(通用版)2020版高考化學一輪復習 第三章 第一節(jié) 鈉及其化合物學案(含解析).doc
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鈉及其化合物 第一節(jié) 鈉及其化合物 1.了解鈉及其重要化合物的制備方法。 2.掌握鈉及其重要化合物的主要性質及其應用。 考點(一) 鈉及其氧化物 【點多面廣精細研】 1.鈉的性質與應用 (1)物理性質 顏色狀態(tài) 密度 硬度 熔點 銀白色固體 比水小,比煤油大 較小 較低,低于100 ℃ (2)化學性質 鈉在化學反應中易失去最外層的一個電子,表現(xiàn)還原性。 ①與非金屬單質(如O2、Cl2)的反應 O2 常溫:4Na+O2===2Na2O(白色固體) 加熱:2Na+O2Na2O2(淡黃色固體) Cl2 2Na+Cl22NaCl ②與水的反應 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。 鈉與水(含酚酞)反應的實驗現(xiàn)象分析: ③與酸的反應 2Na+2H+===2Na++H2↑。 [注意] Na先與酸反應,再與水反應——先酸后水。 ④與鹽溶液的反應 與鹽溶液反應時先與水反應,生成的堿與鹽可能發(fā)生復分解反應。如與CuSO4溶液反應: 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑, 2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4。 總反應為2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。 ⑤與羥基化合物的反應 2Na+2C2H5OH―→2C2H5ONa+H2↑。 (3)工業(yè)制備 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。 (4)保存 鈉易與空氣中的O2、H2O反應,且鈉的密度比煤油的密度大,不與煤油反應,故通常將鈉保存在煤油中。 (5)鈉的用途 ①制鈉鉀合金,用于原子反應堆的導熱劑。 ②作還原劑來制取活潑金屬。 如4Na+TiCl44NaCl+Ti。 ③制作高壓鈉燈。 2.鈉的氧化物——氧化鈉與過氧化鈉 (1)氧化鈉、過氧化鈉的性質比較 物質 氧化鈉(Na2O) 過氧化鈉(Na2O2) 顏色狀態(tài) 白色固體 淡黃色固體 類別 堿性氧化物 過氧化物 氧元素化合價 -2 -1 化學鍵類型 只有離子鍵 有離子鍵和共價鍵 電子式 Na+[]2-Na+ Na+[]2-Na+ 組成結構 由Na+與O2-構成,= 由Na+與O構成,= 與水反應 Na2O+H2O===2NaOH 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 與CO2反應 Na2O+CO2===Na2CO3 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 與鹽酸反應 Na2O+2HCl===2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑ 主要用途 可制燒堿 漂白劑、消毒劑、供氧劑 保存 密封 密封、遠離易燃物 (2)Na2O2的強氧化性與還原性 從元素化合價角度分析Na2O2的性質: ①Na2O2的強氧化性 試劑 現(xiàn)象 反應原理并解釋 SO2氣體 — Na2O2+SO2===Na2SO4 FeCl2溶液 有紅褐色 沉淀生成 4Na2O2+4FeCl2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl Na2SO3 溶液 — Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH 氫硫酸 溶液變渾濁 Na2O2+H2S===S↓+2NaOH 酚酞溶液 溶液先變紅后褪色 與水反應生成NaOH,Na2O2的強氧化性使之褪色 品紅溶液 溶液紅色褪去 Na2O2的強氧化性使之褪色 ②遇KMnO4等強氧化劑時,表現(xiàn)出還原性,氧化產物為。 ③遇CO2、H2O、H+時則會發(fā)生自身的氧化還原反應。 [小題練微點] 判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“”)。 (1)在氧氣中加熱時,金屬鈉劇烈燃燒,生成淡黃色的固體Na2O2( ) (2)金屬鈉在石棉網上加熱時,先熔化成銀白色小球,然后劇烈燃燒,產生黃色火焰( ) (3)金屬鈉著火時,可用泡沫滅火器或干燥的沙土滅火( ) (4)鈉表面自然形成的氧化層能夠保護內層金屬不被空氣氧化( ) (5)金屬鈉具有強還原性,可與TiCl4溶液反應制取金屬Ti( ) (6)實驗完畢后剩余的金屬鈉不能隨意丟棄,應放回原試劑瓶( ) (7)1 mol Na2O2固體中含離子總數(shù)為4NA( ) (8)H2O2和Na2O2都屬于過氧化物,含有的化學鍵完全相同( ) (9)Na2O2在與CO2的反應中既是氧化劑,又是還原劑( ) (10)將足量過氧化鈉投入紫色石蕊溶液中,溶液先變藍色后褪色,同時有氣泡產生( ) 答案:(1)√ (2)√ (3) (4) (5) (6)√ (7) (8) (9)√ (10)√ [學霸微提醒] (1)金屬Na在空氣中長期放置,最終會生成Na2CO3粉末,發(fā)生的反應為Na→Na2O→NaOH→Na2CO310H2O→Na2CO3。 (2)Na2O2常溫下為淡黃色固體,其他同顏色的物質有單質硫(黃色)、AgBr(淺黃色)、AgI(黃色)。 鈉的性質 1.金屬鈉分別與下列溶液反應時,既有沉淀析出,又有氣體逸出的是( ) A.BaCl2溶液 B.K2SO4溶液 C.Ca(HCO3)2溶液 D.NH4NO3溶液 解析:選C 因為是溶液中的反應,所以都有H2產生,NH4NO3溶液還產生NH3,Ca(HCO3)2溶液還產生CaCO3沉淀。 2.(2019崇明模擬)少量金屬鈉投入下列試劑中,反應最緩慢的是__________,既有氣體又有沉淀的是__________。 A.NaHCO3溶液反應 B.飽和氯化銨溶液 C.0.1 molL-1 NaOH溶液 D.無水乙醇 解析:A項,少量金屬鈉投入NaHCO3溶液中,反應為2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,NaOH+NaHCO3===Na2CO3+H2O;B項,金屬鈉投入飽和氯化銨溶液中,反應為2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,反應消耗水,飽和氯化銨溶液析出氯化銨固體,可能釋放出氨氣;C項,少量金屬鈉投入0.1 molL-1 NaOH溶液中,反應為2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;D項,少量金屬鈉投入無水乙醇中,反應為2Na+2C2H5OH===2C2H5ONa+H2↑;鈉為活潑金屬,鈉與水溶液的反應,實質都是與H+的反應,乙醇為非電解質,不電離,與鈉反應最緩慢。 答案:D B [方法規(guī)律] 鈉與鹽溶液反應的原理分析 (1)與NaCl、Na2SO4、NaNO3溶液反應:實質是與水反應。 (2)與CuSO4溶液反應:鈉先與水反應,生成的NaOH再與CuSO4反應,2OH-+Cu2+===Cu(OH)2↓。 (3)與鋁鹽溶液反應:要考慮鈉與鋁鹽的量的問題,因為過量的NaOH溶液能溶解Al(OH)3,OH-+Al(OH)3===AlO+2H2O。 (4)與NaHCO3溶液反應:鈉先與水反應,生成的NaOH再與NaHCO3反應,OH-+HCO===H2O+CO。 (5)與NH4Cl溶液反應:鈉先與水反應,生成的NaOH再與NH4Cl反應,OH-+NH===NH3H2O。 過氧化鈉的性質 3.下列說法錯誤的是( ) A.(2017江蘇高考)Na2O2吸收CO2產生O2,可用作呼吸面具供氧劑 B.(2015全國卷Ⅰ)過氧化鈉與水反應時,生成0.1 mol氧氣轉移的電子數(shù)為0.2NA C.(2014全國卷Ⅱ)CO2通過Na2O2粉末后固體質量增重 D.(2015四川高考)標準狀況下,5.6 L CO2與足量Na2O2反應轉移的電子數(shù)為0.5NA 解析:選D A項,Na2O2與CO2反應產生O2,可用作呼吸面具供氧劑,正確;B項,過氧化鈉與水反應的化學方程式為2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,根據(jù)電子轉移情況得關系式O2~2e-,可知生成0.1 mol氧氣轉移的電子數(shù)為0.2NA,正確;C項,2Na2O2+2CO2 ===2Na2CO3+O2,2 mol CO2 生成1 mol O2,所以粉末固體質量增重,正確;D項,CO2與Na2O2發(fā)生反應的化學方程式為2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2,每有2 mol CO2參加反應轉移2 mol電子,標準狀況下,5.6 L CO2的物質的量為0.25 mol,反應轉移的電子數(shù)為0.25NA,錯誤。 