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第一章第一章 认识化学科学认识化学科学第一章第一章 认识化学科学认识化学科学第第1节节走进化学科学走进化学科学钠及钠及其化合物其化合物2 0 1 32 0 1 3 高 考 导 航高 考 导 航考纲要求考纲要求1.了解科学探究的基本过程，学习运了解科学探究的基本过程，学习运用以实验和推理为基础的科学探究方用以实验和推理为基础的科学探究方法。法。2.了解钠及其重要化合物的主要性质了解钠及其重要化合物的主要性质和应用。和应用。命题热点命题热点1.钠与钠与H2O、H反应的拓展及实验探反应的拓展及实验探究。究。2.Na2O2的结构及的结构及Na2O2与与H2O、CO2反应的综合应用及计算。反应的综合应用及计算。3.以框图形式考查钠及其化合物。以框图形式考查钠及其化合物。一、化学科学概念、特征、发展史一、化学科学概念、特征、发展史1化学是在原子、分子水平上研究物化学是在原子、分子水平上研究物质的质的_、结构、性质、变化、制备、结构、性质、变化、制备和应用的自然科学。和应用的自然科学。教材回扣夯实双基教材回扣夯实双基组成组成2化学的特征是认识分子和化学的特征是认识分子和_分分子，它是一门具有创造性和实用性的子，它是一门具有创造性和实用性的科学，化学家们已能在微观层面上操科学，化学家们已能在微观层面上操纵分子和原子。纵分子和原子。制造制造31861年英国科学家波义耳提出年英国科学家波义耳提出_的概念，的概念，1871年，英年，英国化学家拉瓦锡建立燃烧现象的氧化国化学家拉瓦锡建立燃烧现象的氧化学说，学说，1803年，英国化学家道尔顿年，英国化学家道尔顿提出了提出了_，1869年，俄国年，俄国科学家科学家_发现了元素周期律。发现了元素周期律。化学元素化学元素原子学说原子学说门捷列夫门捷列夫思考感悟思考感悟1化学变化中的最小微粒和保持物质化学变化中的最小微粒和保持物质化学性质的最小微粒分别是什么？化学性质的最小微粒分别是什么？【提示提示】原子、分子。原子、分子。二、钠的性质和研究物质性质的基本方法二、钠的性质和研究物质性质的基本方法1研究物质性质的基本方法为观察、实研究物质性质的基本方法为观察、实验、验、_、比较，此外还有假说、模型。、比较，此外还有假说、模型。2钠的物理性质钠的物理性质分类分类颜色状颜色状态态密度密度硬度硬度熔点熔点_固体固体比水小，比比水小，比煤油煤油_较小较小较低，小于较低，小于100 银白色银白色大大3.钠的化学性质钠的化学性质(1)与非金属单质的反应与非金属单质的反应Na与与O2发生反应的化学方程式为：发生反应的化学方程式为：_；_。4NaO2=2Na2O(2)与水的反应与水的反应离子方程式为：离子方程式为：2Na2H2O=2Na2OHH2。实验现象实验现象a“浮浮”：将钠投入水中，钠浮在水：将钠投入水中，钠浮在水面上，说明钠的密度比水面上，说明钠的密度比水_。小小b“熔熔”：钠熔化成小球，说明钠：钠熔化成小球，说明钠的熔点的熔点_，且该反应是，且该反应是_反应。反应。c“游游”：钠球在水面上四处游动，：钠球在水面上四处游动，并伴有嘶嘶声，说明并伴有嘶嘶声，说明_。d“红红”：反应后的溶液能使酚酞：反应后的溶液能使酚酞变红，说明反应生成了变红，说明反应生成了_。低低放热放热 有气体生成，有气体生成，反应剧烈且又有少量氢气的燃烧反应剧烈且又有少量氢气的燃烧碱碱(3)与盐溶液反应与盐溶液反应(实质实质)：Na先与先与H2O发生反应，生成发生反应，生成NaOH和和H2，NaOH跟盐符合发生复分解反应的条件则生跟盐符合发生复分解反应的条件则生成难溶性碱，不能置换出盐中的金属成难溶性碱，不能置换出盐中的金属元素。元素。