钠镁及其化合物一.docx
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钠镁及其化合物一
第1讲 钠、镁及其化合物
(一)
[考纲要求] 1.了解金属钠、镁及其重要氧化物的性质及有关计算。
2.以实验探究、框图推断考查钠及其重要氧化物的综合应用。
考点一 钠
1.物理性质
颜色
密度
熔点
比水____,比煤油____
____100℃
2.化学性质
主要化学反应
特别提醒
(1)实验室中钠常保存在煤油或者石蜡油中,使之隔绝空气和水。
但不能保存在四氯化碳和汽油中。
(2)钠与氧气反应,条件不同产物不同。
1.金属钠着火,不能用H2O、干冰灭火的原因是________________________________________________________________________,
通常用__________掩埋。
2.金属钠露置在空气中会发生一系列变化:
银白色金属钠
3.将一小块金属钠分别投入盛a水、b乙醇、c稀H2SO4的三个小烧杯中,反应速率由快到慢的顺序为______________。
解释反应速率不同的原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
特别提醒 钠与水、酸反应的实质都是与H+的反应。
3.Na与水(滴有酚酞)反应的现象及解释
实验现象
实验结论
浮在水面上
熔化成闪亮的银白色小球
四处游动,发出嘶嘶的响声
在反应后的溶液中滴入酚酞试液,溶液变成红色
4.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体,又有沉淀产生的是____________。
①MgSO4溶液 ②NaCl溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和澄清石灰水 ⑤Ca(HCO3)2溶液
5.有人设计
出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。
实验时,往100mL大试管中先加40mL煤油,取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞,通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至胶塞,并夹紧弹簧夹(如图)。
仔细观察,回答下列问题:
(1)有关钠反应的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)大试管的溶液中出现的现象:
________________________________________________________________________。
(3)装置中液面的变化:
大试管内 ;长颈漏斗内 。
(4)写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
归纳总结 金属钠与可溶性盐溶液的反应思考方法
考点二 氧化钠和过氧化钠
完成下列表格
化学式
Na2O
Na2O2
氧元素化合价
色、态
化学式
阴、阳离子
个数比
是否为碱性
氧化物
与水反应的
化学方程式
与CO2反应的
化学方程式
与盐酸反应的
化学方程式
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
转化关系
2Na2O+O2
2Na2O2
重要用途
强氧化剂、漂白剂、供氧剂
6.设阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是( )
A.1mol钠与氧气反应生成Na2O或Na2O2时,失电子数目均为NA
B.1molNa2O2与足量CO2反应时,转移2NA个电子
C.1mol·L-1的NaOH溶液中含Na+数目为NA
D.1molNa2O2晶体中含有的阴离子数目为2NA
7.过氧化钠的强氧化性
比较下列两组反应,回答下列问题。
一组:
①Na2O2+CO2 ②Na2O2+SO2
二组:
③Na2O2+FeCl3(溶液)④Na2O2+FeCl2(溶液)
问题:
(1)写出①、②两反应的化学方程式。
(2)判断③、④反应中可能发生的现象,为什么?
(3)Na2O2在什么情况下表现强氧化性?
8.某溶液中含有HCO
、SO
、CO
、CH3COO-4种阴离子。
向其中加入足量的Na2O2固体后,溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化)( )
A.CH3COO- B.SO
C.CO
D.HCO
(1)Na2O2的电子式为Na+[
]2-Na+,O
是个原子团。
(2)Na2O2与H2O、CO2的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应。
(3)在研究Na2O2与其他溶液反应时,要注意Na2O2的强氧化性和溶液的强碱性。
考点三 镁的提取和性质
1.镁的提取
(1)镁的存在:
自然界中的镁主要以________的形式存在于地壳和海水中,海水中镁的总储量约为__________。
(2)镁的提取过程
9.写出上述①②④⑤的离子方程式或化学方程式。
10.写出利用海边大量的贝壳制成石灰乳的化学方程式。
11.为什么要在HCl气流中加热MgCl2·6H2O获得MgCl2?
2.镁的性质
12.镁在常温下为什么具有抗腐蚀性?
13.镁在空气中燃烧可能发生哪几个化学反应?
14.冶炼金属镁时为什么电解熔融的MgCl2而不是熔融的MgO?
有关过氧化钠的定量计算
1.Na2O、Na2O2分别与H2O反应后浓度的定量分析
思考 等物质的量的Na2O和Na2O2分别投入等量且足量的水中,所得溶液的物质的量浓度有什么关系?
二者溶液的质量差是否相等?
