2022届高三统考化学人教版一轮课件：第3单元 第1节　钠及其重要化合物

这是一份2022届高三统考化学人教版一轮课件：第3单元 第1节　钠及其重要化合物，共60页。PPT课件主要包含了-2-，-3-，考点一，考点二，基础梳理，考点突破，考点三，钠1物理性质，-4-，-5-等内容，欢迎下载使用。
考纲要求:1.了解钠及其重要化合物的制备方法。　2.掌握钠及其重要化合物的主要性质及其应用。
2.化学性质钠在化学反应中易失去最外层的一个电子,表现还原性。(1)与非金属单质(如O2、Cl2)反应:
(2)与水反应:①离子方程式:2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑。②与含有酚酞的水溶液反应的实验现象及解释:
特别提醒(1)考虑钠与酸、碱、盐的水溶液反应时,要注意Na与水反应的同时,生成的NaOH还可能继续与溶液中的溶质反应。(2)钠与酸反应时若Na过量,钠还可与H2O反应。
3.钠的制取、保存和用途(1)工业制法:化学方程式为2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑。(2)保存:密封保存,在实验室中,通常保存在石蜡油或煤油中。(3)用途:
自主巩固判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)23 g钠充分燃烧时转移的电子数为NA ( √ )(2)将钠块放入水中,产生气体的化学方程式为2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ ( √ )(3)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化 ( × )(4)钠与CuSO4溶液反应的离子方程式为2Na+Cu2+==Cu↓+2Na+ ( × )(5)用洁净的铂丝对某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,则溶液中一定含Na+,不含K+ ( × )
1.金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板
2.金属钠与水溶液反应现象分析的思维模板(1)共性:因为钠与不同物质的水溶液反应均发生剧烈的置换反应,故有共同的现象产生:①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:在液面上不停地游动直至反应完;④响:反应中不停地发出“嘶嘶”声。(2)差异性:钠与酸及强酸弱碱盐溶液反应时,由于溶液中H+浓度较大,反应比与水的反应剧烈,导致钠可能在液面上燃烧;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、刺激性气味气体(如NH3)等。
例1下列叙述不正确的是( )A.切开的金属Na曝露在空气中,光亮的表面逐渐变暗,发生的反应为2Na+O2==Na2O2B.4.6 g Na与O2完全反应,生成7 g产物时失去电子的物质的量为0.2 mlC.Na与稀硫酸反应的离子方程式为2Na+2H+==2Na++H2↑D.将少量Na投入CuSO4溶液中,既有沉淀生成又有气体放出
解析:常温下切开的金属Na曝露在空气中,光亮的表面逐渐变暗是因为生成Na2O,A项错误;由题意知虽然生成Na2O2和Na2O的混合物,但是Na的物质的量为0.2 ml,故失去电子的物质的量仍为0.2 ml,B项正确;Na与稀硫酸反应的本质是与H+的反应,C项正确;Na与水反应放出气体,生成的NaOH与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀,D项正确。
易错警示(1)钠与CuSO4溶液反应不能置换出铜。(2)钠的密度小于水而大于煤油,当遇到考查钠的保存或钠在煤油和水的分界面处反应的问题时要注意这一点。(3)若涉及钠与盐酸反应产生氢气的计算问题时要注意产生氢气的量与盐酸无关,只用钠的物质的量计算即可。
跟踪训练1.在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应,实验时,往100 mL大试管中先加40 mL煤油,取三粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡胶塞,通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面触及胶塞,并夹紧弹簧夹(如图)。下列叙述错误的是(　　)。A.剩余的钠放回原试剂瓶B.溶液中有气泡生成,下层溶液出现白色絮状沉淀C.大试管内和长颈漏斗内的液面都下降D.钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式为2Na+FeSO4+2H2O==Fe(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
