内容正文:
钠及其化合物
一、IA金属结构
1、元素周期表IA族包括Li、Na、K、Rb、Cs、Fr六种元素,这些金属的氢氧化物都是强碱,故称该族元素为______________金属。
2、碱金属最外层有_______个电子,易_________电子,通常具有很强的__________性,与许多非金属单质直接反应生成___________型化合物。在绝大多数化合物中以_________离子形式存在,及特殊情况也可以以__________离子形式存在
Na的制备___________________________________________________________
二、IA金属的化学性质
1、与水反应:生成_____________和________________
Li:________________________________________________________________________
Na:________________________________________________________________________
K:________________________________________________________________________
(2)与空气反应
Li:________________________________________________________________________
Na:________________________________________________________________________
K:________________________________________________________________________
Na暴露于空气中,反应过程为:_______________________________________________
练1:观察是研究物质性质的一种基本方法。某同学将一小块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固体,则下列说法正确的是( )
A.①发生氧化还原反应生成了过氧化钠 B.④只发生物理变化
C.③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液 D.②④主要是非氧化还原反应
练2:某同学想用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2(不考虑空气中的N2),可利用的装置如下。回答下列问题:
各仪器连接的顺序是:空气进入_____,_____接_____,_____接_____,______接______
2、Na与酸碱盐反应
(1)与盐酸、硫酸反应离子方程式:_________________________________________
(2)与NaOH溶液化学方程式:____________________________________________
(3)与盐反应
①投入NaCl溶液化学方程式:___________________________________________
若投入饱和NaCl溶液中现象:___________________________________________
②投入NH4Cl溶液化学方程式:__________________________________________
③投入CuSO4溶液化学方程式:__________________________________________
④与熔融TiCl4化学方程式:_____________________________________________
⑤与熔融KCl化学方程式:_____________________________________________
练:将一小块钠置于如图所示装置中,加热至熔化后迅速用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与之接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。下列说法错误的是 ( )
A.上述反应中CuSO4表现了还原性
B.上述反应是置换反应
C.加热且无水条件下,Na可以与CuSO4反应生成Cu
D.实验过程中可能生成少量Na2O、Na2O2
3、与氢气反应:生成_________________例如:_______________________________
4、溶于液氨
碱金属及Ca、Sr、Ba均可溶于液氨中生成蓝色的导电溶液。在溶液中含有金属离子和溶剂化的自由电子,这种溶剂化电子非常活泼,具有极强的还原能力。所以这些金属的氨溶液是一种在低温下使用的非常强的还原剂,例如:Na+2NH₃(1)===Na+(NH₃)+e-(NH₃)
当长期放置时,碱金属的氨溶液中可以发生如下反应:2NH₃+2Na===2NaNH₂+H₂
例1:钠在液氨中溶剂化速度极快,生成蓝色的溶剂合电子,如图为钠投入液氨中的溶剂化图。钠沉入液氨中,快速得到深蓝色溶液,并慢慢产生气泡。下列说法错误的是( )
A.钠的密度比液氨大
B.溶液的导电性增强
C.0.1mol钠投入液氨生成0.01molH₂时,Na共失去0.02mol电子
D.钠和液氨可发生以下反应:2NH₃+2Na===2NaNH₂+H₂↑
例2:金属Na溶解于液氨中形成氨合钠离子和氨合电子,向该溶液中加入穴醚类配体L,得到首个含碱金属阴离子的金黄色化合物[NaL]+Na-。下列说法错误的是( )
A.Na-的半径比F-的大 B.Na-的还原性比Na强
C.Na-的第一电离能比H-的大 D.该事实说明Na也可表现出非金属性
5、Na的用途
三、氧化物Na₂O、Na₂O₂
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
色态
类别
氧的价态
电子式
阴阳离子个数比
化学键
相互转化
热稳定性
1、与水、CO₂反应
Na₂O与H₂O:___________________________________________________________
Na₂O与CO₂:___________________________________________________________
Na₂O₂与H₂O:___________________________________________________________
Na₂O₂与CO₂:___________________________________________________________
2、与其他非金属氧化物的反应
Na₂O₂与SO₃:___________________________________________________________
