鈉及其化合物_提高

1、鈉及其化合物審稿：曹玉婷 責(zé) 編: 宋杰【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、鈉的性質(zhì)；2、鈉的重要化合物及其相互轉(zhuǎn)化。 【要點(diǎn)梳理】知識點(diǎn)一、鈉1鈉的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：Na的原子結(jié)構(gòu)示意圖： 。Na最外層只有1個電子，因此Na很容易失去1個電子，具有很強(qiáng)的還原性，是強(qiáng)還原劑，具有金屬的通性。由于鈉的活潑性很強(qiáng)，在表現(xiàn)金屬通性的同時，又有其特殊之處。2鈉的化學(xué)性質(zhì)：【高清課堂：鈉及其化合物】（1）與氧氣反應(yīng)：實(shí)驗(yàn)操作步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論及反應(yīng)的化學(xué)方程式用小刀切取一小塊金屬鈉銀白色光亮切面鈉是銀白色質(zhì)軟的金屬放置片刻光亮切面變暗常溫下鈉極易與氧反應(yīng) 4Na+O2=2Na2O放在坩堝中加熱鈉先熔化，后劇烈燃燒，

2、黃色火焰，生成淡黃色固體鈉極易燃燒，產(chǎn)物是過氧化鈉，2Na+O2Na2O2特別提示：鈉保存在石蠟油或煤油里，以隔絕空氣。鈉的取用：用鑷子夾取一塊鈉，用濾紙吸干煤油，用小刀切取黃豆粒大小的鈉，剩余部分放回原瓶。將一小塊鈉久置在空氣中的變化是：NaNa2ONaOH（固體）NaOH（溶液）Na2CO3·10H2ONa2CO3。（2）與非金屬反應(yīng)：鈉除了能跟氧氣直接化合外，還能與很多非金屬直接化合。如與硫化合劇烈反應(yīng)，發(fā)生爆炸，生成Na2S。2Na + Cl2 2 NaCl 2Na + SNa2S（3）與水、酸、鹽的反應(yīng)：【高清課堂：鈉及其化合物】鈉與水（滴有酚酞）反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與

3、結(jié)論。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論?。衡c浮在水面上鈉的密度比水小熔：立即熔化成一個閃亮的小球鈉的熔點(diǎn)低，鈉與水反應(yīng)放熱游、響：鈉球在水面上四處游動，發(fā)出嘶嘶的響聲，最后完全消失鈉與水反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生氣體紅：反應(yīng)后溶液由無色變?yōu)榧t色鈉與水反應(yīng)生成可溶性堿（NaOH）要點(diǎn)詮釋：Na與H2O反應(yīng)實(shí)質(zhì)：鈉與水微弱電離出的氫離子發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，可表示如下： 金屬鈉與酸溶液反應(yīng)時應(yīng)先考慮鈉與酸的反應(yīng)，然后再考慮鈉與水的反應(yīng)。例：2HCl + 2Na = 2NaCl + H2金屬鈉與其他水溶液反應(yīng)時應(yīng)先考慮金屬鈉與水的反應(yīng)，然后再考慮所得NaOH能否與溶質(zhì)反應(yīng)。例如Na與CuSO4。2Na+2H2O=2NaOH+H2；Cu

4、SO4+2NaOH=Cu(OH)2+Na2SO4。總反應(yīng)方程式為2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2+H2+Na2SO4。（由于Na與H2O反應(yīng)是放熱反應(yīng)，放出的熱量可使少量的氫氧化銅分解，即：，所以試管中有少量的黑色物質(zhì)CuO。）要點(diǎn)詮釋：鈉與某些熔融鹽作用，置換出相應(yīng)金屬。例：4Na + TiCl4 (熔)= 4NaCl + Ti3鈉元素的存在：由于鈉的強(qiáng)還原性，在自然界中不會以游離態(tài)存在，全部以化合態(tài)（鈉鹽）存在。4鈉的存放和取用。由于鈉極易被氧化，也易與水發(fā)生反應(yīng)，所以保存鈉應(yīng)隔絕空氣和水，鈉應(yīng)保存于石蠟油或煤油中。取用時一般先用鑷子把鈉從煤油中夾出來，并用濾紙把表面

