内容正文:
高中化学人教版(2019)必修第一册
第二章
海水中的重要元素-钠和氯
章末总结复习
知识网络
宏观物质与微观粒子间的计量关系
知识网络
一、金属钠的性质
金属钠的性质
① 具有银白色金属光泽固体
② 质地软
③ 密度比煤油大、比水小
④ 熔点较低
⑤ 沸点较高
物理性质
化学性质
(2)与水反应:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
(3)与酸反应:
(1)与非金属的反应
与氧气反应
与氯气反应 2Na + Cl2 = 2NaCl
点燃
与硫反应 2Na + S = Na2S
“浮熔游响红”
(4)与盐反应:
2Na+2HCl = 2NaCl+H2↑
2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑
4Na + O2 = 2Na2O
2Na + O2 = Na2O2
总结
遇氧看条件,遇水生氢气
遇酸酸优先,遇盐水在前
钠及其化合物
Na2O Na2O2
颜色状态
氧元素价态
氧化物类型
生成条件
稳定性
与水反应
与CO2反应
与HCl反应
用途
白色固体 淡黄色固体
-2价 -1价
常温 点燃
Na2O+H2O=2NaOH
Na2O+CO2= Na2CO3
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O
2Na2O2 + 4HCl = 4NaCl + 2H2O +O2↑
碱性氧化物 过氧化物 (强氧化性)
不稳定 稳定
制备氢氧化钠
制氧剂、氧气面罩
加热条件,氧气
二、氧化钠与过氧化钠的性质
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3+ O2↑
得到2×e-,化合价降低,被还原
失去2×e-,化合价升高,被氧化
氧化剂、还原剂都是过氧化钠,反应转移了2个电子
钠及其化合物
Na2CO3 NaHCO3
颜色状态
溶解度
溶解中的热量变化
溶液酸碱性
热稳定性
白色粉末 白色固体
易溶于水
碱性
易溶于水
碱性
放热,温度升高
吸热,温度降低
加热,不分解
加热,易分解
>
>
>
三、碳酸钠与碳酸氢钠的性质
钠及其化合物
Na2CO3 NaHCO3
热稳定性
与酸反应
HCl
与碱反应
Ca(OH)2
与盐反应
CaCl2
与酸性氧化物反应
CO32- + 2H+ = H2O + CO2↑
HCO3- + H+ = H2O + CO2↑
CO32- + Ca2+ = CaCO3↓
HCO3-(少) + Ca2+ + OH- = CaCO3↓+ H2O
2HCO3- (足)+ Ca2+ + 2OH- = CaCO3↓+ 2H2O + CO32-
CO32- + Ca2+ = CaCO3↓
不反应
Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3
不反应
∆
2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2↑
受热不分解
慢
快
钠及其化合物
碳酸钠→ 碳酸氢钠
转化1
碳酸氢钠→碳酸钠
转化1
用途
NaCl + NH3 + CO2 + H2O=NaHCO3↓ + NH4Cl
Na2CO3 +CO2 + H2O=2NaHCO3
2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2↑
碳酸钠用来制玻璃、制肥皂、
造纸工业、纺织工业
碳酸氢钠用作胃药、灭火器、
食品工业中的膨化剂
2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2↑
侯氏制碱法原理
钠及其化合物
银白色金属钠
(Na)
表面变暗
(生成Na2O)
出现白色固体
(生成NaOH)
表面变成溶液 (NaOH潮解)
白色粉末状物质
(Na2CO3)
白色块状物
Na2CO3·10H2O
O2
风化
CO2
H2O
H2O
[扩展知识]Na长时间暴露空气
①
⑤
④
③
②
钠及其化合物
【例题1】如图表示A~E五种物质间的相互转化关系,其中A为淡
黄色固体,B为单质。回答下列问题:
(1)写出各物质的化学式:A________,B________,
C________,D________,E________。
