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2020版新一线高考化学(鲁科版)一轮复习教学案:第1部分第1章第1节钠及其化合物
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第1节 钠及其化合物
考纲定位
核心素养
1.了解钠的主要性质及其应用。
2.掌握钠的重要化合物(Na2O2、NaOH等)的主要性质及其应用。
3.了解钠及其重要化合物的制备方法。
4.了解Na+、K+的检验方法。
1.宏观辨识——认识钠及其化合物的性质和应用。
2.微观探析——能从钠的原子结构理解其性质,领悟结构决定性质。
3.科学探究——科学领悟钠及其化合物的性质探究方案,并实验探究过程。
4.社会责任——具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与钠性质有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
考点一| 研究物质性质的基本方法——钠的性质
1.化学科学和研究物质性质的基本方法
(1)化学科学
①概念:化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的重要的自然科学。
②特征:
a.具有创造性和实用性。b.认识分子和制造分子。
(2)研究物质性质的基本方法:包括观察、实验、分类、比较以及模型和假说等方法。
2.钠的物理性质
(1)颜色:银白色,有金属光泽。
(2)密度:ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)。
(3)熔点:低于100 ℃。
(4)硬度:质地柔软,可以用小刀切割。
(5)传导性:可导电、导热。
3.钠的化学性质
从钠原子的结构认识钠的化学性质——还原性:
Na+
(1)与非金属反应
(2)与H2O反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
实验探究:Na与H2O(含酚酞)反应的现象及解释
(3)与乙醇反应:2Na+2C2H5OH―→2C2H5ONa+H2↑。
(4)与酸(HCl)反应:2Na+2HCl===2NaCl+H2↑。
(5)与盐(CuSO4)溶液反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4。
4.钠的制备、保存与用途
(1)制备:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
(2)保存:金属钠保存在煤油或石蜡油中,使之隔绝空气与水。
(3)用途
5.焰色反应
(1)定义:金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。
(2)实验步骤
①烧:实验开始时,将铂丝(或光洁无锈的铁丝)放在酒精灯(最好用煤气灯)外焰上灼烧,至与原火焰颜色相同为止。
②蘸、烧:将铂丝(或铁丝)蘸取需要检验的试样,在外焰上灼烧,观察火焰颜色。
③洗、烧:将铂丝(或铁丝)用盐酸洗净后,在外焰上灼烧至无色,以除去金属丝表面可能残留的杂质。
(3)应用
①用于检测某种金属元素是否存在。
②添加到烟花中,使焰火更加绚丽多彩。
(4)常见元素的焰色
Na——黄色;K——紫色(透过蓝色钴玻璃)。
[深度归纳] 1.钠与水、酸反应的实质都是与H+的反应。
2.钠与溶液反应的思维模板
(1)金属钠与酸溶液的反应
钠首先与酸反应,且反应比在纯水中剧烈,当酸反应彻底后,再与水反应。
(2)金属钠与盐溶液的反应
钠与盐溶液反应,不能置换出盐中的金属,因钠先与水反应,然后再考虑生成的NaOH是否能与盐进一步发生复分解反应。
注意:钠与乙醇反应,钠块先沉在液面下,后上下浮动、能看到钠块表面冒出气泡,钠块并不能熔化成小球。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)Na与O2反应的产物可能是Na2O也可能是Na2O2。( )
(2)Na与酸液、盐溶液反应,均先与H2O反应。( )
(3)Na投入CuCl2溶液中,溶液有红色固体生成。( )
(4)金属钠着火时,可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火。( )
(5)钠与水反应的离子方程式为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。( )
(6)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。( )
(7)电解NaCl溶液可以获得金属钠。( )
(8)实验完毕后剩余的金属钠要放入废液缸中。( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)×
2.(1)金属钠露置在空气中会发生一系列变化,其过程:
银白色金属钠表面变暗出现白色固体接着表面变稀白色块状固体白色粉末状物质
请写出上述各步反应的化学方程式。
_______________________________________________________、
_______________________________________________________、
_______________________________________________________、
_______________________________________________________。
(2)将一小块金属钠分别投入盛有:a.水、b.乙醇、c.稀盐酸的三个小烧杯中,反应速率由大到小的顺序为______。解释反应速率不同的原因:_____________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
____________________________________________________________。
答案:(1)①4Na+O2===2Na2O
②Na2O+H2O===2NaOH
③2NaOH+CO2+9H2O===Na2CO3·10H2O
④Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O
(2)c>a>b HCl为强电解质,H2O为弱电解质,乙醇为非电解质,三者c(H+):c>a>b,故反应速率:c>a>b
考法1 钠与水反应的拓展空间
1.(2019·合肥质检)将金属钠放入盛有某溶液的小烧杯中,有气体产生,恢复至原温度有白色沉淀产生。该溶液可能是 ( )
①MgSO4溶液 ②Na2SO4稀溶液 ③饱和澄清石灰水
④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥饱和Na2CO3溶液
A.①④⑤⑥ B.③④⑤⑥
C.②④⑤⑥ D.①③④⑥
D [2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,①中Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;②中NaOH与Na2SO4不反应,得不到沉淀;③中反应消耗水,析出Ca(OH)2沉淀;④中Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O;⑤生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀,不符合题意;⑥水减少,c(Na+)增大,有碳酸钠晶体析出。]
