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新高考化学一轮复习考点精讲精练第18讲 钠及其化合物 讲义(2份,原卷版+解析版)
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【知识点1】钠的主要性质及应用
1.物理性质
2.化学性质
从原子结构认识钠的化学性质:
钠在化学反应中易失去最外层的一个电子,表现很强的还原性。
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)反应
【总结】钠在空气中变化过程:Na→Na2O→NaOH固体→NaOH溶液→Na2CO3·10H2O→Na2CO3,最终变成Na2CO3粉末。
(2)与水反应
①化学方程式:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
②与滴加酚酞的水反应的现象与解释
(3)与酸(HCl)反应:离子方程式:2Na+2H+===2Na++H2↑,钠与酸的反应比与水的反应更剧烈。
(4)与盐溶液的反应:与盐溶液反应时先与水反应,生成的碱与盐可能发生复分解反应。
(5)钠与熔融状态的盐反应:通常金属钠不能从盐溶液中置换出金属,若盐为熔融状态,钠可以置换出较不活泼的金属,如:
4Na+TiCl4eq \(=====,\s\up7(高温))4NaCl+Ti
Na+KCleq \(=====,\s\up7(高温))NaCl+K↑ (制取金属钾,因为钾的沸点比钠的低,使钾成为钾蒸气而逸出)
(6)与含羟基或羧基的有机物:钠与乙醇、苯酚、乙酸反应越来越剧烈。
与乙醇反应:2Na+2C2H5OH →2C2H5ONa+H2↑
(钠块先沉在液面下,后上下浮动,能看到表面冒出气泡,并不能熔化成小球);
与苯酚反应:
与乙酸反应:2CH3COOH+2Na →2CH3COONa+H2↑;
3.制取、保存与用途
【例1】进行化学实验时要具有安全意识,下列说法不正确的是
A.为明火标识,要正确使用火源,束好长发,系紧宽松衣物
B.温度计中水银洒落地面用硫粉覆盖后再做进一步无害化处理
C.将金属Na保存在煤油中
D.不慎将苯酚溅在皮肤上,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗
【答案】A
【详解】A.为热烫标识,注意防止烫伤,A错误;
B.水银(汞)不溶于水,可以和硫反应,温度计摔坏导致水银散落到地面上,应立即撒上硫粉,B正确;
C.钠为活泼金属单质,容易和氧气、水反应,且其密度大于煤油,将金属Na保存在煤油中,C正确;
D.苯酚有毒,能溶于酒精,不慎将苯酚溅在皮肤上,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗,D正确;
故选A。
【例2】部分含Na或含Al物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.可存在的转化
B.和均能与溶液反应
C.工业上通过电解熔融制备
D.若能与反应生成,则中含共价键
【答案】A
【详解】A.Al2O3无法直接转化为Al(OH)3,e→d的转化无法实现,A错误;
B.Al2O3、Al(OH)3均可以与NaOH生成Na[Al(OH)4]和H2O,B正确;
C.工业上在冰晶石存在的条件下,通常电解Al2O3来冶炼金属Al,C正确;
D.b能与水反应则b为Na2O2,电子式为,O和O之间为非极性共价键,D正确;
故选A。
【例3】对于下列实验事实的解释,不合理的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【详解】A.未知和的混合溶液中氯离子和碘离子浓度,无法确定比较大小,A错误;
B.硫酸镁溶液中:Mg2++2H2OMg(OH)2+2H+,盐类水解是吸热反应,升高温度,促进水解,但硫酸属于难挥发性酸,因此加热蒸干得到的是MgSO4,氯化镁溶液:MgCl2+2H2OMg(OH)2+2HCl,加热促进水解,HCl易挥发,加热促进HCl的挥发,更加促进反应向正反应方向进行,因此加热蒸干得到的是Mg(OH)2或MgO,解释合理,B正确;
C.向盛有饱和溶液的试管中滴加稀盐酸,和氢离子反应生成二氧化硫和硫单质,C正确;
