2012屆高考化學(xué)復(fù)習(xí):鈉及其重要化合物

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
第三單元第1講鈉及其重要化合物
解讀與闡釋
考綱要求權(quán)威解讀
  了解鈉及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。  常見的考查形式:①鈉與水、氧氣反應(yīng)的現(xiàn)象及分析;②Na2O2、Na2CO3、NaHCO3的性質(zhì)及簡單計算;③結(jié)合實驗、框圖推斷考查鈉及其化合物的綜合應(yīng)用。
梳理與整合
一、鈉
導(dǎo)學(xué)誘思
金屬鈉露置在空氣中會發(fā)生什么樣的反應(yīng)(寫出5個方程式)?最終生成什么物質(zhì)?
答:①_________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
教材回歸
1.與非金屬反應(yīng)
4Na+O2===2Na2O 現(xiàn)象:空氣中,鈉的切面變暗。
2Na+O2=====點燃______ 現(xiàn)象:____________________。
2Na+Cl2=====點燃____ 現(xiàn)象:__________________。
2.與水反應(yīng)
鈉____在水面上,與水劇烈反應(yīng)并熔化成一個閃亮的小球,小球四處____,發(fā)出嘶嘶的聲音,小球逐漸減小,最后消失,滴加酚酞試劑后溶液變____。反應(yīng)的離子方程式為______________________________。

①Na與氧氣反應(yīng)因條件不同,產(chǎn)物也不相同;②Na的性質(zhì)很簡單,用一句話[鈉與酸、水、氯、氧、硫(均反應(yīng)),安全保存煤油中]和一段話記憶:銀白輕低軟,傳導(dǎo)熱和電,遇氧產(chǎn)物變,遇氯生白煙,遇水記五點,浮熔游鳴紅,遇酸酸優(yōu)先,遇鹽水在前。
二、鈉的重要化合物
導(dǎo)學(xué)誘思
(1)怎樣鑒別Na2O、Na2O2?
答:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)利用澄清石灰水能否鑒別Na2CO3、NaHCO3溶液?用鹽酸呢?
答:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
________________________________________________________________________。
教材回歸
1.Na2O和Na2O2的比較
氧化物Na2ONa2O2
色態(tài)
屬性____性氧化物過氧化物
電子式
氧元素的
化合價
所含離子存在________離子存在__________離子
與H2O
反應(yīng)
與CO2反應(yīng)
用途?供氧劑、漂白、殺菌等
保存隔絕空氣隔絕空氣
2.Na2CO3、NaHCO3的比較
Na2CO3俗名____,也叫____,溶液呈____性;NaHCO3俗名______,溶液也呈____性,溶解度比Na2CO3____。
完成下列(1)、(2)、(3)的離子方程式:
(1)加入過量鹽酸
Na2CO3:______________,NaHCO3:______________;
(2)加入過量澄清石灰水
Na2CO3:______________,NaHCO3:______________;
(3)向Na2CO3溶液中通入CO2氣體,離子方程式是______________________;
(4)加熱Na2CO3和NaHCO3固體混合物的化學(xué)方程式是________________________。
三、焰色反應(yīng)
導(dǎo)學(xué)誘思
怎樣鑒別NaCl、KCl?__________________________。
教材回歸
1.概念
很多金屬或它們的化合物在灼燒時,都會使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色,這在化學(xué)上叫做焰色反應(yīng)。
2.常見元素的焰色
鈉元素:____;鉀元素:____(透過__________)。

注意焰色反應(yīng)是物理變化,屬于元素的性質(zhì),所以不論灼燒Na2CO3、NaCl、Na2SO4還是鈉單質(zhì)燃燒,均發(fā)出黃色火焰。
理解與深化
一、鈉與鹽的反應(yīng)
1.與鹽溶液的反應(yīng)
將鈉投入CuSO4溶液中,反應(yīng)方程式為2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑,現(xiàn)象:鈉浮在水面上,發(fā)生劇烈反應(yīng)并熔化成一個閃亮的小球,小球四處游動發(fā)出嘶嘶的聲音,鈉球逐漸減小,最后消失,溶液中生成藍(lán)色沉淀。
2.與熔融鹽反應(yīng)
4Na+TiCl4=====高溫4NaCl+Ti
【例1】 (改編組合)把小塊金屬鈉分別投入到盛有飽和NaCl溶液、飽和NH4Cl溶液、FeCl3溶液的燒杯中,填寫下表:

現(xiàn)象化學(xué)方程式
飽和NaCl溶液
飽和NH4Cl溶液
FeCl3溶液

鈉與鹽的水溶液反應(yīng)時,實質(zhì)上是鈉先與水反應(yīng)生成H2和NaOH,然后再分析生成的NaOH是否與鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),不能理解為一個簡單的置換反應(yīng)。
二、Na2O2的化學(xué)性質(zhì)
1.Na2O2與H2O、CO2反應(yīng)
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
上述反應(yīng)可從以下三個角度來認(rèn)識。
(1)從氧化還原角度
Na2O2與H2O、CO2反應(yīng)均有O2生成,在反應(yīng)中Na2O2既表現(xiàn)氧化性也表現(xiàn)還原性,H2O、CO2在此反應(yīng)中既不是氧化劑,也不是還原劑。
(2)從物質(zhì)的量的角度
2 mol的Na2O2不論與水還是與CO2反應(yīng)均生成1 mol O2,轉(zhuǎn)移2 mol e-,消耗2 mol H2O或2 mol CO2。
(3)從反應(yīng)先后順序的角度
Na2O2與水蒸氣、CO2混合氣體反應(yīng)時,Na2O2可視為首先與CO2反應(yīng)生成Na2CO3,CO2反應(yīng)完后,剩余的Na2O2再與水蒸氣反應(yīng)生成NaOH。
2.Na2O2的強(qiáng)氧化性
Na2O2具有強(qiáng)氧化性,可氧化還原性物質(zhì),如:
(1)Na2O2能氧化還原性氣體SO2:Na2O2+SO2===Na2SO4。
(2)Na2O2投入FeCl2的溶液中,可將Fe2+氧化成Fe3+,同時生成Fe(OH)3沉淀。
(3)Na2O2投入Na2SO3中,可將SO2-3氧化成SO2-4。
(4)Na2O2因有較強(qiáng)的氧化性,所以有漂白性,能使品紅褪色。
【例2】 1 mol Na2O2與2 mol NaHCO3固體混合后,在密閉容器中加熱充分反應(yīng),排出氣體物質(zhì)后冷卻,殘留的固體物質(zhì)是(  )。
A.Na2CO3
B.Na2O2 Na2CO3
C.NaOH Na2CO3
D.Na2O2 NaOH Na2CO3

在解決有關(guān)過氧化鈉的計算時,除了要注意過氧化鈉與水、二氧化碳反應(yīng)的先后順序外,我們也可以用總方程式來計算。
三、關(guān)于碳酸鈉、碳酸氫鈉主要性質(zhì)的比較及鑒別
1.鑒別方法
(1)固體
我們通常根據(jù)熱穩(wěn)定性不同鑒別,分別加熱少量固體,若發(fā)生分解反應(yīng),將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中,石灰水變渾濁的原試劑是NaHCO3,另一試劑為Na2CO3。
(2)溶液
鑒別其溶液時我們不能用加熱方法,常用以下三種方法:
①沉淀法:分別取其稀溶液,滴加BaCl2或CaCl2稀溶液,產(chǎn)生沉淀的原試劑為Na2CO3,另一試劑為NaHCO3。
②氣體法:分別取等濃度的溶液,加入等濃度、等體積的鹽酸,反應(yīng)快的是NaHCO3,另一試劑為Na2CO3。
③溶液的酸堿性:用pH試紙測其相同濃度的稀溶液,碳酸鈉溶液的pH大于碳酸氫鈉溶液的pH。
2.轉(zhuǎn)化
NaHCO3 Na2CO3
3.與足量鹽酸反應(yīng)的比較
(1)反應(yīng)速率
由于Na2CO3需逐步結(jié)合兩個H+(H++CO2-3===HCO-3、H++HCO-3===CO2↑+H2O)才放出CO2,故NaHCO3與鹽酸反應(yīng)放出CO2的速率快。
(2)耗酸量
①等物質(zhì)的量的Na2CO3 與NaHCO3前者耗酸量是后者的2倍;②等質(zhì)量的Na2CO3 與NaHCO3前者耗酸量多。
(3)CO2的生成量
等物質(zhì)的量時產(chǎn)生的CO2相等;等質(zhì)量時,NaHCO3產(chǎn)生的CO2多。
4.差量法在NaHCO3分解計算中的應(yīng)用
如m g NaHCO3與Na2CO3固體混合物加熱分解后,恢復(fù)到原溫度質(zhì)量變?yōu)閚 g,可用差量法計算出原NaHCO3的物質(zhì)的量,格式如下:
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O Δm
2 mol 62 g
x mol              (m-n) g
列比例式2 molx mol=62 g?m-n? g,即可求出。
【例3】 下列敘述中正確的是(  )。
A.向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2 至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaHCO3飽和溶液,又有CaCO3沉淀生成
B.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物質(zhì)的量的稀鹽酸,生成的CO2與原Na2CO3的物質(zhì)的量之比為1∶2
C.等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3分別與足量鹽酸反應(yīng),在同溫同壓下,生成的CO2體積相同
D.向Na2CO3飽和溶液中通入CO2,有NaHCO3結(jié)晶析出

