内容正文:
第4讲 钠及其化合物
【复习目标】
1.从原子结构角度认识金属钠的强还原性,掌握钠与氧气在不同条件下的反应产物,能正确书写有关方程式。
2.掌握钠与水反应产物,能正确书写其方程式。
3.掌握Na2O2与水的反应特点,并能正确书写有关方程式。
4.掌握Na2O2与CO2的反应特点,并能正确书写有关方程式。
5.掌握Na2O与Na2O2的性质及其异同点。
6.掌握碳酸钠、碳酸氢钠的性质和用途,并掌握Na2CO3、NaHCO3相互转化途径。
7.了解焰色试验现象及其用途。
8.了解钠及其化合物的研究思路
【教材追踪】
一、活泼的金属单质——钠
目标一:从原子结构角度认识金属钠的强还原性,掌握钠与氧气在不同条件下的反应产物,能正确书写有关方程式
任务1:元素的化学性质主要由最外层电子数决定,通过钠原子结构示意图,推测钠的化学性质及钠元素在自然界中的存在形式?
任务2:实验——用镊子取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油后,用刀切去一端的外皮,观察钠的光泽和颜色,并注意新切开的钠的表面所发生的变化。
(1)观察到的实验现象?
(2)钠的物理性质?
(3)钠保存在煤油中,说明了哪些问题?
(4)钠在空气中的变化,说明了什么?
任务3:实验——将一个干燥的坩埚加热,同时切取一块绿豆大的钠,迅速投到热坩埚中。继续加热坩埚片刻,待钠熔化后立即撤掉酒精灯,观察现象。【视频 示范实验-金属钠和氧气反应.mp4】
(1)观察到哪些现象?写出反应的化学方程式。
(2)钠与氧气在不同条件下反应产物对比
反应条件
常温
加热
实验步骤
产物
化学方程式
结论
目标二:掌握钠与水反应产物,能正确书写其方程式
任务1:
(1)从物质组成和氧化还原的角度分析预测一下,钠与水反应的产物可能是什么?并说明理由。
(2)实验——向烧杯中加入一定量的水,滴加几滴酚酞溶液,然后把一块绿豆大的钠放入水中。观察到哪些现象?写出反应方程式。【视频示范实验-金属钠和水的反应.mp4】
实验现象
分析
钠在水中的位置
钠的形状变化
钠的运动
反应的声音
溶液的颜色变化
化学方程式
离子方程式
(3)用双线桥标明钠与水反应方程式中的电子转移情况。
还原剂是 ,氧化剂是 ,反应的实质是钠与水电离出的H+反应。
任务2:将一块钠投入CuSO4溶液中,实验现象为钠立即熔为小球,并浮在水面四处游动,伴有嘶嘶的声响,同时溶液中有蓝色沉淀生成。请解释上述现象并写出有关化学方程式。
2、 钠的氧化物
目标一:掌握Na2O2与水的反应特点,并能正确书写有关方程式
任务1:趣味实验——“滴水生火”:用脱脂棉包住适量的过氧化钠(Na2O2)固体粉末,置于石棉网上,然后用胶头滴管向包有过氧化钠的位置滴加少量水,观察现象。该现象的产生能说明什么?
任务2:实验——向试管中加入1~2 g过氧化钠固体,再向其中滴加1~2 mL蒸馏水,立即将带火星的木条伸入试管中,用手轻轻触摸试管外壁,最后向溶液中滴入2滴酚酞溶液。【视频 实验-过氧化钠和水反应.mp4】
(1)该过程中产生的现象有哪些?写出相关反应方程式。
(2)从氧化还原反应的角度分析过氧化钠与水反应的氧化剂、还原剂分别是什么物质(用双线桥标明)。
目标二:掌握Na2O2与CO2的反应特点,并能正确书写有关方程式
任务1:趣味实验——“吹气生火”:用脱脂棉包住适量的过氧化钠(Na2O2)固体粉末,置于石棉网上,用长玻璃管向包有过氧化钠的位置吹气,观察现象。该现象的产生能说明什么?试着写出相关反应方程式?
任务2:从氧化还原反应的角度分析过氧化钠与二氧化碳反应的氧化剂、还原剂分别是什么物质(用双线桥标明)
目标三:掌握Na2O与Na2O2的性质及其异同点
任务1:根据氧化钙的性质,预测氧化钠可以发生的反应,并结合目标一、二的内完成氧化钠和过氧化钠的比较。
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
组成结构
类别
颜色状态
生成条件
氧元素价态
热稳定性
与H2O反应
与CO2反应
主要用途
转化
任务2:下图是钠及其部分化合物间的转化关系图,依据转化关系,写出写出Na、Na2O、Na2O2间转化的方程式。
三、碳酸钠和碳酸氢钠 焰色反应
目标一:掌握碳酸钠、碳酸氢钠的性质和用途,并掌握Na2CO3、NaHCO3相互转化途径
任务1:苏打(Na2CO3)和小苏打(NaHCO3)都是碱性食品添加剂,很多有经验的家庭主妇常常用它们来清洗带有油污的餐具,也有些人用来做食物中的添加,例如做馒头、炸油条、做包子等,它们的发酵力量让这些面食更为松软好吃,小苏打和苏打尽管只差了一个字,性质却有差别的。
实验——在两只试管中分别加入少量碳酸钠和碳酸氢钠固体(各约1 g),完成下列实验,并将实验现象和相应的结论填入下表中。【视频 实验-碳酸钠和碳酸氢钠的比较.mp4】
盐
Na2CO3
NaHCO3
(1)在两支试管中各加入1 g Na2CO3、NaHCO3,观察外观并进行描述
(2)向以上两支试管中分别滴入几滴水,振荡,观察现象;将温度计分别插入其中,温度计的示数有何变化
(3)继续向(2)的试管中分别加入5 mL水,用力振荡,有何现象
(4)分别向(3)所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液,有何现象
初步结论
任务2:阅读教材P37,实验探究Na2CO3、NaHCO3的热稳定性
【视频 实验-小苏打碳酸氢钠受热加热分解加热碳酸钠.mp4】
实验操作
实验现象
化学方程式及结论
石灰水中有气泡,澄清石灰水 ,受热试管管口处有水珠凝结
NaHCO3不稳定,受热容易分解,化学方程式为:
任务3:根据Na2CO3和盐酸可用“互滴法”鉴别及图像,思考下列问题:
①向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生的CO2的体积关系如图所示。OA、AB段各发生什么变化,写出相关方程式。
②向盐酸里逐滴加入Na2CO3溶液,消耗HCl的体积与产生的CO2的体积关系如图所示。根据图像信息反馈,为何与问题①中的现象不同,写出相关方程式。
目标二:了解焰色试验现象及其用途
任务1:阅读教材P38,为什么能利用焰色试验判断试样所含的金属元素?具体操作如何?
