备考2020高考化学第一轮复习 第3章 金属及其化合物 第1节 钠及其重要化合物学案 必修1

备考2020高考化学第一轮复习 第3章 金属及其化合物 第1节 钠及其重要化合物学案 必修1

第一节 钠及其重要化合物 一、钠 ‎1.物理性质——学习任何物质的物理性质都围绕以下方面：色、味、态、密度、熔沸点、溶解性，特殊性。‎ ‎① 色；② 态；③密度比水 ，比煤油 ；因此少量钠可以保存在 中。 ‎ ‎④熔点 。⑤较柔软，可以用刀切开；导电性良好；‎ ‎2.化学性质——结构分析：钠原子最外层只有 个电子，表现+1价。易失去该电子而表现出强 性。‎ ‎⑴跟非金属(如O2、Cl2代表活泼非金属单质)反应：‎ ‎ ①与O2常温反应方程式： 。‎ 条件： ， 现象： ，Na2O是 色固体。‎ ‎②与O2加热反应方程式： 。‎ 条件： ， 现象： 。‎ 两个反应对比得出结论： 。‎ ‎③与Cl2反应方程式： 。 ‎ 条件： 。 现象： 。‎ ‎⑵钠与水反应化学方程式： ；‎ 离子方程式： 。‎ 现象及解释：‎ ‎①浮——钠浮在水面上。因为 。‎ ‎②熔——钠熔化成小液球。因为 。‎ ‎③游——钠四处游动。因为 。‎ ‎④响——产生嘶嘶的响声。因为 。‎ ‎⑤酚酞红——若水中加酚酞，则变红。因为 。‎ ‎⑶钠与盐酸反应（离子方程式）： 。‎ 现象： 。反应实质：钠与 反应，比和水反应 。‎ ‎ ⑷钠与盐溶液反应（如CuSO4溶液）方程式： 。‎ 现象：浮、熔、游、响，并有 色沉淀。反应实质： 。‎ 相关方程式： ， 。‎ ‎3．钠的制取和存放 ‎⑴制备：电解熔融氯化钠，化学方程式： 。‎ ‎⑵钠的存放：少量金属钠可保存在 里，大量的金属钠则存在铁筒中用 密封。‎ ‎4.钠的用途 ‎⑴制取Na2O2等化合物； ⑵作强还原剂，将某些稀有金属从它们的卤化物中还原出来；‎ 6‎ ‎⑶用作电光源，制作高压钠灯； ⑷钠与钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。‎ 二、钠的重要化合物的主要性质及其用途 ‎1．氧化钠和过氧化钠的比较 比较内容 Na2O Na2O2‎ 颜色、状态 氧的化合价 电子式 阴、阳离子个数比 稳定性 较不稳定，易被氧化生成 ‎ 较稳定 生成条件 通过钠在 氧化生成 通过钠在 条件生成 物质类别 ‎ 氧化物 ‎ （是/不是）碱性氧化物）‎ 与水反应 与CO2反应 与盐酸反应 用途 用于少量Na2O2制取 强氧化剂、漂白剂、供氧剂 保存 密封保存 密封保存 ‎2.常见的钠盐（Na2CO3和NaHCO3）‎ 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 俗名 水溶性 易溶于水，溶液呈 性 溶解度比碳酸钠 ，溶液呈 性 与盐酸 放出CO2 （快/慢）‎ 放出CO2 （快/慢）‎ 与NaOH 不反应 NaHCO3+NaOH= ‎ 与Ca(OH)2‎ ‎ ‎ 碱足量： ‎ 与BaCl2‎ Na2CO3+ BaCl2== ‎ 不反应，故用BaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3。‎ 相互 转化 ‎→① ② →‎ Na2CO3 ←———————————————————→ NaHCO3‎ ‎←③ ④ ←‎ 用途 重要的化工原料，制玻璃、造纸、纺织等 食品工业，泡沫灭火剂等 ‎3．氢氧化钠(NaOH)‎ ‎(1)物理性质：色态： ；溶解性： 溶于水并 ；密度比水 ；‎ 6‎ 有强腐蚀性；有吸水性，易吸收空气中的水分而潮解。‎ ‎(2)化学性质——具有碱的通性 ‎①能使酸碱指示剂变色。‎ ‎②与强酸反应的离子方程式为： 。‎ ‎③与酸性氧化物或两性氧化物如与Al2O3反应离子方程式： 。