（新课标）高考化学总复习第3章第一节钠及其化合物讲义.docx

第一节钠及其化合物高考备考指南考纲定位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、Na2CO3、NaHCO3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。核心素养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.科学探究领悟钠及其化合物的性质探究方案，并实验探究过程。4.模型认知以钠及其化合物的反应，利用“差量法”进行有关计算，利用图像法进行分析。钠及其氧化物(对应复习讲义第23页)1钠的主要性质及应用(1)物理性质：0.97 g/cm3，比水的密度小、比煤油的密度大，质软，熔点为97.81 ，沸点为882.9 。(2)化学性质(写出化学方程式)与非金属反应与H2O反应：2Na2H2O=2NaOHH2。提醒钠与含有酚酞的水溶液反应的实验现象及解释与乙醇反应：2Na2C2H5OH2C2H5ONaH2。与酸(HCl)反应：2Na2HCl=2NaClH2。与盐(CuSO4)溶液反应：2Na2H2OCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4H2。(3)钠的保存与用途保存：少量钠保存在煤油或石蜡油中。用途：制Na2O2，NaK合金可用于原子反应堆的导热剂，制高压钠灯，冶炼某些金属：如4NaTiCl4(熔融)4NaClTi(g)。2钠的氧化物(1)氧化钠和过氧化钠化学式Na2ONa2O2阳、阴离子个数比Na与O2之比为21Na和O之比为21氧的化合价2价1颜色白色淡黄色与H2O反应Na2OH2O=2NaOH2Na2O22H2O=4NaOHO2与CO2反应Na2OCO2=Na2CO32Na2O22CO2=2Na2CO3O2(2)Na2O2与H2O的实验探究将水滴入盛有Na2O2的试管中，现象是有气泡产生，向反应后的溶液中加入酚酞，现象是溶液变红，后又褪色。检验生成的气体是O2的方法是将带火星的木条靠近试管口，若木条复燃，证明有O2。提醒Na2O2强氧化性的五个表现(1)(2017全国卷)乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体，说明乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性。()(2)Na2O、Na2O2与H2O反应均生成NaOH，故二者均为碱性氧化物。()(3)Na2O2与CO2反应中Na2O2只作氧化剂。()(4)1 mol Na2O2与足量水反应，转移1 mol电子。()(5)刚切开钠的断面变暗是因为生成Na2O2。()提示(1)(2)(3)(4)(5)角度1钠及其氧化物的性质及应用1(2019合肥质检)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是()MgSO4溶液Na2SO4稀溶液饱和澄清石灰水Ca(HCO3)2溶液CuSO4溶液饱和NaCl溶液ABC DD2Na2H2O=2NaOHH2，中Mg22OH=Mg(OH)2；中NaOH与Na2SO4不反应，不能产生沉淀，不符合题意；中反应消耗水，溶液温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2沉淀；中Ca2HCOOH=CaCO3H2O；中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意；中水减少，c(Na)增大，使NaCl(s)Na(aq)Cl(aq)平衡向左移动。2下列关于钠及其氧化物的性质不正确的是()A(2017全国卷)将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶中，瓶内产生大量白烟，并有黑色颗粒产生，可证明CO2具有氧化性B(2015全国卷)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1NAC(2014全国卷)CO2通过Na2O2粉末后固体物质增重DNa2O2与CO2、SO2反应均生成盐和O2DNa2O2与SO2反应不能生成O2，只生成Na2SO4。角度2Na2O2的有关计算3在密闭容器中充入CO2、CO、CH4的混合气体共m g ，若加入足量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()A31B21C11 D任意比C由于固体质量增加m g，则系列反应后CO2、CO、CH4混合气体中所有元素均被吸收，故原混合气体中CO2与CH4相当于是CO与H2的混合，则CO2与CH4的体积比为11。41 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是()ANa2CO3 BNa2O2、Na2CO3CNaOH、Na2CO3 DNa2O2、NaOH、Na2CO3A碳酸氢钠固体受热发生分解反应：2NaHCO3Na2CO3CO2H2O，生成的CO2和H2O均能与Na2O2反应：2CO22Na2O2=2Na2CO3O2、2H2O2Na2O2=4NaOHO2，根据计量关系可知，2 mol碳酸氢钠受热分解生成CO2和H2O(g)各1 mol，Na2O2只有1 mol，故其恰好和CO2反应生成Na2CO3和O2要注意Na2O2与CO2、H2O(g)的反应先后顺序，排出气体物质后，只剩余Na2CO3。