2013年高考化學(xué) 教材回歸詳析 3.1鈉及其重要化合物

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1、第一節(jié) 鈉及其重要化合物 考點梳理 1.了解鈉的主要性質(zhì)及其用途。 2.了解鈉的重要化合物的主要性質(zhì)及其用途。 一、鈉 1.、物理性質(zhì) 顏色 硬度 導(dǎo)電性 密度 熔點 銀白色 柔軟 良好 比水小 比煤油大 小于100℃ 2．化學(xué)性質(zhì)——還原性 (1)跟非金屬(如O2、Cl2)反應(yīng)： O2 常溫4Na+O2=2Na2O Cl2：在氯氣中燃燒：2Na+Cl2 NaCl(白煙) 點燃2Na+O2Na2O2 (2)鈉與水反應(yīng)：2Na+2H2O =2NaOH +H2↑ ①離子方程式：2Na+2H2O====2Na++2OH-+H2↑

2、 ②與滴有酚酞的水反應(yīng)的現(xiàn)象及解釋： (3)鈉與酸反應(yīng) 離子方程式：2Na+2H+====2Na++H2↑ 鈉與酸的反應(yīng)比水反應(yīng)更激烈，極易爆炸。 （4）鈉與鹽溶液反應(yīng)：先考慮鈉與水反應(yīng)生成堿，再考慮堿是否與鹽反應(yīng)。 例如：鈉與CuSO4溶液反應(yīng) 2Na+2H2O=NaOH+H2↑ (1) CuSO4+2NaOH＝Na2SO4+Cu(OH)2 (2) 3.鈉的制取和存放 （1）制備：電解熔融氯化鈉，化學(xué)方程式：2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑ （2）鈉的存放:少量金屬鈉可保存在煤油里，大量的金屬鈉則存在鐵筒中用石蠟密封。 4.鈉的用途 (

3、1)制取Na2O2等化合物； (2)鈉、鉀合金(液態(tài))可用于原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑； (3)作強(qiáng)還原劑，將某些稀有金屬從它們的鹵化物中還原出來； (4)用作電光源，制作高壓鈉燈 二、鈉的重要化合物的主要性質(zhì)及其用途 1．氧化鈉和過氧化鈉的比較 比較內(nèi)容 Na2O Na2O2 顏色、狀態(tài) 白色固體 淡黃色固體 氧的化合價 —2價 —1價（過氧離子O22—） 電子式 穩(wěn)定性 較不穩(wěn)定 較穩(wěn)定 生成條件 通過鈉的常溫氧化生成 通過鈉的燃燒生成 物質(zhì)類別 堿性氧化物 過氧化物（不是堿性氧化物） 與水反應(yīng) Na2O + H2O==2NaOH 2N

4、a2O2 + 2H2O==4NaOH + O2↑ 與CO2反應(yīng) Na2O + CO2==Na2CO3 2Na2O2 + 2CO2==2Na2CO3 + O2 與鹽酸反應(yīng) Na2O + 2HCl==2NaCl + H2O 2Na2O2 + 4HCl==4NaCl + 2H2O + O2↑ 用途 用于少量Na2O2制取 強(qiáng)氧化劑、漂白劑、供氧劑 保存 密封保存 密封保存 2.常見的鈉鹽（Na2CO3和NaHCO3） 碳酸鈉 碳酸氫鈉 俗名 蘇打、純堿 小蘇打 水溶性 易溶于水，溶液呈堿性 溶解度較碳酸鈉小，溶液呈堿性 與鹽酸反應(yīng) 慢

5、 Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O 快 NaHCO3+HCl= NaCl+CO2↑+H2O 與NaOH反應(yīng) 不反應(yīng) NaHCO3+NaOH= Na2CO3+H2O 與Ca(OH)2反應(yīng) Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH 足量：HCO3－+Ca2++OH－=CaCO3↓+H2O 不足：2HCO3－+Ca2++2OH—=CaCO3↓+2H2O+CO32－ 與BaCl2反應(yīng) Na2CO3+ BaCl2==BaCO3↓+2NaCl 無明顯現(xiàn)象 相互 轉(zhuǎn)化 用途 重要的化工

6、原料，用于玻璃、造紙、紡織、洗滌劑等的生產(chǎn) 食品工業(yè)，泡沫滅火劑等 3.焰色反應(yīng) （1）概念：許多金屬或它們的化合物在燃燒時火焰呈特殊的顏色，這在化學(xué)上叫做焰色反應(yīng)，是一種物理變化，是元素的性質(zhì)。 （2）常見元素焰色：鈉是黃色；鉀是紫色（透過藍(lán)色鈷玻璃）；鈣是磚紅色。 （3）應(yīng)用：焰色反應(yīng)是元素的性質(zhì)，屬于物理變化，常用于檢驗金屬元素的存在。 【熱點難點】 一、Na2O2的特性與計算 1. Na2O2的強(qiáng)氧化性 由于Na2O2中氧元素是－1價，為中間價態(tài)，因而既可表現(xiàn)氧化性又可表現(xiàn)還原性。又因為氧的穩(wěn)定價態(tài)是－2價，因此Na2O2中的氧易得到電子從－1價降到－2價，從而表現(xiàn)強(qiáng)

7、氧化性。 2. Na2O2與CO2、H2O的反應(yīng)規(guī)律 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 根據(jù)以上兩個反應(yīng)，探究反應(yīng)中存在的定量關(guān)系： （1）先后順序關(guān)系 一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反應(yīng)，可視作Na2O2先與CO2反應(yīng)，待CO2反應(yīng)完成后，Na2O2再與H2O發(fā)生反應(yīng)(需要說明的是，Na2O2與H2O反應(yīng)的能力要比與CO2反應(yīng)的能力強(qiáng)，所以當(dāng)二者同時與其相遇時，應(yīng)該是H2O先反應(yīng)。這里如此處理，只是為了解決問題方便，并非其真正的反應(yīng)原理) (2)物質(zhì)的量關(guān)系 無論是CO2或H2O