D.钠与乙醇反应平缓,钠与水反应剧烈,说明水中H+的浓度大于乙醇中c(H+),即羟基中氢的活性:CH3CH2OHBr2,Cl2>I2,不能比较Br2与I2的氧化性,不能达到实验目的,故B错误;
C.向分别装有苯和甲苯的试管中加入酸性高锰酸钾溶液,甲苯中加入酸性高锰酸钾溶液可观察到溶液褪色,苯加入酸性高锰酸钾溶液无明显变化,可比较苯和甲苯的化学性质,故C正确;
D.Fe与CuSO4发生置换反应:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,证明Fe金属活动性大于Cu,可达到实验目的,故D正确;
答案选B。
15.我国化学家侯德榜发明的“侯氏制碱法”联合合成氨工业生产纯碱和氮肥,工艺流程图如下:
已知:“碳酸化”设备中的反应为。
下列说法不正确的是
A.“母液I”吸氨后的溶液中主要含有
B.在实验室模拟“煅烧”,需要使用的主要仪器有坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯等
C.经“冷析”和“盐析”后的体系中存在平衡
D.该工艺过程中可以循环使用的物质有
【答案】A
【详解】在饱和NaCl溶液中先通入氨气)使溶液呈现碱性,再通入CO2(碳酸化),在碱性环境下CO2溶解能力增强,与氨气反应生成碳酸氢铵,碳酸氢铵与氯化钠反应生成碳酸氢钠从溶液中析出,煅烧后转化为纯碱、水和二氧化碳,母液I继续吸收氨气冷析出NH4Cl,过滤后再加入NaCl继续盐析出氯化铵,过滤后得到氯化钠溶液可再次投入使用,据此来解答。
A.“母液I”吸氨后的溶液中主要含有,同时还含有NH3·H2O,A错误;
B.在实验室模拟“煅烧”,要在坩埚中进行,需要使用的主要仪器有坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯 等,B正确;
C..经“冷析”和“盐析”后的体系仍为氯化铵的饱和溶液,存在平衡,C正确;
D.由图可知,“煅烧”后二氧化碳可以循环使用,“盐析”后的“母液Ⅱ”含有氯化钠,则氯化钠可以循环使用,D正确;
故选A。
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16.物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的两个重要认识视角。图为钠及其化合物的“价-类”二维图,请回答下列问题:
(1)物质①与水反应的离子方程式为 ,所以通常将其保存在 中。
(2)写出淡黄色固体②与二氧化碳反应的化学方程式: 。
(3)从核心元素价态的视角看,NaH中H元素的化合价为 ,从H元素的价态分析,NaH常用作
(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(4)FeSO4可用于制备一种新型、高效、多功能绿色水处理剂高铁酸钾(K2FeO4),氧化性比Cl2、O2、ClO2、KMnO4更强,主要反应:2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。
①该反应中的氧化剂是 ,发生氧化反应的元素名称是: 。
②每生成1mLO2,转移电子的数目为: 。
(5)氰、硫氰的化学性质和卤素()很相似,化学上称为拟卤素,它们阴离子的还原性强弱顺序为:。试写出:
①与NaOH溶液反应的化学方程式 。
②在NaBr和KSCN的混合溶液中滴加少量,请写出发生反应的离子方程式 。
【答案】
(1) 煤油
(2)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(3)-1 还原剂
(4)Na2O2 铁、氧 10NA
(5)
【详解】(1)钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,离子方程式为;钠非常活泼,通常将其保存在煤油中;
(2)过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
(3)NaH中H元素的化合价为-1价;从H元素的价态分析,-1价为其最低价,NaH常用作还原剂;
(4)①该反应中氧元素的化合价降低,氧化剂是Na2O2;铁元素、氧元素的化合价升高,发生氧化反应的元素名称是:铁、氧;
