安徽省蚌埠铁中2014届高中化学《钠的其它常见化合物》全册复习导学案

钠的其它常见化合物碱金属元素[考纲要求]1.从原子的核外电子排布，理解ⅠA族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。2.了解Na2CO3和NaHCO3的性质、转化和制法。知识点一钠的其它常见化合物1．氢氧化钠(NaOH)(1)物理性质：NaOH的俗名为烧碱、火碱或苛性钠；它是一种____色____体，____溶于水并放出大量的热，有________性；易吸收空气中的水分而________。(2)化学性质具有碱的通性①能使酸碱指示剂变色。②与强酸反应的离子方程式为：____________________________________________。③与酸性氧化物、两性氧化物反应：如与Al2O3反应的离子方程式为：________________________________________________________________________。④与盐反应如与NHeq\o\al(＋,4)、Cu2＋反应的离子方程式分别为：________________________________________________________________________；________________________________________________________________________。如与HCOeq\o\al(－,3)反应的离子方程式为：________________________________________________________________________。⑤与单质反应如与Al、Si反应的离子方程式分别为：________________________________________________________________________；________________________________________________________________________。(3)NaOH的制取①土法制碱：Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH；②现代工业制碱：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。(4)NaOH在有机反应中的应用提供碱性环境，如：卤代烃的水解和消去反应，酯类的水解和油脂的皂化。问题思考1．实验室称量NaOH固体时应注意什么问题？2．盛放NaOH溶液等碱性溶液的试剂瓶为什么不用磨口玻璃塞？2．碳酸钠和碳酸氢钠的比较问题思考3．向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2，可观察到什么现象？为什么？知识点二碱金属元素1．碱金属元素Li、Na、K的原子结构示意图分别为________、________、________。(1)相同点：最外层都是____个电子。(2)不同点：从Li到Cs电子层数__________，原子半径__________。2．碱金属元素性质的相似性(1)单质均呈________色(Cs除外)，有金属光泽，硬度____，密度________，熔点________，有良好的导电性和导热性；(2)最高正价均为____价；(3)均为活泼金属，氧化物对应的水化物均为____；(4)单质均能与非金属单质发生反应；(5)单质均能和水发生反应：2M＋2H2O=2MOH＋H2↑(M代表碱金属)。3．碱金属元素性质的递变性(按原子序数递增的顺序)(1)单质的熔、沸点呈现________趋势；(2)元素的金属性逐渐________，单质的还原性逐渐________；(3)与O2反应的产物越来越复杂，反应程度越来越___________________________；(4)与水反应的程度越来越________，产物的碱性逐渐________。知识点三焰色反应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________变化，属于元素的性质。2．焰色反应的操作铂丝eq\o(→,\s\up7(酒精灯),\s\do5(灼烧))无色eq\o(→,\s\up7(蘸取))待测物eq\o(→,\s\up7(酒精灯),\s\do5(灼烧))观察火焰颜色eq\o(→,\s\up7(用盐酸),\s\do5(洗涤))铂丝eq\o(→,\s\up7(酒精灯),\s\do5(灼烧))无色。3．常见元素的焰色钠元素____色；钾元素____色(透过____________观察)；铜元素________色。问题思考4．做焰色反应实验时，为什么用稀盐酸洗涤铂丝而不用稀硫酸？一、Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法1．根据热稳定性不同2．根据和酸反应生成气体的速率不同鉴别3．根据阴离子不同用盐溶液鉴别4．根据溶液的酸碱性鉴别典例导悟1(2013·山东青岛统考)某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是(填装置序号)________。(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________；与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是(填选项序号)________。A．Ⅳ比Ⅲ复杂B．Ⅳ比Ⅲ安全C．Ⅳ比Ⅲ操作简便D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是(填化学式)________________________________________________________________________。(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应，①当石灰水过量时，其离子方程式为：________________________________________________________________________；②当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2∶1时，所得溶液中溶质的化学式为__________，请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子______________________________________________________________________________________________________。二、CO2与NaOH溶液反应的计算思维模型典例导悟2标准状况下，将3.36LCO2气体通入200mL1.00mol·L－1NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(COeq\o\al(2－,3))与c(HCOeq\o\al(－,3))的比值为(不考虑COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)的水解)()A．1∶1B．1∶2C听课记录：三、Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应1．盐酸逐滴加入Na2CO3溶液(1)现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。(2)反应：无明显现象时反应的离子方程式：COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)，无色气体放出时反应的离子方程式：HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O。