高考化学一轮-知识清单05 钠及其重要化合物(解析版)
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这是一份高考化学一轮-知识清单05 钠及其重要化合物(解析版),共21页。
知识点01 单质钠的结构和性质
1.金属钠的结构
2.钠的物理性质
3.钠的化学性质
4.钠的存在、制备、保存和用途
钠的易错知识点
(1)钠与盐溶液反应,不能置换出盐中的金属,如:钠与CuSO4溶液反应不能置换出铜;钠与熔融的盐反应才可能置换出盐中的金属。
(2)Na与足量O2反应无论生成Na2O还是Na2O2,只要参与反应的Na的质量相等,则转移电子数一定相等。
(3)Na分别与H2O和乙醇发生反应均能生成H2,但反应的剧烈程度不同,前者反应剧烈,后者反应缓慢。
(4)Na与酸溶液反应:直接与酸反应,而不是先和水反应。
(5)一定量的钠与足量的某溶液反应,产生氢气的量相同,与该溶液中溶质的多少无关。
(6)钠与水、酸反应的实质都是与H+的反应。
1.研究金属钠的性质,实验如下(钠的大小相同):
下列说法正确的是
A.I中反应的离子方程式为
B.随着增大,钠与盐酸反应的剧烈程度增大
C.对比实验I、Ⅳ可知羟基极性:
D.推测Ⅲ中溶液中的以及生成的固体对反应剧烈程度有影响
【答案】D
【解析】A.钠与水发生反应氢氧化钠和氢气,离子方程式为:,A错误;
B.比较实验Ⅰ和Ⅱ可知,盐酸的浓度增大,反应剧烈程度也要增大,比较实验Ⅰ和Ⅲ,盐酸浓度增大,但反应剧烈程度比Ⅰ慢,B错误;
C.根据实验Ⅰ、Ⅳ可知羟基活泼性为C2H5OH<H2O,根据羟基的极性越强,羟基中的H越活泼,则羟基的极性为C2H5OH<H2O,C错误;
D.根据实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的现象可知,氢离子浓度逐渐增大,实验Ⅱ比实验Ⅰ的反应剧烈,但实验Ⅲ中浓盐酸与金属钠的反应较实验Ⅰ缓慢,可能是因为c(Cl −)以及生成的NaCl固体对反应剧烈程度有影响,D正确;
故选D。
2.氢化钠()可在野外作生氢剂,也可用于医药、香料、农药、染料增白剂和高分子工业等。如图实验装置制备,下列说法正确的是
A.安全漏斗可以换为分液漏斗B.装置A中的试剂是稀盐酸和锌粒
C.装置D的作用是尾气处理D.实验开始后先点燃C处酒精灯,再启动A中反应
【答案】A
【分析】A中生成氢气,通过B干燥后进入C,氢气和钠反应生成NaH,D中碱石灰可以防止空气中水、氧气、二氧化碳等进入C装置;
【解析】A.分液漏斗有活塞可以控制液体的滴加,故安全漏斗可以换为分液漏斗,A正确;
B.盐酸具有挥发性,使得氢气中含有氯化氢杂质气体,B错误;
C.装置D的作用是防止空气中水、氧气、二氧化碳等进入C装置中,C错误;
D.先启动A中反应,利用生成的氢气将装置中的空气排出,防止钠与氧气反应,后点燃C处酒精灯,D错误;
故选A。
知识点02 钠的氧化物的结构和性质
1.氧化钠和过氧化钠的比较
2.Na2O的晶胞
(1)晶胞中含Na2O个数:4,O2-的堆积方式:面心立方最密堆积
(2)Na+的配位数:4,O2-的配位数8
3.Na2O2的自身氧化还原反应
4.Na2O2的还原性和强氧化性
(1)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。
(2)强氧化性
①遇到CO2、SO3等最高价氧化物时发生自身氧化还原反应生成盐和O2,既表现氧化性又表现还原性
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2SO32Na2SO4+O2
②遇到CO、SO2等低价氧化物时一般将其氧化成最高价含氧酸盐,只表现氧化性
Na2O2+CONa2CO3、Na2O2+SO22Na2SO4
