金屬鈉及其化合物

輔導講義課題金屬鈉及其化合物教學目標金屬鈉的性質，制備，保存及用途鈉的氧化物的性質比較碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質比較焰色反應重點、難點重點：鈉的重要化合物難點：鈉與鹽溶液的反應考點及考試要求鈉及其化合物的轉換關系教學內容【內容提要】以研究物質性質的方法和程序來探究鈉的性質。以研究碳的化合物來探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質。掌握鈉及其化合物的知識。探究堿金屬的遞變規(guī)律.知識網絡CdH5ONaCOi(itglCOiC<HCOi>MaOHAN也*C<OH)q〔注墾〕CdH5ONaCOi(itglCOiC<HCOi>MaOHAN也*C<OH)q〔注墾〕COqH2O2祗"性/ _ 1屆還原姓r 1r |2H2O2=2H2O+O2t①H2O2+SO2=H2SO4 H2O2+C1O'=H2O3-F2Fe3++2H+=2Fe5+H-H3OQ5f+C1>H2OH2O2+H2S=S|+2H2ONQ20^+COa+Ha0=匝十聞g注意鈉及其化合物溶于水所得溶液濃度的計算中，Na及Na2O2溶于水均會產生氣態(tài)物質，所得溶液的質量TOC\o"1-5"\h\z應是原混合物質的質量總和減去產生氣體的質量。 22注意NaO跟CO和水蒸氣組成的混合氣體反應時的先后順序。若先發(fā)生反應：2NaO+2HO=4NaOH+Of,22 2 22 2 2必還發(fā)生2NaOH+CO=NaCO+HO,即應先考慮NaO跟CO的反應。2 2 3 2 22 2(3)正確理解“焰色反應”：“焰色反應”是元素的一種物理性質。無論是金屬離子或金屬原子均能發(fā)生焰色反應。它屬物理變化過程。不是所有元素都有特征的焰色現(xiàn)象。只有堿金屬元素以及鈣、鍶、鋇、銅等少數(shù)金屬元素才能呈現(xiàn)焰色反應。焰色反應的顯色過程與氣體物質燃燒時產生各色火焰的過程有著本質的區(qū)別。焰色反應并非金屬及其化合物自身發(fā)生燃燒反應而產生各種顏色火焰的過程，而是它們的原子或離子的外圍電子被激發(fā)而產生的各種顏色的光的過程?？键c精講考點一、金屬鈉的性質、制備、保存及用途一、 金屬鈉的物理性質鈉是一種質軟、銀白色、有金屬光澤的金屬，具有良好的導電性，延展性，密度比水小，比煤油大，熔點較低。二、 金屬鈉的化學性質1、與氧氣的反應常溫下：4Na+O2^=2Na2O(白色固體)加熱下：2Na+O2^^Na2O2(淡黃色固體)2、與水的反應：2Na+2H2O^=2NaOH+H2f鈉與水的反應現(xiàn)象可以概括為：浮、熔、響、游、紅五個字來記憶?，F(xiàn)象結論和解釋浮鈉浮在水面上鈉的密度比水的密度小熔鈉熔化成光亮的小球鈉與水的反應是放熱反應，且鈉的熔點較低游小球在水面上四周迅速游動鈉與水反應產生氣體，推動小球迅速游動響發(fā)出“嘶嘶”的響聲鈉與水反應放熱，產生氣體(H2)紅反應后滴有酚歐水溶液變紅鈉與水反應生成了堿(NaOH)【結論】鈉與水的反應實質是：鈉與水電離產生的H+的反應鈉與酸溶液反應：2Na+2H+^=2Na++H2f【結論】當鈉與稀硫酸，鹽酸等非氧化性酸反應時，鈉首先與酸反應，當酸完全反應后，過量的鈉再與水反應，而不是鈉與水反應生成的NaOH再跟酸發(fā)生中和反應。由于酸溶液中H+的濃度遠大于水中H+的濃度，故鈉與酸溶液反應比鈉與水反應更劇烈。鈉與鹽溶液的反應(1)與CuSO4溶液反應將一小粒金屬鈉投入到CuSO4溶液中，有藍色沉淀生成。