高三化学一轮复习 3_2 钠的其他常见化合物 碱金属元素课件

第 三 章 金 属 及 其 氧 化 物 第 二 课 时 钠 的 其 他 化 合 物 碱 金 属 元 素高 三 化 学 第 一 轮 复 习 【 知 识 精 讲 】 1、 碳 酸 钠 和 碳 酸 氢 钠（ 1） 碳 酸 钠 和 碳 酸 氢 钠 的 比 较 【 知 识 精 讲 】 【 注 意 】 与 足 量 盐 酸 反 应 的 比 较 反 应 速 率 由 于 Na2CO3需 逐 步 结 合 两 个 H （ H CO32=HCO3、 H HCO3 =CO2 H2O） 才 放 出 CO2， 故 NaHCO3与 盐 酸 反 应 放 出 CO2的 速 率 快 。 耗 酸 量 a、 等 物 质 的 量 的 Na2CO3与 NaHCO3， 前 者 耗 酸 量 是 后 者 的 2倍 ； b、 等 质 量 的 Na 2CO3与 NaHCO3， 前 者 耗 酸 量 多 。 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 。 （ 2） 碳 酸 钠 和 碳 酸 氢 钠 的 鉴 别 热 稳 定 性 不 同 。 分 别 加 热 少 量 固 体 ， 若 发 生 分 解 反 应 ， 将 产 生 的 气 体 通 入 澄 清 的 石 灰 水 中 ， 石 灰 水 变 浑 浊 的 原 试 剂 是 NaHCO3， 另 一 个 为 Na2CO3。 和 酸 反 应 速 率 不 同 。 分 别 取 一 定 质 量 的 固 体 ， 加 入 等 浓 度 、 等 体 积 的 盐 酸 ， 反 应 快 、 产 生 气 体 多 的 为 NaHCO3， 另 一 个 为 Na2CO3。 阴 离 子 不 同 。 分 别 取 其 稀 溶 液 ， 滴 加 氯 化 钡 稀 溶 液 或 CaCl2溶 液 ， 产 生 沉 淀 的 原 试 剂 为 Na2CO3， 另 一 个 为 NaHCO3。 溶 液 的 酸 碱 性 。 测 其 稀 溶 液 (0.1 molL1)的 pH， Na2CO3溶 液 的 pH在 12左 右 ， 而 NaHCO 3溶 液 的 pH在 8左 右 。 【 知 识 精 讲 】 【 知 识 精 讲 】 （ 3） 碳 酸 氢 钠 和 碳 酸 钠 的 制 法 制 取 NaHCO 3的 方 法 a、 减 压 低 温 蒸 干 NaHCO3溶 液 。 NaHCO3遇 热 易 分 解 ， 其 水 溶 液 加 热 更 易 分 解 ， 所 以 不 可 能 采 用 常 压 下 蒸 发 溶 剂 的 方 法 制 得 NaHCO3晶 体 。b、 往 饱 和 Na2CO3 溶 液 中 通 入 CO2， 过 滤 得 到 晶 体 。 Na2CO 3+CO 2+H2O=2NaHCO 3 联 碱 法 制 纯 碱 原 理a、 在 饱 和 食 盐 水 中 通 NH 3饱 和 后 ， 再 通 CO2 ： NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 b、 生 成 NH4HCO3的 溶 解 度 大 ， 而 c(Na+)也 大 ， 而 NaHCO3溶 解 度 小 ， 故 产 生 沉 淀 ： NaCl+ NH4HCO3=NaHCO3+NH4Cl， 总 方 程 式 ： NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl。 c、 将 析 出 沉 淀 加 热 ， 制 得 Na2CO3（ 纯 碱 ） 【 注 意 】 不 能 先 通 入 CO2达 饱 和 后 再 通 入 NH3， 因 为 CO2在 水 中 的 溶 解 度 很 小 (1 1)， 即 使 通 入 过 量 的 NH3， 所 生 成 的 NaHCO3、 NH4Cl也 很 少 ， 这 样 就 无 法 制 取 NaHCO3。 【 知 识 精 讲 】 2、 氢 氧 化 钠（ 1） NaOH为 强 碱 ， 具 有 碱 的 通 性 。 （ 2） CO2与 NaOH溶 液 反 应 的 计 算 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+ Na2CO3+ H2O =2NaHCO3 CO2+NaOH=NaHCO3（ 之 和 ） 3、 碱 金 属 元 素（ 1） 原 子 结 构 相 似 性 ： 最 外 层 均 为 1个 电 子 ， 易 失 去 一 个 电 子 递 变 性 ： 核 电 荷 数 依 次 增 多 ， 电 子 层 数 依 次 增 多 ， 原 子 半 径 依 次 增 大 ， 失 电 子 能 力 依 次 增 强 ， 活 泼 程 度 增 强（ 2） 元 素 性 质 相 似 性 ： 均 为 活 泼 金 属 元 素 ， 最 高 正 价 均 为 +1价 递 变 性 ： 失 电 子 能 力 依 次 增 强 ， 金 属 性 依 次 增 强 （ 3） 单 质 性 质 相 似 性 ： 均 具 强 还 原 性 ， 均 具 轻 、 软 、 易 熔 的 特 点 递 变 性 ： 还 原 性 依 次 增 强 ， 密 度 趋 向 增 大 ， 熔 沸 点 依 次 降 低 （ 原 因 ， 可 与 卤 素 对 比 ） ， 硬 度 趋 向 减 小 【 知 识 精 讲 】 （ 4） 化 合 物 性 质 相 似 性 ： 氢 氧 化 物 均 为 强 碱 递 变 性 ： 氢 氧 化 物 的 碱 性 依 次 增 强 （ 5） 碱 金 属 的 性 质 规 律 与 特 例 通 常 合 金 多 呈 固 态 ， 而 钠 钾 合 金 却 是 液 态 。 碱 金 属 单 质 在 空 气 或 氧 气 中 燃 烧 时 ， 生 成 过 氧 化 物 甚 至 比 过 氧 化 物 更 复 杂 的 氧 化 物 ， 而 Li只 生 成 Li2O。 碱 金 属 单 质 密 度 一 般 随 核 电 荷 数 增 大 而 递 增 ， 但 K的 密 度 比 Na小 。 碱 金 属 单 质 一 般 跟 水 剧 烈 反 应 ， 但 Li跟 水 反 应 缓 慢 （ LiOH溶 解 度 小 ） 。 碱 金 属 单 质 因 其 活 动 性 强 ， 多 保 存 在 煤 油 中 ， 而 Li却 因 密 度 比 煤 油 更 小 ， 只 能 保 存 在 液 体 石 蜡 中 。 碱 金 属 的 盐 一 般 都 易 溶 于 水 ， 但 Li 2CO3却 微 溶 。 一 般 说 ， 酸 式 盐 较 正 盐 溶 解 度 大 ， 但 NaHCO3却 比 Na2CO3溶 解 度 小 。 试 剂 瓶 中 的 药 品 取 出 后 ， 一 般 不 能 放 回 原 瓶 ， 但 IA金 属 Na、 K等 除 外 。 【 知 识 精 讲 】 一 般 活 泼 金 属 能 从 盐 中 置 换 出 不 活 泼 金 属 ， 但 对 IA非 常 活 泼 的 金 属 Na、 K 等 除 外 。 如 ： 2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2+H2+Na2SO4。 Fr是 放 射 性 元 素 ， 所 以 在 自 然 界 中 不 存 在 。 4 、 焰 色 反 应 许 多 金 属 或 他 们 的 化 合 物 在 燃 烧 时 火 焰 呈 现 出 特 殊 的 颜 色 ， 这 在 化 学 上 叫 焰 色 反 应 。 这 是 一 种 物 理 变 化 ， 是 某 种 元 素 的 性 质 。 钠 是 黄 色 ， 钾 是 紫 色 （ 透 过 蓝 色 钴 玻 璃 ） 用 品 ： 铂 丝 （ 或 铁 、 铬 、 镍 、 钨 等 ） 、 酒 精 灯 （ 或 煤 气 灯 ） 、 试 剂 。 步 骤 ： 铂 丝 在 火 焰 上 灼 烧 至 原 火 焰 色 。 蘸 取 溶 液 （ 沾 取 固 体 ） 放 在 火 焰 上 灼 烧 ， 观 察 火 焰 颜 色 ， 观 察 钾 火 焰 颜 色 要 透 过 蓝 色 的 钴 玻 璃 去 观 察 。 盐 酸 洗 铂 丝 。 