1、高考的起航点 - 1 -钠及其化合物复习总提纲一、钠单质的性质(1)钠的物理性质:钠是银白色金属,密度小(0.97g/cm3) ,熔点低(97) ,硬度小,质软,可用刀切割。钠通常保存在煤油中。是电和热的良导体。(2)钠的化学性质:从原子结构可知钠是活泼的金属单质。钠与非金属单质反应:常温:4Na + O2 = 2Na2O,加热:2Na + O2 Na2O2;2Na + Cl2 2NaCl; 2Na + S Na2S 等。钠和氧气的反应A、实验过程:钠与氧气的反应B、反应原理:2NaO 2 Na2O2,2Na 2O22H 2O4NaOHO 2C、注意事项玻璃管中装的钠不能太大,太大反应太剧烈,
2、会将玻璃管炸裂反应开始时,即钠熔成小球后要稍稍倾斜玻璃管,但是角度不能太大,以防止钠从玻璃管中脱出并能保证空气疏通从而观察到明显现象在取钠时要将其表面的氧化物用小刀除去,用纯钠进行实验因为表面被氧化的钠在受热熔化后,钠表面会有一层黑色而影响实验现象的观察加热时间不能太长,否则钠与 O2迅速反应、燃烧起来,现象就不是很明显了盛 Na2O2的小试管要干燥D、实验现象钠熔成小球,先变成白色后变成淡黄色固体,淡黄色固体遇水放出使带火星木条复燃的气体E、实验结论钠熔点低,与 O2加热反应生成 Na2O2,Na 2O2遇水生成 O2钠与水反应:2Na + 2H2O = 2NaOH + H2;实验现象:钠与
3、水剧烈反应、钠熔化成小球、钠球在水面上不停地滚动、有气体生成,并发出嘶嘶声高考的起航点 - 2 -注意:钠在空气中的变化:银白色的钠 变暗(生成了氧化钠 ) 变白(生成氢氧化钠) 潮解 变成白色固体(生成碳酸钠) 。钠与酸反应:如 2Na + 2HCl = 2NaCl + H2,Na 放入稀盐酸中,是先与酸反应,酸不足再与水反应。因此 Na 放入到酸溶液中 Na 是不可能过量的。同时 Na 与 H2 的物质的量比始终是 2:1。当然反应要比钠与水的反应剧烈多。钠与盐的溶液反应:钠不能置换出溶液中的金属,钠是直接与水反应。反应后的碱再与溶液中的其他物质反应。如钠投入到硫酸铜溶液的反应式:2Na
4、+ CuSO4 + 2H2O = Cu(OH)2 + Na2SO4 + H2 。 钠与氢气的反应:2Na + H2 = 2NaH。NaH + H2O = NaOH + H2 ;NaH 是强的还原剂。(3)工业制钠:电解熔融的 NaCl,2NaCl(熔融) 2Na + Cl2。(4)钠的用途:在熔融的条件下钠可以制取一些金属,如钛、锆、铌、钽等;钠钾合金是快中子反应堆的热交换剂;钠蒸气可作高压钠灯,发出黄光,射程远,透雾能力强。二、氧化钠和过氧化钠(1)Na2O:白色固体,是碱性氧化物,具有碱性氧化物的通性:Na2O + H2O = 2NaOH,Na2O + CO2 = Na2CO3,Na2O
5、+ 2HCl = 2NaCl + H2O .另外:加热时,2Na2O + O2 = 2Na2O2. (2)Na2O2:淡黄色固体是复杂氧化物,易与水、二氧化碳反应放出氧气。2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 ,2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 (作供氧剂) 。因此 Na2O2 常做生氧剂,同时,Na2O2 还具有强氧化性,有漂白作用。如实验:Na2O2 和水反应后的溶液中滴加酚酞,变红后又褪色,实验研究表明是有:Na2O2 + H2O = 2NaOH + H2O2,2H2O2 = 2H2O + O2 反应发生。因为 H2O2 也具有漂白作用。当然过氧化
6、钠也可以直接漂白的。 三、氢氧化钠(NaOH)1、俗称烧碱、火碱、苛性钠。2、主要物理性质:白色固体,易吸收空气中的水而潮解,易溶解于水,并且放出大量的热,水溶液有涩味,有强腐蚀性。3、 主要化学性质:为一元强碱,具有碱的通行。(1)NaOH 溶于水后完全电离,能与酸碱指示剂或试纸作用。(2)与酸酐发生反应:如 CO2、SO2、SiO2 等。反应方程式分别为:2NaOH+ CO2 = Na2CO3 + H2O;2NaOH+ SO2 = Na2SO3 + H2O;2NaOH+ SiO2 = Na2SiO3 + H2O(3)与两性物质反应:如 Al2O3、Al(OH)3 等。反应方程式分别为:Al