4.過氧化鈉可作為氧氣的來源。常溫常壓下二氧化碳和過氧化鈉反應后,若固體質量增加了28 g,反應中有關物質的物理量正確的是(NA表示阿伏加德羅常數(shù))( ) 選項 二氧化碳 碳酸鈉 轉移的電子 A 1 mol 2NA B 22.4 L 1 mol C 106 g 1 mol D 106 g 2NA 解析:選C +2CO2===2Na2CO3+O2 Δm 轉移電子 2 mol 2 mol 56 g 2 mol 1 mol 1 mol 28 g 1 mol 由上述關系可得出C項正確;B項未指明標準狀況,錯誤。 [方法規(guī)律] 1.掌握Na2O2的強氧化性的兩個角度 (1)從結構角度 Na2O2的結構中含有過氧鏈(—O—O—),含有過氧鏈結構的物質有較強的氧化性,以此類推,如H2O2、H2SO5(過一硫酸,相當于H2O2中的一個H被—SO3H取代)、Na2S2O8(過二硫酸鈉)中都有過氧鏈結構,都是很強的氧化劑。 (2)從化合價的角度 Na2O2中的氧元素為-1價,有很強的氧化性,能氧化一些常見的還原劑,如SO2、Fe2+、SO、HSO、H2S、S2-、I-。同時-1價的O也有還原性,如遇到強氧化劑KMnO4也可以被氧化成O2。 2.Na2O2與H2O、CO2反應計算的三個關系 電子轉 移關系 當Na2O2與CO2、H2O反應時,物質的量關系為2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2) 氣體體 積變化 關系 若CO2、水蒸氣(或兩混合氣體)通過足量Na2O2,氣體體積的減少量是原氣體體積的,等于生成氧氣的量,ΔV=V(O2)=V(原氣體) 固體質 量變化 關系 CO2、水蒸氣分別與足量Na2O2反應時,固體相當于吸收了CO2中的“CO”、水蒸氣中的“H2”,所以固體增加的質量Δm=28 gmol-1n(CO2)、Δm=2 gmol-1n(H2O) 1.(2019商丘模擬)在蒸發(fā)皿中放一小塊鈉,加熱至熔化時,用玻璃棒蘸取少量無水CuSO4與熔化的鈉接觸,瞬間產生耀眼的火花,同時有紅色物質生成。據(jù)此判斷下列說法中不正確的是( ) A.上述反應是置換反應 B.上述反應是放熱反應 C.上述反應中無水CuSO4表現(xiàn)了還原性 D.加熱且無水條件下,Na可以與CuSO4反應并生成Cu 解析:選C 實驗現(xiàn)象說明熔融的鈉將CuSO4中的銅置換出來并且放出熱量,屬于置換反應,鈉作還原劑,CuSO4作氧化劑。 2.下列有關Na2O2的說法不正確的是( ) A.向包有Na2O2粉末的脫脂棉上滴加幾滴水,脫脂棉劇烈燃燒起來,說明Na2O2與H2O反應放熱且有氧氣生成 B.Na2O2與CO2反應時有單質O2生成,該反應屬于置換反應 C.Na2O2在空氣中久置變白,涉及的氧化還原反應中,Na2O2 D.Na2O2粉末加入Ca(HCO3)2溶液中,會產生氣體和渾濁 點撥:既是氧化劑又是還原劑,說明物質發(fā)生了歧化反應,類似的反應有S+NaOH(濃)、Cl2+NaOH、Na2O2+H2O等。 解析:選B A項,燃燒說明脫脂棉的溫度達到著火點且有助燃物質氧氣生成,正確;B項,反應物中沒有單質參加反應,不符合置換反應的定義,錯誤;C項,Na2O2與CO2、H2O的反應都是Na2O2自身的氧化還原反應,正確;D項,Na2O2先和水反應生成O2和NaOH,NaOH再與Ca(HCO3)2 反應產生CaCO3沉淀,正確。 3.200 ℃時,11.6 g CO2和水蒸氣的混合氣體與足量的Na2O2充分反應后,則原混合氣體的總物質的量是( ) A.0.125 mol B.0.25 mol C.0.5 mol D.1 mol 點撥:CO2、水蒸氣分別與足量Na2O2反應時,固體相當于吸收了CO2中的“CO”、水蒸氣中的“H2”?! ? 解析:選C 根據(jù)質量守恒定律可知,生成O2的質量為11.6 g-3.6 g=8 g,n(O2)==0.25 mol,根據(jù)Na2O2與H2O(g)、CO2反應的物質的量的關系可知,CO2和H2O(g)的物質的量之和為0.25 mol2=0.5 mol。 4.某同學探究鈉的性質時,將等量的金屬鈉分別投入下列溶液中,請你幫他完成實驗報告: 序號 溶液 現(xiàn)象 解釋及離子方程式 ① 飽和NaCl溶液 ② 飽和石灰水 ③ CuSO4溶液 ④ FeCl3溶液 歸納:鈉與鹽溶液反應的現(xiàn)象:浮、熔、游、響。消耗的水會使飽和鹽溶液中的鹽晶體析出;生成的NaOH再與溶液中的溶質反應產生現(xiàn)象?! ? 