高三化学一轮复习 第3章 金属及其化合物教案Word文档下载推荐.docx

高三化学一轮复习 第3章 金属及其化合物教案Word文档下载推荐.docx

《高三化学一轮复习 第3章 金属及其化合物教案Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三化学一轮复习 第3章 金属及其化合物教案Word文档下载推荐.docx（65页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

（3）钠与氧气反应

常温：

4Na+O2=2Na2O

点燃：

2Na+O2=Na2O2

钠在空气中变化过程：

【例2】

（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

二、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

【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。

三、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。

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

【注意】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。

【例2】将一块银白色金属钠放在空气中发生一系列斌华：

表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体（粉末），下列有关叙述不正确的是（）

A．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气发生反应生成了氧化钠

B．“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液

C．最后变成了碳酸钠粉末

D．该过程中所有的化学反应均为氧化还原反应

课后练习：

1．下列关于钠的说法不正确的是（）

A．金属钠和氧气反应，条件不同，产物不同

B．钠钾合金通常状况下呈液态，可作原子反应堆的导热剂

C．钠的化学活泼性很强，少量的钠可保存在有机溶剂CCl4中

D．由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动顺序表中钠后面的金属

〖解析〗4Na+O2=Na2O，2Na2O+O2=Na2O2，A正确；

B的说法是正确的，这是钠的重要用途之一；

钠的保存原则是将钠与空气和水隔绝，故应保存在密度小于钠的有机溶剂中，ρ（CCl4）>

ρ（Na），故C不正确；

盐溶液中的金属阳离子周围有一定数目的水分子包围着，不能和钠直接接触，另外，钠跟水反应速率很快，故不能从盐溶液中置换出金属。

〖答案〗C、D

2．（xx·

上海高考）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

〖解析〗由化学反应方程式：

2Na＋2D2O===2NaOD＋D2↑，可知9.2g金属钠完全反应产生0.2molD2，一个D原子中含1个质子、1个电子、1个中子，故0.2molD2中就含有0.4mol质子、电子和中子．

〖答案〗B

3．（xx·

潍坊模拟）取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象描述正确的是（　　）

①金属先熔化　②在空气中燃烧，放出黄色火花　③燃烧后得白色固体　④燃烧时火焰为黄色　⑤燃烧后生成浅黄色固体物质

A．②⑤B．①②③C．①④⑤D．④⑤

〖解析〗金属钠熔点低，放在燃烧匙里加热，先熔化为光亮的小球，在空气中燃烧，火焰呈黄色，燃烧后生成浅黄色的Na2O2.

〖答案〗C

4．（xx·

洛阳模拟）2008年9月27日，宇航员翟志刚成功完成中国历史上首次太空行走，使中国成为第三个独立掌握出舱活动技术的国家．宇航员出舱时，呼吸所需的氧气主要来自太空服中的呼吸面具．下列物质在一定条件下均能产生氧气，其中最适宜用于呼吸面具中供氧的是（　　）

A．HNO3B．H2O2C．KClO3D．Na2O2

〖解析〗Na2O2和呼吸气中的CO2、H2O可反应产生O2，适宜做呼吸面具中的供氧剂．

〖答案〗D

5．实验是人为的再现物质的变化过程，因此实验过程中要注意控制温度、压强、溶液的浓度等条件，因为同样的反应物在不同的条件下，会有不同的反应．下列各组中的两物质相互反应时，若改变反应条件（温度、反应物用量比），化学反应的本质并不改变的是（　　）

A．Na和O2B．NaOH和CO2C．Na2O2和CO2D．木炭（C）和O2

〖解析〗钠与氧气在常温和加热条件下产物分别为氧化钠和过氧化钠；

NaOH和CO2，相对用量不同可生成碳酸钠（碱过量）或碳酸氢钠（CO2过量）；

C和O2反应时也与相对用量有关，生成CO（氧气不足）或CO2（氧气过量）。

6．（xx·

汕头模拟）将4.34gNa、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应，在标准状况下得到672mL混合气体，将混合气体通电后恰好完全反应，则Na、Na2O、Na2O2的物质的量之比为（　　）

A．4∶3∶2B．1∶2∶1C．1∶1∶2D．1∶1∶1

〖解析〗根据化学方程式2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、O2＋2H2

2H2O计算可知，Na与Na2O2物质的量之比为2∶1，只有A项符合．

〖答案〗A

7．将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是[]

A．HClB．NaOHC．K2SO4D．CuSO4

〖解析〗少量钠投入上述四种物质的水溶液中，均有H2产生，故都满足题目的第一个条件“有气体放出”，而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。