7、2O3 + 2NaOH=2NaAlO2 + H2O Al(OH)3 + NaOH=NaAlO2 + 2H2O高考的起航点 - 3 -(4)与单质反应放出氢气:如铝、硅。反应方程式为:2Al + 2NaOH +2H2O=2NaAlO2 + 3H2 Si+ 2NaOH +H2O=Na2SiO3 + 2H2(5)与盐发生复分解反应:如 NH4Cl、CuSO4、NaHCO3、Ca(HCO3)2 等。例如:NH4Cl 与 NaOH 溶液共热:NH4Cl+NaOH=NaCl+H2O +NH3;NaHCO3 溶液与 NaOH 溶液反应:NaHCO3+NaOH=Na2CO3 + H2O应注意:盛 NaOH 的
8、试剂瓶需用橡胶塞,不能用玻璃塞。NaOH 碱性很强,贮存时若未密闭,表层易变质生成碳酸钠。称量 NaOH 要放在小烧杯或表面皿里,动作要迅速。不能放在量筒、量杯、纸上称量。不慎将浓 NaOH 溶液沾在皮肤上,应先用大量水冲洗,然后再涂上硼酸稀溶液。在实验室里常用 NaOH 溶液吸收氯气,在工业上常用 NaOH 溶液吸收含一氧化氮和二氧化氮的尾气,以消除污染。实验室制取少量的 NaOH 溶液可在饱和的 Na2CO3 溶液中撒入石灰粉,加热、过滤。四、碳酸钠和碳酸氢钠 (1) 、NaHCO 3的分解(1)实验过程用一干燥大试管,装入 NaHCO3粉末(大约占试管容积 1/6)将大试管用带导气管的单
9、孔塞塞紧并将大试管固定在铁架台上,且试管口稍向下倾斜大试管上的导气管另一端插入到盛有澄清石灰水的试管中用酒精灯加热,先均匀受热,然后固定在药品多的部位加热当试管中产生气体减少时,先把导管从澄清石灰水中拿出来,再熄灭酒精灯(2)反应原理2NaHCO3 Na2CO3H 2OCO 2(3)注意事项装药品时,应将药品倾斜地铺在试管底部,以便于受热固定大试管时,应夹在其中上部(离管口 1/3 处)且要使试管口略向下倾斜防止反应生成的水冷却回流而将试管炸裂当试管中产生气体减少时,若停止实验,应先将导气管从石灰水中取出来,再撤去酒精灯停止加热,否则,会使石灰水倒吸而引起试管炸裂(4)实验现象澄清石灰水变浑浊
10、,大试管内壁有水生成(5)实验结论NaHCO3受热易发生分解反应(2) 、Na 2CO3和 NaHCO3与酸的反应(1)实验步骤高考的起航点 - 4 -(2)反应原理Na2CO32HCl2NaClH 2OCO 2或 CO 2H H 2OCO 223NaHCO3HClNaClH 2OCO 2或 HCO HH 2OCO 2(3)注意事项:使用的盐酸浓度不能太大,否则生成的气泡太多太迅速而溢出试管(4)实验现象和结论两者都与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的气体,但 NaHCO3与盐酸反应更剧烈(3)碳 酸 钠 和 碳 酸 氢 钠 的 比 较俗名 纯碱(苏打) 块碱 小苏打化学式 Na2CO3 Na2
11、CO310H2O NaHCO3颜色、状态 白色粉末 无色晶体 细小白色晶体溶解性 易溶于水,溶液呈碱性较易溶于水(碳酸钠) ,溶液呈碱性热稳定性 不易分解 易风化失水 受热易分解:2NaHCO 3= Na2CO3+ H2O+ CO2盐酸 Na2CO3+2HCl=2NaCl+ H2O+ CO NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2与酸反应 碳酸 Na2CO3+ H2O+ CO2 =2NaHCO3 不能反应NaOH 不能反应 NaHCO3 + NaOH=Na2CO3 + H2O与碱反应 Ca(OH)2 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH若 NaHCO3过量:2NaHCO3