2.(2019·石家庄模拟)向分别盛有100 mL水、100 mL 0.1 mol·L-1盐酸、100 mL 0.01 mol·L-1 NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05 mol Na。下列有关说法正确的是( )
A.三个烧杯中均先发生的离子反应为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应,且X烧杯中的反应最剧烈
C.三个烧杯反应后,溶质的物质的量浓度相同
D.三个烧杯反应后,生成的气体的质量一定相同
D [A项,Na与HCl反应的离子方程式为2Na+2H+===2Na++H2↑;B项,钠与盐酸反应最快,即Y烧杯中的反应最剧烈;C项,X烧杯中生成0.05 mol NaOH、Y烧杯中含有0.01 mol NaCl和0.04 mol NaOH、Z烧杯中含有0.051 mol NaOH。]
考法2 钠的实验探究
3.(2019·衡水模拟)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皮塞,通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至胶塞,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↑
C [剩余的金属钠应放回原瓶,A正确;钠与水反应生成NaOH和H2,NaOH与FeSO4反应生成白色絮状沉淀,B正确;由于生成H2,反应一段时间后,大试管内液面下降,长颈漏斗中液面上升,C错误;Na与FeSO4反应生成Fe(OH)2、H2和Na2SO4,D正确。]
4.下列关于钠的实验现象的叙述中,不正确的是( )
选项
实验操作
实验现象
A
切开钠,观察其颜色的变化
钠切面颜色变暗,最后呈淡黄色
B
把小块钠投入硫酸铜溶液中
钠浮在水面上、四处游动、产生蓝色沉淀
C
把小块钠投入饱和氢氧化钙溶液中
钠浮在水面上、四处游动、溶液出现白色浑浊
D
把氯气通入盛有钠的集气瓶中并点燃
钠与氯气剧烈反应,产生大量白烟
考点二| 钠的氧化物和氢氧化钠
1.钠的氧化物
(1)氧化钠和过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
阳、阴离子个数比
Na+与O2-之比为2∶1
Na+和O之比为 2∶1
氧的化合价
-2
-1
颜色
白色
淡黄色
与H2O反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===
4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2=== Na2CO3
2Na2O2+2CO2===
2Na2CO3+O2
(2)Na2O2的强氧化性
试剂
现象
反应原理并解释
SO2气体
-
Na2O2+SO2===Na2SO4
FeCl2溶液
有红褐色
沉淀生成
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
溶液先变红后退色
与水反应生成NaOH,Na2O2的强氧化性使之退色
品红溶液
溶液红色退去
Na2O2的强氧化性使之退色
[深度归纳] Na2O2与CO2、H2O的有关定量关系
(1)气体物质的量或体积关系
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气体体积的,等于生成氧气的量,即ΔV=V(O2)=V(原气体)。
(2)固体质量关系
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”、H2O(g)中的“H2”;可以看作发生相应的反应:Na2O2+CO===Na2CO3、Na2O2+H2=== 2NaOH(实际上两反应不能发生)。
(3)电子转移关系
2Na2O2~2H2O(2CO2)~O2~2e-。
(4)先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物反应,解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完成后,Na2O2再与H2O(g)发生反应(实际情况复杂得多)。
2.氢氧化钠
(1)物理性质:NaOH的俗名为烧碱、火碱或苛性钠;它是一种白色固体,易溶于水并放出大量的热,有吸水性;吸收空气中的水分而潮解;有很强的腐蚀性。
(2)化学性质
①具有碱的通性
②其他反应
与金属铝反应:2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑。
与非金属单质反应:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
酯类水解:CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH。
(3)NaOH的制取
①土法制碱:Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH。
②现代工业制碱:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)烧碱、纯碱均为强碱,不能盛放在玻璃瓶中。( )
(2)CO2通过Na2O2粉末反应后固体物质的质量不变。( )
(3)Na2O、Na2O2与水反应均生成NaOH,故二者均为碱性氧化物。
( )
(4)Na2O2与CO2、H2O反应时,Na2O2只作氧化剂。( )
(5)Na2O2与Na2O中的阴、阳离子的个数比均为1∶2。( )
(6)78 g Na2O2和62 g Na2O分别投入200 g水中,所得溶液的浓度相同。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√
2.对于Na2O2与H2O的反应
(1)氧化剂是________,还原剂是________。
(2)1 mol Na2O2与水完全反应时,转移的电子数为________。
(3)反应的离子方程式为___________________________________。
(4)7.8 g Na2O2与足量水完全反应时,标准状况下生成O2的体积为________L。
答案:(1)Na2O2 Na2O2
(2)NA或6.02×1023个
(3)2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑
(4)1.12
考法1 Na2O2的性质及应用
1.(2019·济南模拟)钙和钠相似,也能形成过氧化物,则下列叙述正确的是
( )
A.过氧化钙的化学式是Ca2O2
B.1 mol过氧化钠或过氧化钙跟足量水反应都生成0.5 mol氧气
C.过氧化钙中阴阳离子数之比为2∶1
D.过氧化钙中只含离子键
B [过氧化钙的化学式是CaO2,故A错误;由2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,2CaO2+2H2O===2Ca(OH)2+O2↑,都是1 mol过氧化物跟足量水反应都生成0.5 mol O2,B项正确;过氧化钙中阴离子为过氧根离子,过氧化钙中阴阳离子数之比为1∶1,故C错误;过氧化钙中既含离子键又含有共价键,故D错误。]
