高一化學必修一鈉及其重要化合物

1、第三章 金屬及其化合物第一節(jié) 鈉及其重要化合物【學習目標】1、了解鈉的物理性質(zhì)。2、掌握鈉的化學性質(zhì)及其應用。3、了解氧化鈉與過氧化鈉的性質(zhì)及其應用。4、了解氫氧化鈉的性質(zhì)及其應用。5、了解碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)、鑒別及其應用。6、了解鈉與鈉的化合物間的相互轉(zhuǎn)化。第一課時 鈉及鈉的氧化物【自主學習】一、鈉1、物理性質(zhì)銀白色金屬光澤，質(zhì)軟（可用小刀切割），密度比水小比煤油大（保存在煤油中），熔沸點低，具有良好的導熱性和導電性。2、化學性質(zhì)（1）與非金屬反應：如O2、Cl2、S等。鈉與氧氣反應點燃常溫下生成Na2O（白色），化學方程式為： 4Na+O2=2Na2O 燃燒時生成Na2O2（黃色），化

2、學方程式為： 2Na+O2 Na2O2 點燃鈉與氯氣反應化學方程式為：2Na+Cl2 2NaCl加熱鈉與硫反應化學方程式為： 2Na+S Na2S （2）與水、酸反應（反應順序：先酸后水）鈉與水、酸反應的實質(zhì)上均是和H+反應，離子方程式分別為：2Na+2H2O=2Na+2OH+H2、2Na2H+2Na+H2 鈉與水反應（加酚酞）的實驗現(xiàn)象和解釋現(xiàn)象解釋a浮在水面上鈉的密度比水小b熔成閃亮的小球鈉與水反應放熱，鈉的熔點低c四處游動，發(fā)出“嘶嘶”聲鈉與水劇烈反應生成氣體d反應后溶液由無色變?yōu)榧t色鈉與水反應生成堿性物質(zhì)（3）Na與鹽溶液的反應（反應順序：先與水反應，再考慮NaOH是否與鹽反應）鈉投入

3、到NH4Cl溶液中，有H2和NH3逸出，化學方程式為： 2Na+2NH4Cl=2NaCl+2NH3+H2 投入到CuSO4溶液中，有氣體放出和藍色沉淀生成，化學方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2 、 CuSO4+2NaOHNa2SO4+Cu(OH)2 思考：金屬鈉露置在空氣中的變化過程是怎樣的？切開金屬鈉，呈銀白色（鈉的真面目）變暗（生成Na2O）變白色固體（生成NaOH）成液（NaOH潮解）結(jié)塊（吸收CO2成Na2CO3·10H2O）最后成白色粉末（Na2CO3·10H2O風化為Na2CO3）。3、鈉的保存、制取及用途金屬鈉的保存及取用少量金屬鈉可保存在煤油里，大

4、量的金屬鈉則存入在鐵筒中用石蠟密封。取用時一般先用鑷子把鈉從煤油中夾出來，并用濾紙把表面的煤油吸干，然后用小刀切下綠豆大小的一塊再做有關實驗。電解鈉的制?。?NaCl(熔融) 2Na+Cl2用途：鈉是一種強還原劑，工業(yè)上用它還原金屬鈦、鋯、鈮等；另外鈉和鉀的合金在常溫下呈液態(tài)，是原子反應堆的導熱劑；鈉也可用于制高壓鈉燈。二、鈉的重要氧化物1、氧化鈉和過氧化鈉對比項氧化鈉過氧化鈉化學式Na2ONa2O2色、態(tài)白色固體淡黃色固體穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定電子式是否堿性氧化物是否陽、陰離子個數(shù)比2121生成條件常溫加熱或點燃與H2O反應化學方程式Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O= 4NaOH

