高考化学复习课件：第2单元第6讲钠及其化合物

欢迎进入化学课堂 第6讲钠及其化合物 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 97g 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 2Na 2H2O 2NaOH H2 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 2Na 2H2O 2NaOH H2 CuSO4 2NaOH Cu OH 2 Na2SO4总的方程式 CuSO 2Na 2H2O Cu OH 2 Na2SO4 H2 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 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NaCl可以得到金属钠 2NaCl 2Na Cl2 5 Na 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1 碳酸钠的化学性质 1 与酸反应与HCl溶液的反应式 Na2CO3 2HCl 2NaCl H2O CO2 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 2 CO2 CaCO3 H2O 则说明该溶液中含有离子 2 与某些盐或碱反应与CaCl2溶液反应的方程式 CaCl2 Na2CO3 CaCO3 2NaCl与石灰水反应的方程式 Na2CO3 Ca OH 2 CaCO3 2NaOH 3 与CO2反应的方程式 Na2CO3 CO2 H2O 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1 工业制法 有关反应的化学方程式 MgCl2 Ca OH 2 Mg OH 2 CaCl2Mg OH 2 2HCl MgCl2 2H2OMgCl2 6H2O MgCl2 6H2O MgCl2 Mg Cl2 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3Mg N2 Mg3N2 2Mg O2 2MgO 点燃 点燃 与酸反应离子方程式 Mg 2H Mg2 H2 与CO2反应 2Mg CO2 2MgO C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 2Na 2H2O Fe2 2Na Fe OH 2 H2 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2将含有O2和CH4的混合气体置于盛有23 4gNa2O2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 A 1 1B 1 2C 1 3D 2 1 B 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2CH4 O2 6Na2O2 2Na2CO3 8NaOH 故原混合气体中O2和CH4的物质的量之比为1 2 例3将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物25g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 8g 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 解得x 16 8g 所以碳酸钠的质量为25g 16 8g 8 2g 答案 8 2g 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MgCl2C 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 A Na2O2 Na2CO3B Na2CO3C Na2CO3 Na2OHD Na2O2 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 5g溶于水 所得溶液恰好能被80mL浓度为0 50mol L 1的HCl溶液中和 则该生成物的成分是 A Na2OB Na2O2C Na2O和Na2O2D Na2O2和NaO2 C 解析 采用元素守恒法 n HCl 0 08L 0 50mol L 1 0 04mol n Na n Cl 0 04mol 3 将一定量的钠铝合金置于水中 合金全部溶解 得到20mLpH 14的溶液 然后用1mol L 1的盐酸溶液滴定 至沉淀质量最大时消耗盐酸40mL 原合金中钠的质量为 A 0 92gB 0 69gC 0 46gD 0 23g A 解析 合金在水中发生的反应为2Na 2H2O 2NaOH H2 和2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 得到的20mLpH 14的溶液中含有NaOH为0 02mol 加入盐酸后NaOH消耗20mL盐酸 而反应 H H2O Al OH 3 中又消耗20mL盐酸 即0 02mol 根据NaOH NaAlO2 HCl求得与Al反应的NaOH为0 02mol 则Na和水反应共生成NaOH为0 04mol 即原来合金中含有0 04mol 23g mol 0 92g 所以本题答案是A 4 2011 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 Na2CO3 H2O CO2 每84 2gNaHCO3分解 就会使质量减小62g 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xmol ymol 则106x 84y a 由B选项中的信息可列出 58 5 x y 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 x y 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w1g样品加热 其质量变为w2g 则该样品的纯度 质量分数 是 A 解析 2NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2O m2 8410662x w1 w2 从而有 w Na2CO3 w1 x w1 A项正确 6 9 2g金属钠投入到足量的重水中 则产生的气体中含有 A 0 2mol中子B 0 4mol电子C 0 2mol质子D 0 4mol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 2g金属钠是0 4mol 由反应方程式2Na 2D2O 2NaOD D2 知 0 4mol钠可生成0 2molD2 0 2molD2中含有的中子数 电子数 质子数均为0 4mol B 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 87g 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 2Na 2H2O 2Na 2OH H2 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 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全