【能力进阶】
考点一 单质钠
1.钠的物理性质
银白色、有金属光泽的固体,质地柔软,熔点低(小于100 ℃),密度比水的小,比煤油的大。
2.钠的化学性质(强还原性)
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
O2
Cl2:2Na+Cl22NaCl。
(2)钠与水剧烈反应,反应的离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
3.钠的制取及保存
(1)制取:化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
(2)保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中。
4.钠的用途
(1)钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。
(2)用作电光源,制作高压钠灯。
(3)冶炼某些金属
金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用于制取某些金属,如4Na+TiCl44NaCl+Ti。
考点二 氧化钠和过氧化钠
1.氧化钠和过氧化钠的比较
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
颜色、状态
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
-2
-1
电子式
阴、阳离
子个数比
1∶2
1∶2
化
学
性
质
热稳
定性
不稳定(2Na2O+O22Na2O2)
稳定
与水
反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2
反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
与酸(盐
酸)反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
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
2.Na2O2的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质
(1)Na2O2表现强氧化性
Na2O2+SO2===Na2SO4;
Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH;
Na2O2+H2S===S↓+2NaOH;
Na2O2+品红溶液—→品红溶液褪色(填现象,下同);
Na2O2+酚酞溶液—→溶液先变红后褪色。
(2)Na2O2表现还原性
当遇KMnO4等强氧化剂时,Na2O2被氧化,其氧化产物为O2。
(3)Na2O2既表现氧化性又表现还原性
遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应,用单线桥标出其分别与CO2、H2O反应时电子转移的方向和数目: 。
考点三 碳酸钠和碳酸氢钠
考点四:焰色试验
1.检验碱金属元素的实验方法——焰色试验
(1)概念:某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色,属于物理变化,是元素的性质。
(2)重要碱金属元素的焰色:钠:黄色;钾:紫色(透过蓝色钴玻璃观察)。
(3)焰色试验的操作
考点五 钠及其重要化合物的转化关系
【跟进训练】
A卷
1.将适量钠投入下列溶液中,既能产生气体又能生成白色沉淀的是( )
A.硫酸铁溶液 B.稀硫酸 C.氯化镁溶液 D.氯化钠溶液
2.下列有关钠的存在形式、保存及取用方法的描述正确的是( )
A.钠在自然界中主要以化合态的形式存在,
少量以游离态的形式存在
B.钠通常密封保存在煤油或石蜡油中
C.实验室中可直接用手取用钠
D.实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中
3.下列关于氧化钠的说法不正确的是( )
A.淡黄色固体 B.能与水反应
C.能与盐酸反应 D.能与二氧化碳反应
4.焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色反应的观察两项操作如图所示:
下列叙述中不正确的是( )
A.每次实验中都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同为止,再蘸取被检验的物质
B.钾的焰色反应要透过蓝色钴玻璃观察
C.实验时最好选择本身颜色较深的火焰
D.没有铂丝可用光洁无锈铁丝代替
5.某同学将金属钠露置于空气中,观察到下列现象:银白色变灰暗变白色出现液滴白色晶体白色粉末,根据钠及其化合物的性质分析,下列说法正确的是( )
A.①发生了氧化还原反应
B.①钠表面变灰暗是因为生成了过氧化钠
C.③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液
D.④⑤只发生物理变化
6.下列实验装置或对实验的描述不正确的是( )
A.装置①生成的气体可以用燃着的火柴来检验
B.装置②可以比较和的热稳定性
C.装置③验证与水反应的热量变化
D.装置④可以较长时间看到白色沉淀
7.焰火使2022年冬奥会开幕式更加辉煌、浪漫,这与“焰色试验”的知识相关,下列有关焰色试验的说法正确的是( )
A.氯化钠在火焰上灼烧时使火焰呈黄色,是因为钠和氧气发生了反应
B.观察钾元素的火焰颜色时,蓝色钴玻璃的作用是滤去黄光,避免钠元素的干扰
C.试验中铂丝用硫酸清洗
D.用焰色试验可以鉴别KCl和
8.NaCl被称为“化学工业之母”。下列说法不正确的是( )
A.制钠:电解熔融的NaCl可制备金属Na
B.氯碱工业:电解饱和食盐水可获得、NaOH和
C.侯氏制碱:将、通入饱和食盐水中,析出碳酸钠晶体
D.海水晒盐过程主要发生物理变化
9.下列实验装置及操作均正确的是( )
A.图I中A盛放碳酸氢钠,B盛放碳酸钠,可对比二者的热稳定性
B.图II可用于从碳酸钠溶液中提取碳酸钠固体
C.图III为钠与水的反应现象探究实验的装置
D.图IV为实验室制备碳酸钠溶液的装置(NaHCO3溶液与NaOH溶液等体积、等浓度)
10.有关和的性质,以下叙述错误的是( )
A.等质量的和与足量盐酸反应,在相同条件下产生的体积大
B.同物质的量浓度的两种溶液,溶液的pH大于溶液
C.将石灰水加入溶液中不产生沉淀,加入溶液中产生白色沉淀
D.等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应,所耗盐酸的体积是的两倍
11.下列有关钠及其化合物的叙述错误的是( )
A.吸收产生,可用作呼吸面具的供氧剂
B.高压钠灯发出的黄光透雾能力强,可用于道路和广场照明
C.氢氧化钠具有强碱性,可用于制胃酸中和剂
D.钠长期暴露在空气中的最终产物是
12.
某小组的同学对放置已久的过氧化钠的成分进行探究,请回答下列问题:
(1)反应2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑的还原剂是________(写化学式);反应2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2中,每生成1 mol O2转移________mol电子。
(2)进行探究:
①提出假设。
假设1:全部是Na2O2
假设2:全部是Na2CO3
假设3:________________
②设计方案,进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。
限选实验试剂和仪器:蒸馏水、1 mol·L-1 H2SO4溶液、澄清石灰水、淀粉-KI溶液、酚酞溶液、火柴、试管、小烧杯、胶头滴管。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:取少量固体样品于试管中,滴加足量1 mol·L-1 H2SO4溶液,然后将内壁附有澄清石灰水的烧杯罩于试管口
若澄清石灰水未见浑浊,则假设1成立;
若澄清石灰水变浑浊,则______________________
步骤2:
步骤3:
13.按要求书写下列反应的离子方程式:
1.往澄清石灰水中通入少量二氧化碳,请写出此反应的离子方程式:__________ 。
2.锌粒投入稀H2SO4中,溶液里氢离子的量减少,锌离子的量增加,__________离子的量没有变化,反应的离子方程式是__________。
3.向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至中性,请写出发生反应的离子方程式:__________。
4.将过量的二氧化碳气体通入烧碱溶液中,然后将反应后的溶液分成二等份,分别加入与所得溶液溶质,等物质的量的硝酸、氢氧化钙溶液。请分别写出发生反应的离子方程式:
①__________。
②__________。
14.目前,世界上多采用电解熔融氯化钠的方法来生产金属钠:。已知A、B、C、D、E、F有如下转化关系:
(1)写出A、B生成NaCl的化学方程式:________________________________________。
(2)C与D反应的基本反应类型是:___________________________________。
(3)写出化学式:E_____________________,F_____________________。