2.已知硫酸亚铁溶液中加入Na2O2时发生反应:4Fe2++4Na2O2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8Na+,下列说法正确的是( )
A.该反应中氧化剂是Na2O2,还原剂是FeSO4
B.若Fe2+失去4 mol电子,生成氧气的体积约为22.4 L
C.4 mol Na2O2参加反应,共得到6 mol电子
D.反应过程中可以看到白色沉淀先转化为灰绿色后转化为红褐色
C [该反应中Fe2+失电子作还原剂,Na2O2中的氧元素既得电子又失电子,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,A错误;未指明温度和压强,无法计算生成的氧气的体积,B错误;该反应中转移6e-,且只有Na2O2中的氧元素得电子,4 mol Na2O2参加反应,共得到6 mol电子,C正确;反应过程中Fe2+直接被氧化生成Fe3+,形成Fe(OH)3沉淀,反应过程中无Fe(OH)2生成,D错误。]
3.比较下列四组反应,回答下列问题:
一组:①Na2O2+CO2
②Na2O2+SO2
二组:③Na2O2+FeCl3(溶液)
④Na2O2+FeCl2(溶液)
三组:⑤SO2通入品红溶液中,加热
⑥Na2O2加入到品红溶液中,加热
四组:⑦NaOH溶液滴入紫色石蕊试液中
⑧Na2O2固体加入到紫色石蕊试液中
(1)写出①反应的化学方程式:_______________________________
______________________________________________________,
有同学类比①的反应写出②的反应方程式为2Na2O2+2SO2===2Na2SO3+O2,你认为是否合理?________(填“合理”或“不合理”)。
(2)比较分析③④反应中可能发生的现象,相同点:______________
_______________________________________________________,
差异:_________________________________________________。
(3)预测⑤可能的现象:___________________________________,
⑥可能的现象:_________________________________________。
(4)判断⑦⑧反应中可能发生的现象:
⑦_____________________________________________________,
⑧_____________________________________________________。
解析:(1)Na2O2具有强氧化性,可能发生:Na2O2+SO2=== Na2SO4。(2)FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3,Fe(OH)3是不溶性的红褐色沉淀;④中Fe2+具有强还原性,易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3,Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有O2产生。 (3)SO2的漂白性是由于它能与某些有色物质生成易分解的无色物质,Na2O2的漂白性是因其具有强氧化性。 (4)Na2O2与H2O反应生成NaOH呈碱性,同时Na2O2又有漂白性。
答案:(1)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 不合理
(2)均会有红褐色沉淀生成并有气体逸出 ④中气体明显少于③中气体
(3)溶液红色退去,加热后又恢复红色 溶液红色退去,加热后不能恢复红色
(4)溶液变蓝 溶液先变蓝后退色
考法2 Na2O2与CO2、H2O反应的有关计算
[典例导航]
(2019·聊城模拟)200 ℃时,11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g,则原混合气体的总物质的量是( )
A.0.125 mol B.0.25 mol
C.0.5 mol D.1 mol
[思路点拨] ―→
O2(11.6 g-3.6 g)―→n(O2)=0.25 mol―→n(CO2)+n(H2O)=0.5 mol。
C [根据质量守恒定律可知,生成O2的质量为11.6 g-3.6 g=8 g,n(O2)==0.25 mol,根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知,CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25 mol×2=0.5 mol。]
(1)上述反应共转移电子的物质的量________ mol。
(2)上述混合气体中CO2和H2O(g)的物质的量之比为________。
(3)Na2O2的质量至少为________ g。
答案:(1)0.5 (2)1∶4 (3)39
4.(2019·邯郸模拟)将Na2O、Na2O2、Na和足量NaHCO3的混合物置于密闭容器中充分加热,经足够长的时间后排放出所有气体物质,则最终残留的固体物质是( )
A.Na2O2与Na2CO3 B.Na2CO3
C.NaOH和Na2CO3 D.Na2CO3、Na2O2、NaOH
B [NaHCO3足量,生成的H2O和CO2足量,使Na2O、Na2O2、Na反应完全,最终变成Na2CO3。]
5.在密闭容器中充入CO2、CO、CH4的混合气体共m g,若加入足量的Na2O2,充分振荡并不断用电火花引燃至反应完全,测得固体质量增加m g,则CO2与CH4的体积比为( )
A.3∶1 B.2∶1
C.1∶1 D.任意比
C [要满足条件混合气体的平均组成为(CO)mHn,故CH4与CO2的体积比为1∶1。]
考法3 碱金属及特殊的含钠化合物的性质和应用
6.金属活动性顺序表中K在Na的前面,K与Na在性质上具有很大的相似性。下面是根据Na的性质对K的性质的预测,其中不正确的是 ( )
A.K在空气中可以被空气中的氧气氧化
B.K可以与乙醇发生反应生成氢气
C.K与水的反应不如钠与水的反应剧烈
D.K也可放在煤油中保存
C [K比Na活泼,K在空气中可以被O2氧化,A正确;Na与乙醇反应放出H2,K也能与乙醇反应放出H2,B正确;K与水的反应比Na与水的反应剧烈,C错误;Na、K均可保存在煤油中,D正确。]
7.(2019·大连高三测试)氢化钠和硼氢化钠,广泛应用于工业生产。
(1)氢化钠(NaH)中氢元素的化合价为________。
(2)NaH能与水剧烈反应:NaH+H2O===NaOH+H2↑,该反应中的氧化剂是________,氧化剂与还原剂的物质的量之比是________。
(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛,该反应的化学方程式为_____________________________________________
_______________________________________________________。
(4)硼氢化钠(NaBH4)与H2O反应生成NaBO2和H2的化学方程式为______________________________,此反应中NaBH4作________剂。