5、的煤油吸干，然后用小刀切下黃豆粒大小的一塊再做有關(guān)實(shí)驗(yàn)。要點(diǎn)詮釋：（1）鈉對人的皮膚有很強(qiáng)的腐蝕性，取用鈉時必須用鑷子，切不可用手拿。（2）在實(shí)驗(yàn)室里，鈉是保存在煤油中的，鈉和煤油都易著火，所以實(shí)驗(yàn)過程中要嚴(yán)格防火實(shí)驗(yàn)用品（鑷子、小刀、玻璃片等）要干燥，切割前要用濾紙吸干鈉表面的煤油。（3）切下一小塊鈉后剩余的鈉要及時放回煤油中去。5金屬鈉的制取：電解熔融的氯化鈉：2NaCl 2Na + Cl26用途：與鉀的合金用作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑；制備過氧化鈉；冶煉稀有金屬；作電光源（高壓鈉燈）等。知識點(diǎn)二、鈉的化合物1鈉的氧化物化學(xué)式Na2ONa2O2化合物類型離子化合物離子化合物陽、陰離子數(shù)

6、之比Na+和O2之比為21Na+和O22之比為21氧元素化合價2價1價屬類堿性氧化物非堿性氧化物（過氧化物）顏色、狀態(tài)白色，固體淡黃色，固體化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2與CO2反應(yīng)Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2與鹽酸反應(yīng)Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2+2H2O特性-Na2O2有強(qiáng)氧化性，可以使品紅溶液褪色，有漂白作用。說明：由于Na2O2與酸反應(yīng)時，除了生成鹽和水外，還生成的氧氣，故Na2O2不屬于堿性氧化物。【高清課堂：鈉及其化合物】2鈉鹽碳酸鈉

7、、碳酸氫鈉碳酸鈉 （Na2CO3）碳酸氫鈉 （NaHCO3）分類正鹽酸式鹽俗稱純堿、蘇打小蘇打色態(tài)白色粉末細(xì)小的白色晶體溶解度（20）（26.9g） Na2CO3 NaHCO3 (10.0g)化學(xué)性質(zhì)與酸反應(yīng)放出CO2的速度現(xiàn)象Na2CO3 NaHCO3Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3(CO32-+H+=HCO3)NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2(HCO3+H+=H2O+CO2)開始無外觀現(xiàn)象（因?yàn)槭紫壬蒆CO3），隨后出現(xiàn)氣泡。（若向足量HCl中分別滴入Na2CO3或NaHCO3，則均會立刻出現(xiàn)氣泡。）NaHCO3+HCl=NaCl+

8、H2O+CO2(HCO3+H+=H2O+CO2)滴入鹽酸后，即刻出現(xiàn)氣泡。與堿反應(yīng)NaOHNaHCO3+ NaOH=H2O+ Na2CO3Ca(OH)2Na2CO3+ Ca(OH)2= CaCO3+ 2NaOH此法可用于土法制燒堿或除掉燒堿中的Na2CO3NaHCO3與少量石灰水的反應(yīng)為：2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+Na2CO3+2H2O若石灰水過量，則新生成的Na2CO3可與Ca(OH)2繼續(xù)反應(yīng)，即：Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3+2NaOH過量石灰水中NaHCO3與Ca(OH)2的反應(yīng)為：NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+NaOH+H2O（3）熱穩(wěn)定性(

9、運(yùn)用此性質(zhì)可除去Na2CO3中混有的NaHCO3)很穩(wěn)定，受熱不分解（分解溫度851，酒精燈溫度達(dá)不到）不很穩(wěn)定，受熱易分解。2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2（分解溫度150）二者之間相互轉(zhuǎn)化要點(diǎn)詮釋：（1）碳酸鈉和碳酸氫鈉在水中的溶解性 Na2CO3NaHCO3。（2）Na2CO3與鹽酸的反應(yīng)可視為分步進(jìn)行：CO32+H+=HCO3；HCO3+H+=CO2+H2O。應(yīng)用：根據(jù)鹽酸與碳酸鈉溶液反應(yīng)時因滴加順序的不同而使反應(yīng)現(xiàn)象不同，可以鑒別鹽酸和碳酸鈉溶液。（3）碳酸鹽的熱穩(wěn)定性一價金屬碳酸鹽比二價金屬碳酸鹽穩(wěn)定。Na2CO3CaCO3；NaHCO3Ca(HCO3)2相同金屬陽離子，

