(江苏专版)2020版高考化学一轮复习专题二第七讲钠及其化合物讲义(含解析).doc
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1、1钠及其化合物江苏考纲要求1理解并能应用常见金属的活动顺序。2了解常见金属钠、镁及其重要化合物的主要性质和重要应用。3认识化学在金属矿物等自然资源综合利用和实现物质间转化等方面的实际应用。4了解金属材料在生产和生活中的重要应用。认识常见无机物在生产中的应用和对生态环境的影响。教材基础自热身1物理性质颜色状态 密度 硬度 熔点银白色固体 比水小,比煤油大 较小 较低,低于 100 2.化学性质钠在化学反应中易失去最外层的一个电子,表现还原性。(1)与非金属单质(如 O2、Cl 2)的反应O2常温:4NaO 2=2Na2O(白色固体)点燃:2NaO 2 Na2O2(淡黄色固体)= = = = =点
2、 燃 Cl2 2NaCl2 2NaCl= = = = =点 燃 (2)与水的反应化学方程式:2Na2H 2O=2NaOHH 2;离子方程式:2Na2H 2O=2Na 2OH H 2。钠与水(含酚酞)反应的实验现象分析:(3)与酸的反应2Na2H =2Na H 2。注意 Na 先与酸反应,再与水反应先酸后水。钠的性质及应用2(4)与盐的反应与熔融盐与熔融盐发生置换反应:4NaTiCl 4 4NaClTi,NaKCl N= = = = =熔 融 = = = = =高 温 aClK注意 Na 能够制取 K 并不能说明 Na 的还原性比 K 强,因为 K 的沸点比 Na 低,使 K 成为蒸气逸出与盐溶
3、液与盐溶液反应时先与水反应,生成的碱与盐可能发生复分解反应:如与 CuSO4溶液反应:2Na2H 2O=2NaOHH 2,2NaOHCuSO 4=Cu(OH)2Na 2SO4。总反应为 2Na2H 2OCuSO 4=Cu(OH)2Na 2SO4H 2(5)与羟基化合物的反应2Na2C 2H5OH 2C 2H5ONaH 23工业制备2NaCl(熔融) 2NaCl 2= = = = =通 电 4保存钠易与空气中的 O2、H 2O 反应,且钠的密度比煤油的密度大,不与煤油反应,故通常将钠保存在煤油中。5钠的用途(1)制钠钾合金,用于原子反应堆的导热剂。(2)作还原剂来制取活泼金属。如 4NaTiCl
4、 4 4NaClTi。= = = = =熔 融 (3)制作高压钠灯。知能深化扫盲点钠与盐溶液的反应原理分析离子方程式为 2Na2H 2O=2Na 2OH H 2。(1)与 NaCl、Na 2SO4、NaNO 3溶液反应:实质是与水反应。(2)与 CuSO4溶液反应:钠先与水反应,生成的 NaOH 再与 CuSO4反应,2OH Cu 2 =Cu(OH)2。3(3)与铝盐溶液反应:要考虑钠与铝盐的量的问题,因为过量的 NaOH 溶液能溶解Al(OH)3,OH Al(OH) 3=AlO 2H 2O。 2(4)与 NaHCO3溶液反应:钠先与水反应,生成的 NaOH 再与 NaHCO3反应,OH HC
5、O =H2OCO 。 3 23(5)与 NH4Cl 溶液反应:钠先与水反应,生成的 NaOH 再与 NH4Cl 反应,OH NH =NH3H2O。 4注意 钠不能从盐溶液中置换出金属单质。对点练将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体,又有白色沉淀产生的是_。MgSO 4溶液 NaCl 溶液 Na 2SO4溶液 饱和澄清石灰水 Ca(HCO 3)2溶液 CuSO 4溶液 饱和 NaCl 溶液解析:2Na2H 2O=2NaOHH 2,中 Mg2 2OH =Mg(OH)2;中反应消耗水,溶液温度升高,Ca(OH) 2的溶解度降低,析出 Ca(OH)2产生沉淀;中Ca2 HCO OH =CaCO
