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文档介绍
2018届一轮复习苏教版钠、镁及其化合物教案
专题3 金属及其化合物 第一单元 钠、镁及其化合物 考纲定位 考情播报 1.了解金属钠、镁及其重要化合物的主要性质及其应用。 2.从原子的核外电子排布,理解碱金属元素(单质、化合物)的相似性和递变性。 3.了解碱金属的主要物理性质和化学性质及其应用。 4.了解海水中提取Mg的方法。 2016·全国甲卷T12、T13(D)/全国丙卷T7(A) 2015·全国卷ⅠT8(C)/全国卷ⅡT10(B、C)、T13(A) 2014·全国卷ⅠT8(A)/全国卷ⅡT7(B)、T9(B)、T10(B) 2013·全国卷ⅡT10(B)(C) 2012·全国卷T28(1) 考点1| 钠及其氧化物 [基础知识自查] 1.钠的主要性质及应用 (1)物理性质:ρ=0.97 g/cm3,比水的密度小、比煤油的密度大,质软,熔点为97.81 ℃,沸点为882.9 ℃。 (2)化学性质(写出化学方程式) ①与非金属反应 ②与H2O反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。 ③与乙醇反应:2Na+2C2H5OH―→2C2H5ONa+H2↑。 ④与酸(HCl)反应:2Na+2HCl===2NaCl+H2↑。 ⑤与盐(CuSO4)溶液反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4。 (3)钠的保存与用途 ①保存:少量钠保存在煤油或石蜡油中。 ②用途:制Na2O2,NaK合金可用于原子反应堆的导热剂,制高压钠灯,冶炼某些金属如4Na+TiCl44NaCl+Ti(g)。 (4)实验探究:Na与H2O(含酚酞)反应的现象及解释 2.钠的氧化物 (1)氧化钠和过氧化钠 (2)实验探究:Na2O2与H2O的实验探究 ①将水滴入盛有Na2O2的试管中,现象是有气体生成,向反应后的溶液中加入酚酞,现象是溶液变红,后又褪色。 ②检验生成的气体是O2的方法是带火星的木条放在管口若木条复燃,证明有O2。 [应用体验] 1.将钠投入到下列溶液中,反应的剧烈程度由强到弱的顺序是________。 ①水 ②NaOH溶液 ③0.1 mol·L-1盐酸 ④0.1 mol·L-1硫酸铜 ⑤乙醇 [提示] ③④①②⑤ 2.Na2O、Na2O2与水反应均生成NaOH,与CO2反应均生成Na2CO3,故Na2O、Na2O2均是碱性氧化物,这种说法对吗?为什么? [提示] 不对,Na2O2不是碱性氧化物,因为与H2O或CO2反应除生成NaOH或Na2CO3外还有O2生成。 [考点多维探究] 角度1 钠及其氧化物的性质与应用 1.(2017·石家庄模拟)有关钠的叙述正确的是( ) A.2.3 g钠与97.7 g水反应后,溶液中溶质的质量分数等于4% B.钠跟CuSO4溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑,这是析出了金属铜 C.将金属钠与水反应后的溶液中通入适量氯气后,溶液中含有两种溶质 D.钠在空气中的缓慢氧化与其在空气中点燃的产物都一样 C [A项,w=≠4%; B项,不能析出Cu,而是Na先与H2O反应; C项,Na+H2O→NaOH,NaOH+Cl2→NaCl+NaClO; D项,Na缓慢氧化为Na2O,Na在空气中点燃生成Na2O2。] 2.下列说法正确的是________(填序号)。 【导学号:37742043】 ①Na2O2与Na2O晶体中阳离子与阴离子的个数比均为2∶1 ②(2014·江苏高考)在过氧化钠与水的反应中,每生成0.1 mol氧气,转移电子的数目为0.4NA ③(2013·江苏高考)Na2O2溶于水产生O2的离子方程式为Na2O2+H2O===2Na++2OH-+O2↑ ④(2012·北京高考)Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间,变成白色黏稠物,其反应为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 ⑤潜水艇中可以用Na2O2作供氧剂 ⑥Na2O2粉末投入含酚酞的水中,水中先变红后褪色说明Na2O2具有漂白性 [解析] ②中生成0.1 mol O2,转移电子0.2 mol;③离子方程式没有配平; ④Na2O2放置在潮湿的空气中,先和水反应生成NaOH固体,NaOH固体吸水形成白色黏稠物,再与空气中的CO2反应。 [答案] ①⑤⑥ 1.Na与酸液、盐溶液反应的原理 2.Na2O2的主要性质 (1)Na2O2与H2O、CO2的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应,在反应中H2O、CO2既不是氧化剂,也不是还原剂。 (2)强氧化性 ①Na2O2与SO2的反应:Na2O2+SO2===Na2SO4。 ②Na2O2与FeCl2溶液的反应:能将Fe2+氧化成Fe3+,得到Fe(OH)3沉淀。 ③Na2O2与氢硫酸的反应:能将H2S氧化成单质硫。 ④Na2O2与Na2SO3溶液的反应:能将SO氧化成SO。 ⑤Na2O2与品红溶液的反应:能使品红溶液褪色。 角度2 Na2O2与CO2、H2O的有关计算 3.取a g某物质在O2中完全燃烧,将生成物与足量Na2O2固体完全反应,反应后,固体质量增加的量大于a g,下列物质能满足上述结果的是( ) A.H2 B.HCOOH C.C6H12O6 D.C12H22O11 D [2CO+O22CO2 ① 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 ② ①+②得:Na2O2+CO===Na2CO3(虚拟的反应) 即可看作CO能被Na2O2完全吸收; 同理,2H2+O22H2O ③ 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ ④ ③+④得:Na2O2+H2===2NaOH(虚拟的反应) 即可看作H2能被Na2O2完全吸收,故凡分子组成符合(CO)m(H2)n (m=0,1,2,……,n=0,1,2,……),a g该物质在O2中完全燃烧将其产物(CO2,水蒸气)通入过量Na2O2固体中,固体增重a g。