浙江省高考化学一轮复习导航 第2单元第6讲 钠及其化合物课件 新课标

一、金属钠的性质及制备一、金属钠的性质及制备 1物理性质 钠是银白色的金属，质软，密度0.97 g/cm3，熔点97.8 。在取用钠时，用刀刚切割的钠截面，能看到是银白色的，不过很快变暗，因为被空气中氧气氧化生成氧化钠所致。 2化学性质钠原子最外层只有1个电子，易失去一个电子，达到8电子的稳定状态，所以钠很活泼，是一种强的还原剂，显强还原性。 （1）钠与非金属的反应 在 常 温 下 钠 与 氧 气 的 反 应 ， 方 程 式 为4Na+O2=2Na2O，此反应是氧化还原反应。其电子转移可表示为： O2为氧化剂，Na为还原剂；在常温下钠就可以迅速与氧气反应，说明钠很活泼，具有很强的还原性。 在点燃时反应的方程式为2Na+O2=Na2O2 点燃 将钠先在空气中点燃，再放入氯气中继续燃烧，出现黄色火焰，生成白色固体为NaCl。 反应方程式2Na+Cl2 = NaCl点燃 (2)钠与水的反应 反应方程式：2Na2H2O=2NaOHH2 实验现象：钠放入水中后，浮在水面上，立即与水剧烈反应，同时钠熔化成光亮小球，并迅速四处游动，发出嘶嘶的响声，最后逐渐消失，在反应后的溶液中滴入酚酞试液，溶液变成红色。 钠与水反应的实验现象可概括为如下五个字：浮、游、熔、响、红。 钠与水反应是一个氧化还原反应，其电子转移可表示为： 氧化剂： H2O，还原剂： Na。 (3)钠与CuSO4溶液的反应 反应方程式：2Na2H2O=2NaOHH2、CuSO42NaOH=Cu(OH)2Na2SO4 总的方程式：CuSO2Na2H2O=Cu(OH)2Na2SO4H2 (4)钠与熔化状态下的盐反应 钠与熔化状态下的TiCl4反应式： 注意：注意：钠与盐溶液反应不能置换出金属单质，还原产物是H2。 钠与熔化状态下的盐反应，有实际意义的是冶炼稀有金属，如冶炼钛、锆、铌、钽等。这些反应都是利用钠的强还原性。 3钠的保存和应用 (1)钠保存在煤油中。 (2)应用：制取Na2O2等化合物，做还原剂冶炼金属，钠钾合金用作原子反应堆的导热剂，用于电光源上。 4钠的工业制法 电 解 熔 融 的 N a C l 可 以 得 到 金 属 钠 ：2NaCl=2NaCl2 5Na、K的检验 实验步骤：铂丝在火焰上灼烧至无色，蘸取溶液，放在火焰上灼烧，观察火焰颜色。 如果火焰呈浅紫色(通过蓝色钴玻璃片观察)，说明溶液中含K离子；火焰呈黄色，说明溶液中含有Na离子电解 二、碳酸钠性质与用途二、碳酸钠性质与用途 1碳酸钠的化学性质 (1)与酸反应 与HCl溶液的反应式：Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2 利用这个性质，可以检验碳酸根离子的存在。方法是：向溶液中加入酸，再将产生的气体通入澄清的石灰水中，若溶液出现浑浊Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O，则说明该溶液中含有 离子。2-3CO (2)与某些盐或碱反应 与CaCl2溶液反应的方程式：CaCl2Na2CO3=CaCO32NaCl 与 石 灰 水 反 应 的 方 程 式 ： N a2C O3Ca(OH)2=CaCO32NaOH (3)与CO2反应的方程式：Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3 2碳酸钠的应用 纯碱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。 三、镁的性质及工业制法三、镁的性质及工业制法 1工业制法 有关反应的化学方程式： MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2 Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O MgCl26H2O = MgCl26H2O MgCl2 = MgCl2 HCl通电 2镁的性质 (1)物理性质及用途 镁是重要的金属材料，镁合金密度小，但硬度和强度较大，因此镁合金被大量用于火箭、导弹和飞机制造业。氧化镁的熔点高达2800 ，是优质耐高温材料。 (2)化学性质 与非金属N2、O2反应3MgN2=Mg3N2、2MgO2=2MgO点燃点燃 与酸反应 离子方程式：Mg2H=Mg2H2 与CO2反应： 2MgCO2 = 2MgOC 纯净的镁是银白色金属，在二氧化碳中剧烈燃烧，有黑烟生成。点燃考点一 关于钠的性质实验探究 例例1 钠与FeSO4溶液反应，很难完整地观察到反应全过程的有关现象。有人用如图所示装置进行实验改进：先往试管内新制备的FeSO4溶液液面上覆盖一薄层汽油，然后将试管放入烧杯中，待试管内汽油层消失后，往试管内投入一小粒钠，并迅速塞上带导管的单孔塞。 (1)实验中汽油的作用是_。 (2)加入钠后观察到液面上有大量气泡逸出，溶液中有_色沉淀生成。受热时汽化，其蒸气将试管内空气排尽，起保护气作用 白 (3)如果往试管中加入汽油后立即投入钠粒可能发生爆炸，其原因是_。 (4)写出钠与FeSO4溶液反应的离子方程式_。钠与水剧烈反应放出大量热，使由H2、汽油蒸气、空气组成的混合气发生爆炸 2Na2H2OFe2=2NaFe(OH)2H2 【解析】由于Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3，要想看到完整的实验现象关键是隔绝空气。钠投入到FeSO4溶液中首先和水反应生成H2及NaOH，NaOH与FeSO4反应生成白色的Fe(OH)2沉淀。钠与水反应放出大量热，若汽油没有挥发尽，可能引起爆炸。 【方法技巧点拨】(1)钠与水反应的过程：钠与水反应的实质是钠与H的反应。在酸的水溶液中，酸电离出大量的H，故钠先与酸反应置换出酸中的氢，当酸消耗完以后，钠才与水反应置换水中的氢，并不是钠与水反应。(2)钠与酸的反应比与水的反应更剧烈，极易爆炸，要格外小心。(3)钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，这是因为金属阳离子在水中一般是以水合离子形式存在，即金属离子周围有一定数目的水分子包围着，不和钠直接接触。 考点二 关于过氧化钠的性质的考查 例例2 将含有O2和CH4的混合气体置于盛有23.4 g Na2O2的密闭容器中，连续进行电火花点燃，反应结束后，容器内的压强为零(150 )。将残留物溶于水中，无气体产生。原混合气体中O2和CH4的物质的量之比为() A1 1 B1 2 C1 3 D2 1B 【解析】温度为150 时，水为气态，由于反应后容器内的压强为0，所以CH4和氧气最终全部转化为固体产物Na2CO3和NaOH，所以对应的反应为2CH4O26Na2O2=2Na2CO38NaOH，故原混合气体中O2和CH4的物质的量之比为1 2。 【方法技巧点拨】一般来讲涉及Na2O2的有关计算可以采用方程式叠加法简化运算过程，由2CO+O2=2CO2,2H2+O2=2H2O，又由过氧化钠与CO2和H2O的反应得Na2O2+CO=Na2CO3，Na2O2+H2=2NaOH知满足通式(CO)x(H2)y的物质，在氧气中完全燃烧后所得产物全部通过足量的Na2O2后，固体质量的增加量就等于该物质的质量。点燃点燃 例例3 将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物25 g放在大试管中加热至质量不再变化为止，冷却称量得到剩余固体的质量为18.8 g。求原混合物中碳酸钠的质量。考点三 关于碳酸氢钠热分解有关计算 【解析】设原混合物中NaHCO3的质量为x；则有：2NaHCO3=Na2CO3H2OCO2 固体质量减少量 168 62 x (2518.8)g 解得x16.8 g，所以碳酸钠的质量为25 g16.8 g8.2 g。 【答案】8.2 g 【方法技巧点拨】本题考查碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性的差异：碳酸钠受热不分解，而碳酸氢钠受热易分解，产生H2O和CO2，使固体质量减少。通常涉及这类问题时可以采用差量法进行计算，差量法是化学计算的重要方法之一：可以是气体体积差、固体质量差、溶液质量差、反应体系的压强差和密度差等等。 考点四 从海水中提取镁 例例4 海水中含的MgCl2是Mg的重要来源之一，从海水中提镁，可按如下步骤进行： (1)将贝壳制成石灰乳 (2)在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤、洗涤沉淀物 (3)将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物 (4)将产物熔融后电解关于提取镁，下列说法中不正确的是() A此法的优点之一是原料来源丰富 B进行(1)(2)(3)步的目的是从海水中提取MgCl2 C第四步会产生氯气 D以上过程中涉及到复分解反应、化合反应和置换反应D 【解析】原料来源丰富是此法的优点之一，A正确；(1)(2)(3)步的目的是从海水中提取MgCl2以便用于第(4)步的电解，B正确；电解MgCl2生成镁和氯气，C正确；此过程中无置换反应，D不正确。 【方法技巧点拨】电解熔融MgCl2才能生成镁，电解MgCl2溶液不能生成镁，生成氢氧化镁。 1.Na2O2与足量的NaHCO3混合后，在密闭容器中充分加热，排除气体物质后冷却，残留的固体物质是() ANa2O2、Na2CO3 BNa2CO3 CNa2CO3、Na2OH DNa2O2、NaOH 【解析】NaHCO3分解生成CO2和H2O，通常CO2先与Na2O2反应，然后H2O再与Na2O2反应。