5.钠的氧化物和盐溶液反应
6.Na2O2的漂白性
7.Na2O2的用途
(1)漂白剂:纸浆、毛、丝、草帽辫
(2)消毒剂:强氧化性,杀菌消毒
(3)供氧剂:吸入二氧化碳和水蒸气,呼出氧气
易错点1:钠的氧化物的易错知识点
(1)Na2O2歧化反应转移电子数的关系式:2Na2O2——O2——2e-。
(2)钠的氧化物和盐溶液反应的过程:先和水反应生成碱,碱再与盐溶液发生复分解反应。
(3)Na2O2投入品红溶液中,因溶液中有强氧化性物质,因而Na2O2可使品红溶液褪色。Na2O2投入无色酚酞溶液中,酚酞溶液先变红后褪色。
(4)Na2O2与SO2反应的化学方程式是Na2O2+SO2=Na2SO4,而非2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2。
(5)Na2O2不属于碱性氧化物。
易错点2:Na2O2与H2O、CO2反应的四种关系规律
(1)Na2O2与H2O、CO2反应的定量关系
(2)特殊应用:凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,m g该物质在O2中完全燃烧,将其产物[CO2和H2O(g)]通入足量Na2O2后,固体增重必为m g。或者是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,即可满足上述关系。
3.在潜水艇和消防员的呼吸面具中,作为氧气的来源。下列说法不正确的是
A.和反应可生成
B.可使酚酞溶液先变红色后褪色
C.工业上用未经过处理的空气和钠直接反应来制备
D.可用焰色试验来检验中的阳离子
【答案】C
【解析】A.和反应可生成和NaOH,A正确;
B.具有强氧化性且与水反应生成氢氧化钠,故可使酚酞溶液先变红色后褪色,B正确;
C.若工业上用未经过处理的空气和钠直接反应来制备,空气中的二氧化碳和水等与钠反应产生杂质,C不正确;
D.可用焰色试验来检验中的阳离子,焰色为黄色,D正确;
答案选C。
4.研究小组探究Na2O2与水反应。取1.56gNa2O2粉末加入到40mL水中,充分反应得溶液A(液体体积无明显变化),进行以下实验。
下列说法不正确的是
A.溶液A中氢氧化钠浓度近似为1ml/L
B.由③、④可知,越大,溶液红色褪色现象更明显
C.向①中褪色后的溶液中滴加5滴6ml/L盐酸,溶液最终变成红色
D.向②中褪色后的溶液中滴加5滴6ml/L盐酸,溶液最终变成红色
【答案】C
【解析】A.1.56gNa2O2粉末的物质的量是1.56g÷78g/ml=0.02ml,加入到40mL水中,充分反应得溶液A(液体体积无明显变化)为氢氧化钠溶液,其中氢氧化钠的物质的量是0.04ml,其浓度是0.04ml÷0.04L=1ml/L,故A正确;
B.由图③、④可知,在碱溶液中酚酞变红色和氢氧根离子浓度有关,1ml/L的氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液变红色10分钟后溶液褪色,再滴入盐酸反应后氢氧根离子浓度减小,溶液变红色,说明溶液红色褪去是因为大,且越大,溶液红色褪色现象更明显,故B正确;
C.①中溶液红色褪去的主要原因是生成了过氧化氢具有氧化性,把有色物质氧化为无色物质,向①中褪色后的液中滴加5滴6ml/L盐酸,溶液最终不会变成红色,故C错误;
D.由图②、③反应现象分析可知,向②中褪色后的溶液中滴加5滴6ml/L盐酸,溶液最终变成红色,故D正确;
故答案为C。
知识点03 碳酸钠的性质和应用
一、碳酸钠的性质及应用
钠的碳酸盐的易错知识点
(1)除去CO2中的HCl气体,应选用饱和NaHCO3溶液;
(2)向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2,有NaHCO3晶体析出。
