2023人教版高中化學必修第一冊 第二章 海水中的重要元素-鈉和氯 第一節(jié) 鈉及其化合物

1.鈉的原子結構第一節(jié)鈉及其化合物1|

活潑的金屬單質——鈉2.鈉的化學性質(1)鈉與氧氣反應反應條件室溫加熱或點燃實驗步驟

實驗現(xiàn)象新切開的鈉具有銀白色的金屬

光澤,在空氣中很快變暗鈉先熔化成小球,然后劇烈燃燒,

火焰呈黃色,生成淡黃色固體化學方程式4Na+O2=====2Na2O

2Na+O2=====Na2O2△易錯辨析

①鈉與O2的反應,反應條件不同,對應的產物也不同。如常溫和加熱時分別生成Na2O和Na2O2。②鈉除了和O2反應外,還可以和Cl2、S等非金屬單質發(fā)生化合反應,分別生成NaCl

和Na2S等物質。(2)鈉與水反應實驗操作實驗現(xiàn)象結論或解釋

鈉浮在水面上鈉的密度比水小鈉熔化成小球鈉熔點低,反應放熱小球在水面上迅速游動反應產生的H2推動小球運動與水反應發(fā)出“嘶嘶”響聲,逐

漸變小,最后消失鈉與水劇烈反應,產生氣體反應后溶液的顏色逐漸變紅有堿性物質NaOH生成實驗結論鈉與水劇烈反應,生成NaOH和H2,其中Na是還原劑、H2O是氧化

劑;化學方程式為2Na+2H2O

2NaOH+H2↑,離子方程式為2Na+2H2O

2Na++2OH-+H2↑(3)鈉與酸、堿、鹽等溶液反應(詳見定點1)1.氧化鈉的性質2.過氧化鈉的性質Na2O2是淡黃色粉末狀固體,其中氧元素的化合價為-1價。2|

氧化鈉與過氧化鈉(1)與水反應該反應的化學方程式為2Na2O2+2H2O

4NaOH+O2↑。(2)與CO2反應反應的化學方程式為2Na2O2+2CO2

2Na2CO3+O2。歸納總結

①Na2O2不是堿性氧化物,是一種強氧化劑,可用于殺菌消毒,用作漂白劑。②由于Na2O2能和CO2等反應,可在呼吸面具或潛水艇中作O2的來源,即用作供氧劑。實驗操作實驗現(xiàn)象結論或解釋

a.試管發(fā)燙,帶火星的木條復燃;b.滴加酚酞溶液后,溶液先變紅,

然后褪色Na2O2與H2O反應生成O2,Na2O2

有漂白性3.氧化鈉和過氧化鈉的比較(詳見定點2)1.物理性質與用途2.化學性質(1)熱穩(wěn)定性

碳酸鈉碳酸氫鈉化學式Na2CO3NaHCO3俗名純堿、蘇打小蘇打色、態(tài)白色粉末細小白色晶體溶解性水中易溶水中易溶,但比相同溫度下Na2CO3的溶解度小用途造紙、紡織、制玻璃、合成洗滌劑發(fā)酵粉、治療胃酸過多癥3|

碳酸鈉與碳酸氫鈉

加熱NaHCO3時澄清石灰水變渾濁,加熱Na2CO3

時澄清石灰水不變渾濁

Na2CO3很穩(wěn)定,受熱不發(fā)生分解;NaHCO3不穩(wěn)定,

受熱易分解,化學方程式為2NaHCO3

Na2CO3+CO2↑+H2O(2)與酸(足量鹽酸)反應①Na2CO3:C

+2H+

CO2↑+H2O②NaHCO3:HC

+H+

CO2↑+H2O(3)NaHCO3與堿(如NaOH)反應化學方程式:NaHCO3+NaOH

Na2CO3+H2O。3.碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別、除雜與相互轉化(詳見定點3)1.定義很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)出特征顏色。根據火焰

