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1、第二單元鈉、鎂及其化合物,一 鈉,二 氧化鈉和過氧化鈉,教材研讀,三 碳酸鈉、碳酸氫鈉,四 鎂,突破一過氧化鈉的特性及其與H2O、CO2反應的有關計算,突破二碳酸鈉、碳酸氫鈉與酸反應的規(guī)律,重難突破,突破三二元弱酸(或酸酐)與強堿溶液反應產物的確定,一、鈉 1.物理性質:鈉呈銀白色,有金屬光澤,硬度很小,可以用小刀切割(鈉和金剛石的硬度分別是0.4和10),具有良好的導電性和導熱性,密度(0.97 gcm-3)比水小,比煤油大,熔點較低。,教材研讀,2.化學性質:鈉原子最外層只有1個電子,在反應中很容易失去電子,所以鈉是一種很活潑的金屬單質,表現出較強的 還原性。 (1)與非金屬單質反應:a.
2、常溫下與空氣中的氧氣反應,化學方程式為4Na+O2 2Na2O;b.加熱條件下與空氣中的氧氣反應,化學方程式為2Na+ O2 Na2O2。,應放熱;c.四處游動生成氣體;d.酚酞變紅生成堿 。 (3)過量鈉與鹽酸反應:先與HCl反應,再與H2O反應?；瘜W 方程式是2Na+2HCl 2NaCl+H2,2Na+2H2O 2 NaOH+H2。 (4)與飽和石灰水反應:化學方程式是2Na+2H2O 2NaOH+H2 ,現象是有晶體析出。,(2)與水反應:2Na+2H2O 2NaOH+H2?，F象及解釋:a.浮在水面上 密度比水小;b.熔化成小球鈉的熔點低,反,(5)與鹽反應:a.與CuSO4溶液反應的化
3、學方程式是2Na+2H2O 2 NaOH+H2,2NaOH+CuSO4 Na2SO4+Cu(OH)2;b.與熔融 CuSO4反應的化學方程式是2Na+CuSO4(熔融) Na2SO4+Cu。,3.工業(yè)制法:電解熔融氯化鈉,化學方程式是2NaCl(熔融) 2Na+Cl2。,4.存在:自然界中鈉只能以化合態(tài)的形式存在,主要存在形式有 NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等。,6.用途:(1)用于冶煉金屬單質和制備一些鈉的化合物,如4Na+TiCl4 4NaCl+Ti。 (2)鈉和鉀的合金在常溫下是液體,可用作原子反應堆的導熱 劑。 (3)高壓鈉燈用于道路和廣場的照明,這是由于鈉蒸氣發(fā)出
4、的黃光射程遠,透霧能力強。,5.保存:實驗室中通常將鈉保存在煤油里,使其與空氣隔 絕。如果將金屬鈉長期暴露在空氣中,則最終生成白色的Na2CO3 粉末。,2.化學性質:Na2O屬于堿性氧化物。 (1)與水反應:Na2O+H2O 2NaOH。 (2)與CO2反應:Na2O+CO2 Na2CO3。 (3)與鹽酸反應:Na2O+2HCl 2NaCl+H2O。 (4)在空氣中加熱:2Na2O+O2 2Na2O2。,二、氧化鈉和過氧化鈉 (一)氧化鈉 1.物理性質:Na2O是白色固體。,(二)過氧化鈉 1.物理性質:Na2O2是淡黃色固體。,2.化學性質:Na2O2不是堿性氧化物。常用作供氧劑和漂白劑。
5、 (1)與水反應:2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2。 (2)與CO2反應:2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2。 (3)與鹽酸反應:2Na2O2+4HCl 4NaCl+2H2O+O2。,(4)與飽和的澄清石灰水反應:2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2,現象是 有晶體析出。,(5)與硫酸銅溶液反應:2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2,2NaOH+CuSO4,Cu(OH)2+Na2SO4。,三、碳酸鈉、碳酸氫鈉 (一)碳酸鈉 1.物理性質:碳酸鈉俗稱純堿、蘇打,是白色固體,比NaHCO3更易溶于水,水溶液呈堿性。熱的純堿溶液可以除去物品表面的油污。Na2CO310H2O