(3)鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液不能用Ca(OH)2或Ba(OH)2,二者均会产生白色沉淀
(4)Na2CO3溶液与盐酸反应的过程为:Na2CO3NaHCO3CO2,可以用互滴法鉴别两种无色溶液。
5.常温下,分别向相同浓度的NaHCO3、Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,滴加过程中溶液的pH变化如下图所示。下列说法正确的是
A.曲线①表示盐酸滴入NaHCO3溶液的过程
B.d、e点水的电离程度:d>e
C.a点的KW大于d点的KW
D.b、c、e点均满足:
【答案】B
【解析】A. 相同浓度的 Na₂CO₃和 NaHCO₃, Na₂CO₃溶液碱性强, 曲线①表示盐酸滴入 Na₂CO₃溶液的过程,A错误;
B. e点的pH 小,酸性强,对水的抑制强,水的电离程度小,d、e点水的电离程度:d>e,B正确;
C. 温度相同, Kw相同,a点的Kw等于d点的Kw,C错误;
D. 电荷不守恒,阴离子中还有 Cl-,b、c、e点均满足,D错误;
故选B。
6.过碳酸钠()是一种白色固体,具有碳酸钠和过氧化氢的性质,可用于杀菌消毒等。实验室中用如下方法合成过碳酸钠晶体。
下列说法错误的是
A.采用冰水浴控制三颈烧瓶中反应的温度
B.操作①使用的玻璃仪器是漏斗、烧杯和玻璃棒
C.过碳酸钠晶体内与以氢键结合
D.操作③可用加热法干燥
【答案】D
【分析】碳酸钠饱和溶液和过氧化氢反应生成过碳酸钠,经过滤、洗涤、干燥得到晶体;
【解析】A.三颈烧瓶中反应温度低于5℃,为防止制备过程中过碳酸钠发生分解,因此实验室制备过碳酸钠时可采用冰水浴控制反应温度,故A正确;
B.操作①是过滤,分离固体和液体,使用的玻璃仪器是漏斗、烧杯和玻璃棒,故B正确;
C.过碳酸钠具有碳酸钠和过氧化氢的性质,晶体内与以氢键结合,故C正确;
D.过碳酸钠具有过氧化氢的性质,则受热易分解,操作③用加热法干燥会造成过碳酸钠分解,应选择降温结晶法干燥,故D错误;
故选D。
知识点04 碳酸氢钠的性质和应用
碳酸氢钠的性质及应用
易混易错点:碳酸钠、碳酸氢钠的除杂和鉴别
1.Na2CO3、NaHCO3的除杂
2.Na2CO3、NaHCO3的鉴别
(1)固体的鉴别
①加热法:产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。
②气体法:滴入稀盐酸,产生气泡速率快的是NaHCO3固体。
(2)溶液的鉴别
①沉淀法:加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是Na2CO3溶液。
②测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是Na2CO3溶液。
3.Na2CO3和NaHCO3的检验
(1)步骤
①向溶液中加入足量的BaCl2溶液或CaCl2溶液,过滤
②分别向沉淀和滤液中加入足量的稀盐酸
③将产生的气体依次通过品红溶液和澄清石灰水
(2)现象及结论:品红溶液不褪色,澄清石灰水变浑浊
①沉淀上产生该现象:原溶液中含有Na2CO3
滤液中产生该现象:原溶液中含有NaHCO3
同时产生该现象:原溶液中含有Na2CO3和NaHCO3
7.探究同浓度的与溶液和不同盐溶液间的反应,①中产生白色沉淀和无色气体,②中只产生白色沉淀。(已知:碳酸铝在水溶液中不能稳定存在)
下列说法不正确的是
A.能促进的水解
B.①中沉淀可能是氢氧化铝和碱式碳酸铝中的一种或二者的混合物
C.同浓度的与溶液分别加入酚酞,溶液的红色深
D.②中溶液滴入后,溶液的不变,溶液的降低
【答案】D
