摘要:
该高中化学高考复习课件聚焦钠及其氧化物专题,依据高考评价体系梳理了钠的性质与应用、氧化钠和过氧化钠的组成结构及化学性质等核心考点,分析了以选择题和填空题为主的考查形式,明确了钠与氧气反应的电子转移、钠与水或乙醇反应原理、过氧化钠的电子式及性质用途等高频考点分布,构建了系统的备考知识网络。
课件亮点在于高考真题训练与应试技巧指导,如通过钠与盐溶液反应的实验现象分析培养科学思维,结合Na₂O₂与CO₂混合气体体积变化计算训练科学探究能力,针对“Na₂O₂与SO₂反应是否为自身氧化还原”等易错点进行辨析。提供“反应规律归纳+母题变式训练”,帮助学生掌握答题逻辑,教师可据此精准定位学生薄弱环节,提升复习效率。
内容正文:
第三章 金属及其化合物
第8节 钠及其氧化物
高三一轮总复习
常考查金属:钠(Na)、镁(Mg)、铝(Al)、铁(Fe)、铜(Cu)
颜色:
状态:
导电、导热:
延展性:
硬度、熔点、密度:
通常情况下,都是固体(汞为液体)
都易导电、导热
都具有延展性( 金Au延展性最好!)
差别较大(因为金属键相差大)
一. 金属的物理通性
大多数为银白色(金、铜、铋Bi除外)
金属及其化合物
学习逻辑:位置决定结构、结构决定性质、性质决定应用
1. 金属越活泼,和O2反应越剧烈;
2. 有些金属能在空气中燃烧,如Na、K、Mg;
3. 有些金属能在纯氧中燃烧,如Al、Fe;
4. 有些在空气中虽不能燃烧,但也会反应,生成氧化物,如Cu、Fe、Al等分别能生成CuO、Fe2O3、Al2O3。氧化铝是一层致密的保护膜;
5. 条件不同,产物不同或现象不同。
*例如:金属与O2的反应,一般金属都能与氧气直接化合(Ag、Pt、Au除外)。
共性:与非金属、水、酸、盐、氧化物等反应
差异:具体反应情况具体分析
二. 金属的化学通性
单质 → 氧化物 → 氧化物对应水化物(碱) → 盐
学习金属元素顺序:
Na
Na2O2
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
Na2O
金属及其化合物
高考题型
钠及其氧化物
碳酸钠和碳酸氢钠
以选择题、填空题为主
在选择题中考查钠与氧气反应时的电子转移数目、钠与水或乙醇反应的原理、过氧化钠的电子式、过氧化钠的性质或用途等,题目难度较小。
主要选择一些重要的金属、非金属化合物或新型化合物结合氧化还原反应、盐类水解、难溶物的溶解平衡等核心考点进行考查。
1. 钠的性质与应用
CONTENT
物理/化学性质、结构、用途
2. 钠的氧化物
氧化钠/过氧化钠的组成与结构、化学性质
1. 物理性质
颜色、状态 密度 硬度 熔点
______色固体,有金属光泽 密度为0.971 g·cm-3,比水小,比煤油_____ 钠很软 97.8 ℃
银白
大
钠元素在元素周期表中处于第_____周期第_____族,其原子最外层有1个电子,在反应中易________电子,表现出很强的_______性。
在自然界中都以化合态形式存在
三
ⅠA
失去1个
还原
2. 原子结构
失去e-
1. 钠
镊子取,滤纸吸,小刀切,余下的要放回原瓶,盖好
与O2反应:
常温 加热
现象 钠的表面变暗 先熔化成小球,片刻后剧烈燃烧,发出 色火焰,生成 色固体
化学
方程式
转移
电子 1 mol Na参加反应时,无论是生成Na2O还是生成Na2O2,均转移 mol电子
黄
淡黄
4Na+O2 = 2Na2O
2Na+O2 Na2O2
1
(白色固体)
(淡黄色固体)
(1) 与非金属单质反应
1. 钠
3. 化学性质
(黄色火焰,冒白烟)
2Na+S====Na2S
研磨