10、正鹽比酸式鹽穩(wěn)定。Na2CO3NaHCO3；CaCO3Ca(HCO3)2相互轉(zhuǎn)化：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO32NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O知識點(diǎn)三、焰色反應(yīng)1焰色反應(yīng)：很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈特殊的顏色，在化學(xué)上稱為焰色反應(yīng)（發(fā)生的是物理變化）。2鉑絲的清洗與灼燒如下圖甲所示，觀察鉀的焰色如下圖乙所示。 3操作方法。 （1）洗：用稀鹽酸洗凈鉑絲，目的是使鉑絲上的高沸點(diǎn)雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為沸點(diǎn)相對較低的氯化物。 （2）燒：將用鹽酸洗滌過的鉑絲在火焰上灼燒，目的是除去鉑絲上的雜質(zhì)。 注意：所用的火焰應(yīng)是無色或淺色的；

11、 要一直燒至火焰恢復(fù)到原來的無色或淺色為止。 （3）蘸：用灼燒合格的鉑絲蘸取被檢驗(yàn)的物質(zhì)。 （4）燒：將蘸取被檢驗(yàn)物質(zhì)的鉑絲放在火焰上灼燒。 特別提示：在觀察鉀及鉀的化合物的焰色反應(yīng)的焰色時，要透過藍(lán)色的鈷玻璃片觀察，其主要原因是鉀及鉀的化合物中可能混有鈉或鈉的化合物，鈉的黃色火焰能掩蓋鉀的紫色火焰，而藍(lán)色鈷玻璃能濾去黃色的光，這樣可以避免鉀或鉀的化合物中混有鈉或其化合物所造成的干擾。 4用途：焰色反應(yīng)作用：檢驗(yàn)（或鑒別）物質(zhì)或離子。知識點(diǎn)四、有關(guān)Na2O2與CO2、H2O反應(yīng)的幾個重要關(guān)系 2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2 1物質(zhì)的量的關(guān)

12、系。 無論是CO2或H2O的單一物質(zhì)還是二者的混合物，通過足量的Na2O2時，CO2或H2O與放出O2的物質(zhì)的量之比為21。 2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時，氣體體積的減少量或原混合氣體體積的即為生成氧氣的量。 3電子轉(zhuǎn)移關(guān)系。 當(dāng)Na2O2與CO2、H2O反應(yīng)時，每產(chǎn)生1 mol O2轉(zhuǎn)移2 mol e。 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） 5先后順序關(guān)系。 一定量的Na2O2與一

13、定量的CO2和H2O（g）混合物的反應(yīng)，可視作Na2O2先與CO2反應(yīng)，待CO2反應(yīng)完全后，Na2O2再與H2O發(fā)生反應(yīng)。 方法指要：假設(shè)H2O先反應(yīng)，生成的NaOH與CO2反應(yīng)又生成H2O，因而CO2先反應(yīng)，之后H2O再反應(yīng)?！镜湫屠}】類型一：鈉的性質(zhì)例題1 將金屬鈉分別投入下列物質(zhì)的水溶液中，有氣體放出，且溶液質(zhì)量減輕的是：A、HCl B、K2SO4 C、CuCl2 D、飽和NaOH溶液【答案】C、D?！窘馕觥库c遇酸溶液或水均能置換出其中的氫氣，故以上四選項(xiàng)均能滿足題干中“有氣體放出”這一條件，但溶液質(zhì)量減輕的條件應(yīng)是投入金屬鈉的質(zhì)量少于生成氣體或沉淀質(zhì)量。因?yàn)?6

14、g Na置換出2 g H2，所以A、B項(xiàng)中溶液質(zhì)量增加。C中由于鈉與水反應(yīng)生成的氫氧化鈉還能進(jìn)一步與CuCl2反應(yīng)，析出Cu(OH)2沉淀，同時放出H2，致使溶液質(zhì)量減輕，D中2Na+2H2O=2NaOH+H2，由于溶液是飽和的，所以溶液中NaOH不可能增加，但由于鈉與水反應(yīng)，導(dǎo)致水量減少，因而這部分水所溶的NaOH及新生成的NaOH將析出，所以溶液質(zhì)量減輕。舉一反三：【變式1】把一小塊金屬鈉暴露在空氣中，觀察到以下現(xiàn)象：金屬鈉表面逐漸變暗；過一段時間以后又逐漸變潮濕；再過些時候又變成白色固體；又過一段時間白色固體變成白色粉末。試寫出以上發(fā)生的各種現(xiàn)象有關(guān)的化學(xué)方程式。 【答案】4Na+O2=