反應實質：2Na+2H2O^=2NaOH+H2f ①CuSO4+2NaOH^=Na2SO4+Cu(OH)2i ②①+②得：2Na+2H2O+CuSO4^=Na2SO4+Cu(OH)2i+Hj（2）與FeCl3溶液反應：將一小粒金屬鈉投入到CuSO4溶液中，有棕色沉淀生成。反應實質：2Na+2H2O^=2NaOH+H2f ①FeCl3+3NaOH^=3NaCl+Fe(OH)3i ②3x①+2x②得：6Na+6H2O+2FeCl36NaCl+2Fe（OH）3i+3H2?【結論】鈉與鹽溶液的反應實質上是鈉先與水反應生成NaOH，NaOH再與鹽反應。鈉和鹽溶液反應，不能置換出鹽中的金屬，這是因為金屬陽離子在水中一般是以水合離子形式存在，即金屬離子周圍有一定數(shù)目的水分子包圍著，不能和鈉直接接觸。鈉與熔融的鹽反應才可能置換出鹽中的金屬。4、 金屬鈉的制備通電2NaCl 2Na+Cl2f5、 保存由于金屬鈉的化學性質非?；顫?，容易與空氣中的o2和H2O等反應6、 用途：工業(yè)上用鈉作強還原劑，用于冶煉金屬，如：4Na+TiCl4（熔融）=4NaCl+Ti，Na-K合金（液態(tài)）用作原子反應堆的導熱劑，在電光源上，用鈉制高壓鈉燈。典型例題【例1】下列關于鈉與水反應的說法不正確的是 （ ）①將小塊鈉投入滴有石蕊試液的水中，反應后溶液變紅；②將鈉投入稀鹽酸中，鈉先與水反應，后與鹽酸反應；③鈉在水蒸氣中反應時因溫度高會發(fā)生燃燒；④將兩小塊質量相等的金屬鈉，一塊直接投入水中，另一塊用錫箔包住，在錫箔上刺些小孔，然后按入水中，兩者放出的氫氣質量相等。①② B.②③ C.②③④ D.①②③④【例2】下列實驗操作中，溶液里無固體析出的是（）MgCl2溶液中加入Na的小顆粒Ca（OH）2飽和溶液中加入Na的小顆粒KNO3稀溶液中加入Na的小顆粒水中加入Na的小顆粒變式應用1、將2.3g金屬鈉放入100g水中，完全反應后溶液的質量分數(shù)為（）A-I2,3X1OO%[XLu-2,：；i'E2、金屬鈉2.3g在干燥的空氣中與氧氣反應，可得3.5g固體，據此可判斷其產物為（）只有Na2O2只有Na2ONa2O和Na2O2無法確定JT'星火教育引辱教莆音家考點二、鈉的氧化物的性質的比較物質氧化鈉（Na2O）過氧化鈉（Na2O2）色、態(tài)白色固體淡黃色固體類別堿性氧化物非堿性氧化物（過氧化物）氧兀素的化合價-2-1電子式Nd[:[Q：]土日制取原理4Na+O2 2Na2O△2Na+O2 Na2O2轉化關系A2Na2O+O2 2Na2O2與HO反應2NaO+HO=2NaOH2 22Na2O2+2H2O=4NaOH+O2f與酸反應Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2f與CO2反應Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=Na2CO3+O2與SO2反應Na2O+SO2==Na2SO3Na2O2+SO2==Na2SO4特性強氧化性，漂白性用途可制燒堿供氧劑、漂白劑。消毒劑【Na2O2的氧化性】①Na2O2投入氫硫酸中，可將H2S氧化成單質硫，溶液變渾濁：Na2O2+H2S=2NaOH+SI。②Na202投入品紅溶液中，可使品紅溶液褪色（褪色原理與SO2不同）。