内容正文:
初高中衔接专题六:钠及其化合物
【学习目标】
1. 回顾初中阶段对碳酸钠、碳酸氢钠等钠的化合物的初步认识。
2. 掌握钠单质的物理性质和化学性质,重点理解钠与氧气、水的反应。
3. 了解氧化钠和过氧化钠的性质差异,掌握过氧化钠的重要用途。
4. 系统比较碳酸钠与碳酸氢钠的性质,理解二者的区别与联系。
5. 了解焰色试验的原理与操作。
【知识回顾】
1.默写金属活动顺序表K、Ca 、Na、Mg 、Al 、 Zn 、 Fe 、 Sn 、Pb 、H、Cu、Hg 、Ag 、Pt、Au。
2.金属活动性顺序中,位于氢前面的金属能置换出酸中的氢。钠位于氢___前__(填“前”或“后”),因此钠与盐酸反应会生成__氢_气,化学方程式为 2Na+2HCl2NaCl+H2↑ 。
3.碳酸钠的化学式是__Na2CO3__,俗称是__纯碱、苏打______;碳酸氢钠的化学式是___NaHCO3_,它的俗称是_小苏打__。用于治疗胃酸过多的是_NaHCO3_,已知胃酸主要成分是盐酸,写出其治疗胃酸过多的离子方程式 HC+H+H2O+CO2↑ 。
【新知学习】
1、 钠单质
1. 钠元素的存在、原子结构及制法存在:
(1) 钠元素在自然界中都以 化合物 形式存在。
(2) 原子结构:画出钠原子结构示意图 ,由此可知钠易 失1个电子 电子变成 Na+ ,有较强的 还原 性。
(3)钠单质的制法:电解熔融NaCl可制得金属钠,化学方程式为 。
2. 钠的物理性质
密度
颜色状态
硬度
熔点
导电、导热性
比水 小 ,
比煤油 大
银白 色固体
较 小 ,
能用刀切割
较 低 ,
低于100 ℃
良好
3. 钠的化学性质
(1)与O2的反应
条件
常温
加热
现象
切开的钠块在空气中很快 变暗
钠块受热 融化 ,剧烈反应,发出 黄 色火焰,生成 淡黄 色固体。
化学方程式
注意:①钠与氧气反应,条件不同,现象不同,产物不同;
②钠常温下就能被氧气氧化,应保存在 煤油 或 石蜡油 中。
③除了能与O2反应外,钠还能与Cl2、S等非金属单质直接化合,写出钠分别与Cl2、S加热条件下反应的化学方程式 、 。
(2)与H2O的反应
①现象:浮 钠块浮在水面上 、熔 熔化成小球 、游 四处游动 、
响 发出嘶嘶的响声 、红 滴入酚酞溶液变红 。
②化学方程式: 2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑ 。
离子方程式: 2Na+2H2O = 2Na++2OH-+H2↑。
注意:钠着火不能用水灭火,要用 干燥的砂土 灭火。
(3)与酸的反应
离子方程式: 2Na+2H+ = 2Na++H2↑ 。(先酸后水)
(4)与盐的反应
①钠与硫酸铜溶液反应:(先 水 后 盐 不 置换 )
化学方程式: 2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑ 、 2NaOH+CuSO4 = Cu(OH)2↓+Na2SO4。
总反应: 2Na+2H2O+CuSO4 = Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4 。
②与熔融氯化钛
化学方程式: 4Na+TiCl4 4NaCl+Ti 。
4. 钠的用途
(1)钠钾合金(液态)用于核反应堆的传热介质。
(2)作强还原剂,熔融状态冶炼某些金属(如钛)。
(3)作电光源,制作高压钠灯
[练习一]
1. 正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)钠可以保存在四氯化碳中。( × )
(2)金属钠着火时,可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火。( × )
(3)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化。( × )
(4)金属钠具有强还原性,可与TiCl4溶液反应制取金属Ti。( × )
(5)实验结束后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶中。( √ )
2. 根据你对金属钠性质的了解,完成下列各题。
(1)下列关于金属钠的叙述中,正确的是__B_。
A.金属钠是银白色金属,硬度很大
B.在空气中加热时,金属钠剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成过氧化钠
C.金属钠在空气中燃烧,生成氧化钠
D. 金属钠的熔点很高
(2)金属钠通常保存在煤油中,原因是Na保存在煤油中为了隔绝空气和水,防止其变质或引发危险事故。_
3.某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中,此实验能证明钠下面4点性质中的( D )
① 钠的密度比水的小 ② 钠的熔点较低 ③ 钠与水反应时放出热量 ④ 钠与水反应后溶液呈碱性
A.①④ B.①②④ C.①③④ D.①②③④
