2023版高三一轮总复习化学鲁科版教案:第1章 第1讲 研究物质性质的基本方法-钠(基础课)_第1页
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1、PAGE PAGE 17第1讲研究物质性质的基本方法钠(基础课)1.掌握钠的主要性质及其应用。2.掌握钠的重要化合物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。钠及其氧化物1钠(观察法和实验法的应用)(1)物理性质:银白色,金属光泽,0.971 gcm3,比水的密度小、比煤油的密度大,质软,熔点为97.8 ,沸点为883 。(2)化学性质(写出化学方程式)与非金属反应eq blcrc (avs4alco1(O2blcrc (avs4alco1(常温:4NaO2=2Na2O,加热:2NaO2o(=,sup9()Na2O2),Cl2:2NaCl2o(=,sup9(点燃)2NaCl)与H

2、2O反应:2Na2H2O=2NaOHH2。实验探究:Na与H2O(含酚酞)反应的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:2Na2H2O=2NaOHH2,CuSO42NaOH=Cu(OH)2Na2SO4或2Na2H2OCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4H2。与熔融盐TiCl4反应:4NaTiCl4eq o(=,sup9(熔融)Ti4NaCl。(3)钠的制取及保存(4)钠的用途(1)Na与酸溶液反应时Na先与酸(H)反应,而Na与盐溶液反应时,一般Na先与H2O反应。(2)金属钠露置在空气中

3、会发生一系列变化:银白色金属钠eq o(,sup9(O2),sdo9()(eq o(生成Na2O,sup17(表面变暗)eq o(,sup9(H2O),sdo9()(eq o(生成NaOH,sup17(出现白色固体)eq o(,sup9(H2O潮解),sdo9()(eq o(NaOH溶液,sup17(表面形成溶液)eq o(,sup9(CO2),sdo9()(eq o(生成Na2CO310H2O,sup17(白色块状物质)eq o(,sup9(风化),sdo9()(eq o(生成Na2CO3,sup17(白色粉末状物质)。2钠的氧化物(1)氧化钠和过氧化钠比较化学式Na2ONa2O2电子式Na

4、2NaNa2Na氧的化合价21颜色白色淡黄色与H2O反应Na2OH2O=2NaOH2Na2O22H2O=4NaOHO2与CO2反应Na2OCO2= Na2CO32Na2O22CO2=2Na2CO3O2主要用途制烧碱漂白剂,消毒剂,供氧剂稳定性2Na2OO2eq o(=,sup9()2Na2O2(2)Na2O2的强氧化性与还原性Na2O2的强氧化性试剂现象反应原理并解释SO2气体Na2O2SO2=Na2SO4FeCl2溶液有红褐色沉淀生成4Na2O24FeCl26H2O= 4Fe(OH)3O28NaClNa2SO3溶液Na2O2Na2SO3H2O=Na2SO42NaOH氢硫酸溶液变浑浊Na2O2

5、H2S=S2NaOH酚酞溶液溶液先变红后褪色与水反应生成NaOH,Na2O2的强氧化性使之褪色品红溶液溶液红色褪去Na2O2的强氧化性使之褪色遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。遇CO2、H2O、H时则会发生自身的氧化还原反应。钠及其氧化物的性质及应用1判一判(正确的打“”,错误的打“”)。(1)1 mol Na在空气中生成Na2O和加热生成Na2O2时转移电子数不同。()(2)Na投入CuCl2溶液中,有红色固体生成。()(3)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶。()(4)钠的密度比乙醇的大,故Na可以保存在乙醇中。()(5)Na2O与Na2O2中的阴、阳

6、离子个数比均为12。()(6)Na2O与Na2O2和水反应均生成NaOH,二者均为碱性氧化物。()(7)Na、Na2O2投入FeCl3溶液中均有红褐色沉淀和气体生成。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)Na2O2与CO2、H2O的定量计算Na2O2与CO2、H2O(g)反应的定量模型(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eq f(1,2),等于生成氧气的量,即VV(O2)eq f(1,2)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”。对于(CxO