(4)工业生产中常利用B与反应来制备漂白粉,漂白粉的主要成分是_______________________(写化学式)。
(5)若把A投入盛有D的溶液中,溶液中出现_______________(填沉淀颜色)沉淀,该过程所发生反应的化学方程式为________________________________________。
15.现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,用下图的实验装置测定Na2O2试样的纯度。(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6mol·L-1盐酸、6mol·L-1硫酸和蒸馏水)
回答下列问题:
1.实验前必须检查装置的气密性。仪器连接好后,在_____中加适量的水,关闭A中分液漏斗阀门后微热试管,若看到______________________________,说明装置气密性良好。
2.装置A中液体试剂选用盐酸而不是硫酸,理由是____________________________。
3.装置B的作用是_____________;装置C的作用是_____________;装置E中碱石灰的作用是_____________。
4.装置D中发生反应生成气体的化学方程式是__________________________。
5.若开始时测得样品的质量为2.0g,反应结束后测得气体体积为224mL(标准状况),则Na2O2试样的纯度为______。
B卷
1.进行实验时应重视实验安全,在完成“钠与水的反应”的探究实验中,不需要标注的图标是( )
A用电
B护目镜
C洗手
D锐器
A.A B.B C.C D.D
2.将投入到下列溶液中,溶液质量增加的是( )
①溶液
②溶液
③饱和溶液
④溶液
A.① B.② C.③ D.④
3.关于碳酸钠和碳酸氢钠的性质,下列叙述正确的是( )
A.向碳酸氢钠中加入少量水,伴有放热现象
B.等质量的两种固体与足量盐酸反应,碳酸氢钠产生的气体更多
C.碳酸钠固体加热分解,质量减少
D.可用澄清石灰水鉴别碳酸钠和碳酸氢钠
4.将绿豆大小的金属钠投入干燥的热坩埚中,继续加热,片刻钠熔化,然后立即撤掉酒精灯,观察到:钠剧烈燃烧,发出黄色火焰,得到一种淡黄色固体。下列说法不正确的是( )
A.用干燥的坩埚是为了避免钠与水反应
B.金属钠熔化说明其熔点低于坩埚
C.黄色火焰说明燃烧升温已使钠气化
D.得到淡黄色固体说明发生了物理变化
5.下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是( )
A.碱转化为酸式盐:
B.碱转化为两种盐:
C.过氧化物转化为碱:
D.盐转化为另一种盐:
6.下列各组物质中,因为反应物的用量或反应条件不同而发生不同化学反应的是( )
①Na与;②与;③与;④NaOH溶液与;⑤溶液与盐酸;⑥溶液与盐酸;⑦溶液与溶液
A.除①②⑤外 B.除②③⑥外 C.除③④⑦外 D.除②③⑦外
7.过碳酸钠外观为白色晶体,是无毒漂白剂和供氧剂,还有去污杀菌作用,工业上常用和化合制备:。下列说法错误的是( )
A.过碳酸钠具有强氧化性
B.生产过程中采用较低温度,目的是防止产品及反应物的分解
C.过碳酸钠和过氧化钠漂白原理相同
D.生产过程中遇酸、铁盐、铜盐等都对产率无影响
8.五彩缤纷的烟花表演为各种节日增添了许多喜庆的气氛。研究表明,焰火颜色的产生与烟花中含有钠、钾、钙、钡、铜、锶等金属元素有关。下列有关说法错误的是( )
A.进行金属元素的焰色试验时不发生化学变化
B.铂丝可用铁丝代替,实验过程中用稀硫酸清洗
C.NaCl与灼烧时火焰的颜色相同
D.钾及其化合物的焰色试验需要透过蓝色钴玻璃观察
9.下列判断正确的是( )
A.可用水和带火星的木条来确定某粉末中是否含有
B.可用来确定某粉末中是否含有
C.可利用在空气中加热的方法除去中的
D.中阴、阳离子个数比为1:2,中阴、阳离子个数比为1:1
10.下列有关和的叙述正确的是( )
A.热稳定性:<
B.澄清石灰水可用来鉴别和
C.在一定条件下,和之间可以相互转化
D.等质量的和分别与足量盐酸反应,放出的的质量一样多
11.将金属钠放入下列溶液的小烧杯中,既有气体放出,又有白色沉淀产生的有( )
①溶液;②稀溶液;③溶液;④饱和NaCl溶液;⑤饱和澄清石灰水;⑥溶液
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
12.金属钠在食品、生物医药、工业中都有重要应用。某小组同学探究金属钠的性质。
已知:的密度大于的密度。
(1)用小刀切开的金属钠暴露在空气中应即被氧气氧化,从原子结构的角度解释钠的化学性质非常活泼的原因是__________。
实验Ⅰ.将切好的金属钠放入如下装置中,其中A、B、C分别表示硬质玻璃管的三个位置,将如图装置倒置后迅速打开弹簧夹。
(2)钠与水剧烈反应,迅速熔化成闪光小球,且从钢针上脱离,在硬质玻璃管的__________(填字母)处不断游动,__________(补充实验现象)。
实验Ⅱ.为验证产生的气体,小组同学将产生的气体通入如图所示装置中,先通入一段时间气体后再进行加热,当黑色粉末完全变为红色粉末后停止加热,继续通入气体直至冷却,烧杯壁上出现小液滴。(实验装置气密性已检验)
(3)先通气体一段时间后再加热的原因是__________。
(4)用化学方程式解释“黑色粉末变红”的原因是__________。
(5)实验Ⅲ.将实验Ⅰ中加厚有酚酞的蒸馏水换为溶液,重复实验Ⅰ.
实验Ⅲ可能产生不同于实验Ⅰ的现象是__________,请用离子方程式解释原因__________。
13.按如图所示装置进行实验,回答下列问题(假设各装置中的反应均为完全反应)。
(1)D中的现象是_____;检验E处集气瓶内收集到的气体的方法是_____。
(2)A中发生反应的化学方程式为______。
(3)C中发生反应的化学方程式为_____。
(4)装置A试管内的有8.4 g,若反应生成的气体能全部通过后面的装置,则理论上装置C能增重_____g。
14.某化学研究小组在实验室中探究金属钠及其化合物的性质。
(1)某同学夹取一块钠,用滤纸吸干表面后再切一小块放在如图所示装置上做钠的燃烧实验,反应的化学方程式为_________。
(2)该小组同学将产生的固体投入水中,反应停止后,同学们观察到烧杯内有少许黑色固体物质,经检测为碳。某同学分析碳可能是加热过程中钠与反应产生的,为此设计如图所示装置进行验证。先取一块纯净的钠放入干燥的E管中,然后打开A的活塞,反应一段时间后,点燃酒精灯。观察到钠剧烈燃烧,产生大量白烟,同时有黑色物质生成,冷却后有白色固体附着在管壁上。
①C中所盛试剂为饱和溶液,作用是_____。D中所盛试剂为_____(填名称),若缺少D,可能产生的影响是_____(用化学方程式表示)。
②B中反应一段时间后,再点燃酒精灯的目的是_____。
③E中反应生成碳单质的化学方程式为_____。
15.在课堂上,老师演示了金属钠与溶液的反应,同学们观察到该反应中生成了蓝色的沉淀而没有发现铜单质生成。但某同学想:会不会因生成的铜较少被蓝色沉淀所覆盖而没有被发现呢?于是他想课后到实验室继续探究,希望进一步用实验来验证自己的猜测是否正确。
假如该同学是你,请你写一张实验准备单交给老师,请求老师提供必需的用品。
(1)实验探究目的:__________。
(2)探究所依据的化学原理:__________。
(3)实验必需仪器:小刀、玻璃片、滤纸、漏斗、玻璃棒、铁架台、__________和__________;实验药品:金属钠、__________和__________。该同学在探究实验中意外地发现生成的蓝色沉淀中混有少量的黑色难溶物,而所使用的药品均没有问题,你认为该黑色难溶物是__________,生成该黑色难溶物的原因是__________。
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第4讲 钠及其化合物
【复习目标】
1.从原子结构角度认识金属钠的强还原性,掌握钠与氧气在不同条件下的反应产物,能正确书写有关方程式。
2.掌握钠与水反应产物,能正确书写其方程式。
3.掌握Na2O2与水的反应特点,并能正确书写有关方程式。
4.掌握Na2O2与CO2的反应特点,并能正确书写有关方程式。
5.掌握Na2O与Na2O2的性质及其异同点。
6.掌握碳酸钠、碳酸氢钠的性质和用途,并掌握Na2CO3、NaHCO3相互转化途径。
7.了解焰色试验现象及其用途。
8.了解钠及其化合物的研究思路
【教材追踪】
一、活泼的金属单质——钠
目标一:从原子结构角度认识金属钠的强还原性,掌握钠与氧气在不同条件下的反应产物,能正确书写有关方程式
任务1:元素的化学性质主要由最外层电子数决定,通过钠原子结构示意图,推测钠的化学性质及钠元素在自然界中的存在形式?
【参考答案】钠原子最外电子层上只有1个电子,在化学反应中该电子很容易失去,因此,钠的化学性质非常活泼,表现出很强的还原性。在自然界中,钠元素都是以化合物的形式存在。
任务2:实验——用镊子取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油后,用刀切去一端的外皮,观察钠的光泽和颜色,并注意新切开的钠的表面所发生的变化。
(1)观察到的实验现象?
【参考答案】现象:金属钠为固体,保存在煤油中,用小刀可以切开,表面有银白色金属光泽,新切开的钠的光亮的表面很快变暗。
(2)钠的物理性质?
【参考答案】钠的物理性质:银白色有金属光泽的固体,硬度较小。
(3)钠保存在煤油中,说明了哪些问题?
【参考答案】钠在空气中可能会发生化学反应,钠的密度比煤油大等。
(4)钠在空气中的变化,说明了什么?