變式應用1、 高阿伏加德羅常數(shù)為na,下列說法正確的是 （）1mol鈉與氧氣反應生成Na2O或NaQ時，失電子數(shù)目均為NA1molNa2O2與CO2足量反應時，轉移2Na個電子1molL-i的NaOH溶液中含Na+數(shù)目為NAimolNa2O2晶體中含有的陰離子數(shù)目為2Na2、 imol過氧化鈉與2mol碳酸氫鈉固體混合后，在密閉容器中加熱充分反應，排出氣體物質后冷卻，殘留的固TOC\o"1-5"\h\z體物質是 （ ）NaCO B.NaONaCO C.NaOHNaCO D.NaONaOHNaCO2 3 22 2 3 2 3 22 2 33、 在120°C的條件下，總質量為2.1g的CO與H2的混合氣體在足量的O2中充分燃燒，然后通過足量的Na2O2固體，固體增加的質量為\o"CurrentDocument"A.7.2g B.4.2g C.3.6g D. 2.1g考點三、Na2CO3與NaHCO3的性質比較名稱 碳酸鈉 碳酸氫鈉

化學式NaCO23NaHCO3俗名純堿、蘇打小蘇打水溶液的酸堿性堿性堿性顏色狀態(tài)白色粉末白色細小晶體溶解性溶解度較大溶解度較小熱穩(wěn)定性穩(wěn)定不穩(wěn)定，受熱易分解2NaHCONa2CO3+CO2f+H2O與酸反應的現(xiàn)象及離子方程式產生氣體速度比NaHCO3慢CO2-+2H+====CO2f+H2O產生氣體速度較快HCO-+H+====CO2f+H2O與BaCl2/CaCl2溶液反應的現(xiàn)象及離子方程式有白色沉淀生成Ba2++CO2-====BaCO31Ca2++CO2-====CaCO31無現(xiàn)象與足量Al2（SO4）3溶液反應的現(xiàn)象及離子方程式有白色沉淀和無色氣泡生成2Al3++3CO2-+6H2O===2Al(OH)3；+3CO2f有白色沉淀和大量無色氣泡生成（反應快）3HCO-+Al3+====Al（OH）3+3CO2f相互轉化2NaHCONa2CO3+CO2f+H2ONa2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3用途玻璃、制皂、造紙、紡織發(fā)酵粉、藥劑【小結】1.碳酸鈉、碳酸氫鈉鑒別（1） 熱穩(wěn)定性不同。分別加熱少量固體，若發(fā)生分解反應，將產生的氣體通入澄清的石灰水中，石灰水變渾濁的原試劑是NaHCO3，另一個為Na2CO3。（2） 和酸反應速率不同。分別取一定質量的固體，加入等濃度、等體積的鹽酸，反應快、產生氣體多的為NaHCO3，另一個為Na2CO3。（3） 陰離子不同。分別取其稀溶液，滴加氯化鋇稀溶液或CaCl2溶液，產生沉淀的原試劑為Na2CO3，另一個為NaHCO3。（4） 溶液的酸堿性。測其稀溶液（0.1mol-L-1）的pH，Na2CO3溶液的pH在12左右，而NaHCO3溶液的pH在8左右。2,碳酸鈉溶液與鹽酸反應時，二者滴加的次序不同，產生的現(xiàn)象不同。向鹽酸中逐滴加入NaCO溶液（開始時酸過量）：2HCl+NaCO=2NaCl+COf+HO。若向NaCO溶液中逐滴加2 3 2 3 2 2 2 3入鹽酸（開始時酸不足）：HCl+Na2CO=NaCl+NaHCO3（無氣泡），HCl+NaHCO=NaCl+CO2f+H2Oo由以上分析可知，不同的滴加順序產生不同的現(xiàn)象「這就是不用其他試劑鑒別Na2CO3溶液和鹽酸的原理：碳酸氫鈉和碳酸鈉的制法(1)制取NaHCO3的方法減壓低溫蒸干NaHCO3溶液。NaHCO3遇熱易分解，其水溶液加熱更易分解，所以不可能采用常壓下蒸發(fā)溶劑的方法制得NaHCO3晶體。往飽和Na2CO3溶液中通入CO2，過濾得到晶體。