2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時17 鈉及其化合物考點過關(guān).docx

2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時17 鈉及其化合物考點過關(guān) 鈉與氫氧化鈉 【基礎(chǔ)梳理】 1. 鈉 (1)物理性質(zhì):　　　　色固體、硬度小、熔點　　　　(熔點　　　　于水的沸點)，實驗室中常保存在　　　　中。 (2)化學(xué)性質(zhì) ①與非金屬單質(zhì)反應(yīng) 2Na+Cl2　　　　(現(xiàn)象:劇烈燃燒、白煙) 4Na+O2　　　　(現(xiàn)象:銀白色固體變暗) 2Na+O2　　　　(現(xiàn)象:先融化、后燃燒，生成　　　　固體) ②與酸、水、醇反應(yīng) 2Na+2HCl　　　　　 2Na+2H2O　　　　　　(裝置如下圖，浮、熔、游、響、紅) 2Na+2CH3CH2OH →　　　　　　　　(沉、慢) (3)工業(yè)制備 2NaCl(熔融)　　　　　　　 2. 氫氧化鈉 (1)物理性質(zhì):NaOH的俗名為　　　　、火堿或苛性鈉;它是一種白色固體，　　　溶于水并放出大量的熱;有吸水性，易吸收空氣中的水分而　　　。 (2)化學(xué)性質(zhì)(具有堿的通性) ①能使酸堿指示劑變色。 ②與強酸反應(yīng):OH-+H+　　　 ③與酸性氧化物、兩性氧化物反應(yīng): Al2O3+2OH-　　　 ④與鹽反應(yīng):Cu2++2OH-　　　 ⑤與單質(zhì)反應(yīng): 2Al+2OH-+2H2O　　　　　 Cl2+2OH-　　　　　　　　 (3)工業(yè)制取 ①土法制堿:Na2CO3+Ca(OH)2　　　　　　　 ②現(xiàn)代工業(yè)制堿:2NaCl+2H2O　　　　　　　　。 (4)NaOH在有機反應(yīng)中的應(yīng)用:提供堿性環(huán)境，如鹵代烴的水解和消去反應(yīng)、酯類的水解和油脂的皂化。 3. 焰色反應(yīng) (1)某些金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)出特殊的顏色，其屬于　　　變化。 (2)鈉元素黃色;鉀元素　　　　色(透過　　　　玻璃觀察)。 微課1　CO2與NaOH溶液的反應(yīng) (1)反應(yīng)產(chǎn)物的判斷 CO2+2NaOHNa2CO3+H2O(CO2不足) CO2+NaOHNaHCO3(CO2過量) 由上述反應(yīng)可知: 當(dāng)n(NaOH)∶n(CO2)≤1∶1時，產(chǎn)物只有NaHCO3; 當(dāng)n(NaOH)∶n(CO2)≥2∶1時，產(chǎn)物有Na2CO3和H2O; 當(dāng)1∶1<n(NaOH)∶n(CO2)<2∶1時，產(chǎn)物有Na2CO3、NaHCO3和H2O。 (2)圖像(在NaOH溶液中通入CO2氣體，陰離子的變化曲線) 【典型例題】 把一塊鈉投入預(yù)先滴入2~3滴紫色石蕊試液的水溶液中，可觀察到的現(xiàn)象正確的一組為 (　　) ①鈉沉到水下面?、阝c浮在水面上，四處游動?、垅c熔成閃亮的小球，聽到“滋滋”的響聲?、苋芤鹤兗t　⑤溶液變藍 A. ①③④　 B. ②③⑤　 C. ①③⑤　 D. ②③④ [答案]　B [解析]　鈉浮在水面上;鈉熔成閃亮的小球，聽到“滋滋”的響聲;反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣推動鈉四處游動;反應(yīng)生成氫氧化鈉，溶液變藍色。 一定溫度下，向飽和NaOH溶液中投入一小塊金屬鈉，充分反應(yīng)后恢復(fù)到原來溫度。下列敘述不合理的是 (　　) A. NaOH溶液濃度增大，并放出H2 B. 溶液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，有H2放出 C. 溶液的質(zhì)量減少，有H2放出 D. 鈉浮于液面上到處游動，發(fā)出“滋滋”的響聲 [答案]　A [解析]　鈉和水反應(yīng)生成了氫氧化鈉和氫氣，因為在同溫度下，飽和NaOH溶液的濃度不會變化，A項錯誤。 　 露置在空氣中的金屬鈉會將發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)(寫出化學(xué)方程式): 銀白色金屬鈉→表面變暗(生成Na2O)→出現(xiàn)白色固體(產(chǎn)生NaOH)→表面出“汗”(形成NaOH溶液)→白色塊狀固體(生成Na2CO310H2O)→白色粉狀物質(zhì)(生成Na2CO3)?