2．Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中(1)现象：有无色气体放出。(2)反应的离子方程式：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O。3．碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图象的归纳总结(1)向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示；(2)向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示；(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图象略)；(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图象略)。典例导悟3取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B，每份10mL，分别向A、B中通入不等量的CO2，再继续向两溶液中逐滴加入0.1mol·L－1的盐酸，标准状况下产生的CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系如下图所示，试回答下列问题：(1)原NaOH溶液的物质的量浓度为______________。(2)曲线A表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质成分是________，其物质的量之比为__________________________________________________________。(3)曲线B表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液加盐酸后产生CO2气体体积(标准状况)的最大值为________mL。题组一钠的重要化合物1．(2013·安徽理综，13)将0.01mol下列物质分别加入100mL蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)()①Na2O2②Na2O③Na2CO3④NaClA．①>②>③>④B．①>②>④>③C．①＝②>③>④D．①＝②>③＝④2．(2013·全国理综Ⅱ，8)下列叙述中正确的是()A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成B．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2C．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同D．向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2，有NaHCO3结晶析出题组二碱金属单质及其化合物3．(2013·上海，11)将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol·L－1稀盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是()4．判断正误(1)Li在氧气中燃烧主要生成Li2O2()(2013·全国理综Ⅰ－7A)(2)K与水反应比Li与水反应剧烈。()(2013·重庆理综－8C)题组一Na2CO3、NaHCO31．现有25mL2mol·L－1Na2CO3溶液和75mL1mol·L－1的稀盐酸。①将Na2CO3溶液缓慢滴到稀盐酸中；②将稀盐酸缓慢滴到Na2CO3溶液中，两操作的现象及结果(标准状况下)是()A．现象相同，所得气体的体积相等B．现象相同，所得气体的体积不等C．现象不同，所得气体的体积相等D．现象不同，所得气体的体积不等2．(2013·苏州模拟)把7.4gNa2CO3·10H2O和NaHCO3组成的混合物溶于水，配成100mL溶液，其中c(Na＋)＝0.6mol·L－1，若把等质量的混合物加热到恒重时，残留物的质量为()A．3.18gB．2.12gC．5.28gD．4.22g3．(2013·海南，15)A是自然界存在最广泛的ⅡA族元素，常以化合物F存在。从单质A起始发生的一系列化学反应可由右图表示：请回答下列问题：(1)A与水反应的化学方程式为_____________________________________________，E与水反应的化学方程式为_______________________________________________；(2)F的化学式为____________，G和D的电子式分别为____________和____________；(3)D与H反应可能生成的盐有________(填化学式)；(4)实际生产中，可由F为原料制备单质A，简述一种制备方法________________________________________________________________________________________________________________________________________________。题组二焰色反应4．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。下列判断正确的是（双选）()A．只含有Na＋B．一定含有Na＋，可能含K＋C．既含有Na＋，又含K＋D．无法确定是否含K＋题组三碱金属元素的结构与性质递变规律5．以下各项叙述中错误的是()A．原子半径由小到大的顺序是Li<Na<K<Rb<CsB．同一种碱金属元素的离子半径比原子半径小C．碱金属单质的密度比较为Li<K<Na<RbD．碱金属离子的氧化性比较为Li＋<Na＋<K＋<Rb＋6．以下对锂、钠、钾、铷、铯的叙述中不正确的是()A.氢氧化物中碱性最强的是氢氧化铯B.单质熔点最高的是铯C.它们都是热和电的良导体D.它们的密度依次增大，且都比水密度小题组四实验探究7．(2013·昆明模拟)我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为：NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3；NH4HCO3＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。Ⅰ.原理分析碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是________。a．碳酸氢钠难溶于水b．碳酸氢钠受热易分解c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶析出Ⅱ.实验探究(1)一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。回答下列有关问题：①乙装置中的试剂是________；②丁装置中稀硫酸的作用是________；③实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是________(填分离操作的名称)。(2)另一位同学用图中戊装置(其他装置未画出)进行实验。①实验时，须先从____________管通入____________气体，再从____________管中通入__________气体。②有同学建议在戊装置的b导管下端连接己装置，理由是________________________________________________________________________。