Na₂O₂与SO₂:___________________________________________________________
练1.某实验小组通过如图所示实验探究Na2O2与水的反应:
(1)下列说法不正确的是________(填字母)。
A.②中的大量气泡主要成分是氧气
B.③中溶液变红,说明有碱性物质生成
C.④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质
D.⑤中MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度
(2)用化学方程式表示Na2O2与水反应的全部过程为__________________________________
练2:某化学小组探究二氧化硫与过氧化钠的反应。取适量Na2O2粉末放入燃烧匙中,伸入充满SO2气体的集气瓶中,SO2气体与Na2O2粉末接触时剧烈反应,淡黄色粉末变成白色粉末,并放出大量的热。根据反应现象,假设一:发生反应2Na₂O₂+2SO₂===2Na2SO3+O2,假设二:发生反应Na₂O₂+SO₂===Na2SO4;假设三:同时发生以上两个反应。该小组同学用一定量脱脂棉包裹少量Na2O2粉末,放入充满SO2的圆底烧瓶中充分反应,圆底烧瓶中O2含量变化曲线如图所示。已知Na2SO3比SO2更易被O2氧化。下列说法错误的是
A.ab段发生的主要反应为2Na₂O₂+2SO₂===2Na2SO3+O2
B.bc段发生的主要反应为Na₂O₂+SO₂===Na2SO4
C.取c点固体加水溶解,静置,滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,说明假设二成立
D.相同条件下,将SO2换成CO2后,重复上述操作,300秒时O2含量高于c点
3、与其他溶液的反应现象分析
CuCl2溶液加入Na2O现象:_____________________________________________
CuCl2溶液加入Na2O2现象:_____________________________________________
FeCl2溶液加入Na2O现象:_____________________________________________
FeCl2溶液加入Na2O2现象:_____________________________________________
酚酞溶液加入Na2O2现象:_____________________________________________
品红溶液加入Na2O2现象:_____________________________________________
4、Na2O2的用途
四、Na₂CO₃、NaHCO₃
俗称Na₂CO₃__________ NaHCO₃__________ Na₂S₂O₃___________
比较内容
结论
原因和实质
溶解度
Na2CO3_______NaHCO3
热稳定性
Na2CO3_______NaHCO3
同c溶液碱性
Na2CO3_______NaHCO3
溶于水后温度
Na2CO3_______NaHCO3
与HCl反应速率
Na2CO3_______NaHCO3
(4)相互转化
①Na2CO3―→NaHCO3
②NaHCO3―→Na2CO3
1.Na2CO3、NaHCO3的鉴别
①固体的鉴别用__________法:产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是_________固体。
②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。
a.沉淀法:加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是____________溶液。
b.气体法:滴入稀盐酸,立即产生气泡的是_________________溶液。
c.测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是____________溶液
可用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3( )
2、Na2CO3、NaHCO3的除杂
Na2CO3(s) (NaHCO3):______________________________________
NaHCO3(aq) (Na2CO3):______________________________________
Na2CO3(aq) (NaHCO3):______________________________________
例:套管实验,加热碳酸钠和碳酸氢钠装置图
大试管直接接触火焰,故温度____________小试管不直接接触火焰,故温度__________若观察到的现象为__________则证明热稳定性Na₂CO₃__________NaHCO₃
练1:某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法正确的是( )
A.实验前两溶液的pH相等
B.实验前两溶液中离子种类完全相同
C.加入CaCl2溶液后生成的沉淀一样多
D.加入CaCl2溶液后反应的离子方程式都是CO+Ca2+===CaCO3↓
3、工业相关反应
侯氏制碱法
1、为何先通NH3后通入CO2?
2、可循环利用的物质________________________
3、加入食盐粉末的作用是什么?
类侯氏:氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂,下图为制备粗高铁酸钾的工业流程该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4===K2FeO4+2NaOH
请根据反应原理分析反应能发生的原因________________________________________
练1.某学习小组以NaCl、NH3、CO2和水等为原料,利用如图所示装置制取NaHCO3。
(1)实验开始时,先关闭__________(填写“K1”或“K2”)打开__________(填写“K1”或“K2”)。
(2)装置B中盛放的试剂是__________。
(3)写出装置C中生成NaHCO3的化学方程式为___________________________
(4)由装置C中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需进行的实验操作有________、洗涤、灼烧。
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