在解決這種類型的題時,一定要注意是等質(zhì)量還是等物質(zhì)的量,鹽酸的量是足量、少量、還是具體數(shù)值;還應(yīng)注意,在相同條件下,碳酸氫鈉的溶解度小于碳酸鈉。
對點訓(xùn)練為了檢驗?zāi)澈蠳aHCO3雜質(zhì)的Na2CO3樣品的純度,現(xiàn)將w1 g樣品加熱,其質(zhì)量變?yōu)閣2 g,則該樣品的純度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))是(  )。
A.84w2-53w131w1 B.84?w1-w2?31w1
C.73w2-42w131w1 D.115w2-84w131w1
實驗與探究
Na2CO3與NaHCO3的鑒別及性質(zhì)比較
Na2CO3與NaHCO3是日常生活中常接觸到的兩種鈉鹽,高考經(jīng)常將二者的鑒別、用途、推斷、計算等作為熱點來考查,解題時要注意分析儀器的特點及注意排除雜質(zhì)的干擾,對實驗進(jìn)行正確地設(shè)計和評價。
實驗典例
某校四個化學(xué)課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體,分別用不同方法做了以下實驗,如圖Ⅰ~Ⅳ所示。

(1)一、二兩小組分別用圖Ⅰ、Ⅱ所示裝置進(jìn)行實驗,其中能夠達(dá)到實驗?zāi)康牡氖莀_____(填實驗裝置序號)。
(2)接著三、四小組用圖Ⅲ、Ⅳ所示裝置實驗,均能鑒別這兩種物質(zhì),但與實驗Ⅲ相比,實驗Ⅳ的優(yōu)點是________(填選項序號)。
A.Ⅳ比Ⅲ復(fù)雜
B.Ⅳ比Ⅲ安全
C.Ⅳ比Ⅲ操作簡便
D.Ⅳ可以做到用同一套裝置在同一條件下進(jìn)行對比實驗,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中應(yīng)裝入的固體最好是____________(填化學(xué)式)。
(4)某同學(xué)將質(zhì)量為m1 g的NaHCO3固體放在試管中加熱片刻,冷卻后測得剩余固體的質(zhì)量為m2 g。試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________;生成的Na2CO3的質(zhì)量為______。
(5)將碳酸氫鈉溶液與澄清石灰水混合并充分反應(yīng)。
①當(dāng)澄清石灰水過量時,其離子方程式為____________________。
②當(dāng)碳酸氫鈉與氫氧化鈣物質(zhì)的量之比為2∶1時,所得溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式為______,請設(shè)計實驗檢驗所得溶液中溶質(zhì)的陰離子_____________________________________。
答案與解析
梳理與整合
一、
導(dǎo)學(xué)誘思
①4Na+O2===2Na2O 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ Na2O+CO2===Na2CO3 Na2O+H2O===2NaOH CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O
②最終生成Na2CO3
教材回歸
Na2O2 黃色火焰,生成淡黃色固體 2NaCl 劇烈燃燒,生成白煙
2.浮 游動 紅 2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
二、
導(dǎo)學(xué)誘思
(1)①通過物理性質(zhì):白色粉末為Na2O,淡黃色粉末為Na2O2;
②分別加到盛有水的試管中,把帶火星木條放在試管口,木條復(fù)燃的為Na2O2。
(2)用澄清的石灰水不能,因為澄清的石灰水與二者反應(yīng)均有白色沉淀生成;鹽酸可以,鹽酸與NaHCO3生成氣體的速率快。
教材回歸
1.白色粉末 淡黃色粉末 堿 Na+[∶O????∶]2-Na+
Na+[∶O????∶O????∶]2-Na+ -2。1 Na+、O2- Na+、O2-2 Na2O+H2O===2NaOH 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ Na2O+CO2===Na2CO3 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
2.純堿 蘇打 堿 小蘇打 堿 小
(1)2H++CO2-3===CO2↑+H2O H++HCO-3===CO2↑+H2O
(2)CO2-3+Ca2+===CaCO3↓ HCO-3+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O
(3)CO2-3+CO2+H2O===2HCO-3
(4)2NaHCO3=====△Na2CO3+CO2↑+H2O
三、
導(dǎo)學(xué)誘思
焰色反應(yīng)為黃色的是NaCl,透過藍(lán)色鈷玻璃焰色反應(yīng)為紫色的是KCl
教材回歸
2.黃色 紫色 藍(lán)色鈷玻璃