解析:(1)氢化钠(NaH)中钠元素化合价为+1,化合物中元素化合价代数和为0,则氢元素的化合价为-1。
(2)NaH能与水剧烈反应:NaH+H2O===NaOH+H2↑,NaH中氢元素化合价由-1变为0,作还原剂,H2O中氢元素化合价由+1变为0,作氧化剂,该反应中的氧化剂是H2O,氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1。
(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛,氢元素化合价升高为+1,钛元素化合价由+4变为0,据此可写出化学方程式。
(4)NaBH4中H为-1价,具有强还原性,可还原H2O:NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑
答案:(1)-1 (2)H2O 1∶1 (3)2NaH+TiCl4Ti+2NaCl+2HCl↑(或4NaH+TiCl4Ti+4NaCl+2H2↑)
(4)NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑ 还原
课堂反馈 真题体验
[一题串知,落实考法]
已知A、B、C、D是单质及其化合物,其焰色反应均为黄色,存在如图转化(部分反应物或生成物已略去)
(1)若A为金属钠,则E为________,A与水反应的离子方程式为____________________________________________________________。
[考查Na的性质]
(2)若A为过氧化钠,则E为________,A与CO2反应的化学方程式为_________________________________________________________,
A与水反应的离子方程式为_________________________________。
若A的质量为7.8 g,与足量水反应,转移电子的物质的量为________。[考查Na2O2的性质]
(3)过氧化钠是碱性氧化物吗?________(选填“是”或“不是”)。过氧化钠的电子式为________,过氧化钠中阴、阳离子个数比是________。[考查Na2O2的结构]
(4)①向C、D溶液分别加入足量Ca(OH)2溶液,现象分别是________、________,有关离子方程式为________________________
________________、________________________________________。
②向C、D溶液中分别逐滴滴入稀盐酸,现象分别是____________
______________________、______________________________,
有关的离子方程式分别为_________________________________
_______________________________________________________、
_______________________________________________________。
[考查Na2CO3、NaHCO3的性质]
答案:(1)H2 2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
(2)O2 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑ 0.1 mol
(3)不是 Na+[]2-Na+ 1∶2
(4)①白色沉淀 白色沉淀 CO+Ca2+===CaCO3↓ HCO+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O
②开始没有气体生成,后来有气体生成 立即有气体生成 CO+H+===HCO、HCO+H+===CO2↑+H2O HCO+H+===CO2↑+H2O
[真题体验,感悟考向]
1.下列有关叙述正确的是________(填序号)。
①(2018·全国卷Ⅱ)碳酸钠可用于去除餐具的油污
②(2017·全国卷Ⅱ)将金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入集满CO2的集气瓶中,瓶中产生大量白烟,有黑色颗粒产生,可得出CO2具有氧化性
③(2015·全国卷Ⅱ)钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23 g钠充分燃烧时转移电子数为NA
④(2017·全国卷Ⅱ)乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体,可得出乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性
⑤(2015·全国卷Ⅱ)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液,立即产生气泡
⑥(2015·全国卷Ⅰ)过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol O2转移的电子数为0.2NA
⑦(2014·全国卷Ⅱ)CO2通过Na2O2粉末后固体质量增重
答案:①②③⑥⑦
2.(2017·海南高考)锂是最轻的活泼金属,其单质及其化合物有广泛的用途。回答下列问题:
(1)用碳酸锂和________反应可制备氯化锂,工业上可由电解LiClKCl的熔融混合物生产金属锂,阴极上的电极反应式为_________ _____________________________________________________。
(2)金属锂引起的火灾不可使用二氧化碳灭火器扑灭,其原因是_________________________________________________________。
(3)硬脂酸锂是锂肥皂的主要成分,可作为高温润滑油和油脂的稠化剂。鉴别硬脂酸锂与硬脂酸钠、硬脂酸钾可采用的实验方法和现象分别是_________________________________________________________
______________________________________________________。
(4)LiPF6易溶于有机溶剂,常用作锂离子电池的电解质。LiPF6受热易分解,其热分解产物为PF5和________。
解析:(1)碳酸锂制备氯化锂,利用碳酸锂的性质与碳酸镁的性质相似,因此碳酸锂与盐酸反应制备氯化锂;根据电解原理,阴极上发生还原反应,得到电子,电极反应式为Li++e-===Li。(2)根据元素周期表中对角线原则,Li和Mg的性质相似,Mg能在CO2中燃烧,Mg与CO2反应生成MgO和C,因此锂也能与CO2反应,因此不能用CO2灭火。(3)阳离子不同,阳离子属于碱金属元素,因此采用焰色反应进行鉴别,分别取样品进行焰色反应,锂盐焰色为深红色,钠盐焰色为黄色,钾盐焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃)。(4)LiPF6中Li显+1价,P显+5价,F显-1价,PF5中P显+5价,F显-1价,因此LiPF6分解不属于氧化还原反应,根据元素守恒,另一种产物中含有Li和F,即另一种产物是LiF。
答案:(1)盐酸 Li++e-===Li
(2)金属锂在CO2中仍可燃烧
(3)分别取样品进行焰色反应;锂盐焰色为深红色,钠盐焰色为黄色,钾盐焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃) (4)LiF
第1节 钠及其化合物
考纲定位
核心素养
1.了解钠的主要性质及其应用。
2.掌握钠的重要化合物(Na2O2、NaOH等)的主要性质及其应用。
3.了解钠及其重要化合物的制备方法。
4.了解Na+、K+的检验方法。
1.宏观辨识——认识钠及其化合物的性质和应用。
2.微观探析——能从钠的原子结构理解其性质,领悟结构决定性质。
3.科学探究——科学领悟钠及其化合物的性质探究方案,并实验探究过程。
4.社会责任——具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与钠性质有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
考点一| 研究物质性质的基本方法——钠的性质
1.化学科学和研究物质性质的基本方法
(1)化学科学
①概念:化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的重要的自然科学。
②特征:
a.具有创造性和实用性。b.认识分子和制造分子。
(2)研究物质性质的基本方法:包括观察、实验、分类、比较以及模型和假说等方法。
2.钠的物理性质
(1)颜色:银白色,有金属光泽。
(2)密度:ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)。
(3)熔点:低于100 ℃。
(4)硬度:质地柔软,可以用小刀切割。
(5)传导性:可导电、导热。
3.钠的化学性质
从钠原子的结构认识钠的化学性质——还原性:
Na+
(1)与非金属反应
(2)与H2O反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
实验探究:Na与H2O(含酚酞)反应的现象及解释
(3)与乙醇反应:2Na+2C2H5OH―→2C2H5ONa+H2↑。
(4)与酸(HCl)反应:2Na+2HCl===2NaCl+H2↑。
(5)与盐(CuSO4)溶液反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4。
4.钠的制备、保存与用途
(1)制备:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
(2)保存:金属钠保存在煤油或石蜡油中,使之隔绝空气与水。
(3)用途
5.焰色反应
(1)定义:金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。
(2)实验步骤
①烧:实验开始时,将铂丝(或光洁无锈的铁丝)放在酒精灯(最好用煤气灯)外焰上灼烧,至与原火焰颜色相同为止。
②蘸、烧:将铂丝(或铁丝)蘸取需要检验的试样,在外焰上灼烧,观察火焰颜色。
③洗、烧:将铂丝(或铁丝)用盐酸洗净后,在外焰上灼烧至无色,以除去金属丝表面可能残留的杂质。
(3)应用
①用于检测某种金属元素是否存在。
②添加到烟花中,使焰火更加绚丽多彩。
(4)常见元素的焰色
Na——黄色;K——紫色(透过蓝色钴玻璃)。
[深度归纳] 1.钠与水、酸反应的实质都是与H+的反应。
2.钠与溶液反应的思维模板
(1)金属钠与酸溶液的反应
钠首先与酸反应,且反应比在纯水中剧烈,当酸反应彻底后,再与水反应。
(2)金属钠与盐溶液的反应
钠与盐溶液反应,不能置换出盐中的金属,因钠先与水反应,然后再考虑生成的NaOH是否能与盐进一步发生复分解反应。
注意:钠与乙醇反应,钠块先沉在液面下,后上下浮动、能看到钠块表面冒出气泡,钠块并不能熔化成小球。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)Na与O2反应的产物可能是Na2O也可能是Na2O2。( )
(2)Na与酸液、盐溶液反应,均先与H2O反应。( )
(3)Na投入CuCl2溶液中,溶液有红色固体生成。( )
(4)金属钠着火时,可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火。( )
(5)钠与水反应的离子方程式为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。( )
(6)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。( )
(7)电解NaCl溶液可以获得金属钠。( )
(8)实验完毕后剩余的金属钠要放入废液缸中。( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)×
2.(1)金属钠露置在空气中会发生一系列变化,其过程:
银白色金属钠表面变暗出现白色固体接着表面变稀白色块状固体白色粉末状物质
请写出上述各步反应的化学方程式。
_______________________________________________________、
_______________________________________________________、
_______________________________________________________、
_______________________________________________________。
(2)将一小块金属钠分别投入盛有:a.水、b.乙醇、c.稀盐酸的三个小烧杯中,反应速率由大到小的顺序为______。解释反应速率不同的原因:_____________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
____________________________________________________________。
答案:(1)①4Na+O2===2Na2O
②Na2O+H2O===2NaOH
③2NaOH+CO2+9H2O===Na2CO3·10H2O
④Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O
(2)c>a>b HCl为强电解质,H2O为弱电解质,乙醇为非电解质,三者c(H+):c>a>b,故反应速率:c>a>b
考法1 钠与水反应的拓展空间
1.(2019·合肥质检)将金属钠放入盛有某溶液的小烧杯中,有气体产生,恢复至原温度有白色沉淀产生。该溶液可能是 ( )
①MgSO4溶液 ②Na2SO4稀溶液 ③饱和澄清石灰水
④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥饱和Na2CO3溶液
A.①④⑤⑥ B.③④⑤⑥
C.②④⑤⑥ D.①③④⑥
D [2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,①中Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;②中NaOH与Na2SO4不反应,得不到沉淀;③中反应消耗水,析出Ca(OH)2沉淀;④中Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O;⑤生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀,不符合题意;⑥水减少,c(Na+)增大,有碳酸钠晶体析出。]
