xHO) 从元素化合价的角度分析Na2O2的性质： 和 风化 氯 白色粉末(Na2CO3) 02 失去电子，化合价升高Na,d, 得到电子，化合价降低NaH 表现还原性 表现氧化性 学以致用 (1)NazO2的强氧化性 ①Na2O2能与CO2反应 试剂 现象 反应原理 生成O2,可作潜水艇中 SO2 Na2O2+SO2- Na2 SO 的供氧剂。（√） ②在空气中加热Na2O 产生气体和红褐 4Na2 O2+4FeCl2 +6H2O= FeCL2溶液 可得固体Na2O2。(/) 色沉淀 O2个+4Fe(OH)3↓+8NaCl ③（浙江卷节选）钠着火 Na2 O2+Na2 SO3+H2O= Na2SO,溶液 不能用泡沫灭火器灭 Naz SO+2NaOH 火。(J) H2S溶液 溶液变浑浊 Naz O2+H2S-S+2NaOH ◆特别提醒 2Na2O2+2H2O-4NaOH+ 遇到KMnO4等强氧化 产生气体，溶液 酚酞溶液 O2个NaOH使溶液变红，Na2O2 剂时，Na2O2表现还原 先变红后褪色 的强氧化性使溶液褪色 性，氧化产物为O2。 2Na2O2+2H2O—4NaOH+ 产生气体，溶液 品红溶液 O2个NazO2的强氧化性使溶液 红色褪去 褪色 ◆知识拓展 (2)NazO2自身的氧化还原反应 无论是过氧化钠还是其 遇CO2、H2O、H+时，Na2O2发生自身氧化还原反应 他过氧化物，具有强氧 失去2e 化性、漂白性等特殊性 质的根本原因是这些物 2Na2O2+2H2O-4NaOH+O2 质中都含有过氧键。 得到2e H,0中的H处于最高价态，不能被氧化 ●028● 知识点3碳酸钠和碳酸氢钠 1.碳酸钠与碳酸氢钠的比较◆一重点 珍知识拓展 NaC03与NaHCO, 物质 碳酸钠(Na2CO3) 碳酸氢钠(NaHCO3) 热稳定性的比较 俗称 苏打、纯碱 小苏打 修第 Na,CO,NaHCO; 颜色状态 白色粉末 细小的白色晶体 澄清 石灰水 册 易溶于水，溶液呈碱 在水中的溶解度小于Na2COg 溶解度 第 性，溶于水放热 的，溶液呈碱性，溶于水吸热 章 不稳定，受热易分解： 注意应在外层试管中加 热稳定性 稳定，受热不易分解 2NaHC0,△ Naz COs 入Na2CO,里层试管中 CO2个+H2O 加入NaHCO3才能比 水中 Na2CO3+2HC】 NaHCO+HCI NaCl+ 与酸反应 较出两者热稳定性的强 2NaC+H2O+CO2↑ H2O+CO2↑ 弱，不能互换。 重要元素 2 NaHCO3+Ca(OH)2(少) Naz CO3++Ca(OHD2= CaCOs+Naz CO3+2H2O 与碱反应 CaCO3+2NaOH NaHCO3(少)+Ca(OH)2 学以致用 CaCO3+NaOH+H2O 钠和氯 (广东卷节选)劳动开创 纺织、造纸、制玻璃、 制药、焙制糕点、灭火剂、治疗 用途 未来。面包师用小苏打 制皂等 胃酸过多症等 作焙粉烘焙面包是因为 转化 H20+C02 NazCO3 NaHCO3 NaOH溶液或加热固体 Na2CO3可与酸反应。 2.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别 难点》 (×) e 试剂及操作 碳酸钠(Na,CO,) 碳酸氢钠(NaHCO,) 到学以致用 产生能使澄清石灰 ①向饱和NaCO,溶液 加热 不分解 水变浑浊的气体 中通入足量CO2,会有 等质量的NazCOg NaHCO3晶体析出。 