(混合研磨即可发生爆炸)
S:
2Na+H2====2NaH
高温
H2:
2Na+Cl2 ==== 2NaCl
点燃
Cl2:
-1
( NaH具有强还原性 )
(1) 与非金属单质反应
1. 钠
3. 化学性质
N2:
6Na + N2 === 2Na3N
(金属氮化物 + 水 → 氨气 + 碱)
点燃
(2)钠与水的反应
①钠与水反应的离子方程式: 。
②钠与水(含酚酞)反应的实验现象及解释:
2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH- + H2↑
金属钠与水的反应,实质是钠与水电离出的H+ 反应
1. 钠
3. 化学性质
(3)与酸的反应
注意: Na先与酸反应,再与水反应——先酸后水。
(4)与盐的反应
第一步:钠与水反应生成NaOH和H2;
第二步:生成的NaOH如果能与溶质反应,则发生的是NaOH与溶质的复分解反应
2Na + 2H+ = 2Na+ + H2↑
与CuSO4溶液的反应
2Na+2H2O+CuSO4= Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑
NH4Cl溶液、FeCl3溶液、AlCl3溶液
1. 钠
3. 化学性质
练习:写出反应方程式
与乙醇_____________________________
与乙酸_____________________________
与苯酚_____________________________
2Na+2C2H5OH→2C2H5ONa+H2↑
2Na+2CH3COOH→2CH3COONa+H2↑
2Na+2C6H5OH(熔化)→2C6H5ONa+H2↑
氢的活性越强,与钠反应越激烈,反应速率越快。
氢的活性: CH3COOH > C6H5OH > H2O > C2H5OH
现象?
钠沉于乙醇底部,平缓反应,产生无色气泡。
滴加酚酞,溶液呈红色。
碱 性:
CH3COONa < C6H5ONa < NaOH < C2H5ONa
(5)钠与含有活泼氢的有机物反应——醇、酚、羧酸 等
1. 钠
3. 化学性质
(6) 钠与碱溶液反应
实质:钠跟水反应
2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑
1. 将钠投入饱和石灰水中,将看到什么现象?为什么?
①反应消耗了水,溶剂减少。
②反应放热Ca(OH)2溶解度随温度升高而下降
2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑
有无色气体和白色晶体[Ca(OH) 2] 析出
1. 钠
3. 化学性质
P38
(7)钠与熔融盐的反应
4Na + 4TiCl4(熔融)=== Ti + 4NaCl
②工业上,钠与熔融KCl反应制备K
①工业制备钛:
高温
Na + KCl(熔融)====== K↑ + NaCl
850℃
(原理:高沸点物质制低沸点物质)
问题:工业上会用钠与熔融的镁盐反应制备金属镁吗?
不会,经济上不划算!
钠可用于制备钛、锆、铌、钽等贵金属
1. 钠
3. 化学性质
4. 制取、保存及用途
(1)制取: 电解熔融NaCl
(2)保存: 密封保存,通常保存在_____________中。
(3)用途:
2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑
石蜡油或煤油
高压钠灯
传热介质
还原剂
1. 钠
不能用水灭火,应该用干燥的沙土来灭火。
问题:做实验时,金属钠不慎失火,能否用水或泡沫灭火器灭火?