2.(2019·石家庄模拟)向分别盛有100 mL水、100 mL 0.1 mol·L-1盐酸、100 mL 0.01 mol·L-1 NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05 mol Na。下列有关说法正确的是( )
A.三个烧杯中均先发生的离子反应为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应,且X烧杯中的反应最剧烈
C.三个烧杯反应后,溶质的物质的量浓度相同
D.三个烧杯反应后,生成的气体的质量一定相同
D [A项,Na与HCl反应的离子方程式为2Na+2H+===2Na++H2↑;B项,钠与盐酸反应最快,即Y烧杯中的反应最剧烈;C项,X烧杯中生成0.05 mol NaOH、Y烧杯中含有0.01 mol NaCl和0.04 mol NaOH、Z烧杯中含有0.051 mol NaOH。]
考法2 钠的实验探究
3.(2019·衡水模拟)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皮塞,通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至胶塞,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↑
C [剩余的金属钠应放回原瓶,A正确;钠与水反应生成NaOH和H2,NaOH与FeSO4反应生成白色絮状沉淀,B正确;由于生成H2,反应一段时间后,大试管内液面下降,长颈漏斗中液面上升,C错误;Na与FeSO4反应生成Fe(OH)2、H2和Na2SO4,D正确。]
4.下列关于钠的实验现象的叙述中,不正确的是( )
选项
实验操作
实验现象
A
切开钠,观察其颜色的变化
钠切面颜色变暗,最后呈淡黄色
B
把小块钠投入硫酸铜溶液中
钠浮在水面上、四处游动、产生蓝色沉淀
C
把小块钠投入饱和氢氧化钙溶液中
钠浮在水面上、四处游动、溶液出现白色浑浊
D
把氯气通入盛有钠的集气瓶中并点燃
钠与氯气剧烈反应,产生大量白烟
考点二| 钠的氧化物和氢氧化钠
1.钠的氧化物
(1)氧化钠和过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
阳、阴离子个数比
Na+与O2-之比为2∶1
Na+和O之比为 2∶1
氧的化合价
-2
-1
颜色
白色
淡黄色
与H2O反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===
4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2=== Na2CO3
2Na2O2+2CO2===
2Na2CO3+O2
(2)Na2O2的强氧化性
试剂
现象
反应原理并解释
SO2气体
-
Na2O2+SO2===Na2SO4
FeCl2溶液
有红褐色
沉淀生成
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
溶液先变红后退色
与水反应生成NaOH,Na2O2的强氧化性使之退色
品红溶液
溶液红色退去
Na2O2的强氧化性使之退色
[深度归纳] Na2O2与CO2、H2O的有关定量关系
(1)气体物质的量或体积关系
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气体体积的,等于生成氧气的量,即ΔV=V(O2)=V(原气体)。
(2)固体质量关系
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”、H2O(g)中的“H2”;可以看作发生相应的反应:Na2O2+CO===Na2CO3、Na2O2+H2=== 2NaOH(实际上两反应不能发生)。
(3)电子转移关系
2Na2O2~2H2O(2CO2)~O2~2e-。
(4)先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物反应,解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完成后,Na2O2再与H2O(g)发生反应(实际情况复杂得多)。
2.氢氧化钠
(1)物理性质:NaOH的俗名为烧碱、火碱或苛性钠;它是一种白色固体,易溶于水并放出大量的热,有吸水性;吸收空气中的水分而潮解;有很强的腐蚀性。
(2)化学性质
①具有碱的通性
②其他反应
与金属铝反应:2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑。
与非金属单质反应:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
酯类水解:CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH。
(3)NaOH的制取
①土法制碱:Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH。
②现代工业制碱:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)烧碱、纯碱均为强碱,不能盛放在玻璃瓶中。( )
(2)CO2通过Na2O2粉末反应后固体物质的质量不变。( )
(3)Na2O、Na2O2与水反应均生成NaOH,故二者均为碱性氧化物。
( )
(4)Na2O2与CO2、H2O反应时,Na2O2只作氧化剂。( )
(5)Na2O2与Na2O中的阴、阳离子的个数比均为1∶2。( )
(6)78 g Na2O2和62 g Na2O分别投入200 g水中,所得溶液的浓度相同。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√
2.对于Na2O2与H2O的反应
(1)氧化剂是________,还原剂是________。
(2)1 mol Na2O2与水完全反应时,转移的电子数为________。
(3)反应的离子方程式为___________________________________。
(4)7.8 g Na2O2与足量水完全反应时,标准状况下生成O2的体积为________L。
答案:(1)Na2O2 Na2O2
(2)NA或6.02×1023个
(3)2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑
(4)1.12
考法1 Na2O2的性质及应用
1.(2019·济南模拟)钙和钠相似,也能形成过氧化物,则下列叙述正确的是
( )
A.过氧化钙的化学式是Ca2O2
B.1 mol过氧化钠或过氧化钙跟足量水反应都生成0.5 mol氧气
C.过氧化钙中阴阳离子数之比为2∶1
D.过氧化钙中只含离子键
B [过氧化钙的化学式是CaO2,故A错误;由2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,2CaO2+2H2O===2Ca(OH)2+O2↑,都是1 mol过氧化物跟足量水反应都生成0.5 mol O2,B项正确;过氧化钙中阴离子为过氧根离子,过氧化钙中阴阳离子数之比为1∶1,故C错误;过氧化钙中既含离子键又含有共价键,故D错误。]
2.已知硫酸亚铁溶液中加入Na2O2时发生反应:4Fe2++4Na2O2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8Na+,下列说法正确的是( )