12、+Ca(OH)2=CaCO3+Na2CO3+H2O若 Ca(OH)2过量:NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+NaOH+H 2O与氯化钡反应 Na2CO3+BaCl2=BaCO3+2NaCl 不能反应制法 2NaHCO3= Na2CO3+ H2O+ CO2 NH3+NaCl+H2O+CO2=NaHCO3+NH4Cl用途制玻璃、肥皂、造纸、纺织作洗涤剂焙制糕点用作发酵粉,治疗胃酸过多,制泡沫灭火器的主要原料相互转化 Ca(HCO3)2Na2CO3 NaHCO3H2O+ CO2高考的起航点 - 5 -NaOH(4) 两者的鉴别: Na 2CO3 Ca(OH)2 无现象NaHCO3 石灰水变浑
13、浊 Na 2CO3 过量酸 慢 NaHCO3 快 Na 2CO3 逐滴酸 后出气体 NaHCO3 先出气体 可溶性 Ca 盐或 Ba 盐: Na2CO3 盐溶液 NaHCO3 无现象( 5) 食 盐 ( NaCl)1、食盐不仅是常用的调味品,而且是人体必需的物质,它对人体的血液循环和新陈代谢都有着重要作用。人体缺盐会使人感到头晕、倦怠、全身无力,学习和工作效率降低,长期缺盐甚至会导致心脏病。虽食盐对人体有重要作用,但也不能过多摄入,过多摄入食盐可能引发肾脏疾病和高血压病等。健康成年人摄入食盐量以每天 26g 为宜。2、工业上用电解饱和食盐水的方法来制取 NaOH、Cl2 和 H2,并以它们为原
14、料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。原理:2NaCl+ 2H2O 2NaOH+Cl2+H2焰色反应1. 某些金属或它们的化合物在灼烧时,火焰呈现特殊的颜色叫做焰色反应。2. 焰色反应是元素的性质,与价态无关,是物理变化。3. 焰色反应的操作步骤:洗烧蘸烧洗烧洗 烧 蘸 烧金属丝 金属丝至无色 待测液 金属丝,看颜色注:观察钾的焰色时,要透过蓝色的钴玻璃片。因为钾中常混有钠的化合物杂质,蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰,以看清钾的紫色火焰。4. 钠、钾等金属的焰色K(K+)紫色(透过蓝色钴玻璃) ,Na(Na+)黄色,Cu(Cu2+)绿色,Ca(Ca2+)砖红色。(6 )注意几个实验的问题:1、向饱和
15、的 Na2CO3 溶液中通足量的 CO2 有晶体 NaHCO3 析出。2、Na2CO3 溶液与稀 HCl 的反应向 Na2CO3 溶液中滴加稀 HCl,先无气体,后有气体,如果 n(HCl)小于 n(Na2CO3)时反应无气体放出。发生的反应:先Na2CO3 + HCl = NaCl + 通电高考的起航点 - 6 -NaHCO3,后NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O +CO2 .向稀 HCl 中滴加 Na2CO3 溶液,先有气体,反应是:Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2.如果用 2mol 的 Na2CO3 和 2.4mol 的稀 HCl 反应,
16、采用方法放出 CO2 是 0.4mol;采用方法放出 CO2 为 1.2mol。希望同学们在解题时要留意。3、Na2CO3 溶液和 NaHCO3 溶液的鉴别:取两种试液少量,分别滴加 CaCl2 或 BaCl2 溶液,有白色沉淀的原取溶液为 Na2CO3,另一无明显现象的原取溶液为 NaHCO3。4、侯氏制碱法反应式:NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl.注意:在生产中应先在饱和的 NaCl 溶液中先通入 NH3,后通入 CO2,NaHCO3 晶体析出过滤,在滤液中加入 NaCl 细末和通 NH3 析出 NH4Cl 晶体为副产品。NH4Cl 晶体析出后