6、在空氣中易失去結晶水而風化(化學變化)。,2.化學性質 (1)與鹽酸反應:Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2。 (2)通入CO2氣體:Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3。飽和Na2CO3 溶液中通入過量的CO2氣體,會產生白色沉淀。 (3)與Ca(OH)2反應:Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3+2NaOH。 (4)向碳酸鈉溶液中滴加鹽酸:Na2CO3+HCl NaHCO3+NaCl、 NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2?，F象是先不產生氣泡,一 段時間后才有氣泡產生。,(5)向鹽酸中滴加碳酸鈉溶液:Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+ CO2
7、?，F象是立即產生氣泡。 (6)侯氏制堿法:NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3+NH4Cl,2 NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O。 向濾液中加食鹽和通氨氣,能增大Cl-和N的濃度,使溶 解平衡NH4Cl(s) N(aq)+Cl-(aq)向左移動,有利于NH4Cl析出,又能 利用氨水的堿性使NaHCO3轉化為溶解度較大的Na2CO3, 提高析出的NH4Cl的純度。,(二)碳酸氫鈉 1.物理性質:俗稱小蘇打,是白色固體,易溶于水,水溶液呈 堿性(相同條件下比同濃度的Na2CO3溶液的堿性弱)。,2.化學性質 (1)與鹽酸反應:NaHCO3+HCl NaCl+CO2+H2O。 (
8、2)與NaOH溶液反應:NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O。,(3)與Ca(OH)2溶液反應 a.NaHCO3溶液中加入少量澄清石灰水:2NaHCO3+Ca(OH)2 Na2CO3 +CaCO3+2H2O。 b.NaHCO3溶液中加入過量澄清石灰水:NaHCO3+Ca(OH)2 CaCO3+H2O+NaOH。,(4)不穩(wěn)定性:2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O。,3.用途:NaHCO3是發(fā)酵粉和泡沫滅火器中的主要成分,醫(yī) 療上用于治療胃酸過多。,四、鎂 1.物理性質:銀白色的輕金屬,有較強的延展性,有良好的導電性、導熱性。,2.化學性質 (1)與非金屬單質反應 2Mg+O2
9、 2MgO;3Mg+N2 Mg3N2。 (2)與沸水反應:Mg+2H2O Mg(OH)2+H2。 (3)與酸反應 a.非氧化性酸:Mg+2HCl MgCl2+H2; b.氧化性酸:Mg+4HNO3(濃) Mg(NO3)2+2NO2+2H2O。,(4)與CO2反應:2Mg+CO2 2MgO+C。,3.從海水中提取鎂 (1)先將海邊大量的貝殼煅燒成生石灰,并將生石灰制成石灰乳:CaCO3 CaO+CO2,CaO+H2O Ca(OH)2。提煉鎂的工廠 宜建在海邊。 (2)將石灰乳加入到沉淀池中,過濾得到Mg(OH)2沉淀:MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCl2。 (3)將Mg(OH)
10、2與鹽酸反應得到氯化鎂:Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H 2O,得到的溶液蒸發(fā)、結晶獲得MgCl26H2O。,(4)將六水合氯化鎂在HCl的氣流中加熱,得到無水氯化鎂:MgCl26H2O MgCl2+6H2O。 (5)電解熔融的氯化鎂,就可以得到金屬鎂和氯氣,化學方程式是MgCl2(熔融) Mg+Cl2。,1.向分別盛有100 mL水、100 mL 0.1 molL-1鹽酸、100 mL 0.01 molL-1硫酸銅溶液的X、Y、Z三個燒杯中各投入0.05 mol Na。下列有關說法正確的是(D) A.三個燒杯中發(fā)生的離子反應均為2Na+2H2O 2Na++2OH-+H2 B.三個燒