4钠的用途钠的用途(1)制钠钾合金，用于原子反应堆里的制钠钾合金，用于原子反应堆里的导热剂。导热剂。(2)做做_剂来制取稀有金属。剂来制取稀有金属。(3)制作高压钠灯。制作高压钠灯。还原还原2金属钠长期露置在空气中会发生怎金属钠长期露置在空气中会发生怎样的变化？样的变化？【提示提示】三、氧化钠与过氧化钠的比较三、氧化钠与过氧化钠的比较化学式化学式Na2ONa2O2类别类别碱性氧化物碱性氧化物过氧化物过氧化物电子式电子式生成条件生成条件常温常温加热加热(或点燃或点燃)颜色、状态颜色、状态_色固体色固体_色固体色固体氧元素化合价氧元素化合价_白白淡黄淡黄21化学式化学式Na2ONa2O2与与H2O反应的反应的化学方程式化学方程式2Na2O22H2O=4NaOHO2与与CO2反应的反应的化学方程式化学方程式_用途用途呼吸面具和潜水呼吸面具和潜水艇里氧气的来源艇里氧气的来源等等Na2OCO2=Na2CO32Na2O22CO2=2Na2CO3O21钠与盐溶液反应钠与盐溶液反应盐溶液中盐离子均是以水合离子盐溶液中盐离子均是以水合离子形式存形式存在在，所以钠与盐溶液反应时，先与水发，所以钠与盐溶液反应时，先与水发生了反应，而不是与盐离子直接反应。生了反应，而不是与盐离子直接反应。考点串讲深度剖析考点串讲深度剖析钠的性质钠的性质如：与如：与CuSO4溶液反应：溶液反应：2Na2H2O=2NaOHH2，2NaOHCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4。钠与酸或酸性溶液反应钠与酸或酸性溶液反应钠直接与钠直接与H反应。反应。2钠与酸反应钠与酸反应钠与稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸反应钠与稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸反应时，首先是钠直接跟时，首先是钠直接跟H反应，过量的钠反应，过量的钠再与水反应，而不能认为是钠先跟水反再与水反应，而不能认为是钠先跟水反应，生成的应，生成的NaOH再跟酸中和。再跟酸中和。即时应用即时应用1(2011山东省实验中学模拟题山东省实验中学模拟题)一一定温度下，向饱和定温度下，向饱和NaOH溶液中投入溶液中投入一小块金属钠，充分反应后恢复到原一小块金属钠，充分反应后恢复到原来的温度。下列叙述中来的温度。下列叙述中 合理的是合理的是( )ANaOH溶液浓度增大，并放出溶液浓度增大，并放出H2B溶液中溶液中NaOH的质量分数不变，有的质量分数不变，有H2放出放出C溶液的质量减小，有溶液的质量减小，有H2放出放出D钠浮于液面，到处游动，发出嘶钠浮于液面，到处游动，发出嘶嘶的响声嘶的响声解析：选解析：选A。钠投入饱和。钠投入饱和NaOH溶液，溶液，发生的反应为发生的反应为2Na2H2O=2NaOHH2，其现象与钠在水中的反应现象，其现象与钠在水中的反应现象相同，相同，D正确。因原溶液是饱和的，正确。因原溶液是饱和的，故故B、C正确，正确，A错误。错误。1Na2O2的强氧化性、漂白性的强氧化性、漂白性(1)Na2O2投入氢硫酸中，可将投入氢硫酸中，可将H2S氧化氧化成成S，溶液变浑浊。，溶液变浑浊。Na2O2的性质和有关计算的性质和有关计算(3)Na2O2投入投入FeCl2溶液中，可将溶液中，可将Fe2氧化成氧化成Fe3。(4)Na2O2投入品红溶液中，可使品红投入品红溶液中，可使品红溶液退色，说明溶液退色，说明Na2O2有漂白性。有漂白性。(5)Na2O2投入滴有酚酞的水中，水溶投入滴有酚酞的水中，水溶液先变红而后变化至无色，体现出液先变红而后变化至无色，体现出Na2O2的强氧化性。的强氧化性。终态法的思想在过氧化钠计算中的应终态法的思想在过氧化钠计算中的应用。