【参考答案】新切开的钠的光亮的表面很快变暗,说明钠非常活泼,常温下易与氧气发生反应,化学方程式为 4Na+O2=2Na2O。
任务3:实验——将一个干燥的坩埚加热,同时切取一块绿豆大的钠,迅速投到热坩埚中。继续加热坩埚片刻,待钠熔化后立即撤掉酒精灯,观察现象。【视频 示范实验-金属钠和氧气反应.mp4】
(1)观察到哪些现象?写出反应的化学方程式。
【参考答案】钠先熔化再燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体。反应的化学方程式为:2Na + O2 Na2O2(过氧化钠)
(2)钠与氧气在不同条件下反应产物对比
反应条件
常温
加热
实验步骤
产物
氧化钠Na2O(白色固体,氧为-2价)
过氧化钠Na2O2(淡黄色固体,氧为-1价)
化学方程式
4Na+O2===2Na2O
2Na+O2Na2O2
结论
Na与O2反应时,条件不同,产物不同。
目标二:掌握钠与水反应产物,能正确书写其方程式
任务1:
(1)从物质组成和氧化还原的角度分析预测一下,钠与水反应的产物可能是什么?并说明理由。
【参考答案】钠在反应中会失电子转化为钠离子,由于水中氧元素呈现的-2价是其最低价,所以只能是+1价的氢得电子化合价降低,所以生成物应该有氢气。另外的生成物一定有钠元素和氧元素,因为氧化钠会与水反应,所以只能认为是氢氧化钠。
(2)实验——向烧杯中加入一定量的水,滴加几滴酚酞溶液,然后把一块绿豆大的钠放入水中。观察到哪些现象?写出反应方程式。【视频示范实验-金属钠和水的反应.mp4】
实验现象
分析
钠在水中的位置
浮于水面上
钠的密度比水小
钠的形状变化
熔成一个小球
反应放热,钠的熔点低
钠的运动
四处游动
生成气体
反应的声音
发出“嘶嘶”响声
反应放热,使水蒸发
溶液的颜色变化
溶液变为红色
生成碱性物质
化学方程式
2Na+2H2O2NaOH+H2↑
离子方程式
2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑
(3)用双线桥标明钠与水反应方程式中的电子转移情况。
还原剂是 钠 ,氧化剂是 水 ,反应的实质是钠与水电离出的H+反应。
任务2:将一块钠投入CuSO4溶液中,实验现象为钠立即熔为小球,并浮在水面四处游动,伴有嘶嘶的声响,同时溶液中有蓝色沉淀生成。请解释上述现象并写出有关化学方程式。【视频 钠与硫酸铜溶液反应的视频】
【参考答案】该情况下,钠会先与水反应,生成的NaOH再跟CuSO4反应,反应的化学方程式为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4;总反应方程式为2Na+CuSO4+2H2O===Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。
2、 钠的氧化物
目标一:掌握Na2O2与水的反应特点,并能正确书写有关方程式
任务1:趣味实验——“滴水生火”:用脱脂棉包住适量的过氧化钠(Na2O2)固体粉末,置于石棉网上,然后用胶头滴管向包有过氧化钠的位置滴加少量水,观察现象。该现象的产生能说明什么?
【参考答案】脱脂棉燃烧起来,说明过氧化钠与水反应并放出热量,且可能有助燃剂O2生成。
任务2:实验——向试管中加入1~2 g过氧化钠固体,再向其中滴加1~2 mL蒸馏水,立即将带火星的木条伸入试管中,用手轻轻触摸试管外壁,最后向溶液中滴入2滴酚酞溶液。【视频 实验-过氧化钠和水反应.mp4】
(1)该过程中产生的现象有哪些?写出相关反应方程式。
【参考答案】试管内有气泡产生,带火星的木条复燃,用手轻轻触摸试管外壁,感觉到温度升高,试管内溶液变红。
化学方程式:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(2)从氧化还原反应的角度分析过氧化钠与水反应的氧化剂、还原剂分别是什么物质(用双线桥标明)。
【参考答案】反应的双线桥可表示为;反应中氧化剂是Na2O2,还原剂是Na2O2。反应转移电子数为2e-。
目标二:掌握Na2O2与CO2的反应特点,并能正确书写有关方程式
任务1:趣味实验——“吹气生火”:用脱脂棉包住适量的过氧化钠(Na2O2)固体粉末,置于石棉网上,用长玻璃管向包有过氧化钠的位置吹气,观察现象。该现象的产生能说明什么?试着写出相关反应方程式?
【参考答案】脱脂棉燃烧起来,说明过氧化钠与CO2反应并放出热量,且可能有助燃剂O2生成。
反应方程式2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
任务2:从氧化还原反应的角度分析过氧化钠与二氧化碳反应的氧化剂、还原剂分别是什么物质(用双线桥标明)
【参考答案】
反应的双线桥可表示为,反应中氧化剂是Na2O2,还原剂是Na2O2。,反应转移电子数为2e-。
目标三:掌握Na2O与Na2O2的性质及其异同点
任务1:根据氧化钙的性质,预测氧化钠可以发生的反应,并结合目标一、二的内完成氧化钠和过氧化钠的比较。
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
组成结构
由Na+与O2-构成,=2
由Na+与O构成,=2
类别
碱性氧化物
过氧化物
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
生成条件
Na与O2常温下反应
Na与O2在点燃或加热条件下反应
氧元素价态
-1
-2
热稳定性
不稳定,易转化为Na2O2
较稳定
与H2O反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2=== 2Na2CO3+O2
主要用途
用于制取Na2CO3
强氧化剂、漂白剂、供氧剂
转化
2Na2O+O22Na2O2
任务2:下图是钠及其部分化合物间的转化关系图,依据转化关系,写出写出Na、Na2O、Na2O2间转化的方程式。
【参考答案】
4Na+O2===2Na2O
2Na+O2Na2O2
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2Na2O+O22Na2O2
Na2O+H2O===2NaOH
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2=== 2Na2CO3+O2
三、碳酸钠和碳酸氢钠 焰色反应
目标一:掌握碳酸钠、碳酸氢钠的性质和用途,并掌握Na2CO3、NaHCO3相互转化途径
任务1:苏打(Na2CO3)和小苏打(NaHCO3)都是碱性食品添加剂,很多有经验的家庭主妇常常用它们来清洗带有油污的餐具,也有些人用来做食物中的添加,例如做馒头、炸油条、做包子等,它们的发酵力量让这些面食更为松软好吃,小苏打和苏打尽管只差了一个字,性质却有差别的。
实验——在两只试管中分别加入少量碳酸钠和碳酸氢钠固体(各约1 g),完成下列实验,并将实验现象和相应的结论填入下表中。【视频 实验-碳酸钠和碳酸氢钠的比较.mp4】
盐
Na2CO3
NaHCO3
(1)在两支试管中各加入1 g Na2CO3、NaHCO3,观察外观并进行描述
白色粉末
细小的白色晶体
(2)向以上两支试管中分别滴入几滴水,振荡,观察现象;将温度计分别插入其中,温度计的示数有何变化
碳酸钠结块变成晶体,温度计读数升高
碳酸氢钠少部分溶解,温度计读数降低
(3)继续向(2)的试管中分别加入5 mL水,用力振荡,有何现象
碳酸钠溶解
碳酸氢钠部分溶解
(4)分别向(3)所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液,有何现象
溶液变红色且颜色较深
溶液变红色且溶液颜色稍浅
初步结论
加少量水,结块变晶体,并放热,溶液显碱性,比NaHCO3的溶解度大
加少量水溶解吸热,溶液呈碱性,比Na2CO3的弱
任务2:阅读教材P37,实验探究Na2CO3、NaHCO3的热稳定性
【视频 实验-小苏打碳酸氢钠受热加热分解加热碳酸钠.mp4】
实验操作
实验现象
化学方程式及结论
刚加热时,石灰水中有气泡,之后无气泡,澄清石灰水无明显变化
Na2CO3很稳定,受热不易发生分解。
石灰水中有气泡,澄清石灰水变浑浊,受热试管管口处有水珠凝结
NaHCO3不稳定,受热容易分解,化学方程式为:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
任务3:根据Na2CO3和盐酸可用“互滴法”鉴别及图像,思考下列问题:
①向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生的CO2的体积关系如图所示。OA、AB段各发生什么变化,写出相关方程式。
【参考答案】OA段:Na2CO3 过量,盐酸不足生成NaHCO3,无气体产生。方程式:Na2CO3 + HCl==NaCl + NaHCO3
AB段:盐酸逐渐增加,生成的NaHCO3 与盐酸反应,生成其他。方程式:NaHCO3 + HCl == NaCl + H2O +CO2↑
②向盐酸里逐滴加入Na2CO3溶液,消耗HCl的体积与产生的CO2的体积关系如图所示。根据图像信息反馈,为何与问题①中的现象不同,写出相关方程式。
【参考答案】盐酸中加Na2CO3,相当于盐酸足量,能满足Na2CO3 生成二氧化碳的需要,所以向盐酸中加Na2CO3 立即会有气体生成。方程式:Na2CO3 + 2HCl == 2NaCl + H2O + CO2↑
目标二:了解焰色试验现象及其用途
任务1:阅读教材P38,为什么能利用焰色试验判断试样所含的金属元素?具体操作如何?
