《钠及其重要化合物》PPT课件

第一轮复习 元素化合物 第 5讲 其他金属及其化合物 1物理性质 (1)钠、水、煤油三者密度关系： (水 )(钠 )(煤油 ) (2)熔点： 100 。 1钠如何保存？钠能否放在 CCl4、酒精中保存？为什么？ 【 提示 】 少量钠保存在煤油中，大量钠密封在固体石蜡中 。不能因 CCl4的密度大于钠，钠浮在表面，而酒精能与钠反应。 小于 一 、钠 2化学性质 钠与水 (含酚酞 )反应的现象及解释 现象 解释 浮 熔 游、嘶 红 (Na) (H2O) 反应放热且钠的熔点低 反应生成气体 反应生成碱性物质 2钠着火能否用泡沫灭火器灭火，为什么？一般用什 么方法灭火？ 【 提示 】 不能用泡沫灭火器灭火，原因是： (1)钠跟 水剧烈反应且产生可燃性气体 (H2)，可能引起爆炸； (2)钠燃烧生成 Na2O2，而 Na2O2与 CO2反应生成 O2使燃 烧更剧烈。一般用沙土盖灭。 名称 氧化钠 过氧化钠 化学式 Na2O Na2O2 颜色状态 生成条件 热稳定性 与水反应 与 CO2反 应 与酸 (盐酸 ) 反应 二 、钠的重要化合物 1钠的氧化物 白色固体 淡黄色固体 常温 加热或点燃 不稳定 稳定 Na2O H2O=2NaOH 2Na2O2 2H2O=4NaOH O2 Na2O CO2=Na2CO3 2Na2O2 2CO2=2Na2CO3 O2 Na2O 2HCl=2NaCl H2O 2Na2O2 4HCl=4NaCl 2H2O O2 2.碳酸钠和碳酸氢钠 3利用澄清石灰水能否直接鉴别 Na2CO3和 NaHCO3溶液？ 用盐酸呢？ 【 提示 】 Na2CO3、 NaHCO3与澄清石灰水均反应生成白色 沉淀： Na2CO3 Ca(OH)2=2NaOH CaCO3 2NaHCO3 Ca(OH)2=Na2CO3 CaCO3 2H2O 故不能用澄清石灰水鉴别 Na2CO3和 NaHCO3溶液。 将盐酸逐滴滴入 Na2CO3溶液中，开始一段时间内无气体生 成： Na2CO3 HCl=NaHCO3 NaCl；当 Na2CO3全部转化为 NaHCO3后再滴入盐酸有气体生成： HCO3 H =CO2 H2O。故用盐酸可以鉴别 Na2CO3和 NaHCO3溶液。 1 (2009年上海高考 )9.2 g金属钠投入到足量的重水中， 则产生的气体中含有 ( ) A 0.2 mol中子 B 0.4 mol电子 C 0.2 mol质子 D 0.4 mol分子 【 解析 】 由反应方程式： 2Na 2D2O=2NaOD D2 ，可知 9.2 g金属钠完全反应产生 0.2 mol D2，一个 D原子中 含 1个质子、 1个电子、 1个中子，故选 B。 【 答案 】 B 2 (2009年海南高考 )除去 NaHCO3溶液中混有的少量 Na2CO3可采取的方法是 ( ) A通入二氧化碳气体 B加入氢氧化钡溶液 C加入澄清石灰水 D加入稀盐酸 【 解析 】 通入足量的 CO2，可以把 Na2CO3转化成 NaHCO3，即把杂质转化为所需要的物质。 【 答案 】 A 3 (2007年全国卷 )在一定条件下，将钠与氧气反应的 生成物 1.5 g溶于水，所得溶液恰好能被 80 mL浓度为 0.50 molL 1的 HCl溶液中和，则该生成物的成分是 ( ) A Na2O B Na2O2 C Na2O和 Na2O2 D Na2O2和 NaO2 【 解析 】 采用元素守恒法， n ( H C l ) 0 . 0 8 L 0 . 5 0 m o l L 1 0 . 0 4 m o l ， n ( N a ) n(Cl ) 0 . 0 4 m o l ，所以 n(O) 1 . 5 g 0 . 0 4 m o l 2 3 g m o l 1 1 6 g m o l 1 0.58 16 m o l ， n ( Na ) n ( O ) 0 . 0 4 m o l 0.58 16 mol 32 29 ，即 1 n ( Na ) n ( O ) 2 ，故 应为 Na 2 O 和 Na 2 O 2 的混合物。 