8、的單一物質(zhì)還是二者的混合物，通過足量的Na2O2時，CO2或H2O與放出O2的物質(zhì)的量之比均為2∶1。 (3)氣體體積關(guān)系 若CO2和水蒸氣的混合氣體(或單一氣體)通過足量Na2O2，氣體體積的減少量等于原混合氣體(或單一氣體)體積的，也等于生成氧氣的量。 (4)固體質(zhì)量關(guān)系 相當(dāng)于固體(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”，可以看作發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(實際上兩反應(yīng)不能發(fā)生)。凡分子組成符合(CO)m·(H2)n的物質(zhì)，W g該物質(zhì)在O2中完全燃燒，將其產(chǎn)物(CO2和水蒸氣)通過足量的Na2O2后

9、，Na2O2固體增重必為W g。中學(xué)階段常見的符合這一關(guān)系的物質(zhì)有：①無機(jī)物：H2、CO及H2和CO的混合氣體；②有機(jī)物：CH4O(甲醇)、CH2O(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等 【典例1】CO2與H2的混合氣體5 g，在150 ℃時和足量的氧氣混合，用電火花充分引燃，在相同狀況下再將反應(yīng)后所得混合氣體通入到足量的Na2O2中，測得Na2O2固體增重3.4 g，則原混合氣體中CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為( ) A.75% B.25% C.88% D.32% 【解析】選B。設(shè)混合氣體中CO2為a m

10、ol，H2為b mol，則有：44a+2b=5 ……………………………① 由2CO2+2Na2O2 ====2Na2CO3+O2 Δm 2 56 a 28a 2H2+O2 2H2O(g) 2Na2O2+2H2O(g)====4NaOH+O2 合并得： 由H2+Na2O2 ====2NaOH Δm b 2b 則有：28a+2b=3.4 ………………② 聯(lián)立①②得：a=0.1 b=0.3 所

11、以原混合氣體中CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為25%。 二、關(guān)于碳酸氫鈉和碳酸鈉的問題分析 1.與酸反應(yīng)的問題分析 (1)與等濃度鹽酸反應(yīng)的規(guī)律 ①放出CO2快慢：NaHCO3＞Na2CO3 ②混合物反應(yīng)先后順序 因結(jié)合H+更容易，所以Na2CO3先反應(yīng)生成NaHCO3，然后NaHCO3與H+再反應(yīng)。 ③與足量鹽酸反應(yīng)耗酸量的比較： 等質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3，前者耗酸量多； 等物質(zhì)的量的Na2CO3和NaHCO3，前者耗酸量多。 ④與足量鹽酸反應(yīng)生成CO2量的比較： 等質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3，后者生成CO2量多； 等物質(zhì)的量的Na2CO3和NaHCO3，兩者生

12、成CO2量一樣多。 (2)兩種情況下NaHCO3的量與生成CO2的量的關(guān)系 ①受熱分解時 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+ H2O， 2n(NaHCO3)～ n(CO2) ②與酸反應(yīng)時 NaHCO3＋HCl====NaCl＋CO2↑＋H2O， n(NaHCO3)～n(CO2) 2.Na2CO3和NaHCO3的鑒別方法 （1）根據(jù)熱穩(wěn)定性不同 （2）根據(jù)和酸反應(yīng)生成氣體的速率不同鑒別 ②Na2CO3溶液與鹽酸的互滴鑒別 向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸，開始無氣泡產(chǎn)生；而向鹽酸中滴加Na2CO3溶液開始就有氣泡產(chǎn)生。 （3）根據(jù)陰離子不同用鹽溶液鑒別

13、 （4）根據(jù)溶液的酸堿性鑒別 【典例2】定量飽和Na2CO3溶液中逐滴加入稀鹽酸直至過量，開始階段無現(xiàn)象，后來冒氣泡。以下判斷錯誤的是( ) A. 是弱酸根離子，開始階段與H+結(jié)合，生成 B.溶液中的Na+、Cl-抑制了CO2的生成 C.開始生成的CO2與Na2CO3反應(yīng)，生成了NaHCO3 D. 在水中存在兩個水解平衡，開始階段可能是H+結(jié)合OH-，導(dǎo)致生成 【解析】選B。在Na2CO3溶液中存在：+H2O+OH-、 +H2OH2CO3+OH-，開始階段，加入的H+結(jié)合OH-，導(dǎo)致 +H2O +OH-正移，生成，故A、D項正確；溶液中的Na+、Cl-對+H2O

14、+OH-、 +H2OH2CO3+OH-無影響，所以對CO2的生成無影響，故B項錯誤；也可認(rèn)為，開始Na2CO3溶液與稀鹽酸反應(yīng)生成的CO2與Na2CO3又發(fā)生反應(yīng) 生成了NaHCO3，故C項正確。 【答案】A 【解析】Na2CO3、NaHCO3分別與HCl反應(yīng)，有關(guān)物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系是： Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑ 106 g 73 g 44 g NaHCO3+HCl====NaCl+H2O+CO2↑ 84 g 36.5 g 44 g 顯然，等質(zhì)量的Na2CO3、NaHCO3分別與鹽酸反應(yīng)，NaHCO3產(chǎn)生二氧化碳多，Na2CO3消耗鹽酸多，故A正確，B不正確。向NaHCO3溶液中滴加Ba(OH)2有如下反應(yīng)：+OH-====+H2O +Ba2+====BaCO3↓,C選項不正確。Na2CO3溶液不能與NaOH反應(yīng)，D選項不正確。