【参考答案】
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色,由此可判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
具体操作步骤:
【能力进阶】
考点一 单质钠
1.钠的物理性质
银白色、有金属光泽的固体,质地柔软,熔点低(小于100 ℃),密度比水的小,比煤油的大。
2.钠的化学性质(强还原性)
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
O2
Cl2:2Na+Cl22NaCl。
(2)钠与水剧烈反应,反应的离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
3.钠的制取及保存
(1)制取:化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
(2)保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中。
4.钠的用途
(1)钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。
(2)用作电光源,制作高压钠灯。
(3)冶炼某些金属
金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用于制取某些金属,如4Na+TiCl44NaCl+Ti。
考点二 氧化钠和过氧化钠
1.氧化钠和过氧化钠的比较
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
颜色、状态
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
-2
-1
电子式
阴、阳离
子个数比
1∶2
1∶2
化
学
性
质
热稳
定性
不稳定(2Na2O+O22Na2O2)
稳定
与水
反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2
反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
与酸(盐
酸)反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
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
2.Na2O2的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质
(1)Na2O2表现强氧化性
Na2O2+SO2===Na2SO4;
Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH;
Na2O2+H2S===S↓+2NaOH;
Na2O2+品红溶液—→品红溶液褪色(填现象,下同);
Na2O2+酚酞溶液—→溶液先变红后褪色。
(2)Na2O2表现还原性
当遇KMnO4等强氧化剂时,Na2O2被氧化,其氧化产物为O2。
(3)Na2O2既表现氧化性又表现还原性
遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应,用单线桥标出其分别与CO2、H2O反应时电子转移的方向和数目: 。
答案
考点三 碳酸钠和碳酸氢钠
考点四:焰色试验
1.检验碱金属元素的实验方法——焰色试验
(1)概念:某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色,属于物理变化,是元素的性质。
(2)重要碱金属元素的焰色:钠:黄色;钾:紫色(透过蓝色钴玻璃观察)。
(3)焰色试验的操作
考点五 钠及其重要化合物的转化关系
【跟进训练】
A卷
1.将适量钠投入下列溶液中,既能产生气体又能生成白色沉淀的是( )
A.硫酸铁溶液 B.稀硫酸 C.氯化镁溶液 D.氯化钠溶液
1.答案:C
解析:钠投入硫酸铁溶液中,钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和硫酸铁反应生成氢氧化铁红褐色沉淀,A项不符合题意;钠投入稀硫酸中,钠与硫酸反应生成硫酸钠和,B项不符合题意;钠投入氯化镁溶液中,钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁白色沉淀,C项符合题意;钠投入氯化钠溶液中,钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,D项不符合题意。
2.下列有关钠的存在形式、保存及取用方法的描述正确的是( )
A.钠在自然界中主要以化合态的形式存在,
少量以游离态的形式存在
B.钠通常密封保存在煤油或石蜡油中
C.实验室中可直接用手取用钠
D.实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中
2.答案:B
解析:A(×)钠原子的最外电子层上只有1个电子,该电子在化学反应中很容易失去,钠的化学性质非常活泼,在自然界中都以化合态的形式存在。
B(√)钠容易与空气中的反应,但不与煤油或石蜡油反应,且密度比煤油或石蜡油的大,故钠通常密封保存在煤油或石蜡油中。
C(×)金属钠有很强的腐蚀性,实验室中需用镊子取用钠。
D(×)取用后剩余的钠必须放回原试剂瓶中。
3.下列关于氧化钠的说法不正确的是( )
A.淡黄色固体 B.能与水反应
C.能与盐酸反应 D.能与二氧化碳反应
3.答案:A
解析:A.氧化钠为白色固体,故A错误;
B.氧化钠能与水反应生成NaOH,故B正确;
C.氧化钠为碱性氧化物,能与盐酸反应生成NaCl和水,故C正确;
D.氧化钠能与二氧化碳生成碳酸钠,故D正确;
故选:A。
4.焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色反应的观察两项操作如图所示:
下列叙述中不正确的是( )
A.每次实验中都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同为止,再蘸取被检验的物质
B.钾的焰色反应要透过蓝色钴玻璃观察
C.实验时最好选择本身颜色较深的火焰
D.没有铂丝可用光洁无锈铁丝代替
4.答案:C
解析:A.为防止其它离子干扰,每次实验中都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同为止,再蘸取被检验的物质,故A正确;
B.钾的焰色反应要透过蓝色钴玻璃观察,以排除钠离子的干扰,故B正确;
C.为了能够更加突出被检验试剂的颜色,选用本身颜色较浅的火焰,最大限度地减少火焰本身颜色的干扰,故C错误;
D.铁的焰色几乎为无色,对其它元素的焰色无影响,故可用铁丝进行焰色反应,故D正确;
选C。
5.某同学将金属钠露置于空气中,观察到下列现象:银白色变灰暗变白色出现液滴白色晶体白色粉末,根据钠及其化合物的性质分析,下列说法正确的是( )
A.①发生了氧化还原反应
B.①钠表面变灰暗是因为生成了过氧化钠
C.③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液
D.④⑤只发生物理变化
5.答案:A
解析:A.Na的性质活泼,易与空气中氧气反应生成,所以A选项是正确的;
B.①变灰暗色是因为生成了氧化钠,故B错误;
C.③是氢氧化钠潮解,吸收水蒸气形成氢氧化钠溶液,故C错误;
D.④是二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠晶体,⑤发生晶体的风化,生成碳酸钠固体,都为化学变化,故D错误。所以A选项是正确的。
6.下列实验装置或对实验的描述不正确的是( )
A.装置①生成的气体可以用燃着的火柴来检验
B.装置②可以比较和的热稳定性
C.装置③验证与水反应的热量变化
D.装置④可以较长时间看到白色沉淀
6.答案:B
解析:A.铁与水蒸气在高温下生成四氧化三铁和氢气,氢气在肥皂泡中分散分布,点燃不会发生危险,且氢气点燃火焰呈淡蓝色,因此装置①生成的气体可以用燃着的火柴来检验,故A正确;
B.比较和的热稳定性时,应将置于内部的小试管中,不能直接加热,故B错误;
C.与水反应放热,瓶内气体受热膨胀,图中c处液面低、d处液面高可证明,故C正确;
D.先滴加稀硫酸与铁粉反应生成氢气,排出装置内的空气,再把吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管伸入液面下滴加,氢氧化钠与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁,该装置能较长时间看到白色沉淀,故D正确;
故选B。
7.焰火使2022年冬奥会开幕式更加辉煌、浪漫,这与“焰色试验”的知识相关,下列有关焰色试验的说法正确的是( )
A.氯化钠在火焰上灼烧时使火焰呈黄色,是因为钠和氧气发生了反应
B.观察钾元素的火焰颜色时,蓝色钴玻璃的作用是滤去黄光,避免钠元素的干扰
C.试验中铂丝用硫酸清洗
D.用焰色试验可以鉴别KCl和
7.答案:B
解析:焰色试验是原子核外电子发生跃迁过程中释放能量产生的现象,与化学反应无关,A项错误;观察钾元素的焰色时需要透过蓝色钴玻璃,这样可以滤去钠元素的黄光,避免钠元素的焰色干扰钾元素的焰色(紫色),B项正确;焰色试验中应用稀盐酸清洗铂丝,不能用硫酸,C项错误;含相同金属元素的物质焰色试验的现象相同,因此不能用焰色试验鉴别两种钾盐,D项错误。
8.NaCl被称为“化学工业之母”。下列说法不正确的是( )
A.制钠:电解熔融的NaCl可制备金属Na
B.氯碱工业:电解饱和食盐水可获得、NaOH和
C.侯氏制碱:将、通入饱和食盐水中,析出碳酸钠晶体
D.海水晒盐过程主要发生物理变化
8.答案:C
解析:A.钠是活泼金属,“制钠”时电解熔融的氯化钠,得到钠,同时生成氯气,故A正确;
B.“氯碱工业”是指电解饱和食盐水,可获得、NaOH和,故B正确;
C.“侯氏制碱”:将二氧化碳通入氨化的氯化钠饱和溶液中,析出碳酸氢钠,故C错误;
D.“海水晒盐”过程主要是把水蒸发掉,主要发生物理变化,故D正确;
故选C。
9.下列实验装置及操作均正确的是( )
A.图I中A盛放碳酸氢钠,B盛放碳酸钠,可对比二者的热稳定性
B.图II可用于从碳酸钠溶液中提取碳酸钠固体
C.图III为钠与水的反应现象探究实验的装置
D.图IV为实验室制备碳酸钠溶液的装置(NaHCO3溶液与NaOH溶液等体积、等浓度)
9.答案:D
解析:应该是NaHCO3放在小试管B中,N2CO3;放在大试管A中,试管A直接加热,温度较高,试管B间接加热,痕度较低,如果温度较高的不分解,而温度较低的物质分解,可判断稳定性强弱,A错误;从碳酸钠溶液中提取碳酸钠固体应该用蒸发皿,B错误;烧杯中盛水量不能超过烧杯容积的一半,否则容易发生危险,C错误;Na2HCO3溶液与NaOH溶液等体积,等浓度混合,恰好生成碳酸钠和水;NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O,D正确
10.有关和的性质,以下叙述错误的是( )
A.等质量的和与足量盐酸反应,在相同条件下产生的体积大
B.同物质的量浓度的两种溶液,溶液的pH大于溶液
C.将石灰水加入溶液中不产生沉淀,加入溶液中产生白色沉淀
D.等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应,所耗盐酸的体积是的两倍
10.答案:C
解析:略
11.下列有关钠及其化合物的叙述错误的是( )
A.吸收产生,可用作呼吸面具的供氧剂
B.高压钠灯发出的黄光透雾能力强,可用于道路和广场照明
C.氢氧化钠具有强碱性,可用于制胃酸中和剂
D.钠长期暴露在空气中的最终产物是
11.答案:C
解析:本题考查钠及其化合物的性质与用途。与反应产生,所以可用作呼吸面具供氧剂,A正确;钠的焰色反应为黄色,高压钠灯发出的黄光波长较长,透雾能力强,可用于道路和广场照明,B正确;氢氧化钠具有腐蚀性,不能用于中和胃酸,一般用氢氧化铝、碳酸镁、碳酸氢钠等中和胃酸,C错误;钠暴露在空气中与氧气反应生成氧化钠,氧化钠与空气中的水蒸气反应生成氢氧化钠,氢氧化钠潮解得到氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液吸收二氧化碳生成碳酸钠晶体,碳酸钠晶体风化得到碳酸钠,D正确。
12.