反应速率慢，产生的 反应速率快，产生的 和NaHCO,与足量 气体较少 气体较多 (√) 等浓度的盐酸反应 ②用酚酞溶液可鉴别饱 开始不产生气体，后 和食盐水和饱和碳酸钠 来才产生气体 立即产生气体 溶液。（√） ↑CO) ↑CO2) ③将稀盐酸滴入碳酸钠 分别向Na2CO3溶 与氢氧化钠的混合溶液 液和NaHCO,溶液 OAB(盐酸) 中，立即产生气泡。(X) 中逐滴加入稀盐酸 (盐酸) CO+H一HCO?;HCO。+H ④（浙江卷节选）用澄清 HCO+H CO2个+H2O 石灰水鉴别NaCO3与 CO2↑+H2O NaHCO3。(×) 测定相同浓度稀溶 pH较大 pH较小 液的pH ●029。 3.碳酸钠与碳酸氢钠的除杂方法一 难点 混合物（括号内为杂质）】 除杂方法 修第 Na2CO3固体(NaHCO3) 加热 册 NaHCO3溶液(NaCO3) 通入足量CO2 ◆知识拓展 第 ①路布兰制碱法（腐蚀 Naz CO,溶液(NaHCO3) 加入适量NaOH溶液 设备，产品不纯) a.2NaCl+H2SO4(浓) 知识点4侯氏制碱法（联合制碱法） 水 中 △NaSO,+2HCI; 1.原料：饱和食盐水、氨气、二氧化碳。 b.Na2SO +4C 高温 2.合成路线 重 Na2S+4C0个； (1)制备NaHCOg 素 c.NazS+CaCOa 高温 原理：NaCl+NH3+CO2+H2O-NaHCO3￥+NH4Cl: 在饱和食盐水中通入氨气，形成饱和氨盐水，再向其中通入二 Na2 CO3+CaS。 和 ②苏尔维制碱法（氨碱 氧化碳，生成的NaHCO3溶解度较小，易结晶析出。 法，原料利用率低) (2)制取Na2CO aC&00,高C:0+00,+, 原理：2NaHC0,△NaC0,+C0,+H,0。 CaO+HzO-Ca(OHDz, 3.工艺流程 2NH,CI+Ca(OH)2 合成氨工厂 2NH个+CaCl2+2H2O; CO2 b.NaCl+NH3 +CO2+ NH C02 固体 煅烧 NaHCO H2O-NaHCO 过滤 产品NaCO, NH,Cl; 梨食 饱和氨 盐水 洗涤 产品 c.2IH00,△，C0,+ 滤液 冷却、过滤 NH CI NHCl、NaCl 洗涤、干燥 CO2个+H2O。 饱和食 NaCl细粉 NH: 盐水 ◆特别提醒 ①大多数的非金属单质 燃烧时无色，但硫(S)燃 知识点5焰色试验 烧时火焰呈淡蓝色。 1.定义：根据火焰呈现的特征颜色，判断试样所含的金属元素的 ②大多数的金属及其化 定性分析操作称为焰色试验。 合物燃烧时有颜色，但 2.操作步骤 铂（Pt)燃烧时火焰 无色。 洗一把熔嵌在玻璃棒上的铂丝（或光洁无锈的铁丝）用盐酸洗净 ③焰色试验是元素的物 烧 把洗净的铂丝（或铁丝）放在酒精灯（最好用煤气灯）外焰上 理性质，NaCl与 灼烧，至与原来的火焰颜色相同时为止 Na2CO3燃烧时的火焰 蘸取试样 颜色相同。 烧 在外焰上灼烧，观察火焰的颜色 ●030● 3.一些金属元素的焰色 Li Na Ca Sr Ba Cu ◆生活应用 五彩缤纷的烟花所呈现 的就是钠、锂、钾、锶、钡 紫红色 黄色 紫色 砖红色洋红色 黄绿色 绿色 修第 等金属元素的焰色。 ·透过蓝色钴玻璃 册 第 高频考点 章 考点1 钠的重要性质 5年10考 考点2 过氧化钠的性质 5年11考 水中 例1将一小块钠放入下列溶液中， 例2在一密闭容器中有16.5gC0、 说法不正确的是 () H2、O2的混合气体和足量的 重要元素 A.饱和NaOH溶液：有气体放出， Na2O2,用电火花引燃混合气体，充 恢复到室温后溶液的溶质质量分数不变 分反应后，固体增加了7.5g。