5、+O2滴加酚酞試液變紅先變紅后褪色與CO2反應化學方程式Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2= 2Na2CO3+O2氣體體積變化足量氧化鈉使氣體消失足量過氧化鈉使氣體變?yōu)樵瓉淼囊话肱c酸反應化學方程式Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl= 4NaCl+2H2O+O2用途制氧劑、漂白劑、氧化劑轉(zhuǎn)化關系2Na2OO2 2Na2O2保存隔絕空氣【合作探究】一、過氧化鈉的強氧化性Na2O2與SO2反應：Na2O2+SO2=Na2SO4。Na2O2投入FeCl2溶液中，可將Fe2+氧化成Fe3+，同時生成Fe(OH)3沉淀。Na2O2投入氫硫酸中，可將H2S氧化成單

6、質(zhì)硫，溶液變渾濁。Na2O2投入Na2SO3溶液中，可將SO32-氧化成SO42-。Na2O2投入品紅溶液中，因其有氧化性，所以有漂白性，可使品紅溶液褪色。其漂白原理與HClO、NaClO、O3等相同。二、有關Na2O2與CO2、H2O反應的重要關系物質(zhì)的量關系無論是CO2或H2O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21，解決此類 可借助物質(zhì)的量守恒關系。電子轉(zhuǎn)移關系當Na2O2與CO2、H2O反應時，每產(chǎn)生1molO2轉(zhuǎn)移2mole-。先后順序關系一定量的Na2O2與一定量的CO2、H2O(g）混合物的反應，可視作Na2O2先與CO2

7、反應，待CO2反應完成后，Na2O2再與H2O(g）發(fā)生反應。氣體體積關系若CO2、H2O(g）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體積的1/2且等于生成氧氣的體積。固體質(zhì)量關系當Wg通式符合(CO)mHn（m、n為整數(shù)）的物質(zhì)在O2中充分燃燒，將其產(chǎn)物通過足量的Na2O2固體，反應完畢，固體增重Wg。常見符合符合(CO)mHn的物質(zhì)如：CO、H2、CH3OH、CH3COOH、HCOOCH3、C6H12O6等?！镜淅觥俊纠?】（2007·全國理綜）在一定條件下，將鈉與氧氣反應的生成物1.5g溶于水，所得溶液恰好能被80mL濃度為0.5mol/L

8、的HCl溶液中和，則生成物的成分是（ ）ANa2O BNa2O2 CNa2O和Na2O2 DNa2O2和NaO2【解析】鈉與氧氣反應的生成物可以是Na2O、Na2O2或二者的混合物。消耗HCl的物質(zhì)的量為0.08L×0.5mol /L=0.04mol，由關系式：Na2O2NaOH2HCl，Na2O22NaOH2HCl，可知鈉的氧化物為0.02mol，則鈉的氧化物的平均摩爾質(zhì)量=75 g·mol1，介于Na2O（62 g·mol1）、Na2O2（78 g·mol1）之間，所以鈉的氧化物為Na2O和Na2O2的混合物。 有孔試管 廣口瓶 銅絲網(wǎng)隔板 【答案】

9、C【例2】（08年昆明模擬）某實驗小組對中學課本中可生成氫氣的反應進行了研究，總結(jié)出四個可以生成氫氣的反應：Zn和鹽酸 Na和水Al和NaOH溶液 Na和無水乙醇。為方便制取和點燃上述四個反應生成的氫氣，他們設計了如下圖所示裝置。 試回答下列問題： （1）點燃氫氣之前必須先進行 。方法是 。（2）實驗小組在點燃用上述裝置制得的氫氣時，實驗獲得成功，卻失敗了。他們分析后認為失敗的原因有a：Na與H2O的反應速率太快；b：Na的用量太少；c：裝置存在缺陷。針對b失敗的原因，有的同學提出可以增加鈉的用量，但有同學認為這樣做太危險，原因是 。（3）針對原因a、c，實驗小組查閱資料得知鈉、苯、水的密度分