；瘜W(xué)方程式: 4Na+O22Na2O Na2O+H2O2NaOH CO2+2NaOHNa2CO3+H2O Na2CO3+10H2ONa2CO310H2O Na2CO310H2ONa2CO3+10H2O 氧化鈉與過氧化鈉 【基礎(chǔ)梳理】 Na2O與Na2O2的比較 化學(xué)式 Na2O Na2O2 氧元素化合價 　　　 　　　 顏色 　　　　色 　　　　色 電子式 　　　　　　　 　　　　　　　 陰、陽離子個數(shù)比 　　　 　　　 是否為堿性氧化物 　　　 　　　 與水反應(yīng) Na2O +H2O　　　 2Na2O2+2H2O　　　　　 與CO2反應(yīng) Na2O +CO2　　　 2Na2O2+2CO2　　　　　 與鹽酸反應(yīng) Na2O+2HCl　　　　　 2Na2O2+4HCl　　　　　 轉(zhuǎn)化關(guān)系 2Na2O+O2　　　 重要用途 強氧化劑、漂白劑、供氧劑 【典型例題】 下列化合物中最方便用于潛水艇艙內(nèi)供氧的是 (　　) A. KMnO4　　　B. KClO3 C. KNO3 D. Na2O2 [答案]　D [解析]　Na2O2能與CO2反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣。 (xx上海卷)下列反應(yīng)與Na2O2+SO2Na2SO4相比較，Na2O2的作用相同的是 (　　) A. 2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 B. 2Na2O2+2SO32Na2SO4+O2 C. Na2O2+H2SO4Na2SO4+H2O2 D. 3Na2O2+Cr2O32Na2CrO4+Na2O [答案]　D [解析]　反應(yīng)Na2O2+SO2Na2SO4中SO2是還原劑，過氧化鈉是氧化劑。A反應(yīng)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2中過氧化鈉既是氧化劑，也是還原劑，A不正確;B中過氧化鈉既是氧化劑也是還原劑，B不正確;C中各元素化合價均沒有變化，不是氧化還原反應(yīng)，C不正確;D反應(yīng)3Na2O2+Cr2O32Na2CrO4+Na2O中，過氧化鈉是氧化劑，D正確。 　 過氧化鈉的定量計算技巧 (1)Na2O2與H2O、CO2反應(yīng)的計算技巧——差量法 ①Na2O2固體中加入水，固體質(zhì)量的變化 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑　Δm 4 ②Na2O2吸收CO2時，固體質(zhì)量的變化 2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 Δm 56 (2)Na2O2與(CO)n(H2)m反應(yīng)(在有足量O2存在的條件下)的計算技巧——虛擬疊加法 　　2CO+O22CO2　　　　　　① 2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 ② ①+②得，Na2O2+CONa2CO3(虛擬的反應(yīng)) 即CO可被Na2O2完全吸收，固體增重即為CO質(zhì)量。 2H2+O22H2O　　　　　　?、? 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ ④ ③+④得，Na2O2+H22NaOH(虛擬的反應(yīng)) 即H2可被Na2O2完全吸收，固體增重即為H2質(zhì)量。 結(jié)論:凡分子組成符合(CO)n(H2)m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，固體增重必為w g。由C、H、O三種元素組成的物質(zhì)，只要C、O原子個數(shù)比為1∶1，即可滿足該條件。中學(xué)階段常見的符合這一關(guān)系的物質(zhì)有:①無機物中的H2、CO及H2和CO的混合氣體;②有機物中的CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。 碳酸鈉和碳酸氫鈉 【基礎(chǔ)梳理】 1. 