蘇教版化學(xué)必修1同步練習(xí) 金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用
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111 第二單元 鈉、鎂及其化合物 第一課時(shí) 金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用 基礎(chǔ)梳理 1．鈉的物理性質(zhì)：質(zhì)軟、銀白色，有金屬光澤的金屬，具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，密度比水小，比煤油大，熔點(diǎn)較低。 2．鈉的化學(xué)性質(zhì)： 鈉原子很容易失去最外層的一個(gè)電子，形成鈉離子，表現(xiàn)出很強(qiáng)的還原性。 要點(diǎn)提示： （1）鈉與氧氣的反應(yīng) ①鈉在空氣中的緩慢氧化過(guò)程及現(xiàn)象： 切開(kāi)金屬鈉，呈銀白色(鈉的真面目)→迅速變暗(生成Na2O)→變白色固體(生成NaOH)→成液(NaOH潮解)→結(jié)塊(吸收CO2成Na2CO310H2O)→最后粉末(晶體風(fēng)化變?yōu)镹a2CO3)。 有關(guān)反應(yīng)方程式為：4Na＋O22Na2O；Na2O＋H2O 2NaOH；2NaOH＋CO2 Na2CO3＋H2O；Na2CO3＋10H2ONa2CO310H2O； Na2CO310H2ONa2CO3＋10H2O（風(fēng)化）。 ②鈉在空氣中燃燒 鈉在空氣中燃燒，首先受熱熔化（鈉熔點(diǎn)低)，隨后著火燃燒產(chǎn)生黃色火焰，生成淡黃色固體（Na2O2），有黃色的煙生成（Na2O2固體小顆粒）。 （2）鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及原因分析： 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 原因分析 鈉浮在水面上 （?。? 鈉的密度比水的密度小 熔成一個(gè)閃亮的小球（熔） 反應(yīng)放熱且鈉熔點(diǎn)低 迅速向四周到處游動(dòng) （游） 反應(yīng)生成氫氣 發(fā)出嘶嘶的響聲 （響） 鈉與水反應(yīng)劇烈 滴有酚酞的溶液變紅（紅） 反應(yīng)生成堿（氫氧化鈉） 鈉與水反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是鈉原子和水電離出來(lái)的H+反應(yīng)，離子反應(yīng)方程式：2Na＋2H2O2Na＋＋2OH－＋H2↑。 （3）鈉與酸溶液的反應(yīng)： 不少同學(xué)因?yàn)榭吹浇饘兮c與水反應(yīng)很劇烈，就認(rèn)為鈉與鹽酸的反應(yīng)實(shí)質(zhì)上是先和水反應(yīng)，生成的NaOH再和鹽酸作用，這是不正確的。實(shí)際上鈉無(wú)論是和水反應(yīng)還是和鹽酸反應(yīng)，其實(shí)質(zhì)都是和H＋反應(yīng)：2Na2Na＋，Na失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)； 2H＋H2↑，H+的得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。 由于鹽酸是強(qiáng)酸，在水溶液中完全電離H ClH＋＋Cl－，而水是難電離物質(zhì)，僅能發(fā)生微弱電離H2OH＋＋OH－，因此鹽酸中的c(H＋)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于H2O提供的c(H＋)，故鈉投入鹽酸中，鈉直接與鹽酸反應(yīng)：2Na＋2HCl2NaCl＋H2↑。 注意：當(dāng)酸過(guò)量時(shí)只考慮鈉與酸電離出的H+反應(yīng)；當(dāng)過(guò)量的鈉與稀酸反應(yīng)時(shí)，首先是鈉消耗酸，緊接著是過(guò)量的鈉再與水反應(yīng)，所以產(chǎn)生H2的量應(yīng)按鈉的量計(jì)算。 （4）鈉與鹽的反應(yīng)： ①鈉與鹽溶液的反應(yīng)：鈉和鹽溶液反應(yīng)時(shí)，鈉不能置換出鹽溶液中的金屬，這是因?yàn)榻饘訇?yáng)離子在水中一般是以水合離子形式存在，即金屬離子周圍有一定數(shù)目的水分子包圍著，鈉不能和金屬陽(yáng)離子直接接觸，加之Na跟水反應(yīng)速率很快，故不能置換出金屬。 鈉和鹽溶液的反應(yīng)一般可分為兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行分析，首先鈉與水反應(yīng)生成H2和NaOH，緊接著NaOH再與鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成難溶性弱堿和相應(yīng)的鈉鹽。例如：Na與CuSO4溶液反應(yīng)時(shí)，應(yīng)先為鈉與水反應(yīng)生成H2和NaOH，然后NaOH再與CuSO4反應(yīng)生成Cu(OH)3沉淀，不發(fā)生簡(jiǎn)單的置換反應(yīng)。 2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑；2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4，將上述兩個(gè)反應(yīng)方程式相加，即為Na與CuSO4溶液反應(yīng)的總化學(xué)方程式： ②鈉與熔融態(tài)鹽的反應(yīng)：鈉是一種強(qiáng)還原性的金屬，在高溫條件下可以與某些鹽發(fā)生置換反應(yīng)， 冶煉金屬，如：Na+KClNaCl+K↑，通過(guò)轉(zhuǎn)移鉀蒸氣，來(lái)制取金屬鉀。 3．