15、2Na2O；Na2O+H2O=2NaOH；2NaOH+CO2+9H2O=Na2CO3·10H2O； Na2CO3·10H2O=Na2CO3+10H2O【變式2】分別寫出小塊鈉投入下列物質(zhì)中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：（1）水；（2）稀硫酸；（3）稀醋酸（CH3COOH）；（4）FeCl3溶液【答案】（1）2Na+2H2O=2Na+2OH+H2；（2）2Na+2H+=2Na+H2；（3）2Na+3CH3COOH=2Na+2CH3COO+H2；（4）先有：2Na+2H2O=2Na+2OH+H2，后有：Fe3+3OH=Fe(OH)3 或 6Na+6H2O+2Fe3+=6Na+2Fe(O

16、H)3+3H2?！窘馕觥吭谡莆这c的化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上，聯(lián)系離子方程式的書寫，“拆”字的把握是關(guān)鍵之一，反應(yīng)的先后順序是關(guān)鍵之二，透徹理解，認(rèn)真書寫，以免出現(xiàn)錯誤?！军c(diǎn)評】書寫離子方程式要注意聯(lián)系性質(zhì)，尊重客觀事實(shí)，既要檢驗(yàn)質(zhì)量是否守恒，又要檢驗(yàn)電荷是否守恒?！咀兪?】將一小塊鈉投入到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 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 【答案】C類型二：Na2O和Na2O2 例題2 下列對于Na2O、Na2O2的比較正確的一項(xiàng)是（ ）。 ANa2O2、Na2O都是鈉的氧化物，都是堿性氧化物 BNa2O、Na2O2都是易

17、溶于水（與水反應(yīng)）的白色固體 CNa2O2在和CO2的反應(yīng)中既是氧化劑又是還原劑 DNa2O2與水反應(yīng)時，1 mol Na2O2轉(zhuǎn)移2 mol電子 【答案】C 【解析】A項(xiàng)中Na2O2與酸（如HCl）反應(yīng)除生成鹽（NaCl）和水外，還有O2生成，所以Na2O2是Na的過氧化物，但不是堿性氧化物；B項(xiàng)中Na2O2是淡黃色固體；C項(xiàng)中Na2O2與CO2反應(yīng)時電子轉(zhuǎn)移關(guān)系：，Na2O2中1價氧變成了2價氧和0價氧；D項(xiàng)中Na2O2與H2O反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移關(guān)系為，由方程式可知，有2 mol Na2O2反應(yīng)時，轉(zhuǎn)移2 mol e，則1 mol Na2O2與H2O反應(yīng)轉(zhuǎn)移l mol e?！军c(diǎn)評】按照氧化還原

18、反應(yīng)的規(guī)律，處于中間價態(tài)的元素的化合物在化學(xué)反應(yīng)中可以發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，一種物質(zhì)同時作氧化劑和還原劑。舉一反三：【變式1】在天平兩邊各放一質(zhì)量相等的燒杯，分別放入100g水。向左盤燒杯中加入4.6g金屬鈉，為保持天平平衡，向右盤燒杯中應(yīng)加入Na2O2的質(zhì)量約為( )A、4.52g B、5.12g C、5.54g D、6.22g【答案】C【解析】為保持天平仍舊平衡，需使天平左右兩邊的增量相同，左盤中加入鈉，其凈增量等于鈉的質(zhì)量減去的質(zhì)量.右盤中放Na2O2，其凈增質(zhì)量等于Na2O2的質(zhì)量減去O2的質(zhì)量，本題可采用差量法進(jìn)行計(jì)算。所以右盤凈增量是x:4.4g=(78×2):124，解

19、得 x 5.54g 類型三：Na2CO3和NaHCO3 例題3 有兩個無標(biāo)簽的試劑瓶，分別裝有Na2CO3和NaHCO3，有四位同學(xué)為鑒別它們采用以下不同方法，其中可行的是（ ）。 A分別將它們配制成溶液，再加入澄清石灰水 B分別將它們配制成溶液，再加入NaOH溶液 C將它們配制成溶液，再分別加到鹽酸中 D分別加熱，再用石灰水檢驗(yàn)是否有CO2產(chǎn)生 【答案】D【解析】A項(xiàng)中發(fā)生的反應(yīng)分別為：Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH，2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+Na2CO3+2H2O，兩者現(xiàn)象相同（產(chǎn)生白色沉淀）。B項(xiàng)中只發(fā)生反應(yīng)：NaHCO3+NaOH=Na