铂 丝 在 火 焰 上 灼 烧 至 原 火 焰 色 （ 如 不 能 灼 烧 至 原 火 焰 色 ， 则 需 再 酸 洗 ， 再 灼 烧 ） 。 再 蘸 取 （ 沾 取 ） 另 外 化 学 药 品 进 行 实 验 。 【 知 识 精 讲 】 【 方 法 精 讲 】 1、 碳 酸 钠 与 碳 酸 氢 钠 与 盐 酸 反 应 及 图 像（ 1） 向 Na2CO3溶 液 中 逐 滴 加 入 盐 酸 ， 消 耗 盐 酸 的 体 积 与 产 生 CO2的 体 积 关 系 如 图 1所 示 ： 图 像 特 点 ： Oa段 、 ab段 消 耗 盐 酸 的 体 积 相 等 。 反 应 原 理 ： Oa段 CO32 H =HCO3， ab段 HCO3 H =H2O CO2。 （ 2） 向 NaHCO 3溶 液 中 逐 滴 加 入 盐 酸 ， 消 耗 盐 酸 的 体 积 与 产 生 CO2的 体 积 关 系 如 图 2所 示 ： 图 像 特 点 ： 从 O点 开 始 即 产 生 CO2气 体 。 反 应 原 理 ： HCO3 H =H2O CO2。 【 方 法 精 讲 】 （ 3） 向 Na2CO3、 NaHCO3的 混 合 物 中 逐 滴 加 入 盐 酸 ， 消 耗 盐 酸 的 体 积 与 产 生 CO2 的 体 积 关 系 如 图 3所 示 (设 Na2CO3、 NaHCO3的 物 质 的 量 之 比 为 m n 1 1， 其 他 比 例 时 的 图 像 略 )。 图 像 特 点 ： Oa段 消 耗 HCl的 量 小 于 ab段 消 耗 HCl的 量 。 反 应 原 理 ： Oa段 CO32 H = HCO3， ab段 HCO3 H =H2O CO2 。 【 方 法 精 讲 】 （ 4） 向 NaOH、 Na2CO3的 混 合 物 中 逐 滴 加 入 盐 酸 ， 消 耗 盐 酸 的 体 积 与 产 生 CO2的 体 积 关 系 如 图 4所 示 (设 NaOH、 Na2CO3的 物 质 的 量 之 比 x y 1 1， 其 他 比 例 时 的 图 像 略 )； 图 像 特 点 ： Oa段 消 耗 HCl的 量 大 于 ab段 消 耗 HCl的 量 。 反 应 原 理 ： Oa段 H OH =H2O， CO32 H =HCO3； ab段 HCO3 H =H2O CO2。 【 方 法 精 讲 】 2、 碳 酸 钠 的 制 取 及 性 质 探 究（ 1） 侯 氏 制 碱 法 氨 碱 法 (索 尔 维 制 碱 法 ) 向 饱 和 食 盐 水 中 通 入 足 量 氨 气 至 饱 和 ， 然 后 在 加 压 下 通 入 CO2(由 CaCO3煅 烧 而 得 )， 因 NaHCO3溶 解 度 较 小 ， 故 有 下 列 反 应 发 生 ： NH3 CO2 H2O NH4HCO3 NaCl NH4HCO3 NaHCO3 NH4Cl 将 析 出 的 NaHCO 3晶 体 煅 烧 ， 即 得 Na2CO3： 2NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2O 母 液 中 的 NH4Cl加 消 石 灰 可 回 收 氨 ， 以 便 循 环 使 用 ： 2NH4Cl Ca(OH)2 CaCl2 2NH3 2H2O 此 法 优 点 ： 原 料 经 济 ， 能 连 续 生 产 ， CO2和 NH3能 回 收 使 用 缺 点 ： 大 量 CaCl2用 途 不 大 ， NaCl利 用 率 只 有 70%， 约 有 30%的 NaCl留 在 母 液 中 【 方 法 精 讲 】 （ 2） 联 合 制 碱 法 (侯 氏 制 碱 法 ) 根 据 NH4Cl在 常 温 时 的 溶 解 度 比 NaCl大 ， 而 在 低 温 下 却 比 NaCl溶 解 度 小 的 原 理 ， 在 278K 283K(5 10 )时 ， 向 母 液 中 加 入 食 盐 细 粉 ， 而 使 NH4Cl单 独 结 晶 析 出 供 做 氮 肥 此 法 优 点 ： 保 留 了 氨 碱 法 的 优 点 ， 消 除 了 它 的 缺 点 ， 使 食 盐 的 利 用 率 提 高 到 96%； NH4Cl可 做 氮 肥 ； 可 与 合 成 氨 厂 联 合 ， 使 合 成 氨 的 原 料 气 CO转 化 成 CO2， 革 除 了 CaCO3制 CO2这 一 工 序 。 （ 3） 碳 酸 钠 性 质 探 究 碳 酸 钠 与 酸 反 应 及 氢 氧 化 钠 与 二 氧 化 碳 制 取 碳 酸 钠 的 过 程 均 为 有 先 后 关 系 ， 分 步 进 行 ， 在 选 择 题 和 填 空 题 中 都 是 热 点 。 在 解 题 过 程 中 分 清 先 后 ， 写 出 反 应 ， 进 行 解 题 。 【 方 法 精 讲 】 3、 钠 及 其 化 合 物 综 合 转 化 关 系 及 应 用 【 典 例 精 讲 】 【 例 1】 关 于 Na2CO3和 NaHCO3性 质 的 说 法 不 正 确 的 是 （ ） A 在 水 中 的 溶 解 性 ： NaHCO3 Na2CO3 B 相 同 条 件 下 ， 与 等 浓 度 盐 酸 反 应 生 成 CO2的 速 率 ： NaHCO3 Na2CO3 C 等 质 量 的 Na2CO3和 NaHCO3分 别 与 足 量 盐 酸 反 应 ， NaHCO3放 出 CO2更 多 D 等 物 质 的 量 的 Na2CO3和 NaHCO3分 别 与 足 量 盐 酸 反 应 产 生 的 CO2质 量 相 同 【 答 案 】 B【 解 析 】 A 向 饱 和 碳 酸 钠 溶 液 中 通 入 二 氧 化 碳 析 出 碳 酸 氢 钠 晶 体 ， 则 相同 条 件 下 ， 在 水 中 的 溶 解 性 为 NaHCO 3 Na2CO3， 故 A正 确 ； B 碳 酸 氢钠 和 盐 酸 一 步 反 应 ， 而 碳 酸 钠 和 盐 酸 反 应 分 步 完 成 ， 所 以 与 盐 酸 反 应 的 速率 为 NaHCO3 Na2CO3， 故 B错 误 ； C 等 质 量 的 Na2CO3和 NaHCO3， 碳酸 钠 的 摩 尔 质 量 大 ， 其 物 质 的 量 少 ， 盐 酸 足 量 ， 则 与 盐 酸 完 全 反 应 ， 碳 酸钠 产 生 的 气 体 少 ， 故 C正 确 ； D 碳 酸 钠 和 碳 酸 氢 钠 与 足 量 的 盐 酸 反 应 时 ，根 据 碳 元 素 守 恒 ， 等 物 质 的 量 的 Na2CO3、 NaHCO3中 C的 量 相 等 ， 均 生 成二 氧 化 碳 ， 所 以 生 成 二 氧 化 碳 的 量 相 等 ， 故 D正 确 ； 故 选 B。 【 例 2】 下 列 各 组 物 质 相 互 混 合 反 应 后 ， 最 终 有 白 色 沉 淀 生 成 的 是 （ ） 少 量 Ca(OH)2投 入 过 量 NaHCO3溶 液 中 过 量 NaOH溶 液 和 明 矾 溶 液 混 合 金 属 钠 投 入 到 FeCl2中 向 NaAlO2溶 液 中 通 入 过 量 CO2 向 饱 和 Na2CO3溶 液 中 通 入 过 量 CO2 A B 只 有 C 只 有 D 只 有 【 典 例 精 讲 】 【 答 案 】 B【 解 析 】 少 量 Ca(OH) 2投 入 过 量 NaHCO3溶 液 中 ， 发 生 反 应 产 生 CaCO3、Na2CO3和 水 ， 因 此 有 白 色 沉 淀 产 生 ， 正 确 ； 过 量 NaOH溶 液 和 明 矾 溶 液 混 合 ，产 生 可 溶 性 的 NaAlO2， 不 能 产 生 沉 淀 ， 错 误 ； 金 属 钠 投 入 到 FeCl2中 ， 发 生反 应 产 生 白 色 Fe(OH)2沉 淀 和 氢 气 ， 白 色 Fe(OH)2沉 淀 会 被 氧 化 产 生 红 褐 色 的Fe(OH)3沉 淀 ， 不 是 白 色 沉 淀 ， 错 误 ； 向 NaAlO2溶 液 中 通 入 过 量 CO2， 最 终会 产 生 白 色 Al(OH)3沉 淀 ， 正 确 ； 向 饱 和 Na2CO3溶 液 中 通 入 过 量 CO2， 会 产生 白 色 NaHCO3沉 淀 ， 正 确 。 