6、3 H 2O;中生成的 Cu(OH)2是蓝色沉淀,不符合题意;中 3水减少, c(Na )增大,使 NaCl(s)Na (aq)Cl (aq)平衡向左移动,析出 NaCl(s)。答案:题点全练过高考题点一 钠的性质与应用1下列关于金属钠的叙述中,说法正确的是( )A在氧气中加热时,金属钠剧烈燃烧,发出黄色火焰,产物是 Na2OB金属钠着火时,可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火C金属钠具有强还原性,可与 TiCl4溶液反应制取金属 TiD实验后剩余的钠粒,需要放回原试剂瓶中解析:选 D A 项,钠在氧气中加热时,产物是 Na2O2,错误;B 项,钠能与 CO2反应,所以钠着火时,不能用泡沫灭火器灭火
7、,错误;C 项,钠与熔融的 TiCl4反应制取金属Ti,错误。2(2019江苏南菁高中月考)某化学教师为“氯气与金属钠反应”设计了如下装置与操作以替代相关的课本实验。实验操作:先给钠预热,到钠熔融成圆球时,撤火,通入氯气,即可见钠着火燃烧,并产生大量白烟。以下叙述错误的是( )4A钠着火燃烧产生苍白色火焰B反应生成的大量白烟是氯化钠晶体C管中部塞一团浸有 NaOH 溶液的棉球是用于吸收过量的氯气,以免其污染空气D管右端棉球处颜色变化可判断氯气是否被碱液完全吸收解析:选 A A 项,钠的火焰为黄色,不是苍白色,错误;B 项,钠与氯气反应生成氯化钠白色固体,现象为产生大量白烟,正确;C 项,氯气有
8、毒,能够被 NaOH 溶液吸收,防止空气污染,正确;D 项,氯气具有强的氧化性,能够氧化 KI 生成单质碘,碘遇到淀粉变蓝,所以管右端棉球处颜色变化可判断氯气是否被碱液完全吸收,正确。题点二 钠与水、盐溶液的反应3取一支大试管,加入 20 mL 饱和澄清石灰水( 1.6 gcm3 ),再加入 5 mL 苯( 0.87 gcm3 ),静置后缓慢加入黄豆粒大小的钠块( 0.97 gcm3 )。下列实验现象中,能观察到的有( )钠在饱和澄清石灰水层反应并四处游动 有气体产生 澄清石灰水变浑浊 钠在石灰水与苯的界面处反应并上下跳动 钠停留在苯层不反应 钠块最后消失A BC D解析:选 B 金属钠的密度
9、小于饱和澄清石灰水大于苯,将金属钠投入盛有澄清石灰水和苯的大试管中,钠会处于二者的界面处;同时由于钠与水反应生成 H2,H 2对金属钠产生推动作用,金属钠在界面处上下跳动。由于有 NaOH 生成,并放出热量,Ca(OH) 2的溶解度减小,饱和澄清石灰水中有 Ca(OH)2析出,溶液变浑浊。4将 0.05 mol Na 分别投入到盛有 100 mL 水、100 mL 盐酸、100 mL 硫酸铜溶液的X、Y、Z 三个烧杯中,下列有关说法错误的是( )A三个烧杯中一定均会发生的离子反应有:2Na2H 2O=2Na 2OH H 2B三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应,相比而言,X 烧杯中的反应平缓些CZ
10、烧杯中一定会有沉淀生成,但沉淀不是单质铜D三个烧杯中置换生成气体的物质的量一定相同解析:选 A 盐酸与 Na 反应的实质为 2Na2H =2Na H 2,A 错误;盐酸为酸,硫酸铜溶液显酸性,三种溶液中, c(H )由大到小的顺序为 Y、Z、X,水中 c(H )最小,反应最平缓,B 正确;Na 与 CuSO4溶液反应生成 Cu(OH)2沉淀,C 正确;相同物质的量的钠失去的电子数相同,生成氢气的物质的量相同,D 正确。5(2019苏州一中质检)某厂用 Na 除掉苯中的水分。某次生产误将甲苯当成苯投进反应釜中,由于甲苯中含水量少,最后反应釜中还残留大量的 Na。下列处理方法更合理、更安全的是(
11、)A打开反应釜,将 Na 暴露在空气中与氧气反应5B向反应釜通入 Cl2,Na 在 Cl2中燃烧生成 NaClC向反应釜加大量 H2O,通过化学反应“除掉”金属钠D向反应釜滴加 C2H5OH,并设置放气管,排出氢气和热量解析:选 D A、B、C 项的反应都会放出大量热,当达到甲苯的着火点时,甲苯燃烧,引发火灾,因此处理方法不当,错误;D 项,钠与乙醇反应,反应速率相对缓慢,因此该处理方法更安全、更合理,正确。教材基础自热身1氧化钠与过氧化钠的比较氧化钠(Na 2O) 过氧化钠(Na 2O2)颜色状态 白色固体 淡黄色固体电子式阴、阳离子个数比 12 12是否为碱性氧化物 是 不是与 H2O 反