20、2CO3+H2O，且無明顯現(xiàn)象出現(xiàn)。C項(xiàng)中兩者加到鹽酸中產(chǎn)生無色氣體（Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2，NaHCO3+HCl=NaCl+ H2O+CO2）。D項(xiàng)中將固體加熱后，只發(fā)生：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2，產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁?！军c(diǎn)評】Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)相似又相異，以此為源可以遷移、類比其他弱酸的正鹽和酸式鹽（如Na2S和NaHS、Na2SO3和NaHSO3）的性質(zhì)，它們具有很大程度的相似性。舉一反三：【變式1】下列說法不正確的是（ ）。 A相同溫度下，Na2CO3比NaHCO3溶解度大 BNa2CO3比NaHCO3穩(wěn)定 CNa2

21、CO3和NaHCO3都能與澄清石灰水反應(yīng)得到白色沉淀 D物質(zhì)的量相等的Na2CO3和NaHCO3分別與足量鹽酸反應(yīng)，得到的CO2的物質(zhì)的量之比為21【答案】D類型四：焰色反應(yīng) 例題4 有某白色粉末，取出少量溶于水，用鉑絲蘸取溶液做焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，焰色呈黃色，再透過藍(lán)色鈷玻璃觀察，焰色呈淺紫色。另取少量粉末加熱無明顯現(xiàn)象，冷卻后加入稀鹽酸則逸出無色、無氣味的氣體，該氣體不能使品紅溶液褪色，但能與氫氧化鋇溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀。繼續(xù)向原反應(yīng)液加鹽酸至過量，再滴入BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，則原來的混合物白色粉末中肯定含有的離子是_。寫出有關(guān)的離子方程式_?！敬鸢浮縆+、Na+、CO32、SO42C

22、O32+2H+=CO2+H2O，CO2+Ba2+2OH=BaCO3+H2O，SO42+Ba2+=BaSO4。 【解析】由焰色反應(yīng)肯定白色粉末中含有Na+和K+。由粉末與鹽酸反應(yīng)逸出的氣體的性質(zhì)，判斷氣體是CO2，可能由CO32或HCO3與酸反應(yīng)而得。粉末加熱不產(chǎn)生氣體，排除了HCO3的存在。從后一步實(shí)驗(yàn)得到難溶于酸的白色鋇鹽，確定出原粉末中有SO42?！军c(diǎn)評】焰色反應(yīng)時，觀察到焰色呈黃色，可以肯定含有Na+，但不能排除K+的存在，因?yàn)辄S色會將紫色掩蓋；若要確定是否含K+，只有透過藍(lán)色鈷玻璃觀察焰色，由于黃光被濾去，可判斷鉀元素存在與否。舉一反三：【變式1】焰色反應(yīng)每次實(shí)驗(yàn)都要用試劑洗凈鉑絲，這

23、種試劑是（ ）。 ANa2CO3溶液 BNaOH溶液 C硫酸 D稀鹽酸【答案】D類型五：與Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3有關(guān)的實(shí)驗(yàn) 例題5 在呼吸面具和潛水艇中可用過氧化鈉作為供氧劑。請選用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑和實(shí)驗(yàn)儀器，用下圖中的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明過氧化鈉可作供氧劑。 （1）A是制取CO2的裝置，寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_。 （2）填寫表中空格：儀器加入試劑加入該試劑的目的B飽和NaHCO3溶液CD （3）寫出過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式_。 （4）試管F中收集滿氣體后，下一步實(shí)驗(yàn)操作是_。 【答案】（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 （2）儀器

24、加入試劑加入該試劑的目的B飽和NaHCO3溶液除去CO2氣體中混入的HClC過氧化鈉與CO2和水反應(yīng)，產(chǎn)生O2DNaOH溶液吸收未反應(yīng)的CO2氣體 （3）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2（4）把E中的導(dǎo)管移出水面，關(guān)閉分液漏斗活塞，用拇指堵住試管口，取出試管，立即把帶火星的木條伸到試管口處，木條復(fù)燃，證明試管中收集的氣體是氧氣 【解析】本題實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖亲C明Na2O2可作供氧劑，不能簡單理解為制純凈CO2氣體并與Na2O2反應(yīng)，因?yàn)镃O2氣體中的水也可與Na2O2反應(yīng)生成O2。另外，用鹽酸制取氣體時會混入HCl氣體，通常需要除雜。因CO2在水中溶解度較小，用排水法測O2體積時需先除去CO2。（4）中操作應(yīng)包括停止反應(yīng)（關(guān)閉分液漏斗活塞）、取出導(dǎo)管、移出集滿氣體的試管幾個步驟。舉一反三：【變式1】將NaHCO3和Na2O2按31的個數(shù)之比