第8讲钠及其重要的化合物

1、I第三章金属及其化合物|第三章金属及其化合物第1讲钠及其重要的化合物考纲1.掌握钠的主要性质及其应用。要求2.掌握钠的重要化合物主要性质及其应用。考点一钠的主要性质及其应用1.物理性质颜色熔占八、硬度密度导电导热性银白色低小比水的小比煤油的丄良好2化学性质(1)与非金属单质(如02、CI2)的反应与0常温下：化学方程式为4Na + O2=2Na2O。反应一亠 加热时：化学方程式为2Na + O2=Na2O2。(2)与水的反应 化学方程式：2Na + 2H2O=2NaOH +出仁 与滴加酚酞的水反应的现象与解释钠的密度比水小钠的熔点低.且反应放热生成的气体推动钠球游动氢气轻微爆鸣声酚猷变红,说明

2、生成了碱性物质3.钠的制取及保存4.焰色反应电解电解熔融氯化钠:2NaCl(熔融=2Na+C12t密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中(1)概念：很多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。属于物理变化，是元素的物理性质。(2)常见元素焰色反应的颜色：钠元素：黄色；钾元素：紫社(透 过蓝色钻玻璃)。5.钠的用途制取N吆Ch等化合物-用作电光源，制 作高压钠灯钠A钠、钾合金可用于原子反应堆的 导热剂作强还原剂如4Na+TiCU= 4NaCI+Tj【多维思考】1.金属钠着火，为什么不能用H2O、CO2灭火？通常如何灭火？ 提示：因为钠是活泼金属，能与 H2O、C02反应；通常用沙子掩盖

3、灭火。2.写出Na与CuS04溶液反应的化学方程式及反应时的主要现象。提示：2Na + CuS04 + 2H20=Na2S04 + Cu(0H) 2 J+ H2 f 现象：比与H2O反应剧烈；有气体放出；有蓝色沉淀析出。考点阐释1.金属钠露置在空气中的变化过程银白色金属钠 02表面变暗 H2O出现白色固体> >（Na）件成 Na2O）（生成 NaOH）h2o表面变成溶液CO2白色块状物质一T风化> > >（NaOH 潮解）（生成 Na2CO3 10出0）白色粉末状物质（生成 Na2CO3）2. 钠与水、酸、盐溶液的反应（1）钠与水、酸的反应实质上均是和 H +反应

4、钠与稀硫酸、盐酸等非氧化性酸反应时，首先是钠直接跟酸反应,过量的钠再与水反应，而不能认为是钠先跟水反应，生成的NaOH再跟酸中和。钠投入足量盐酸中反应的化学方程式:2Na + 2HCI=2NaCI + 出 f离子方程式：2Na + 2H+=2Na + +出f钠与盐溶液的反应先考虑Na与水反应生成NaOH ,再考虑NaOH是否与盐发生复 分解反应投入NaCI溶液中，只有H2放出。2Na + 2H 2O=2NaOH + 出 f投入饱和NaCI溶液中, 度不变）。有H2放出，还有NaCI晶体析出（温 投入NH4CI溶液中，有 投入CuS04溶液中，有H2和NH3逸出。H2放出和蓝色沉淀生成。2Na

5、+ 2H2O + CuS04=Cu(0H) 2 J + Na2SO4 + 出 f典题示例考向一 钠与水及酸、碱、盐溶液的反应(1) 钠与水、酸反应的实质都是与H的反应.(2) 金属钠与町溶性盐溶液反应的思维模板： 减少7寸溶剂质幘的影响盐溶液+ Z反应-生成NaOtl - q溶质是否反应 f主成Hgf对装置的要求对实验环境的影响或对n/ 溶质的溶聃度的影响1将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有沉淀产生的是MgS04溶液 NaCI溶液 NazSOq溶液 饱和澄清石 灰水Ca(HCO 3)2溶液解析：2Na + 2H2O=2NaOH + 出匸，中 Mg2 + + 2OH - =Mg(

6、OH) 2 J,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产生沉淀，中Ca2 + + HCO 3+ OH -=CaCO3J + H2O。答案：2. 将一小块金属钠分别投入盛 a水、b乙醇、c稀H2SO4的三个小烧杯中，反应速率由快到慢的顺序为解释反应速率不同的原因:答案：c>a>b钠与上述三种物质反应的实质都是钠与H*间的置换反应，H+浓度的大小决定了反应速率的快慢，由三种物质电离 H +的能力可知H+浓度的大小顺序为c>a>b,因而反应速率为c>a>b考向二钠与水反应实验拓展3. 金属钠与水的反应是中学化学中的一个重