(2)写出B→C、D→E反应的离子方程式。
B→C:_______________________________________________________;
D→E:_______________________________________________________。
钠及其化合物
钠及其化合物
洗
烧
蘸
用盐酸洗净铂丝(或光洁无锈的铁丝)
将洗净的铂丝在火焰上灼烧至与原火焰颜色相同
蘸取待测物质
烧
在酒精灯上灼烧,并观察火焰的颜色
洗
用盐酸洗净铂丝(或光洁无锈的铁丝)
2、常见元素的焰色:钠: 色,
钾(透过蓝色钴玻璃观察): 色
3、焰色试验属于 方法(填“物理”或“化学”)
物理
黄
紫
1、操作步骤
四、焰色试验
钠及其化合物
氯气的性质
① 黄绿色气体
② 具有刺激性气味
③ 密度比空气大
④ 可溶于水
⑤ 极易液化
物理性质
化学性质
(2)与非金属反应
(3)与水反应
③ Cu + Cl2 —— CuCl2
② 2Fe + 3Cl2 —— 2FeCl3
① 2Na + Cl2 —— 2NaCl
黄色火焰,白烟
棕色烟,黄色溶液
棕黄色烟,蓝绿色溶液
苍白色火焰,白雾
H2 + Cl2 —— 2HCl
Cl2 + H2O —— HCl + HClO
(4)与碱反应
Cl2 + 2OH- —— Cl- + ClO- + H2O
(1)与金属反应
制漂白液、漂白粉、吸收氯气
强氧化性、弱酸性、不稳定性
一、氯气的性质
氯及其化合物
液氯、新制氯水、久置氯水的区别
液氯 新制氯水 久置氯水
成分
类别
颜色
性质
纯净物
混合物
有氧化性,
无酸性和漂白性
有酸性,强氧化性,能漂白,消毒
只有Cl2
【注意】:氯水要放在棕色试剂瓶中避光保存,且不宜长期放置
只有酸性
Cl2,HClO,H2O
H+,Cl-,ClO-,OH-
分子:
离子:
离子:H+,Cl-
分子:H2O
混合物
黄绿色
浅黄绿色
无色
氯及其化合物
浓盐酸
MnO2
尾气装置
收集装置
1、氯气的实验室制法:
MnO2 + 4HCl(浓) —— MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
△
(2) 装置:
(1) 原理:
饱和食盐水
——固液加热型
——饱和NaCl(除HCl), 浓H2SO4(除H2O)
——向上排空气法、排饱和食盐水法
——用碱性溶液吸收,NaOH溶液
发生装置
除杂装置
二、氯气的制备
注意:不能用澄清石灰水吸收氯气
氯及其化合物
法1:湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口,是否先变红后褪色
法2:将湿润的淀粉-KI试纸放在瓶口,观察试纸是否变蓝
2KI+Cl2=2KCl+I2
样品 酸化液 白色沉淀
稀硝酸
AgNO3溶液
样品 白色沉淀 沉淀不溶解
稀硝酸
AgNO3溶液
(3)如何确认氯气已经收集满?
2、CI-检验的两种方法
氯及其化合物
16
【例题2】下图中,反应①为常温下的反应,A、C、D中均含有氯元素,且A中氯元素的化合价介于C和D中氯元素的化合价之间,E在常温下为无色无味的液体,F是淡黄色固体,G为常见的无色气体。请据图回答下列问题:
氯及其化合物
(1)A、G的化学式分别为________、________。
(2)写出反应①的化学方程式:____________________________________。
(3)写出反应②的化学方程式:____________________________________。
(4)已知A是一种重要的化工原料,在工农业生产和生活中有着重要的应用。
①将A通入紫色石蕊试液中,观察到的现象是______________________。请写出A与水反应的化学方程式:_________________________________。
②A与石灰乳反应制得的漂白粉的有效成分是________(填化学式),该物质在空气中失效的原因是______________________(用化学方程式表示)。
氯及其化合物
解析:E在常温下为无色无味的液体,应为H2O,F为淡黄色粉末,应为Na2O2,G为常见的无色气体,则G为O2,B为NaOH,A、C、D均含氯元素,且A中氯元素的化合价介于C与D之间,则反应①应为Cl2和NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O,结合物质的性质回答该题。