例如：用。例如：Na2O2H2=2NaOH、Na2O2CO=Na2CO3、2Na2O2COH2=Na2CO32NaOH(实际上实际上述反应均不能发生述反应均不能发生)。a g通式符合通式符合(CO)m(H2)n(m0,1,2，n0,1,2，)的物质在氧气的物质在氧气中燃烧，将其产物通过足量的中燃烧，将其产物通过足量的Na2O2固体，固体，反应完毕，固体增重反应完毕，固体增重a g。(2)气体体积差量的计算气体体积差量的计算即时应用即时应用2将将4.34 g Na、Na2O、Na2O2的混的混合物与足量水反应，在标准状况下得到合物与足量水反应，在标准状况下得到672 mL混合气体，将该混合气体点燃，混合气体，将该混合气体点燃，恰好完全反应，则原固体混合物中恰好完全反应，则原固体混合物中Na、Na2O、Na2O2的物质的量之比为的物质的量之比为()A1 1 1B1 1 2C1 2 1 D4 3 2 (2011高考北京卷高考北京卷)下列实验方下列实验方案中，不能测定案中，不能测定Na2CO3和和NaHCO3混合物中混合物中Na2CO3质量分数的是质量分数的是()命题视角把脉高考命题视角把脉高考教材高频考点教材高频考点A取取a克混合物充分加热，减重克混合物充分加热，减重b克克B取取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得加热、蒸干、灼烧，得b克固体克固体C取取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重逸出气体用碱石灰吸收，增重b克克D取取a克混合物与足量克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体克固体【解析解析】C项混合物与硫酸反应项混合物与硫酸反应的产物被碱石灰吸收的不仅是二氧的产物被碱石灰吸收的不仅是二氧化碳，还有水蒸气，所以无法准确化碳，还有水蒸气，所以无法准确的计算。其他几个选项的方法都可的计算。其他几个选项的方法都可以通过计算得出结果。以通过计算得出结果。【答案答案】C【名师 点 评名师 点 评 】 考 查考 查 Na2CO3与与NaHCO3性质的差异是高考命题的重性质的差异是高考命题的重点之一，主要从点之一，主要从Na2CO3和和NaHCO3的热稳定性、与某些金属离子发生沉的热稳定性、与某些金属离子发生沉淀反应、淀反应、NaHCO3既能与强酸反应又既能与强酸反应又能与强碱反应等角度进行命题。能与强碱反应等角度进行命题。 (2012广州六校模拟改编广州六校模拟改编)为为测定某含有杂质测定某含有杂质Na2O的的Na2O2样样品的纯度，某小组同学分别设计了品的纯度，某小组同学分别设计了如下方案。如下方案。追踪命题热点追踪命题热点方案一方案一准确称量样品准确称量样品m g，与水充分，与水充分反应后将溶液的体积稀释为反应后将溶液的体积稀释为V mL，从，从中取出中取出V1 mL溶液，装入锥形瓶，用溶液，装入锥形瓶，用已知浓度的盐酸进行滴定，以确定溶已知浓度的盐酸进行滴定，以确定溶液的浓度，再计算出样品中液的浓度，再计算出样品中Na2O2的的含量。含量。(1)此方案中，酸碱中和滴定时应选用此方案中，酸碱中和滴定时应选用_滴定管。滴定管。(2)写出此方案中所涉及反应的离子方写出此方案中所涉及反应的离子方程式：程式：_。方案二方案二准确称量样品准确称量样品m g，将样品，将样品与二氧化碳充分反应，通过测定反应与二氧化碳充分反应，通过测定反应产生氧气的体积，计算出样品中产生氧气的体积，计算出样品中Na2O2的含量。的含量。(3)该方案的实验过程中，仪器的连接该方案的实验过程中，仪器的连接顺序是顺序是_(填仪器下方序号填仪器下方序号)，中的进气口为中的进气口为_(填填“A”或或“B”)。