4.(1)将一小块钠放入下列溶液中,既能产生气体又能生成白色沉淀的是( D )
A.硝酸铜溶液 B.稀硫酸
C.氯化钠溶液 D.氯化镁溶液
(2)写出Na投入到下列溶液中所发生的化学反应方程式(若有多步,则分步书写)。
①NaHCO3溶液:__ 2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑_____、____ NaOH+NaHCO3 = Na2CO3+H2O_。
②FeCl3溶液:__2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑___、____3NaOH+FeCl3 = Fe(OH)3↓+3NaCl_。
2、 钠的氧化物
物质
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
氧元素化合价
-2
-1
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
离子组成
2个Na+和1个O2-
2个Na+和1个O
氧化物类别
碱性氧化物
不是碱性氧化物
与水反应
Na2O+H2O=2NaOH
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2=Na2CO3
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
与盐酸反应
Na2O+2HCl2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2↑
主要用途
可制烧碱
供氧剂、强氧化剂、漂白剂
[练习二]
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)Na2O2固体中含阳离子和阴离子个数比为1:1。( × )
(2)Na2O2溶于水产生O2的离子方程式为Na2O2+H2O2Na++2OH-+O2↑。( × )
(3)Na2O2与H2O反应时,Na2O2既是还原剂又是氧化剂。( √ )
2.下列关于钠的氧化物的说法正确的是( C )
A.Na2O2是白色固体,与冷水作用放出氧气,生成氢氧化钠
B.在Na2O2与CO2的反应中,氧化剂是Na2O2,还原剂是CO2
C.Na和O2在加热时反应生成Na2O2,在常温下反应生成Na2O
D.Na2O2能与水反应,生成NaOH,所以Na2O2是碱性氧化物
3、 碳酸钠和碳酸氢钠
1. 物理性质
物质
碳酸钠
碳酸氢钠
俗名
纯碱、苏打
小苏打
1 观察外观
白色粉末
细小白色晶体
②振荡后现象、温度计变化
结块变成结晶,
温度上升
少部分溶解,
温度下降
2 观察固体溶解情况
完全溶解
部分溶解
3 分别滴加酚酞溶液
变红
浅红色
初步结论
相同温度,溶解度:Na2CO3 >NaHCO3
相同浓度溶液碱性:Na2CO3 >NaHCO3
2. 化学性质
(1)热稳定性
①Na2CO3性质稳定,受热 不 分解。
②NaHCO3性质不稳定,受热 易 分解,化学方程式为 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑。
(2) 与酸反应
①Na2CO3与过量盐酸反应离子方程式 CO32-+2H+=CO2↑+H2O 。
若Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸直至过量,先无明显现象,后有气泡产生。
发生反应a. CO32-+H+=HCO3- ;b. HCO3- + H+=CO2↑+H2O 。
②NaHCO3与盐酸反应离子方程式 HCO3- + H+=CO2↑+H2O 。
(3) 与碱反应
①Na2CO3:与NaOH溶液不反应;
②NaHCO3: HCO3- + OH- = CO32-+H2O 。
注意:Na2CO3和NaHCO3都能和Ca(OH)2反应产生白色沉淀CaCO3,所以不能用Ca(OH)2鉴别二者。
(4) 与盐反应
向Na2CO3溶液中滴加CaCl2或BaCl2,可观察到什么现象?写出反应的离子方程式。
有白色沉淀产生, CO32-+Ca2+=CaCO3↓或CO32-+Ba2+=BaCO3↓
向NaHCO3溶液中滴加CaCl2或BaCl2,反应较复杂,暂不研究。
[练习三]
1. 根据Na2CO3、NaHCO3的性质,可以用哪些方法鉴别二者?
(1)固体的鉴别
①加热法:产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。
②气体法:滴入稀盐酸,产生气泡速率快的是NaHCO3固体。
(2)溶液的鉴别
①沉淀法:加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是Na2CO3溶液。
②测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是Na2CO3溶液
2. 根据Na2CO3、NaHCO3的性质,如何实现二者之间的转化?