(1)由以上分析可知,A为Cl2,G为O2。
(2)反应①是Cl2和NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O,化学方程式是2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O。
(3)反应②为过氧化钠和水的反应,化学方程式为2Na2O2+2H2O=== 4NaOH+O2↑。
氯及其化合物
氯及其化合物
氯及其化合物
物质的量
cB(溶液)
×V(aq)
N(个)
n (mol)
÷NA
÷M(g/mol)
气体体积V (L)
÷Vm
m(g)
1.物质的量与阿伏加德罗常数、气体摩尔体积、摩尔质量、物质的量浓度之间的关系。
22
(1)物质的量是衡量物质所含微观粒子数目的物理量
符号n 单位是mol
1mol任何物质所含的粒子数量为阿伏加德罗常数(符号为NA),NA大约为6.02×1023mol-1
(2)摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量
物质的摩尔质量与其相对原子质量或相对分子质量的数值相同
符号M,单位为g/mol
2、相关概念
物质的量
(3)同温同压下,任何气体一定具有相同的气体摩尔体积
阿伏加德罗定律:
标准状况下,任何气体的摩尔体积都约为22.4L/mol
0℃、101 kPa
符号Vm,单位为L/mol
=
V1
-
V2
N1
-
N2
=
n1
-
n2
同温和同压下,同体积的任何气体一定具有相同的分子数(物质的量)
物质的量
(4)物质的量浓度是单位体积溶液里所含溶质B的物质的量
符号为cB,单位为mol/L
【相关计算】
②与质量分数的相互换算
①有关离子物质的量浓度的计算
③有关溶液稀释的计算
④有关混合溶液的计算
C(离子)= C(物质)× 离子下标
c=1000ρ ω/M
n(溶质)=c1×V1= c2×V2
c混 V混 = c1 V1 + c 2 V2
物质的量
计算公式。
1.已知物质的质量求粒子的数目。
主要应用N= ·NA来计算,解答此类题应注意所求粒子的种类,分子的构成(是单原子分子,双原子分子,还是多原子分子)以及粒子中含有的质子数、中子数、电子数等。
物质的量
2.已知气体的体积求粒子的数目。
(1)若题目给出物质的体积,一要看是不是标准状况,若不是标准状况,则1 mol气体的体积一般不为22.4 L;二要看该物质在标准状况下是不是气体,若不是气体,则无法求其物质的量和分子数;若是气体,则可求其物质的量和分子数,这与其是混合气体还是单一气体无关。
物质的量
(2)若题目给出气体的质量或物质的量,则粒子的数目与外界条件无关。
(3)注意某些物质分子中的原子个数。例如He为单原子分子,O3为三原子分子,P4为四原子分子。
物质的量
【例题3】 设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )。
A.标准状况下11.2 L水中含有0.5NA个水分子
B.物质的量浓度为0.5 mol·L-1的MgCl2溶液中,所含Mg2+的个数为0.5NA
C.1 mol H2和O2的混合气体中含NA个分子
D.11.2 L NH3中所含的原子数目为2NA
答案:C
物质的量
解析:标准状况下水不是气体,不能使用标准状况下的气体摩尔体积22.4 L·mol-1,A项错误;未指明溶液的体积,无法计算溶质的粒子数,B项错误;1 mol任何气体均含NA个分子,包括单一气体与混合气体,C项正确;D项未指明气体所处的状况是不是标准状况,无法计算气体的物质的量,D项错误。
物质的量
3.已知物质的量浓度求粒子的数目。
主要应用N=c·V·NA来计算。解题时考虑物质的组成。例如1 L 0.1 mol·L-1的AlCl3溶液中含有Cl-的数目为0.3NA(数值)。
(1)阿伏加德罗常数是指1 mol任何粒子的粒子数,这里的粒子指同种粒子,如1 mol O2中的分子数为NA(数值),而1 mol O2中的氧原子数为2NA(数值)。
(2)考查一定物质的量的物质中含有多少粒子(分子、原子、质子、电子等),注意看清粒子的种类,常涉及He、Ne等单原子分子,N2、O2等双原子分子及O3等多原子分子。
物质的量