11、杯中鈉均在液面上劇烈反應,且X燒杯中反應最劇烈 C.三個燒杯中反應后,形成的溶液中溶質的物質的量濃度相同 D.三個燒杯中反應后,生成的氣體的質量一定相同,,2.為除去括號內的雜質,所選用的試劑或方法不正確的是(D) A.Na2CO3溶液(NaHCO3),選用適量的NaOH溶液 B.NaHCO3溶液(Na2CO3),通入過量的CO2氣體 C.Na2O2粉末(Na2O),將混合物在氧氣中加熱 D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入適量的Ba(OH)2溶液,過濾,,3.取一支大試管,加入20 mL飽和澄清石灰水(=1.6 gcm-3),再加入5 mL苯(=0.87 gcm-3),靜置后緩慢加入黃
12、豆粒大小的鈉塊(=0.97 gcm-3)。能觀察到的實驗現象有(B) 鈉在飽和澄清石灰水層反應并四處游動有氣體產生 澄清石灰水變渾濁鈉在石灰水與苯的界面處反應并上下跳動鈉停留在苯層不反應鈉塊最后消失 A.B. C. D.,,4.過氧化鈉具有強氧化性,遇木炭、鋁粉等還原性物質時可燃燒。下列有關說法不正確的是(A) A.Na2O2與CO2反應時,Na2O2是氧化劑,CO2是還原劑 B.1 mol過氧化鈉中陰離子的數目為NA C.過氧化鈉與木炭、鋁粉反應時,過氧化鈉均表現出強氧化性 D.過氧化鈉與二氧化硫反應時可生成硫酸鈉,,突破一過氧化鈉的特性及其與H2O、CO2反應的有關計算 (1)1 mol
13、 CO2、H2O(g)分別與足量Na2O2反應時,固體分別增重28 g和2 g,其混合氣體與Na2O2完全反應,m=28n(CO2)+2n(H2O),氣體體積V=V(剩)=V(O2)=V(原)。 (2)由Na2O2分別與CO2、H2O反應的化學方程式推導出CO+Na2O2 Na2CO3、H2+Na2O2 2NaOH(實際上兩反應均不能發(fā)生)后可知,,重難突破,CO、H2或二者的混合氣體燃燒后的產物立即與足量Na2O2反應,m=28n(CO)+2n(H2),即增加的質量就等于原CO、H2或二者的混合氣體的質量。 (3)CO、H2、CO2、H2O(g)的混合氣體置于足量的Na2O2中,用電火花連續(xù)
14、作用,m=28n(CO)+n(CO2)+2n(H2)+n(H2O),剩余氣體的體積V(O2)=V(CO2)+V(H2O)。 (4)烴的含氧衍生物CxHyOz,若能寫成(CO)m(H2)n的形式,其燃燒產物通過Na2O2后,固體增加的質量就等于原有機物的質量。,典例1在密閉容器中充入CO2、CO、CH4的混合氣體共m g,若加入足量Na2O2,充分振蕩并不斷用電火花引燃至反應完全,測得固體質量增加m g,則CO2與CH4的體積比為(C) A.31 B.21 C.11D.任意比,,解析2CO+O2 2CO2 2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2 得:Na2O2+CO Na2CO3(虛擬的反
15、應) 即:CO可被Na2O2完全吸收 2H2+O2 2H2O 2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2 得:Na2O2+H2 2NaOH(虛擬的反應),即:H2可被Na2O2完全吸收 由于CO完全被吸收,當CO2、CH4的體積比符合11時,可被Na2O2完全吸收。 溫馨提示(1)Na2O2與SO2反應:Na2O2+SO2 Na2SO4。 (2)Na2O2投入FeCl2溶液中,可將Fe2+氧化成Fe3+,同時生成Fe(OH)3沉淀。 (3)Na2O2投入氫硫酸中,可將H2S氧化成單質硫,溶液變渾濁。 (4)Na2O2投入Na2SO3溶液中,可將S氧化成S。 (5)Na2O2投入品紅溶液中,可使品