A.该反应中氧化剂是Na2O2,还原剂是FeSO4
B.若Fe2+失去4 mol电子,生成氧气的体积约为22.4 L
C.4 mol Na2O2参加反应,共得到6 mol电子
D.反应过程中可以看到白色沉淀先转化为灰绿色后转化为红褐色
C [该反应中Fe2+失电子作还原剂,Na2O2中的氧元素既得电子又失电子,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,A错误;未指明温度和压强,无法计算生成的氧气的体积,B错误;该反应中转移6e-,且只有Na2O2中的氧元素得电子,4 mol Na2O2参加反应,共得到6 mol电子,C正确;反应过程中Fe2+直接被氧化生成Fe3+,形成Fe(OH)3沉淀,反应过程中无Fe(OH)2生成,D错误。]
3.比较下列四组反应,回答下列问题:
一组:①Na2O2+CO2
②Na2O2+SO2
二组:③Na2O2+FeCl3(溶液)
④Na2O2+FeCl2(溶液)
三组:⑤SO2通入品红溶液中,加热
⑥Na2O2加入到品红溶液中,加热
四组:⑦NaOH溶液滴入紫色石蕊试液中
⑧Na2O2固体加入到紫色石蕊试液中
(1)写出①反应的化学方程式:_______________________________
______________________________________________________,
有同学类比①的反应写出②的反应方程式为2Na2O2+2SO2===2Na2SO3+O2,你认为是否合理?________(填“合理”或“不合理”)。
(2)比较分析③④反应中可能发生的现象,相同点:______________
_______________________________________________________,
差异:_________________________________________________。
(3)预测⑤可能的现象:___________________________________,
⑥可能的现象:_________________________________________。
(4)判断⑦⑧反应中可能发生的现象:
⑦_____________________________________________________,
⑧_____________________________________________________。
解析:(1)Na2O2具有强氧化性,可能发生:Na2O2+SO2=== Na2SO4。(2)FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3,Fe(OH)3是不溶性的红褐色沉淀;④中Fe2+具有强还原性,易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3,Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有O2产生。 (3)SO2的漂白性是由于它能与某些有色物质生成易分解的无色物质,Na2O2的漂白性是因其具有强氧化性。 (4)Na2O2与H2O反应生成NaOH呈碱性,同时Na2O2又有漂白性。
答案:(1)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 不合理
(2)均会有红褐色沉淀生成并有气体逸出 ④中气体明显少于③中气体
(3)溶液红色退去,加热后又恢复红色 溶液红色退去,加热后不能恢复红色
(4)溶液变蓝 溶液先变蓝后退色
考法2 Na2O2与CO2、H2O反应的有关计算
[典例导航]
(2019·聊城模拟)200 ℃时,11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g,则原混合气体的总物质的量是( )
A.0.125 mol B.0.25 mol
C.0.5 mol D.1 mol
[思路点拨] ―→
O2(11.6 g-3.6 g)―→n(O2)=0.25 mol―→n(CO2)+n(H2O)=0.5 mol。
C [根据质量守恒定律可知,生成O2的质量为11.6 g-3.6 g=8 g,n(O2)==0.25 mol,根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知,CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25 mol×2=0.5 mol。]
(1)上述反应共转移电子的物质的量________ mol。
(2)上述混合气体中CO2和H2O(g)的物质的量之比为________。
(3)Na2O2的质量至少为________ g。
答案:(1)0.5 (2)1∶4 (3)39
4.(2019·邯郸模拟)将Na2O、Na2O2、Na和足量NaHCO3的混合物置于密闭容器中充分加热,经足够长的时间后排放出所有气体物质,则最终残留的固体物质是( )
A.Na2O2与Na2CO3 B.Na2CO3
C.NaOH和Na2CO3 D.Na2CO3、Na2O2、NaOH
B [NaHCO3足量,生成的H2O和CO2足量,使Na2O、Na2O2、Na反应完全,最终变成Na2CO3。]
5.在密闭容器中充入CO2、CO、CH4的混合气体共m g,若加入足量的Na2O2,充分振荡并不断用电火花引燃至反应完全,测得固体质量增加m g,则CO2与CH4的体积比为( )
A.3∶1 B.2∶1
C.1∶1 D.任意比
C [要满足条件混合气体的平均组成为(CO)mHn,故CH4与CO2的体积比为1∶1。]
考法3 碱金属及特殊的含钠化合物的性质和应用
6.金属活动性顺序表中K在Na的前面,K与Na在性质上具有很大的相似性。下面是根据Na的性质对K的性质的预测,其中不正确的是 ( )
A.K在空气中可以被空气中的氧气氧化
B.K可以与乙醇发生反应生成氢气
C.K与水的反应不如钠与水的反应剧烈
D.K也可放在煤油中保存
C [K比Na活泼,K在空气中可以被O2氧化,A正确;Na与乙醇反应放出H2,K也能与乙醇反应放出H2,B正确;K与水的反应比Na与水的反应剧烈,C错误;Na、K均可保存在煤油中,D正确。]
7.(2019·大连高三测试)氢化钠和硼氢化钠,广泛应用于工业生产。
(1)氢化钠(NaH)中氢元素的化合价为________。
(2)NaH能与水剧烈反应:NaH+H2O===NaOH+H2↑,该反应中的氧化剂是________,氧化剂与还原剂的物质的量之比是________。
(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛,该反应的化学方程式为_____________________________________________
_______________________________________________________。
(4)硼氢化钠(NaBH4)与H2O反应生成NaBO2和H2的化学方程式为______________________________,此反应中NaBH4作________剂。
解析:(1)氢化钠(NaH)中钠元素化合价为+1,化合物中元素化合价代数和为0,则氢元素的化合价为-1。