【解析】A.铝离子水解呈酸性,碳酸根离子和碳酸氢根离子水解呈碱性,硫酸铝能促进碳酸钠和碳酸氢钠的水解,A正确;
B.①中铝离子水解生成氢氧化铝,也可以与碳酸根结合生成碱式碳酸铝沉淀,B正确;
C.同浓度的碳酸钠和碳酸氢钠溶液中,碳酸根离子水解程度更大,碱性更强,加入酚酞试剂红色更深,C正确;
D.氯化钙和碳酸钠生成碳酸钙沉淀,碳酸根离子浓度减小,使平衡逆向移动,OH-离子浓度减小,pH变小,D错误;
答案选D。
8.侯氏制碱法中制取的原理为。下列实验装置合理、操作规范,能达到实验目的的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】A.使用普通漏斗,气体会逸出,应该改用分液漏斗或长颈漏斗,A项错误;
B.CO2可溶于NaOH溶液,应该改为饱和碳酸氢钠溶液,B项错误;
C.CO2能溶于氨盐水中制备饱和碳酸氢钠,能达到实验目的,C项正确;
D.应用玻璃棒引流,避免液体溅出,D项错误;
故选:C
知识点05 碱金属元素
1.碱金属的原子结构与性质
2.碱金属的化学性质
(1)性质的相似性(用R表示碱金属元素)
(2)性质的递变性
(3)性质的具体体现
易错点:碱金属元素的特殊性
(1)密度:一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。
(2)颜色:除了Cs略带金色光泽外,其余的都是银白色有金属光泽的固体
(3)保存
①一般都保存在煤油或石蜡油中,锂只能保存在石蜡油中
②试剂瓶中的试剂取出后,一般不能放回原瓶,但金属Na、K等需立即放回原瓶
(4)盐的溶解性
①一般情况下,碱金属所形成的盐均溶于水,并且在一定温度下,酸式盐比正盐的溶解度大
②NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小
(5)碱金属氢化物(如NaH):碱金属可与H2发生反应生成RH(R代表碱金属),属于离子化合物,H元素显-1价,碱金属氢化物是强还原剂。如NaH+H2O===NaOH+H2↑,NaH是还原剂,H2O是氧化剂,氧化产物为 H2,还原产物也为 H2。
(6)锂与O2反应与钠不同,只生成Li2O,而不生成Li2O2。
(7)碱金属氧化物的结构
9.下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的叙述均正确的一组是
①金属性最强的是铯
②形成的离子中氧化性最强的是锂离子
③在自然界中均以化合态形式存在
④Li的密度最小
⑤铯与水反应十分剧烈,甚至会发生爆炸
⑥它们的氧化物都只有和两种形式
⑦粒子半径:
A.①②③④B.④⑤⑥⑦C.②⑥D.①②③④⑤⑦
【答案】D
【分析】Li、Na、K、Rb、Cs都是碱金属元素,位于同一主族,位置从上到下,依据同主族元素金属性从上到下依次增强,阳离子氧化性依次减弱,密度呈增大趋势,阳离子半径逐渐增大,结合元素周期律解析。
【解析】①同主族元素金属性从上到下依次增强,所以金属性最强的是铯,故正确;
②同主族元素金属性从上到下依次增强,阳离子氧化性依次减弱,所以氧化性最强的是锂离子,故正确;
③碱金属性质活泼,容易与空气中的氧气和水发生反应,所以在自然界中均以化合态形式存在,故正确;
④碱金属密度从上到下呈增大趋势,所以Li的密度最小,故正确;
⑤铯的金属性最强,与水反应十分剧烈,甚至会发生爆炸,故正确;
⑥锂只有Li2O一种氧化物,故错误;
⑦Rb+、K+、Na+,电子层依次减少,所以半径依次减小,故Rb+>K+>Na+,正确,Cs与Cs+具有相同的质子数,但是Cs电子数多,所以半径大,故正确。
综上分析①②③④⑤⑦正确。
故选:D。
10.第87号元素钫,它位于碱金属族,根据元素周期表结构及元素性质变化趋势,下列关于碱金属某些元素原子结构和性质的判断,错误的是