16、紅溶液褪色。,1-1下列關于Na2O2的說法正確的是(C) A.Na2O2與SO2反應生成Na2SO3和O2 B.Na2O2投入到酚酞溶液中,溶液變紅 C.Na2O2與水反應,Na2O2既是氧化劑,又是還原劑 D.Na2O2能與酸反應生成鹽和水,所以Na2O2是堿性氧化物,,解析過氧化鈉具有強氧化性,與二氧化硫反應生成Na2SO4,A錯誤;過氧化鈉與H2O反應生成了NaOH,溶液變紅,過氧化鈉具有強氧化性,能使紅色溶液褪色,B錯誤;2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2,過氧化鈉既作氧 化劑又作還原劑,C正確;堿性氧化物與酸反應只生成鹽和水,Na2O2與酸反應的生成物除了鹽和水,還有氧氣,D
17、錯誤。,1-2一定量的Na2O2與CO2反應,得到固體物質41.8 g,恰好與1 L 1 molL-1 的稀鹽酸完全反應。下列說法正確的是(B) A.41.8 g固體物質為Na2CO3 B.41.8 g固體物質為0.1 mol Na2CO3和0.4 mol Na2O2的混合物 C.一定量的Na2O2為78 g D.41.8 g固體物質為31.2 g NaHCO3和10.6 g Na2CO3的混合物,,解析如果41.8 g固體全為Na2CO3,其物質的量為0.39 mol,則其不可能恰好與1 L 1 molL-1的稀鹽酸完全反應,A項錯誤;設41.8 g固體物質中,含Na2CO3的物質的量為x
18、mol,Na2O2的物質的量為y mol,則有106 gmol-1x mol+78 gmol-1y mol=41.8 g,2(x+y) mol=1 molL-11 L=1 mol,解得x=0.1,y=0.4,B項正確;根據原子守恒,可知n(Na2O2)=n(NaCl)=n(HCl)=0.5 mol,即原Na2O2的質量為39 g,C項錯誤;Na2O2與CO2反應不可能生成NaHCO3,D項錯誤。,突破二碳酸鈉、碳酸氫鈉與酸反應的規(guī)律 NaHCO3與鹽酸反應一步即放出CO2氣體,故放出氣體速率較快。 NaHCO3+HCl NaCl+CO2+H2O Na2CO3與鹽酸反應時,第一步生成NaHCO3
19、,此時尚無氣體放出: Na2CO3+HCl NaHCO3+NaCl 第二步是生成的NaHCO3與鹽酸反應放出CO2。 故將相同物質的量濃度的鹽酸分別滴入到相同物質的量濃度的NaHCO 3,溶液和Na2CO3溶液中,前者放出氣體的速率較快。,典例2向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加0.1 molL-1的稀鹽酸,CO2的生成量與加入稀鹽酸的體積的關系如圖所示。下列判斷正確的是 (C),,A.在0a范圍內,只發(fā)生中和反應 B.ab段發(fā)生反應的離子方程式為C+2H+ H2O+CO2 C.a=0.3 D.原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質的量之比為12,解析向NaOH和Na2CO3的混合溶液
20、中滴加0.1 molL-1的稀鹽酸,發(fā)生的反應依次為OH-+H+ H2O、C+H+ HC、HC+H+ CO2 +H2O,據此可以解答。在0a范圍內,發(fā)生的反應應該是OH-+H+ H2O、C+H+ HC,不只發(fā)生中和反應,A錯誤;ab段發(fā)生反應的 離子方程式為HC+H+ CO2+H2O,B錯誤;從圖像知最終生成CO2 0.01 mol,根據方程式HC+H+ CO2+H2O可知,消耗HCl的物質的 量為0.01 mol,則消耗稀鹽酸的體積為=0.1 L,故a=0.3,C正確; 根據方程式和圖像可知,Na2CO3的物質的量是0.01 mol,共消耗HCl,0.02 mol,所以與NaOH反應的HCl