若组成符合Cx(CO)m(H2)n,固体增重大于a g;若组成符合(CO)m(H2)nOx,固体增重小于a g。] 4.1 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( ) 【导学号:37742044】 A.Na2CO3 B.Na2O2、Na2CO3 C.NaOH、Na2CO3 D.Na2O2、NaOH、Na2CO3 A [碳酸氢钠固体受热发生分解反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,生成的CO2和H2O均能与Na2O2反应:2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2、2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑,根据计量关系可知,2 mol碳酸氢钠受热分解生成CO2和H2O(g)各1 mol,Na2O2只有1 mol,故其恰好和CO2反应生成Na2CO3和O2[要注意Na2O2与CO2、H2O(g)的反应先后顺序],排出气体物质后,只剩余Na2CO3。] Na2O2与CO2、H2O反应的计算规律 (1)物质的量关系 无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物,与足量的Na2O2反应时,消耗CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2∶1,即气体减小的体积等于生成的O2的体积。 (2)固体质量关系 相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”,H2O(g)中的“H2”;可以看作发生相应的反应:Na2O2+CO===Na2CO3、Na2O2+H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)。 (3)电子转移关系 不论是与CO2还是与H2O(g)反应,CO2与H2 O(g)均既不是氧化剂也不是还原剂,反应的实质都是Na2O2自身发生的氧化还原反应,所以每有1 mol O2生成时,转移的电子均为2 mol。 (4)先后顺序关系 一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物反应,解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完成后,Na2O2再与H2O(g)发生反应(实际情况复杂得多)。 角度3 钠及其氧化物的性质探究 5.金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。该反应的演示方法分别如图甲、乙所示: 甲 乙 (1)现按图甲所示的方法,在室温时,向盛有饱和NaOH溶液的水槽中,加入一小块金属钠。下列有关描述正确的是________(填字母,下同)。 a.钠浮在液面上,并四处游动,最后消失 b.钠熔化成一个光亮的小球 c.恢复到室温时,NaOH溶液的浓度增大 d.恢复到室温时,溶液中Na+数目减少 (2)按图乙所示方法来收集产生的气体,需将钠包好,再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体,在相同条件下体积的关系是________。 ①用铝箔包住钠 ②用铜箔包住钠 a.二者收集气体一样多 b.①收集气体体积较大 c.②收集气体体积较大 [解析] (1)金属钠投入饱和NaOH溶液中,Na与H2O反应,生成气体和NaOH,H2O减少,NaOH晶体析出,但温度不变,饱和NaOH浓度不变。 (2)铝箔成分为Al,Al与NaOH溶液反应也生成H2。 [答案] (1)abd (2)b 6.如图是Na2O2和CO2定性、定量实验的装置示意图。 【导学号:37742045】 注射器1中抽取了100 mL CO2,U形管中装有适量小玻璃珠和约1.5 g Na2O2粉末。实验开始时,打开K1、K2、K4止水夹,关闭K3止水夹,推动注射器1活塞,缓缓将CO2压至U形管中,注射器2活塞缓缓向外移动。回答下列问题:(本题不考虑注射器内壁的摩擦阻力) (1)U形管内的玻璃珠并不参与反应,其所起的作用除防止过氧化钠粉末被吹走外,另一个重要作用是_______________________________________ _____________________________________________________________。 (2)U形管中可观察到的反应现象是______________________________ _____________________________________________________________。 (3)注射器1活塞推到底后,注射器2中收集到的气体大于50 mL,其原因除可能仍还含CO2外,还有一个重要原因是_____________________________。 (4)为了使剩余气体中二氧化碳能反应完,接下来的操作是 _____________________________________________________________。 (5)要证明反应产物之一为氧气,最为方便的实验方法是 _____________________________________________________________。 (6)本实验结束后固体产物板结,难以从U型管中取出,为了要证明固体产物中含有碳酸盐,实验时还需要从下图示仪器和试剂中选择________(填字母)。当装置和药品都安装完毕后,接下来的操作步骤是 _______________________________________________________________ _____________________________________________________________。 [解析] (1)玻璃珠还可起到增大Na2O2与CO2 接触面积,使之反应完全的作用。(2)U形管中Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,故U形管内淡黄色粉末渐渐变白。(3)由2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2可知100 mL CO2理论上应产生50 mL O2,收集到的气体大于50 mL,除部分CO2没反应外,还可能是反应放热,气体受热膨胀。(4)为了让CO2反应完,可把注射器2中的气体再推入U形管中,反复数次。(5)可利用O2支持燃烧,能使带火星的木条复燃。 [答案] (1)增大过氧化钠和二氧化碳的接触面积,使反应完全 (2)淡黄色粉末渐渐变白 (3)该反应为放热反应,反应后气体温度升高,体积变大 (4)将注射器2中气体再推入U形管中,反复数次 (5)打开橡胶塞,立即将带火星的木条伸入U形管中,木条复燃 (6)DEA(或DEC) 关闭K1、K4止水夹,打开K2、K3止水夹;打开分液漏斗活塞将稀盐酸滴入U型管中,观察试管内Ca(OH)2溶液是否变浑浊 考点2| 碳酸钠与碳酸氢钠 [基础知识自查] 1.碳酸钠 写出上述序号①②③所表示反应的化学方程式: ①Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O; ②Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH; ③Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl。 2.碳酸氢钠 写出上述序号①②③反应的离子方程式,④所表示反应的化学方程式 ①HCO+H+===CO2↑+H2O; ②Ca(OH)2过量:HCO+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O; Ca(OH)2少量:2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O; ③HCO+OH-===CO+H2O; ④2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。 3.相互转化 Na2CO3NaHCO3 [应用体验] 1.(1)用CaCl2溶液可以鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液,用Ca(OH)2溶液可以吗?为什么? (2)用什么方法除去Na2CO3固体中的少量NaHCO3?写出有关化学方程式。 [提示] (1)不可以;因为Na2CO3、NaHCO3与Ca(OH)2反应均生成沉淀。 (2)加热法;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。 2.(1)Na2CO3溶液呈碱性的离子方程式为_________________________ _____________________________________________________________。 (2)Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸,有关反应过程的离子方程式有_____________________________________________________________。 [提示] (1)CO+H2OHCO+OH- (2)CO+H+===HCO HCO+H+===CO2↑+H2O [考点多维探究] 角度1 Na2CO3、NaHCO3的基本性质与鉴别 1.下列有关NaHCO3和Na2CO3性质的比较中,正确的是( ) 【导学号:37742046】 A.热稳定性:NaHCO3>Na2CO3 B.常温时在水中的溶解度:NaHCO3>Na2CO3 C.等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量稀盐酸反应,放出的CO2一样多 D.等物质的量浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液的碱性:NaHCO3>Na2CO3 C [热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,A错误;常温时在水中的溶解度:Na2CO3>NaHCO3,B错误;根据碳元素守恒可知,等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量稀盐酸反应,放出的CO2一样多,C正确;等物质的量浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液的碱性:Na2CO3>NaHCO3,D错误。] 2.某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图Ⅰ~Ⅳ所示。 (1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是________(填装置序号)。 (2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验装置均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为 _______________________________________________________________; 与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是________(填序号)。 A.Ⅳ比Ⅲ复杂 B.Ⅳ比Ⅲ安全 C.Ⅳ比Ⅲ操作简便 D.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不行 (3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是________________________(填化学式)。 [解析] (1)Ⅰ图,加盐酸后均生成CO2,澄清石灰水均变浑浊;Ⅱ图根据气球变化的快慢可鉴别。 (2)根据NaHCO3的不稳定性鉴别。 (3)根据NaHCO3不稳定,Na2CO3稳定,为了使实验现象更明显,将Na2CO3放于A管。 [答案] (1)Ⅱ (2)2NaHCO3Na2CO3+H2O +CO2↑,CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O D (3)NaHCO3 Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法 角度2 Na2CO3、NaHCO3与酸反应的定量分析和图像分析 3.(2017·淮北模拟)有关NaHCO3和Na2CO3的性质,下列叙述错误的是( ) A.等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应,在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小 B.等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应,所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍 C.1 mol Na2CO3和NaHCO3的混合物与足量稀H2SO4充分反应,生成的CO2为1 mol D.向200 mL 0.1 mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入200 mL 0.1 mol/L的稀盐酸并不断振荡,生成的CO2为0.01 mol D [D项,反应原理为CO+H+===HCO,HCO+H+===CO2↑+H2O,故不会生成CO2。] 4.(2017·怀化模拟)向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体,再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,并将溶液加热,产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图所示(忽略CO2的溶解和HCl的挥发): Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 则下列分析都正确的组合是( ) 【导学号:37742047】 ①Ⅰ图对应溶液中的溶质为NaHCO3 ②Ⅱ图对应溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3,且二者的物质的量之比为1∶1 ③Ⅲ图对应溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3,且二者的物质的量之比为1∶1 ④Ⅳ图对应溶液中的溶质为Na2CO3 A.①② B.①③ C.②④ D.②③ A [图像Ⅰ中从O点即开始产生CO2气体,对应溶液中的溶质为NaHCO3,①正确;图像Ⅱ中Oa段消耗HCl的量小于ab段消耗HCl的量,对应的溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3,且二者的物质的量之比==,②正确;图像Ⅲ中,Oa段消耗HCl的量等于ab段消耗HCl的量,对应溶液中的溶质为Na2CO3,③不正确;图像Ⅳ中,Oa段消耗HCl的量大于ab段消耗HCl的量,对应溶液中的溶质为Na2CO3、NaOH,且二者的物质的量之比==,④不正确。] 1.Na2CO3、NaHCO3与酸反应的定量比较 (1)速率:相同条件下,NaHCO3与盐酸反应放出CO2的速率比Na2CO3与盐酸反应快。 (2)耗酸量:等质量或等物质的量的Na2CO3与NaHCO3均为前者耗酸量多。 (3)CO2生成量比较 ①等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应,产生CO2的量相等。 ②等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应,NaHCO3产生的CO2多。 ③等物质的量的HCl与足量的Na2CO3、NaHCO3分别反应,NaHCO3产生的CO2多。 2.Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图像分析 (1)Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(图1) (Oa=ab) 图1 (2)NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸(图2) 图2 (3)等物质的量Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸(图3) (Oa查看更多