有关Na2O2的两类计算(1)Na2O2增重量与可燃物分子组成关系的规律凡分子组成符合(CO)m(H2)n的物质，W g该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后，固体增重必为W g。或是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为11，即可满足该条件。当增重大于W g时，n(C)n(O)11。(2)一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物反应，可看作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O(g)发生反应。碳酸钠和碳酸氢钠(对应复习讲义第24页)1碳酸钠写出上述序号反应的化学方程式：Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O_Na2CO3；Ca(OH)2=CaCO32NaOH；Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl。2碳酸氢钠写出上述序号反应的离子方程式，反应的化学方程式：HCOH=CO2H2O；Ca(OH)2过量：HCOOHCa2=CaCO3H2O；Ca(OH)2少量：Ca22OH2HCO=CaCO3CO2H2O；HCOOH=COH2O；2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。(1)Na2CO3溶液和NaHCO3溶液可用CaCl2或Ca(NO3)2溶液鉴别。()(2)澄清石灰水可鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。()(3)Na2CO3溶液呈碱性的原因是CO2H2OH2CO32OH。()(4)Na、Na2O、NaOH在空气中长久放置最终都生成Na2CO3。()(5)Na2CO3固体中含NaHCO3可以用加热法除杂。()提示(1)(2)(3)(4)(5)Na2CO3与NaHCO3溶液中加酸反应的原理与图像1原理：COH=HCOHCOH=CO2H2O。HCOH=CO2H2O。2图像分析：溶液中逐滴加盐酸的图像分析(1)若a0(即图像从原点开始)，溶液中的溶质为NaHCO3。(2)若V(Oa)V(ab)，溶液中的溶质为Na2CO3。(3)若V(Oa)V(ab)，溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH。(4)若V(Oa)Na2CO3B常温时在水中的溶解度：NaHCO3Na2CO3C等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量稀盐酸反应，NaHCO3放出CO2的速率快D等物质的量浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液的碱性：NaHCO3Na2CO3C热稳定性：Na2CO3NaHCO3，A错误；常温时在水中的溶解度：Na2CO3NaHCO3，B错误；NaHCO3与盐酸反应的速率快，C正确；等物质的量浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液的碱性：Na2CO3NaHCO3，D错误。2有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是()选项操作判断A分别加入澄清石灰水产生沉淀的为Na2CO3B分别加入等浓度的稀盐酸反应较剧烈的为Na2CO3C分别加入CaCl2溶液产生沉淀的为Na2CO3D逐渐加入等浓度的盐酸立即产生气泡的为Na2CO3CA项，二者均产生沉淀CaCO3；B项，反应较剧烈的为NaHCO3；D项，立即产生气泡的为NaHCO3。Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法x(固体)avs4al(加热法：产生使澄清石灰水变浑浊,的气体的是NaHCO3固体)avs4al(溶液)avs4al(沉淀法：加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是Na2CO3溶液)avs4al(气体法：滴入稀盐酸，立即产生气泡,的是NaHCO3溶液)avs4al(测pH法：用pH试纸测其相同浓度的,稀溶液，pH大的是Na2CO3溶液),注Na2CO3溶液与盐酸可用互滴法鉴别，NaHCO3溶液与盐酸不能用互滴法鉴别。)角度2Na2CO3与NaHCO3和酸反应的定量判断3有关NaHCO3和Na2CO3的以下叙述错误的是()A等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小B等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与同浓度盐酸完全反应，所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍C等质量的NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应，前者消耗盐酸较多D等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，两者产生的CO2一样多CNa2CO32HCl=2NaClCO2H2O，NaHCO3HCl=NaClCO2H2O。