内容正文:
专题3
从海水中获得的化学物质
第1讲 描述运动的基本概念
04 钠及其化合物的转化
高频考点
第1讲 描述运动的基本概念
1.钠的化学性质
(1)与O2的反应
常温:4Na+O2 2Na2O;加热:2Na+O2 Na2O2。
(2)与水剧烈反应:2Na+2H2O 2Na++2OH-+H2↑。
(3)钠与酸、碱、盐溶液的反应
第1讲 描述运动的基本概念
2.Na2O与Na2O2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
组成结构 Na+和O2-个数比为2∶1 Na+和 个数比为2∶1
类别 碱性氧化物 过氧化物
生成条件 常温下:4Na+O2 2Na
2O 加热:2Na+O2 Na2O2
稳定性 不稳定,易转化为Na2O2 较稳定
第1讲 描述运动的基本概念
常见反应 与H2O反应 Na2O+H2O 2NaOH 2Na2O2+2H2O 4
NaOH+O2↑
与CO2反应 Na2O+CO2 Na2CO3 2Na2O2+2CO2 2Na2
CO3+O2
与H+反应 Na2O+2H+ 2Na++H2
O 2Na2O2+4H+ 4Na++2
H2O+O2↑
主要用途 — 强氧化剂、漂白剂(漂白
织物、羽毛等)、供氧剂
转化关系 2Na2O+O2 2Na2O2
第1讲 描述运动的基本概念
3.Na2CO3和NaHCO3的比较
物质 碳酸钠 碳酸氢钠
俗名 纯碱或苏打 小苏打
颜色状态 白色粉末 白色晶体
水溶性 Na2CO3溶于水伴有放热现象,NaHCO3溶于水伴有吸热现象,相同温
度下,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠
与盐酸
反应 滴加稀盐酸,先后发生的反应:Na2
CO3+HCl NaCl+NaHCO3、
NaHCO3+HCl NaCl+H2O+
CO2↑ NaHCO3+HCl NaCl+H2O+
CO2↑
第1讲 描述运动的基本概念
与Ca(OH)2
溶液反应 Ca(OH)2+Na2CO3
CaCO3↓+2NaOH NaHCO3少量:NaHCO3+Ca(OH)2
CaCO3↓+NaOH+H2O
NaHCO3过量:2NaHCO3+Ca(OH)2
CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
热稳定性 稳定,受热不易分解 不稳定,受热容易分解:2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O
第1讲 描述运动的基本概念
巧学速记
钠的性质
口诀:银白轻低软,传导热和电;遇氧产物变,遇氯生白烟;遇水记五点,浮熔游响红;遇酸酸优先,遇盐水在
前。
注:若水中未滴加酚酞,则钠与水反应时无“红”这一现象。
第1讲 描述运动的基本概念
知识积累
钠露置在空气中易被氧化,所以常保存在煤油中;与钠性质相似的钾、锂分别保存在煤油中、固体
石蜡中。
第1讲 描述运动的基本概念
特别提醒
钠与熔融盐反应可置换出较不活泼的金属,如:4Na+TiCl4(熔融) 4NaCl +Ti。
第1讲 描述运动的基本概念
易错警示
1.Na2O2与酸反应除生成盐和水外,还生成氧气,故Na2O2不属于碱性氧化物。
2.Na2O2与CO2、H2O反应时,氧化剂与还原剂均是Na2O2。
3.Na2O2与酚酞溶液作用:溶液先变红后褪色;Na2O2与紫色石蕊溶液作用:溶液先变蓝后褪色。
4.Na2O2与SO2反应:Na2O2+SO2 Na2SO4,注意与CO2反应的区别。
第1讲 描述运动的基本概念
特别提醒
相同温度下,NaHCO3的溶解度比Na2CO3小,故向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,有NaHCO3晶体析出,
化学方程式为Na2CO3+H2O+CO2 2NaHCO3↓。
第1讲 描述运动的基本概念
易错警示
NaHCO3可与胃酸(主要成分为盐酸)反应,用于治疗胃酸过多。Na2CO3碱性较强,不适合治疗胃酸过
多。
第1讲 描述运动的基本概念
1.钠及其化合物的转化体系构建
第1讲 描述运动的基本概念
2.Na2O2与CO2、H2O反应的相关计算
(1)固体质量差量的计算
2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑ ①
2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2 ②
对于Na2O2固体而言:在反应①中,固体增加的质量实际上相当于H2O中“H2”的质量,在反应②中,
固体增加的质量实际上相当于CO2中“CO”的质量,其结果可以分别看作:Na2O2+H2 2NaOH、Na2
O2+CO Na2CO3,实际上两个反应均不能发生,只是从质量守恒的角度可看作Na2O2只吸收了“H2”
和“CO”。如:120 ℃时,将1.6 g由CO2、H2O组成的混合气体通入盛有足量Na2O2的密闭容器中,充分反
应后容器中残留的固体比反应前增重0.64 g。该混合气体中CO2的质量分数为多少?