【 答案 】 C 盐 NaCl NaHCO3 Na2CO3 (NH4)2CO3 NH4Cl 溶解度 36.5 12.1 30.0 27.0 41.1 4 (2009年台湾高考 )下表所列为五种可溶性盐在 30 的溶解度 (g/100 g H2O)： 若在 30 的饱和食盐水中通入氨气至饱和后，再通入二氧化碳就 会有晶体析出。试参考表中的数据，推测析出的晶体是下列的哪一 种 ( ) A NaCl B NaHCO3 C Na2CO3 D (NH4)2CO3 E NH4Cl B 1钠与酸的反应 钠与稀硫酸、盐酸等非氧化性酸反应时，首先是钠直接跟 H 反应，过量的 钠再与水反应，而不能认为是钠先跟水反应，生成的 NaOH再跟酸中和。 由于酸中的 H 的浓度比水中的大得多，所以 Na与酸的反应比与水的反应剧 烈得多。 钠投入酸中 (HCl)： 2Na 2H =2Na H2 2钠跟碱溶液的反应实际是钠跟水反应。 一、钠与酸、碱、盐水溶液的反应 3钠跟盐溶液的反应 (1)NaCl溶液：实际是与水反应。反应的化学方程式为： 2Na 2H2O=2NaOH H2 (2)CuSO4溶液：因为钠与水剧烈反应，故钠先与水反应，生成的 NaOH再跟 CuSO4反应，而不能认为发生钠置换铜的反应。 上述反应的化学方程式为： 2Na 2H2O=2NaOH H2 2NaOH CuSO4= Cu(OH)2 Na2SO4 总反应式为： 2Na CuSO4 2H2O=Cu(OH)2 H2 Na2SO4 (3)NaHSO4溶液：因 NaHSO4完全电离： NaHSO4=Na H SO42 ，而使 溶液显强酸性，即盐电离产生的 H 浓度远大于水中 H 浓度，此时钠直接与盐 反应。 2Na 2NaHSO4=2Na2SO4 H2 (4)通常钠不能从盐溶液中置换出金属，若盐为熔融状态，钠可以置换出较 不活泼的金属，如 4Na TiCl4 4NaCl Ti。 = = = = =熔融 【 应用指南 】 (1)在考虑钠与酸、碱、盐水溶液反应的问题时，注意钠与水 反应的同时，还要考虑生成的 NaOH与溶液中溶质的化学反应。 (2)分析钠与酸、碱、盐水溶液反应的计算问题时，生成 H2的量均按钠计算。 将使计算简单，迅速准确。 有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与 FeSO4溶液反应的 方法以验证反应实质。实验时，往 100 mL大试管中先加 40 mL煤油，取 3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上 橡皮塞，通过长颈漏斗加入 FeSO4溶液使煤油的液面至胶 塞，并夹紧弹簧夹 (如右图 )。仔细观察，回答下列问题： (1)有关钠的现象： _ _。 (2)大试管中溶液颜色的变化： _ _。 (3)装置中液面的变化：大试管内 _；长颈漏斗内 _。 (4)写出钠与硫酸亚铁的离子反应方程式： _ _。 【 思路点拨 】 解答本题应抓住以下三点： (1)钠的物理性质：密度小，熔点低，有金属光泽。 (2)钠的化学性质活泼，遇水剧烈反应，生成 NaOH和 H2。 (3)Fe(OH)2为白色絮状沉淀。 【 尝试解答 】 (1)金属 Na与 FeSO4溶液反应实质是 Na先与水反应， 使 Na粒熔化，并随气泡的生成而在两种液体界面处上下跳动。 (2)因反应生成的 NaOH又与 FeSO4反应生成白色絮状沉淀，溶液的颜 色逐渐变浅。 (3)因产生了 H2，使装置内压强增大，故大试管内液面下降，长颈漏 斗内液面上升。 (4)2Na 2H2O Fe2 =Fe(OH)2 H2 2Na 。 【 答案 】 (1)有气泡生成，钠粒熔化成小球，且在煤油 和 FeSO4溶液界面处上下跳动，最终完全溶解 (2)下层溶液中出现白色絮状沉淀，溶液的颜色逐渐变浅 (3)下降 上升 (4)2Na 2H2O Fe2 =Fe(OH)2 H2 2Na 1过氧化钠的强氧化性 (1)Na2O2与 SO2反应： Na2O2 SO2=Na2SO4。 (2)Na2O2与 FeCl2溶液反应： Na2O2投入 FeCl2溶液中，可以将 Fe2 氧化为 Fe3 ，同时产生 Fe(OH)3沉淀。 (3)Na2O2与 Na2SO3溶液反应： Na2O2投入 Na2SO3溶液中，可以将 SO32 氧化 为 SO42 。 (4)Na2O2与 H2S反应： Na2O2投入氢硫酸中，可以将 H2S氧化为单质硫，产生 淡黄色沉淀。 (5)Na2O2与品红溶液反应： Na2O2投入品红溶液中，因其具有强氧化性，可 以使品红溶液褪色，即具有漂白性。 二、过氧化钠的特性及有关计算 2 Na2O2与某些氧化物反应的规律与特例 (1)Na2O2与 CO2、 H2O反应的重要关系 2CO2 2Na2O2=2Na2CO3 O2 2H2O 2Na2O2=4NaOH O2 物质的量关系 无论是 CO2或 H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的 Na2O2时， CO2 或 H2O与放出 O2的物质的量之比都为 2 1。 电子转移关系 当 Na2O2与 CO2、 H2O反应时，每产生 1 mol O2转移 2 mol e 。 先后顺序关系 Na2O2与一定量 CO2和 H2O(g)的混合物的反应，可视作 Na2O2先与 CO2反应， 待 CO2反应完成后， Na2O2再与 H2O发生反应。 气体体积关系 气体体积差量法 2Na2O2 2CO2=2Na2CO3 O2 气体体积差 V 2 1 1 2Na2O2 2H2O(g)=4NaOH O2 气体体积差 V 2 1 1 由此可见，气体体积关系： V V(CO2) V(O2)， V V(H2O) V(O2)。 固体质量关系 固体质量差量法 2Na2O2 2CO2=2Na2CO3 O2 固体质量差 m 156 g 212 g 212 g 156 g 56 g 2Na2O2 2H2O=4NaOH O2 固体质量差 m 156 g 160 g 160 g 156 g 4 g 1/2 1/2 由此可见，每有 2 mol CO2参与反应，固体增重为 56 g，相当于 2 mol CO的质量；每有 2 mol H2O参与反应，固体增重为 4 g，相当于 2 mol H2的质量。即 CO2、 H2O(g)分别与足量 Na2O2反应，固体增重分 别相当于等物质的量的 CO、 H2的质量。 (2)Na2O2与酸性氧化物反应的特例 一般情况下， Na2O2和 Na2O与酸性氧化物反应的区别在产物上， Na2O2与酸性氧化物反应的产物多了 O2。但是当酸性氧化物具有还 原性，如 SO2与 Na2O2反应时，会发生反应 Na2O2 SO2=Na2SO4。 1 mol过氧化钠与 2 mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中 加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是 ( ) A Na2CO3 B Na2O2 Na2CO3 C NaOH Na2CO3 D Na2O2 NaOH Na2CO3 【 解析 】 Na2O2与 NaHCO3的混合物受热分解时，首先是 NaHCO3分解 2NaHCO3 Na2CO3 H2O CO2， 2 mol 1 mol 1 mol 1 mol 产生的 CO2和 H2O各为 1 mol，并可分别与 Na2O2反应， 2CO2 2Na2O2=2Na2CO3 O2,2H2O 2Na2O2=4NaOH O2，但由于 H2O与 Na2O2 反应生成 NaOH，而 CO2又可与 NaOH反应生成 Na2CO3和水，故可认为 CO2先与 Na2O2反应，只有 CO2反应完全后，水才参与反应，所以根据题目数据有： 2CO2 2Na2O2=2Na2CO3 O2 1 mol 1 mol 1 mol mol Na2O2恰好与生成的 CO2完全反应， H2O没能参与反应，故最后残留固体只 有 Na2CO3。 