7、y)mHnO2,(CO2H2O)eq o(,sup9(Na2O2)(Na2CO3NaOH)(CxOy)mHn的质量为m g时,上述过程最终固体增重:meq blcrc (avs4alco1(m gxy11,m gxy11,m gxy11)(3)电子转移关系2Na2O22H2O(2CO2)O22e。2在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5 g和足量的Na2O2,用电火花引燃,使其完全反应,Na2O2增重7.5 g,则原混合气体中O2的质量分数约是 ()A54.5% B40% C36% D33.3%ACO、H2、O2完全反应后生成的二氧化碳、水与过氧化钠反应生成碳酸钠、氢氧化钠、氧气,所以过氧

8、化钠固体增重的质量等于CO、H2的质量,所以原混合气体中CO、H2的质量一共是7.5 g,则O2的质量是16.5 g7.5 g9.0 g,所以原混合气体中O2的质量分数是eq f(9.0 g,16.5 g)100%54.5%。3(1)4.6 g Na、6.2 g Na2O和7.8 g Na2O2投入足量水中分别稀释为1 L溶液,则三者的浓度_(填“相同”或“不相同”)。(2)7.8 g Na2O2与足量CO2或H2O反应,转移电子的物质的量均为_。答案(1)相同(2)0.1 mol钠及其氧化物的性质与探究4为探究钠与盐反应的规律,某实验小组同学设计了下列两组实验:实验1:如图1,在蒸发皿中放一

9、小块钠,加热至熔化时,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触。 图1 图2现象:瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。实验2:如图2,向盛有CuSO4溶液的小烧杯中加入一小块钠。现象:钠浮在水面上,熔化成液态钠球并四处游动,生成蓝色沉淀。(1)实验1、2中反应的化学方程式分别为_、_。(2)比较实验1、2可知Na与CuSO4反应生成Cu的反应条件为_。答案(1)2NaCuSO4eq o(=,sup9()Na2SO4Cu2NaCuSO42H2O=Na2SO4Cu(OH)2H2(2)加热且无水5某实验小组通过如图所示实验,探究Na2O2与水的反应: 下列说法正确的是()A中的大量气泡主要成

10、分是氢气B中溶液变红,说明有酸性物质生成C中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的D中MnO2的主要作用是降低水中氧气的溶解度CA项,中的大量气泡主要成分是氧气,错误;B项,酚酞变红说明有碱性物质,错误;D项,H2O2在MnO2作催化剂的条件下分解生成H2O和O2,即加入MnO2的目的是验证Na2O2和H2O反应生成H2O2,而不是降低水中氧气的溶解度,错误。6过氧化钠是一种常见的强氧化剂,具有强氧化性。根据要求回答下列问题:(1)将Na2O2固体分别投入到品红溶液、紫色石蕊溶液中,溶液颜色的变化分别为_、_。(2)Na2O2与木炭粉混合研磨会发生爆炸,原因是_。(3)某同学根据SO2、C

11、O2都是酸性氧化物,预测二者的混合气体与Na2O2反应生成的固体产物中只含有Na2RO3。这一预测是否正确?_,理由是_。答案(1)褪色先变蓝后褪色 (2)Na2O2具有强氧化性,与木炭粉接触发生剧烈的氧化还原反应(3)不正确Na2O2与SO2反应可生成Na2SO4碳酸钠与碳酸氢钠1物理性质和用途名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱或苏打小苏打水溶性易溶于水易溶于水,溶解度比Na2CO3小主要用途用于玻璃、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一2化学性质及相互转化(1)Na2CO3、NaHCO3的水溶液均呈碱性,其原因是(用离子方程式表示)

12、COeq oal(2,3)H2OHCOeq oal(,3)OH、HCOeq oal(,3)H2OH2CO3OH。(2)Na2CO3、NaHCO3的主要化学性质(写离子方程式或化学方程式)(3)相互转化Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法3Na2CO3、NaHCO3的工业制备侯氏制碱法(1)工艺流程(2)反应原理产生NaHCO3的反应:NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl。产生Na2CO3的反应:2NaHCO3eq o(=,sup9()Na2CO3CO2H2O。(3)循环使用的物质:NaCl、CO2(填化学式)。(4)该生产的副产品是NH4Cl,可用作肥料。由于CO2在NaCl溶液