呈現(xiàn)的特征顏色,可以判斷試樣所含的金屬元素,化學上把這樣的定性分析操作

稱為焰色試驗。2.操作4|

焰色試驗3.幾種金屬元素的焰色金屬元素鋰鈉鉀銣鈣銅焰色紫紅色黃色紫色紫色磚紅色綠色注意

觀察鉀元素的焰色時要透過藍色鈷玻璃。知識辨析1.金屬鈉著火時,可用泡沫滅火器滅火,這種說法是否正確?不正確。鈉燃燒生成的Na2O2可與水、CO2等物質反應,故金屬鈉著火,不能用泡

沫滅火器滅火,應用沙土撲滅。2.向CuSO4溶液中加入少量金屬鈉,溶液中會析出紅色固體,這種說法是否正確?不正確。金屬鈉加入CuSO4溶液中,Na先和水反應生成NaOH和H2,生成的NaOH

再與CuSO4發(fā)生復分解反應生成藍色Cu(OH)2沉淀和Na2SO4。向熔融的CuSO4中

加入金屬鈉可發(fā)生置換反應生成Cu和Na2SO4。3.Na2O2與Na2O都能與二氧化碳反應,因此Na2O2與Na2O都是堿性氧化物。這種說

法是否正確?不正確。Na2O2能與CO2、H2O等物質反應生成O2,Na2O2不是堿性氧化物,Na2O是

堿性氧化物。4.利用澄清石灰水能鑒別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。這種說法是否正確?不正確。澄清石灰水與Na2CO3溶液、NaHCO3溶液均能反應產生白色CaCO3沉

淀,故用澄清石灰水無法鑒別二者。5.節(jié)日的焰火絢麗多彩,這與金屬元素的焰色有關,焰色試驗體現(xiàn)了金屬元素的化

學性質。這種說法是否正確?不正確。金屬的焰色試驗過程中沒有新物質生成,不涉及物質結構和化學性質的

改變,焰色試驗過程中發(fā)生的是物理變化。1.鈉與酸、堿、鹽等溶液反應(1)與酸溶液反應(以鹽酸為例)1鈉與溶液的反應及鈉在空氣中的變化(2)與堿溶液反應:其實質是鈉與水的反應。(3)與鹽溶液反應(以硫酸鈉、硫酸銅溶液為例)2.鈉露置在空氣中的變化銀白色金屬鈉(Na)

表面變暗(生成Na2O)

出現(xiàn)白色固體(生成NaOH)

表面形成溶液(NaOH潮解)

白色塊狀物質(生成Na2CO3·10H2O)