【 答案 】 A 12 【 拓展 】 1.在溶液中加入足量 Na2O2后仍能大量共存的离子组是 ( ) A NH4 、 Ba2 、 Cl 、 NO3 B K 、 Al(OH)4 、 Cl 、 SO42 C Ca2 、 Mg2 、 NO3 、 HCO3 D Na 、 Cl 、 CO32 、 SO32 【 解析 】 溶液中加入 Na2O2后呈碱性，且 Na2O2本身有氧化性。 A 项， NH4 与 OH 反应而不能大量共存； C项， HCO3 与 OH 反应生成 正盐而不能大量共存； D项， Na2O2与 SO32 因发生氧化还原反应而不 能大量共存。 【 答案 】 B 2取 a g某物质在氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固 体完全反应，反应后固体的质量恰好也增加了 a g。下列物质中不能满 足上述结果的是 ( ) A H2 B CO C C6H12O6 D C12H22O11 【 解析 】 若将 H2按上述过程实验，发生反应： 2H2 O2=2H2O 2H2O 2Na2O2=4NaOH O2 将得 2H2 2Na2O2=4NaOH，可知 a g H2经上述过程，恰好 能使 Na2O2固体质量增加 a g。 A能满足上述结果。 若将 CO按上述过程实验，发生反应： 2CO O2=2CO2 2CO2 2Na2O2=2Na2CO3 O2 将得 2CO 2Na2O2=2Na2CO3，可知 a g CO经上述过程，恰 好能使 Na2O2固体质量增加 a g。 B能满足上述结果。 综上还可得出，只要某物质的组成符合 (CO)m(H2)n，就能满足上述 实验结果。 C可以看成 (CO)6(H2)6，能满足结果。 D可以看成 (CO)11(H2)11C，不能满足结果。 【 答案 】 D 三、关于 Na2CO3、 NaHCO3的计算 1鉴别 2转化 3与足量盐酸反应的比较 (1)速率：由于 Na2CO3需逐步结合两个 H 才放出 CO2，故 NaHCO3 与盐酸反应放出 CO2的速率快。 (2)耗酸量：等质量的 Na2CO3与 NaHCO3前者耗酸多，等物质的量 时前者耗酸多。 (3)CO2的生成量：等物质的量时产生的 CO2相等，等质量时 NaHCO3产生的 CO2多。 4差量法在 NaHCO3分解计算中的应用 在化学反应中，根据质量守恒定律，反应物和生成物按一定的质量比发生反 应。在具体的一个反应中，还可以根据需要进行某些特定的组合，即反应方程 式中某些项目进行加减组合。如碳酸氢钠固体的分解反应，产物中的二氧化碳 是气体，水是液体，若讨论固体质量的变化，可以是前后固体质量的差值，也 可以是非固体物质质量的和，将非固体物质中的比例关系合并为一个比例量， 与原方程式中各种量成比例关系。具体如下： 2NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2O m(固 ) 2 84 g 106 g 44 g 18 g 62 g 其固体差量可用下列两种方法得出： (2NaHCO3 Na2CO3)或 (CO2 H2O) (2 84 g 106 g) (44 g 18 g) 有 50 mL NaOH溶液，向其中逐渐通入一定量的 CO2，随后向溶液中逐 滴加入 0.1 mol/L的盐酸，产生的 CO2气体体积 (标准状况下 )与所加入的盐酸的体 积之间的关系如图所示： 试分析向 NaOH溶液中通入 CO2气体后，所得溶液中的溶质是什么？其物质的 量之比是多少？产生的 CO2气体体积 (标准状况 )是多少？ 【 解析 】 解答本题应抓住以下三点： (1)NaOH溶液与 CO2反应因量的不同，产物不同。 (2)滴加盐酸时的反应顺序为： NaOH Na2CO3 NaHCO3。 【 答案 】 NaOH和 Na2CO3 1 1 0.056 L 1金属钠不仅跟氧气、水等无机物反应，还能跟酒精、醋酸等有机物 反应。要研究金属钠跟酒精反应的性质以及它与水反应的异同点，下列 研究方法中没有用到的是 ( ) A实验法 B观察法 C分类法 D比较法 【 解析 】 研究金属钠跟酒精和水反应的异同要用比较法，研究时要 通过对实验现象的观察分析来进行，用到实验法、观察法，未涉及分类 问题。 【 答案 】 C 2把一小块金属钠放入下列溶液中，既能产生气体又会出现白色沉淀 的是 ( ) A稀硫酸 B氢氧化钾稀溶液 C硫酸铜溶液 D氯化镁溶液 【 解析 】 A、 B项中只产生气体， C项中既产生气体又产生蓝色沉淀。 【 答案 】 D 3观察是研究物质性质的一种基本方法。一同学将一小块金属钠 露置于空气中，观察到下列现象：银白色 变灰暗 变白色 出现液滴 白色固体，下列说法正确的是 ( ) A发生了氧化还原反应 B变白色是因为生成了碳酸钠 C是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液 D只发生物理变化 【 解析 】 4Na O2=2Na2O，属于氧化还原反应，故 A项正确； Na2O H2O=2NaOH，故 B项错误；中因 NaOH易潮解，吸收空气水蒸气，表面形成 溶液，故 C项错误；中发生反应 2NaOH CO2=Na2CO3 H2O，故 D项错误。 【 答案 】 A 4在下列物质的溶液中分别加入一定量的 Na2O2固体，不会出现浑 浊现象的是 ( ) A饱和 H2S溶液 B Ca(HCO3)2溶液 C Na2SO3稀溶液 D饱和 CaCl2溶液 【 解析 】 H2S能被 Na2O2氧化为 S单质，而使溶液变浑浊， A不正 确； Na2O2与 H2O生成的 NaOH与 Ca(HCO3)2反应生成 CaCO3沉淀，故 B 不正确；由于 Ca(OH)2的溶解度较小，向饱和 CaCl2溶液中加 Na2O2会 生成 Ca(OH)2沉淀，故 D不正确。 【 答案 】 C 5 (2010年肇庆质检 )跟 Na、 Na2O、 Na2O2、 NaOH、 Na2CO3、 NaHCO3六种物质都能发生反应的是 ( ) A H2O B CO2 C H2SO4 D Ca(OH)2 【 解析 】 下表中 “ ” 表示不发生反应， “ ” 表示能发生反应： Na Na2O Na2O2 NaOH Na2CO3 NaHCO3 H2O CO2 H2SO4 Ca(OH)2 【 答案 】 C 6 Na在高温下可以将 TiCl4还原成 Ti，此反应的化学方程式为 _。制备 Na2O，常用 2NaNO2 6Na= 4Na2O N2，不用 Na在氧气中燃烧的方法，而采用此法的原因是： _ _； _ _。 【 答案 】 4Na TiCl4 4NaCl Ti Na在氧气中燃烧的产物是 Na2O2，而不是 Na2O Na2O在 N2的氛围中，不能被继续氧化成 Na2O2 7用脱脂棉包住约 0.2 g过氧化钠粉末，置于石棉 网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧 起来。 (1)由实验现象所得的有关 Na2O2和 H2O反应的结论 是： a有氧气生成； b._。 (2)写出 Na2O2和 H2O反应的化学方程式： _ _。 (3)某学校研究性学习小组拟用如右图装置进行实验，以证明上述结 论。 用以验证结论 a的实验操作方法及现象是 _。 用以验证结论 b的实验操作方法及现象是 _。 【 答案 】 (1)放热反应 (2)2Na2O2 2H2O=4NaOH O2 (3) 打开活塞，用向上排气法从 p处收集一试管气体，将带火星的木条伸入 其中，木条复燃，则证明有 O2生成 打开分液漏斗活塞，把 q导管插入到盛有水的烧杯中，导管口有气泡产生， 则证明是放热反应