在A、B、C三个选项中一只有H2放出，故溶液质量是增加的。

D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu（OH）2沉淀：

2Na+CuSO4+2H2O=Cu（OH）2↓+Na2SO4+H2↑，反应后溶液质量减轻。

〖答案〗D

8．将4.6g钠与1.6g硫粉迅速混合起来，并放在石棉网上加热，反应后生成的固体是[]

A、黄色固体混合物B、硫与硫化钠C、过氧化钠与硫化钠D、氧化钠与硫化钠

〖解析〗在加热条件下，钠既能与硫化合生成Na2S，也能与空气中的氧气反应生成Na2O2，而钠又是过量的，所以除生成Na2S外还有Na2O2生成。

〖答案〗A、C

9．A、B、C、D、E五种物质都含有同一元素，它们按下图所示关系相互转化，已知A为单质。

（1）写出A～E的化学式

（2）分别写出有关反应的化学方程式，其中属于氧化还原反应的，请标出电子转移的方向和数目

①A→B：

________②A→C：

________

③A→D：

________④C→D：

⑤C→E：

________⑥D→E：

________

〖答案〗

（1）Na、Na2O、Na2O2、NaOH、Na2CO3

〖实验探究〗钠与盐溶液反应

钠与CuSO4、Fe2（SO4）3溶液反应，先与水发生反应，然后发生盐与碱的反应。

钠与硫酸亚铁溶液反应很难完整地观察到反应全过程的有关现象。

有人用如图所示的装置进行实验改进：

先向试管内新制备的硫酸亚铁溶液的液面上覆盖一层汽油，然后将试管放入盛有热水的烧杯中，待试管中汽油层消失后，往试管中投入一小粒金属钠，并迅速塞上带有导管的单孔橡胶塞。

（1）实验中汽油的作用是。

（2）加入钠后观察到液面上有大量气泡逸出，溶液中有沉淀生成。

（3）如果往试管中加入汽油后立即投入钠粒，可能发生爆炸，其原因是。

（4）写出钠与硫酸亚铁溶液反应的离子方程式。

【解析】

（1）由于Fe（OH）2极易被氧化，要完整地观察到钠与硫酸亚铁溶液反应的有关现象，务必要将反应体系中的空气排净。

汽油具有挥发性且不溶于水，它的作用是受热时变为蒸气，可以将试管内的空气排净。

（2）金属钠投入硫酸亚铁溶液中，首先与溶液中的水反应生成NaOH和H2，然后生成的NaOH再与硫酸亚铁反应产生白色沉淀Fe（OH）2。

（3）由于钠与水反应剧烈且放出大量的热量，使生成的H2、汽油和试管里的空气混合，易燃烧发生爆炸。

（4）Na与FeSO4反应的化学方程式为：

2Na+FeSO4+2H2O=Fe（OH）2↓+Na2SO4+H2↑，

离子方程式为：

2Na+Fe2++2H2O=Fe（OH）2↓+2Na++H2↑

【答案】

（1）受热时气化，其蒸气将反应体系中的空气排净，起保护生成的Fe（OH）2不被氧化为Fe（OH）3的作用

（2）白色

（3）钠与水反应剧烈，放出大量的热量，使生成的H2、汽油和试管里的空气混合，易燃烧发生爆炸

（4）2Na+Fe2++2H2O=Fe（OH）2↓+2Na++H2↑

第三章金属及其化合物

第二课时钠的化合物

1、掌握钠的氧化物、碳酸钠、碳酸氢钠等化学性质。

2、掌握钠及其化合物相关的计算。

3、了解钠及化合物的探究性实验。

一、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

类别

化合价

电子式

制取方程式

化学键类型

与水反应

与CO2反应

与盐酸反应

主要用途

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+O2

2H2O+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。

【例1】

二、碳酸钠、碳酸氢钠

1、碳酸钠、碳酸氢钠主要性质比较及鉴别

名称

化学式

俗名

水溶液酸碱性

颜色、状态

水溶性

与盐酸反应及速率

热稳定性

用途

相互转化

（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。

【例2】

2、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。

【例3】

3、碳酸氢钠和碳酸钠的制法

（1）制取NaHCO3的方法

①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。

②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

①在饱和食盐水中通NH3饱和后，再通CO2：

NH3+CO2+H2ONH4HCO3

②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。

③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。

【例4】

三、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+H2O

②CO2+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5、6】

【例1】向含有Na2O2的密闭容器中通入一定量O2与C2H6的混合气体后，用电为花引燃，直至所有物质间的反应完全为止，冷却至室温后，容器内压强似近为零。

（1）若通过的O2和C2H6的体积比在最小值所发生的化学反应的总方程式：

Na2O2+C2H6+O2→

（2）当Na2O2的质量为2.34g时，通入的O2的物质的量的最大值为_____mol.