(3)请再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：______________________________________________________________________________________________________。答案【课前准备区】知识点一1．(1)白固易强腐蚀潮解(2)②OH－＋H＋=H2O③Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O④NHeq\o\al(＋,4)＋OH－NH3·H2OCu2＋＋2OH－=Cu(OH)2↓HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2O⑤2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑2.俗名纯碱或苏打小苏打物理性质色态白色晶体细小白色晶体水溶性易溶于水，溶液呈碱性易溶于水(但比Na2CO3溶解度小)，溶液呈碱性稳定性稳定，但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化不稳定，受热易分解化学性质与H＋反应COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑与碱反应[Ca(OH)2]与OH－不反应，但Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓Ca2＋＋OH－＋HCOeq\o\al(－,3)=CaCO3↓＋H2O(碱过量)Ca2＋＋2OH－＋2HCOeq\o\al(－,3)=CaCO3↓＋COeq\o\al(2－,3)＋2H2O(碱不足)与盐反应CaCl2Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓不反应硫酸铝2Al3＋＋3COeq\o\al(2－,3)＋3H2O=2Al(OH)3↓＋3CO2↑3HCOeq\o\al(－,3)＋Al3＋=Al(OH)3↓＋3CO2↑主要用途玻璃、造纸、制皂、洗涤发酵、医药、灭火器相互转化知识点二1.(1)1(2)依次增多依次增大2．(1)银白小较小较低(2)＋1(3)碱3．(1)减小(2)增强增强(3)剧烈(4)剧烈增强知识点三1．物理3．黄紫蓝色钴玻璃黄绿问题思考1．应置于玻璃器皿中快速称量。2．以NaOH溶液为代表的碱性溶液中的OH－可与磨口玻璃塞中裸露的SiO2反应，生成Na2SiO3，使瓶塞和瓶体粘连在一起不易打开。3．溶液中将析出白色晶体(沉淀)。原因是：发生Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3↓，①NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，②生成的NaHCO3的质量比消耗的Na2CO3的大(即106gNa2CO3生成168gNaHCO3)，即溶质增加，③反应消耗了水，即溶剂减少，因此出现沉淀，主要原因是①。4．铂丝在使用前要用稀盐酸将其表面物质洗净，然后在火焰上灼烧至无色，这是因为金属氯化物在灼烧时易挥发，若用稀H2SO4洗涤铂丝，则由于硫酸盐的熔、沸点较高而难以挥发，会造成对后面实验的干扰。【课堂活动区】一、1.2．(1)(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，开始无气泡产生；而向盐酸中滴加Na2CO3溶液开始就有气泡产生。3．4．典例导悟1．(1)Ⅱ(2)2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2OD(3)NaHCO3(4)①Ca2＋＋OH－＋HCOeq\o\al(－,3)=CaCO3↓＋H2O②Na2CO3取少量上层清液(或过滤后的滤液或所得溶液)于洁净(若无“洁净”也可)的试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有COeq\o\al(2－,3)解析(1)图Ⅰ不能达到实验目的，因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊，故不可以；图Ⅱ可以鉴别，因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，可根据气球膨胀程度判断。(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。(3)试管B装入碳酸氢钠，试管A装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠，温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠很不稳定。(4)①石灰水过量时，碳酸氢根全部反应，离子方程式为：Ca2＋＋OH－＋HCOeq\o\al(－,3)=CaCO3↓＋H2O；②2NaHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，则其中的溶质是碳酸钠，要检验COeq\o\al(2－,3)，可以取少量上层清液于洁净的试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有COeq\o\al(2－,3)。2．B[n(CO2)＝eq\f(3.36L,22.4L·mol－1)＝0.150moln(NaOH)＝0.200L×1.00mol·L－1＝0.200mol2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O0．200mol0.100mol0.100mol此时过量CO2：0.150mol－0.100mol＝0.050mol，进一步与Na2CO3反应：Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO30．050mol0.050mol0.100moleq\f(cCO\o\al(2－,3),cHCO\o\al(－,3))＝eq\f(nCO\o\al(2－,3),nHCO\o\al(－,3))＝eq\f(0.100mol－0.050mol,0.100mol)＝eq\f(1,2)。]3．(1)0.75mol·L－1(2)Na2CO3、NaOH1∶3(3)112解析(1)产生的气体体积保持不变时，溶液中的溶质是氯化钠，所以有下式成立：n(NaCl)＝n(NaOH)＝n(HCl)＝0.1mol·L－1×0.075L＝0.0075mol，故c(NaOH)＝0.0075mol/0.01L＝0.75mol·L－1。(2)当所加盐酸的体积从60mL到75mL时，有气体生成，则发生反应：NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑，此反应消耗盐酸15mL，则反应Na2CO3＋HCl=NaHCO3＋NaCl也消耗盐酸15mL，则60mL－15mL＝45mL盐酸只能与氢氧化钠反应了，故原NaOH溶液中通入CO2后的溶质为氢氧化钠和碳酸钠，根据盐酸的量可以计算出它们的物质的量之比为3∶1。(3)当所加盐酸的体积从25mL到75mL时发生反应：NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑1mol22400mL0．1×(0.075－0.025)molV解得：V＝112mL。【课后练习区】高考集训1．C[根据化学反应方程式或原子守恒知0.01mol的Na2O2和Na2O分别与H2O反应都生成0.02molNaOH，因此①、②中阴离子浓度相等；③中碳酸根水解使得阴离子浓度稍大于④。因此C正确。