②铁元素化合价由+2价升高到+6价,氧元素化合价由-1价升高到0价,可得关系式2FeSO4~O2~10e-,每生成1mLO2,转移电子的数目为:10NA;
(5)①氰的化学性质和卤素()很相似,与NaOH溶液反应的化学方程式为:;
②阴离子的还原性强弱顺序为:,可知滴加少量,SCN-发生反应,离子方程式为:。
17.生活中处处都有化学。化学与生产、生活息息相关,请回答下列问题:
Ⅰ.家里厨卫中有许多化学物质。厨房里有食盐(主要成分①NaCl)、白醋(主要成分②)、料酒(主要成分③)、小苏打(主要成分④)、天然气(主要成分⑤)、菜刀(主要材料⑥)等;卫生间有洁厕灵(主要成分⑦浓盐酸)、“84”消毒液(主要成分⑧)等。
(1)上述标有序号的物质中属于电解质的是 (填序号,下同);能够导电的是 。
(2)将⑦与④的溶液混合,写出反应的离子方程式: 。
(3)次磷酸和②都属于一元酸,次磷酸的化学式为则与过量氢氧化钠溶液反应,生成的正盐的化学式为 。
Ⅱ.侯德榜为我国化工事业的发展做出了卓越贡献,某实验小组根据侯德榜联合制碱工艺设计了简化的制碱工艺如图所示:
(4)第④步的化学方程式为 ,该过程中可以循环使用的物质是 。
(5)某实验小组按照上述原理制备纯碱,经检验该纯碱中还含有,欲测定制备的纯碱中的质量分数,提出了以下四种方案,你觉得不合理的是___________(填序号)。
A.取ag混合物充分加热,质量减少bg
B.取ag混合物与足量的盐酸进行充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到bg固体
C.取ag混合物与足量NaOH充分反应,得到bg溶液
D.取ag混合物与足量的稀硫酸充分反应,逸出的气体经干燥后用碱石灰吸收,质量增加bg
(6)氯化铵可用作肥料,从分离出碳酸氢钠晶体的母液中加入NaCl固体后可以分离出氯化铵晶体,根据氯化铵和氯化钠溶解度曲线(下图),需采用的操作是 、过滤、洗涤、干燥。
【答案】
(1)①②④⑧ ⑥⑦
(2)H++=CO2↑+H2O
(3)NaH2PO2
(4)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ CO2
(5)C
(6)降温结晶(降温结晶或者冷却结晶或蒸发浓缩,冷却结晶)
【详解】(1)在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物叫作电解质。NaCl、CH3COOH、NaHCO3、NaClO本身不导电,其水溶液能导电,属于电解质;C2H5OH、CH4是化合物但两者的水溶液和熔融状态不导电;Fe是单质能导电、浓盐酸是混合物,不是电解质,能导电;
(2)⑦是浓盐酸,④是NaHCO3,这两者反应的实质是浓盐酸中的H+和NaHCO3电离出的反应生成CO2气体和H2O。反应的离子方程式为H++=CO2↑+H2O;
(3)因为次磷酸属于一元酸,与足量的氢氧化钠反应生成NaH2PO2和H2O,生成的正盐为NaH2PO2;
(4)NaHCO3固体加热不稳定分解得到Na2CO3、H2O、CO2,化学方程式为:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;
(5)取a g混合物充分加热,质量减少b g,NaHCO3加热分解为碳酸钠、二氧化碳、水,则碳酸氢钠质量为,Na2CO3的质量为,Na2CO3的质量分数为,A不符合题意。取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到b g固体,设Na2CO3和NaHCO3的质量分别是,则,方程可得碳酸钠的质量,进而计算出Na2CO3质量分数,B不符合题意。取a g混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到b g溶液,不能计算碳酸钠质量,C符合题意。取a g混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体经干燥后用碱石灰吸收,质量增加b g,可知二氧化碳的质量为b g,设Na2CO3和NaHCO3的质量分别是,则,解方程式可得碳酸钠的质量,进而计算出Na2CO3质量分数,D不符合题意;答案选C。