白色粉末狀物質(生成Na2CO3)。相關反應的化學方程式:①4Na+O2

2Na2O②Na2O+H2O

2NaOH④2NaOH+CO2

Na2CO3+H2O、Na2CO3+10H2O

Na2CO3·10H2O⑤Na2CO3·10H2O

Na2CO3+10H2O

典例向硫酸銅溶液中加入一小塊金屬鈉后,觀察到的現(xiàn)象有

(

)①鈉浮于液面上

②熔化成小球

③發(fā)出嘶嘶的響聲,放出氣體

④有藍色沉淀產生

⑤鈉周圍藍色沉淀部分變黑

⑥析出大量紅色的銅

⑦小球在溶液中沉浮

⑧小球在液面上游動、逐漸變小,直至消失A.①②③④⑤⑥

B.①②③④⑤⑧C.①②③⑤⑧

D.②⑥⑦B思路點撥本題可結合鈉與水的反應,分析鈉與CuSO4溶液反應的本質及其現(xiàn)象。解析

由Na與水的反應可聯(lián)想Na與CuSO4溶液的反應,Na先和溶液中的水反應

生成NaOH和H2,生成的NaOH再與CuSO4反應生成藍色Cu(OH)2沉淀,故該實驗中

Na浮于液面上,劇烈反應并熔化成小球放出氣體,反應放出熱量使Cu(OH)2分解為

黑色的CuO,即藍色沉淀部分變黑,隨著不斷反應,鈉塊逐漸變小直至消失。綜上

所述,①②③④⑤⑧正確。1.氧化鈉與過氧化鈉的比較2氧化鈉與過氧化鈉的性質比較與探究

氧化鈉(Na2O)過氧化鈉(Na2O2)顏色狀態(tài)白色固體淡黃色固體組成結構Na+和O2-個數比為2∶1Na+和

個數比為2∶1類別堿性氧化物過氧化物(不是堿性氧化物)生成條件常溫下:4Na+O2

2Na2O加熱或點燃:2Na+O2

Na2O2熱穩(wěn)定性不穩(wěn)定,易轉化為Na2O2穩(wěn)定化學性質與H2O反應Na2O+H2O

2NaOH2Na2O2+2H2O

4NaOH+O2↑與CO2反應Na2O+CO2

Na2CO32Na2O2+2CO2

2Na2CO3+O2與H+反應Na2O+2H+

2Na++H2O2Na2O2+4H+

4Na++2H2O+O2↑主要用途—強氧化劑、漂白劑(漂

白織物、羽毛等)、供

氧劑轉化關系2Na2O+O2

2Na2O22.過氧化鈉強氧化性的表現(xiàn)(1)可用來漂白織物、麥稈、羽毛等(2)遇酚酞溶液:溶液先變紅后褪色(3)與SO2反應:Na2O2+SO2

Na2SO4(注意與CO2反應的區(qū)別)3.Na2O2與H2O、CO2反應的四大關系(1)CO2或H2O與O2的數目關系無論是CO2或H2O的單一物質還是二者的混合物,通過足量的Na2O2時,CO2或

H2O與產生O2的數目之比均為2∶1。(2)固體質量的關系相當于固體(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”、H2O中的“H2”;可以看作發(fā)生相

應的反應Na2O2+CO

Na2CO3、Na2O2+H2

2NaOH(實際上這兩個反應不能發(fā)生)。(3)電子轉移關系不論是與CO2還是與H2O反應,CO2與H2O均既不是氧化劑也不是還原劑,反應

的實質都是Na2O2自身發(fā)生的氧化還原反應,所以有1個O2分子生成時,轉移2個電

子。(4)先后順序關系一定量的Na2O2與一定量CO2和H2O(g)的混合物的反應,可視作Na2O2先與CO2

反應,待CO2反應完全后,Na2O2再與H2O(g)發(fā)生反應。

典例下列關于鈉及其化合物的說法中,正確的是

(

)A.鈉放置在空氣中,會迅速被氧化而生成淡黃色的氧化鈉B.Na2O與Na2O2中的陰、陽離子個數比均為1∶2C.向酚酞溶液中加入大量的Na2O2粉末,有氣泡生成,溶液最終變紅D.Na2O與Na2O2都能和水反應生成堿,它們都是化合反應B思路點撥可結合Na2O與Na2O2的結構、性質,尤其要注意Na2O2具有強氧化性等

進行綜合分析與判斷。解析

Na放置在空氣中迅速被氧化生成白色的Na2O,Na和O2在加熱時生成淡黃

色的Na2O2,A項錯誤;二者均為離子化合物,且陰、陽離子個數比均為1∶2,B項正

確;Na2O2與酚酞溶液中的水反應生成NaOH和O2,NaOH溶液呈堿性使酚酞溶液變

紅,Na2O2具有強氧化性,能使紅色溶液變?yōu)闊o色,C項錯誤;Na2O與H2O反應生成

NaOH為化合反應,而Na2O2與水反應生成NaOH和O2,該反應不屬于化合反應,D項

錯誤。1.Na2CO3、NaHCO3的鑒別(1)固體的鑒別用加熱法:產生使澄清石灰水變渾濁的氣體的是NaHCO3固體。(2)溶液的鑒別可用氣體法和測pH法a.氣體法:逐滴加入稀鹽酸,立即產生氣泡的是NaHCO3溶液。b.測pH法:用pH計測相同濃度的稀溶液的pH,pH大的是Na2CO3溶液。2.Na2CO3、NaHCO3的除雜3碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別、除雜與相互轉化

混合物(括號內為雜質)除雜方法化學方程式①Na2CO3固體(NaHCO3)加熱法2NaHCO3

Na2CO3+CO2↑+H2O②NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2Na2CO3+CO2+H2O