①锂与水反应比钠剧烈 ②金属单质都可以密封保存在煤油中 ③钾的氧化物暴露在空气中易吸收二氧化碳 ④锂的阳离子的最外层电子数和钠的相同 ⑤钫单质是强还原剂 ⑥钫在化合物中显+1价 ⑦钫单质的密度应该大于 ⑧钫单质有较高的熔点
A.①②④⑧B.①②③⑦C.③④⑤⑧D.①③④⑥
【答案】A
【解析】①金属性:,元素的金属性越强,对应的单质与水反应越剧烈,则钠与水反应比锂与水反应剧烈,①错误;
②锂的密度小于煤油的密度,若用煤油保存锂,则达不到隔绝空气和水的目的,②错误;
③钾的氧化物是碱性氧化物,在空气中易吸收二氧化碳,生成碳酸钾,③正确;
④原子失去最外层电子后,次外层变成最外层,故锂离子最外层有2个电子,钠离子最外层有8个电子,二者数目不等,④错误;
⑤钫属于碱金属,碱金属单质都具有强还原性,可作强还原剂,⑤正确;
⑥碱金属元素原子最外层都只有1个电子,在反应中容易失去这个电子显+1价,⑥正确;
⑦碱金属单质的密度从上到下逐渐增大(K反常),推测钫单质的密度应该大于铯的,密度大于,⑦正确;
⑧碱金属单质的熔点较低且从上到下熔点逐渐降低,所以钫单质的熔点很低,⑧错误。
答案选A。
知识点06 焰色试验
1.实验图示
2.操作顺序
3.图解操作
4.常见元素的焰色试验的颜色
5.产生原因:灼烧时,基态电子吸收能量跃迁到激发态,由激发态跃迁回基态时,释放的能量以可见光形式呈现
易错点:焰色试验“易错点”
(1)焰色试验体现的是元素的性质,无论元素是游离态还是化合态,同一元素均具有相同的焰色。
(2)焰色试验发生的是物理变化。
(3)在观察钾元素的焰色时,应透过蓝色的钴玻璃片观察,蓝色钴玻璃可以将黄光过滤掉,避免钠元素的干扰。
①若肉眼看不到紫色火焰,则样品中可能含钾元素
②若肉眼看到紫色火焰,则样品中一定不含钠元素
(4)洗涤做焰色反应的铂丝,可选用稀盐酸,不能用稀硫酸。选用稀盐酸,生成的金属氯化物在高温时可挥发,不能选择稀硫酸,硫酸不挥发。
11.下列有关焰色试验操作的描述正确的是
A.取一根洁净的细铁丝,放在酒精灯上灼烧至无色,再蘸取少量NaCl溶液,进行焰色试验
B.在观测焰色试验时均要透过蓝色钴玻璃片,以便隔绝钠元素的黄光的干扰
C.铂丝在做完氯化钠溶液的焰色试验后,用稀硫酸洗净,再蘸取少量的K2SO4溶液,重复以上实验
D.用洁净的铂丝蘸取某溶液,放在火焰上灼烧,观察到黄色火焰,则证明该溶液中一定有Na+,没有K+
【答案】A
【解析】A.铁元素灼烧时我们观察到的颜色是无色,不影响其它元素的焰色反应,故A正确;
B.在观测钾的焰色试验时要透过蓝色钴玻璃片,其他物质不需要,B错误;
C.做焰色试验实验结束后铂丝要用稀盐酸洗涤,再灼烧至跟酒精灯火焰颜色相同后再使用, C错误;
D.黄光能掩盖紫光,可能含有K+,D错误;
故选A。
12.下列说法中正确的是
A.焰色试验是化学变化
B.用稀硫酸清洗做焰色试验的铂丝(镍丝或铁丝)
C.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
D.利用焰色试验不能区分NaCl与Na2CO3固体
【答案】D
【解析】A.焰色试验是物理变化,不是化学变化,故A错误;
B.应该用盐酸清洗铂丝,盐酸可以溶解杂质,且易挥发,不会残留杂质,故B错误;
C.K的焰色试验需透过蓝色钴玻璃观察,避免钠的焰色对钾的焰色的干扰,其他元素不需要透过蓝色钴玻璃观察,故C错误;
D.NaCl与Na2CO3固体的焰色都为黄色,无法利用焰色试验来区分,故D正确;
故本题选D。
知识点01单质钠的结构和性质
知识点02 钠的氧化物的结构和性质
知识点03 碳酸钠的性质和应用
知识点04 碳酸氢钠的性质和应用
知识点05 碱金属元素
知识点06 焰色试验
钠的结构
构成微粒
Na+和自由电子