(6)根据氯化铵和氯化钠的溶解度曲线可知,氯化铵的溶解度随温度的变化较大,而氯化钠的溶解度随温度的变化不大,从母液中分离出氯化铵晶体,在母液中加入氯化钠固体使较高温度下氯化铵形成饱和溶液,降低温度使氯化铵以晶体形式析出,再将其过滤、洗涤、干燥就可以得到纯净的氯化铵固体。
18.我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要流程如下(部分物质已略去):
(1)“碳酸化”时反应生成碳酸氢钠沉淀,其反应的化学方程式为 。
(2)操作Ⅰ的实验步骤为 、洗涤、干燥,洗涤时需要检验氯离子,取最后一次洗涤液少许, ,则沉淀已洗涤干净。
某同学测定上述Na2CO3固体样品(仅含NaCl杂质)的纯度(即碳酸钠的质量分数),实验装置如下图所示(铁架台等夹持装置已略去)。
(3)B中的稀硫酸能否换成盐酸 (填“能”或“否”);反应结束后需继续通入一段时间空气的目的是 。
(4)反应前称取样品wg,称量干燥管D(碱石灰足量)质量为ag;样品与足量稀硫酸充分反应后再次称量干燥管D质量为bg,则Na2CO3的纯度表达式为 ,若去掉干燥管E,测得Na2CO3的纯度 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(5)向30mL物质的量浓度为cml/L的NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M,因CO2通入量不同,溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入0.1ml/L的盐酸,产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V[HCl(aq]的关系有如图所示两种情况(不计CO2的溶解),则曲线Y表明M中的溶质为 (填化学式),c= ;由曲线X、Y可知,两次实验通入CO2的体积之比为 。
【答案】
(1)NaCl+NH3+CO2+H2O =NaHCO3↓+NH4Cl
(2)过滤 滴加酸化的AgNO3溶液,没有白色沉淀生成
(3)否 将反应生成的CO2完全排入装置D中
(4) 偏大
(5)NaHCO3、Na2CO3 0.25ml/L 3:10
【详解】(1)由分析可知,“碳酸化”时发生的反应为二氧化碳与氨气、氯化钠溶液反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O =NaHCO3↓+NH4Cl,故答案为:NaCl+NH3+CO2+H2O =NaHCO3↓+NH4Cl;
(2)由分析可知,操作Ⅰ的实验步骤为过滤、洗涤、干燥得到碳酸氢钠;过滤得到的碳酸氢钠表面附有可溶的氯化铵,需要洗涤除去氯化铵,检验沉淀已洗涤干净实际上就是检验洗涤液中不存在氯离子,具体操作为取最后一次洗涤液少许,滴加酸化的AgNO3溶液,没有白色沉淀生成,说明沉淀已洗涤干净,故答案为:过滤;滴加酸化的AgNO3溶液,没有白色沉淀生成;
(3)盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢能与装置D中的碱石灰反应,导致测定结果偏高,所以不能将B中的稀硫酸不能换成盐酸;碳酸钠与稀硫酸完全反应后,装置中会残留一部分二氧化碳,所以反应结束后需继续通入一段时间空气将反应生成的CO2完全排入装置D中,否则会导致测定结果偏低,故答案为:否;将反应生成的CO2完全排入装置D中;
(4)由题意可知,反应生成二氧化碳的质量为(b—a)g,由碳原子个数守恒可知,碳酸钠的纯度为=;装置E中盛有的碱石灰用于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,防止二氧化碳和水蒸气加入装置D中导致测定结果偏高,故答案为:;偏高;
