第3章 第1節(jié) 鈉及其化合物.doc

第章金屬及其化合物第一節(jié)鈉及其化合物考綱定位全國卷5年考情1.了解鈉的主要性質及其應用。2.掌握鈉的重要化合物(Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3等)的主要性質及其應用。3.了解鈉及其重要化合物的制備方法。4.了解Na、K的檢驗方法。2017年：卷T10(B)、T13(B)2016年：卷T12、T13(D)；卷T7(A)2015年：卷T8(C)；卷T10(B、C)、T13(A)2014年：卷T8(A)；卷T7(B)、T9(B)、T10(B)2013年：卷T10(B、C)考點1| 鈉及其氧化物(對應學生用書第34頁) 考綱知識整合1鈉的主要性質及應用(1)物理性質：0.97 g/cm3，比水的密度小、比煤油的密度大，質軟，熔點為97.81 ，沸點為882.9 。(2)化學性質(寫出化學方程式)與非金屬反應與H2O反應：2Na2H2O=2NaOHH2。實驗探究：Na與H2O(含酚酞)反應的現(xiàn)象及解釋與乙醇反應：2Na2C2H5OH2C2H5ONaH2。與酸(HCl)反應：2Na2HCl=2NaClH2。與鹽(CuSO4)溶液反應：2Na2H2O=2NaOHH2，CuSO42NaOH=Cu(OH)2Na2SO4。(3)鈉的保存與用途保存：少量鈉保存在煤油或石蠟油中。用途：制Na2O2，NaK合金可用于原子反應堆的導熱劑，制高壓鈉燈，冶煉某些金屬如4NaTiCl44NaClTi(g)。2鈉的氧化物(1)氧化鈉和過氧化鈉化學式Na2ONa2O2陽、陰離子個數比Na與O2之比為21Na和O之比為 21氧的化合價21顏色白色淡黃色與H2O反應Na2OH2O=2NaOH2Na2O22H2O=4NaOHO2與CO2反應Na2OCO2= Na2CO32Na2O22CO2=2Na2CO3O2(2)實驗探究：Na2O2與H2O的實驗探究將水滴入盛有Na2O2的試管中，現(xiàn)象是有氣體生成，向反應后的溶液中加入酚酞，現(xiàn)象是溶液變紅，后又褪色。檢驗生成的氣體是O2的方法是將帶火星的木條放在試管口，若木條復燃，證明有O2。高考命題點突破命題點1鈉及其氧化物的主要性質及應用1下列說法正確的有_(填序號)。(2017全國卷)乙醇和水都可與金屬鈉反應產生可燃性氣體，可得出乙醇分子中的氫與水分子中的氫具有相同的活性(2017全國卷)將金屬鈉在燃燒匙中點燃，迅速伸入集滿CO2的集氣瓶中，瓶中產生大量白煙，有黑色顆粒產生，可得出CO2具有氧化性(2015全國卷)鈉在空氣中燃燒可生成多種氧化物。23 g鈉充分燃燒時轉移電子數為NACO2通過Na2O2粉末后固體物質增重Na2O2與水反應是水作還原劑的氧化還原反應在過氧化鈉與水的反應中，每生成0.1 mol氧氣，轉移電子的數目為0.4NANa2O2溶于水產生O2的離子方程式為Na2O2H2O=2Na2OHO2Na2O2在潮濕的空氣中放置一段時間，變成白色黏稠物，其反應為2Na2O22CO2=2Na2CO3O2潛水艇中可以用Na2O2作供氧劑Na2O2粉末投入含酚酞的水中，溶液先變紅后褪色說明Na2O2具有漂白性【答案】2(2018鄭州高三調研)下列有關Na2O2的說法不正確的是 ()A向包有Na2O2粉末的脫脂棉上滴加幾滴水，脫脂棉劇烈燃燒起來，說明 Na2O2與H2O反應放熱且有氧氣生成BNa2O2與CO2反應時有單質O2生成，該反應屬于置換反應CNa2O2在空氣中久置變白，涉及的氧化還原反應中，Na2O2既是氧化劑， 又是還原劑DNa2O2粉末加入Ca(HCO3)2溶液中，會產生氣體和渾濁BA項，燃燒的條件是達到著火點和具有助燃物質；B項，反應物中沒有單質參加反應，不符合置換反應的定義；C項，Na2O2與CO2、H2O的反應都是Na2O2自身的氧化還原反應；D項，Na2O2先和水反應生成O2和NaOH，NaOH再與Ca(HCO3)2反應產生沉淀CaCO3。