归纳总结
(1)Na2O与Na2O2物质的量相等时,溶液的质量差相等。
(2)Na2O与Na2O2物质的量相等时,所得NaOH相等,同时消耗的水也相等,溶剂也相等,故二者物质的量浓度、质量分数均相等。
【例1】 往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠,然后各加入100mL水,搅拌,使固体完全溶解,则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是( )
A.甲<乙<丙<丁B.丁<甲<乙=丙
C.甲=丁<乙=丙D.丁<甲<乙<丙
2.Na2O2跟H2O、CO2反应的减量计算技巧
(1)Na2O2固体中滴入水,固体质量的变化
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ Δm
2×18g 32g 2×18g-32g,=4g
2×78g 4×40g 4×40g-2×78g,=4g
(2)Na2O2吸收CO2时,固体质量变化
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 Δm
2×78g 2×106g 2×106g-2×78g=56g
2×44g 32g 2×44g-32g=56g
(3)Na2O2吸收CO2时,气体体积差量
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 ΔV
2L 1L 2L-1L=1L
【例2】 物质的量相同的N2、O2、CO2混合后,通过Na2O2颗粒一段时间,测得体积变为原混合气体体积的
(同温同压下),此时N2、O2、CO2的物质的量之比为( )
A.1∶1∶0B.6∶9∶0
C.3∶4∶1D.3∶3∶2
3.Na2O2跟CO、H2的反应(在有足量O2存在的条件下)的计算技巧
2CO+O2
2CO2①
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2②
①+②得:
Na2O2+CO===Na2CO3(虚拟的反应)
即:
CO可被Na2O2完全吸收
2H2+O2
2H2O③
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑④
③+④得:
Na2O2+H2===2NaOH(虚拟的反应)
归纳总结 凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,Wg该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后,固体增重必为Wg。
或是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,即可满足该条件。
中学阶段常见的符合这一关系的物质有:
(1)无机物:
H2、CO及H2和CO的混合气体;,
(2)有机物:
CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。
【例3】 取ag某物质在O2中完全燃烧,将生成物与足量Na2O2固体完全反应,反应后,固体质量恰好也增加了ag,下列物质不能满足上述结果的是( )
A.H2B.CO
C.C6H12O6D.C12H22O11
过氧化钠与探究实验
【例4】 过氧化钠保存不当容易变质,生成Na2CO3。
(1)某过氧化钠样品已经部分变质,请你设计实验,限用一种溶液和水,证明过氧化钠已经变质:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)检验样品中还有过氧化钠的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【例5】 某课题研究小组的同学在查阅资料时得知,Na2O2与干燥的CO2不能发生反应,当有少量水存在时,Na2O2可与CO2发生反应生成Na2CO3和O2。
为了探究“二氧化碳是否在有水存在时才能与过氧化钠反应”。
某课题研究小组的同学们设计了如图所示的实验装置,分别进行甲、乙两次实验:
实验甲:
干燥的二氧化碳和过氧化钠的反应,在干燥的试管Ⅱ中装入Na2O2,在通入CO2之前,关闭K1和K2。
在试管Ⅰ内装入试剂X后,打开K1和K2,通入CO2,几分钟后,将带火星的木条插入试管Ⅲ的液面上,观察到木条不复燃,且Ⅱ中的淡黄色没有变化。
实验乙:
潮湿的二氧化碳和过氧化钠的反应,在试管Ⅰ内装入试剂Y,其他操作同实验甲,观察到木条复燃,且Ⅱ中的淡黄色变为白色。
请回答下列问题:
(1)在装入Na2O2后,通入CO2前,关闭K1和K2的目的是________。
(2)在实验甲中,试剂X是________,其作用是__________________;在实验乙中,试剂Y是________。
(3)根据上述两个实验现象,得到的结论是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)试管Ⅲ中的NaOH溶液的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)为了确保实验现象的准确性,制备CO2所用的反应物最好选用________(填字母)。
a.大理石 b.小苏打 c.烧碱
d.盐酸e.稀硫酸f.稀硝酸
高考题组一 有关Na、Na2O、Na2O2参与的离子
反应,氧化还原反应及其结构
1.判断下列说法是否正确,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)2Na2O2+2H2O―→4NaOH+O2↑
H2O既不是氧化剂也不是还原剂( )
(2011·上海,18A)
(2)Na2O2与H2O反应制备O2
Na2O2+H2O===2Na++2OH-+O2↑( )
(2010·天津理综,5B)
(3)钠与水反应
Na+H2O===Na++OH-+H2↑( )
(2008·广东理科基础,30A)
(4)用惰性电极电解熔融NaCl的离子方程式为2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-
( )
(2010·江苏,3A)
(5)1molNa与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,钠失去NA个电子( )
(2011·大纲全国卷,12D)
(6)Na2O、Na2O2组成元素相同,与CO2反应产物也相同( )
(2010·山东理综,13B)
(7)Na2O2的电子式为Na
·
·
Na( )
(2010·课标全国卷,7A)
高考题组二 钠及其氧化物的综合应用
2.过氧化钠可作为氧气的来源。
常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后,若固体质量增加了28g,反应中有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)( )
二氧化碳
碳酸钠
转移的电子
①
1mol
NA
②
22.4L
1mol
③
106g
1mol
④
106g
2NA
A.①③B.②④C.①④D.②③
3.(2010·安徽理综,13)将0.01mol下列物质分别加入100mL蒸馏水中,恢复至室温,所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)( )