1.6 g CO2、H2O的混合气体中“CO”“H2”的质量为0.64 g,设混合气体中CO2的质量为x g,H2O的质量
为(1.6-x) g,则有 x+ (1.6-x)=0.64,解得x=0.88,故CO2的质量分数为 ×100%=55%。
第1讲 描述运动的基本概念
(2)气体体积差量的计算
2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2 ΔV
2 1 1
2Na2O2+2H2O(g) 4NaOH+O2 ΔV
2 1 1
(注:ΔV为气体体积差)
在相同状况下,无论是CO2或H2O(g)的单一气体还是二者的混合气体,与足量Na2O2反应时,生成O2的
体积总是原气体体积的一半,气体体积的减小量也是原气体体积的一半。
第1讲 描述运动的基本概念
3.Na2CO3和NaHCO3的鉴别、除杂与相互转化
(1)Na2CO3和NaHCO3的鉴别
①利用热稳定性不同
②利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)
第1讲 描述运动的基本概念
③利用溶液的碱性不同
第1讲 描述运动的基本概念
(2)Na2CO3和NaHCO3混合物的除杂
混合物(括号
内为杂质) 除杂方法 化学方程式
Na2CO3固体
(NaHCO3) 加热法 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2
O
NaHCO3溶液
(Na2CO3) 通入足量CO2 Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3
Na2CO3溶液
(NaHCO3) 滴加适量NaOH溶液 NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2
O
第1讲 描述运动的基本概念
(3)Na2CO3和NaHCO3的相互转化
Na2CO3 NaHCO3
第1讲 描述运动的基本概念
4.侯氏(联合)制碱法
(1)原理
NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。
(2)工艺流程图
第1讲 描述运动的基本概念
①该流程中可循环使用的物质有:CO2气体、食盐水。
②优点(与氨碱法相比):a.食盐的转化率提高;b.得到的氯化铵可用作氮肥;c.缩短了生产流程;d.减少了
对环境的污染。
第1讲 描述运动的基本概念
归纳总结
钠露置在空气中的主要变化:Na Na2O NaOH 表面形成溶液 Na2CO3·xH2O
Na2CO3。
第1讲 描述运动的基本概念
易错警示
Na与O2反应转移电子数目的判断:
Na与O2反应,无论生成Na2O2还是Na2O,在反应过程中都是Na失电子被氧化为Na+,故等质量的钠与氧气
反应时,生成Na2O与生成Na2O2转移的电子数相等。
第1讲 描述运动的基本概念
特别提醒
一定量Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应,可以视为Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完后,Na2O
2再与H2O(g)反应。
第1讲 描述运动的基本概念
方法技巧
若有机物化学式符合(CO)m(H2)n,则a g该有机物在过量的氧气中完全燃烧后将产物通过足量的Na2O2固
体,固体增加的质量为a g。
第1讲 描述运动的基本概念
易错警示
若是将少量盐酸滴加到Na2CO3溶液中,不会有CO2放出;将少量Na2CO3溶液滴加到盐酸中会立即产生气
泡;NaHCO3溶液与盐酸无论以何种顺序滴加,均会立即产生气泡。
第1讲 描述运动的基本概念
特别提醒
1.由于Na2CO3和NaHCO3均能与Ba(OH)2[或Ca(OH)2]反应生成白色沉淀,所以不能用Ba(OH)2[或Ca(OH)
2]溶液鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液;也不能用NaOH溶液鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,因为Na2
