2013年高考化學(xué) 教材回歸詳析 3.1鈉及其重要化合物

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1、第一節(jié) 鈉及其重要化合物 考點(diǎn)梳理 1.了解鈉的主要性質(zhì)及其用途。 2.了解鈉的重要化合物的主要性質(zhì)及其用途。 一、鈉 1.、物理性質(zhì) 顏色 硬度 導(dǎo)電性 密度 熔點(diǎn) 銀白色 柔軟 良好 比水小 比煤油大 小于100℃ 2.化學(xué)性質(zhì)——還原性 (1)跟非金屬(如O2、Cl2)反應(yīng): O2 常溫4Na+O2=2Na2O Cl2:在氯氣中燃燒:2Na+Cl2 NaCl(白煙) 點(diǎn)燃2Na+O2Na2O2 (2)鈉與水反應(yīng):2Na+2H2O =2NaOH +H2↑ ①離子方程式:2Na+2H2O====2Na++2OH-+H2↑

2、 ②與滴有酚酞的水反應(yīng)的現(xiàn)象及解釋: (3)鈉與酸反應(yīng) 離子方程式:2Na+2H+====2Na++H2↑ 鈉與酸的反應(yīng)比水反應(yīng)更激烈,極易爆炸。 (4)鈉與鹽溶液反應(yīng):先考慮鈉與水反應(yīng)生成堿,再考慮堿是否與鹽反應(yīng)。 例如:鈉與CuSO4溶液反應(yīng) 2Na+2H2O=NaOH+H2↑ (1) CuSO4+2NaOH=Na2SO4+Cu(OH)2 (2) 3.鈉的制取和存放 (1)制備:電解熔融氯化鈉,化學(xué)方程式:2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑ (2)鈉的存放:少量金屬鈉可保存在煤油里,大量的金屬鈉則存在鐵筒中用石蠟密封。 4.鈉的用途 (

3、1)制取Na2O2等化合物; (2)鈉、鉀合金(液態(tài))可用于原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑; (3)作強(qiáng)還原劑,將某些稀有金屬從它們的鹵化物中還原出來; (4)用作電光源,制作高壓鈉燈 二、鈉的重要化合物的主要性質(zhì)及其用途 1.氧化鈉和過氧化鈉的比較 比較內(nèi)容 Na2O Na2O2 顏色、狀態(tài) 白色固體 淡黃色固體 氧的化合價(jià) —2價(jià) —1價(jià)(過氧離子O22—) 電子式 穩(wěn)定性 較不穩(wěn)定 較穩(wěn)定 生成條件 通過鈉的常溫氧化生成 通過鈉的燃燒生成 物質(zhì)類別 堿性氧化物 過氧化物(不是堿性氧化物) 與水反應(yīng) Na2O + H2O==2NaOH 2N

4、a2O2 + 2H2O==4NaOH + O2↑ 與CO2反應(yīng) Na2O + CO2==Na2CO3 2Na2O2 + 2CO2==2Na2CO3 + O2 與鹽酸反應(yīng) Na2O + 2HCl==2NaCl + H2O 2Na2O2 + 4HCl==4NaCl + 2H2O + O2↑ 用途 用于少量Na2O2制取 強(qiáng)氧化劑、漂白劑、供氧劑 保存 密封保存 密封保存 2.常見的鈉鹽(Na2CO3和NaHCO3) 碳酸鈉 碳酸氫鈉 俗名 蘇打、純堿 小蘇打 水溶性 易溶于水,溶液呈堿性 溶解度較碳酸鈉小,溶液呈堿性 與鹽酸反應(yīng) 慢

5、 Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O 快 NaHCO3+HCl= NaCl+CO2↑+H2O 與NaOH反應(yīng) 不反應(yīng) NaHCO3+NaOH= Na2CO3+H2O 與Ca(OH)2反應(yīng) Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH 足量:HCO3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O 不足:2HCO3-+Ca2++2OH—=CaCO3↓+2H2O+CO32- 與BaCl2反應(yīng) Na2CO3+ BaCl2==BaCO3↓+2NaCl 無明顯現(xiàn)象 相互 轉(zhuǎn)化 用途 重要的化工