命題點2鈉及其氧化物的實驗探究3金屬鈉與水的反應是中學化學中的一個重要反應。該反應的演示方法分別如圖甲、乙所示： 甲乙(1)現(xiàn)按圖甲所示的方法，在室溫時，向盛有飽和NaOH溶液的水槽中，加入一小塊金屬鈉。下列有關描述正確的是_(填字母，下同)。a鈉浮在液面上，并四處游動，最后消失b鈉熔化成一個光亮的小球c恢復到室溫時，NaOH溶液的濃度增大d恢復到室溫時，溶液中Na數目減少(2)按圖乙所示方法來收集產生的氣體并檢驗，需將鈉包好，再放入水中。取相同質量的鈉按下列兩種情況收集產生的氣體，在相同條件下收集氣體的體積的關系是_。用鋁箔包住鈉用銅箔包住鈉a二者收集氣體一樣多b收集氣體體積較大c收集氣體體積較大【解析】(1)金屬鈉投入飽和NaOH溶液中，Na與H2O反應，生成氣體和NaOH，H2O減少，NaOH晶體析出，但溫度不變，飽和NaOH濃度不變。(2)鋁箔成分為Al，Al與NaOH溶液反應也生成H2。【答案】(1)abd(2)b4比較下列四組反應，回答下列問題：一組：Na2O2CO2Na2O2SO2二組：Na2O2FeCl3(溶液)Na2O2FeCl2(溶液)三組：SO2通入品紅溶液中，加熱Na2O2加入到品紅溶液中，加熱四組：NaOH溶液滴入紫色石蕊試液中Na2O2固體加入到紫色石蕊試液中(1)寫出反應的化學方程式：_，有同學類比的反應寫出的反應方程式為2Na2O22SO2=2Na2SO3O2，你認為是否合理？_(填“合理”或“不合理”)。(2)比較分析反應中可能發(fā)生的現(xiàn)象，相同點：_，差異：_。(3)預測可能的現(xiàn)象：_，可能的現(xiàn)象：_。(4)判斷反應中可能發(fā)生的現(xiàn)象：_；_?！窘馕觥?1)Na2O2具有強氧化性，與SO2發(fā)生反應：Na2O2SO2=Na2SO4。(2)中FeCl3與NaOH反應生成Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3是不溶性的紅褐色沉淀；中Fe2具有強還原性，易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3，Na2O2與溶液中的水劇烈反應會有O2產生。 (3)SO2的漂白性是由于它能與某些有色物質生成易分解的無色物質，Na2O2的漂白性是因其具有強氧化性。 (4)Na2O2與H2O反應生成NaOH呈堿性，同時Na2O2又有漂白性。【答案】(1)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2不合理(2)均會有紅褐色沉淀生成并有氣體逸出中氣體明顯少于中氣體(3)溶液紅色褪去，加熱后又恢復紅色溶液紅色褪去，加熱后不能恢復紅色(4)溶液變藍溶液先變藍后褪色(1)Na2O2與SO2的反應：Na2O2SO2=Na2SO4。(2)Na2O2與FeCl2溶液的反應：能將Fe2氧化成Fe3，得到Fe(OH)3沉淀。(3)Na2O2與氫硫酸的反應：能將H2S氧化成單質硫。(4)Na2O2與Na2SO3溶液的反應：能將SO氧化成SO。(5)Na2O2與品紅溶液的反應：能使品紅溶液褪色。因此Na2O2可作漂白劑。1(2018合肥質檢)將金屬鈉放入盛有某溶液的小燒杯中，有氣體產生，恢復至原溫度有白色沉淀。該溶液可能是 ()MgSO4溶液Na2SO4稀溶液飽和澄清石灰水Ca(HCO3)2溶液CuSO4溶液飽和NaCl溶液ABCDD2Na2H2O=2NaOHH2，中Mg22OH=Mg(OH)2；中反應消耗水，溶液溫度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2沉淀；中Ca2HCOOH=CaCO3H2O；生成的Cu(OH)2是藍色沉淀，不符合題意；水減少，c(Na)增大，使NaCl(s) Na(aq)Cl(aq)平衡向左移動。