(5)由离子反应规律可知,溶液中发生离子反应的顺序为NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+HCl= NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,由图可知,曲线Y表明未生成二氧化碳消耗盐酸的体积和生成二氧化碳消耗盐酸的体积分别为25ml和(75—25)mL=50mL,所以M中的溶质为碳酸氢钠和碳酸钠,由钠原子个数守恒可知,氢氧化钠的浓度c==0.25ml/L,则碳酸钠的物质的量为0.1ml/L×0.025L=0.0025ml,随后碳酸氢钠的物质的量为0.1ml/L×0.05L=0.005ml,由碳原子个数守恒可知,与氢氧化钠溶液反应的二氧化碳的物质的量为0.005ml;曲线X表明未生成二氧化碳消耗盐酸的体积和生成二氧化碳消耗盐酸的体积分别为60ml和(75—60)mL=15mL,所以M中的溶质为氢氧化钠和碳酸钠,由方程式可知,碳酸钠的物质的量为0.1ml/L×0.015L=0.0015ml,由碳原子个数守恒可知,与氢氧化钠溶液反应的二氧化碳的物质的量为0.0015ml,则两次实验通入二氧化碳的体积之比为0.0015ml:0.005ml=3:10,故答案为:NaHCO3、Na2CO3;0.25ml/L;3:10。
19.过氧化钙是一种应用广泛的无机过氧化物。常用作杀菌剂、防腐剂、解酸剂、增氧剂等。某学习小组设计如下实验方案制备并测定产品纯度。
Ⅰ.制备(制备装置如图所示,夹持装置略):向三颈烧瓶中依次加入和水,充分溶解后,置于冰水中,开启搅拌器,同时滴加溶液和氨水,冷却后即有沉淀析出。
Ⅱ.分离:将第Ⅰ步获得的沉淀过滤,依次用水、乙醇、乙醚洗涤,干燥;
Ⅲ.制备:加热烘烤获得。
Ⅳ.测定产品中的含量:
①准确称取步骤Ⅲ获得的产品,放入锥形瓶中,依次加入蒸馏水和的醋酸,使固体溶解,用的酸性标准溶液滴定至终点,三次实验消耗标准溶液的平均体积为。
②空白实验:另取蒸馏水和的醋酸代替样品溶液放入锥形瓶中,重复①中实验操作,消耗标准溶液的平均体积为。
已知:不溶于水、乙醇和乙醚,与酸反应产生;常温下稳定性好,130℃左右时变为无水,350℃时迅速分解为和。
回答下列问题:
(1)盛放氨水的仪器名称为 。
(2)第Ⅰ步制备的离子方程式为 ;将该反应装置置于冰水中的原因是 。
(3)第Ⅱ步分离沉淀所用到的玻璃仪器有 。
(4)第Ⅲ步,加热烘烤获得的最佳温度范围是 (填标号)。
A.90~120℃ B.300~360℃ C.120~150℃
(5)第Ⅳ步,测定产品中的含量。
①能否用盐酸溶解样品: (填“能”或“否”)。
②实验达到滴定终点的现象为 。
③样品中的含量为 %。
④若空白实验滴定前滴定管尖嘴内无气泡,到达终点后滴定管尖嘴内有气泡,则计算得样品中含量会 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】
(1)恒压滴液漏斗
(2) 防止分解和氨水挥发
(3)(普通)漏斗、烧杯、玻璃棒
(4)C
(5)否 滴入最后半滴标准溶液,溶液呈浅红色,并且内颜色不褪去 90 偏大
【详解】(1)盛放氨水的仪器名称为恒压滴液漏斗。
(2)由题目信息可知,和氨水均过量,故与和氨水制备的离子方程式为;受热易分解、氨水受热易挥发,故将反应装置置于冰水中可以防止分解和氨水挥发。
(3)第Ⅱ步分离沉淀的操作为过滤,所用到的玻璃仪器有(普通)漏斗、烧杯、玻璃棒。
(4)由题给信息可知,加热烘烤获得的温度在130℃左右,且必须低于350℃,故选C。
(5)①能与酸性标准溶液反应,会影响测定结果,故不能用盐酸溶解样品。
②实验达到滴定终点的现象为滴入最后半滴标准溶液,溶液呈浅红色,并且内颜色不褪去。
③结合反应、,得关系式,,则,样品中的含量为。
④若空白实验滴定前滴定管尖嘴内无气泡,到达终点后滴定管尖嘴内有气泡,会使空白实验消耗标准液体积读数偏小,导致样品消耗标准液体积偏大,含量偏大。
20.侯氏制碱法以、和为反应物制备纯碱。某实验小组在侯氏制碱法基础上,以和为反应物,在实验室制备纯碱,步骤如下:
①配制饱和食盐水;
②在水浴加热下,将一定量研细的,加入饱和食盐水中,搅拌,使,溶解,静置,析出晶体;
③将晶体减压过滤、煅烧,得到固体。
回答下列问题:
(1)步骤①中配制饱和食盐水,下列仪器中需要使用的有 (填名称)。
(2)步骤②中需研细后加入,目的是 。
(3)在实验室使用代替和制备纯碱,优点是 。
(4)实验小组使用滴定法测定了产品的成分。滴定过程中溶液的随滴加盐酸体积变化的曲线如下图所示。
i.到达第一个滴定终点B时消耗盐酸,到达第二个滴定终点C时又消耗盐酸。,所得产品的成分为 (填标号)。
a. b. c.和 d.和
ii.到达第一个滴定终点前,某同学滴定速度过快,摇动锥形瓶不均匀,致使滴入盐酸局部过浓。该同学所记录的 (填“>”“
(5)在饱和溶液中的溶解速率小、溶解量小,且两者发生反应的速率也较小,生成的的量较少,在该溶液中没有达到过饱和状态,故不能析出晶体