10、別為0.97g·cm-3、0.88g·cm-3、1.00g·cm-3。他們改進了實驗裝置后重做實驗。改進后的實驗裝置如下圖所示。改進后的實驗，氫氣的生成速率明顯減慢。原因是 ?！窘馕觥繌膶嶒灠踩嵌葋碚f，所有可燃性氣體在點燃之前都必須要檢驗氣體的純度，以防止爆炸。方法是收集一試管氫氣，用拇指堵住，移近火焰，移開拇指點火。若聽到輕微的“噗”聲，表明氣體已純凈；根據(jù)分析失敗的原因，用較多的鈉與水反應會放出大量的熱，極有可能使試管內(nèi)的H2、O2混和氣發(fā)生爆炸；利用改進后的裝置，由于Na的密度比苯的密度大，所以Na會沉到水面，與水反應產(chǎn)生H2，由于H2的作用，鈉塊會浮起，

11、而脫離水面，然后由于重力鈉又回落，與水反應，直至鈉最后消失。所以反應速率減緩，裝置內(nèi)沒有空氣，也避免了空氣與氧氣混合而爆炸的可能?！敬鸢浮浚?）驗純 收集一試管氫氣，用拇指堵住，移近火焰，移開拇指點火。若聽到輕微的“噗”聲，表明H2純凈。 （2）較多的鈉與水反應會放出大量的熱，可能使試管內(nèi)的H2、O2混和氣爆炸。 （3）鈉比水輕，比苯重，落在苯水交界處。鈉與H2O反應產(chǎn)生的H2使鈉浮起，脫離水面，反應停止；當鈉表面的H2逸出，鈉又回落，與水反應，如此反復，就可減慢Na與H2O反應速率。 【檢測評價】1下列關于金屬元素特征的敘述正確的是A.金屬元素的原子只有還原性，離子只有氧化性B.金屬元素在化

12、合物中一定顯正價C.金屬元素在不同化合物中的化合價均不同D.金屬單質(zhì)在常溫下均是固體2有許多氧化物在一定條件下都能與Na2O2反應，且反應極有規(guī)律。如2Na2O2+2CO2= 2Na2CO3+O2，2Na2O2+2SO3= 2Na2SO4+O2。據(jù)此，你認為下列反應方程式中正確的是（ ）A2Na2O2+2SO2= 2Na2SO3+O2BNa2O2+2NO2= 2Na2NO2+O2C2Na2O2+2Mn2O7= 2NaMnO4+O2D2Na2O2+2N2O5= 2NaNO2+O23觀察是研究物質(zhì)性質(zhì)的一種基本方法。一同學將一小塊金屬鈉露置于空氣中，觀察到下列現(xiàn)象：銀白色 變灰暗 變白色 出現(xiàn)液滴

13、 白色固體，下列說法正確的是（ ）A發(fā)生了氧化還原反應B變白色是因為生成了碳酸鈉C是碳酸鈉吸收空氣中的水蒸氣形成了溶液D只發(fā)生物理變化4（08棗莊市調(diào)研）下列說法中，正確的是（ ）食鹽灼燒時火焰呈黃色與久置的濃硝酸呈黃色原理不相同固體氫氧化鈉存放在帶塑料塞的廣口瓶中熔點：鉀>鈉>鈉鉀合金向紫色石蕊試液中加入過量的Na2O2粉末，振蕩后溶液呈藍色向含有Na+、SO42、HCO3、CO32的溶液中加入過量的Na2O2固體，Na+和CO32的物質(zhì)的量不變1mol Na2O2與足量的水反應，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2mol。取用金屬鈉時，應將剩下的大塊鈉放回原瓶，實驗結(jié)束，余下的鈉屑應用乙醇處理AB