否则先生成的NaOH也会与CO2发生反应，生成Na2CO3。题意中足量的NaHCO3是重要的提示。B 2.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 molL1的HCl溶液中和，则该生成物的成分是() ANa2O BNa2O2 CNa2O和Na2O2 DNa2O2和NaO2C 【解析】采用元素守恒法： n(HCl)0.08 L0.50 molL10.04 mol，n(Na)n(Cl)0.04 mol， 3.将一定量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20 mL pH14的溶液，然后用1 molL1的盐酸溶液滴定，至沉淀质量最大时消耗盐酸40 mL。原合金中钠的质量为() A0.92 g B0.69 g C0.46 g D0.23 gA 【解析】合金在水中发生的反应为2Na2H2O=2NaOHH2和2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，得到的20 mL pH14的溶液中含有NaOH为0.02 mol，加入盐酸后NaOH消耗20 mL盐酸，而反应 HH2O=Al(OH)3中又消耗20 mL盐酸，即0.02 mol，根据NaOHNaAlO2HCl求得与Al反应的NaOH为0.02 mol，则Na和水反应共生成NaOH为0.04 mol，即原来合金中含有0.04 mol23 g/mol0.92 g，所以本题答案是A。-2AlO 4.(2011北京北京)下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数() A取a克混合物充分加热，减重b克 B取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体 C取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克 D取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体C 【解析】2NaHCO3=Na2CO3H2OCO2，每842 g NaHCO3分解，就会使质量减小62 g，据方程式可求NaHCO3的质量，从而可求Na2CO3的质量分数，故A正确；设Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为x mol、y mol，则106x84ya，由B选项中的信息可列出：58.5(xy)b，组合可求Na2CO3的质量，故B正确；由D选项中的信息可列出：197(xy)b，组合可求Na2CO3的质量，故D正确；C选项增重的b克包含了水蒸气的质量，故无法求Na2CO3的质量。 5.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是()A【解析】2NaHCO3=Na2CO3CO2H2Om 284106 62 x (w1w2) 从而有：w(Na2CO3)(w1x)/w1 ，A项正确 6. 9.2 g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有() A0.2 mol中子 B0.4 mol电子 C0.2 mol质子 D0.4 mol分子 【解析】选项中都是D2的粒子数，所以要先算出D2的物质的量。9.2 g金属钠是0.4 mol，由反应方程式2Na2D2O=2NaODD2知，0.4 mol钠可生成0.2 mol D2,0.2 mol D2中含有的中子数、电子数、质子数均为0.4 mol。B 7.7.用右图的实验装置可以进行钠跟水反应的实验，并可收集、检验生成的气体，煤油的密度为0.87 g/cm3。请回答下列问题： (1)液体物质添加完毕后，关闭活塞，向煤油中加入一小块钠，立即塞好胶塞，反应 开 始 前 钠 的 位 置 在_处(填a、b、c)。a (2)反应后，钠在煤油层和水层界面之间跳动，反应平缓 连 续 进 行 ， 说 明 产 生 上 述 现 象 的 原 因 ：_。 ( 3 ) 写 出 钠 跟 水 反 应 的 离 子 方 程 式 ：_。 ( 4 ) 装 置 中 漏 斗 在 反 应 过 程 中 的 主 要 作 用 是 ：_。 (5)本实验除能使反应平缓、连续进行、收集和检验生成的气体外，还有一个优点是_，这是因为_。当Na跟水反应剧烈时，H2气流将a托入煤油层，反应停止。随着H2气流减少，Na沉到煤油层和水层的界面，反应又进行 2Na2H2O=2Na2OHH2 防止水溢出 安全 此反应在隔绝空气下进行 【解析】钠的密度比水小，但比煤油大，所以Na沉到煤油层和水层的界面；装置中漏斗在反应过程中的主要作用是防止水溢出；该反应在隔绝空气下进行，比较安全。