【详解】(1)步骤①中配制饱和食盐水,要在烧杯中放入一定量的食盐,然后向其中加入适量的水并用玻璃棒搅拌使其恰好溶解,因此需要使用的有烧杯和玻璃棒。
(2)固体的颗粒越小,其溶解速率越大,且其与其他物质反应的速率越大,因此,步骤②中需研细后加入,目的是加快溶解、加快与反应。
(3)和在水中可以发生反应生成,但是存在气体不能完全溶解、气体的利用率低且对环境会产生不好的影响,因此,在实验室使用代替和制备纯碱,其优点是工艺简单、绿色环保、制备产品的效率较高、原料利用率较高。
(4)i.根据图中的曲线变化可知,到达第一个滴定终点B时,发生的反应为,消耗盐酸;到达第二个滴定终点C时, 发生的反应为,又消耗盐酸,因为,说明产品中不含和,因此,所得产品的成分为,故选a。
ⅱ.到达第一个滴定终点前,某同学滴定速度过快,摇动锥形瓶不均匀,致使滴入盐酸局部过浓,其必然会使一部分与盐酸反应生成,从而使得偏大、偏小,因此,该同学所记录的>。
(5)i.实验a无明显现象的原因是:在饱和溶液中的溶解速率小、溶解量小,且两者发生反应的速率也较小,生成的的量较少,在该溶液中没有达到过饱和状态,故不能析出晶体。
ii.析出的白色晶体可能同时含有和。称取晾干后的白色晶体,加热至恒重,将产生的气体依次通过足量的无水和溶液。受热分解生成的气体中有和,而分解产生的气体中只有,无水可以吸收分解产生的,溶液可以吸收分解产生的;溶液增重,则分解产生的的质量为,其物质的量为,由分解反应可知,的物质的量为,则白色晶体中的质量为,故其质量分数为。
讲义
夯基·知识精讲
【知识点1】钠的主要性质及应用+5道例题
【知识点2】氧化钠和过氧化钠+5道例题
【知识点3】Na2O2与CO2、H2O反应的定量关系+5道例题
【知识点4】过氧化物的结构特点与性质+5道例题
【知识点5】碳酸钠、碳酸氢钠的性质+5道例题
【知识点6】碳酸钠、碳酸氢钠的图像分析+5道例题
练习
提能·课后精练
选择题: 15 题
非选择题: 5 题
建议时长: 75 分钟
实际时长: 分钟
颜色状态
密度
硬度
熔点
传导性
银白色固体,具有金属光泽。
ρ(H2O) eq \a\vs4\al(>)ρ(Na) eq \a\vs4\al(>)ρ(煤油)
质地柔软,可以用小刀切割。
较低,低于100 ℃
可导电导热
O2
常温:4Na+O2===2Na2O(白色固体,新切开的钠切面变暗)
加热:2Na+O2Na2O2(发出黄色的火焰,产生淡黄色固体)
Cl2
2Na+Cl22NaCl (白烟,火焰为黄色)
S
2Na+S===Na2S (研磨时发生爆炸)
H2
2Na+H22NaH
与盐(如CuSO4)溶液的反应
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,
2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+2Na2SO4。
总反应为2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。
与Fe2(SO4)3溶液的反应
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
6NaOH+Fe2(SO4)3===2Fe(OH)3↓+3Na2SO4
总反应为6Na+6H2O+Fe2(SO4)3===3Na2SO4+2Fe(OH)3↓+3H2↑
工业制备
2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))2Na+Cl2↑
保存
钠易与空气中的O2、H2O反应,且钠的密度比煤油的密度大,不与煤油反应,故通常保存在石蜡油或煤油中。钠不能保存在CCl4中,因为CCl4的密度比钠的大,钠浮在CCl4表面,与空气接触而发生变质。
用途
(1)钠、钾合金(液态)用于原子反应堆,作导热剂;
(2)作强还原剂,熔融状态冶炼某些金属(如钛);如:
4Na+TiCl4eq \(=====,\s\up7(高温))4NaCl+Ti、Na+KCleq \(=====,\s\up7(高温))NaCl+K↑(制取金属钾,因为钾的沸点比钠的低,使钾成为钾蒸气而逸出)。
(3)作电光源,制作高压钠灯
选项
实验事实
解释
A
向含和的混合溶液中滴加溶液,先产生黄色沉淀
B