则原混合气体 B.稀CuSO4溶液：有气体放出，有蓝色固体 中O2的质量分数是 () 析出先水后盐 氯 A54.5% B.40% C.Ca(HCO3)2溶液：有气体放出，无白色沉 C.36% 淀析出先酸后水 D.33.3% D.稀盐酸：有气体放出，无白色沉淀析出 解析2C0+O2 点燃2C02,2C02+ 解析将钠放入饱和NaOH溶液中，钠与水 2Na2O2一2Na2CO3+O2,二者相加得 反应，生成氢气和NaOH,溶质增多，溶剂减 C0+Na2O2→Na2CO3,则固体增加的质 少，恢复到室温后有NaOH固体析出，剩余 量等于C0的质量；2H十0，点燃2H,0, 溶液还是饱和NaOH溶液，溶质质量分数不 2H2O+2Na2O2一4NaOH+O2个，二者相 变，A正确；将钠放入稀CuSO4溶液中，钠先 加得H2十Na2O2→2NaOH,则固体增加 与水反应生成氢气和NaOH,NaOH再与 的质量等于H2的质量，所以固体增加的 CuSO4反应生成蓝色氢氧化铜沉淀，B正确； 7.5g就是原混合气体中C0与H2的质量 将钠放入Ca(HCO3)2溶液中，钠先与水反 和，原混合气体中02的质量为16.5g一 应生成氢气和NaOH,OH与HCO3反应 生成CO3,CO?与Ca2+生成CaCO3沉淀， 7.5g=9g,0,的质量分数为8号gX100%≈ 有白色沉淀析出，C错误；将钠放入稀盐酸 54.5%。故选A。 中，钠先与酸反应生成氢气，再与水反应，D 正确。故选C。 规律方法Na202与C02、H0的反应规律 当NaO2与CO2、H20反应时，关系 规律方法钠与盐溶液反应的分析方法 电子转移 式为2NazO2~O2~2e,N(e)= 第一步：钠与水反应生成NaOH和H2。 关系 N(Na2O2)=2N(O2) 第二步：看生成的NaOH能否与溶质发生反应。 ●031。 生成Na2CO3,CO2过量时生成NaHCO3。向 续表 溶液X中逐滴加入稀盐酸，若NaOH过量则 标准状况下，CO、水蒸气或二者的混合 先后发生反应①OH十H一HO、 气体通过足量NaO,时，气体体积的减 修第 ②COg+Ht—HCO5、③HCO5+H+ 气体体积 少量是原来气体体积的司，等于生成氧 CO2个+HO。若2a<b,说明NaOH完全反 册 变化关系 气的体积，即△V= 2V(原来气体)= 应且部分Na2CO3转化为NaHCO3,溶液X的 第 溶质为NaHCO3和NaCO3,A正确；若2a V(O) 章 b,说明NaOH过量，溶液X的溶质为Na2CO CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应 和NaOH,B正确；若b=3a,说明NaOH完全 水中 时，固体相当于吸收了“CO2中的 反应，且一半的Na2CO3转化为NaHCO3,故 CO”、“水蒸气中的H2”。Na2O2与 固体质量 得到溶液X的离子方程式为2CO2十 重 CO2反应固体增加的质量△m= 变化关系 3OH—CO号十HCO。+HO,C正确；若 素 m(C0)X28, 44NaO,与水幕气反应固 2b=3a,说明NaOH过量，溶液X的溶质为 体增加的质量△m=m水嘉气)X号 NaOH和Na2CO3,当V(盐酸)<aL时，发生 钠 反应①②，D错误。故选D。 