‎ ‎④与盐反应，如与NH反应的离子方程式： 。‎ 如与HCO反应的离子方程式为： 。‎ ‎⑤与单质反应，如与Al、Si反应的离子方程式分别为：‎ ‎ ； 。‎ ‎(3)NaOH的制取 ‎①土法制碱：Na2CO3＋Ca(OH)2=== ；‎ ‎②现代工业制碱：2NaCl＋2H2O 。‎ ‎4．焰色反应 ‎（1）概念：许多金属单质或它们的化合物在燃烧时火焰呈特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应。‎ ‎（2）应用：焰色反应是元素的性质，属于 变化，常用于检验金属元素的存在。‎ ‎（3）常见元素焰色：钠是 色；钾是 色（透过 ）。‎ ‎（4）操作：①干烧，首先把铂丝在灯焰上灼烧至火焰不变色，确认 。‎ ‎②蘸烧，用铂丝蘸待测物质，在火焰上灼烧，观察 。‎ ‎③洗烧，用铂丝蘸 灼烧，以便除去铂丝上残留的物质。‎ ‎1．实验室称量NaOH固体时可否放在纸片上？ 。‎ ‎2．盛放NaOH溶液等碱性溶液的试剂瓶为什么不用磨口玻璃塞？ ‎ ‎， 。‎ ‎3．某试剂焰色反应时，火焰黄色，则试剂中 含钠元素， （一定、不一定、不）含钾元素。‎ 规律总结 一、Na2O2的特性与计算 ‎1．Na2O2与CO2、H2O的反应规律：2 Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 2 Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2‎ ‎⑴先后顺序关系：在解计算题时，可认为Na2O2先与CO2反应，后与H2O发生反应，这样处理，可以使解题时更简洁方便。‎ ‎(2)气体物质的量关系：无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为 。气体体积变化总是 。‎ ‎(3)固体质量关系：‎ ‎①(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”，可以看作发生相应的反应：Na2O2＋CO == ‎ 6‎ Na2CO3、Na2O2＋H2 == 2NaOH。当有CO、 H2先在O2中燃烧，产物再被Na2O2吸收时，可以直接用上述方程式进行计算解题，此时，O2所起作用是 )。‎ ‎②凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，及H2和CO混合气体，W g该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后，Na2O2固体增重必 （大于/小于/等于）W g。常见的符合这一关系的物质有： 有机物——CH4O(甲醇)、CH2O(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等； 无机物——H2、CO及H2和CO的混合气体。‎ ‎③W g有机物分子组成CxHyOz，在转换成(CO)m·(H2)n 写法过程中，若O原子数目不足，则在反应过程中需要结合氧气中O原子，使固体增重，即增重值 （大于/小于/等于）Wg。若O原子数目有余，则在反应过程中必然会释放氧气O2，即增重值 （大于/小于/等于）Wg。 ‎ ‎2．过氧化钠的强氧化性。‎ ‎① 2Na2O2＋2 CO2　=== ； ②Na2O2＋SO2 === 。‎ 二、关于碳酸氢钠和碳酸钠的问题分析 ‎1.与等浓度盐酸反应的规律 ‎(1)分别反应时放出CO2快慢： ＞ 。‎ ‎(2)两物同时存在时反应先后顺序：盐酸先与 ，然后再与 反应。‎ ‎(3)反应耗酸量的比较：‎ ‎①等质量的Na2CO3和NaHCO3， 耗酸量多；‎ ‎②等物质的量的Na2CO3和NaHCO3， 耗酸量多。