高考化学鲁科版教学案第1章 第1节 钠及其化合物Word格式.docx
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2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
实验探究:
Na与H2O(含酚酞)反应的现象及解释
(3)与乙醇反应:
2Na+2C2H5OH―→2C2H5ONa+H2↑。
(4)与酸(HCl)反应:
2Na+2HCl===2NaCl+H2↑。
(5)与盐(CuSO4)溶液反应:
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4。
4.钠的制备、保存与用途
(1)制备:
2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑。
(2)保存:
金属钠保存在煤油或石蜡油中,使之隔绝空气与水。
(3)用途
5.焰色反应
(1)定义:
金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。
(2)实验步骤
①烧:
实验开始时,将铂丝(或光洁无锈的铁丝)放在酒精灯(最好用煤气灯)外焰上灼烧,至与原火焰颜色相同为止。
②蘸、烧:
将铂丝(或铁丝)蘸取需要检验的试样,在外焰上灼烧,观察火焰颜色。
③洗、烧:
将铂丝(或铁丝)用盐酸洗净后,在外焰上灼烧至无色,以除去金属丝表面可能残留的杂质。
(3)应用
①用于检测某种金属元素是否存在。
②添加到烟花中,使焰火更加绚丽多彩。
(4)常见元素的焰色
Na——黄色;
K——紫色(透过蓝色钴玻璃)。
[深度归纳] 1.钠与水、酸反应的实质都是与H+的反应。
2.钠与溶液反应的思维模板
(1)金属钠与酸溶液的反应
钠首先与酸反应,且反应比在纯水中剧烈,当酸反应彻底后,再与水反应。
(2)金属钠与盐溶液的反应
钠与盐溶液反应,不能置换出盐中的金属,因钠先与水反应,然后再考虑生成的NaOH是否能与盐进一步发生复分解反应。
注意:
钠与乙醇反应,钠块先沉在液面下,后上下浮动、能看到钠块表面冒出气泡,钠块并不能熔化成小球。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×
”)
(1)Na与O2反应的产物可能是Na2O也可能是Na2O2。
( )
(2)Na与酸液、盐溶液反应,均先与H2O反应。
(3)Na投入CuCl2溶液中,溶液有红色固体生成。
(4)金属钠着火时,可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火。
(5)钠与水反应的离子方程式为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
(6)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化。
(7)电解NaCl溶液可以获得金属钠。
(8)实验完毕后剩余的金属钠要放入废液缸中。
答案:
(1)√
(2)×
(3)×
(4)×
(5)√ (6)×
(7)×
(8)×
2.
(1)金属钠露置在空气中会发生一系列变化,其过程:
银白色金属钠
表面变暗
出现白色固体接着表面变稀
白色块状固体
白色粉末状物质
请写出上述各步反应的化学方程式。
_______________________________________________________、
_______________________________________________________。
(2)将一小块金属钠分别投入盛有:
a.水、b.乙醇、c.稀盐酸的三个小烧杯中,反应速率由大到小的顺序为______。
解释反应速率不同的原因:
_____________________________________________________________
______________________________________________________________
____________________________________________________________。
(1)①4Na+O2===2Na2O
②Na2O+H2O===2NaOH
③2NaOH+CO2+9H2O===Na2CO3·
10H2O
④Na2CO3·
10H2O===Na2CO3+10H2O
(2)c>
a>
b HCl为强电解质,H2O为弱电解质,乙醇为非电解质,三者c(H+):
c>
b,故反应速率:
b
考法1 钠与水反应的拓展空间
1.(2019·
合肥质检)将金属钠放入盛有某溶液的小烧杯中,有气体产生,恢复至原温度有白色沉淀产生。
该溶液可能是( )
①MgSO4溶液 ②Na2SO4稀溶液 ③饱和澄清石灰水
④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥饱和Na2CO3溶液
A.①④⑤⑥B.③④⑤⑥
C.②④⑤⑥D.①③④⑥
D [2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,①中Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;
②中NaOH与Na2SO4不反应,得不到沉淀;
③中反应消耗水,析出Ca(OH)2沉淀;
④中Ca2++HCO
+OH-===CaCO3↓+H2O;
⑤生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀,不符合题意;
⑥水减少,c(Na+)增大,有碳酸钠晶体析出。
]
2.(2019·
石家庄模拟)向分别盛有100mL水、100mL0.1mol·
L-1盐酸、100mL0.01mol·