理解與深化
【例1】答案:
現(xiàn)象化學(xué)方程式
鈉浮在水面上,熔化成一個閃亮的小球,四處游動,并發(fā)出嘶嘶的聲音,鈉球逐漸減小,最后消失,放出無色無味氣體,析出晶體2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
鈉浮在水面上,熔化成一個閃亮的小球,四處游動,并發(fā)出嘶嘶的聲音,鈉球逐漸減小,最后消失,有刺激性氣味氣體放出2Na+2NH4Cl===2NaCl+H2↑+2NH3↑
鈉浮在水面上,熔化成一個閃亮的小球,四處游動,并發(fā)出嘶嘶的聲音,鈉球逐漸減小,最后消失,放出無色無味氣體,有紅褐色沉淀生成6Na+6H2O+2FeCl3===6NaCl+3H2↑+2Fe(OH)3↓
解析:Na與水溶液反應(yīng),一定有Na與水反應(yīng)時的現(xiàn)象,然后Na與水反應(yīng)生成的NaOH再與鹽反應(yīng)。(1)中會有NaCl晶體析出;(2)NaOH與NH4Cl反應(yīng)生成氨氣;(3)NaOH與FeCl3反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀。
【例2】A 解析:首先發(fā)生①2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,然后生成的CO2先與Na2O2發(fā)生反應(yīng)②2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,疊加上述兩個方程式2×①+②可得方程式4NaHCO3+2Na2O2 4Na2CO3+2H2O+O2↑,由化學(xué)方程式可以知道產(chǎn)物為Na2CO3、H2O、O2,排出氣體物質(zhì)后冷卻,殘留的固體物質(zhì)是Na2CO3,答案選A。
【例3】D 解析:CaCO3與CO2反應(yīng)生成Ca(HCO3)2,再加入NaHCO3飽和溶液無現(xiàn)象,A錯誤;向Na2CO3溶液中逐滴加入等物質(zhì)的量的稀鹽酸,僅生成NaHCO3,無CO2氣體放出,B錯誤;等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3,其中NaHCO3的物質(zhì)的量多,與足量HCl反應(yīng)時,放出的CO2多,C錯誤;D項發(fā)生的反應(yīng)為:Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3↓,由于NaHCO3的溶解度較小,故有結(jié)晶析出,正確。
對點訓(xùn)練 A 解析:設(shè)樣品中含雜質(zhì)NaHCO3的質(zhì)量為x g。
2NaHCO3=====△Na2CO3+CO2↑+H2O Δm
2×84 g 106 g 62 g
x g (w1-w2) g
解得x=84?w1-w2?31 g,所以w(Na2CO3)=w1-xw1×100%=84w2-53w131w1,A項正確。
實驗與探究
答案:(1)Ⅱ (2)D (3)NaHCO3
(4)2NaHCO3=====△Na2CO3+CO2↑+H2O 53?m1-m2?31
(5)①HCO-3+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O、贜a2CO3 取適量溶液,加入BaCl2溶液看是否生成沉淀
解析:(4)2NaHCO3=====△Na2CO3+CO2↑+H2O Δm
2×84 106 44 18 62
x m1-m2

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