加热蒸干溶液能得到固体;加热蒸干溶液得不到固体
不易挥发,易挥发
C
将稀盐酸逐滴滴加到盛有饱和溶液的试管中有气泡冒出,溶液出现浑浊
酸性条件下不稳定,反应生成和
D
钠与乙醇反应平缓;钠与水反应剧烈
羟基中氢的活性:
溶液
的盐酸
反应时间/s
46
45
45
浓度/ml/L
6
3
1.5
1
0.1
0.05
0
反应时间/s
114
65
37
21
13
18
20
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
色态
白色固体
淡黄色固体
是否碱性氧化物
碱性氧化物
非碱性氧化物
氧的价态
-2
-1
电子式
化学键
离子键
Na+与O2-以2:1形成离子化合物
离子键、非极性键
Na+与Oeq \\al(2-,2)(过氧根离子)以2:1形成离子化合物
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
热稳定性
不稳定
(2Na2O+O22Na2O2)
稳定
与H2O反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
与HCl反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
主要性质
具有碱性氧化物的通性
具有强氧化性
用途
用于制取少量Na2O2、烧碱
供氧剂、漂白剂、消毒剂、强氧化剂
试剂
现象
反应原理
SO2气体
—
Na2O2+SO2=== Na2SO4
(Na2O2与其他物质反应时不一定都产生O2)
FeCl2溶液
产生气体和红褐色沉淀
4Na2O2+4FeCl2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl
Na2SO3溶液
—
Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH
氢硫酸
溶液变浑浊
Na2O2+H2S===S↓+2NaOH
酚酞溶液
产生气体,溶液先变红后褪色
与水反应生成O2和NaOH,使溶液变红,Na2O2的强氧化性又使之褪色
品红溶液
红色褪去
Na2O2的强氧化性使之褪色
电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量的关系为
2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
变化关系
CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2时,气体体积的减少量是原来气体体积的eq \f(1,2),等于生成氧气的体积,即ΔV=V(O2)=eq \f(1,2)V(混合)
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(CO)=28 g·ml-1×n(CO2),Δm(H2)=2 g·ml-1×n(H2O)
过氧化钙
过氧乙酸
过氧化氢
过二硫酸
名称
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
颜色、状态
白色粉末
细小白色晶体
俗名
纯碱或苏打
小苏打
水溶性
易溶于水(20 ℃,S=21.5 g)
易溶于水,但比Na2CO3的溶解度小(20 ℃,S=9.6 g)
水溶液酸碱性
碱性较强
碱性较弱
主要用途
用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸等工业中
灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一
与NaOH溶液反应
与Ca(OH)2溶液反应
①Na2CO3:与NaOH溶液不反应。
②NaHCO3:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
①Na2CO3:Ca2++COeq \\al(2-,3)===CaCO3↓
②NaHCO3:(存在少量过量问题)
Ca(OH)2少量:
Ca2++2OH-+2HCOeq \\al(-,3)===CaCO3↓+2H2O+COeq \\al(2-,3);
Ca(OH)2过量:Ca2++OH-+HCOeq \\al(-,3)===CaCO3↓+H2O