作用力
金属键
电子排布式
1s22s22p63s1
能量不同的电子种类
4
运动状态不同的电子种类
11
空间运动状态不同的电子种类
6
晶胞结构
堆积名称
体心立方密堆积
堆积类型
A2型或钾型
配位数
8
钠的物理性质
颜色
银白色
状态
固体
硬度
很小,可以用小刀切,剩余的钠要放回原瓶
密度
比水的小,而比煤油的大,比酒精的大
熔点
比较低,原因:钠离子的半径比较大,电荷少,金属键弱,破坏金属键所需能量低
导电导热性
电和热的良导体
(1)
钠和O2的反应(条件不同,产物不同,现象不同)
常温
Naeq \(-------→,\s\up7(O2),\s\d5(常温))Na2O,表面变暗
加热
Naeq \(-------------→,\s\up7(O2),\s\d5(加热或点燃))Na2O2,产生黄色火焰;生成淡黄色固体
(2)
钠与活性氢的反应
反应本质
2Na+2H+2Na++H2↑
水
现象
2Na+2H2O2NaOH+H2↑
盐酸
2Na+2HCl2NaCl+H2↑
乙醇
现象
2Na+2CH3CH2OH2CH3CH2ONa+H2↑
钠沉在液体底部,缓慢反应冒出气泡
乙酸
2Na+2CH3COOH2CH3COONa+H2↑
苯酚
2Na+2OH2ONa+H2↑
反应速率快慢
:HCl>CH3COOH>OH>CH3CH2OH>H2O
(3)
钠与盐反应
钠和熔融盐反应
反应原理
发生置换反应
熔融TiCl4、KCl
4Na+TiCl44NaCl+Ti
Na+KCleq \(=====,\s\up7(高温))NaCl+K↑
CuSO4溶液反应
反应原理
NaNaOHCu(OH)2↓
主要现象
有气泡产生,产生蓝色沉淀
存在形态
只以化合态形式存在
制备
2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
变质
钠在空气中长期放置最终变成碳酸钠
保存
一般保存在煤油或石蜡油中
灭火
钠着火时一般用砂土扑灭
用途
制钠的化合物:
制Na2O2等
冶金还原剂
从熔融的卤化物中置换出钛、锆、铌、钽等难熔金属
制高压钠灯
黄光,射程远、透雾能力强
原子反应堆导热剂
钠、钾合金,室温下是液体,吸热能力强
实验装置
液体
现象
蒸馏水
Ⅰ.钠浮在水面,剧烈反应,有少量白雾
盐酸
Ⅱ.钠浮在液面,反应比I剧烈,有白雾产生
浓盐酸
Ⅲ.钠浮在液面,反应比I缓慢,产生大量白雾,底部有白色固体
无水乙醇
Ⅳ.钠沉入底部,反应比I缓慢得多,未见有固体生成
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
色态
白色固体
淡黄色固体
类别
碱性氧化物
过氧化物
(非碱性氧化物)
氧的价态
-2
-1
电子式
阴阳离子
个数比
_1︰2
_1︰2
化学键
离子键
离子键、共价键
生成条件
常温
加热或点燃
相互转化
2Na2O+O22Na2O2
热稳定性
不稳定
稳定
电子转移
关系式
2Na2O2————O2————2e-
氧化剂、还原剂
Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
Na2O2变质
在空气中长期放置最终变成Na2CO3
Na2O2和水反应的原理
复分解反应:Na2O2+2H2O2NaOH+H2O2
热分解反应:2H2O22H2O+O2↑
反应原理
钠的氧化物先和水反应,生成的NaOH再和盐发生复分解反应
过氧化钠与还原性溶液反应:直接发生氧化还原反应
与非还原性盐溶液的反应
CuCl2溶液eq \(------→,\s\up7(Na2O),\s\d5(现象))产生蓝色沉淀
MgCl2溶液eq \(------→,\s\up7(Na2O2),\s\d5(现象))产生白色沉淀和无色气体
与还原性盐溶液的反应