17、的母液进行循环试用,提高原料的利用率。5、若钠、钾等碱金属在空气中失火,可否用水或 CO2灭火,为什么?用什么灭火效果好?答案:钠、钾等碱金属失火不能用水灭火,因为它们与水反应剧烈,且产生易燃气体H2,易导致爆炸发生;也不能用 CO2灭火,因为 Na、K 有还原性,能夺去 CO2中的氧继续燃烧钠、钾失火可用沙土、抹布扑灭或盖灭6、万一被钠灼伤了皮肤,应该怎么办?答案:万一被钠灼伤了皮肤,应先用稀醋酸洗涤,然后再涂上 3%5%的硼酸溶液情况严重者速到医院烧伤科救治7、用稀盐酸与 Na2CO3还是 NaHCO3制作的灭火器灭火效果好,有哪些优点?答案:用稀盐酸与 NaHCO3制作的灭火器灭火效果好
18、优点有二:产生气体速度快,产生气体 CO2多8、实验室中做固体受热生成气体反应的实验注意事项有哪些?答案:实验室固体受热生成气体的装置都可用制 O2装置注意事项:试管应夹持在其中上部(或离管口 1/3 处);试管口应略向下倾斜,因为实验室中的药品不是很干燥,加热时有水生成,或固体反应时生成水,若不略向下倾斜会使水倒流把试管炸裂;受热时先均匀加热试管底部,然后固定在药品集中的部位加热9、焰色反应操作的注意事项有哪些?答案:(1)所用火焰本身的颜色要浅,以免干扰观察(2)蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色,同时熔点要高,不易被氧化用铂丝效果最好,也可用铁丝、镍丝、钨丝等来代替铂丝但不能用
19、铜丝,因为它在灼烧时有绿色火焰产生(3)金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净,然后在火焰上灼烧至无色,以除去能起焰色反应的少量杂质高考的起航点 - 7 -(4)观察钾的焰色时,要透过蓝色的钴玻璃片,因为钾中常混有钠的化合物杂质,蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰,以看清钾的紫色火焰五、综合网络图 NaNa2SNa2ONa2ONaOHNaCl Na2CO3NaHCO3 六、拓展:碱金属元素1难点聚焦(1 )碱金属元素单质的化学性质:1)相似性:碱金属元素在结构上的相似性,决定了锂、钠、钾、铷、铯在性质上的相似性,碱金属都是强还原剂,性质活泼。具体表现在都能与 、 、水、稀酸溶液反应,2OCl生成
20、含 ( 为碱金属)的离子化合物;他们的氧化物对应水化物均是强碱;R2)递变性:随着原子序数的增加,电子层数递增,原子半径渐大,失电子渐易,还原性渐强,又决定了他们在性质上的递变性。具体表现为:与 反应越来越剧烈,产物越2来越复杂,与 反应越来越剧烈,随着核电荷数的增强,其最高价氧化物对应的水2HO高考的起航点 - 8 -化物的碱性增强: ;CsOHRbKNaOHLi(2 )实验是如何保存锂、钠、钾:均是活泼的金属,极易氧化变质甚至引起燃烧,它们又都能与水、水溶液、醇溶液等发生反应产生氢气,是易燃易爆物质,存放它们要保证不与空气、水分接触;又因为它们的密度小,所以锂只能保存在液体石蜡或封存在固体
21、石蜡中,而将钠、钾保存在煤油中;(3 )碱金属的制取:金属 和 主要是用电解熔融氯化物的方法制取;金属 因LiNa K为易溶于盐不易分离,且电解时有副反应发生,故一般采用热还原法用 从熔融 中NaCl把 置换出来(不是普通的置换,而是采用置换加抽取的方法,属于反应平衡) ;铷和铯K一般也采用活泼金属还原法制取。(4) 焰色反应操作的注意事项有哪些?(1)所用火焰本身的颜色要浅,以免干扰观察(2)蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色,同时熔点要高,不易被氧化用铂丝效果最好,也可用铁丝、镍丝、钨丝等来代替铂丝但不能用铜丝,因为它在灼烧时有绿色火焰产生(3)金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的