(黄光射程远,透雾力强)
(钛、锆、铌、 钽等)
1. 将金属钠投入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体生成,又有白色沉淀
产生的是(不考虑反应中溶液温度的变化) ( )
①MgSO4溶液 ②NaCl溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和Ca(OH)2溶液
⑤CuSO4溶液 ⑥饱和NaCl溶液 ⑦Fe2(SO4)3溶液
A. ①②④ B. ②③⑥ C. ①④⑥ D. ④⑤⑥
C
1. 钠
2. 钠的氧化物
物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2)
颜色、状态 白色固体 固体
类别 氧化物 过氧化物
(非碱性氧化物)
氧的价态
电子式
阳离子、阴离子个数比
生成条件 常温 加热或点燃
淡黄色
碱性
-2
-1
1. 氧化钠和过氧化钠
2∶1
2∶1
物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2)
化
学
性
质 热稳定性 不稳定(2Na2O+O2 2Na2O2) 稳定
与水反应
与CO2反应
与酸反应
主要性质 具有碱性氧化物的通性
具有强氧化性
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
Na2O+H2O = 2NaOH
2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑
Na2O+CO2 = Na2CO3
2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2
Na2O+2HCl = 2NaCl+H2O
Na2O2+SO2= Na2SO4
2Na2O2+4HCl = 4NaCl+2H2O+O2↑
Na2O+SO2 = Na2SO3
2. 取a g某物质在O2中完全燃烧,将生成物与足量Na2O2固体完全反应,反应后,固体质量恰好也增加了a g,下列物质不能满足上述结果的是( )
A.H2 B.CO C.C6H12O6 D.C12H22O11
D
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑
2*78
m
m
4*40
2*2
2*78
2*106
2*28
相差M(H2)
相差M(CO)
1. 对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,固体增重28 g,则NaHCO3的物质的量为_____ mol。
2
2. 钠的氧化物
Na2O2与H2O、CO2的反应规律
电子转移
关系 当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2~O2~2e-,
n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
气体体积的
变化关系 若CO2、水蒸气(或二者的混合气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量是原来气体体积的,等于生成氧气的量,ΔV=V(O2)=V(混合)
固体质量的
变化关系 CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时,固体相当于吸收了CO2中的“CO”和水蒸气中的“H2”,所以固体增加的质量
Δm(CO2)=28 g·mol-1×n(CO2),Δm(H2O)=2 g·mol-1×n(H2O)
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑
2. 钠的氧化物
1. 标准状况下,将20 L CO2和CO的混合气体全部通过足量的Na2O2粉末,在相同状况下,气体体积减少到16 L,则原混合气体中CO的体积为
A. 4 L B. 8 L C. 12 L D. 16 L
C
混合气体中只有CO2和Na2O2反应,设二氧化碳的体积为V(CO2),
2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 ΔV
44.8 L 22.4 L
V(CO2) (20-16) L
44.8 L∶22.4 L=V(CO2)∶(20-16) L,
解得V(CO2)=8 L,
则V(CO)=(20-8) L=12 L。
(1)遇还原性试剂时,表现出氧化性,还原产物通常为H2O。
(2)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。
(3)遇CO2、H2O、H+时则会发生自身的氧化还原反应。
2. Na2O2的强氧化性与还原性
2. 钠的氧化物
判断:Na2O2与H218O(或C18O2)反应,生成18O2。
2Na2O2+2H218O = 4Na18OH+O2↑
2Na2O2 + 2C18O2 = 2Na2C18O3 + O2↑
1. 写出Na2O2+CuSO4(溶液) 的反应方程式?