7、要反应。该反应的演示方法分别如图甲、乙所示:水£乙（1）现按图甲所示的方法，在室温时，向盛有饱和NaOH溶液的水槽中，加入一小块金属钠。下列有关描述正确的是 母，下同）a.钠浮在液面上，并四处游动，最后消失 b钠熔化成一个光亮的小球C.恢复到室温时，NaOH溶液的浓度增大 d.恢复到室温时，溶液中 Na"数目减少 （2）按图乙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体在相同条件下体 积的关系是用铝箔包住钠 用铜箔包住钠a. 二者收集气体一样多b.收集到的气体体积较大C.收集到气体体积较大答案：（1）abd （2）b考向三焰色

8、反应4. （2018安徽十校联考）用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火 焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色，下列各判断正确的是（）A .只含有Na*B. 定含有Na"，可能含有K"C .既含有Na"，又含有K "D .可能含有Na"，可能还含有K+ 解析：钠元素的焰色为黄色，而 K元素的焰色为紫色，而黄色会干扰紫色，所以不能判断是否含有钾元素。答案：B5. （2018陕西延安模拟）2016年9月杭州C20峰会焰火表演震惊世人。其中五彩缤纷的焰火与元素的焰色反应有关。 下列说法正确的A .焰色反应是化学变化B.所有金属元素都有焰色反应C .用玻璃棒蘸取

9、试液进行焰色反应D .可以用焰色反应来区别 NaCI和KCI解析：焰色反应是物理变化；只有部分金属元素有焰色反应 （比如Pt和Fe无焰色反应）；玻璃棒中本身含有钠元素，应用铂丝或铁 丝蘸取试液进行焰色反应；根据Na和K的焰色反应不同，可用焰色 反应来区别NaCI和KCI。答案：D考点二氧化钠和过氧化钠知识整合氧化钠（Na20）过氧化钠（Na2O2）颜色状态白色固体淡黄色固体电子式«*kbNn+: () : *Na' ：() : () ： 了 N 日 «S-S1 1阴、阳离子个数比1 : 21 : 2物质类别碱性氧化物过氧化物与H2O反应Na2O + H2O=2NaO

10、H2Na2O2 + 2H2O=4NaOH+ O2f与CO2反应Na? O + CO 2=Na2CO32Na2O2 +2CO2=2Na2CO3 + O2与盐酸反应Na2O + 2HCI=2NaCI +H2O2Na2O2 + 4HCI=4NaCI +O2f+ H2O稳定性不稳定较稳定特性强氧化性用途供氧剂、漂白剂【多维思考】1为什么Na2O2不属于碱性氧化物?提示:Na2O2与酸反应除了生成盐和水，还有氧气生成，故Na2O2不是碱性氧化物。2. Na2O、Na2O2、NaOH三种物质长时间暴露在空气中最终会变成什么物质?提示：都会变为Na2CO3。3. Na2O2加入酚酞溶液中有什么现象?提示：先

11、变红后褪色。Na2O2与某些氧化物反应的规律1.过氧化钠的强氧化性SO2或SQ旷池()2sc)r出5或导=SFc?亠Fc3 +品红溶液褪色2. Na2O2与C02、H2O反应的重要关系(1)气体体积差的关系2Na2O2+ 2CO2=2Na2CO3 + O2 气体体积差 AV= 12Na2O2+ 2H 2O(g)=4NaOH + O2 f 气体体积差1 AV= 1由此可见，若 CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量1Na2O2,气体体积的减少量是原气体体积的2,即为生成氧气的量。(2) 先后顺序关系一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物反应，可视为Na2O2首先与CO2

12、反应，剩余Na2O2再与H2O(g)反应。(3) 电子转移关系当Na2O2与CO2或H2O反应时，每产生1 mol O2就转移2 mol 电子。(4)固体质量变化关系由两反应可见，每1 mol CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时，固体分别增重28 g、2 g,从组成上看相当于吸收了 CO2中的“CC”，或相当于吸收了水蒸气中的“H”，所以固体增加的质量 Am=28 n(C)或 = n(H)。此规律适用于 出。、CO?与Na?。?反应的计 算。考向一 过氧化钠的强氧化性1.比较下列四组反应，回答下列问题。组： Na2O2 + CO2Na2O2 + SO2二组： Na2O2 + FeCl3(

13、溶液)Na?。?+ FeCI?(溶液)三组：SO2通入品红溶液中，加热 Na2O2加入到品红溶液中，加热四组：NaOH溶液滴入紫色石蕊溶液中Na2O2固体加入到紫色石蕊溶液中问题：写出、两反应的化学方程式。判断、反应中可能发生的现象，为什么? 判断、反应中可能发生的现象，为什么? 判断、反应中可能发生的现象，为什么?答案：2Na2O2+ 2CO2=2Na2CO3 + O2 Na2O2 + SO2=Na2SO4(2)、反应均会有红褐色沉淀生成并有气体放出、中气体 明显少于中气体。NaOH和O2产生,溶性的红褐色沉淀;原因是中Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有FeCl3 与 NaOH 反应生成 F

