届高考化学二轮复习学案专题4第1单元《钠镁及其化合物》苏教版浙江专用含答案.docx
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届高考化学二轮复习学案专题4第1单元《钠镁及其化合物》苏教版浙江专用含答案
[考试标准]
知识条目
必考要求
加试要求
1.钠、镁的物理性质及用途
a
a
2.钠、镁的化学性质(跟非金属、酸、某些氧化物的反应)
b
c
3.钠、镁的生产原理
a
b
4.碳酸钠、碳酸氢钠的性质及检验方法
b
c
5.碳酸钠、碳酸氢钠的用途
a
a
6.过氧化钠的主要性质
c
考点一 钠的性质及应用
1.钠的物理性质
颜色:
银白色,有金属光泽;
密度:
ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油);
熔点:
低于100℃;
硬度:
质地柔软,可以用小刀切割。
2.从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性
Na
Na+
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
O2
Cl2:
2Na+Cl2
2NaCl
(2)与水反应
①离子方程式:
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
②与滴加酚酞的水反应的现象及解释
(3)与盐酸反应
离子方程式:
2Na+2H+===2Na++H2↑。
3.钠的制取及保存
(1)制取:
化学方程式为2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑。
(2)保存:
密封保存,通常保存在石蜡或煤油中。
4.钠的用途
(1)制取Na2O2等化合物。
(2)钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。
(3)用作电光源,制作高压钠灯。
(4)冶炼某些金属
金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用于制取金属,如4Na+TiCl4
4NaCl+Ti。
题组一 识记钠的物理性质,理解钠与氧气的反应
1.下列关于钠的叙述中,正确的是( )
A.钠在自然界中存在游离态
B.钠是一种灰色的固体
C.钠可以保存在煤油或CCl4中
D.钠着火时可以用沙土扑灭
答案 D
2.下列关于钠的叙述中,正确的是( )
A.钠是银白色金属,硬度很大
B.将金属钠放在石棉网上用酒精灯加热后,金属钠剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成过氧化钠
C.金属钠在空气中燃烧,生成氧化钠
D.金属钠的熔点很高
答案 B
解析 钠是银白色的固体,硬度小,密度也小,熔点很低,分析各选项,只有B正确。
3.将钠放入盛有空气的密闭容器中,生成Na2O还是Na2O2是由下列哪项因素所决定的( )
A.反应温度B.空气的量
C.钠粒的大小D.钠的状态(s、l)
答案 A
解析 钠与氧气在常温下反应生成Na2O,加热时生成Na2O2,反应温度不同,其产物不同。
4.等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块在足量氧气(常温)中充分反应,则下列说法正确的是( )
A.第一块钠失去电子多
B.两块钠失去电子一样多
C.第二块钠的反应产物质量大
D.两块钠的反应产物质量一样大
答案 B
解析 本题只涉及钠与氧气的反应。
钠在氧气中加热生成过氧化钠,不加热则生成氧化钠,产物中的钠元素都显+1价;钠与氧气反应随温度不同产物不同,等质量的钠被氧化时失去相同数目的电子,等质量的钠生成过氧化钠时结合的氧多,产物质量大。
题组二 钠与水反应的理解与应用
5.钠与水反应时的现象与下列钠的性质无关的是( )
A.熔点低B.密度小
C.硬度小D.有强还原性
答案 C
6.将一小块金属钠投入到滴有紫色石蕊溶液的盛冷水的烧杯中,甲同学认为可以观察到下列实验现象,其中正确的有( )
①钠投入水中,先沉入水底,后浮出水面 ②钠立即与水反应,并有气体产生 ③反应后溶液变红 ④钠熔化成闪亮的小球 ⑤小球在水面上四处游动 ⑥有“嘶嘶”的响声发出
A.①②③④B.②③④⑤
C.②④⑤⑥D.③④⑥
答案 C
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
答案 D
8.钠与下列物质反应,产生H2最快的是( )
A.蒸馏水B.乙醇
C.0.1mol·L-1H2SO4D.煤油
答案 C
解析 C项溶液中H+浓度最大,反应速率最快。
9.金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。
该反应的演示方法分别如图甲、乙所示:
(1)现按图甲所示的方法,在室温时,向盛有饱和NaOH溶液的水槽中,加入一小块金属钠。
下列有关描述正确的是________(填字母,下同)。
a.钠浮在液面上,并四处游动,最后消失
b.钠熔化成一个光亮的小球
c.恢复到室温时,NaOH溶液的浓度增大
d.恢复到室温时,溶液中Na+数目减少