L-1NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05molNa。
下列有关说法正确的是( )
A.三个烧杯中均先发生的离子反应为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应,且X烧杯中的反应最剧烈
C.三个烧杯反应后,溶质的物质的量浓度相同
D.三个烧杯反应后,生成的气体的质量一定相同
D [A项,Na与HCl反应的离子方程式为2Na+2H+===2Na++H2↑;
B项,钠与盐酸反应最快,即Y烧杯中的反应最剧烈;
C项,X烧杯中生成0.05molNaOH、Y烧杯中含有0.01molNaCl和0.04molNaOH、Z烧杯中含有0.051molNaOH。
考法2 钠的实验探究
3.(2019·
衡水模拟)在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应,实验时,往100mL大试管中先加40mL煤油,取三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)。
下列叙述错误的是( )
A.剩余的钠放回原试剂瓶
B.溶液中有气泡生成,下层溶液出现白色絮状沉淀
C.大试管内和长颈漏斗内的液面都下降
D.钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式为2Na+FeSO4+2H2O===Fe(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
C [剩余的金属钠应放回原瓶,A正确;
钠与水反应生成NaOH和H2,NaOH与FeSO4反应生成白色絮状沉淀,B正确;
由于生成H2,反应一段时间后,大试管内液面下降,长颈漏斗中液面上升,C错误;
Na与FeSO4反应生成Fe(OH)2、H2和Na2SO4,D正确。
4.下列关于钠的实验现象的叙述中,不正确的是( )
选项
实验操作
实验现象
A
切开钠,观察其颜色的变化
钠切面颜色变暗,最后呈淡黄色
B
把小块钠投入硫酸铜溶液中
钠浮在水面上、四处游动、产生蓝色沉淀
C
把小块钠投入饱和氢氧化钙溶液中
钠浮在水面上、四处游动、溶液出现白色浑浊
D
把氯气通入盛有钠的集气瓶中并点燃
钠与氯气剧烈反应,产生大量白烟
考点二|钠的氧化物和氢氧化钠
1.钠的氧化物
(1)氧化钠和过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
阳、阴离子个数比
Na+与O2-之比为2∶1
Na+和O
之比为2∶1
氧的化合价
-2
-1
颜色
白色
淡黄色
与H2O反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===
4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===
2Na2CO3+O2
(2)Na2O2的强氧化性
试剂
现象
反应原理并解释
SO2气体
-
Na2O2+SO2===Na2SO4
FeCl2溶液
有红褐色
沉淀生成
4Na2O2+4FeCl2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl
Na2SO3溶液
Na2O2+Na2SO3+H2O===
Na2SO4+2NaOH
氢硫酸
溶液变浑浊
Na2O2+H2S===S↓+2NaOH
酚酞溶液
溶液先变红后退色
与水反应生成NaOH,Na2O2的强氧化性使之退色
品红溶液
溶液红色退去
Na2O2的强氧化性使之退色
[深度归纳] Na2O2与CO2、H2O的有关定量关系
(1)气体物质的量或体积关系
若CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量是原气体体积的
,等于生成氧气的量,即ΔV=V(O2)=
V(原气体)。
(2)固体质量关系
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”、H2O(g)中的“H2”;
可以看作发生相应的反应:
Na2O2+CO===Na2CO3、Na2O2+H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)。
(3)电子转移关系
2Na2O2~2H2O(2CO2)~O2~2e-。
(4)先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物反应,解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完成后,Na2O2再与H2O(g)发生反应(实际情况复杂得多)。
2.氢氧化钠
(1)物理性质:
NaOH的俗名为烧碱、火碱或苛性钠;
它是一种白色固体,易溶于水并放出大量的热,有吸水性;
吸收空气中的水分而潮解;
有很强的腐蚀性。
(2)化学性质
①具有碱的通性
②其他反应
与金属铝反应:
2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑。
与非金属单质反应:
Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
酯类水解:
CH3COOC2H5+NaOH
CH3COONa+C2H5OH。
(3)NaOH的制取
①土法制碱:
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH。
②现代工业制碱:
2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑。
(1)烧碱、纯碱均为强碱,不能盛放在玻璃瓶中。
(2)CO2通过Na2O2粉末反应后固体物质的质量不变。
