高中化学高一上册必修一第二章 海水中的重要元素—钠和氯 知识点

第二章 海水中的重要元素—钠和氯一、钠1．金属的物理通性有哪些？（1）金属在常温下的状态除汞是液体外，其他在常温下是固体。（2）金属的颜色、光泽绝大多数金属都是银白色，具有金属光泽，少数金属是特殊颜色如铜是紫红色，金是金黄色。 （3）良好的导电、导热性。（4）延展性延性：拉成细丝的性质。展性：压成薄片的性质。2．化学通性有哪些？（1）化合态金属元素只有正化合价（2）金属单质易失电子，表现还原性（3）易与氧气反应，得到氧化物（4）活动性排在氢前的金属元素与酸反应得到盐和氢气（5）与盐反应，置换出活动性弱的金属单质3.金属钠的性质有哪些？（1）物理性质有哪些？钠银白色、质软、熔点低、密度比水的小但比煤油的大。★ （2）化学性质有哪些？①很活泼，常温下：4Na + O2＝2Na2O ★（新切开的钠放在空气中容易变暗）②加热条件下：2Na+O2 Na2O2 ★（先熔化成小球，后燃烧产生黄色火焰，生成淡黄色固体Na2O2。）钠在空气中的变化过程：Na―→Na2O―→NaOH―→Na2CO3·10H2O（结晶）―→Na2CO3（风化），最终得到是一种白色粉末。一小块钠置露在空气中的现象：银白色的钠很快变暗（生成Na2O），跟着变成白色固体(NaOH)，然后在固体表面出现小液滴（NaOH易潮解），最终变成白色粉未（最终产物是Na2CO3）。③钠与水的反应与H2O反应2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑ ★离子方程式：2Na＋＋2H2O＝2Na＋＋2OH－＋H2↑（注意配平）实验现象分析与结论浮在水面上钠的密度比水小熔成小球反应放热，且钠的熔点低四处游动有气体生成，推动小球迅速游动发出嘶嘶的响声有气体生成，反应剧烈加入酚酞溶液由无色变红色生成碱性物质生成知识拓展：a：将钠放入硫酸铜溶液中，能否置换出铜单质？不能，2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Na2SO4   实验现象：钠熔成小球，在液面上四处游动，有蓝色沉淀生成，有气泡放出K、Ca、Na三种单质与盐溶液反应时，先与水反应生成相应的碱，碱再和盐溶液反应b：将钠放入盐酸中，钠将先和H2O反应，还是先和HCl反应？2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑一般规律：    钠与酸溶液反应时，钠直接与溶液中的酸反应，酸不足量则钠先与酸反应再与水反应。但当钠与其它盐溶液反应时，一般是钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，然后再看生成的氢氧化钠是否与原溶液中的溶质反应！（3）钠的保存方法是什么？①钠必须保存在隔绝空气环境中，实验室将钠保存在煤油或石蜡中。②钠着火的处理？用干燥的砂土扑灭3、钠的存在：以化合态存在。4、钠的保存：保存在煤油或石蜡中。5、工业制钠：电解熔融的NaCl：2NaCl(熔融)       2Na + Cl2↑2.钠的化合物 (1)氧化物 Na2ONa2O2色态白色固体淡黄色固体  物质种类碱性氧化物过氧化物氧元素价态－2－1生成条件4Na+O2==2Na2O2Na+O2Na2O2与水反应Na2O+H2O==2NaOH2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2 ↑★与酸性氧化物反应Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2★与酸反应Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2↑+2H2O稳定性 不稳定2Na2O+O22Na2O2稳定 提示：a、Na2O2与H2O的离子反应方程式：2Na2O2 + 2H2O = 4Na+ + 4OH- + O2↑实质：Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2    2H2O2 = 2H2O + O2↑实验现象：产生气泡，试管壁发烫，溶液(滴加酚酞)先变红，后褪色与H2O、CO2的反应，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，是过氧化物b、Na2O2的用途：做漂白剂 （强氧化性漂白），呼吸面具或潜艇中的供氧剂。   （2）Na2CO3和NaHCO3①碳酸钠和碳酸氢钠性质比较名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名苏打、纯碱小苏打色、态白色粉末白色细小晶体用途洗涤剂，玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业发酵粉、灭火剂、治疗胃酸过多（有胃溃疡时不能用）溶解度大小溶解度：Na2CO3 ＞NaHCO3水溶液碱性碱性（同浓度）：Na2CO3＞NaHCO3与酸反应方程式NaHCO3比Na2CO3快CO32- ＋ 2H＋= H2O+CO2↑Na2CO3 + 2HCl ==2NaCl + CO2 ↑ + H2OHCO3- ＋ H＋= H2O +CO2↑NaHCO3 + HCl ==NaCl + CO2↑ + H2O热稳定性 热稳定性：Na2CO3＞NaHCO32NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑与CaCl2反应Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl（白色沉淀）NaHCO3+CaCl2不反应与澄清石灰水反应 Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + 2NaOH CO32- + Ca2+ = CaCO3↓ 有白色沉淀生成（量不同产物不同）②注意：碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应，但是碳酸氢钠与酸反应比碳酸钠更剧烈。  Na2CO3 + HCl =NaCl + NaHCO3（无气泡产生）NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2↑ + H2O（有气泡）③Na2CO3易与Ba2+、Ca2+的碱反应生成碳酸盐沉淀和NaOH NaHCO3能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水例如：NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O    HCO3- + OH- = CO32- + H2O④Na2CO3与NaHCO3的相互转化：a、CO2+H2ONa2CO3                            NaHCO3b、固体加热c、氢氧化钠溶液a、Na2CO3 + H2O + CO2 == 2NaHCO3    CO32- + H2O + CO2 = 2HCO3-b、2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2↑c、NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O    HCO3- + OH- = CO32- + H2O⑤如何区别Na2CO3和NaHCO3?a、加热    加热固体，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3b、滴入CaCl2或BaCl2溶液   产生白色沉淀的是Na2CO3c、逐滴滴入稀盐酸    反应较剧烈的是NaHCO33.焰色试验的概念和实验步骤是什么？（1）概念：金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫焰色试验。（2）焰色反应是物理变化，反映的是元素的性质。元素原子发射一定波长的光而产生各种颜色。（3）钠的焰色是黄色，钾透过蓝色的钴玻璃焰色是紫色。（4）实验步骤①将铂丝（或光洁无锈的铁丝）用稀盐酸洗涤后放在酒精灯外焰上灼烧至火焰颜色与原来相同；②用铂丝蘸取待测碳酸钠溶液放在外焰上灼烧，观察火焰颜色；③用盐酸洗净铂丝，在外焰上灼烧至火焰无色后，再蘸取碳酸钾溶液在外焰上灼烧，透过蓝色的钴玻璃观察火焰的颜色。二、氯气1．氯元素位于第三周期第ⅦA族，原子结构：容易得到一个电子形成氯离子Cl－，为典型的非金属元素，在自然界中以化合态存在。                    2．物理性质黄绿色气体，有刺激性气味的有毒气体，可溶于水（1体积水大约溶解2体积的氯气），易液化，加压和降温条件下可变为液态(液氯)和固态。3．化学性质（1）与金属反应①钠与氯气反应      2Na+Cl2 2NaCl②铁与氯气反应      2Fe+3Cl2 2FeCl3③铜与氯气反应      Cu + Cl2 CuCl2规律：氯气与变价金属（如Fe、Cu）发生反应，把变价金属氧化成高价的金属氯化物。（2）与非金属反应现象：氢气在氯气中安静燃烧，发出苍白色火焰，瓶口呈白雾状。生成的HCl极易溶于水，与空气中的水蒸气结合形成的盐酸（氢氯酸）小液滴。H2 + Cl2 2HCl  （在点燃（或光照）下氯气均能与氢气反应）实验证明，在一定条件下，Cl2还能与P、S、C等非金属直接化合。2P + 3Cl2 2PCl3        2P + 5Cl2 2PCl5燃烧：燃烧不一定有氧气参加，物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。燃烧的本质是剧烈的氧化还原反应，所有发光放热的剧烈化学反应都称为燃烧。（3）氯气与水的反应   Cl2＋H2O == HCl＋HClO    在该反应中，Cl2既是氧化剂于是还原剂，转移的电子数为e-。1体积的水溶解2体积的氯气形成的溶液为氯水，为浅黄绿色。①次氯酸HClO有强氧化性和漂泊性，次氯酸有弱酸性（酸性比碳酸还弱），    作用：杀菌消毒，漂白不稳定，光照或加热分解，因此久置氯水会失效。