2如圖是Na2O2和CO2定性、定量實驗的裝置示意圖。注射器1中抽取了100 mL CO2，U形管中裝有適量小玻璃珠和約1.5 g Na2O2粉末。實驗開始時，打開K1、K2、K4止水夾，關閉K3止水夾，推動注射器1活塞，緩緩將CO2壓至U形管中，注射器2活塞緩緩向外移動。回答下列問題：(本題不考慮注射器內壁的摩擦阻力)(1)U形管內的玻璃珠并不參與反應，其所起的作用除防止過氧化鈉粉末被吹走外，另一個重要作用是_。(2)U形管中可觀察到的反應現(xiàn)象是_。(3)注射器1活塞推到底后，注射器2中收集到的氣體大于50 mL，其原因除可能仍還含CO2外，還有一個重要原因是_。(4)為了使剩余氣體中二氧化碳能反應完，接下來的操作是_。(5)要證明反應產物之一為氧氣，最為方便的實驗方法是_。【解析】(1)玻璃珠還可起到增大Na2O2與CO2接觸面積，使之反應完全的作用。(2)U形管中Na2O2與CO2反應生成Na2CO3和O2，故U形管內淡黃色粉末漸漸變白。(3)由2Na2O22CO2=2Na2CO3O2可知100 mL CO2理論上應產生50 mL O2，收集到的氣體大于50 mL，除部分CO2沒反應外，還可能是反應放熱，氣體受熱膨脹。(4)為了讓CO2反應完，可把注射器2中的氣體再推入U形管中，反復數次。(5)可利用O2支持燃燒，能使帶火星的木條復燃?！敬鸢浮?1)增大過氧化鈉和二氧化碳的接觸面積，使反應完全(2)淡黃色粉末漸漸變白(3)該反應為放熱反應，反應后氣體溫度升高，體積變大(4)將注射器2中氣體再推入U形管中，反復數次(5)打開橡膠塞，立即將帶火星的木條伸入U形管中，木條復燃考點2| 鈉的碳酸鹽和新型鈉的化合物(對應學生用書第35頁) 考綱知識整合1Na2CO3與NaHCO3的物理性質名稱碳酸鈉碳酸氫鈉化學式Na2CO3NaHCO3俗名純堿或蘇打小蘇打顏色、狀態(tài)白色粉末細小白色晶體水溶性易溶于水水中易溶，比Na2CO3的溶解度小提醒：因NaHCO3的溶解度較小，將CO2通入到飽和Na2CO3溶液時，開始無明顯現(xiàn)象，后有沉淀析出。2Na2CO3與NaHCO3的化學性質(1)熱穩(wěn)定性Na2CO3性質穩(wěn)定，受熱難分解。NaHCO3性質不穩(wěn)定，受熱易分解，化學方程式為2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。(2)與酸(足量鹽酸)反應(填寫化學方程式)Na2CO3：Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O。NaHCO3：NaHCO3HCl=NaClCO2H2O。(3)與堿液反應(將下列化學方程式補充完整)與NaOH溶液與石灰水(足量)提醒：Na2CO3與NaHCO3的轉化Na2CO3NaHCO33新型鈉的化合物NaH、NaAlH4、NaBH4中氫均為1價，具有強還原性，遇水均生成H2。應用體驗正誤判斷(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)在酒精燈加熱條件下，Na2CO3、NaHCO3固體都會分解。()(2)向Na2CO3飽和溶液中通入CO2，會有NaHCO3晶體析出，說明了溶解度Na2CO3大于NaHCO3。()(3)蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一。()(4)用酚酞溶液可鑒別飽和食鹽水和飽和碳酸鈉溶液。()(5)Na與H2反應可生成NaH，NaH與H2O反應時，NaH作還原劑。