Na2CO3NaHCO3
3. 依据二者性质的差异确定除杂方法(后者为杂质)。
混合物
除杂方法
Na2CO3(s)、NaHCO3(s)
加热 法
NaHCO3(aq)、Na2CO3(aq)
通入足量 CO2
Na2CO3(aq)、NaHCO3(aq)
滴加适量 NaOH 溶液
4、 焰色试验
1、 定义:金属或其化合物灼烧时火焰呈现出特征颜色,可定性分析试样所含金属元素。
2、 操作
1 干烧:将干净的铂丝或铁丝在外焰上烧至与原火焰颜色相同;
2 蘸烧:蘸取试样,在外焰上灼烧,观察火焰的颜色;
3 洗烧:用盐酸洗净,在外焰上烧至与原火焰颜色相同。
3、 常见金属元素的焰色
元素
钠
钾
锂
钙
锶
钡
铜
焰色
黄 色
紫 色
紫红色
砖红色
洋红色
黄绿色 色
绿 色
4、 产生原因:灼烧时,金属原子的电子吸收能量跃迁到激发态,由激发态跃迁回基态时,释放的能量以可见光形式呈现。属于物理变化。
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初高中衔接专题六:钠及其化合物
【学习目标】
1. 回顾初中阶段对碳酸钠、碳酸氢钠等钠的化合物的初步认识。
2. 掌握钠单质的物理性质和化学性质,重点理解钠与氧气、水的反应。
3. 了解氧化钠和过氧化钠的性质差异,掌握过氧化钠的重要用途。
4. 系统比较碳酸钠与碳酸氢钠的性质,理解二者的区别与联系。
5. 了解焰色试验的原理与操作。
【知识回顾】
1. 默写金属活动顺序表 。
2. 金属活动性顺序中,位于氢前面的金属能置换出酸中的氢。钠位于氢________(填“前”或“后”),因此钠与盐酸反应会生成________气,化学方程式为 。
3. 碳酸钠的化学式是________,俗称是________;碳酸氢钠的化学式是________,它的俗称是________。用于治疗胃酸过多的是________,已知胃酸主要成分是盐酸,写出其治疗胃酸过多的离子方程式
。
【新知学习】
1、 钠单质
1. 钠元素的存在、原子结构及制法
(1) 存在:钠元素在自然界中都以 形式存在。
(2) 原子结构:画出钠原子结构示意图 ,由此可知钠易 电子变成 ,
有较强的 性。
(3)钠单质的制法:电解熔融NaCl可制得金属钠,化学方程式为 。
2. 钠的物理性质
密度
颜色状态
硬度
熔点
导电、导热性
比水 ,
比煤油
色固体
较 ,
能用刀切割
较 ,
低于100 ℃
3. 钠的化学性质
(1)与O2的反应
条件
常温
加热
现象
切开的钠块在空气中很快
钠块受热 ,剧烈反应,发出 色火焰,生成 色固体。
化学方程式
注意:①钠与氧气反应,条件不同,现象不同,产物不同;
②钠常温下就能被氧气氧化,应保存在 或 中。
③除了能与O2反应外,钠还能与Cl2、S等非金属单质直接化合,写出钠分别与Cl2、S加热条件下反应的化学方程式 、 。
(2)与H2O的反应
①现象:浮 、熔 、游 、响 、红 。
②化学方程式: 。
离子方程式: 。
注意:钠着火不能用水灭火,要用 灭火。
(3)与酸的反应
离子方程式: 。(先酸后水)
(4)与盐的反应
①钠与硫酸铜溶液反应:(先 后 不 )
化学方程式: 、 。
总反应: 。
②与熔融氯化钛
化学方程式: 。
4. 钠的用途
(1)钠钾合金(液态)用于核反应堆的传热介质。
(2)作强还原剂,熔融状态冶炼某些金属(如钛)。
(3)作电光源,制作高压钠灯
[练习一]
1. 正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)钠可以保存在四氯化碳中。( )
(2)金属钠着火时,可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火。( )
(3)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化。( )
(4)金属钠具有强还原性,可与TiCl4溶液反应制取金属Ti。( )
(5)实验结束后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶中。( )
2. 根据你对金属钠性质的了解,完成下列各题。
(1)下列关于金属钠的叙述中,正确的是___。
A.金属钠是银白色金属,硬度很大
B.在空气中加热时,金属钠剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成过氧化钠
C.金属钠在空气中燃烧,生成氧化钠