因 此 可 以 产 生 白 色 沉 淀 是 ， 选 项 B正 确 。 1 现 有 两 瓶 失 去 标 签 的 Na2CO3和 NaHCO3无 色 的 饱 和 溶 液 ， 请 提 出 简 便 的 鉴 别 方 法 ， 其 中 不 合 理 的 是 （ ） 用 干 燥 的 pH试 纸 检 验 ， pH大 的 是 Na2CO3 取 同 量 的 溶 液 于 两 支 试 管 中 ， 各 滴 入 酚 酞 试 液 ， 红 色 较 深 的 是 Na2CO3 取 同 量 的 溶 液 于 两 支 试 管 中 ， 加 热 ， 有 气 泡 产 生 的 是 NaHCO3 取 同 量 的 溶 液 于 两 支 试 管 中 ， 逐 滴 加 入 稀 盐 酸 ， 开 始 就 有 气 体 放 出 的 是 NaHCO3 取 同 量 的 溶 液 于 两 支 试 管 中 ， 滴 加 BaCl2溶 液 ， 生 成 白 色 沉 淀 的 是 Na2CO3 取 同 量 的 溶 液 于 两 支 试 管 中 ， 滴 加 Ba（ OH） 2溶 液 ， 生 成 白 色 沉 淀 的 是 Na2CO3 A B C D 【 考 题 精 练 】 【 答 案 】 B【 解 析 】 碳 酸 钠 、 碳 酸 氢 钠 都 是 强 碱 弱 酸 盐 水 解 呈 碱 性 ， 同 温 度 相 同 物 质 的量 浓 度 碳 酸 钠 、 碳 酸 氢 钠 溶 液 中 ， Na2CO3水 解 程 度 大 于 NaHCO3， 所 以Na2CO3溶 液 中 氢 氧 根 离 子 浓 度 大 ， pH大 ， 正 确 ； Na2CO3较 NaHCO3水 解程 度 大 ， 分 别 滴 加 酚 酞 试 液 ， 红 色 较 深 的 是 Na2CO3溶 液 ， 正 确 ； 取 同 量的 溶 液 于 两 支 试 管 中 ， 加 热 ， 均 没 有 气 体 生 成 ， 错 误 ； 取 同 量 的 溶 液 于 两支 试 管 中 ， 逐 滴 加 入 稀 盐 酸 ， 碳 酸 氢 钠 反 应 快 ， 开 始 就 有 气 体 放 出 的 是NaHCO3， 正 确 ； 取 同 量 的 溶 液 于 两 支 试 管 中 ， 滴 加 BaCl2溶 液 ， 生 成 白色 沉 淀 的 是 Na 2CO3， 而 碳 酸 氢 钠 与 氯 化 钡 不 反 应 ， 正 确 ； 二 者 均 与 Ba（ OH） 2溶 液 反 应 ， 生 成 白 色 沉 淀 ， 不 能 鉴 别 二 者 ， 错 误 ； 答 案 选 B。 【 考 题 精 练 】 2 在 1.00L 1mol/L氢 氧 化 钠 溶 液 中 通 入 16.8L标 准 状 况 下 的 CO2气 体 ， 所 得 的 溶 液 中 含 有 的 溶 质 是 （ ） A Na2CO3 B NaHCO3 C Na2CO3和 NaHCO3 D NaOH、 Na2CO3和 NaHCO3【 考 题 精 练 】 【 答 案 】 C【 解 析 】 此 题 易 误 选 A项 或 B项 。 正 确 解 法 是 利 用 极 值 法 判 断 ： （ 1） 当 CO2的 物 质 的 量 不 足 NaOH的 物 质 的 量 的 1 /2 时 ， 反 应 只 能 生 成 Na2CO3； (2)当CO2的 物 质 的 量 等 于 或 大 于 氢 氧 化 钠 的 物 质 的 量 时 ， 生 成 的 Na2CO3会 完 全与 CO 2反 应 转 化 为 NaHCO3； (3)只 有 当 CO2的 物 质 的 量 大 于 NaOH的 物 质 的量 的 1 /2 ， 且 小 于 NaOH的 物 质 的 量 时 ， 才 会 生 成 Na2CO3和 NaHCO3两 种 产物 。 经 过 计 算 题 给 数 据 可 知 ， 本 题 属 于 第 （ 3） 种 情 况 ， 所 以 溶 液 中 的 产 物为 Na2CO3和 NaHCO3。