FeCl2溶液eq \(------→,\s\up7(Na2O),\s\d5(现象))产生白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
FeCl2溶液eq \(------→,\s\up7(Na2O2),\s\d5(现象))立即产生气泡和红褐色沉淀
原理及特点
氧化性漂白,永久性漂白
适用范围
能漂白有机色素,不能漂白无机色素(如墨汁)
实验现象
石蕊试液现象是溶液先变蓝后褪色,并有气泡产生
酚酞试液现象是溶液先变红后褪色,并有气泡产生
品红溶液现象是溶液红色褪去,并有气泡产生
电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
气体体积变化关系
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来气体体积的eq \f(1,2),等于生成氧气的量,ΔV=V(O2)=eq \f(1,2)V
先后顺序关系
由于CO2能够与NaOH反应,所以一定量的Na2O2与一定量的H2O(g)和CO2的混合物反应,可视为Na2O2先与CO2反应,剩余的Na2O2再与H2O(g)反应。
固体质量变化关系
CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时,固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”,所以固体增加的质量Δm(CO2)=28 g·ml-1×n(CO2),Δm(H2O)=2 g·ml-1×n(H2O)
无机化合物
H2、CO及H2和CO的混合气体
有机化合物
CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、
HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等
编号
①
②
③
④
操作
现象
溶液变红色,20秒后褪色
i.产生大量能使带火星木条复燃的气体
ii.溶液变红色,10分钟后褪色
i.溶液变红色,10分钟后溶液褪色
ii.变红色
溶液变红色,2小时后无明显变化
Na2CO3
俗名
纯碱或苏打,水溶液呈碱性
颜色状态
白色粉末
溶解性
易溶于水
水解
①CO32-+H2OHCO3-+OH- ②HCO3-+H2OH2CO3+OH-
与盐酸反应
Na2CO3NaHCO3CO2 ②HClCO2NaHCO3
与NaOH反应
不反应
与足量Ca(OH)2反应
Ca2++COeq \\al(2-,3)===CaCO3↓
与BaCl2反应
COeq \\al(2-,3)+Ba2+===BaCO3↓
与CO2反应
COeq \\al(2-,3)+CO2+H2O===2HCOeq \\al(-,3)
铝、铁盐(双水解)
①2Al3++3CO32-+3H2O2Al(OH)3↓+3CO2↑
②2Fe3++3CO32-+3H2O2Fe(OH)3↓+3CO2↑
热稳定性
较稳定
与NaHCO3相互转化
Na2CO3 NaHCO3
Na2CO3的用途
制玻璃①Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ ②CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
制肥皂:油脂的碱性水解,其主要成分是高级脂肪酸钠
去污剂:热的碱液去除餐具上的油污
造纸、纺织
NaHCO3
俗名
小苏打,水溶液呈弱碱性
颜色状态
白色细小的晶体
溶解性
易溶于水(溶解度比Na2CO3小)原因是NaHCO3中含有氢键
饱和Na2CO3溶液eq \(------→,\s\up7(CO2),\s\d5(过量))现象是有白色晶体析出