(2)按图乙所示的方法来收集产生的气体,需将钠包好,再放入水中。
取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体,在相同条件下体积的关系是________。
①用铝箔包住钠 ②用铜箔包住钠
a.二者收集气体一样多
b.①收集气体体积较大
c.②收集气体体积较大
答案
(1)abd
(2)b
解析
(1)钠投入饱和NaOH溶液中,发生的反应为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,其现象与钠在水中的反应现象相同;又因为原溶液是饱和的,反应消耗水,析出NaOH固体,则NaOH溶液浓度不变,但溶液体积减小,故Na+数目减少。
(2)Na和H2O反应产生H2的同时产生NaOH,NaOH可以和Al发生反应2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,故用铝箔包住Na时产生的H2的体积较大。
1.金属钠着火时,不能用水或二氧化碳灭火,因为它们能与钠反应,如第1题D项。
2.钠与氧气反应的产物与氧气量多少无关,只与反应条件有关,常温生成Na2O,燃烧生成Na2O2,如第2题B、C项和第3题。
3.钠与氧气反应时,转移电子数与参加反应的钠量的多少有关,与反应产物无关,如第4题。
4.钠与水、酸反应的实质都是与H+的反应。
如第8题。
5.金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板,如第7题。
考点二 金属镁的性质及制取
1.镁的性质
(1)物理性质:
具有银白色金属光泽的固体,密度、硬度均较小,熔点较低,有良好的导电、传热和延展性。
(2)化学性质
①与非金属反应
②与CO2反应:
2Mg+CO2
2MgO+C;
③与H2O反应:
Mg+2H2O
Mg(OH)2+H2↑;
④与H+反应:
Mg+2H+===Mg2++H2↑。
2.从海水中提取镁的原理与方法
(1)流程
(2)完成上述流程中标序号变化的方程式:
①贝壳煅烧成生石灰
CaCO3
CaO+CO2↑;
②生石灰制成石灰乳
CaO+H2O===Ca(OH)2;
③石灰乳加入海水沉淀池中得到氢氧化镁沉淀(写离子方程式)
Ca(OH)2+Mg2+===Mg(OH)2↓+Ca2+;
④氢氧化镁与盐酸反应(写离子方程式)
Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O;
⑤电解熔融的氯化镁得到金属镁
MgCl2
Mg+Cl2↑。
3.用途
①生产合金;②冶金工业上用作还原剂和脱氧剂;③制造照明弹、焰火等。
题组一 识记金属镁的性质
1.将燃着的镁条插入下列气体中,镁条不能继续燃烧的是( )
A.O2B.Cl2C.CO2D.Ar
答案 D
2.下列实验能说明燃烧不一定需要O2的是( )
①H2在Cl2中燃烧 ②Mg在Cl2中燃烧 ③Mg在CO2中燃烧 ④Na在Cl2中燃烧
A.①B.②④
C.③④D.①②③④
答案 D
3.镁条在二氧化碳中剧烈燃烧,瓶壁有黑点和白色粉末,不能说明( )
A.二氧化碳具有氧化性
B.二氧化碳中含有碳元素
C.二氧化碳是酸性氧化物
D.助燃和不助燃是相对的
答案 C
题组二 理解金属镁的性质和制取
4.工业上制取镁粉,是将镁蒸气在某气体中冷却,下列可作冷却剂的是( )
A.CO2B.空气
C.H2OD.H2
答案 D
5.从海水中提取金属镁,涉及不到的化学反应是( )
A.Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
B.Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O
C.Mg(OH)2
MgO+H2O
D.MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑
答案 C
6.从海水中提取镁,正确的方法是( )
A.海水
Mg(OH)2
Mg
B.海水
MgCl2溶液―→MgCl2固体
Mg
C.海水
Mg(OH)2
MgO
Mg
D.海水
Mg(OH)2
MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)
Mg
答案 D
7.0.1mol镁粉分别在足量的O2、CO2、N2中燃烧,生成固体的质量依次为m1、m2、m3,下列关系式正确的是( )
A.m2>m1>m3B.m1=m2>m3
C.m1=m2=m3D.m3>m2>m1
答案 A
解析 有关反应的化学方程式依次为2Mg+O2
2MgO;2Mg+CO2
2MgO+C;3Mg+N2
Mg3N2,根据反应式易知0.1molMg分别在足量的O2、CO2、N2中燃烧后,固体的质量分别增加1.6g、2.2g、0.93g。
8.将Na、Mg各0.3mol分别加入100mL1mol·L-1的盐酸中,同温同压下产生的气体体积比是( )
A.1∶2B.2∶1C.3∶1D.1∶1
答案 C
1.第4题C项易忽视镁能与水蒸气反应;
2.第7题,CO2与Mg反应后生成的固体除MgO外还有碳;
3.第8题,容易忽视钠与水的反应而错选D。
考点三 钠的重要化合物
1.氢氧化钠(俗称:
烧碱或苛性钠)
(1)电子式:
,所含化学键为离子键和共价键。
(2)物理性质:
有很强的腐蚀性,易溶于水(用作干燥剂),溶于水时会放出大量热。
(3)化学性质:
为一元强碱,具有碱的通性。
(4)制法(工业制法):
电解饱和食盐水,方程式为2NaCl+2H2O
Cl2↑+H2↑+2NaOH。
(5)保存
溶液:
橡胶塞的细口试剂瓶;固体:
广口塑料瓶。
2.钠的氧化物
完成下列表格:
化学式
Na2O
Na2O2
氧元素化合价
-2
-1
色、态
白色固体
淡黄色固体
阴、阳离子
个数比
1∶2
1∶2
是否为碱性
氧化物
是
不是
与水反应的
化学方程式
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2反应的
化学方程式
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
与盐酸反应的
化学方程式
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
3.碳酸钠和碳酸氢钠
(1)碳酸钠的性质
(2)碳酸氢钠的性质
(3)相互转化
Na2CO3
NaHCO3
题组一 识记钠的重要化合物的性质及用途
1.下列关于氢氧化钠的说法正确的是( )
A.氢氧化钠可用于改良酸性土壤
B.露置于空气中的固体氢氧化钠,其成分不会发生变化
C.胃酸过多可服用氢氧化钠溶液进行中和
D.氢氧化钠俗称烧碱,有很强的腐蚀性
答案 D
2.下列气体可用氢氧化钠作干燥剂的是( )
A.NH3B.CO2
C.SO2D.Cl2
答案 A
3.蒸馒头、炸油条时常用到一种白色物质,它既能中和面粉发酵过程产生的酸,又能起发泡作用,这种白色物质是( )
A.NaOHB.Ca(OH)2
C.NaHCO3D.NaCl
答案 C
4.碳酸钠是重要的化工原料,其俗称是( )
A.食盐B.苛性钠
C.烧碱D.纯碱
答案 D
5.下列关于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是( )
A.Na2O、Na2O2都是钠的氧化物,都是碱性氧化物
B.Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体
C.Na2O2在与CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂
D.Na2O2与水反应时,1molNa2O2转移2mol电子
答案 C
题组二 Na2CO3、NaHCO3的比较与鉴别
6.有关Na2CO3和NaHCO3的性质,下列叙述中错误的是( )
A.相同温度下等浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的碱性比较,前者更强
B.常温时溶解度:
Na2CO3>NaHCO3
C.在酒精灯加热条件下,前者不分解,后者分解
D.都能与烧碱反应,后者反应较慢
答案 D
解析 D项,Na2CO3不能与NaOH反应。
7.下列几种试剂不能鉴别等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3的是( )
A.BaCl2溶液B.澄清石灰水
C.稀盐酸D.pH试纸
答案 B
8.有关NaHCO3和Na2CO3的性质,下列叙述错误的是( )
A.等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应,在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小
B.等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应,所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应,前者消耗盐酸较多
D.等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应,产生CO2一样多
答案 C
解析 Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O
解答此类题目用归“1”法:
A项,假设二者都是1g,则n(NaHCO3)=n(CO2)=
mol,n(Na2CO3)=n(CO2)=
mol,故A正确;
B项,假设二者均为1mol,则消耗的盐酸:
Na2CO3为2mol,NaHCO3为1mol,故B正确;
C项,假设二者均为1g,Na2CO3需盐酸为2×
mol=
mol,NaHCO3需盐酸
mol,故C错误。
9.某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如下图Ⅰ~Ⅳ所示。
(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是__________________________
(填装置序号)。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为___________________________;
与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是________(填选项序号)。