14、CD51 mol過氧化鈉與2 mol碳酸氫鈉固體混合后，在密閉容器中加熱充分反應，排出氣體物質(zhì)后冷卻，殘留的固體物質(zhì)是（ ）A.Na2CO3B.Na2O2 Na2CO3C.NaOH Na2CO3 D.Na2O2 NaOH Na2CO36在25，101Kpa下由HCHO(g)、H2和CO組成的混合氣體共6.72g，其相對氫氣的密度為14將該氣體與2.24L氧氣(標準狀況)充分反應后的產(chǎn)物通過足量的Na2O2粉末，使Na2O2粉末增重的質(zhì)量為 ( ) A等于6.72g B小于6.72g C大于6.72g D無法計算7氮化鈉和氫化鈉都是離子化合物，與水反應的化學方程式（末配平）如下：Na3N+H2O

15、 NaOH +NH3 ,NaH+H2O NaOH +H2.有關它們的敘述離子半徑：Na>N3->H ；與水反應都是氧化還原反應；與水反應后的溶液都顯堿性；與鹽酸反應都只生成一種鹽；兩種化合物中的陰陽離子均具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。其中正確的是（ ）A B C D8某研究性學習小組設計如下實驗方案測定氧化鈉中過氧化鈉的含量。實驗步驟：取一定質(zhì)量的樣品放入燒杯中，加入足量稀鹽酸，攪拌使之充分反應；將反應后的溶液倒入蒸發(fā)皿中蒸發(fā)至恒重，冷卻、稱重。若在蒸發(fā)過程中，局部溫度過高，造成液滴飛濺，則實驗結(jié)果會（ ）A偏低 B偏高 C無影響 D無法判斷9下表中，對陳述、的正確性及兩者間是否具有因果關

16、系的判斷都正確的是( )選項陳述陳述判斷A碳酸鈉溶液可用于治療胃病Na2CO3可與鹽酸反應對，對，有B向Na2O2的水溶液中滴入酚酞變紅色Na2O2與水反應生成氫氧化鈉對，錯，無C金屬鈉具有強還原性高壓鈉燈發(fā)出透霧性強的黃光對，對，有D過氧化鈉可用于航天員的供氧Na2O2能和CO2和H2O反應生成O2對，對，有10一定溫度下，向飽和NaOH溶液中投入一小塊金屬鈉，充分反應后恢復到原來溫度。下列敘述中，不合理的是 （ ）ANaOH溶液濃度增大，并放出H2 B溶液中NaOH的質(zhì)量分數(shù)不變，有H2放出C總?cè)芤旱馁|(zhì)量減小，有H2放出 D鈉浮于液面，到處游動，發(fā)出咝咝的響聲11綠色化學是化學實驗追求的目

17、標?；瘜W教育2006年第11期刊載了創(chuàng)新設計“鈉在空氣中燃燒實驗”裝置。下列對于該創(chuàng)新實驗的描述錯誤的是（ ）A防止鈉燃燒時燒裂試管B解決了鈉在空氣中燃燒產(chǎn)生濃煙造成污染C觀察到黃色火焰和生成淡黃色固體D鈉先反應放熱，然后鈉受熱熔化12等物質(zhì)的量的N2、O2、CO2混合氣體通過Na2O2后，體積變?yōu)樵w積的8/9（同溫同壓），這時混合氣體中N2、O2、CO2物質(zhì)的量之比為（ ）A3：4：1 B3：3：2 C6：7：3 D6：9：013為了探究“二氧化碳是否有水存在時才能和過氧化鈉反應”，某課題研究小組的同學們設計了如下圖的實驗裝置，分別進行了甲、乙兩次實驗：實驗甲：干燥的二氧化碳和過氧化鈉的反