(4)装置装置的作用是的作用是_。(5)你认为方案一、方案二中测定结果你认为方案一、方案二中测定结果比较准确的是比较准确的是_。【解析解析】(1)酸碱中和滴定中碱盛放酸碱中和滴定中碱盛放在锥形瓶中，则盐酸盛放在酸式滴定在锥形瓶中，则盐酸盛放在酸式滴定管中。管中。(2)方案一涉及的反应为：方案一涉及的反应为：Na2OH2O=2NaOH,2Na2O22H2O=4NaOHO2，HClNaOH=NaClH2O。(3)方案二中包括方案二中包括CO2的制取、的制取、CO2与与Na2O2的反应、的反应、O2的净化、的净化、O2体积的测量等操作，体积的测量等操作，因此仪器的连接顺序为因此仪器的连接顺序为。为利用排出为利用排出H2O的体积测量的体积测量O2体积体积的装置，应该短管进、长管出。的装置，应该短管进、长管出。(5)方案一测定结果比较准确，因为方案方案一测定结果比较准确，因为方案二中不能排除装置中原有氧气的影响。二中不能排除装置中原有氧气的影响。【答案答案】(1)酸式酸式(2)Na2OH2O=2Na2OH，2Na2O22H2O=4Na4OHO2，HOH=H2O(3)A(4)除去除去O2中混有的中混有的CO2等气体等气体(5)方案一方案一【名师指津名师指津】利用利用Na2O2与与Na2O性质性质的不同：的不同：与与H2O反应前者放出反应前者放出O2；与与CO2反应前者生成反应前者生成Na2CO3和和O2，设，设计成探究型实验、验证性实验等，是高计成探究型实验、验证性实验等，是高考命题的热点之一；解答这类问题的关考命题的热点之一；解答这类问题的关键是要搞清楚化学反应原理。键是要搞清楚化学反应原理。 (2012济南高三第一次模拟济南高三第一次模拟)已已知知A、B、D、E均为中学化学常见单质均为中学化学常见单质或化合物，它们之间的关系如图所示或化合物，它们之间的关系如图所示易错易误剖析易错易误剖析部分产物略去，部分产物略去，Fe能与足量稀能与足量稀HNO3反应反应生成生成Fe(NO3)3。下列说法错误的是。下列说法错误的是() AA、B、D可能是钠及其化合物可能是钠及其化合物BA、B、D可能是铁及其化合物可能是铁及其化合物CA、B、D可能是铝及其化合物可能是铝及其化合物DA、B、D不可能是非金属及其化合物不可能是非金属及其化合物【常见错误常见错误】A、B、C【错因分析错因分析】在解答选项在解答选项A时，不时，不清楚清楚A、B、D究竟哪一个是究竟哪一个是NaOH导导致错解，实际上，钠的化合物的转化致错解，实际上，钠的化合物的转化就是就是NaOH、Na2CO3、NaHCO3之之间的转化，再结合间的转化，再结合“过量过量CO2和少量和少量CO2”便可迎刃而解。再如由于铁的便可迎刃而解。再如由于铁的转化与氧化还原有关，不紧扣这一点转化与氧化还原有关，不紧扣这一点也易出现错误判断。也易出现错误判断。【正确解答正确解答】选项选项A，A为为NaOH、B为为NaHCO3、D为为Na2CO3、E为为CO2时时满足框图转化关系。选项满足框图转化关系。选项B，A为为Fe、E为 稀 硝 酸 、为 稀 硝 酸 、 D 为为 F e ( N O3)2、 B 为为Fe(NO3)3时满足框图转化关系。选项时满足框图转化关系。选项C，A 为为 A l C l3、 E 为为 N a O H 、 B 为为NaAl(OH)4、D为为Al(OH)3时满足框图时满足框图转化关系。选项转化关系。选项D，A为为C、E为为O2、B为为CO2、D为为CO时满足框图转化关系，所以时满足框图转化关系，所以A、B、D可能是非金属及其化合物。可能是非金属及其化合物。【答案答案】D探究探究Na2O2能否与干燥的能否与干燥的CO2反反应应【实验目的实验目的】探究探究Na2O2能否与干能否与干燥的燥的CO2反应。