答案:①溶液中出現(xiàn)渾濁 Na與H2O反應使水量減少,2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑ ②溶液中出現(xiàn)渾濁 Na與H2O反應放熱,Ca(OH)2溶解度隨溫度升高而減小,且Na與H2O反應使水量減少,2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑,產生的OH-促進Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)溶解平衡逆向移動 ③溶液中出現(xiàn)藍色沉淀 2Na+2H2O+Cu2+===Cu(OH)2↓+2Na++H2↑ ④溶液中出現(xiàn)紅褐色沉淀 6Na+6H2O+2Fe3+===2Fe(OH)3↓+6Na++3H2↑ 考點(二) 氫氧化鈉、鈉的碳酸鹽 【點多面廣精細研】 1.氫氧化鈉 (1)物理性質 NaOH的俗名為燒堿、火堿或苛性鈉;它是一種白色固體,易溶于水并放出大量的熱,有吸水性;吸收空氣中的水分而潮解;有很強的腐蝕性。 (2)化學性質 ①具有堿的通性。 ②其他反應 與金屬鋁反應: 2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑。 與非金屬單質(Cl2)反應: Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。 酯類(CH3COOC2H5)水解: CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH。 (3)NaOH的制取 ①土法制堿:Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH。 ②現(xiàn)代工業(yè)制堿: 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 2.碳酸鈉和碳酸氫鈉 (1)Na2CO3與NaHCO3的性質比較 Na2CO3 NaHCO3 俗名 純堿、蘇打 小蘇打 顏色狀態(tài) 白色粉末 白色晶體 溶解性 易溶于水 易溶于水 (溶解度比Na2CO3小) 水解(離子方程式,下同) CO+H2OHCO+OH- HCO+H2OH2CO3+OH- 與鹽酸反應 CO+2H+===CO2↑+H2O HCO+H+===H2O+CO2↑ 與NaOH反應 不反應 HCO+OH-===CO+H2O 與足量Ca(OH)2反應 Ca2++CO===CaCO3↓ Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O 與BaCl2反應 CO+Ba2+===BaCO3↓ 不反應 與CO2反應 CO+CO2+H2O===2HCO 不反應 熱穩(wěn)定性 較穩(wěn)定 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 相互轉化 Na2CO3NaHCO3 (2)Na2CO3、NaHCO3的用途 ①Na2CO3是一種非常重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油、冶金、食品等工業(yè)中有著廣泛的應用。 ②NaHCO3是焙制糕點所用的發(fā)酵粉的主要成分之一;在醫(yī)療上,它是治療胃酸過多的一種藥劑。 [小題練微點] 判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“”)。 (1)在酒精燈加熱條件下,Na2CO3、NaHCO3固體都會分解( ) (2)向Na2CO3飽和溶液中通入足量CO2,會有NaHCO3晶體析出( ) (3)蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一( ) (4)用酚酞溶液可鑒別飽和食鹽水和飽和Na2CO3溶液( ) (5)相同溫度下溶解度:小蘇打<蘇打,熱穩(wěn)定性:Na2CO3>NaHCO3( ) (6)Na2CO3溶液(雜質NaHCO3),選用適量的NaOH溶液( ) (7)NaHCO3溶液(雜質Na2CO3),應通入過量的CO2氣體( ) 答案:(1) (2)√ (3) (4)√ (5)√ (6)√ (7)√ [學霸微提醒] 碳酸鹽、碳酸氫鹽的區(qū)別 (1)溶解性:一般地,碳酸鹽小于碳酸氫鹽,如CaCO3- 配套講稿:
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