()(6)用熱的純堿溶液清洗炊具上的油污時，不涉及化學變化。()(7)(2015全國卷)將稀鹽酸滴入碳酸鈉與氫氧化鈉的混合溶液，立即產生氣泡。()(8)利用加熱法可以除去Na2CO3固體中的NaHCO3。()(9)Na2CO3溶液呈堿性的原因是COH2OHCOOH。()(10)(2015全國卷，改編)1 L 0.1 mol/L的Na2CO3溶液中CO、HCO和H2CO3的粒子數之和為0.1NA。()(11)碳酸氫鈉受熱分解實驗如圖所示。()【提示】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)高考命題點突破命題點1Na2CO3與NaHCO3鑒別1現(xiàn)有兩瓶失去標簽的同濃度的Na2CO3和NaHCO3無色溶液，請?zhí)岢龊啽愕蔫b別方法，其中不合理的是()用干燥的pH試紙檢驗，pH大的是Na2CO3取同等的溶液于兩支試管中，各滴入酚酞溶液，紅色較深的是Na2CO3取同等的溶液于兩支試管中，加熱，有氣泡產生的是NaHCO3取同等的溶液于兩支試管中，逐滴加入稀鹽酸，開始就有氣體放出的是NaHCO3取同等的溶液于兩支試管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3取同等的溶液于兩支試管中，滴加Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3ABCDBNa2CO3、NaHCO3溶液均因水解呈堿性，同溫度相同物質的量濃度的兩溶液，Na2CO3水解程度大于NaHCO3，前者溶液中c(OH)大，pH大，正確；因Na2CO3溶液中c(OH)大，分別滴加酚酞溶液，紅色較深的是Na2CO3溶液，正確；取同量的溶液于兩支試管中，加熱，均沒有氣體生成，錯誤；同濃度的兩溶液中，分別逐滴加入稀鹽酸，NaHCO3開始就有氣體放出，正確；向同濃度的兩溶液中分別滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3，正確；二者均與Ba(OH)2溶液反應，生成白色沉淀，不能鑒別二者，錯誤。2某?；瘜W課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體，用不同的方法做了以下實驗，如圖所示。(1)只根據圖、所示實驗，能夠達到實驗目的的是_(填裝置序號)。(2)圖、所示實驗裝置均能鑒別這兩種物質，其反應的化學方程式為_；與實驗相比，實驗的優(yōu)點是_(填字母)。A比復雜B比安全C比操作簡便D可以做到用一套裝置同時進行兩個對比實驗，而不行(3)若用實驗驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性，則試管B中裝入的固體是_(填化學式)?！窘馕觥?1)圖，加鹽酸后均生成CO2，澄清石灰水均變渾濁；圖根據氣球變化的快慢可鑒別。(2)根據NaHCO3的不穩(wěn)定性鑒別。(3)根據NaHCO3不穩(wěn)定，Na2CO3穩(wěn)定，為了使實驗現(xiàn)象更明顯，將Na2CO3放于A管。【答案】(1)(2)2NaHCO3Na2CO3H2O CO2，CO2Ca(OH)2=CaCO3H2OD(3)NaHCO3命題點2純堿純度的測定實驗3制得的碳酸鈉樣品中往往含有少量NaCl，現(xiàn)欲測定樣品中Na2CO3的質量分數，某探究性學習小組分別設計了如下實驗方案。(1)方案一：用下圖所示方法和步驟進行實驗：操作涉及的實驗名稱有_、洗滌；操作涉及的實驗名稱有干燥、_。該方案測得的樣品中Na2CO3質量分數的計算式為_。(2)方案二：用下圖所示裝置，取一定質量的樣品m g和足量稀硫酸反應進行實驗，完成樣品中Na2CO3質量分數的測定。