22、氧化物洗净,然后在火焰上灼烧至无色,以除去能起焰色反应的少量杂质(4)观察钾的焰色时,要透过蓝色的钴玻璃片,因为钾中常混有钠的化合物杂质,蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰,以看清钾的紫色火焰七、例题精讲例 2 将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是 A、 B、 C、 D、HClNaOH24KSO4CuS解析 少量钠投入上述四种物质的水溶液中,均有 产生,故都满足题目的第一个H条件“有气体放出” ,而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在 A、B、C 三个选项中一只有 放出,故溶液质量是增加的。D 选项中由于2与 反应生成的 NaOH
23、还能继续与 反应析出 沉淀:Na2HO4CuSO2()u,反应后溶液质量减轻。42222()uSuHNa例 4 将 4.6 g 钠与 1.6g 硫粉迅速混合起来,并放在石棉网上加热,反应后生成的固体是 A、黄色固体混合物 B、硫与硫化钠C、过氧化钠与硫化钠 D、氧化钠与硫化钠解析 在加热条件下,钠既能与硫化合生成 ,也能与空气中的氧气反应生成2NaS高考的起航点 - 9 -,而钠又是过量的,所以除生成 外还有 生成。答案 A、C2NaO2NaS2O例 6 2.1g 和 组成混合气体与足量的 充分反应后,立即通入足量的CO2H固体中,固体质量增加 2A、2.1g B、3.6 g C、7.2 g
24、D、不可确定解析 和 与 燃烧的化学方程式为: ,2 22CO点 燃; 、 跟 的反应分别为:22HO点 燃 2HNaO, 。3CNaC2224NaH从 4 个化学方程式可以看出:增加的质量恰好为 和 混合气体的质量,即C。2223,HCOaa 例 9 某干燥粉末可能由 、 、 、 、 中的一种或NO23NO3aNCl几种组成。将该粉末与足量的盐酸反应,有气体 X 逸出,X 通过足量的 溶液后体积H缩小(同温、同压下测定)。若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热,也有气体放出,且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量,下列判断正确的是 A、粉末中一定有 , , B、粉末中一定不含有 和2Na23Na
25、HC23NaCONaClC、粉末中一定不含有 和 D、无法肯定粉末里是否含有 和2Ol 23l解析:与盐酸反应产生气体的物质可能有 、 和 ,气体 X 通过足2Na23CO3NaH量的 溶液后体积缩小(而不是气体全部消失),说明 X 由 和 组成,原粉末中NaOH2以及 和 至少有一种一定存在。将原混合粉末加热,有气体放出,223C3aO说明混合物中一定有 ,但 受热分解会使混合物粉末质量减少,而实际3NHC剩余固体的质量都增加了,原因只能是发生了反应: 。综上分析,22aONaA混合物中有 、 、 ,无法确定混合物中是否有 和 。2NaO23aO3ClA、D例 10 将 Na、Mg、Al 各
26、 0.3 mol 分别加入 100 mL 1 molL1 的盐酸中,同温同压高考的起航点 - 10 -下产生的气体体积比是( )A123 B632C311 D111解析 盐酸不足,所以 Mg、Al 产生氢气的体积应以 HCl 为准计算,其物质的量均为盐酸物质的量的一半,即 0.05 mol,但过量的 Na 还可以与水反应,根据电子守恒,Na 与盐酸反应产生的氢气以 Na 为准计算,即 0.15 mol。 C例 12 2011龙岩模拟 在一定温度下将一定量的金属钠放入一定物质的量浓度的NaOH 溶液中,反应完成后,NaOH 溶液的物质的量浓度( )A增大 B不能确定C减少 D不变解析 当原 NaOH 溶液不饱和时,反应完成后,NaOH 溶液的浓度将增大;当原 NaOH溶液饱和时,反应完成后,NaOH 溶液的浓度不变。 B