Na2CO3、NaHCO3的鉴别
①固体的鉴别用加热法:能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。
②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。
a.沉淀法:加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是Na2CO3溶液。
b.气体法:滴入稀盐酸,立即产生气泡的是NaHCO3溶液。
c.测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是Na2CO3溶液。
【注意】鉴别Na2CO3和NaHCO3时,不能用NaOH溶液(虽然前者不反应后者反应,均无明显现象),也不能用澄清的石灰水或Ba(OH)2溶色液,均产生白色沉淀。
Na2CO3、NaHCO3的除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热至恒重
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
选项
实验过程和现象
实验结论
A
向等质量的和固体中分别加入等体积蒸馏水,固体未完全溶解
溶解性:
B
向粉末和Al粉的均匀混合物中插入点燃的Mg条,火星四射,有液态Fe从固体中流出
金属活动性:
C
向溶液中滴入几滴新制氯水,溶液变为黄色
还原性:
D
向溶液中滴入几滴饱和溶液,产生黑色沉淀
酸性:
若a=0(即图像从原点开始)
溶液中的溶质为NaHCO3
若V(Oa)=V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)
溶液中的溶质为Na2CO3
若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)
溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH
若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)
溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3
向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,离子方程式:
Oa段:COeq \\al(2-,3)+H+===HCOeq \\al(-,3)
ab段:HCOeq \\al(-,3)+H+===H2O+CO2↑
图像特点:Oa=ab
向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸,离子方程式:
HCOeq \\al(-,3)+H+===H2O+CO2↑
向等物质的量的NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,离子方程式:
Oa段:H++OH-===H2O、COeq \\al(2-,3)+H+===HCOeq \\al(-,3)
ab段:HCOeq \\al(-,3)+H+===H2O+CO2↑
图像特点:Oa=2ab
实验序号
①
②
③
100.0
100.0
100.0
3.80
7.60
11.40
896
1344
896
编号
a
b
c
d
①
Na
NaOH
②
S
③
Fe
④
MgO
Mg
选项
实验方案
实验目的
A
取样,加入澄清石灰水,观察是否有沉淀产生
鉴别溶液与溶液
B
固体中滴加稀盐酸,加热,观察是否有黄绿色气体产生
的氧化性比强检验
C
取溶液少许,滴加溶液,向所得沉淀中加入足量稀盐酸,观察沉淀溶解程度
是否变质
D
向装有的试管中滴加少量水,观察是否有气泡产生
检验是否变质
A.比较和的热稳定性
B.比较氧化性:
C.比较苯和甲苯的化学性质
D.比较Fe和Cu的金属活动性
实验
操作
现象
a
将匀速通入置于烧杯中的饱和溶液,持续,消耗
无明显现象
b
将饱和溶液注入充满的矿泉水瓶中,密闭,剧烈摇动矿泉水瓶,静置
矿泉水瓶变瘪,后开始有白色晶体析出
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