碳酸鈉與碳酸氫鈉的比較 化學(xué)名稱 碳酸鈉 碳酸氫鈉 化學(xué)式 Na2CO3(白色粉末) NaHCO3(白色晶體) 俗名 　　　 　　　 溶解性 兩者均能溶于水，Na2CO3的溶解度　　　　NaHCO3的溶解度 與鹽酸 反應(yīng) 少量鹽酸 Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3 NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑ 足量鹽酸 Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑ 水解程度 兩者均為強堿弱酸鹽，水解使溶液呈　　　性，相同物質(zhì)的量濃度時(同溫度下)，Na2CO3水溶液堿性　　　NaHCO3水溶液堿性 與NaOH反應(yīng) 不反應(yīng) NaHCO3+NaOH　　　　　　　 與Ca(OH)2反應(yīng) 少量 Na2CO3+Ca(OH)2　　　 2NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+Na2CO3+2H2O 足量 NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+NaOH+H2O 熱穩(wěn)定性 穩(wěn)定 2NaHCO3　　　　 相互轉(zhuǎn)化 Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3 NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 主要用途 用于玻璃、制皂、造紙、紡織等工業(yè) 制發(fā)酵粉、治療胃酸過多的藥劑 　　2. 碳酸鈉和碳酸氫鈉的檢驗 Na2CO3和NaHCO3在與酸反應(yīng)時的原理、快慢及消耗酸的量不同;特別是Na2CO3溶液與鹽酸反應(yīng)時，滴加順序不同，反應(yīng)原理也不同。因此，檢驗Na2CO3和NaHCO3的方法有多種，具體如下: 序號 方　法 ① 取等量固體分別與等濃度鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生氣泡快的是碳酸氫鈉 ② 取兩種固體分別加熱，產(chǎn)生水或CO2氣體(澄清石灰水檢驗)、質(zhì)量減少的是碳酸氫鈉 ③ 取碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液分別與BaCl2溶液反應(yīng)，產(chǎn)生白色沉淀的是碳酸鈉溶液 ④ 取等體積等濃度的兩溶液，分別滴入酚酞試液，顏色深的是碳酸鈉溶液 ⑤ 取等體積等濃度的兩溶液，分別滴入幾滴稀鹽酸，立即產(chǎn)生氣體的是碳酸氫鈉溶液 微課2　侯氏制堿法 生產(chǎn)流程可簡要表示如下: 其中需要注意的是: (1)先在冷卻的條件下將氨氣通入到飽和食鹽水中，再通入CO2。 (2)主要反應(yīng)原理:NH3+H2O+CO2+NaClNaHCO3↓+ NH4Cl、 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O (X即為CO2，可以循環(huán)利用)。 (3)循環(huán)Ⅰ的設(shè)計使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上。 (4)向母液中通氨氣，加入細小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品，通氨氣的作用: 增大N的濃度，使NH4Cl更多地析出、使NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3，提高析出的NH4Cl純度。 【典型例題】 一、 Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì) 有關(guān)Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)，下列敘述錯誤的是 (　　) A. 相同溫度下，等濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液的堿性比較，前者更強 B. 常溫時水溶性:Na2CO3> NaHCO3 C. 在酒精燈加熱的條件下，前者不分解，后者分解 D. 將澄清石灰水分別加入Na2CO3和NaHCO3溶液中，前者產(chǎn)生沉淀，后者不產(chǎn)生沉淀 [答案]　D [解析]　將澄清石灰水分別加入Na2CO3和NaHCO3溶液中都有沉淀生成。 題組訓(xùn)練 1. 為除去括號內(nèi)的雜質(zhì)，下列各選項中所選用的試劑或方法不正確的是 (　　) A. Na2CO3溶液(NaHCO3)，選用適量的NaOH溶液 B. NaHCO3溶液(Na2CO3)，應(yīng)通入過量的CO2氣體 C. Na2O2粉末(Na2O)，將混合物在空氣中加熱 D. Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入適量的Ba(OH)2溶液，過濾 [答案]　D [解析]　Na2CO3溶液中含Na2SO4，加Ba(OH)2溶液，Na2CO3、Na2SO4都產(chǎn)生沉淀，無法分離。 2. (xx合肥一檢)在密閉容器中，加熱等物質(zhì)的量的NaHCO3和Na2O2的固體混合物，充分反應(yīng)后，容器中的固體剩余物是 (　　) A. Na2CO3和Na2O2 B. Na2CO3和NaOH C. NaOH和Na2O2 D. NaOH、Na2O2和Na2CO3 [答案]　B [解析]　加熱條件下NaHCO3分解后存在如下關(guān)系:2NaHCO3~CO2~H2O，Na2O2與CO2、H2O反應(yīng)的關(guān)系分別為Na2O2~CO2~Na2CO3，Na2O2~H2O~2NaOH。故加熱等物質(zhì)的量的NaHCO3和Na2O2的固體混合物，充分反應(yīng)后，容器中的固體剩余物是Na2CO3和NaOH。 3. (xx上海卷)向等物質(zhì)的量濃度的NaOH和Na2CO3的混合溶液中加入稀鹽酸。下列離子方程式與事實不相符的是 (　　) A. OH―+C+2H+HC+H2O B. 2OH―+C+3H+HC+2H2O C. 2OH―+C+4H+CO2↑+3H2O D. OH―+C+3H+CO2↑+2H2O [答案]　C [解析]　根據(jù)題目提供的信息“向等物質(zhì)的量濃度的NaOH和Na2CO3的混合溶液中加入稀鹽酸”，可知首先發(fā)生的離子反應(yīng)是OH―+H+H2O，再次是C+H+HC，最后是HC+H+CO2↑+H2O。如果只發(fā)生前兩個反應(yīng)，則總的離子方程式為OH―+C+2H+HC+H2O或2OH―+C+3H+HC+2H2O，A、B正確;如果三個反應(yīng)均發(fā)生，則總的離子方程式為OH―+C+3H+CO2↑+2H2O，D正確。 4. 下列是某興趣小組根據(jù)教材實驗設(shè)計的一個能說明碳酸鈉與碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性的套管實驗。請觀察下圖所示實驗裝置，分析實驗原理，并判斷下列說法和做法，其中不科學(xué)的是 (　　) A. 甲為小蘇打，乙為純堿 B. 要證明碳酸氫鈉受熱能產(chǎn)生水，可在小試管內(nèi)塞上沾有無水硫酸銅粉末的棉花球 C. 加熱不久就能看到A燒杯的澄清石灰水變渾濁 D. 整個實驗過程中都沒有發(fā)現(xiàn)A燒杯的澄清石灰水變渾濁 [答案]　C [解析]　純堿受熱不分解，不產(chǎn)生CO2，不能使澄清石灰水變渾濁。 5. 某校化學(xué)課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體，用不同的方法做了以下實驗，如圖Ⅰ~Ⅳ所示。 (1)只根據(jù)圖Ⅰ、Ⅱ所示實驗，能夠達到實驗?zāi)康牡氖? (填裝置序號)。 (2)圖Ⅲ、Ⅳ所示實驗均能鑒別這兩種物質(zhì)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 　; 與實驗Ⅲ相比，實驗Ⅳ的優(yōu)點是　　　　(填字母)。 A. Ⅳ比Ⅲ復(fù)雜 B. Ⅳ比Ⅲ安全 C. Ⅳ比Ⅲ操作簡便 D. Ⅳ可以做到用一套裝置同時進行兩個對比實驗，而Ⅲ不行 (3)若用實驗Ⅳ驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性，則試管B中裝入的固體最好是　　　　　　(填化學(xué)式)。 [答案]　(1)Ⅱ　(2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O　D　(3)NaHCO3 [解析]　(1)圖Ⅰ能產(chǎn)生氣體，使澄清石灰水變渾濁，圖Ⅱ可根據(jù)收集氣球變大速度快慢來判斷，氣球變大速度快的是NaHCO3 ，慢的是Na2CO3 。(2)實驗Ⅳ中大試管放碳酸鈉，小試管放碳酸氫鈉，一個裝置同時做兩個實驗，比較性更強;且小試管不直接接觸酒精燈，也發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氣體使澄清石灰水變渾濁，說明它更不穩(wěn)定。 二、 侯氏制堿法 我國化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻。他利用NaHCO3、NaCl、NH4Cl等物質(zhì)溶解度的差異，以食鹽、氨氣、二氧化碳等為原料制得NaHCO3，進而生產(chǎn)出純堿。下面是在實驗室中模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的實驗步驟: 步驟1:連接好裝置，檢查氣密性，在儀器內(nèi)裝入藥品。 