18、應。在干燥的試管II中裝入Na2O2，在通人 CO2之前，關閉K1和K2。在試管I內(nèi)裝入試劑 X 后，打開K1和K2，通人CO2，幾分鐘后將帶火星的木條插入試管III的液面上，觀察到木條不復燃，且II中的淡黃色沒有變化。實驗乙：潮濕的二氧化碳和過氧化鈉的反 應。在試管I內(nèi)裝入試劑Y，其他操作同實驗甲。觀察到木條復燃，且II中的淡黃色變?yōu)榘咨Ｔ嚮卮鹣铝袉栴}：（1）在裝入 Na2O2 后，通入CO2前，關閉K1和K2的目的是_。（2）在實驗甲中，試劑X是_；在實驗乙中，試劑Y是_。（3）根據(jù)上述兩個實驗現(xiàn)象，得到的結(jié)論是_。（4）為了確保實驗現(xiàn)象的準確性，制備CO2所用的反應物最好選用_（填編號

19、，多選扣分）。A. 大理石 B. 小蘇打 C. 燒堿 D. 鹽酸 E. 稀硫酸 F. 稀硝酸（5）CO2和Na2O2的反應機理可用示蹤原子分析加以證明，請完成下列反應方程式：Na2O2+Cl8O2+H218O 13.14 已知A、B、C是三種常見的固體化合物，焰色反應均顯黃色，其中A與C按任意比例混合，溶于足量的水中，得到的溶質(zhì)也只含有一種，并有無色、無味的氣體D放出。另A、B、C、D之間含有如下的轉(zhuǎn)化關系：（部分物質(zhì)未寫出）加熱AB只含溶質(zhì)EnA：nB=1：1 并溶于足量水DC通入足量CO2（1）寫出物質(zhì)的化學式： A 、 B 、 C 。（2）寫出A、B按物質(zhì)的量之比為1：1在密閉容器中加熱

20、發(fā)生反應的化學方程式： 。（3）寫出溶質(zhì)E與足量CO2反應的離子方程式： 。14.（1）A、NaOH B、NaHCO3 C、Na2O2（2）NaOH + NaHCO3 = Na2CO3 + H2O（3）CO32- + CO2 + H2O =2HCO315. 利用下圖所示裝置制取氧氣并進行相關的實驗探究。（1）將3.9 g過氧化鈉放入燒瓶中，加入100 mLH2O，然后用排水法收集氣體。 過氧化鈉跟水反應的化學方程式為_。 集氣瓶充滿氣體后，怎樣從水槽中取出集氣瓶？簡述操作方法。 _。（2）已知：酚酞在c(OH)為1.0×104 mol/L2.5 mol/L時呈紅色，且0.5 min內(nèi)

21、不會褪色；H2O2具有氧化性和漂白性。取上述實驗得到的溶液于試管中，滴入2滴酚酞試液，溶液變紅，片刻紅色褪去。 有人認為，“紅色迅速褪去”是由于溶液中c(OH)過大造成的，試通過估算并對比數(shù)據(jù)加以說明。_。 還有人認為，“紅色迅速褪去”是因為溶液中存在H2O2。試設計實驗證明燒瓶內(nèi)的溶液中可能有H2O2存在，請簡述實驗操作。_。 補充實驗，證明“紅色迅速褪去”與溶液中存在H2O2有關。請簡述實驗操作。 _。15.（1） 2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2 用玻璃片在水面下蓋住集氣瓶口，將玻璃片與集氣瓶一起移出水面，將蓋有玻璃片的集氣瓶正放在桌上。（2） 經(jīng)計算，燒瓶中c(OH)約為1 mol/L；因為c(OH)在1.0×104 mol/L2.5 mol/L時酚酞呈紅色，因此紅色迅速褪去不是由于溶液中c(OH)過大造成的。 取燒瓶中的溶液于試管中，加入少量二氧化錳，有氣泡放出，用帶火星的木條檢驗，木條復燃，說明溶液中可能有H2O2存在。 取中試管里的溶液滴加酚酞試液，溶液變紅且不褪色，說明“紅色迅速褪去”與H2O2的存在有關16用脫脂棉包住約0.2g過氧化鈉粉末，置于石棉網(wǎng)上，向