(3)Na2O、Na2O2与水反应均生成NaOH,故二者均为碱性氧化物。
(4)Na2O2与CO2、H2O反应时,Na2O2只作氧化剂。
(5)Na2O2与Na2O中的阴、阳离子的个数比均为1∶2。
(6)78gNa2O2和62gNa2O分别投入200g水中,所得溶液的浓度相同。
(1)×
(2)×
(5)√ (6)√
2.对于Na2O2与H2O的反应
(1)氧化剂是________,还原剂是________。
(2)1molNa2O2与水完全反应时,转移的电子数为________。
(3)反应的离子方程式为___________________________________。
(4)7.8gNa2O2与足量水完全反应时,标准状况下生成O2的体积为________L。
(1)Na2O2 Na2O2
(2)NA或6.02×
1023个
(3)2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑
(4)1.12
考法1 Na2O2的性质及应用
济南模拟)钙和钠相似,也能形成过氧化物,则下列叙述正确的是
A.过氧化钙的化学式是Ca2O2
B.1mol过氧化钠或过氧化钙跟足量水反应都生成0.5mol氧气
C.过氧化钙中阴阳离子数之比为2∶1
D.过氧化钙中只含离子键
B [过氧化钙的化学式是CaO2,故A错误;
由2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,2CaO2+2H2O===2Ca(OH)2+O2↑,都是1mol过氧化物跟足量水反应都生成0.5molO2,B项正确;
过氧化钙中阴离子为过氧根离子,过氧化钙中阴阳离子数之比为1∶1,故C错误;
过氧化钙中既含离子键又含有共价键,故D错误。
2.已知硫酸亚铁溶液中加入Na2O2时发生反应:
4Fe2++4Na2O2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8Na+,下列说法正确的是( )
A.该反应中氧化剂是Na2O2,还原剂是FeSO4
B.若Fe2+失去4mol电子,生成氧气的体积约为22.4L
C.4molNa2O2参加反应,共得到6mol电子
D.反应过程中可以看到白色沉淀先转化为灰绿色后转化为红褐色
C [该反应中Fe2+失电子作还原剂,Na2O2中的氧元素既得电子又失电子,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,A错误;
未指明温度和压强,无法计算生成的氧气的体积,B错误;
该反应中转移6e-,且只有Na2O2中的氧元素得电子,4molNa2O2参加反应,共得到6mol电子,C正确;
反应过程中Fe2+直接被氧化生成Fe3+,形成Fe(OH)3沉淀,反应过程中无Fe(OH)2生成,D错误。
3.比较下列四组反应,回答下列问题:
一组:
①Na2O2+CO2
②Na2O2+SO2
二组:
③Na2O2+FeCl3(溶液)
④Na2O2+FeCl2(溶液)
三组:
⑤SO2通入品红溶液中,加热
⑥Na2O2加入到品红溶液中,加热
四组:
⑦NaOH溶液滴入紫色石蕊试液中
⑧Na2O2固体加入到紫色石蕊试液中
(1)写出①反应的化学方程式:
_______________________________
______________________________________________________,
有同学类比①的反应写出②的反应方程式为2Na2O2+2SO2===2Na2SO3+O2,你认为是否合理?
________(填“合理”或“不合理”)。
(2)比较分析③④反应中可能发生的现象,相同点:
______________
_______________________________________________________,
差异:
_________________________________________________。
(3)预测⑤可能的现象:
___________________________________,
⑥可能的现象:
_________________________________________。
(4)判断⑦⑧反应中可能发生的现象:
⑦_____________________________________________________,
⑧_____________________________________________________。
解析:
(1)Na2O2具有强氧化性,可能发生:
Na2O2+SO2===Na2SO4。
(2)FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3,Fe(OH)3是不溶性的红褐色沉淀;
④中Fe2+具有强还原性,易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3,Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有O2产生。
(3)SO2的漂白性是由于它能与某些有色物质生成易分解的无色物质,Na2O2的漂白性是因其具有强氧化性。
(4)Na2O2与H2O反应生成NaOH呈碱性,同时Na2O2又有漂白性。
(1)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 不合理
(2)均会有红褐色沉淀生成并有气体逸出 ④中气体明显少于③中气体
(3)溶液红色退去,加热后又恢复红色 溶液红色退去,加热后不能恢复红色
(4)溶液变蓝 溶液先变蓝后退色
考法2 Na2O2与CO2、H2O反应的有关计算
[典例导航]
(2019·