（3）当通入的气体为1molC2H6和xmolO2时，Na2O2的物质的量为____mol（有含X的表达式表示）。

（4）在右图中画了生成三种产物的总物质的量y（mol）随通入O2的物质的量xmol的不同而变化的函数图象。

（5）当Na2O2与O2的物质的量相等时，各产物的物质的量之和为___mol。

〖答案〗

（1）5Na2O2+C2H6+O2→2Na2CO3+6NaOH

（2）0.09

（09年海南化学·

3）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

〖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3】实验室有甲、乙两瓶无色溶液，其中一瓶是稀盐酸，另一瓶是碳酸钠溶液。

为测定甲、乙两瓶溶液的成分及物质的量浓度，进行以下实验：

①量取25.00mL甲溶液，缓慢滴入乙溶液15.00mL，共收集到224mL（标准状况）气体

②量取15.00mL乙溶液，缓慢滴入甲溶液25.00mL，共收集到112mL（标准状况）气体。

（1）判断：

甲是溶液，乙是溶液。

（2）写出实验2中所发生反应的离子方程式。

（3）求甲、乙溶液的物质的量浓度。

（8分）

（1）甲：

稀盐酸（1分）；

乙：

碳酸钠（1分）

（2）CO32—+H+→HCO3—（1分）；

HCO3—+H+→CO2↑+H2O（1分）

（3）0.8mol/L（2分）；

1.0mol/L（2分）

【例4】

（xx安徽卷）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）

①Na2O1②Na2O③Na2CO3④NaCl

A.①>

②>

③>

④B.①>

④>

③

C.①=②>

④D.①=②>

③=④

【答案】A

【解析】①②溶于水，溶质都是0.02moL,但前者有氧气生成，因此氢氧根浓度大，有①>

②;

③中碳酸根水解使得阴离子浓度稍大于④。

因此有A正确。

【例5】在1.00L1mol/L氢氧化钠溶液中通入16.8L标准状况下的CO2气体，所得的溶液中含有的溶质是（）

A．Na2CO3B．NaHCO3

C．Na2CO3和NaHCO3D．NaOH、Na2CO3和NaHCO3

【答案】C

【例6】

（xx上海卷）将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol·

L-1稀盐酸。

下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是

〖解析〗此题考查了元素化合物、图像数据的处理知识。

向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时，首先和NaOH反应生成水和氯化钠，当滴入0.1L时，两者恰好反应完全；

继续滴加时，盐酸和Na2CO3开始反应，首先发生：

HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl，不放出气体，当再加入0.1L时，此步反应进行完全；

继续滴加时，发生反应：

NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑；

此时开始放出气体，分析图像，可知选C。

易错警示：

解答此题的易错点是，不能准确理解向碳酸钠溶液中滴加盐酸的反应。

是分步进行的，首先发生的是HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl；

进行完全后，再发生：

NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑

1．物质的量均为1mol的下述物质，长期放置于空气中（最终物质不考虑潮解情况），最后质量增加的大小关系是（　　）

①氧化钠　②过氧化钠　③氢氧化钠　④亚硫酸钠

A．①＝③>

④B．①>

③C．③>

①＝②>

④D．④>

①

〖解析〗根据变化计算增重：

①Na2O

Na2CO3、②Na2O2

Na2CO3、③NaOH

Na2CO3、④Na2SO3

Na2SO4.

2．使5.6LCO2气体迅速通过Na2O2固体后得到4.48L（标准状况下）气体，这4.48L气体的质量是（　　）

A．6.4gB．8.2gC．6.2gD．8.8g

〖解析〗由差量法得出5.6LCO2没有完全反应，只消耗了0.1molCO2，相当于损失了0.1molCO的质量，0.25mol×

44g/mol－0.1mol×

28g/mol＝8.2g，B正确．

3．在相同条件下，总质量为2g的CO和H2的混合气体，在O2中完全燃烧后全部通过足量的Na2O2固体，则固体质量增加（　　）

A．2gB．1gC．18gD．无法计算

〖解析〗2CO＋O2

2CO2、2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，将两化学反应方程式相加得：

CO＋Na2O2===Na2CO3，即被CO“吸收”的O2又在下一个反应中完全“释放”了，相当于CO全部进入Na2O2固体中，即固体增加的质量就是CO的质量．同理：

将2H2＋O2

2H2O、2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑相加得：

H2＋Na2O2===2NaOH，即固体增加的质量就是H2的质量．

惠州调研