12、应 Na2OH 2O=2NaOH 2Na2O22H 2O=4NaOHO 2与 CO2反应 Na2OCO 2=Na2CO3 2Na2O22CO 2=2Na2CO3O 2与盐酸反应 Na2O2HCl= =2NaClH 2O2Na2O24HCl= =4NaClO 22H2O稳定性 不稳定 较稳定主要用途 可制烧碱 漂白剂、消毒剂、供氧剂2.Na2O2的强氧化性与还原性从元素化合价角度分析 Na2O2的性质(1)强氧化性的五个表现(2)遇 KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为 O2。氧化钠和过氧化钠 6(3)遇 CO2、H 2O、H 则发生自身的氧化还原反应。知能深化扫盲点Na2O2与 C
13、O2、H 2O 的反应分析(1)从氧化还原角度Na 2O2与 H2O、CO 2反应均有 O2生成,在反应中 Na2O2既表现氧化性又表现还原性,H2O、CO 2在此反应中既不是氧化剂,也不是还原剂。2 mol 的 Na2O2不论是与 H2O 还是与 CO2反应均生成 1 mol 的 O2,转移 2 mol 电子。(2)从物质的量的角度2 mol Na2O2不论是与 H2O 还是与 CO2反应均生成 1 mol O2,消耗 2 mol 的 H2O 或 2 mol CO2。若 CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量的 Na2O2,气体体积减小的量等于原混合气体体积的 ,且等于生成氧气的体积
14、。12(3)从反应先后顺序的角度Na2O2与水蒸气、CO 2混合气体反应时,Na 2O2应视为首先与 CO2反应生成 Na2CO3,CO 2反应完后,剩余的 Na2O2再与水蒸气反应生成 NaOH。(4)从质量的角度Na 2O2 Na2CO3(Na2O2CO),Na 2O2 2NaOH(Na2O2H2),1 mol Na2O2与足量 CO2 H2O CO2、H 2O 分别完全反应时相当于吸收了 28 g CO、2 g H 2。 w g 化学式符合通式为(CO) m(H2)n的物质(其中 m、 n 为自然数),在 O2中充分燃烧后,将其产物通过足量的 Na2O2固体,反应完毕,固体增重 w g。
15、中学阶段常见符合这一关系的物质有:a无机物:H 2、CO 及 H2和 CO 的混合气体;b有机物:CH 3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH 3COOH(乙酸)、HCOOCH 3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。题点全练过高考题点一 过氧化钠的结构与性质1下列关于 Na2O2的说法正确的是( )A氧化钠、过氧化钠均为碱性氧化物CNa 2O2与 H2O 反应时,Na 2O2既是还原剂又是氧化剂DNa 2O2在潮湿的空气中放置一段时间,最终产物是 NaOH7解析:选 C A 项,Na 2O2不是碱性氧化物,错误;B 项,Na 2O2的电子式为错误;D 项,Na 2O2在潮湿的空气中放置一
16、段时间,最终产物是 Na2CO3,错误。2(2019江苏泰州中学质检)某溶液中含有 HCO 、SO 、CO 、CH 3COO 4 种阴离 3 23 23子。向其中加入足量的 Na2O2固体后,溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化)( )ACH 3COO BSO 23CCO DHCO23 3解析:选 A Na 2O2与水反应生成 NaOH,HCO OH =CO H 2O,HCO 浓度减小, 3 23 3CO 浓度增大;SO 具有还原性,被 Na2O2氧化,浓度减小;CH 3COO 浓度几乎不变。23 233下列反应与 Na2O2SO 2=Na2SO4相比较,Na 2O2的作用相同的
17、是( )A2Na 2O22CO 2=2Na2CO3O 2B2Na 2O22SO 3=2Na2SO4O 2CNa 2O2H 2SO4=Na2SO4H 2O2D3Na 2O2Cr 2O3=2Na2CrO4Na 2O解析:选 D 题给反应中,Na 2O2作氧化剂,SO 2作还原剂。2Na2O22CO 2=2Na2CO3O 2, Na2O2自身发生氧化还原反应,故 A 错误;2Na2O22SO 3=2Na2SO4O 2, Na2O2自身发生氧化还原反应,故 B 错误;Na2O2H 2SO4=Na2SO4H 2O2,元素化合价没有发生变化,发生的是复分解反应,故 C 错误;3Na2O2Cr 2O3=2N