13、中的溶解度很小,先通入NH3使食盐水呈碱性,能够吸收大量CO2气体,产生较高浓度的HCOeq oal(,3),才能析出NaHCO3晶体。Na2CO3与NaHCO3的主要性质及应用1判一判(正确的打“”,错误的打“”)。(1)Na2CO3和NaHCO3均与盐酸反应,故二者均可以用于治疗胃酸过多。()(2)NaHCO3受热分解生成Na2CO3,可以说明Na2CO3比NaHCO3稳定。()(3)除去CO2中的HCl气体,可将气体通入饱和Na2CO3溶液中。()(4)Na2CO3溶于水放热而NaHCO3溶于水吸热。()(5)等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应放出气体的量:Na2CO3NaHCO

14、3。()(6)除去NaHCO3溶液中的Na2CO3可向溶液中通入过量CO2。()(7)除去Na2CO3中的NaHCO3可以采用加热法。()(8)NaHCO3溶液中加入少量石灰水的离子方程式为HCOeq oal(,3)Ca2OH=CaCO3H2O。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品,它们都是白色固体,下列区分这两种物质的方法中正确的是 ()A分别用砂锅加热两种样品,全部分解挥发没有残留物的是小苏打B用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧,使火焰颜色发生明显变化的是小苏打C用两只小玻璃杯,分别加入少量的两种样品,再加入等量的食醋,产生气泡快

15、的是小苏打D先将两种样品配成溶液,分别加入澄清石灰水,无白色沉淀生成的是小苏打 C小苏打NaHCO3受热分解生成Na2CO3、H2O和CO2,有Na2CO3残留,A项错误;纯碱和小苏打的火焰颜色均为黄色,B项错误;二者的溶液中分别加入澄清石灰水,均有CaCO3沉淀生成,D项错误。3小苏打在我们日常生活中有广泛的应用。(1)小苏打单独用作蒸馒头的膨松剂,膨松效果不是很好,如果用小苏打的同时加入一定量的食醋,效果很好。其原理是_(写出化学方程式)。(2)酵头发酵用于蒸馒头时,往往馒头有酸味,故在和面团时加入苏打水,其原因是_(用文字说明)。(3)患有胃溃疡的病人不能服用小苏打药品的原因是_(用文字

16、说明)。答案(1)NaHCO3CH3COOH=CH3COONaCO2H2O(2)苏打水具有碱性,能与酸性物质反应,减小酸性(3)若服用小苏打药品,胃中的酸与小苏打反应生成CO2气体,加重胃溃疡Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析碳酸盐与盐酸反应的图像分析实验操作及反应的离子方程式反应图像向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸反应原理:Oa段:COeq oal(2,3)H=HCOeq oal(,3);ab段:HCOeq oal(,3)H=H2OCO2向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸反应原理:HCOeq oal(,3)H=CO2H2O向等物质的量的NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸反

17、应原理:Oa段:HOH=H2O、COeq oal(2,3)H=HCOeq oal(,3);ab段:HCOeq oal(,3)H=CO2H2O向等物质的量的Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸反应原理:Oa段:COeq oal(2,3)H=HCOeq oal(,3);ab段:HCOeq oal(,3)H=CO2H2O4分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100 mL,再通入一定量的CO2,随后分别各取20 mL 溶液,向其中逐滴滴入0.2 molL1的盐酸,在标准状况下产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如图所示(分A、B两种情况): A B(1)在A情况下,溶

18、质是_(填化学式),其物质的量之比为_。(2)在B情况下,溶质是_(填化学式),其物质的量之比为_。(3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为_。解析对于A,第一阶段消耗的盐酸是第二阶段的2倍,可知第一阶段反应为HOH=H2O、COeq oal(2,3)H=HCOeq oal(,3),第二阶段反应为HCOeq oal(,3)H=CO2H2O,由此推知A情况的溶液中n(NaOH)n(Na2CO3)11。同理分析B情况的溶液中,n(Na2CO3)n(NaHCO3)11。根据最终生成NaCl,n(NaOH)n(HCl)0.15 L0.2 molL10.03 mol,c(NaOH)eq f(0.03 mol

