金属钠及其化合物教案Word下载.docx
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3.金属的性质与存在
三、知识讲解
考点/易错点1金属钠
1、钠原子结构:
钠原子最外层只有一个电子,在化学变化中易失去最外层电子,呈现很强的金属性,在氧化还原反应中做还原剂。
2、钠的物理性质:
钠是银白色金属,密度小(0.97g/cm3),熔点低(97℃),硬度小,质软,可用刀切割。
钠通常保存在煤油中。
是电和热的良导体。
3、钠的化学性质:
从原子结构可知钠是活泼的金属单质。
(1)钠与非金属反应:
2Na+S=Na2S
4Na+O2=2Na2O
(钠先熔化成小球,再燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体)
(2)钠与水(冷水)反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
钠与水反应的现象实验原理
钠浮在水面上,钠的密度比水小
熔成小球,钠的熔点低,反应放热
在水面上迅速游动,逐渐变小,最后消失,反应产生的气体推动小球运动
与水反应发出哧哧的声音钠与水反应剧烈,反应放热
在反应后的溶液中滴加酚酞,溶液变红。
有碱性物质生成
(3)钠与酸反应:
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑
(4)钠与碱反应:
实质是钠与水的反应
(5)钠与盐反应:
Na与盐溶液一般不发生置换反应,但与熔融的盐可发生置换反应。
(如4Na+TiCl4(熔融)
Ti+4NaCl)
Na放入盐溶液时,先与水反应,它包括两种情况:
(1)如果盐溶液的溶质不与NaOH反应:
如氯化钠溶液;
(2)如果盐溶液中的溶质与NaOH反应:
生成的碱与盐发生复分解反应,
例如:
将Na放入CuSO4溶液中,反应剧烈,有气体和沉淀生成。
2Na+H2O=2NaOH+H2↑2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
因Na与水反应时有热量放出,生成的Cu(OH)2是难溶性碱,受热易分解,所以此反应中有时会有黑色沉淀CuO生成。
(Cu(OH)2
CuO+H2O)
4、工业制钠:
电解熔融的NaCl,2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑。
5、钠的用途:
在熔融的条件下钠可以制取一些金属,如钛、锆、铌、钽等;
钠钾合金是快中子反应堆的热交换剂;
钠蒸气可作高压钠灯,发出黄光,射程远,透雾能力强。
6、碱金属元素原子结构、性质的相似性和递变性
(1)相似性:
与Na结构相似的还有Li、K、Rb、Cs等元素。
它们原子的最外层都只有1个电子,均易失1个电子形成带1个单位正电荷的阳离子,所以它们均为活泼金属,均具有很强的还原性,能与氧气、非金属、水、酸等反应,生成产物均为离子化合物。
(2)差异性与递变性
随着核电荷数的增加,由Li到Cs,电子层数依次递增,核到最外电子层的距离逐渐增大,核对最外层电子的引力逐渐减小,失电子能力增强,即还原性增强,与其它物质间的反应程度更加剧烈。
如与氧气反应时,Li常温或燃烧均生成Li2O,Na常温时生成Na2O,燃烧时则生成Na2O2,而K常温生成K2O2,燃烧生成KO2(超氧化钾)。
它们的最高价氧化物的对应水化物——碱--均为强碱,且碱性依次增强。
考点/易错点2钠的氧化物
名称
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
颜色、状态
白色固体
淡黄色固体
物质类别
离子化合物、碱性氧化物
离子化合物、过氧化物
电子式
Na+[:
O:
]2-Na+
化学键类型
离子键
离子键、非极性共价键
生产条件
常温下
加热或者点燃
氧元素化合价
-2价
-1价
氧化性、还原性
在化学反应中,不表现氧化性,还原性
既有氧化性,又有还原性
稳定性
不稳定,可继续氧化
稳定
转化关系
2Na2O+O2=2Na2O2
与水反应
Na2O+H2O=2NaOH
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
与酸反应
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2=Na2CO3
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
用途
制NaOH,用途较少
氧化剂、供氧剂、漂白剂、杀菌剂
保存
隔绝空气,密封保存
隔绝空气,远离易燃物,密封保存
阴、阳离子个数比
O2-:
Na+=1:
2
O22-:
考点/易错点3钠的氢氧化物
1、物理性质:
氢氧化钠具有很强的腐蚀性。
俗称:
苛性钠、烧碱、火碱。
氢氧化钠是一种白色固体,易吸收水分而发生潮解,易溶于水,溶于水放出大量的热量。
2、化学性质:
(1)与酸碱指示剂作用:
能使紫色石蕊试液变蓝色,使无色酚酞变红色。
(2)与酸发生中和反应:
与酸反应中和生成盐和水。
(3)与非金属氧化物反应:
与二氧化硫、二氧化碳等酸性气体反应,生成盐和水。
(4)与某些盐溶液反应:
与硫酸铜溶液反应生成蓝色沉淀;
与硫酸铁溶液反应生成红褐色沉淀;
与铵盐反应生成碱性气体。
3、氢氧化钠的保存
密封保存在橡胶塞的玻璃瓶(原因是玻璃的主要成分是二氧化硅,会跟氢氧化钠反应,生成硅酸钠,硅酸钠具有粘稠性,会是塞子黏住导致开不了。
)
考点/易错点4钠盐
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱苏打
小苏打
颜色状态
白色固体
溶解性
都能溶解于水,但Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度
制玻璃、造纸、制肥皂、纺织工业
发酵粉的主要成分、治疗胃酸、泡沫灭火
与盐酸
Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O
若逐滴滴加盐酸反应顺序为:
Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3;
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O
NaHCO3与盐酸反应的剧烈程度大于Na2CO3与盐酸反应的剧烈程度
与NaOH溶液
不反应
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
与Ca(OH)2溶液