‎ ‎(4)与足量盐酸反应生成CO2量的比较：‎ ‎①等质量的Na2CO3和NaHCO3， 生成CO2量多；‎ ‎②等物质的量的Na2CO3和NaHCO3，两者生成CO2量 多。‎ ‎2．两种情况下NaHCO3的量与生成CO2的量的关系 ‎(1)受热分解时：2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+ H2O， 2n(NaHCO3)～ n(CO2)，盐与CO2之比为 。‎ ‎(2)与酸反应时：NaHCO3＋HCl====NaCl＋CO2↑＋H2O，n(NaHCO3)～n(CO2)，盐与CO2之比为 。‎ ‎3．Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法：‎ ‎(1)固体鉴别：根据热稳定性不同，把固体加热，能 是NaHCO3。‎ ‎(2)固体鉴别：根据和酸反应生成气体的速率不同，生成CO2速度快的是 。‎ ‎(3)溶液鉴别：分别加入BaCl2或CaCl2溶液， 。‎ ‎(4)溶液鉴别：根据相同浓度溶液的酸碱性不同，测PH值较大的是 。‎ ‎4．Na2CO3溶液与盐酸的互滴鉴别：向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，现象： ；而向盐酸中滴加Na2CO3溶液，现象： 。‎ 三、碱金属元素 6‎ ‎1．碱金属元素包括： 。‎ ‎(1)相同点：最外层都是 个电子。都表现出 价。‎ ‎(2)不同点：从Li到Cs电子层数 ，原子半径 　 ，还原性　 。‎ ‎2．碱金属元素性质的相似性和递变性（递变性按从Li到Cs的顺序）‎ ‎(1)单质均呈 色(Cs除外)，有金属光泽，有良好的导电性和导热性；‎ ‎(2)硬度都 ，且从Li到Cs硬度 ；‎ ‎(3)密度都 ，但从Li到Cs逐渐增大（Na、K相反），其中 比水轻， 比水重。‎ ‎(4)熔点都 ，且从Li到Cs熔、沸点 。‎ ‎(5)均为活泼金属，且从Li到Cs元素的金属性 ，单质的还原性 ；‎ ‎(6) 单质均能与非金属单质反应；与O2反应程度越来越剧烈，产物越来越复杂；Li生成Li2O；Na生成Na2O、Na2O2 ；K生成 K2O、 K2O2 、KO2； Rb、Cs生成产物更复杂。‎ ‎(7)单质和水发生反应通式： 。与水反应的程度越来越剧烈，产物均为强碱；且碱性 。‎ ‎1．CO2与H2的混合气体‎5 g，在‎150 ℃‎时和足量的氧气混合，用电火花充分引燃，在相同状况下再将反应后所得混合气体通入到足量的Na2O2中，测得Na2O2固体增重‎3.4 g，则原混合气体中CO2的物质的量分数为( )‎ A.75% B.25% C.88% D.32%‎ ‎2．Na2CO3溶液与稀盐酸互相滴加，产生气体的体积比为4：3，则溶液中Na2CO3与HCl的物质的量之比为（ ） ‎ A. 4：3 B. 3：‎4 C.8：5 D. 5：8‎ ‎3．思考：Na2O2发生反应有什么规律，什么情况下表现供氧性，什么情况下表现强氧化性？‎ ‎【第一节 钠及其重要化合物参考答案】‎ ‎【基础落实】‎ 一、钠 ‎1. 银白 固 小 大 煤油 ‎2．1 还原 ‎⑴①4Na+O2=2Na2O 常温 钠表面变暗 白 ‎②2Na+O2 Na2O2 加热 钠先熔化后燃烧，黄色火焰，生成淡黄色固体 钠与O2常温反应只生成Na2O，加热时反应生成Na2O2 ‎ ‎③2Na+Cl2 NaCl 点燃 钠剧烈燃烧，产生大量白烟 ‎⑵2Na+2H2O =2NaOH +H2↑ 2Na+2H2O == 2Na++ 2OH++ H2↑‎ ‎①钠的密度比水小 ②钠的熔点低，且该反应是放热反应；③产生的H2对熔化的钠球推动作用 ‎ 6‎ ‎④反应剧烈放热 ⑤生成产物有碱 ‎⑶2Na+2H+====2Na++H2↑ 极易爆炸 酸中H+发生置换 更激烈 ‎⑷2Na+2H2O+ CuSO4= Na2SO4 + Cu(OH)2↓ + H2↑ 蓝 钠先与水反应生成碱，碱再与盐反应 2Na+2H2O=NaOH+H2↑ CuSO4+2NaOH＝Na2SO4+Cu(OH)2↓‎ ‎3．