14、e(OH)3, Fe(OH)3 是不中 Fe2+具有强还原性，易被 Na2O2氧化并生成 Fe(OH)3。(3 )溶液红色褪去，加热后又恢复红色；溶液红色褪去，加热后不能恢复红色。原因是 SO2的漂白性不稳定具有可逆性，Na2O2的漂白性是因其具有强氧化性而不可逆。(4)溶液变蓝，溶液先变蓝后褪色。原因是 Na2O2与H2O反 应生成NaOH，呈碱性，同时Na2O2又有漂白性。速记卡片】 过氧化钠的强氧化性(1)从化合价的角度分析0 失去电子,化合价升高O2>表现为还原性1 得到电子,化合价降低 2Na2O2> O表现为氧化性Na2O2 既有氧化性又有还原性，但主要表现为氧化性。(

15、2)强氧化性的具体表现Na2O2可以用来漂白织物、麦秆、羽毛等与品红溶液：品红溶液褪色与酚酞溶液：溶液变红后褪色与二氧化硫：Na2O2 +SO2=Na2SO4与氢硫酸：溶液变黄色浑浊与 FeCl2溶液：生成红褐色的 Fe(OH) 3沉淀考向二 Na2O2与CO2、H2O反应的计算2.取a g某物质在O2中完全燃烧，将生成物与足量 Na2O2固体 完全反应，反应后，固体质量恰好也增加了 a g,下列物质不能满足上述结果的是 (AH2BCOCC6H12O6DC12H22O11点燃解析： 2CO+ O2=2CO22Na2O2+ 2CO2=2Na2CO3+ O2+得：Na2O2 + CO=Na2CO3

16、(虚拟的反应)即：CO可被Na2O2完全吸收点燃2H2+ O2=2H2O2Na2O2 + 2H2O=4NaOH + 02+得：Na2O2 + H2=2NaOH（虚拟的反应）C项可变形为（CO）6（H2）6； D项可变形为C（CO）ii（H2）11,因而反应后质量增加大于a g。答案：D【速记卡片】 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1: 1,即可满足该条件。考点三碳酸钠与碳酸氢钠知识整合gg名称碳酸钠碳酸氢钠俗名纯碱（或苏打）小

17、苏打色态白色粉末细小白色晶体水溶性易溶可溶（比Na2CO3溶解度小）c（B）相等时的pHpH(Na2CO3)> pH(NaHCO 3)热稳定性加热不分解不稳定，受热易分解与盐酸反应Na2CO3 + 2HCI= 2NaCI + H2O + C6丄 或 Na2CO3 + HCI=NaCI + NaHCO 3NaHCO 3 + HCI=NaCI土旦2。十 CO ? f与 CaCl2 和BaCl2反应Ca? + CO 2 =CaCO_3 J Ba? + CO2 =BaCO3 J不反应与碱NaOH 和Ca(OH) 2 反应与NaOH不反应Ca(OH) 2 + Na2CO3= CaCO3 J + 2

18、NaOHNaHCO 3 + NaOH=Na2CO3 + H 2。2NaHCO3+Ca(OH) 2=CaCO3 J+ Na2CO3 +2H2O主要用途化工原料、洗涤剂食品发酵、泡沫灭火器相互转化()7 H 9()STJ1H气少星)Na? (=( )< <j加热()11 【多维思考】1将C02气体通入饱和 Na2CO3溶液中有何现象？原因是什么？提示：开始无明显现象，后有沉淀析出。原因是生成NaHCO3的质量比原Na2CO3的质量大；NaHCO 3的溶解度小于NazCO?的溶解度；反应消耗溶剂水。2.仅用试管和胶头滴管，你能鉴别 Na2CO3溶液和盐酸吗？ 提示：能，利用滴加顺序不同，

19、现象不同可以区分 Na2CO3溶液和稀盐酸。3.将2 mL c(B)相同的Na2CO3、NaHCO 3溶液分别一次性倒入足量且等体积、等浓度的盐酸中，哪种物质放出CO2的速率快？提示：NaHCOs。考点阐释Na2CO3与NaHCO 3的鉴别与计算1.鉴别偵#)加热法:产生使澄清石灰水变浑浊的邑:体的是NaHCO,沉淀法:滴入Bad,或CaCl,溶液产溶液生沉淀的fiNaCOj气体法:滴入盐酸立即产生气体的JfiNaHCOj2.与等浓度盐酸反应的规律(1) 放出 C02 快慢，NaHCO3>Na2CO3。(2) 混合物反应先后：因C03结合H+更容易，所以Na2CO3先反应生成NaHCOs