6、原料,用于玻璃、造紙、紡織、洗滌劑等的生產(chǎn) 食品工業(yè),泡沫滅火劑等 3.焰色反應(yīng) (1)概念:許多金屬或它們的化合物在燃燒時(shí)火焰呈特殊的顏色,這在化學(xué)上叫做焰色反應(yīng),是一種物理變化,是元素的性質(zhì)。 (2)常見元素焰色:鈉是黃色;鉀是紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃);鈣是磚紅色。 (3)應(yīng)用:焰色反應(yīng)是元素的性質(zhì),屬于物理變化,常用于檢驗(yàn)金屬元素的存在。 【熱點(diǎn)難點(diǎn)】 一、Na2O2的特性與計(jì)算 1. Na2O2的強(qiáng)氧化性 由于Na2O2中氧元素是-1價(jià),為中間價(jià)態(tài),因而既可表現(xiàn)氧化性又可表現(xiàn)還原性。又因?yàn)檠醯姆€(wěn)定價(jià)態(tài)是-2價(jià),因此Na2O2中的氧易得到電子從-1價(jià)降到-2價(jià),從而表現(xiàn)強(qiáng)

7、氧化性。 2. Na2O2與CO2、H2O的反應(yīng)規(guī)律 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 根據(jù)以上兩個(gè)反應(yīng),探究反應(yīng)中存在的定量關(guān)系: (1)先后順序關(guān)系 一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反應(yīng),可視作Na2O2先與CO2反應(yīng),待CO2反應(yīng)完成后,Na2O2再與H2O發(fā)生反應(yīng)(需要說明的是,Na2O2與H2O反應(yīng)的能力要比與CO2反應(yīng)的能力強(qiáng),所以當(dāng)二者同時(shí)與其相遇時(shí),應(yīng)該是H2O先反應(yīng)。這里如此處理,只是為了解決問題方便,并非其真正的反應(yīng)原理) (2)物質(zhì)的量關(guān)系 無論是CO2或H2O

8、的單一物質(zhì)還是二者的混合物,通過足量的Na2O2時(shí),CO2或H2O與放出O2的物質(zhì)的量之比均為2∶1。 (3)氣體體積關(guān)系 若CO2和水蒸氣的混合氣體(或單一氣體)通過足量Na2O2,氣體體積的減少量等于原混合氣體(或單一氣體)體積的,也等于生成氧氣的量。 (4)固體質(zhì)量關(guān)系 相當(dāng)于固體(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”,H2O中的“H2”,可以看作發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng):Na2O2+CO===Na2CO3、Na2O2+H2===2NaOH(實(shí)際上兩反應(yīng)不能發(fā)生)。凡分子組成符合(CO)m·(H2)n的物質(zhì),W g該物質(zhì)在O2中完全燃燒,將其產(chǎn)物(CO2和水蒸氣)通過足量的Na2O2后

9、,Na2O2固體增重必為W g。中學(xué)階段常見的符合這一關(guān)系的物質(zhì)有:①無機(jī)物:H2、CO及H2和CO的混合氣體;②有機(jī)物:CH4O(甲醇)、CH2O(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等 【典例1】CO2與H2的混合氣體5 g,在150 ℃時(shí)和足量的氧氣混合,用電火花充分引燃,在相同狀況下再將反應(yīng)后所得混合氣體通入到足量的Na2O2中,測得Na2O2固體增重3.4 g,則原混合氣體中CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為( ) A.75% B.25% C.88% D.32% 【解析】選B。設(shè)混合氣體中CO2為a m