聊城模拟)200℃时,11.6gCO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6g,则原混合气体的总物质的量是( )
A.0.125mol B.0.25mol
C.0.5molD.1mol
[思路点拨]
―→
O2(11.6g-3.6g)―→n(O2)=0.25mol―→n(CO2)+n(H2O)=0.5mol。
C [根据质量守恒定律可知,生成O2的质量为11.6g-3.6g=8g,n(O2)=
=0.25mol,根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知,CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25mol×
2=0.5mol。
(1)上述反应共转移电子的物质的量________mol。
(2)上述混合气体中CO2和H2O(g)的物质的量之比为________。
(3)Na2O2的质量至少为________g。
(1)0.5
(2)1∶4 (3)39
4.(2019·
邯郸模拟)将Na2O、Na2O2、Na和足量NaHCO3的混合物置于密闭容器中充分加热,经足够长的时间后排放出所有气体物质,则最终残留的固体物质是( )
A.Na2O2与Na2CO3 B.Na2CO3
C.NaOH和Na2CO3D.Na2CO3、Na2O2、NaOH
B [NaHCO3足量,生成的H2O和CO2足量,使Na2O、Na2O2、Na反应完全,最终变成Na2CO3。
5.在密闭容器中充入CO2、CO、CH4的混合气体共mg,若加入足量的Na2O2,充分振荡并不断用电火花引燃至反应完全,测得固体质量增加mg,则CO2与CH4的体积比为( )
A.3∶1B.2∶1
C.1∶1D.任意比
C [要满足条件混合气体的平均组成为(CO)mHn,故CH4与CO2的体积比为1∶1。
考法3 碱金属及特殊的含钠化合物的性质和应用
6.金属活动性顺序表中K在Na的前面,K与Na在性质上具有很大的相似性。
下面是根据Na的性质对K的性质的预测,其中不正确的是( )
A.K在空气中可以被空气中的氧气氧化
B.K可以与乙醇发生反应生成氢气
C.K与水的反应不如钠与水的反应剧烈
D.K也可放在煤油中保存
C [K比Na活泼,K在空气中可以被O2氧化,A正确;
Na与乙醇反应放出H2,K也能与乙醇反应放出H2,B正确;
K与水的反应比Na与水的反应剧烈,C错误;
Na、K均可保存在煤油中,D正确。
7.(2019·
大连高三测试)氢化钠和硼氢化钠,广泛应用于工业生产。
(1)氢化钠(NaH)中氢元素的化合价为________。
(2)NaH能与水剧烈反应:
NaH+H2O===NaOH+H2↑,该反应中的氧化剂是________,氧化剂与还原剂的物质的量之比是________。
(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛,该反应的化学方程式为_____________________________________________
(4)硼氢化钠(NaBH4)与H2O反应生成NaBO2和H2的化学方程式为______________________________,此反应中NaBH4作________剂。
(1)氢化钠(NaH)中钠元素化合价为+1,化合物中元素化合价代数和为0,则氢元素的化合价为-1。
NaH+H2O===NaOH+H2↑,NaH中氢元素化合价由-1变为0,作还原剂,H2O中氢元素化合价由+1变为0,作氧化剂,该反应中的氧化剂是H2O,氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1。
(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛,氢元素化合价升高为+1,钛元素化合价由+4变为0,据此可写出化学方程式。
(4)NaBH4中H为-1价,具有强还原性,可还原H2O:
NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑
(1)-1
(2)H2O 1∶1 (3)2NaH+TiCl4
Ti+2NaCl+2HCl↑(或4NaH+TiCl4
Ti+4NaCl+2H2↑)
(4)NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑ 还原
课堂反馈 真题体验
[一题串知,落实考法]
已知A、B、C、D是单质及其化合物,其焰色反应均为黄色,存在如图转化(部分反应物或生成物已略去)
(1)若A为金属钠,则E为________,A与水反应的离子方程式为____________________________________________________________。
[考查Na的性质]
(2)若A为过氧化钠,则E为________,A与CO2反应的化学方程式为_________________________________________________________,
A与水反应的离子方程式为_________________________________。
若A的质量为7.8g,与足量水反应,转移电子的物质的量为________。
[考查Na2O2的性质]
(3)过氧化钠是碱性氧化物吗?
________(选填“是”或“不是”)。
过氧化钠的电子式为________,过氧化钠中阴、阳离子个数比是________。
[考查Na2O2的结构]
(4)①向C、D溶液分别加入足量Ca(OH)2溶液,现象分别是________、________,有关离子方程式为________________________
________________、__________________
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