21、是0.04 mol-0.02 mol=0.02 mol,則NaOH的物質的量為0.02 mol,因此原混合液中NaOH與Na2CO3的物質的量之比為21,D錯誤。 誤區(qū)警示在Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中,逐滴加入鹽酸,鹽酸先與何種物質反應,取決于C和HC結合H+的難易程度。由于C比HC 更易結合H+形成難電離的HC,故鹽酸應先與Na2CO3反應。 只有當C全部轉化為HC后,再滴入的鹽酸才與HC反應。,2-1Na2CO3和NaHCO3是常見的兩種鈉鹽,它們廣泛應用于生產和生活中。下列有關碳酸鈉和碳酸氫鈉的說法中,不正確的是(C) A.小蘇打能中和胃酸,對胃壁不產生強烈的刺激或腐蝕作
22、用,可用于治療胃酸過多癥,但不適合胃潰瘍病人 B.NaHCO3能中和面粉發(fā)酵后產生的酸,并且產生二氧化碳氣體,可用于做饅頭 C.可以用澄清石灰水來鑒別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液 D.往Na2CO3飽和溶液中通入CO2氣體,可獲得NaHCO3沉淀,,解析小蘇打與胃酸中的鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳氣體,反應的化學方程式為NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2,胃潰瘍病人不 能服用小蘇打類藥物來治療,因為反應產生的二氧化碳氣體會造成胃部脹氣,易造成胃穿孔,A項正確;NaHCO3與酸反應生成二氧化碳氣體,使得饅頭或面包暄軟多孔,B項正確;Na2CO3和NaHCO3溶液都能與澄清石
23、灰水反應生成CaCO3白色沉淀,所以不能用澄清石灰水來鑒別,C項錯誤;Na2CO3比NaHCO3易溶于水,所以在飽和Na2CO3溶液中通入CO2氣體可得到NaHCO3沉淀,D項正確。,2-2將0.8 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 mol/L稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質的量的關系的是(D),,解析0.8 g NaOH的物質的量為=0.02 mol,1.06 g Na2CO3的物 質的量為=0.01 mol,向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加0.1 mol/L的鹽酸,先發(fā)生反應:NaOH+HCl NaCl+H2O,沒
24、有氣體生成, NaOH完全反應消耗HCl 0.02 mol,需要鹽酸的體積為=0.2 L,氫 氧化鈉反應完后,繼續(xù)滴加鹽酸,發(fā)生反應:HCl+Na2CO3 NaHCO3+ NaCl,不放出氣體,0.01 mol碳酸鈉完全反應,消耗HCl 0.01 mol,生成0.01 mol碳酸氫鈉,消耗鹽酸的體積為=0.1 L,繼續(xù)滴加鹽酸時,發(fā)生,反應:NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2,產生二氧化碳,0.01 mol 碳酸 氫鈉完全反應生成0.01 mol 二氧化碳,消耗0.01 mol HCl,消耗鹽酸的體積為=0.1 L,故選D。,突破三二元弱酸(或酸酐)與強堿溶液反應產物的確定 將CO
25、2通入NaOH溶液中,充分反應后再向溶液中滴加鹽酸,產生的氣體體積與加入鹽酸的體積的關系如圖所示,則依據a與b的關系可以判斷溶液的組成并計算各組分的物質的量。,(1)若a=0,則溶質只有NaHCO3; (2)若a=b-a,即a=b,則溶質只有Na2CO3; (3)若ab-a,即2ab,則溶質為NaOH和Na2CO3(NaOH只消耗HCl,不產生氣體);,(4)若a