20、,然后NaHCO 3再反应。3. Na2CO3和NaHCO3与酸反应图象(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCI的体积与产生C02 的体积的关系如图1所示。(2) 向NaHCO 3溶液中逐滴加入盐酸，消耗 HCI的体积与产生 CO2的体积的关系如图2所示。(3) 向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗 HCI 的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、NazCO?的 物质的量之比X： y= 1 : 1)。(4) 向Na2CO3、NaHCO 3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗 HCI 的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3> NaHCO3

21、 的物质的量之比m : n= 1 : 1,其他比例时的图象略)。t唯6)%:y=l ;1考向一 Na2CO3与NaHCO 3的区别1有两试管分别装有 Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是（）方案操作判断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NazCO 3解析：Na2CO 3溶液与CaCl2溶液反应产生白色沉淀而 NaHCO 3溶液与CaCl 2溶液不反应，C正确。答案：C2.下列试剂或用品能鉴别等物质的量浓度的 Na2CO3、NaHCO

22、3的是pH试纸 CaCl2溶液 澄清石灰水 稀盐酸 加热蒸干再灼烧 解析：因为是溶液，不能用加热蒸干再灼烧的方法。答案： 考向二用数形结合思想分析可溶性碳酸盐与盐酸反应图象3. （2018山东潍坊期末）向NaOH和Na2CO3混y（盐酸）/L合溶液中滴加0.1 mol L-1稀盐酸，CO 2的生成量与加入盐酸的 体积（V）的关系如图所示。下列判断正确的是A .在0a范围内，只发生中和反应B. ab斜段发生反应的离子方程式为CO3- + 2H "二二二出。+CO2fC. a= 0.3D .原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1 : 2 解析：向NaOH和Na2CO3混合溶

23、液中滴加0.1 mol L-1稀盐酸，发生的反应依次为：OH + h + =H2O , Co3 + h + =HCO3 , HCO 3 + H + =CO2f +H2O,据此可以解答。在0a范围内，发生的反应 应该是OH+才=出0,Co3 + h+=hco3，不只发生中和反应，A错误；ab段发生反应的离子方程式为 HCO 3 + H + =CO2 f +出0, B错误；从图象知生成 CO2 0.01 mol，根据方程式 HCO 3 + H +=C021 + H2O可知消耗盐酸的物质的量为 0.01 mol,故a= 0.3,C正确；根据方程式和图象可知 Na2CO3的物质的量是0.01 mol,

24、共 计消耗盐酸0.02 mol，所以与氢氧化钠反应的盐酸是 0.04 mol 0.02mol= 0.02 mol,则氢氧化钠的物质的量为0.02 mol,因此原混合溶液 中，NaOH与Na2CO3的物质的量之比为 2 ： 1, D错误。答案：C4.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 mol L1的盐酸。所加盐酸的体积与产生C02的体积（标准状况）的关系如图所示。mL。（2）溶液中所含溶质及其物质的量为解析：（1）由图象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Na2CO3oOA段H +先与OH 反应生成H

25、?。, 待OH 消耗完，H+再与CO2反应生成HCO3。AB段发生反应H + HCO3=CO2f + H2O,加入 35 mL 盐酸时，产生的 n(CO2)= n(H +) = (35 25) mL X 103L mol1x 1molL 1 = 0.01 mol，则 V(CO 2)= 22.4 L mol 1 X 0.01 mol = 0.224 L = 224 mL。 (2)由 H + + CO 3 =HCO3 及 H + + HCO3= CO2 f + H2O 可知，n(CO2) = (45 25) mL X 103 L mL1X 1 mol L 1= 0.02 mol,故 OA 段与 H

26、 +反应的 OH为 25 mL X 10-3 L mL-1 X 1 mol 一1 0.02 mol= 0.005 mol,即溶液 中含 NaOH 0.005 mol、 Na2CO3 0.02 mo。答案：（1）224(2)NaOH 0.005 mol、 NazCOs 0.02 molI高警貞题通关1.判断正误（正确的打“，错误的打“X” ）（1）（2017高考北京卷，8A改编）CO2气体使Na2O2固体变白，CO?气体被还原（）4A）除去NaHCO3固体中的Na2CO3，可3A)Na2O2 吸收 CO2产生 O2，所以 Na2O2)6A)钠与水反应 Na + 2H2O=Na" + 2OH8A）钾、钠、镁等活泼金属着火时，不能（2）（2017高考天津卷,以将固体加热至恒重（3）（2017高考江苏卷,(4)(2017高考江苏卷,+ H2f()可用作呼吸面具供氧剂（5）（2016高考浙江卷,用泡沫灭火器灭火（）（6）（2015高考全国卷n , 13A）向碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中 滴入稀盐酸，立即产生气泡（）（7）（