水解
HCOeq \\al(-,3)+H2OH2CO3+OH-
与盐酸反应
HCOeq \\al(-,3)+H+===H2O+CO2↑
与NaOH反应
HCOeq \\al(-,3)+OH-===COeq \\al(2-,3)+H2O
与足量Ca(OH)2反应
Ca2++OH-+HCOeq \\al(-,3)===CaCO3↓+H2O
少量Ca(OH)2
2NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
与BaCl2反应
不反应
与CO2反应
不反应
与铝、铁盐(双水解)
①Al3++3HCO3-Al(OH)3↓+3CO2↑
Fe3++3HCO3-Fe(OH)3↓+3CO2↑
与Na[Al(OH)4]或NaAlO2酸碱中和反应
HCO3-+[Al(OH)4]-Al(OH)3↓+CO32-+H2O
AlO2-+HCO3-+H2OAl(OH)3↓+CO32-
热稳定性
2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3+CO2↑+H2O
与碳酸钠相互转化
Na2CO3 NaHCO3
侯氏制碱法
流程:饱和NaClNaHCO3Na2CO3
原理:利用NaHCO3的溶解度小,析出晶体
①制NaHCO3:NaCl+NH3+H2O+CO2NaHCO3↓+NH4Cl
②制Na2CO3:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
循环利用的物质:CO2
NaHCO3的用途
发酵粉:①中和食品发酵产生的有机酸;②加热分解产生大量CO2
治胃酸:中和胃中过多的盐酸
干粉灭火剂①:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
泡沫灭火器②:Al3++3HCO3-Al(OH)3↓+3CO2↑
序号
混合物(括号内为杂质)
除杂方法
①
Na2CO3(s)(NaHCO3)
加热法
②
NaHCO3(aq)(Na2CO3)
通入足量CO2
③
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
滴加适量NaOH溶液
选项
A
B
C
D
目的
制取
除去中的
制备
分离
操作
原子结构与性质
相同点
最外层上都只有1个电子eq \(――→,\s\up7(推测))具有相似的化学性质
不同点
从Li→Cs电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大eq \(――→,\s\up7(推测))从Li到Cs金属性逐渐增强
物理性质
相同点
碱金属除Cs略带金色光泽外,其他都是银白色有金属光泽的固体,密度较小,硬度较小,熔、沸点较低,导电、导热性较强
递变性
从Li→Cs密度逐渐增大(Na、K反常),熔、沸点逐渐降低
元素
Li
Na
K
Rb
Cs
与氧气反应
反应越来越剧烈,产物越来越复杂
Li2O
Na2O、Na2O2
K2O、K2O2、KO2
更复杂氧化物
与水反应
反应越来越剧烈
反应缓慢
反应剧烈
轻微爆炸
剧烈爆炸
氢氧化物
碱性强弱:LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH
氧化物
氧化钠
过氧化钠
超氧化钾
臭氧化钾
化学式
Na2O
Na2O2
KO2
KO3
氧的价态
-2价
-1价
-价
-价
所含离子
2Na++1O2-
2Na++1O22-
K++1O2-
K++1O3-
化学键
离子键
离子键和共价键
离子键和共价键
离子键和共价键
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