金屬鈉的保存：鈉應(yīng)該保存在煤油或者石蠟油中，使之隔絕空氣和水。 4．金屬鈉主要有下列用途： （1）鈉鉀合金在常溫下為液態(tài)，可用作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。鈉的熔點(diǎn)為98℃，沸點(diǎn)為883℃，具有較大的液態(tài)溫度范圍。鈉不俘獲中子，因此鈉可用于核反應(yīng)堆的載熱劑。鈉單質(zhì)作還原劑冶煉金屬，如冶煉鉀，鋯，鈮，鈦，鉭。 （2）可用作鈉光源。高壓鈉燈發(fā)出的黃光能夠穿透云霧，常用作道路和廣場(chǎng)的照明，而且不降低照明度水平的情況下能減少能量消耗，降低對(duì)環(huán)境的污染，它正逐漸取代高壓汞燈鈉燈還可以沖洗相片的暗室，因?yàn)檫@種黃光不會(huì)使相紙暴光。 （3）制備鈉的化合物。 例題解析 例1．將一小塊鈉投入盛飽和澄清石灰水的試管里，不可能觀察到的現(xiàn)象是（ ） A、熔成小球并在液面上游動(dòng) B、有氣體生成 C、溶液底部有銀白色物質(zhì)生成 D、溶液變渾濁 思路分析：將一小塊鈉投入飽和澄清石灰水中，鈉與水劇烈反應(yīng)，所以首先觀察到鈉與水反應(yīng)的一系列現(xiàn)象。隨著2Na＋2H2O=2NaOH+H2↑反應(yīng)的進(jìn)行，水被消耗，溶液的溫度升高，由于Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而降低，所以溶液中的Ca(OH)2有部分析出，可以觀察到溶液變渾。 解題：C 誤區(qū)點(diǎn)撥：解題時(shí)，不可忽視鈉與水反應(yīng)的放熱情況、Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而降低。 例2．由Na、Mg、Al三種金屬中的兩種組成的混合物共10 g，跟足量的鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生0.5 g標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣，則此混合物中必定含有（ ） A．Al B．Mg C．Na D．都不可能含有 思路分析：本題運(yùn)用“極限”的思維方法。先求出Na、Mg、Al分別與足量鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生0.5 g H2所需的質(zhì)量： 2Na＋2HCl2NaCl＋H2↑ 46 2 m(Na) 0.5 g 可知 m (Na)＝11.5 g Mg＋2HClMgCl2＋H2↑ 24 2 m (Mg) 0.5 g 可知 m (Mg)＝6g 2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑ 54 6 m (Al) 0.5 g 可知 m (Al)＝4.5g 根據(jù)數(shù)學(xué)上的平均值原理可知混合物中一定含鈉。 解題：C 誤區(qū)點(diǎn)撥：①在考慮鈉與酸、堿、鹽水溶液反應(yīng)的問(wèn)題時(shí)，注意鈉與水反應(yīng)的同時(shí)，還要考慮生成的NaOH與溶液中的溶質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)； ②分析鈉與酸、堿、鹽水溶液反應(yīng)的問(wèn)題時(shí)，生成的H2的量均按鈉計(jì)算，將使計(jì)算簡(jiǎn)單，迅速準(zhǔn)確。 ③鈉與酸溶液反應(yīng)時(shí)，鈉先和酸反應(yīng)生成H2，若鈉過(guò)量再和水反應(yīng)生成H2。若忽視了鈉和水的反應(yīng)，就會(huì)得出錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)論。 基礎(chǔ)訓(xùn)練 1、下列有關(guān)鈉的敘述中，錯(cuò)誤的是（ ） A、鈉的還原性很強(qiáng)，可以用來(lái)冶煉金屬鈦、鋯、鈮等 B、鈉的化學(xué)性質(zhì)非常活潑，鈉元素只能以化合態(tài)存在于自然界 C、鈉是一種灰黑色的固體 D、鈉的質(zhì)地軟，可用小刀切割 2、鈉與水反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的各種現(xiàn)象如下：（ ） ①鈉浮在水面上；②鈉沉在水底；③鈉熔化成小球；④小球迅速游動(dòng)逐漸減小，最后消失；⑤發(fā)出嘶嘶的聲音；⑥滴入酚酞后溶液顯紅色。 A、①②③④⑤ B、全部 C、①②③⑤⑥ D、①③④⑤⑥ 3、金屬鈉與下列溶液反應(yīng)時(shí)既有沉淀又有氣體生成的是（ ） A、KOH B、NaHCO3 C、BaCl2 D、CuSO4 4、已知NaH和H2O反應(yīng)生成H2和NaOH，反應(yīng)中1molNaH （ ） A、 失去1mol電子 B、得到1mol電子 C、失去2mol電子 D、沒(méi)有電子得失 5、將等質(zhì)量的鈉分別投入質(zhì)量和質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為100g和9.8%的HCl，H2SO4，H3PO4溶液中，金屬鈉完全參加了反應(yīng)。則生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積比是（ ） A、1∶2∶3 B、3∶2∶1 C、1∶1∶1 D、無(wú)法計(jì)算 6、將4.6g鈉投入足量水中得到ag溶液；將4.8g鎂投入足量的鹽酸中（與水等質(zhì)量），得到bg溶液，則反應(yīng)后兩溶液質(zhì)量關(guān)系是（得到的都是澄清溶液）（ ） A、a>b B、a=b C、a下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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