26、與所加入鹽酸的體積(x)的關系如下圖所示(分A、B兩種情況):,(1)在A情況下,溶質是(填化學式),其物質的量之比為。 (2)在B情況下,溶質是(填化學式),其物質的量之比為 。 (3)原氫氧化鈉溶液中NaOH的物質的量濃度為 。 答案(1)NaOH、Na2CO311 (2)Na2CO3、NaHCO311 (3)1.5 molL-1,解析CO2與NaOH溶液反應時,根據CO2量與NaOH量的相對多少,有這樣兩個階段:CO2+2NaOH Na2CO3+H2O,此時溶質可能為NaOH和 Na2CO3或只有Na2CO3(剛好反應);Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3,此 時溶質可能
27、為Na2CO3和NaHCO3或只有NaHCO3。據圖分析:B情況最終生成的CO2(其實就是最初通入的與NaOH溶液反應的CO2)是A情況的2倍。當加入150 mL鹽酸時,CO2完全放出,此時溶液中溶質為NaCl。據物料守恒有n(NaOH)=n(Na+)=n(Cl-)=0.2 molL-10.15 L=0.03 mol,所以c(NaOH)==1.5 molL-1。,3-1向濃度相等、體積均為50 mL的A、B兩份NaOH溶液中,分別通入一定量的CO2后,再稀釋到100 mL。 (1)在NaOH溶液中通入一定量的CO2后,溶液中溶質的組成可能是,,,。 (2)在稀釋后的溶液中逐滴加入0.1 mol
28、L-1的鹽酸,產生CO2的體積(標準狀況)與所加鹽酸的體積的關系如下圖所示。,A曲線表明,A溶液中通入CO2后,所得溶質與鹽酸反應產生CO2的最大體積是mL(標準狀況)。 B曲線表明,B溶液中通入CO2后,所得溶液中溶質的化學式為。,原NaOH溶液中溶質的物質的量濃度為。,解析(2)A曲線:先加入的25 mL鹽酸中含有的氫離子的物質的量為0.1 molL-10.025 L=0.002 5 mol,此時發(fā)生的反應為C+H+ HC, 可知溶液中含有的C的物質的量為0.002 5 mol,后加的50 mL鹽酸和 HC反應生成CO2,因為后加的50 mL鹽酸中的氫離子的物質的量為0.1 molL-10
29、.050 L=0.005 mol,所以標準狀況下,CO2的體積為0.005 mol,答案(1)NaOH、Na2CO3Na2CO3Na2CO3、NaHCO3NaHCO3 (2)112NaOH、Na2CO30.150 molL-1,22.4 Lmol-11 000 mLL-1=112 mL。B曲線:先加入60 mL鹽酸沒有氣體生成,又加入15 mL鹽酸,CO2完全放出,也就是說n(HC)=0.1 molL-1 0.015 L=0.001 5 mol,則原溶液中只有0.001 5 mol C,含有0.006 mol- 0.001 5 mol=0.004 5 mol的OH-,即原溶液中的溶質是NaOH
30、和Na2CO3。 根據鈉原子守恒,可計算原氫氧化鈉溶液的物質的量濃度。,3-2向某NaOH溶液中通入CO2氣體后得到溶液M,因CO2通入量的不同,溶液M的組成也相應不同。若向溶液M中逐滴加入鹽酸,產生CO2的體積V(CO2)與加入鹽酸的體積V(鹽酸)的關系分別有下列圖示的四種情況且圖(2)(3)(4)中分別為OAAB,則下列分析與判斷正確的是(注:為方便計算與判斷,忽略CO2在水中的溶解)( ),A.圖(2)表示溶液M中c(NaHCO3)c(Na2CO3) B.圖(4)表示溶液M中c(NaHCO3)c(Na2CO3) C.溶液M中只有一種溶質的只有圖(1),D.溶液M中有兩種溶質的有圖(2)和圖(4),解析CO2與NaOH反應為CO2+2NaOHNa2CO3+H2O,CO2+Na2 CO3+H2O2NaHCO3,如果溶液M中只有NaHCO3,向溶液M中逐滴加 入鹽酸,開始就會產生氣體,產生CO2的體積V(CO2)與加入鹽酸的體積V(鹽酸)的關系為圖(1);如果溶液M中只有Na2CO3,向溶液M中逐滴加入鹽酸,開始無氣體產生,產生CO2的體積V(CO2)與加入鹽酸的體積V(鹽酸)的關系為圖(3);圖(2)表示溶液M中的溶質是NaHCO3和Na2CO3;圖(4)表示溶液M中的溶質是NaOH和Na2CO3;故答案為D。,答案D,,
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