某小组的同学对放置已久的过氧化钠的成分进行探究,请回答下列问题:
(1)反应2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑的还原剂是________(写化学式);反应2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2中,每生成1 mol O2转移________mol电子。
(2)进行探究:
①提出假设。
假设1:全部是Na2O2
假设2:全部是Na2CO3
假设3:________________
②设计方案,进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。
限选实验试剂和仪器:蒸馏水、1 mol·L-1 H2SO4溶液、澄清石灰水、淀粉-KI溶液、酚酞溶液、火柴、试管、小烧杯、胶头滴管。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:取少量固体样品于试管中,滴加足量1 mol·L-1 H2SO4溶液,然后将内壁附有澄清石灰水的烧杯罩于试管口
若澄清石灰水未见浑浊,则假设1成立;
若澄清石灰水变浑浊,则______________________
步骤2:
步骤3:
答案 (1)Na2O2 2
(2)①Na2O2与Na2CO3的混合物
②假设2或假设3成立 步骤2:另取少量固体样品于试管中,滴加适量蒸馏水,将带火星的火柴放在试管口 若带火星的火柴复燃,则假设3成立;若带火星的火柴不复燃,则假设2成立
解析 (1)Na2O2与H2O反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂;Na2O2与CO2反应时,每生成1 mol O2转移2 mol电子。(2)Na2O2在空气中与CO2和H2O反应分别生成Na2CO3、NaOH,NaOH在空气中与CO2反应最终也生成Na2CO3,所以不可能有NaOH,故有三种假设情况。
12.答案:1.过氧化钠;2; 2.①Na2O2与Na2CO3的混合物
实验步骤
预期现象和结论
假设2或假设3成立(或假设1不成立)
步骤2:另取少量固体于试管中加适量蒸馏水,再滴入酚酞溶液(或用带火星的火柴伸入试管口)
若滴入酚酞溶液后先变红后褪色(或带火星的火柴复燃), 则假设3成立;若红色不褪去(或带火星的火柴不复燃),则假设2成立
解析:1.Na2O2与H2O反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂;1mol Na2O2转移1mol电子。
2.样品中不可能有NaOH,因为在空气中即使吸水有NaOH生产,但时间长了也与CO2反应生成了Na2CO3,故假设3是Na2O2与Na2CO3的混合物,然后根据Na2O2与Na2CO3性质上的差异设计实验,进行验证。
13.按要求书写下列反应的离子方程式:
1.往澄清石灰水中通入少量二氧化碳,请写出此反应的离子方程式:__________ 。
2.锌粒投入稀H2SO4中,溶液里氢离子的量减少,锌离子的量增加,__________离子的量没有变化,反应的离子方程式是__________。
3.向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至中性,请写出发生反应的离子方程式:__________。
4.将过量的二氧化碳气体通入烧碱溶液中,然后将反应后的溶液分成二等份,分别加入与所得溶液溶质,等物质的量的硝酸、氢氧化钙溶液。请分别写出发生反应的离子方程式:
①__________。
②__________。
13.答案:1.CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O
2.SO42- ;Zn+2H+=Zn2++H2↑。
3.2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
4.①HCO3-+H+=CO2↑+2H2O
②HCO3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
解析:1.Ca(OH)2为强电解质,澄清石灰水为溶液,Ca(OH)2拆成离子,与少量CO2反应生成CaCO3沉淀和H2O,离子方程式为:CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O。
2.Zn与稀硫酸反应,SO42-没有参与反应,所以SO42-的量没有变化;Zn与稀硫酸反应的离子方程式为:Zn+2H+=Zn2++H2↑。
3.向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至中性,H+与OH-恰好完全反应,则离子方程式为:2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O。
4.过量的二氧化碳气体通入烧碱溶液中,过量的CO2与NaOH反应生成NaHCO3。①等物质的量的硝酸与NaHCO3反应生成NaNO3、CO2、H2O,离子方程式为:HCO3-+H+=CO2↑+2H2O;等物质的量的Ca(OH)2与NaHCO3反应生成CaCO3沉淀、NaOH和H2O,离子方程式为:HCO3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O。
考查离子方程式的书写书写离子方程式应注意反应物过量和少量的问题:
(1)CO2(或SO2、H2S)参与的离子反应,CO2(SO2、H2S)少量时生成正盐,过量或足量时生成酸式盐。
(2)酸式盐与碱反应,书写时可采用设“1”法,即将少量物质的量定为1 mol,其他反应物的离子根据需要确定物质的量。
(3)FeBr2(还原性Fe2+>Br-)、FeI2(还原性I->Fe2+)通入Cl2,Cl2不足时对于FeBr2氧化Fe2+,对于FeI2氧化I-等。
(4)Fe与HNO3的反应,Fe少量生成Fe3+,Fe过量生成Fe2+。
14.目前,世界上多采用电解熔融氯化钠的方法来生产金属钠:。已知A、B、C、D、E、F有如下转化关系:
(1)写出A、B生成NaCl的化学方程式:________________________________________。
(2)C与D反应的基本反应类型是:___________________________________。
(3)写出化学式:E_____________________,F_____________________。
(4)工业生产中常利用B与反应来制备漂白粉,漂白粉的主要成分是_______________________(写化学式)。
(5)若把A投入盛有D的溶液中,溶液中出现_______________(填沉淀颜色)沉淀,该过程所发生反应的化学方程式为________________________________________。
14.答案:(1)
(2)复分解反应
(3);
(4)
(5)红褐色;、
解析:(1)熔融NaCl通电后生成和Na,结合框图中B与Fe反应可确定B为,则A为Na,Na在氯气中燃烧生成NaCl
(2)C为NaOH,D为,与NaOH反应生成NaCl和,该反应为复分解反应。
(3)NaOH与反应可生成或,与反应生成和,而E与F反应可生成NaCl,故E、F分别为和。
(4)与反应生成和,漂白粉的主要成分为。
(5)钠投入到溶液中,Na先与水反应,生成的NaOH再与反应。
15.现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,用下图的实验装置测定Na2O2试样的纯度。(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6mol·L-1盐酸、6mol·L-1硫酸和蒸馏水)
回答下列问题:
1.实验前必须检查装置的气密性。仪器连接好后,在_____中加适量的水,关闭A中分液漏斗阀门后微热试管,若看到______________________________,说明装置气密性良好。