(2)NaH能与水剧烈反应:NaH+H2O===NaOH+H2↑,NaH中氢元素化合价由-1变为0,作还原剂,H2O中氢元素化合价由+1变为0,作氧化剂,该反应中的氧化剂是H2O,氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1。
(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛,氢元素化合价升高为+1,钛元素化合价由+4变为0,据此可写出化学方程式。
(4)NaBH4中H为-1价,具有强还原性,可还原H2O:NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑
答案:(1)-1 (2)H2O 1∶1 (3)2NaH+TiCl4Ti+2NaCl+2HCl↑(或4NaH+TiCl4Ti+4NaCl+2H2↑)
(4)NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑ 还原
课堂反馈 真题体验
[一题串知,落实考法]
已知A、B、C、D是单质及其化合物,其焰色反应均为黄色,存在如图转化(部分反应物或生成物已略去)
(1)若A为金属钠,则E为________,A与水反应的离子方程式为____________________________________________________________。
[考查Na的性质]
(2)若A为过氧化钠,则E为________,A与CO2反应的化学方程式为_________________________________________________________,
A与水反应的离子方程式为_________________________________。
若A的质量为7.8 g,与足量水反应,转移电子的物质的量为________。[考查Na2O2的性质]
(3)过氧化钠是碱性氧化物吗?________(选填“是”或“不是”)。过氧化钠的电子式为________,过氧化钠中阴、阳离子个数比是________。[考查Na2O2的结构]
(4)①向C、D溶液分别加入足量Ca(OH)2溶液,现象分别是________、________,有关离子方程式为________________________
________________、________________________________________。
②向C、D溶液中分别逐滴滴入稀盐酸,现象分别是____________
______________________、______________________________,
有关的离子方程式分别为_________________________________
_______________________________________________________、
_______________________________________________________。
[考查Na2CO3、NaHCO3的性质]
答案:(1)H2 2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
(2)O2 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑ 0.1 mol
(3)不是 Na+[]2-Na+ 1∶2
(4)①白色沉淀 白色沉淀 CO+Ca2+===CaCO3↓ HCO+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O
②开始没有气体生成,后来有气体生成 立即有气体生成 CO+H+===HCO、HCO+H+===CO2↑+H2O HCO+H+===CO2↑+H2O
[真题体验,感悟考向]
1.下列有关叙述正确的是________(填序号)。
①(2018·全国卷Ⅱ)碳酸钠可用于去除餐具的油污
②(2017·全国卷Ⅱ)将金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入集满CO2的集气瓶中,瓶中产生大量白烟,有黑色颗粒产生,可得出CO2具有氧化性
③(2015·全国卷Ⅱ)钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23 g钠充分燃烧时转移电子数为NA
④(2017·全国卷Ⅱ)乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体,可得出乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性
⑤(2015·全国卷Ⅱ)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液,立即产生气泡
⑥(2015·全国卷Ⅰ)过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol O2转移的电子数为0.2NA
⑦(2014·全国卷Ⅱ)CO2通过Na2O2粉末后固体质量增重
答案:①②③⑥⑦
2.(2017·海南高考)锂是最轻的活泼金属,其单质及其化合物有广泛的用途。回答下列问题:
(1)用碳酸锂和________反应可制备氯化锂,工业上可由电解LiClKCl的熔融混合物生产金属锂,阴极上的电极反应式为_________ _____________________________________________________。
(2)金属锂引起的火灾不可使用二氧化碳灭火器扑灭,其原因是_________________________________________________________。
(3)硬脂酸锂是锂肥皂的主要成分,可作为高温润滑油和油脂的稠化剂。鉴别硬脂酸锂与硬脂酸钠、硬脂酸钾可采用的实验方法和现象分别是_________________________________________________________
______________________________________________________。
(4)LiPF6易溶于有机溶剂,常用作锂离子电池的电解质。LiPF6受热易分解,其热分解产物为PF5和________。
解析:(1)碳酸锂制备氯化锂,利用碳酸锂的性质与碳酸镁的性质相似,因此碳酸锂与盐酸反应制备氯化锂;根据电解原理,阴极上发生还原反应,得到电子,电极反应式为Li++e-===Li。(2)根据元素周期表中对角线原则,Li和Mg的性质相似,Mg能在CO2中燃烧,Mg与CO2反应生成MgO和C,因此锂也能与CO2反应,因此不能用CO2灭火。(3)阳离子不同,阳离子属于碱金属元素,因此采用焰色反应进行鉴别,分别取样品进行焰色反应,锂盐焰色为深红色,钠盐焰色为黄色,钾盐焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃)。(4)LiPF6中Li显+1价,P显+5价,F显-1价,PF5中P显+5价,F显-1价,因此LiPF6分解不属于氧化还原反应,根据元素守恒,另一种产物中含有Li和F,即另一种产物是LiF。
答案:(1)盐酸 Li++e-===Li
(2)金属锂在CO2中仍可燃烧
(3)分别取样品进行焰色反应;锂盐焰色为深红色,钠盐焰色为黄色,钾盐焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃) (4)LiF
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