10、ol,H2為b mol,則有:44a+2b=5 ……………………………① 由2CO2+2Na2O2 ====2Na2CO3+O2 Δm 2 56 a 28a 2H2+O2 2H2O(g) 2Na2O2+2H2O(g)====4NaOH+O2 合并得: 由H2+Na2O2 ====2NaOH Δm b 2b 則有:28a+2b=3.4 ………………② 聯(lián)立①②得:a=0.1 b=0.3 所

11、以原混合氣體中CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為25%。 二、關(guān)于碳酸氫鈉和碳酸鈉的問題分析 1.與酸反應(yīng)的問題分析 (1)與等濃度鹽酸反應(yīng)的規(guī)律 ①放出CO2快慢:NaHCO3>Na2CO3 ②混合物反應(yīng)先后順序 因結(jié)合H+更容易,所以Na2CO3先反應(yīng)生成NaHCO3,然后NaHCO3與H+再反應(yīng)。 ③與足量鹽酸反應(yīng)耗酸量的比較: 等質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3,前者耗酸量多; 等物質(zhì)的量的Na2CO3和NaHCO3,前者耗酸量多。 ④與足量鹽酸反應(yīng)生成CO2量的比較: 等質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3,后者生成CO2量多; 等物質(zhì)的量的Na2CO3和NaHCO3,兩者生

12、成CO2量一樣多。 (2)兩種情況下NaHCO3的量與生成CO2的量的關(guān)系 ①受熱分解時(shí) 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+ H2O, 2n(NaHCO3)~ n(CO2) ②與酸反應(yīng)時(shí) NaHCO3+HCl====NaCl+CO2↑+H2O, n(NaHCO3)~n(CO2) 2.Na2CO3和NaHCO3的鑒別方法 (1)根據(jù)熱穩(wěn)定性不同 (2)根據(jù)和酸反應(yīng)生成氣體的速率不同鑒別 ②Na2CO3溶液與鹽酸的互滴鑒別 向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸,開始無氣泡產(chǎn)生;而向鹽酸中滴加Na2CO3溶液開始就有氣泡產(chǎn)生。 (3)根據(jù)陰離子不同用鹽溶液鑒別

13、 (4)根據(jù)溶液的酸堿性鑒別 【典例2】定量飽和Na2CO3溶液中逐滴加入稀鹽酸直至過量,開始階段無現(xiàn)象,后來冒氣泡。以下判斷錯(cuò)誤的是( ) A. 是弱酸根離子,開始階段與H+結(jié)合,生成 B.溶液中的Na+、Cl-抑制了CO2的生成 C.開始生成的CO2與Na2CO3反應(yīng),生成了NaHCO3 D. 在水中存在兩個(gè)水解平衡,開始階段可能是H+結(jié)合OH-,導(dǎo)致生成 【解析】選B。在Na2CO3溶液中存在:+H2O+OH-、 +H2OH2CO3+OH-,開始階段,加入的H+結(jié)合OH-,導(dǎo)致 +H2O +OH-正移,生成,故A、D項(xiàng)正確;溶液中的Na+、Cl-對+H2O

14、+OH-、 +H2OH2CO3+OH-無影響,所以對CO2的生成無影響,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;也可認(rèn)為,開始Na2CO3溶液與稀鹽酸反應(yīng)生成的CO2與Na2CO3又發(fā)生反應(yīng) 生成了NaHCO3,故C項(xiàng)正確。 【答案】A 【解析】Na2CO3、NaHCO3分別與HCl反應(yīng),有關(guān)物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系是: Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑ 106 g 73 g 44 g NaHCO3+HCl====NaCl+H2O+CO2↑ 84 g 36.5 g 44 g 顯然,等質(zhì)量的Na2CO3、NaHCO3分別與鹽酸反應(yīng),NaHCO3產(chǎn)生二氧化碳多,Na2CO3消耗鹽酸多,故A正確,B不正確。向NaHCO3溶液中滴加Ba(OH)2有如下反應(yīng):+OH-====+H2O +Ba2+====BaCO3↓,C選項(xiàng)不正確。Na2CO3溶液不能與NaOH反應(yīng),D選項(xiàng)不正確。

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