A.Ⅳ比Ⅲ复杂
B.Ⅳ比Ⅲ安全
C.Ⅳ比Ⅲ操作简便
D.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不行
(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是________________________________________________________________________(填化学式)。
答案
(1)Ⅱ
(2)2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O D
(3)NaHCO3
解析
(1)图Ⅰ不能达到实验目的,因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳,二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊,故不可以;图Ⅱ可以鉴别,因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应,生成的二氧化碳气体的量不同,可根据气球膨胀程度来判断。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑,实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。
(3)试管B装入碳酸氢钠,试管A装入碳酸钠,这样直接加热的碳酸钠,温度高,不分解,不能使澄清石灰水变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分解,使澄清石灰水变浑浊,表明了碳酸氢钠很不稳定。
题组三 以钠的化合物为载体的综合实验题(加试)
10.现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样。
请从如图装置中选用适当的实验装置,设计一个最简单的实验,测定Na2O2试样的纯度(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6mol·L-1盐酸和蒸馏水)。
请填写下列空白:
(1)写出实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式:
_______________________________________________________________________________。
(2)应选用的装置是________(只要求写出图中装置的标号)。
(3)所选用装置的连接顺序应是(填各接口的字母,连接胶管省略)________________________________________________________________________。
答案
(1)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,Na2O+H2O===2NaOH
(2)⑤①④
(3)G→B,A→F
11.(2016·商丘重点中学月考)化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验。
请你参与并回答下列问题:
(1)甲同学用图1所示装置测定CO2的质量。
实验时稀硫酸是与样品中的__________(填“Na2CO3”或“NaCl”)发生反应,仪器b的名称是__________,洗气瓶c中盛装的是浓硫酸,此浓硫酸的作用是____________________________。
(2)乙同学用图2所示装置,取一定质量的样品(mg)和足量稀硫酸反应进行实验,完成样品中Na2CO3质量分数的测定。
①实验前,检查该装置气密性的方法是先打开活塞a,由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱,再将针筒活塞向内推压,若b下端玻璃管中的________________________________________________________________________,
则装置气密性良好。
②在实验完成时,能直接测得的数据是CO2的______(填“体积”或“质量”)。
答案
(1)Na2CO3 分液漏斗 除去CO2中的水蒸气
(2)①液面上升 ②体积
解析
(1)NaCl不与稀硫酸反应,Na2CO3与稀硫酸反应。
仪器b的名称是分液漏斗。
浓硫酸的作用是除去CO2中的水蒸气(或干燥CO2气体)。
(2)①将针筒活塞向内推压,增大了容器中的压强,故若b下端玻璃管中的液面上升,则装置气密性良好。
②CO2是气体,故能直接测得的数据是CO2的体积。
判断类别,用准性质,突破Na2CO3、NaHCO3的鉴别
1.利用热稳定性不同
2.利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)
3.利用阴离子不同
溶液
4.利用溶液的酸碱性不同
溶液
1.(高考选项组合题)下列说法正确的是( )
A.NA表示阿伏加德罗常数,1molNa被完全氧化生成Na2O2,失去2NA个电子(2013·广东理综,9D)