2.装置A中液体试剂选用盐酸而不是硫酸,理由是____________________________。
3.装置B的作用是_____________;装置C的作用是_____________;装置E中碱石灰的作用是_____________。
4.装置D中发生反应生成气体的化学方程式是__________________________。
5.若开始时测得样品的质量为2.0g,反应结束后测得气体体积为224mL(标准状况),则Na2O2试样的纯度为______。
15.答案:1.F;F中长导管内水面上升,停止加热后水面下降;
2.硫酸与CaCO3固体反应生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在CaCO3固体表面,使反应不能持续进行。
3.除去气体中的HCl;干燥气体;吸收装置D中反应剩余的CO2;
4.2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
5.78%
解析:1.检查装置的气密性,应在装置连接好之后关闭活塞或加水封闭装置中的空气,然后采用加热法使装置内气体压强增大,通过排出气体或形成液柱判断。
2.实验室中用CaCO3与盐酸反应制取CO2,而不用H2SO4,原因是H2SO4与CaCO3反应生成的CaSO4溶解度较小,会覆盖在CaCO3固体表面,阻止反应的继续进行。
3.装置B、C为净化CO2的装置,E为吸收未反应的CO2的装置,因该实验通过测定生成O2的体积计算Na2O2的纯度,故需将O2中的杂质气体除去。
5.根据反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2中Na2O2与O2的关系,可由生成O2的量计算样品中Na2O2的质量及纯度:,n(Na2O2)=0.01mol×2=0.02mol, 。
B卷
1.进行实验时应重视实验安全,在完成“钠与水的反应”的探究实验中,不需要标注的图标是( )
A用电
B护目镜
C洗手
D锐器
A.A B.B C.C D.D
1.答案:A
解析:A.此实验不需要接电源,故A错误:
B.钠与水反应生成氢气和氢氧化钠反应剧烈,在进行实验时为保证安全,应提醒学生戴好护目镜需要标注,故B正确;
C.实验结束时需要提醒学生注意洗手,需要标注,故C正确;
D.切割钠时需要用到小刀等锐器,需要提醒学生注意锐器,故D正确;
故选:A。
2.将投入到下列溶液中,溶液质量增加的是( )
①溶液
②溶液
③饱和溶液
④溶液
A.① B.② C.③ D.④
2.答案:D
解析:A.Na先和水反应,生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠在和反应,生成氢氧化镁沉淀,,溶液质量减少,故A错误;B.Na先和水反应,生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠在和反应,生成氢氧化铁沉淀,,溶液质量减少,故B错误;C.钠与饱和氢氧化钠溶液反应的实质是钠与水的反应,钠和水的反应方程式为:,由于是饱和溶液,溶剂减少,会析出氢氧化钠溶质,溶液质量减少,故C错误;D.Na和反应,生成硫酸钠和水,反应方程式为:,溶液质量增加,故D正确;答案选D。
3.关于碳酸钠和碳酸氢钠的性质,下列叙述正确的是( )
A.向碳酸氢钠中加入少量水,伴有放热现象
B.等质量的两种固体与足量盐酸反应,碳酸氢钠产生的气体更多
C.碳酸钠固体加热分解,质量减少
D.可用澄清石灰水鉴别碳酸钠和碳酸氢钠
3.答案:B
解析:A.碳酸氢钠溶于水时吸热或无明显放热现象,而碳酸钠溶解会放热,A错误;
B.等质量时,碳酸氢钠的物质的量更大(摩尔质量更小),与足量盐酸反应生成更多,B正确;
C.碳酸钠加热不分解,碳酸氢钠加热才分解,C错误;
D.澄清石灰水与两者均生成碳酸钙沉淀,无法鉴别,D错误;
故选B。
4.将绿豆大小的金属钠投入干燥的热坩埚中,继续加热,片刻钠熔化,然后立即撤掉酒精灯,观察到:钠剧烈燃烧,发出黄色火焰,得到一种淡黄色固体。下列说法不正确的是( )
A.用干燥的坩埚是为了避免钠与水反应
B.金属钠熔化说明其熔点低于坩埚
C.黄色火焰说明燃烧升温已使钠气化
D.得到淡黄色固体说明发生了物理变化
4.答案:D
解析:钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,用干燥的坩埚是为了避免钠与水反应,A正确;金属钠熔化说明其熔点低于坩埚,B正确;黄色火焰说明燃烧升温已使钠气化,气化后的钠燃烧形成火焰,C正确;钠剧烈燃烧,得到淡黄色固体说明生成了新物质,发生了化学变化,D错误。
5.下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是( )
A.碱转化为酸式盐:
B.碱转化为两种盐:
C.过氧化物转化为碱:
D.盐转化为另一种盐:
5.答案:B
解析:A项题给离子方程式未配平且不是碱转化为酸式盐,A项错误;B项可视为向NaOH溶液中通入,离子方程式正确;过氧化物溶于水的离子方程式中,过氧化物应用化学式表示,C项错误;硅酸钠易溶于水,离子方程式中应用表示,D项错误。
6.下列各组物质中,因为反应物的用量或反应条件不同而发生不同化学反应的是( )
①Na与;②与;③与;④NaOH溶液与;⑤溶液与盐酸;⑥溶液与盐酸;⑦溶液与溶液
A.除①②⑤外 B.除②③⑥外 C.除③④⑦外 D.除②③⑦外
6.答案:B
解析:①(√)Na与在常温下反应生成,在加热条件下反应生成,符合题意。
②(×)与H₂O反应生成NaOH和,与反应物的用量和反应条件无关,不符合题意。
③(×)与反应生成和,与反应物的用量和反应条件无关,不符合题意。
④(√),符合题意。
⑤(√),符合题意。
⑥(×)溶液与盐酸反应只生成NaCl、和,不符合题意。
⑦(√)溶液与少量溶液发生反应,与过量溶液发生反应。
7.过碳酸钠外观为白色晶体,是无毒漂白剂和供氧剂,还有去污杀菌作用,工业上常用和化合制备:。下列说法错误的是( )
A.过碳酸钠具有强氧化性
B.生产过程中采用较低温度,目的是防止产品及反应物的分解
C.过碳酸钠和过氧化钠漂白原理相同
D.生产过程中遇酸、铁盐、铜盐等都对产率无影响
7.答案:D
解析:A(√)过碳酸钠同时具有碳酸钠和的性质,因此具有强氧化性。
B(√)生成过程采用较低温度,目的是防止反应物和产物中的分解。
C(√)过碳酸钠和过氧化钠漂白原理都是利用了过氧化物的强氧化性。
D(×)碳酸钠能与酸反应,铁盐、铜盐能作分解的催化剂,故在生产过程中遇酸、铁盐、铜盐等都可能导致产率下降。
8.五彩缤纷的烟花表演为各种节日增添了许多喜庆的气氛。研究表明,焰火颜色的产生与烟花中含有钠、钾、钙、钡、铜、锶等金属元素有关。下列有关说法错误的是( )
A.进行金属元素的焰色试验时不发生化学变化
B.铂丝可用铁丝代替,实验过程中用稀硫酸清洗
C.NaCl与灼烧时火焰的颜色相同
D.钾及其化合物的焰色试验需要透过蓝色钴玻璃观察
8.答案:B
解析:A(√)焰色试验是物理变化。
B(×)光洁无锈的铁丝本身在灼烧时不产生特征焰色,可用光洁无锈的铁丝进行焰色试验;“5洗”试剂要选好,洗涤时应用稀盐酸,硫酸难挥发,生成的硫酸盐不易分解,会产生干扰。
C(√)焰色是元素的性质,NaCl和均含有金属元素Na,灼烧时火焰的颜色相同。
D(√)“4烧”观察焰色:在观察钾的焰色时,一定要透过蓝色钴玻璃,滤去钠的黄光的干扰。
9.下列判断正确的是( )
A.可用水和带火星的木条来确定某粉末中是否含有
B.可用来确定某粉末中是否含有
C.可利用在空气中加热的方法除去中的
D.中阴、阳离子个数比为1:2,中阴、阳离子个数比为1:1
9.答案:A
解析:A(√)、分别与反应的区别是与反应能产生使带火星木条复燃的。
B(×)与、均能反应,但及其与反应生成的均是无色无味的气体,无法直接用进行鉴别。
C(×)不稳定,在空气中加热与的混合物,会转化为。
D(×)中阴离子与阳离子的个数比是1:2,中阴离子与阳离子的个数比也是1:2。
10.下列有关和的叙述正确的是( )
A.热稳定性:<
B.澄清石灰水可用来鉴别和
C.在一定条件下,和之间可以相互转化
D.等质量的和分别与足量盐酸反应,放出的的质量一样多