2Na2O2+2H2O+2CuSO4
=2Cu(OH)2↓+ O2↑+2Na2SO4
2. 比较下列反应:①Na2O2+Na2SO3溶液,②Na2O2+氢硫酸
①Na2O2+Na2SO3+H2O = Na2SO4+2NaOH
②Na2O2+H2S = S↓+2NaOH
溶液变浑浊
写出其中的化学方程式,判断①、②反应中可能发生的现象。
无明显现象
2. 钠的氧化物
3. Na2O2固体加入到酚酞溶液中会有什么现象?
先变红后褪色
3. 金属钠露置在空气中发生的一系列变化
银白色金属钠 表面变暗 出现白色固体接着表面变稀 白色块状固体
白色粉末状物质
写出上述各步反应的化学方程式:
① 4Na+O22Na2O ;
② Na2O+H2O2NaOH ;
③ 2NaOH+CO2+9H2ONa2CO3·10H2O ;
④ Na2CO3·10H2ONa2CO3+10H2O 。
4Na+O2 = 2Na2O
Na2O+H2O = 2NaOH
2NaOH+CO2+9H2O = Na2CO3·10H2O
Na2CO3·10H2O = Na2CO3+10H2O
2. 钠的氧化物
判断正误
(1)1 mol Na2O和1 mol Na2O2固体中含有离子总数均为3NA( )
(2)Na2O和Na2O2都属于碱性氧化物,与CO2反应均生成Na2CO3( )
(3)Na2O2与CO2反应时,生成1.0 mol 氧气,转移电子数为4NA( )
(4)Na2O2与CO2、H2O、SO2反应时,Na2O2均既作氧化剂又作还原剂( )
(5)Na2O2投入滴加酚酞的水中,溶液先变红后褪色,同时产生无色气泡( )
√
×
×
×
√
[解析] (4)Na2O2与SO2发生反应Na2O2+SO2 = Na2SO4,Na2O2只作氧化剂。
知识梳理
下列说法正确的是 (填序号)。
A. [2022·海南] 钾能置换出NaCl溶液中的钠
B. [2022·全国甲] 检验乙醇中是否含有水,向乙醇中加入一小粒金属钠,产生无色气体,则乙醇中含有水
C. [2021·广东] 23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA
D. [2022·浙江] 高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远,可用于道路照明
E. [2021·浙江] 探究金属钠在氧气中燃烧所得固体粉末的成分:取少量固体粉末,加入2~3 mL蒸馏水,若无气体生成,则固体粉末为Na2O;若有气体生成,则固体粉末为Na2O2
F. [2021·辽宁] 把水滴入盛有少量Na2O2的试管中,立即把带火星木条放在试管口,木条复燃,则反应生成了O2
DF
×
×
×
×
3. Na2O2与NaHCO3按物质的量之比为1 : 2混合后,在密闭容器中充分加热,排除气体物质后,所得残留固体是( )
A. Na2CO3和Na2O2 B. 只有Na2CO3 C. Na2CO3和NaOH D. 只有NaOH
2NaHCO3 == Na2CO3+H2O+CO2↑
2Na2O2+2H2O= 4NaOH+O2↑
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
2
所以,只要有CO2存在,最终产物只能是Na2CO3而非NaOH
当Na2O2同时遇到H2O和CO2时,先考虑Na2O2与CO2反应,再考虑与H2O反应。
与Na2O2反应,谁先谁后?
B
1 1
换1:1 或 2:1呢?
C
Na2O2、Na2CO3和NaOH
课后作业
1. 大本《优化设计》第8讲(P37-41)
删除P40: T4
题型1 依据描述信息书写氧化还原反应方程式
(2)(2023·山东卷,18节选)三氯甲硅烷(SiHCl3)易水解,已知电负性Cl>H>Si,SiHCl3在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为_______________________________________________。
SiHCl3 + 5NaOH(浓) ═ Na2SiO3 + H2↑ + 3NaCl + 2H2O
大本 P24
(3) 0.5 mol XeF4中Xe的价层电子对数为3NA。( )
大本 P34
σ成键电子对 + 孤电子对
√
11. 有X、Y两个恒压密闭容器且X容积大于Y,X中充满CO气体,Y中充满CH4、O2、N2的混合气体,同温同压测得两容器中气体的密度相同。下列叙述中正确的是( )
A. 两容器中气体平均摩尔质量不同
B. Y中所含原子数更多
C. Y容器中,CH4、O2和N2的质量比可能为1∶6∶3
D. 升温引燃Y中气体,Y中气体密度不变(产物中水为气态)
小本 P341
物质的量之比1:3:x
C
$