2NaHCO3③Na2CO3溶液(NaHCO3)滴加適量NaOH溶液NaHCO3+NaOH

Na2CO3+H2O3.Na2CO3、NaHCO3間的相互轉化(1)Na2CO3溶液→NaHCO3溶液:Na2CO3+CO2+H2O

2NaHCO3。(2)NaHCO3固體→Na2CO3固體:2NaHCO3

Na2CO3+CO2↑+H2O。

典例下列關于Na2CO3和NaHCO3兩種物質有關性質的說法不正確的是

(

)A.相同溫度下的溶解度:Na2CO3>NaHCO3B.可用加熱法鑒別兩粉末C.可用加熱法除去NaHCO3固體中的Na2CO3D.相同質量的Na2CO3和NaHCO3固體分別與足量稀鹽酸反應,NaHCO3產生的CO2

較多C思路點撥熟練掌握碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質差異及發(fā)生的反應,即可對相關問

題快速進行判斷。解析

常溫下,向飽和Na2CO3溶液中通入CO2氣體,有NaHCO3晶體析出,則相同溫

度下溶解度:Na2CO3>NaHCO3,A項正確;加熱兩粉末有氣體生成的是NaHCO3,無

氣體生成的是Na2CO3,B項正確;用加熱法可除去Na2CO3固體中的NaHCO3,C項錯

誤;結合Na2CO3、NaHCO3與足量鹽酸的反應可知,質量相同時,NaHCO3產生的CO2較多,D項正確。知識拓展

互滴法鑒別Na2CO3溶液與鹽酸結合兩試劑滴加順序不同,對應的實驗現(xiàn)象不同,只用試管和膠頭滴管(不用其他

試劑),即可鑒別Na2CO3溶液與鹽酸。實驗操作實驗現(xiàn)象及對應離子方程式將鹽酸逐滴加入Na2CO3溶液中開始無明顯現(xiàn)象,后來生成無色無味氣體:C

+H+

HC

、HC

+H+

CO2↑+H2O將Na2CO3溶液逐滴加入鹽酸中立即生成無色無味氣體:C

+2H+

CO2↑+H2O

侯德榜是我國著名愛國科學家,他放棄國外的優(yōu)厚待遇,毅然回國報效祖國,為我

國的化學工業(yè)辛勤奮斗了一生。他發(fā)明的侯氏制堿法在國際上獲獎,振奮了中國

人民的志氣。侯氏制堿法提高了食鹽的轉化率,縮短了生產流程,減少了對環(huán)境

的污染,將制堿技術發(fā)展到一個新的水平。侯德榜熱愛祖國、自強不息和艱苦創(chuàng)

業(yè)的精神,始終是后人學習的典范!問題1侯氏制堿法中先要向飽和NaCl溶液中通入NH3,再通入CO2,制成NaHCO3,通入氣體的順序能否顛倒?提示

CO2在水中的溶解度較小,而氨氣在水中的溶解度較大,且氨氣通入飽和NaCl溶液中形成的堿性環(huán)境有利于二氧化碳的吸收,即通入氣體的順序不能顛倒?？茖W探究與創(chuàng)新意識——探究侯氏制堿法的原理問題2反應過程中有什么現(xiàn)象?該反應的化學方程式是什么?提示

反應過程中有晶體析出,化學方程式為NaCl+NH3+CO2+H2O

NaHCO3↓+NH4Cl。問題3向飽和碳酸鈉溶液中通入足量的二氧化碳,有什么現(xiàn)象?為什么?提示

有晶體析出。CO2與飽和Na2CO3溶液反應生成NaHCO3,生成NaHCO3的質

量大于參加反應的Na2CO3的質量,又因為常溫下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,且

反應中消耗水,因此會有NaHCO3晶體從溶液中析出。侯氏制堿法的工業(yè)流程與原理(1)工藝流程簡圖通入氣體的順序:先通NH3(極易溶于水)、后通CO2;該流程中可循環(huán)使用的物質有:CO2氣體、食鹽水。(2)侯氏制堿法的原理:NaCl+NH3+CO2+H2O

NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3

Na2CO3+CO2↑+H2O。

例題我國杰出化學家侯德榜根據NaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl都小的性質,運用