D. 金属钠的熔点很高
(2)金属钠通常保存在煤油中,原因是_________________________________________
3.某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中,此实验能证明钠下面4点性质中的( )
① 钠的密度比水的小 ② 钠的熔点较低 ③ 钠与水反应时放出热量 ④ 钠与水反应后溶液呈碱性
A.①④ B.①②④ C.①③④ D.①②③④
4.(1)将一小块钠放入下列溶液中,既能产生气体又能生成白色沉淀的是( )
A.硝酸铜溶液 B.稀硫酸
C.氯化钠溶液 D.氯化镁溶液
(2)写出Na投入到下列溶液中所发生的化学反应方程式(若有多步,则分步书写)。
①NaHCO3溶液:_________________________________、________________________________________。
②FeCl3溶液:___________________________________、_________________________________________。
2、 钠的氧化物
物质
氧化钠
过氧化钠
化学式
氧元素化合价
颜色状态
色固体
色固体
离子组成
氧化物类别
不是碱性氧化物
与水反应
与CO2反应
与盐酸反应
Na2O+2HCl2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2↑
主要用途
可制烧碱
供氧剂、强氧化剂、漂白剂
[练习二]
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)Na2O2固体中含阳离子和阴离子个数比为1:1。( )
(2)Na2O2溶于水产生O2的离子方程式为Na2O2+H2O2Na++2OH-+O2↑。( )
(3)Na2O2与H2O反应时,Na2O2既是还原剂又是氧化剂。( )
2.下列关于钠的氧化物的说法正确的是( )
A.Na2O2是白色固体,与冷水作用放出氧气,生成氢氧化钠
B.在Na2O2与CO2的反应中,氧化剂是Na2O2,还原剂是CO2
C.Na和O2在加热时反应生成Na2O2,在常温下反应生成Na2O
D.Na2O2能与水反应,生成NaOH,所以Na2O2是碱性氧化物
3、 碳酸钠和碳酸氢钠
1. 物理性质
物质
碳酸钠
碳酸氢钠
俗名
①观察外观
②振荡后现象、温度计变化
③观察固体溶解情况
④分别滴加酚酞溶液
初步结论
相同温度,溶解度:
相同浓度溶液碱性:
2. 化学性质
(1)热稳定性
①Na2CO3性质稳定,受热 分解。
②NaHCO3性质不稳定,受热 分解,化学方程式为 。
(2) 与酸反应
①Na2CO3与过量盐酸反应离子方程式 。
若Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸直至过量,先无明显现象,后有气泡产生。
发生反应a. ;b. 。
②NaHCO3与盐酸反应离子方程式 。
(3) 与碱反应
①Na2CO3:与NaOH溶液不反应;
②NaHCO3: 。
注意:Na2CO3和NaHCO3都能和Ca(OH)2反应产生白色沉淀CaCO3,所以不能用Ca(OH)2鉴别二者。
(4) 与盐反应
向Na2CO3溶液中滴加CaCl2或BaCl2,可观察到什么现象?写出反应的离子方程式。
向NaHCO3溶液中滴加CaCl2或BaCl2,反应较复杂,暂不研究。
[练习三]
1. 根据Na2CO3、NaHCO3的性质,可以用哪些方法鉴别二者?
2. 根据Na2CO3、NaHCO3的性质,如何实现二者之间的转化?
3. 依据二者性质的差异确定除杂方法(后者为杂质)。
混合物
除杂方法
Na2CO3(s)、NaHCO3(s)
法
NaHCO3(aq)、Na2CO3(aq)
通入足量
Na2CO3(aq)、NaHCO3(aq)
滴加适量 溶液
4、 焰色试验
1、 定义:金属或其化合物灼烧时火焰呈现出特征颜色,可定性分析试样所含金属元素。
2、 操作
①干烧:
②蘸烧:
③洗烧:
3、 常见金属元素的焰色
元素
钠
钾
锂
钙
锶
钡
铜
焰色
色
色
紫红色
砖红色
洋红色
色
色
4、 产生原因:灼烧时,金属原子的电子吸收能量跃迁到激发态,由激发态跃迁回基态时,释放的能量以可见光形式呈现。属于物理变化。
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