2HClO ===光照 2HCl＋O2 ↑ ②新制氯水和久置氯水的区别？新制氯水：3分子：Cl2 ，HClO，H2O   4离子：H+，OH-，Cl－，ClO－久置氯水：分子：H2O    离子：H+，Cl－（4）氯气与碱的反应①漂白液的制取：  2NaOH + Cl2 = NaClO + NaCl + H2O 漂白液的主要成分是NaClO+NaCl，有效成分是NaClO②漂白粉和漂粉精的制取：2 Ca(OH)2 + 2Cl2==Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O漂白粉和漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2+CaCl2，有效成分是Ca(ClO)2③漂白粉的漂白原理：  Ca(ClO)2 + CO2+H2O==CaCO3↓+ 2HClO④漂白粉失效原理       2HClO 2HCl + O2↑（5）氯气的实验室制法MnO2＋4HCl (浓) ===△MnCl2＋2H2O＋Cl2  (氯气在饱和食盐水里的溶解度非常小)         制取氯气    吸收氯气   收集氯气  干燥氯气     除去氯化氢仪器连接顺序：E→C→D→A→B→H→G→F三．物质的量 1．物质的量——符号（n），表示含有一定数目粒子的集体的物理量。 2．单位——为摩尔（mol）：国际上规定，1mol粒子集体所含的粒子数与0.012Kg 12C所含的碳原子数相同，约为6.02 × 1023。把含有6.02 × 1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔。 3．阿伏加德罗常数   把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数，确定为6.02 × 1023mol-1。 4．物质的量 ＝ 物质所含微粒数目／阿伏加德罗常数   n =N／NA5．物质的量与微观粒子数之间成正比：n1／n2＝N1／N2使用物质的量应注意事项：①物质的量这四个字是一个整体，是专用名词，不得简化或增添任何字。②物质的量只适用于微观粒子，使用摩尔作单位时，所指粒子必须指明粒子的种类，如原子、分子、离子等。且粒子的种类一般都要用化学符号表示。③物质的量计量的是粒子的集合体，不是单个粒子。四．摩尔质量（M）1．定义：单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量。2．单位：g/mol 或 g.mol-13．数值：等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。4．物质的量=物质的质量／摩尔质量   n = m／M 五．气体摩尔体积 1．气体摩尔体积（Vm） （1）定义：单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。 （2）单位：L/mol 或 m3/mol 2．物质的量=气体的体积/气体摩尔体积n=V／Vm 3．标准状况特指0℃ 101KPa ，Vm = 22.4 L/mol。4．阿伏加德罗定律：      同温、同压下，等物质的量的任何气体（含有相同的分子个数）的体积相等. 5．理想气体状态方程(克拉珀龙方程)：PV=nRT     推论：（1）同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正 比：V1 ：V2 = n1 ：n2 （2）同温、同体积时，气体的压强与其物质的量成正比：P1 ：P2 = n1 ：n2（3）同温、同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比ρ1：ρ2 =M1：M2 六．物质的量在化学实验中的应用 1．物质的量浓度的定义及公式是什么？   （1）定义：以单位体积溶液里所含溶质的物质的量来表示溶液组成的物理量，叫做溶质的物质的浓度。（2）单位：mol/L，mol/m3   （3）物质的量浓度 ＝ 溶质的物质的量/溶液的体积    C = n／V 2．一定物质的量浓度的配制的步骤包括哪些？  （1）基本原理：根据欲配制溶液的体积和溶质的物质的量浓度，用物质的量浓度计算的方法，求出所需溶质的质量或体积，在烧杯中溶解并在容量瓶内用溶剂稀释为规定的体积，就得欲配制的溶液。  （2）主要操作所需仪器：托盘天平或量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管。A．检验是否漏水，方法与分液漏斗查漏相同。B．配制溶液  ①计算；②称量；③溶解；④转移；⑤洗涤；⑥定容；⑦摇匀；⑧装瓶贴签。 （3）注意事项：A．选用与欲配制溶液体积相同的容量瓶。 B．使用前必须检查是否漏水。C．不能在容量瓶内直接溶解。 D．溶解完的溶液等冷却至室温时再转移。 E．定容时，当液面离刻度线1~2cm时改用滴管，以平视法观察加水至液面最低处与刻度相切为止。F．误差分析3．溶液稀释 C(浓溶液)·V(浓溶液) =C(稀溶液）·V(稀溶液)