19、,0.02 L)1.5 molL1。答案(1)NaOH、Na2CO311(2)Na2CO3、NaHCO311(3)1.5 molL1Na2CO3纯度的实验测定5利用如图所示装置来测定纯碱(含少量NaCl)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。(1)若d、e两步的实验操作太快,则会导致测定结果_(填

20、“偏大”或“偏小”)。(2)装置A中试剂X应选用_,作用是_。(3)E装置的作用是_。(4)根据实验中测得的有关数据,计算纯碱样品中Na2CO3的质量分数为_(结果保留到小数点后一位)。解析(1)实验操作太快会使产生的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,导致测定结果偏小。(2)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。(3)如果D装置直接与外界空气相连通,则空气中的H2O(g)和CO2会对测定结

21、果带来影响,所以装置E的作用是防止空气中H2O(g)和CO2进入装置D中。(4)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,Na2CO3CO2106 44x 2.2 g解得x5.3 g,纯碱样品中Na2CO3的质量分数eq f(5.3 g,6.0 g)100%88.3%。答案(1)偏小(2)NaOH溶液吸收空气中的CO2(3)防止空气中的CO2和H2O(g)进入装置D中(4)88.3%Na2CO3纯度测定的方法(1)气体法:测定原理:Na2CO3H2SO4=Na2SO4CO2H2O,通过测量CO2的质量或体积确定Na2CO3的质量。实验操作:向m g纯

22、碱样品中加入足量的稀硫酸,准确测量产生CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)或CO2的质量为a g。计算式:纯度eq f(V103106,22.4m)100%或eq f(a106,44m)100%。(2)沉淀法:测定原理:Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl。依据BaCO3沉淀的质量,确定Na2CO3的物质的量,进而确定纯碱中Na2CO3的含量。实验操作:先将m g纯碱样品溶于水配成溶液,向溶液中加入过量的BaCl2溶液,经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为n g。计算:纯度为eq f(f(n,197)106,m)100%。1下列有关叙述正确的是_(填序号)。(2021广

23、东选择性考试)Na2O2放入水中,反应方程式为Na2O2H2O=2NaOHO2(2020江苏高考)室温下,Na在空气中反应生成Na2O2(2020江苏高考)下列物质间转化均能实现:NaCl(aq)eq o(,sup9(CO2g)NaHCO3(s)eq o(,sup9(加热)Na2CO3(s)(20207月浙江选考)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强(20207月浙江选考)高压钠灯可用于道路照明(20207月浙江选考)Na2O在空气中加热可得固体Na2O2(2019全国卷)Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色,其方程式为2Na2O2=2Na2OO2答案2(2021河北选择性考试,T14节

24、选)化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献。某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl。实验流程如图:回答下列问题:(1)从AE中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是_(按气流方向,用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或_。A. B.C.D.E.(2)B中使用雾化装置的优点是_。(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为_。(4)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液:对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足

25、量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14 g,则固体NaHCO3的质量为_ g。向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)NH4Cl(aq)NaCl(aq)NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为_、_、洗涤、干燥。解析(1)制备NaHCO3的具体过程为先制备CO2,再除去杂质HCl,然后将纯净的CO2通入饱和氨盐水中制得NaHCO3,最后用NaOH溶液处理多余的CO2,所以装置的连接顺序为aefbcgh。分液漏斗使用前需要让其与大气连通,否则液体无法滴落,所以为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,需要打开分液漏斗

26、上部的玻璃塞,或者将分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽与分液漏斗上端的小孔对齐。(2)雾化装置可以增大接触面积,使饱和氨盐水与CO2充分接触,使反应更充分。(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为CO2NH3H2ONaCl=NaHCO3NH4Cl。(4)1 mol CO2与足量Na2O2反应,最终Na2O2增重的质量相当于1 mol CO的质量,假设固体NaHCO3的质量为x g,可列如下关系式:2NaHCO3CO2Na2O2CO 284 28 x g 0.14 g则eq f(284,x g)eq f(28,0.14 g),解得x0.84。根据题图中NaCl和NH4Cl的溶解度曲线可知,NH4Cl的溶解度随温度的升高变

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