2.将0.05 ml Na分别投入盛有100 mL水、100 mL盐酸、100 mL硫酸铜溶液的X、Y、Z三个烧杯中,下列有关说法错误的是(　　)A.三个烧杯中一定均会发生的离子反应有:2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应,相比而言,X烧杯中的反应平缓些C.Z烧杯中一定会有沉淀生成,但沉淀不是单质铜D.三个烧杯中生成气体的物质的量一定相同
钠的氧化物Na2O和Na2O2的比较
自主巩固如图所示,两圆圈相交的阴影部分表示圆圈内物质相互发生的反应。钠及其氧化物的物质的量均为0.1 ml,水的质量为100 g。
(1)反应③最多产生O2的物质的量为0.05 ml。(2)反应③的离子方程式为2Na2O2+2H2O==4Na++4OH-+O2↑。(3)①②③充分反应后,所得溶液中溶质的质量分数由大到小的顺序为②=③>①。
1.Na2O2与CO2、H2O反应的五大关系
2.Na2O2强氧化性的五个表现
例2向含Na+、Al3+、Fe3+、Fe2+、Cl-、 的水溶液中,加入足量的Na2O2固体,充分反应后再加入过量的稀盐酸,所得溶液与起始溶液相比,上述离子的数目没有变化的有(　　)A.2种B.3种C.4种D.5种
例3下列有关Na2O2的说法不正确的是(　　)A.向包有Na2O2粉末的脱脂棉上滴加几滴水,脱脂棉剧烈燃烧起来,说明Na2O2与H2O反应放热且有氧气生成B.Na2O2与CO2反应时有单质O2生成,该反应属于置换反应C.Na2O2在空气中久置变白,涉及的氧化还原反应中,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂D.Na2O2粉末加入Ca(HCO3)2溶液中,会产生气体和浑浊
解析:可燃物燃烧的条件是达到着火点和具有助燃物质,A项正确;反应物中没有单质参加反应,不符合置换反应的定义,B项错误; Na2O2与CO2、H2O的反应都是Na2O2既作氧化剂又作还原剂,C项正确;Na2O2先与水反应生成O2和NaOH,NaOH再与Ca(HCO3)2反应生成沉淀CaCO3,D项正确。
易错警示(1)Na2O2与酸的反应是氧化还原反应,Na2O2不是碱性氧化物。(2)1 ml Na2O2参与氧化还原反应时,转移的电子数可能是1 ml(既作氧化剂又作还原剂时),也可能是2 ml(只作氧化剂或只作还原剂时)。
跟踪训练3.在150 ℃时使NH4HCO3分解,将所产生的气体依次通过Na2O2和浓硫酸,则Na2O2增重a g,浓硫酸增重b g;若将上述气体先通过浓硫酸,则使酸液增重d g,再通过Na2O2,则使之增重c g。设气体皆被完全吸收,则a、b、c、d由大到小的排列顺序正确的是(　　)。A.dacbB.bcadC.acbdD.dcba
4.过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下二氧化碳与过氧化钠反应后,若固体质量增加了14 g,反应中有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值) (　　)。
碳酸钠和碳酸氢钠1.物理性质
Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O
NaHCO3+HCl═NaCl+CO2↑+H2O
Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3
NaHCO3+NaOH═Na2CO3+H2O
Na2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH　
Ca(OH)2+NaHCO3═CaCO3↓+NaOH+H2O
Ca(OH)2+2NaHCO3═CaCO3↓+Na2CO3+2H2O　
特别提醒(1)Na2CO3溶液和盐酸可以用互滴法鉴别,但NaHCO3溶液和盐酸不可以用互滴法鉴别。(2)不能用Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,因为都能产生白色沉淀。
CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl
自主巩固判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)用试管加热碳酸氢钠固体时,使试管口竖直向上 ( × )(2)分别加热Na2CO3和NaHCO3固体,试管内壁均有水珠出现,则说明两种物质均受热分解 ( × )(3)NaHCO3溶液中加入稀盐酸,反应的离子方程式为 +2H+==H2O+CO2↑ ( × )(4)向小苏打和苏打溶液中分别加入盐酸,均有气泡冒出,说明两者均能与盐酸反应 ( √ )(5)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液 ( √ )(6)向某溶液中加入稀盐酸,产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,该溶液一定是碳酸盐溶液 ( × )
1.Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应(1)与足量盐酸反应的比较。
(2)Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物与盐酸反应的图像。
例4某校课外小组为测定某碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数,甲、乙两组同学分别进行了下列相关实验。方案Ⅰ:甲组同学用质量法,按如图所示的实验流程进行实验:称量样品→加入适量盐酸→蒸发结晶→称量固体(1)实验时,蒸发结晶操作中,除了酒精灯外,还要用到的仪器是　　　　　　　。(2)有同学认为“加入适量盐酸”不好控制,应改为“加入过量盐酸”,便于操作且不影响测定的准确性,该观点　　　　(填“正确”或“不正确”),其原因是　 　。 (3)若实验中测得样品质量为46.4 g,蒸发后固体质量为40.95 g,则碳酸钠的质量分数为　　　　(保留3位有效数字)。 (4)蒸发结晶过程中若有固体飞溅,测得碳酸钠的质量分数　 　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 
方案Ⅱ:乙组同学的主要实验流程如下。称量样品→称量C→逐滴加入稀硫酸至过量→净化、吸收气体↓　处理实验数据得出结果←再称量C按如图所示装置进行实验:
(5)在装置C中装入碱石灰来吸收净化后的气体,装置D的作用是 　。 (6)有的同学认为为了减小实验误差,在反应前后都通入N2,反应后通入N2的目的是 　。 
方案Ⅲ:气体分析法(7)把一定量样品与足量稀硫酸反应后,用如图装置测量产生CO2气体的体积,B中溶液最好采用　　　　(填字母)使测量误差较小。 a.饱和碳酸钠溶液b.饱和碳酸氢钠溶液c.饱和氢氧化钠溶液d.饱和硫酸铜溶液
答案:(1)铁架台(带铁圈)、蒸发皿、玻璃棒　(2)正确　盐酸易挥发,过量的盐酸在加热过程中挥发,不影响结果　(3)45.7%　(4)偏小　(5)吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,以确保U形管中质量增加量的准确性　(6)使A、B装置中残留的CO2全部被C装置中的碱石灰吸收,减小实验误差　(7)b
规律方法碳酸钠含量的测定方法(1)气体法:
跟踪训练5.下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的比较中,正确的是(　　)。A.与稀盐酸反应放出气体的快慢:Na2CO3>NaHCO3B.相同温度下,配制成同物质的量浓度的溶液时,溶液的pH:Na2CO3>NaHCO3C.106 g Na2CO3和84 g NaHCO3分别与过量的盐酸反应,放出CO2的质量:Na2CO3>NaHCO3D.向Na2CO3和NaHCO3的稀溶液中分别滴加CaCl2溶液,都有白色沉淀生成
6.向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体,再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,并将溶液加热,产生的CO2气体与HCl的物质的量关系如图所示(忽略CO2的溶解和HCl的挥发):
则下列分析都正确的组合是(　　)①Ⅰ图对应溶液中的溶质为NaHCO3②Ⅱ图对应溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3,且二者的物质的量之比为1∶1③Ⅲ图对应溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3,且两者的物质的量之比为1∶1④Ⅳ图对应溶液中的溶质为Na2CO3A.①②B.①③C.②④D.②③
钠及其重要化合物的转化及性质实验1.转化关系
例题某小组探究Na2CO3和NaHCO3的性质,实验步骤及记录如下:Ⅰ.分别向盛有0.5 g Na2CO3固体、0.5 g NaHCO3固体的烧杯中加入10 mL水(20 ℃),搅拌,测量温度为T1 ℃;Ⅱ.静置恒温后测量温度为T2 ℃;Ⅲ.分别加入10 mL 密度约为1.1 g·mL-1 20%的盐酸(20 ℃),搅拌,测量反应后温度为T3 ℃。实验过程得到表1的数据:
回答下列问题:(1)NaHCO3溶于水溶液显　　性,其原因是　　　　　　　 (用离子方程式表示)。 (2)根据试题后的附表(表2)判断:步骤Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3固体能否全部溶解。　　　(填“能”或“不能”)。 (3)分析表1的数据得出:Na2CO3固体溶于水　　　　,NaHCO3固体溶于水　　　　(填“放热”或“吸热”)。 (4)甲同学分析上述数据得出:Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应。乙同学认为应该增加一个实验,并补做该实验:向 盛 有10 mL水(20 ℃)的烧杯中加入10 mL　　　　　　　　　　　,搅拌,测量温度为22.2 ℃。 
(5)结合上述探究,下列说法正确的是　　　。 A.NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应B.不能用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体C.Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关
(6)丙同学为测定一份NaHCO3和Na2CO3固体混合物中NaHCO3的纯度,设计了如下实验方案,其中不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中NaHCO3质量分数的是　　　。 A.取a g混合物充分加热,减重b gB.取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b g固体C.取a g混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b gD.取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b g固体若按A方案进行实验,则原混合物中NaHCO3的质量分数为　　　　　　　　(用含a、b的代数式表示)。 
(2)20 ℃时碳酸钠的溶解度为21.5 g,碳酸氢钠的溶解度为9.6 g,则分别向盛有0.5 g Na2CO3固体、0.5 g NaHCO3固体的烧杯中加入10 mL水(20 ℃),10 mL水的质量约为10 g,在该温度下最多能够溶解2.15 g碳酸钠、0.96 g碳酸氢钠,所以碳酸钠和碳酸氢钠都能够完全溶解。(3)根据表1中数据可知,碳酸钠溶解后溶液温度升高,说明碳酸钠溶于水放热;碳酸氢钠溶解后溶液温度降低,说明碳酸氢钠溶于水吸热。(4)10 mL 密度约为1.1 g·mL-1 20%的盐酸(20 ℃)溶于水的热效应会影响碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的能量变化,所以需要补充实验:向盛有10 mL水(20 ℃)的烧杯中加入10 mL密度约为1.1 g·mL-1 20%的盐酸(20 ℃),分析温度变化。
(5)同样浓度、同样体积的盐酸溶于水后温度为22.2 ℃,而NaHCO3与盐酸反应后温度变为 20.8 ℃,说明碳酸氢钠与盐酸的反应是吸热反应,A项正确;碳酸钠与盐酸先反应生成碳酸氢钠,然后碳酸氢钠再与盐酸反应生成二氧化碳气体,而碳酸氢钠中加入盐酸后立刻生成二氧化碳,可用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体,B项错误;根据实验可知,Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关,不能直接根据反应温度判断,C项正确。
跟踪训练1. 下列实验方案、现象和结论均正确的是(　　)
2.下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是(　　)
3.如图是Na2O2和CO2定性、定量实验的装置示意图。注射器1中抽取了100 mL CO2,U形管中装有适量小玻璃珠和约1.5 g Na2O2粉末。实验开始时,打开K1、K2、K4止水夹,关闭K3止水夹,推动注射器1活塞,缓缓将CO2压至U形管中,注射器2活塞缓缓向外移动。回答下列问题:(本题不考虑注射器内壁的摩擦阻力)
(1)U形管内的玻璃珠并不参与反应,其所起的作用除防止过氧化钠粉末被吹走外,另一个重要作用是 　。 (2)U形管中可观察到的反应现象是 　　　　　　　　。 (3)注射器1活塞推到底后,注射器2中收集到的气体大于50 mL,其原因除可能仍还含CO2外,还有一个重要原因是 　　　　　　。 (4)为了使剩余气体中二氧化碳能反应完全,接下来的操作是 　。(5)要证明反应产物之一为氧气,最为方便的实验方法是 　　　。