實驗前，檢查該裝置氣密性的方法是先打開活塞a，由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，關閉活塞a再將針筒活塞向內推壓，若b下端玻璃管中的_，則裝置氣密性良好。在實驗完成時，能直接測得的數據是CO2的_(填“體積”或“質量”)。(3)方案三：利用下圖所示裝置來測定純堿樣品中Na2CO3的質量分數(鐵架臺、鐵夾等在圖中均已略去)。實驗步驟如下：a按圖連接裝置，并檢查氣密性；b準確稱得盛有堿石灰的干燥管D的質量為83.4 g；c準確稱得6 g純堿樣品放入容器中；d打開分液漏斗的旋塞，緩緩滴入稀硫酸，至不再產生氣泡為止；e打開彈簧夾，往試管A中緩緩鼓入空氣數分鐘，然后稱得干燥管D的總質量為85.6 g。若d、e兩步的實驗操作太快，則會導致測定結果_(填“偏大”或“偏小”)。裝置A中試劑X應選用_。E裝置的作用是_。根據實驗中測得的有關數據，計算純堿樣品Na2CO3的質量分數為_(結果保留小數點后一位)?！窘馕觥?1)生成沉淀A，故操作需要涉及過濾操作。要知道固體的質量需要稱重；經過計算，樣品中Na2CO3質量分數的計算式為100%。(2)將針筒活塞向內推壓，增大了容器中的壓強，故若b下端玻璃管中的液面上升，則裝置氣密性良好；CO2是氣體，故能直接測得的數據是CO2的體積。(3)反應過快會使產生的CO2氣體不能完全被D裝置中堿石灰吸收；快速鼓入空氣，也會使裝置內殘留CO2不能被D裝置中堿石灰完全吸收，則測得的CO2質量偏小，測定結果偏小；鼓入空氣，可把殘留在裝置B、C中的CO2趕出由D中堿石灰吸收，因為空氣中含有CO2，因此應把鼓入空氣中的CO2吸收處理，所以裝置A應放入NaOH溶液；如果D裝置直接與外界空氣相連通，則空氣中的H2O和CO2會對測定結果帶來影響，所以裝置E的作用是防止空氣中H2O和CO2進入裝置D中；反應中放出CO2氣體的質量85.6 g83.4 g2.2 g，設消耗碳酸鈉的質量為x，Na2CO3CO210644x2.2 g解得x5.3 g純堿樣品中Na2CO3的質量分數100%88.3%?！敬鸢浮?1)過濾稱量100%(2)液面上升體積(3)偏小NaOH溶液防止空氣中CO2和水蒸氣進入D中88.3%氣體法發(fā)生反應Na2CO3H2SO4=Na2SO4H2OCO2，依據CO2的體積確定Na2CO3的物質的量，進而確定純堿中Na2CO3的純度沉淀法發(fā)生反應Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl，依據BaCO3沉淀的質量，確定Na2CO3的物質的量，進而確定純堿中Na2CO3的純度 下列實驗方案中，不能測定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3質量分數的是 ()A取a克混合物充分加熱，減重b克B取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應，加熱、蒸干、灼燒，得b克固體C取a克混合物與足量稀硫酸充分反應，逸出氣體用堿石灰吸收，增重b 克D取a克混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應，過濾、洗滌、烘干，得b 克固體C取a克混合物充分加熱，減重b克，根據差量法可求出NaHCO3的質量，從而求出Na2CO3的質量分數，A正確；取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應，加熱、蒸干、灼燒，得b克固體氯化鈉，列方程組即可求出，B正確；C項，取a克混合物與足量稀硫酸充分反應，逸出氣體用堿石灰吸收，增重b克，由于逸出氣體中含有H2O(g)，故無法求解，C錯誤；D項，由于二者都能與Ba(OH)2溶液反應生成BaCO3沉淀，由Na2CO3BaCO3、NaHCO3BaCO3的轉化關系，列方程組即可求出混合物中Na2CO3的質量分數，D正確。