①Na2O2 ②Na2O ③Na2CO3 ④NaCl
A.①>②>③>④B.①>②>④>③
C.①=②>③>④D.①=②>③=④
4.(2009·上海,10)9.2g金属钠投入到足量的重水中,则产生的气体中含有( )
A.0.2mol中子B.0.4mol电子
C.0.2mol质子D.0.4mol分子
5.(2007·全国理综Ⅱ,13)在一定条件下,将钠与氧气反应的生成物1.5g溶于水,所得溶液恰好能被80mL浓度为0.50mol·L-1的HCl溶液中和,则该生成物的成分是( )
A.Na2OB.Na2O2
C.Na2O和Na2O2D.Na2O2和NaO2
高考题组三 有关钠及其氧化物参与的元素综合推断
6.(2009·四川理综,27)已知A~O分别代表一种物质,它们之间的转化关系如下图所示(反应条件略去)。
A、B、H分别是由短周期元素组成的单质。
B与冷水缓慢反应,与沸水迅速反应,放出氢气。
D是一种离子化合物,其阴、阳离子的个数比为2∶3,且能与水反应得到两种碱。
C为淡黄色固体化合物,O能与G的水溶液反应生成蓝色沉淀。
请回答下列问题:
(1)组成B单质的元素位于周期表第________周期,第________族。
化合物C的电子式为________________。
(2)J的沸点比硒化氢(H2Se)的沸点高,其原因是_________________________________。
(3)写出I与H在点燃条件下反应生成A和J的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(4)写出D与足量的N反应生成E和F的化学方程式:
________________________________________________。
(5)上图中,在同一反应里一种物质既作氧化剂,又作还原剂,这样的反应共有________个。
高考题组四 镁及其化合物
7.(2011·上海,22)物质的量为0.10mol的镁条在只含有CO2和O2混合气体的容器中燃烧(产物不含碳酸镁),反应后容器内固体物质的质量不可能为( )
A.3.2gB.4.0gC.4.2gD.4.6g
8.(2011·广东理综,10)某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是( )
A.将水加入浓硫酸中得稀硫酸,置镁片于其中探讨Mg的活泼性
B.将NaOH溶液缓慢倒入MgSO4溶液中,观察Mg(OH)2沉淀的生成
C.将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤,洗涤并收集沉淀
D.将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中,加足量稀盐酸,加热蒸干得无水MgCl2固体
9.海洋是资源的宝库,海水中所含食盐高达4×1015t。
用海水可生产食盐和金属镁或镁的化合物,其过程如下图所示。
写出图中
(1)贝壳主要成分的化学式________________________________________________________________________。
(2)第④步反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
10.Mg(OH)2加热分解生成MgO和H2O,MgO是高熔点的化合物,某些材料因含有Mg(OH)2而具有阻燃性。
简析Mg(OH)2能够阻燃的原因。
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
11.现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。
已知实验中可能会发生下列反应:
①2Mg+O2
2MgO;
②3Mg+N2
Mg3N2;
③2Mg+CO2
2MgO+C;
④Mg+H2O
MgO+H2↑;
⑤Mg3N2+6H2O
3Mg(OH)2+2NH3↑
可供选择的装置和药品如下所示(镁粉、还原铁粉均已干燥,装置内所发生的反应都是完全的,整套装置的末端与干燥管相连)。
回答下列问题:
(1)在设计实验方案时,除装置A、E外,还应选择的装置(填字母代号)及其目的分别是________________________________________________________________________;
(2)连接并检查实验装置的气密性。
实验开始时,打开自来水的开关,将空气从5升的储气瓶压入反应装置,则气流流经导管的顺序是(填字母代号)______________________________________________________________________;
(3)通气后,如果同时点燃A、F装置的酒精灯,对实验结果有何影响?
________________________________________________________________________,
原因是________________________________________________________________________;
(4)请设计一个实验,验证产物是氮化镁:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
课时规范训练
教材习题回扣
1.下列有关金属钠的说法中,错误的是( )
A.钠只有在加热条件下才能与氯气反应
B.钠与氧气反应的产物与反应条件有关
C.钠在反应中易失电子,表现出还原性
D.钠应保存在煤油中
2.某工厂采用如下步骤从海水中提取镁:
①把贝壳制成石灰乳;②在引入的海水中加入石灰乳,沉降,过滤,洗涤;③将沉淀物与盐酸反应,结晶,过滤,得到含结晶水的晶体;④将所得晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁;⑤电解熔融氯化镁,得到金属镁。
(1)请写出步骤①、⑤中发生反应的化学方程式。
①________________________________________________________________________
⑤________________________________________________________________________
(2)在以上提取镁的过程中,没有涉及的化学反应类型是( )
A.分解反应B.化合反应
C.复分解反应D.置换反应
3.根据碳酸钠和碳酸氢钠的性质回答下列问题
(1)将少量碳酸钠溶液滴入足量的盐酸中现象______________,反应的离子方程式:
________________________________。
向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,过程中的现象:
____________________________________________________。
写出过程中的离子方程式:
______________________________________。
(2)请设计实验方案除去碳酸钠固体中混有的少量碳酸氢钠。
写出有关化学方程式。
(3)
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- 及其 化合物