⑴2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑ ⑵煤油 石蜡 二、钠的重要化合物的主要性质及其用途 ‎1．白色固体 淡黄色固体 —2 —1 1：2 1：2 过氧化钠 常温 燃烧或加热 碱性 不是 Na2O + H2O==2NaOH 2Na2O2 + 2H2O==4NaOH + O2↑ Na2O + CO2==Na2CO3 2Na2O2 + 2CO2==2Na2CO3 + O2 Na2O + 2HCl==2NaCl + H2O 2Na2O2 + 4HCl==4NaCl + 2H2O + O2↑ ‎ ‎2. 苏打、纯碱 小苏打 碱 小 碱 慢 快 Na2CO3+H2O Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH HCO3+Ca2++OH=CaCO3↓+H2O BaCO3↓+2NaCl CO2↑+H2O 适量H+ 固体加热 适量OH－‎ ‎3．(1)白色固体 易 放出大量的热 大 ‎(2) ②OH－＋H＋===H2O ③Al2O3＋2OH－===2AlO2-＋H2O ④NH4+＋OH－===NH3·H2O HCO3-＋OH－===CO32-＋H2O ⑤2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2-＋ 3H2↑ Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑‎ ‎(3) CaCO3↓＋2NaOH 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑‎ ‎4．物理 黄 紫 蓝色钴玻璃 铂丝上无干扰杂质 火焰颜色 盐酸 ‎【对点训练】‎ ‎1.不可以，应置于玻璃器皿中快速称量 ‎2. 以NaOH溶液为代表的碱性溶液中的OH－可与磨口玻璃塞中裸露的SiO2反应，生成Na2SiO3，使瓶塞和瓶体粘连在一起不易打开 ‎3．一定 不一定 ‎【规律总结】‎ 一、Na2O2的特性与计算 ‎1. (2) 2∶1 2∶1 (3) 催化剂 等于 大于 小于 ‎2. 2 Na2CO3＋ O2 2 Na2SO4 ‎ 二、关于碳酸氢钠和碳酸钠的问题分析 ‎1. (1) NaHCO3 Na2CO3 (2) Na2CO3反应生成NaHCO3 NaHCO3 (3) Na2CO3 Na2CO3 (4) NaHCO3 一样 ‎2．2∶1 1∶1‎ ‎3．(1)产生使石灰水变浑浊的气体者 (2)NaHCO3 (3)能产生白色沉淀的是Na2CO3 ，无变化的是NaHCO3 (4) Na2CO3‎ ‎4．开始无气泡，一段时间后有气泡产生 立即有气泡产生 三、碱金属元素 ‎1．Li、Na、K、Rb、Cs (1)1 +1 (2) 依次增多 依次增大 依次增强 ‎2. (1)银白 (2)小 逐渐减小 (3) 较小 Li、Na、K Rb、Cs (4) 较低 逐渐降低 (5) 逐渐增强 逐渐增强 (7)‎2M＋2H2O===2MOH＋H2↑ 逐渐增强 ‎【对点训练】‎ ‎1. B 2. D ‎3． Na2O2与非还原性物质反应时，发生自身氧化还原反应放出O2，在遇到有还原性物质时会表现出强氧化性。‎ 6‎