命題點3新型鈉的化合物的性質遷移應用4(2018大連高三測試)過氧化鈉和氫化鈉(NaH)，廣泛應用于工業(yè)生產。 【導學號：97500041】(1)氫化鈉(NaH)中氫元素的化合價為_。(2)NaH能與水劇烈反應：NaHH2O=NaOHH2，該反應中的氧化劑是_，氧化劑與還原劑的物質的量之比是_。(3)在高溫下氫化鈉(NaH)可將四氯化鈦(TiCl4)還原成金屬鈦，該反應的化學方程式為_?！窘馕觥?1)氫化鈉(NaH)中鈉元素化合價為1，化合物中元素化合價代數和為0，則氫元素的化合價為1。(2)NaH能與水劇烈反應：NaHH2O=NaOHH2，NaH中氫元素化合價由1變?yōu)?，作還原劑，H2O中氫元素化合價由1變?yōu)?，作氧化劑，該反應中的氧化劑是H2O，氧化劑和還原劑的物質的量之比是11。(3)在高溫下氫化鈉(NaH)可將四氯化鈦(TiCl4)還原成金屬鈦，氫元素化合價升高為1，鈦元素化合價由4變?yōu)?，據此可寫出化學方程式?！敬鸢浮?1)1(2)H2O11(3)2NaHTiCl4Ti2NaCl2HCl(或4NaHTiCl4Ti4NaCl2H2)5硼氫化鈉(NaBH4)在有機合成中被稱為“萬能還原劑”，它的特點是性能穩(wěn)定，還原時有選擇性。采用NaBO2、SiO2、Na、H2為原料制備NaBH4的流程如圖所示。已知：NaBH4常溫下能與水反應，可溶于異丙胺(沸點：33 )。(1)NaBH4中含有的化學鍵類型為_。(2)鈉通常保存在_中；鈉與氧氣反應生成的兩種氧化物分別為_、_。(3)制取NaBH4的化學方程式為_；在該反應加料之前，需要將反應容器加熱至100 以上并通入氬氣，通入氬氣的目的是_。(4)物質X的化學式為_；以上流程中可以循環(huán)使用的物質是_。【解析】(1)NaBH4由Na和BH以離子鍵組成，BH中B、H原子間存在共價鍵。(2)鈉通常保存在煤油中。鈉和O2在常溫下生成Na2O，點燃條件下生成Na2O2。(3)反應物為NaBO2、SiO2、Na、H2，由流程圖可知生成NaBH4和Na2SiO3，根據原子守恒和電子守恒配平化學方程式。通入惰性氣體氬氣，排出反應器中的水蒸氣和空氣，一是因為空氣中有O2，遇H2加熱危險，二是生成的NaBH4能與H2O反應(題給信息)。(4)由題給信息可知NaBH4能溶于異丙胺，而Na2SiO3不溶，故過濾后得到物質X為Na2SiO3。NaBH4溶于異丙胺中，其中異丙胺的沸點較低(33 )，故通過蒸餾得到異丙胺(Y)和NaBH4固體，所以異丙胺能循環(huán)使用。【答案】(1)離子鍵、共價鍵 (2)煤油Na2ONa2O2(或氧化鈉過氧化鈉)(3)NaBO22SiO24Na2H2NaBH42Na2SiO3排出反應器中的水蒸氣和空氣(4)Na2SiO3異丙胺考點3| 堿金屬與焰色反應(對應學生用書第38頁) 考綱知識整合1堿金屬的相似性與遞變性(1)相似性與遞變性相似性遞變性(由LiCs)原子結構最外層均為1個電子電子層數逐漸增多核電荷數逐漸增大原子半徑逐漸增大元素性質都具有較強的金屬性，最高正價均為1價金屬性逐漸增強單質性質物理性質(除Cs外)都呈銀白色，密度較小，熔、沸點較低密度逐漸增大(鉀反常)，熔、沸點逐漸降低化學性質都具有較強的還原性還原性逐漸增強；與O2反應越來越劇烈，產物越來越復雜(2)具體表現(xiàn)與O2等非金屬反應寫出Li、Na與O2在點燃的條件下發(fā)生反應的化學方程式：4LiO22Li2O、2NaO2Na2O2。K、Rb、Cs與O2反應生成比過氧化物結構更復雜的物質。與H2O的反應堿金屬單質與水均能發(fā)生反應，生成氫氧化物和H2