产生白色沉淀Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH
产生白色沉淀
2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+Na2CO3+2H2O
与CaCl2溶液
产生白色沉淀Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl
与CO2
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3;
若向饱和的Na2CO3溶液中通入CO2气体,溶液中析出白色固体(NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度)
热稳定性
稳定,受热不分解
Δ
不稳定,受热分解
2NaHCO3====Na2CO3+CO2+H2O
四、例题精析
【例题1】
.有一小块钠久置于空气中,最后生成的产物是()
A.Na2O2B.NaHCO3C.Na2CO3D.Na2CO3·
10H2O
【答案】 C
【解析】钠在空气中久置,其变化过程是:
Na
O
NaOH
Na2CO
·
10H
CO
【例题2】
将31.2g过氧化钠和100g水充分反应后所得溶液的质量分数为()
A.25.6%B.31.2%C.32.0%D.34.5%
【答案】A
【解析】过氧化钠溶于水生成氢氧化钠溶液,故所求溶液的溶质为NaOH。
2Na
+2H
4NaOH+O
↑
2×
784×
4032
31.2gxy
x=
=32g(NaOH)y=
=6.4g(O
)w(NaOH)=
×
100%=25.6%
【例题3】
有关热稳定性的强弱比较,不正确的是()
A.K2MnO4<
KMnO4B.Na2O2>
Na2OC.NaHCO3<
Na2CO3D.KClO3<
KCl
【答案】A
【解析】在加热条件下,Na2O
Na2O2,NaHCO3
Na2CO3,KClO3
KCl,KMnO4
K2MnO4,故A不正确。
五、课堂运用
【基础】
1、下列各组内的两种物质发生反应时,其产物不随反应物用量比的改变而发生变化的是()
A.C和O2B.NaOH溶液和CO2
C.Na2CO3溶液和盐酸D.Na和Cl2
【答案】D
【解析】A选项中,O2不足量,生成CO2;
O2过量,生成CO2。
B选项中,CO2不足,生成Na2CO3;
CO2过量,生成NaHCO3。
C选项中,盐酸不足,生成NaHCO3和NaCl;
盐酸足量,生成NaCl、H2O和CO2。
D选项正确。
2、将11.5g金属钠投入到88.5g水中,反应完毕后,求生成溶液的质量分数(不考虑水的蒸发)。
【答案】20.1%
【解析】本题的解题关键是弄清钠跟水反应有氢气产生,所得溶液中的溶质是NaOH。
设消耗水的质量为x,生成NaOH和H2的质量分别为y、z,则:
2Na+2H2O
2NaOH+H2↑
232×
182×
402
11.5gxyz
46∶36=11.5g∶xx=9g
46∶80=11.5g∶yy=20g
46∶2=11.5g∶zz=0.5g
解法1:
w(NaOH)=
=20.1%
解法2:
【巩固】
1、下列各步反应中,A为金属,B为淡黄色固体,且每一物质均含A元素
写出A、B、C、D、E、F的化学式及有关化学方程式。
【答案】A—NaB—Na2O2C—Na2CO3D—NaClE—NaOHF—NaHCO3
【解析】此题的解题关键是要先判断出已知具体色态的B为何物质,金属对应的化合物呈现淡黄色的暂判定为Na2O2,那么就可以引出D为NaCl,C+CO2+H2O→F,F
C,而Na2O2可以生成C,C可以生成NaCl,从而推导出各物质。
2、在盛有5mL澄清饱和石灰水的试管中放入一小块钠,不可能观察到的现象是()
A.钠熔化成银白色的小球B.浮在液面快速游动C.液体底部出现银白色固体D.溶液变浑浊
【答案】C
【解析】钠首先跟水反应,发生的现象有:
熔化成银白色的小球,浮在液面上迅速游动,有气泡产生等。
因跟水反应需消耗水(减少溶剂)且生成OH-,都会使澄清石灰水变浑浊,析出Ca(OH)2沉淀。
【拔高】
1.200℃时,11.6gCO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应,反应后固体的质量增加了3.6g。
则原混合气体的平均式量为()
A.5.8B.11.6C.23.2D.46.4
【解析】解法一:
差量法
设原混合气体中含CO2和H2O物质的量分别为x、y
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2固体质量增加
78×
2g2mol106×
2g(212-156)g
x28x
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2固体质量增加
2g2mol40×
4g4g
y2y
则混合气的平均式量为:
故选C
解法二:
平均值法
由方程式:
2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2和2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑可知,固体增加的质量
,应是
之值,即:
所以,
这样,
则O2物质的量
又由于
所以混合气总物质的量
因此混合气体的平均式量
解法三:
估算法
CO2的式量为44,水蒸气的式量为18,因此两种气体的混合物的平均式量必介于二者之间,故应选C。
2、将ag水煤气(成分为CO和H2)充分燃烧,将燃烧生成的气体(150℃)通过盛有过量的Na2O2的干燥管(反应气体无损失),充分反应后干燥管增重bg,则a和b的关系为()
A.a>bB.a=bC.a<bD.无法比较
【答案】B
【解析】2H2+O2=2H2O,2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2把这两个反应加和,得到:
2H2+Na2O2=2NaOH相当于过氧化钠直接吸收了氢气。
同样道理:
2CO+O2=2CO2,2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2把这两个反应加和,得到:
CO+Na2O2=Na2CO3也是相当于过氧化钠直接吸收了CO所以有多少克CO和H2的混合物,最后Na2O2的质量就会增加多少。
课程小结
1.金属钠的性质
2.钠氧化物的性质与用途
3.钠盐的性质与用途
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- 金属钠 及其 化合物 教案