(6)本实验结束后固体产物板结,难以从U形管中取出,为了证明固体产物中含有碳酸盐,实验时还需要从下列图示仪器和试剂中选 择　　　　(填字母)。当装置和药品都安装完毕后,接下来的操作步骤是　 　。 
答案 (1)增大过氧化钠和二氧化碳的接触面积,使反应完全　(2)淡黄色粉末渐渐变白　(3)该反应为放热反应,反应后气体温度升高,体积变大　(4)将注射器2中气体再推入U形管中,反复数次　(5)打开橡胶塞,立即将带火星的木条伸入U形管中,木条复燃　(6)DEA(或DEC)　关闭K1、K4止水夹,打开K2、K3止水夹;打开分液漏斗活塞(或挤压胶头滴管)将稀盐酸滴入U形管中,观察试管内Ca(OH)2溶液是否变浑浊(合理即可)
解析 (1)玻璃珠还可起到增大Na2O2与CO2接触面积,使之反应完全的作用。(2)U形管中Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,故U形管内淡黄色粉末渐渐变白。(3)由2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2可知100 mL CO2参与反应理论上应产生50 mL O2,收集到的气体大于50 mL,除部分CO2没反应外,还可能是反应放热,气体受热膨胀。(4)为了让CO2反应完,可把注射器2中的气体再推入U形管中,反复数次。(5)可利用O2支持燃烧,能使带火星的木条复燃的性质。
1.钠与水(或水溶液)反应的4个共同现象——“浮、熔、游、响”。必记的5个反应:(1)2Na+2H2O==2NaOH+H2↑(2)2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑(3)2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2(4)Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑(5)Na2CO3+H2O+CO2==2NaHCO32.Na2CO3与NaHCO3鉴别的4种方法:(1)固体加热法。(2)加盐酸法。(3)加CaCl2溶液法。(4)测等浓度溶液的pH法。
1.下列对过氧化钠的叙述中,正确的是(　　)。A.过氧化钠能与酸反应生成盐和水,所以过氧化钠是碱性氧化物B.过氧化钠能与水反应,所以过氧化钠可以作为气体的干燥剂使用C.过氧化钠与二氧化碳反应产生氧气,故可用于呼吸面具中D.过氧化钠与CO2反应时,过氧化钠只作氧化剂
解析:过氧化钠与酸反应除生成盐和水外,还生成氧气,不是碱性氧化物,A项错误;过氧化钠与水反应,产生氧气会引入新的杂质,B项错误;过氧化钠与呼出的气体发生反应会产生氧气,可作为供氧剂,C项正确;在过氧化钠与二氧化碳的反应中,氧化剂和还原剂都是过氧化钠,D项错误。
2.观察是研究物质性质的一种基本方法。一位同学将一块钠露置于空气中,观察到下列一系列现象:
下列说法正确的是(　　)A.①发生了氧化还原反应B.②变白色是因为生成了碳酸钠C.③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液D.④⑤发生物理变化
解析:反应①是钠接触空气发生氧化反应生成Na2O,A项正确;反应②是Na2O吸收空气中的水生成了NaOH,B项错误;过程③是NaOH吸收了空气中的水蒸气而潮解,C项错误;反应④是NaOH溶液吸收空气中的CO2和H2O生成碳酸钠晶体,而反应⑤则为碳酸钠晶体的风化,D项错误。
3.下列有关钠的叙述正确的是(　　)。A.2.3 g钠与97.7 g水反应后,溶液中溶质的质量分数等于4%B.钠与CuSO4溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑,这是析出了金属铜C.向金属钠与水反应后的溶液中通入适量氯气恰好完全反应后,溶液中含有两种溶质D.钠在空气中的缓慢氧化与其在空气中点燃的产物都一样
4.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 (　　)A.2 ml钠与过量盐酸反应生成NA个H2分子B.金属钠加到冷水中,反应的离子方程式是:Na+2H2O==Na++OH-+H2↑C.1 ml Na2O2与足量的水反应,转移电子数为2NA个D.为测定熔融NaOH的导电性,可在瓷坩埚中熔化NaOH固体后进行测量
5.下列反应中,反应后固体物质增重的是(　　)。A.氢气通过灼热的CuO粉末B.二氧化碳通过Na2O2粉末C.铝与Fe2O3发生铝热反应D.将锌粒投入Cu(NO3)2溶液