CO3溶液不与NaOH反应,NaHCO3溶液与NaOH反应,但无明显现象。
2.Na2CO3与NaHCO3的水溶液均呈碱性,二者浓度相同时,Na2CO3溶液碱性更强。
第1讲 描述运动的基本概念
勘破疑难
1.利用NH4Cl溶解度随温度变化大的特点,通过降温进行“冷析”,使NH4Cl沉淀析出。
2.添加NaCl进行“盐析”,可使更多的NH4Cl析出,同时补充母液中的Na+,有利于NaHCO3析出。
第1讲 描述运动的基本概念
知识拓展
实验室模拟侯氏制碱法可用如下实验装置:
注意:先通入NH3(极易溶于水),后通入CO2,顺序不能颠倒。通入CO2的导管伸入液面下,通入NH3的导管
在液面上方,防止倒吸。
第1讲 描述运动的基本概念
典例 A、B、C、D、E、F、M七种物质均含同一种元素,可发生如图所示的转化(图中部分反应条
件、反应物及产物未标出),已知A在空气中燃烧生成淡黄色固体E。回答下列问题:
第1讲 描述运动的基本概念
(1)B的化学式为_________;E的化学式为__________;F的化学式为___________;B→M的化学方程式为____
____________________;E→D的化学方程式为___________________________。
2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑
Na2O+CO2 Na2CO3
NaHCO3
Na2O2
Na2O
第1讲 描述运动的基本概念
(2)分别向M和F固体中加入少量水,伴随放热现象的是___________(填化学式)。
(3)C→F的化学方程式为____________________________________。(写出一个即可)
(4)M固体中含有少量F固体,可采取的除杂方法为_______。
加热
NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3↓+NH4Cl
Na2CO3
第1讲 描述运动的基本概念
思路点拨 A、B、C、D、E、F、M七种物质均含同一种元素,根据A在空气中燃烧生成淡黄色固体E
可知A为Na,E为Na2O2;然后结合题图可知,常温下Na与O2反应生成B,B为Na2O;Na2O2与H2O反应生成D,D
为NaOH;NaOH与过量CO2反应生成F,F为NaHCO3;Na2O与CO2反应生成M,M为Na2CO3;Na2O与HCl反应
生成C,C为NaCl。
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)根据分析可得,B为Na2O,E为Na2O2,F为NaHCO3,B→M的化学方程式为Na2O+CO2 Na2CO3,
E→D的化学方程式为2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑。(2)碳酸钠溶于水时会释放热量,而碳酸氢钠溶
于水时吸热。(3)C为NaCl,F为NaHCO3,根据侯氏制碱法的反应原理可得NaCl+NH3+CO2+H2O
NaHCO3↓+NH4Cl。(4)因为NaHCO3受热易分解成Na2CO3、CO2和H2O,而Na2CO3受热不易分解,所以除
去Na2CO3固体中少量NaHCO3固体的方法是加热。
第1讲 描述运动的基本概念
方法指导
物质转化类试题的解题思路
第1步,找 “题眼”: 从题干中提取关键信息,直接确定1~2种关键物质,核心突破口为特征物质、特征现
象、特征反应等;
第2步,梳“网络”:以确定的关键物质为起点,结合元素化合物的转化规律,推导其余未知物质;
第3步,扣“性质”:依据物质的性质、反应规律等,解答化学式书写、方程式书写、除杂、实验现象等
问题;
第4步,验“逻辑”:推导完成后,反向验证所有物质的转化关系是否符合逻辑,避免因推导失误导致后续
问题全错。
第1讲 描述运动的基本概念
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