解答此类题目用归“1”法：A项，假设二者都是1 g，则n(NaHCO3)n(CO2) mol，n(Na2CO3)n(CO2) mol，故A正确；B项，假设二者均为1 mol，则消耗的盐酸：Na2CO3为2 mol，NaHCO3为1 mol，故B正确；C项，假设二者均为1 g，Na2CO3需盐酸为2 mol mol，NaHCO3需盐酸 mol，故C错误；D项，等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，产生的CO2相同，故D正确。4将一定体积的CO2通入一定浓度的NaOH溶液中，为了测定所得溶液的成分，向该溶液中逐滴加入1 molL1的盐酸。所加盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)的关系如图所示。(1)加入35 mL盐酸时，产生的CO2的体积(标准状况)为_mL。(2)溶液中所含溶质及其物质的量为_。解析(1)由图像所示消耗盐酸的体积与产生CO2的体积可知，该溶液的溶质是NaOH和Na2CO3。OA段H先与OH反应生成H2O，待OH消耗完，H再与CO反应生成HCO。AB段发生反应：HHCO=CO2H2O，加入35 mL盐酸时，产生的n(CO2)(3525) mL103 LmL11 molL10.01 mol，则V(CO2)22.4 Lmol10.01 mol0.224 L224 mL。(2)由HCO=HCO及HHCO=CO2H2O可知，n(CO)(4525) mL103 LmL11 molL10.02 mol，故OA段与H反应的OH为25 mL103LmL11 molL10.02 mol0.005 mol，即溶液中含NaOH 0.005 mol、Na2CO3 0.02 mol。答案(1)224(2)NaOH 0.005 mol、Na2CO3 0.02 mol角度3测定纯碱纯度的实验探究5制得的碳酸钠样品中往往含有少量NaCl，现欲测定样品中Na2CO3的质量分数，某探究性学习小组分别设计了如下实验方案。(1)方案一：用下图所示方法和步骤进行实验：操作涉及的实验名称有_、洗涤；操作涉及的实验名称有干燥、_。该方案测得的样品中Na2CO3质量分数的计算式为_。(2)方案二：利用下图所示装置来测定纯碱样品中Na2CO3的质量分数(铁架台、铁夹等在图中均已略去)。实验步骤如下：a按图连接装置，并检查气密性；b准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为83.4 g；c准确称得6.0 g纯碱样品放入容器中；d打开分液漏斗的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；e.打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6 g。若d、e两步的实验操作太快，则会导致测定结果_(填“偏大”或“偏小”)。装置A中试剂X应选用_。E装置的作用是_。根据实验中测得的有关数据，计算纯碱样品Na2CO3的质量分数为_(结果保留小数点后一位)。解析(1)生成沉淀A，故操作需要涉及过滤操作。要知道固体的质量需要称重；经过计算，样品中Na2CO3质量分数的计算式为100%。(2)反应过快会使产生的CO2气体不能完全被D装置中碱石灰吸收；快速鼓入空气，也会使装置内残留CO2不能被D装置中碱石灰完全吸收，则测得的CO2质量偏小，测定结果偏小；鼓入空气，可把残留在装置B、C中的CO2赶出由D中碱石灰吸收，因为空气中含有CO2，因此应把鼓入空气中的CO2吸收处理，所以装置A应放入NaOH溶液；如果D装置直接与外界空气相连通，则空气中的H2O和CO2会对测定结果带来影响，所以装置E的作用是防止空气中H2O和CO2进入装置D中；反应中放出CO2气体的质量85.6 g83.4 g2.2 g，设消耗碳酸钠的质量为x，Na2CO3CO210644x2.2 g解得x5.3 g纯碱样品中Na2CO3的质量分数100%88.3%。答案(1)过滤称量100%(2)偏小NaOH溶液防止空气中CO2和水蒸气进入装置D中88.3%测定纯碱纯度的两种常用方法碱金属与焰色反应(对应复习讲义第26页)1碱金属(包括Li、Na、K、Rb、Cs、Fr)(1)递变性密度(LiCs)：增大的趋势，但(Na)(K)(2)与O2等非金属反应写出Li、Na与O2点燃反应的化学方程式：4LiO22Li2O、2NaO2Na2O2。K、Rb、Cs与O2反应生成比过氧化物结构更复杂的物质。与H2O的反应碱金属单质与水均能发生反应，生成氢氧化物和H2。反应的化学方程式可表示为(用M代表碱金属)2M2H2O=2MOHH2，但从LiCs反应的剧烈程度逐渐增强。提醒碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡油中。碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H形式存在，显1价，碱金属氢化物是强还原剂。2焰色反应(1)焰色反应的概念某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，其属于物理变化，属于元素的性质。(2)焰色反应的操作铂丝无色观察火焰颜色铂丝无色(3)常见元素的焰色钠元素黄色；钾元素浅紫色(透过蓝色钴玻璃观察)；铜元素绿色。注意铂丝洗涤时要用盐酸洗(不能用稀H2SO4洗)，然后灼烧，火焰为无色时，说明洗净。1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()AK在空气中可以被空气中的氧气氧化BK可以与乙醇发生反应生成氢气CK与水的反应不如钠与水的反应剧烈DK也可放在煤油中保存CK比Na活泼，与H2O反应时比Na与H