10.答案:C
解析:A(×)受热分解,而受热不易分解,则热稳定性:>。
B(×)和溶液中加入澄清石灰水都会生成白色沉淀,则澄清石灰水不能用来鉴别和。
C(√),则在一定条件下,和之间可以相互转化。
D(×)碳的质量分数:<,根据质量守恒知,等质量的和分别与足量盐酸反应,放出的的质量<。
11.将金属钠放入下列溶液的小烧杯中,既有气体放出,又有白色沉淀产生的有( )
①溶液;②稀溶液;③溶液;④饱和NaCl溶液;⑤饱和澄清石灰水;⑥溶液
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
11.答案:C
解析:①金属钠在溶液中先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与硫酸镁溶液反应生成氢氧化镁白色沉淀,①选;
②金属钠在稀溶液中先与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应会放出热量,促进氢氧化钠溶液与溶液反应释放出氨气,不会产生沉淀,②不选;
③金属钠在溶液中先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与碳酸氢钙溶液反应生成碳酸钙白色沉淀,故③选;
④金属钠在饱和NaCl溶液中先与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应中水的量减少,得到过饱和NaCl溶液,会析出氯化钠,故④选;
⑤金属钠在饱和澄清石灰水中与先水反应生成氢氧化钠和氢气,反应中水的量减少,得到氢氧化钙悬浊液,会析出氢氧化钙,故⑤选;
⑥金属钠在溶液中先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠溶液与溶液不反应,反应中水的量减少,但不确定溶液初始状态,因此无法确定是否有固体析出,故⑥不选;
综上所述,①③④⑤符合题意,答案选C。
12.金属钠在食品、生物医药、工业中都有重要应用。某小组同学探究金属钠的性质。
已知:的密度大于的密度。
(1)用小刀切开的金属钠暴露在空气中应即被氧气氧化,从原子结构的角度解释钠的化学性质非常活泼的原因是__________。
实验Ⅰ.将切好的金属钠放入如下装置中,其中A、B、C分别表示硬质玻璃管的三个位置,将如图装置倒置后迅速打开弹簧夹。
(2)钠与水剧烈反应,迅速熔化成闪光小球,且从钢针上脱离,在硬质玻璃管的__________(填字母)处不断游动,__________(补充实验现象)。
实验Ⅱ.为验证产生的气体,小组同学将产生的气体通入如图所示装置中,先通入一段时间气体后再进行加热,当黑色粉末完全变为红色粉末后停止加热,继续通入气体直至冷却,烧杯壁上出现小液滴。(实验装置气密性已检验)
(3)先通气体一段时间后再加热的原因是__________。
(4)用化学方程式解释“黑色粉末变红”的原因是__________。
(5)实验Ⅲ.将实验Ⅰ中加厚有酚酞的蒸馏水换为溶液,重复实验Ⅰ.
实验Ⅲ可能产生不同于实验Ⅰ的现象是__________,请用离子方程式解释原因__________。
12.答案:(1)Na最外层有1个电子,容易失去而达到稳定结构,故钠的化学性质非常活泼
(2)A;融化为小球,在水面上游动,发出“嘶嘶声”,溶液变红
(3)将装置内的空气排出
(4)
(5)生成蓝色沉淀;
解析:(1)Na原子序数为11,最外层有1个电子,容易失去而达到稳定结构,故钠的化学性质非常活泼;
(2)密度,Na的密度比水小,从钢针脱落后,会浮在水面上,处于A位置;且融化为小球,在水面上游动,发出“嘶嘶声”,溶液会变红;
(3)先通入一端时间的目的是将装置内的空气排出;
(4)黑色粉末变红的原因是;
(5)将蒸馏水换为硫酸铜溶液,Na与水反应先生成NaOH,NaOH再与硫酸铜反应生成蓝色沉淀,反应的离子方程式为:。
13.按如图所示装置进行实验,回答下列问题(假设各装置中的反应均为完全反应)。
(1)D中的现象是_____;检验E处集气瓶内收集到的气体的方法是_____。
(2)A中发生反应的化学方程式为______。
(3)C中发生反应的化学方程式为_____。
(4)装置A试管内的有8.4 g,若反应生成的气体能全部通过后面的装置,则理论上装置C能增重_____g。
13.答案:(1)有气泡冒出 把集气瓶从水槽中拿出放正,将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃则证明为氧气
(2)
(3)
(4)1.4
解析:
(1)各装置中的反应均为完全反应,C中与完全反应生成,无剩余,则D中澄清石灰水不变浑浊,溶液中有气泡冒出。E中收集到的气体是,检验的方法为把集气瓶从水槽中拿出放正,将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃则证明为。
(4)设A中产生,则
,解得,根据“C、O以C为准,按CO的组成比例吸收”知,与完全反应,固体质量增加。
14.某化学研究小组在实验室中探究金属钠及其化合物的性质。
(1)某同学夹取一块钠,用滤纸吸干表面后再切一小块放在如图所示装置上做钠的燃烧实验,反应的化学方程式为_________。
(2)该小组同学将产生的固体投入水中,反应停止后,同学们观察到烧杯内有少许黑色固体物质,经检测为碳。某同学分析碳可能是加热过程中钠与反应产生的,为此设计如图所示装置进行验证。先取一块纯净的钠放入干燥的E管中,然后打开A的活塞,反应一段时间后,点燃酒精灯。观察到钠剧烈燃烧,产生大量白烟,同时有黑色物质生成,冷却后有白色固体附着在管壁上。
①C中所盛试剂为饱和溶液,作用是_____。D中所盛试剂为_____(填名称),若缺少D,可能产生的影响是_____(用化学方程式表示)。
②B中反应一段时间后,再点燃酒精灯的目的是_____。
③E中反应生成碳单质的化学方程式为_____。
14.答案:(1)
(2)①除去中的杂质HCl;浓硫酸;;②排尽装置内的空气,防止钠与空气中的等反应;③(或,合理即可)
解析:(1)钠在空气中加热时,与反应生成,该反应的化学方程式为。
(2)
③根据元素守恒知,白烟可能为或,则E管中反应生成碳单质的化学方程式为或等。
15.在课堂上,老师演示了金属钠与溶液的反应,同学们观察到该反应中生成了蓝色的沉淀而没有发现铜单质生成。但某同学想:会不会因生成的铜较少被蓝色沉淀所覆盖而没有被发现呢?于是他想课后到实验室继续探究,希望进一步用实验来验证自己的猜测是否正确。
假如该同学是你,请你写一张实验准备单交给老师,请求老师提供必需的用品。
(1)实验探究目的:__________。
(2)探究所依据的化学原理:__________。
(3)实验必需仪器:小刀、玻璃片、滤纸、漏斗、玻璃棒、铁架台、__________和__________;实验药品:金属钠、__________和__________。该同学在探究实验中意外地发现生成的蓝色沉淀中混有少量的黑色难溶物,而所使用的药品均没有问题,你认为该黑色难溶物是__________,生成该黑色难溶物的原因是__________。
15.答案:(1)确定钠与溶液反应是否有铜生成
(2)氢氧化铜可溶于盐酸而铜不溶
(3)镊子;烧杯;溶液;盐酸;CuO;钠与水反应放出的热使生成的部分分解
解析:(1)由猜想为生成的铜较少被蓝色沉淀所覆盖而没有被发现,可知实验探究目的为确定钠与溶液反应是否有铜生成,故答案为:确定钠与溶液反应是否有铜生成;
(2)探究所依据的化学原理为氢氧化铜可溶于盐酸而铜不溶,故答案为:氢氧化铜可溶于盐酸而铜不溶;
(3)实验必需仪器:小刀、玻璃片、滤纸、漏斗、玻璃棒、铁架台、镊子和烧杯;实验药品:金属钠、溶液和盐酸;该同学在探究实验中意外地发现生成的蓝色沉淀中混有少量的黑色难溶物,而所使用的药品均没有问题,根据铜的氧化物颜色可以推知该黑色难溶物是CuO,该实验中钠和水反应会放热,生成该黑色难溶物的原因是钠与水反应放出的热使生成的部分分解,故答案为:镊子;烧杯;溶液;盐酸;CuO;钠与水反应放出的热使生成的部分分解。
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