氯 碳酸钠和碳酸氢钠 考点4侯氏制碱法 6年4考 考点3 的重要性质 5年25考 例4（河北卷节选）化工专家侯德榜 例3向100 mL NaOH溶液中通人 发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业 一定量的CO2,充分反应后得到溶 和国民经济发展作出了重要贡献。 液X,再向溶液X中逐滴加入稀盐 某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏 酸。产生CO2的体积与加入稀盐酸的体积 制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品 关系如图所示。下列判断错误的是( Na2CO3和NHCl。实验流程如图所示： ↑CO2)/L 饱 气体 浓 NaHCO a~b段，发生的反应 NaCI粉末 CO r品Na,CO 为HCO+H一CO2t+ 水 食盐水 H,0 水 母液NaC粉末 产品NHC a (盐酸)/L 回答下列问题： A.若2a<b,则溶液X的溶质为NaHCOg (1)从A~E中选择合适的装置制备 和Na2CO NaHCO3,正确的连接顺序是 (按气 B.若2a>b,则溶液X的溶质为Na2CO 流方向，用小写字母表示)。 和NaOH 饱和 C.若b=3a,则得到溶液X的离子方程式为 雾化装置 氨盐水 稀盐酸 2CO2+30H--CO+HCO3+H2O D.若2b=3a,当V(盐酸)<aL时，发生反应 CaCO: 的离子方程式为H++CO一HCO 颗粒 解析向NaOH溶液中通入CO2,CO2不足时 ●032e 接顺序为aefbcg。(2)生成NaHCO3的总反 应的化学方程式为CO2+NH3+NaCI+ 蹈 饱和食盐水 饱和NaHCO,溶液 NaOH溶液 H2O-NaHCO3￥+NH4Cl。(3)CO2与 C D E 足量Na2O2反应，固体增加的质量为CO2质 修第 (2)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为 量的器设周体NaHC0。的质量为，可列 册 第 (3)反应完成后，处理B中U形管内的混合 如下关系式： 章 物得到NaHCO,固体和滤液。充分加热 2NaHC0,~C0,Na,0,28C0, 44 海 NaHCO3固体，将产生的气体先通过足量浓 硫酸，再通过足量Na2O2,固体增重0.14g, 2×84 28 则固体NaHCO3的质量为 g 0.14g 解析(1)制备NaHCO,的过程为先制备 则2X84 重要元素 28 0,14g解得x=0.84g。 CO2,再除去杂质HCl,然后将纯净的CO2通 入饱和氨盐水中制得NaHCO3,最后用 答案(1)aefbcg (2)CO2+NH3+NaCl++ 钠和 NaOH溶液处理多余的CO2,所以装置的连 H2O=NaHCO3+NHCI (3)0.84 第二节 氯及其化合物5年2考 必备知识 知识点1氯气的性质 ® 1.物理性质 有毒 学以致用 颜色 状态 气味 密度 溶解性 沸点 若贮氯罐意外发生泄 露，人们应用浸有一定 刺激性 比空气 常温下1体积水可溶 较高（易 黄绿色 气体 浓度NaHCO3溶液的 气味 的大 解约2体积C2 液化) 毛巾捂住鼻子，在低洼 2.化学性质◆ 重难点 处等待救援。(X) (1)氯的原子结构示意图：氯原子 ◆生活应用 得e 的最外电子层上有7个电子，在化 +17288 常温下，铁与液氯不反 学反应中很容易得到1个电子，使 应，因此可以用钢瓶储 存运输液氯。 最外电子层达到8个电子的稳定结构。氯气是很活泼的非金 属单质，具有强氧化性。 ●033●