B.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂涉及氧化还原反应(2012·广东理综,10A)
C.苏打是面包发酵粉的主要成分之一(2014·福建理综,6D改编)
D.NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3(2012·重庆理综,7B)
答案 B
解析 A项,Na2O2中钠的化合价为+1,1molNa只能失去1mole-,错;C项,小苏打是面包发酵粉的主要成分之一,错;D项,NaHCO3不稳定,受热易分解,错。
2.(2014·上海,19)下列反应与Na2O2+SO2―→Na2SO4相比较,Na2O2的作用相同的是( )
A.2Na2O2+2CO2―→2Na2CO3+O2
B.2Na2O2+2SO3―→2Na2SO4+O2
C.Na2O2+H2SO4―→Na2SO4+H2O2
D.3Na2O2+Cr2O3―→2Na2CrO4+Na2O
答案 D
解析 Na2O2+SO2―→Na2SO4反应中Na2O2的作用是氧化剂,A、B中Na2O2既作氧化剂又作还原剂;C中Na2O2既不是氧化剂也不是还原剂;D中Na2O2只作氧化剂。
3.(高考选项组合题)下列离子方程式书写正确的是( )
A.NaHCO3溶液中加入稀HCl:
CO
+2H+===CO2↑+H2O(2014·四川理综,3B)
B.碳酸钠溶液显碱性:
CO
+H2OHCO
+OH-(2013·北京理综,8B)
C.Na2O2溶于水产生O2:
Na2O2+H2O===2Na++2OH-+O2↑(2013·江苏,8C)
D.碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钙溶液:
HCO
+OH-===CO
+H2O(2012·海南,12A)
答案 B
解析 A项HCO
不能完全电离,不能拆成离子,错;C项氧原子不守恒,错;D项忽视了CO
与Ca2+生成CaCO3沉淀。
4.钠是活泼的碱金属元素,钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。
完成下列计算:
(1)叠氮化钠(NaN3)受撞击完全分解产生钠和氮气,故可应用于汽车安全气囊。
若产生40.32L(标准状况下)氮气,至少需要叠氮化钠________g。
(2)钠钾合金可在核反应堆中用作热交换液。
5.05g钠钾合金溶于200mL水生成0.075mol氢气。
①计算溶液中氢氧根离子的物质的量浓度(忽略溶液体积变化)。
②计算并确定该钠钾合金的化学式。
答案
(1)78
(2)①c(OH-)=
mol·L-1=0.75mol·L-1
②设上述合金中含amol钠、bmol钾,则
解得a=0.050 b=0.10
该钠钾合金化学式为NaK2。
解析
(1)解法一:
叠氮化钠受撞击分解的化学方程式为2NaN3―→2Na+3N2↑
由此可知生成标准状况下40.32L氮气时需要NaN3的质量为
×
×65g·mol-1=78g。
解法二:
根据氮元素守恒有n(NaN3)=
n(N2)=
×
=1.2mol,m(NaN3)=1.2mol×65g·mol-1=78g。
5.(2014·上海,25)在精制饱和食盐水中加入碳酸氢铵可制备小苏打(NaHCO3),并提取氯化铵作为肥料或进一步提纯为工业氯化铵。
完成下列填空:
(1)写出上述制备小苏打的化学方程式
________________________________________________________________________。
(2)滤出小苏打后,母液提取氯化铵有两种方法:
①通入氨,冷却、加食盐,过滤
②不通氨,冷却、加食盐,过滤
对两种方法的评价正确的是________。
(选填编号)
a.①析出的氯化铵纯度更高
b.②析出的氯化铵纯度更高
c.①的滤液可直接循环使用
d.②的滤液可直接循环使用
(3)提取的NH4Cl中含有少量Fe2+、SO2-4。
将产品溶解,加入H2O2,加热至沸,再加入BaCl2溶液,过滤,蒸发结晶,得到工业氯化铵。
加热至沸的目的是_________________________________________________。
滤渣的主要成分是______________、_______________________________________。
(4)称取1.840g小苏打样品(含少量NaCl),配制成250mL溶液,取出25.00mL用0.1000mol·L-1盐酸滴定,消耗盐酸21.50mL。
实验中所需的定量仪器除滴定管外,还有____________________________________。
选甲基橙而不选酚酞作为指示剂的原因是__________________________________。
样品中NaHCO3质量分数为______________________________。
(保留3位小数)
(5)将一定质量小苏打样品(含少量NaCl)溶于足量盐酸,蒸干后称量固体质量,也可测定小苏打的含量。
若蒸发过程中有少量液体溅出,则测定结果___
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