步驟2:先讓一裝置發(fā)生反應(yīng)，直到產(chǎn)生的氣體不能再在C中溶解時，再通入另一裝置中產(chǎn)生的氣體，片刻后，C中出現(xiàn)固體。繼續(xù)向C中通入兩種氣體，直到不再有固體產(chǎn)生。 步驟3:過濾C中所得的混合物，得到NaHCO3固體。 步驟4:向濾液中加入適量的NaCl粉末，有NH4Cl晶體析出。 …… 請回答下列問題: (1)裝置的連接順序是:(a)接(　)(　)接(　)，(b)接(　)。 A　　　 　　B　　 　　　C D (2)A中常選用的固體反應(yīng)物為　　　　　　;D中應(yīng)選用的液體為　　　　　　　;B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)步驟2中必須讓　　　　裝置先發(fā)生反應(yīng)。 (4)C中用球形干燥管而不用直導(dǎo)管，其作用是　　　　　　　　　　，C中廣口瓶內(nèi)產(chǎn)生固體的總化學(xué)方程式為　 　 。 (5)步驟4中分離出NH4Cl晶體的操作是　 ; 其所得的NH4Cl晶體中常含有少量的NaCl和NaHCO3(約占5%8%)，請設(shè)計一個簡單的實驗證明所得固體的成分大部分是NH4Cl。簡要寫出實驗操作和現(xiàn)象: 　。 [答案]　 (1)f　e　d　c (2)塊狀石灰石　飽和NaHCO3溶液 CaO+NH3H2OCa(OH)2+NH3↑ (3)B (4)防倒吸　CO2+NH3+NaCl+H2ONaHCO3↓+ NH4Cl (5)過濾　取少量固體放入試管中，加熱，固體大部分消失，在試管口又有較多的固體凝結(jié) 我國化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻。他利用NaHCO3、NaCl、NH4Cl等物質(zhì)溶解度的差異，以食鹽、氨氣、二氧化碳等為原料制得NaHCO3，進而生產(chǎn)出純堿。以下A、B、C、D四個裝置可組裝成實驗室模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的實驗裝置。裝置中分別盛有以下試劑:B為稀硫酸;C為鹽酸、碳酸鈣;D為含氨的飽和食鹽水、水。 A　　　　　B　　　　 　C　　　　　　　D 四種鹽在不同溫度下的溶解度(g/100 g水)見下表: 溫度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 100 NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8 NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 -① - - - NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3 　　(說明:①T>35 ℃時NH4HCO3會分解) 請回答以下問題: (1)裝置的連接順序應(yīng)是　　　　(填字母)。 (2)A裝置中盛放的試劑是　　　　　　，其作用是　　　　　　　　　。 (3)在實驗過程中，需要控制D的溫度在30~35 ℃，原因是　　　　　　　　　　　　。 (4)反應(yīng)結(jié)束后，將錐形瓶浸在冷水中，析出NaHCO3晶體。用蒸餾水洗滌NaHCO3晶體的目的是除去　　　　　　　　　(填化學(xué)式)雜質(zhì)。 (5)將錐形瓶中的產(chǎn)物過濾后，所得的母液中含有　　　　　　　　　　　　(填化學(xué)式);加入氯化氫，并進行　　　　操作，使NaCl溶液循環(huán)使用，同時可回收NH4Cl。 [答案]　(1)CADB　(2)飽和NaHCO3溶液　除去CO2中的HCl　(3)溫度超過35 ℃，碳酸氫銨開始分解;溫度太低，反應(yīng)速率較低，不利于反應(yīng)進行　(4)NaCl、NH4Cl、NH4HCO3　(5)NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3　結(jié)晶 　 堿金屬的特殊性 1. 堿金屬的密度一般隨著核電荷數(shù)的增大而增大，但鉀的密度比鈉的小。 2. 堿金屬一般都保存在煤油中，但由于鋰的密度小于煤油的密度而保存在石蠟中。 3. 堿金屬跟氫氣反應(yīng)生成的堿金屬氫化物都是離子化合物，其中氫以H-形式存在，顯-1價，堿金屬氫化物是強還原劑。 4. 堿金屬所形成的鹽均溶于水，并且其酸式鹽比正鹽的溶解度大，但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小。