【例题4】 设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )。
A.常温常压下,22.4 L CO2中含有NA个CO2分子
B.1.7 g H2O2中含有的电子数为0.9NA
C.1 mol·L-1 Na2SO4溶液中含有Na+数目为2NA
D.分子数为NA的CO、N2混合气体体积约为22.4 L,质量为28 g
物质的量
答案:B
解析:常温常压下,22.4 L CO2的物质的量小于1 mol,A项错误;H2O2的相对分子质量为34,1.7 g H2O2的物质的量为0.05 mol,每个H2O2分子中含有18个电子,1.7 g H2O2中含有的电子的物质的量为0.9 mol,数目为0.9NA,B项正确;没有给出溶液体积,溶液中Na+的个数无法计算,C项错误;1 mol CO、N2混合气体的质量为28 g,未注明混合气体所处的温度和压强,因此不能确定体积为22.4 L,D项错误。
物质的量
3、配置一定物质的量浓度的溶液
计算 → 称量 → 溶解 → 转移
→ 洗涤 → 转移(振荡)→ 定容 → 摇匀 → 装瓶
(1) 步骤:
物质的量
2.容量瓶的选用。
容量瓶常有50 mL、100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL等规格,瓶体上只有一个刻度线,因此只能配制与其容积相等的溶液。如果所需用量与容量瓶容积不等,应选容积稍大于所需用量的容量瓶。如需要80 mL某浓度的溶液可选用规格为100 mL的容量瓶进行配制,然后取用80 mL溶液。
物质的量
cB=
V
nB
cB=
V
nB
主要看实验操作对溶质的物质的量n、溶液体积V的影响
cB=
V
nB
或
cB比实际偏小
cB=
V
nB
或
cB比实际偏大
(3) 误差分析:
2、配置一定物质的量浓度的溶液
定容;未冷却转移溶液
物质的量
1.误差分析中需要注意的几个问题。
(1)配制一定物质的量浓度的溶液,转移溶液时若有溶液溅出,要重新配制;定容时加蒸馏水若超过刻度线,也要重新配制。
(2)配制一定物质的量浓度的溶液时,溶液的体积由容量瓶的容积确定,因此容量瓶不必是干燥的,有少量蒸馏水不影响所配溶液的浓度。
(3)定容后必须反复颠倒摇匀,静置后液面下降是由于一部分溶液附在了容量瓶内壁和塞子上,不要再加蒸馏水,否则浓度偏小。
物质的量
【例题5】 用已经准确称量过的NaOH固体配制250 mL 0.2 mol·L-1 NaOH溶液。
(1)在下列实验仪器中,用不到的是 (填代号)。
A.500 mL试剂瓶 B.500 mL容量瓶
C.250 mL烧杯 D.胶头滴管
(2)除上述仪器外,还需要的仪器是 。
(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是 。
物质的量
(4)配制时经以下操作步骤,正确的顺序是 。
A.向盛NaOH的烧杯中加入适量蒸馏水,使固体完全溶解,并冷却至室温
B.将烧杯中的溶液小心转移到容量瓶中
C.继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至凹液面底部与刻度线相切
D.用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,洗涤液都小心注入容量瓶,并轻轻振荡
E.将容量瓶塞塞紧,充分摇匀
物质的量
(5)下列情况会使所配溶液浓度偏大的是 。
A.没有进行上述操作中的步骤D
B.加蒸馏水不慎超过刻度线
C.用托盘天平称量NaOH固体时,砝码上有杂质
答案:(1)B
(2)玻璃棒、250 mL容量瓶
(3)检查容量瓶是否完好以及容量瓶口是否漏水
(4)ABDCE
(5)C
物质的量
解析:(1)配制一定物质的量浓度的溶液,所用仪器根据实验步骤选择,固体需溶解,故需用250 mL烧杯。因是配制250 mL的溶液,故不需要500 mL容量瓶,而应使用250 mL容量瓶。因容量瓶不能用来长期保存试剂,故需500 mL试剂瓶来盛装溶液。
(2)除了上述仪器中可使用的以外,还需玻璃棒和250 mL容量瓶。
(3)使用容量瓶前必须检查容量瓶是否完好以及容量瓶口是否漏水。
物质的量
(4)配制一定物质的量浓度溶液的步骤为:计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀。
物质的量
$