家教教案教师版必修一 第三章Word格式.docx
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2Na+O2=Na2O2
钠在空气中变化过程:
(4)钠与其他非金属反应
钠具有很强的还原性,能和很多非金属发生反应,如:
S、Cl2等
6、焰色反应
许多金属或他们的化合物在燃烧时火焰呈现出特殊的颜色,这在化学上叫焰色反应。
这是一种物理变化,是某种元素的性质。
钠是黄色,钾是紫色(透过蓝色钴玻璃)
用品:
铂丝(或铁、铬、镍、钨等)、酒精灯(或煤气灯)、试剂。
步骤:
①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色。
②蘸取溶液(沾取固体)放在火焰上灼烧,观察火焰颜色,观察钾火焰颜色要透过蓝色的钴玻璃去观察。
③盐酸洗铂丝。
④铂丝在火焰上灼烧至原火焰色(如不能灼烧至原火焰色,则需再酸洗,再灼烧)。
⑤再蘸取(沾取)另外化学药品进行实验。
【拓展】碱金属元素(Li、Na、K、Ru、Cs、Fr)
1、原子结构
(1)相似性:
最外层均为1个电子,易失去一个电子
(2)递变性:
核电荷数依次增多,电子层数依次增多,原子半径依次增大,失电子能力依次增强,活泼程度增强
2、元素性质
均为活泼金属元素,最高正价均为+1价
失电子能力依次增强,金属性依次增强
3、单质性质
均具强还原性,均具轻、软、易熔的特点
还原性依次增强,密度趋向增大,熔沸点依次降低(原因,可与卤素对比),硬度趋向减小
4、化合物性质
氢氧化物均为强碱
氢氧化物的碱性依次增强
5、碱金属的性质规律与特例
(1)通常合金多呈固态,而钠钾合金却是液态。
(2)碱金属单质在空气或氧气中燃烧时,生成过氧化物甚至比过氧化物更复杂的氧化物,而Li只生成Li2O。
(3)碱金属单质密度一般随核电荷数增大而递增,但K的密度比Na小。
(4)碱金属单质一般跟水剧烈反应,但Li跟水反应缓慢(LiOH溶解度小)。
(5)碱金属单质因其活动性强,多保存在煤油中,而Li却因密度比煤油更小,只能保存在液体石蜡中。
(6)碱金属的盐一般都易溶于水,但Li2CO3却微溶。
(7)一般说,酸式盐较正盐溶解度大,但NaHCO3却比Na2CO3溶解度小。
(8)试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但IA金属Na、K等除外。
(9)一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属,但对IA非常活泼的金属Na、K等除外。
如:
2Na+CuSO4+2H2OCu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。
(10)Fr是放射性元素,所以在自然界中不存在。
例题精讲:
【例1】将金属钠分别投入下列物质的溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是()
A.HClB.K2SO4C.CuCl2D.饱和NaOH溶液
〖答案〗CD
【解析】活泼性很强的金属(如Na、K、Ca)与酸、碱、盐的反应实质都是与H+反应置换氢气,然后发生其他相关的物理、化学变化。
特别是与盐的反应,不可能置换其他金属。
二、钠的化合物
1、钠的氧化物的性质比较
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
类别
碱性氧化物
过氧化物(非碱性氧化物)
氧的价态
-2
-1
电子式
生成条件
常温
加热或点燃
热稳定性
不稳定(加热时被空气氧化)
稳定
与水反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2=Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
与盐酸反应
NaOH+HCl=NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
主要用途
用于制取少量Na2O2
强氧化剂、漂白剂、供氧剂
【拓展】1、Na2O2的强氧化性、漂白性
-1价介于氧的两种较稳定化合价0价和-2价之间,因此Na2O2既可以在一定条件下获得电子表现氧化性(如与SO2、Fe2+、品红等反应),也可以在一定条件下失去电子表现还原性(如与H+和MnO4反应),还可以在一定条件下发生歧化反应(如与H2O、CO2等反应);
但以氧化性为主。
①Na2O2与SO2反应:
Na2O2+SO2Na2SO4
②Na2O2投入FeCl2溶液中,可将Fe2+氧化成Fe3+,同时生成Fe(OH)3沉淀:
3Na2O2+6FeCl2+6H2O2FeCl3+4Fe(OH)3↓+6NaCl。
③Na2O2投入氢硫酸中,可将H2S氧化成单质硫,溶液变浑浊:
Na2O2+H2S2NaOH+S↓。
④Na2O2投入品红溶液中,可使品红溶液褪色(褪色原理与SO2不同)。
2、有关Na2O2与H2O、CO2反应的重要关系
2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O22H2O+2Na2O2=4NaOH+O2
(1)物质的量关系
无论是H2O或CO2得单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,H2O或CO2与放出O2的物质的量之比均为2:
1。
(2)气体体积关系
若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量的Na2O2时,气体体积的减少量等于原混合气体体积的1/2,也等于生成氧气的量。
(3)电子转移关系
当Na2O2与H2O、CO2反应时,物质的量关系为2Na2O2∽H2O∽2e-。
(4)固体质量关系
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”或H2O中的“H2”,可以看作发生相应的反应:
CO+Na2O2=Na2CO3;
H2+Na2O2=2NaOH(实际两反应不能发生)。
(5)先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物反应,可视为Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,再与H2O(g)发生反应。
2、碳酸钠、碳酸氢钠
(1)碳酸钠、碳酸氢钠主要性质比较
名称和化学式
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
俗名
纯碱、苏打
小苏打
颜色和状态
白色晶体
白色粉末
水中溶解性
易溶
易溶(比Na2CO3)小
不稳定2NaHCO3
Na2CO3+CO2+H2O
与酸反应
CO2-3+H+HCO-3
HCO-3+H+H2O+CO2
HCO-3+H+CO2+H2O
与某些碱反应
Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3+2
NaOH
NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3
+NaOH+H2O2NaHCO3+Ca(OH)2
CaCO3+Na2CO3+2H2O
与某些盐反应
BaCl2+Na2CO3BaCO3+2NaCl
NaHCO3+NaHSO4Na2SO4+
H2O+CO2
Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3
不反应
相互转化
Na2CO3NaHCO3
制法
NaOH+CO2NaHCO3
2NaHCO32Na2CO3+H2O+OC2
鉴别
加酸产生CO2加热难分解
加酸产生CO2较Na2CO3快加热分解出CO2
用途
制玻璃、肥皂、造纸、纺织
发酵粉、治胃酸过多
(2)鉴别:
1 热稳定性不同。
分别加热少量固体,若发生分解反应,将产生的气体通入澄清的石灰水中,石灰水变浑浊的原试剂是NaHCO3,另一个为Na2CO3。
2 和酸反应速率不同。
分别取一定质量的固体,加入等浓度、等体积的盐酸,反应快、产生气体多的为NaHCO3,另一个为Na2CO3。
3 阴离子不同。
分别取其稀溶液,滴加氯化钡稀溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的原试剂为Na2CO3,另一个为NaHCO3。
4 溶液的酸碱性。
测其稀溶液(0.1mol·
L1)的pH,Na2CO3溶液的pH在12左右,而NaHCO3溶液的pH在8左右。
(3)碳酸钠溶液与盐酸反应时,二者滴加的次序不同,产生的现象不同。
①向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量):
2HCl+Na2CO32NaCl+CO2↑+H2O。
②若向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(开始时酸不足):
HCl+Na2CO3NaCl+NaHCO3(无气泡),HCl+NaHCO3NaCl+CO2↑+H2O。
由以上分析可知,不同的滴加顺序产生不同的现象,这就是不用其他试剂鉴别Na2CO3溶液和盐酸的原理。
(4)碳酸氢钠和碳酸钠的制法
1 制取NaHCO3的方法
a.减压低温蒸干NaHCO3溶液。
NaHCO3遇热易分解,其水溶液加热更易分解,所以不可能采用常压下蒸发溶剂的方法制得NaHCO3晶体。
b.往饱和Na2CO3溶液中通入CO2,过滤得到晶体。
Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3
2 联碱法制纯碱原理
a.在饱和食盐水中通NH3饱和后,再通CO2:
NH3+CO2+H2ONH4HCO3
b.生成NH4HCO3的溶解度大,而c(Na+)也大,而NaHCO3溶解度小,故产生沉淀:
NaCl+NH4HCO3NaHCO3↓+NH4Cl,
总方程式:
NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl。
c.将析出沉淀加热,制得Na2CO3(纯碱)
注意:
不能先通入CO2达饱和后再通入NH3,因为CO2在水中的溶解度很小(1∶1),即使通入过量的NH3,所生成的NaHCO3、NH4Cl也很少,这样就无法制取NaHCO3。
3、氢氧化钠
(1)NaOH为强碱,具有碱的通性。
(2)CO2与NaOH溶液反应的计算
①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O②CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3
③CO2+NaOH=NaHCO3(①②之和)
反应情况
生成物
<
1:
2
NaOH过量,只发生①
Na2CO3、过量NaOH
=1:
恰好按①反应
Na2CO3
2<
<
1
①、均有
Na2CO3、NaHCO3
1
恰好按③反应
NaHCO3
>
按③反应,CO2有剩余
【例1】除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是()
A.通入二氧化碳气体B.加入氢氧化钡溶液
C.加入澄清石灰水D.加入稀盐酸
〖答案〗A
〖解析〗除杂方法要操作简便、效果好、不带来新的杂质、保留非杂质成份。
溶液中可用这样的方法:
Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3。
【例2】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)()
①Na2O1②Na2O
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