18、a2CrO4Na 2O,Na 2O2中氧元素由1 价变为2 价,Na 2O2在反应中作氧化剂,故 D 正确。题点二 过氧化钠与 H2O、CO 2反应的定量关系4200 时,11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的 Na2O2充分反应后固体质量增加了 3.6 g,则原混合气体的总物质的量是( )A0.125 mol B0.25 molC0.5 mol D1 mol解析:选 C 根据质量守恒定律可知,生成 O2的质量为 11.6 g3.6 g8 g, n(O2) 0.25 mol,根据 Na2O2与 H2O(g)、CO 2反应的物质的量的关系可知 CO2和8 g32 gmol 1H2O(g)
19、的物质的量之和为 0.25 mol20.5 mol。5呼吸面具中有 Na2O2,可吸收 CO2放出 O2,若用超氧化钾(KO 2)代替 Na2O2也可起到同样的作用。(1)写出 KO2与 CO2反应的化学方程式:_。(2)1 kg Na2O2和 1 kg KO2分别和 CO2反应,生成的 O2的体积比(同温、同压下)为8_。 (3)等物质的量的 CO2分别与足量的 Na2O2、KO 2反应,生成的 O2的体积比(同温、同压下)为_。(4)你认为选用_作补氧剂更合适,理由是_。解析:(2)2Na 2O22CO 2=2Na2CO3O 2156 g 1 mol1 000 g n(O2)n(O2) m
20、ol1 0001564KO22CO 2=2K2CO33O 2284 g 3 mol1 000 g n(O2)n(O2) mol3 000284所以 1 kg Na2O2和 1 kg KO2产生的氧气的体积比为 71117。答案:(1)4KO 22CO 2=2K2CO33O 2(2)71117 (3)13(4)KO2 等量的 KO2和 Na2O2,KO 2释放出的氧气多教材基础自热身1Na 2CO3与 NaHCO3性质的比较Na2CO3 NaHCO3俗名 纯碱、苏打 小苏打颜色状态 白色粉末 白色晶体溶解性 易溶于水 易溶于水(溶解度比 Na2CO3小)水解 CO H 2OHCO OH 23 3
21、 HCO H 2OH 2CO3OH 3与盐酸反应 CO 2H =CO2H 2O23 HCO H =H2OCO 2 3与 NaOH 反应 不反应 HCO OH =CO H 2O 3 23与足量 Ca(OH)2反应Ca2 CO =CaCO323 Ca2 OH HCO =CaCO3H 2O 3与 BaCl2反应 CO Ba 2 =BaCO323 不反应与 CO2反应 CO CO 2H 2O=2HCO23 3 不反应碳酸钠和碳酸氢钠9热稳定性 较稳定 2NaHCO3 Na2CO3CO 2= = = = = H2O相互转化 Na2CO3 NaHCO3 CO2 H2O; 适 量 H 固 体 加 热 ; 适
22、 量 OH2.Na2CO3、NaHCO 3的用途(1)Na2CO3是一种非常重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。(2)NaHCO3是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一;在医疗上,它是治疗胃酸过多的一种药剂。知能深化扫盲点提能点 一 Na 2CO3、NaHCO 3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)(3)利用阴离子不同(4)利用溶液的酸碱性不同对点练1(2019常州一中月考)现有两瓶失去标签的同浓度的 Na2CO3和 NaHCO3无色溶液,请提出简便的鉴别方法,其中不合理的是( )用干燥的 pH
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