反应。实验探究专项突破实验探究专项突破【实验原理实验原理】Na2O2与与CO2反应时反应时产生产生O2，加热条件下，加热条件下O2可使红色的铜可使红色的铜变为黑色，而变为黑色，而CO2不与铜反应，根据不与铜反应，根据此现象可判断干燥的此现象可判断干燥的CO2与与Na2O2能能否反应。否反应。典例探究典例探究某课外活动小组为了探究某课外活动小组为了探究“干燥的干燥的CO2不能与不能与Na2O2反应反应”和和“CO2在有水存在有水存在时才能与在时才能与Na2O2反应反应”，设计了如图，设计了如图所示实验装置：所示实验装置：(1)在干燥管中装入在干燥管中装入Na2O2后，打开分后，打开分液漏斗的活塞加入稀硫酸，生成液漏斗的活塞加入稀硫酸，生成CO2，打开打开K1，关闭，关闭K2，目的是，目的是_，X是是_，加热铜丝，实验观察到铜，加热铜丝，实验观察到铜丝未发生变化，则得出结论：丝未发生变化，则得出结论：_。(2)若打开若打开K2，关闭，关闭K1，出现，出现_的现象，此现象可证明的现象，此现象可证明_。(3)根据以上的实验结论，写出生成根据以上的实验结论，写出生成CO2、O2及及O2与与Cu反应的化学方反应的化学方程式：程式：_。操作提示操作提示(1)分液漏斗中应用难挥分液漏斗中应用难挥发性酸发性酸H2SO4，不宜用易挥发的，不宜用易挥发的盐酸或硝酸，若使用时，还应在干燥盐酸或硝酸，若使用时，还应在干燥CO2气体之前加一个含有饱和碳酸氢气体之前加一个含有饱和碳酸氢钠溶液的除杂装置以除去挥发出来的钠溶液的除杂装置以除去挥发出来的气体。气体。(2)加入铜丝之前应先通一会儿加入铜丝之前应先通一会儿CO2，以赶出装置中的空气以赶出装置中的空气(或氧气或氧气)，防止，防止氧气的存在而干扰实验结果。氧气的存在而干扰实验结果。实验小结实验小结干燥的干燥的CO2不与不与Na2O2反反应，只在有应，只在有H2O存在时存在时CO2才与才与Na2O2反应生成反应生成O2。实验拓展实验拓展如图所示，如图所示，“二氧化碳二氧化碳是否在有水存在时，才能与过氧化钠是否在有水存在时，才能与过氧化钠反应？反应？”这个问题可通过以下实验加这个问题可通过以下实验加以证明。以证明。(1)按图装置，在干燥的试管按图装置，在干燥的试管中装入中装入Na2O2后，在通入后，在通入CO2之前，应事先之前，应事先将活塞将活塞(K1、K2)关闭好，目的何在？关闭好，目的何在？_。(2)试管试管内的试剂内的试剂X是是_时，打开活塞时，打开活塞K1、K2，加热试管，加热试管约约5分钟后，将带火星的小木条插入试管分钟后，将带火星的小木条插入试管的液面上，可观察到带火星的小木的液面上，可观察到带火星的小木条不能剧烈地燃烧起来，且条不能剧烈地燃烧起来，且内淡黄内淡黄色粉末未发生变化。则所得的化学结色粉末未发生变化。则所得的化学结论是论是_。(3)试管试管内试剂为内试剂为CO2饱和水溶液时，饱和水溶液时，其它操作同其它操作同(2)，通过，通过_的现的现象，可以证明象，可以证明Na2O2与潮湿的与潮湿的CO2能反能反应且放出应且放出O2。(4)CO2与过氧化钠反应机理也可用示与过氧化钠反应机理也可用示踪原子分析加以证明，请完成下列反踪原子分析加以证明，请完成下列反应方程式：应方程式：_Na2O2_C18O2_ _。【解析解析】本题旨在利用对比实验，探本题旨在利用对比实验，探究究Na2O2与与CO2反应的环境，故实验反应的环境，故实验步骤中，首先让步骤中，首先让Na2O2与干燥与干燥CO2反反应，必须保证整个环境中不能有应，必须保证整个环境中不能有H2O，故通入反应装置前故通入反应装置前CO2必须干燥。必须干燥。
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