Na2CO3+CO2+H2O^=2NaHCO3(2)聯(lián)堿法制純堿原理在飽和食鹽水中通nh3飽和后，再通CO2:nh3+co2+h2o^=nh4hco3生成NH4HCO3的溶解度大，而c(Na+)也大，而NaHCO3溶解度小，故產生沉淀：NaCl+NH4HCOa^=NaHCOqI+NH4C1，總方程式：NaCl+NH+CO2+H2^=NaHCOI+NH4C1。將析出沉淀加熱，制得Na2CO3(純堿)【注意】不能先通入CO2達飽和后再通入nh3,因為CO2在水中的溶解度很小(1:1)，即使通入過量的nh3,所生成的NaHCO3、NH4C1也很少，這樣就無法制取NaHCO3。【知識拓展】1、 NaOH的性質氫氧化鈉俗稱火堿、燒堿、苛性鈉。有很強的腐蝕性，易吸水(常用作干燥劑)，暴露在空氣中容易潮解，反應方程式為：2NaOH+CO2^=Na2CO3+H2O；溶于水時會放出大量的熱，受熱熔化時不分解。一 一電解「一 … ?工業(yè)制法：2NaC1+2H20——NaOH+C12T+H2? Na2CO3十Ca(OH)2=CaC03；+2NaOH2、 焰色反應定義金屬或其化合物在灼燒時火焰呈現(xiàn)出特殊的顏色，這種現(xiàn)象在化學上稱為焰色反應。實驗步驟點 點燃酒精燈干燒一一將用稀鹽酸清洗過的伯絲在酒精燈的外焰上灼燒至與原來的火焰顏色相同為止蘸燒一一蘸取待測試液，在無色火焰上灼燒，并觀察火焰的顏色。若是鉀元素，應透過藍色鉆玻璃(可濾去黃光)觀察。洗燒一一將伯絲用稀鹽酸洗凈，放在火焰上燒至原色，放回原處。金屬或金屬離子鋰鈉鉀銣鈣鍶鋇銅焰色紫紅色黃色紫色淺紫色磚紅色洋紅色黃綠色藍綠色【小結】洗——用稀鹽酸清洗伯絲。目的是使伯絲上的高沸點雜質轉化為沸點相對較低的氯化物。燒——將用鹽酸洗滌過的伯絲在火焰上灼燒。目的是除去伯絲上的雜質。注意：a.所用的火焰是無色或淺色的；b.要一直燒至火焰恢復到原來的無色或淺色為止?！把嫔磻笔窃氐囊环N物理性質。無論是金屬離子或金屬原子均能發(fā)生焰色反應。它屬物理變化過程。不是所有元素都有特征的焰色現(xiàn)象。只有堿金屬元素以及鈣、鍶、鋇、銅等少數(shù)金屬元素才能呈現(xiàn)焰色反應。典型例題例1、有關NaHCO3和Na2CO3的性質，以下敘述錯誤的是()A.等質量的NaHCO3和Na2CO3與足量鹽酸反應，在相同條件下Na2CO3產生的CO2體積大r.星火教育f引導教青音家等物質的量的兩種鹽與同濃度的鹽酸完全反應，所消耗鹽酸的體積Na2CO3是NaHCO3的兩倍將澄清石灰水加入NaHCO3溶液中不產生沉淀，加入Na2CO3溶液中產生白色沉淀同物質的量濃度同體積的兩種溶液與Ca(OH)2反應均完全轉變?yōu)镃aCO3,Na2CO3溶液消耗的Ca(OH)2大于NaHCO3溶液例2、不能用來鑒別Na2CO3和NaHCO3兩種白色固體的實驗操作是( )分別加熱這兩種固體物質，并將生成的氣體通入澄清的石灰水中分別在這兩種物質的溶液中，加入CaCl2溶液分別在這兩種固體中，加入同濃度的稀鹽酸分別在這兩種物質的溶液中，加入少量澄清的石灰水嘗試應用1、 有4種鈉的化合物W、X、Y、Z，它們之間存在如下關系：w—六一?x+mO+COZfZ+CO2 ?X+O2Z+H2O ?Y+O2fX+Ca(OH)2 kY+CaCO3I試回答下列問題：W、X、Y、Z的化學式分別是：W：、X：、Y：、Z：。以上4個化學反應，屬于氧化還原反應的是 (填反應序號)，反應中氧化劑(寫化學式)，還原劑是 (寫化學式)。若反應④在溶液中進行，寫出其離子方程式以及能用該離子方程式表示的另一個化學反應的化學方程式：①離子方程式：。②化學方程式：。2、 3.右下圖表示的是A?E五種物質間的相互轉化關系，其中A為淡黃色固體，B為單質。試推出各物質的化學式，并寫出B-C、C-D、D-E反應的離子方程式。章節(jié)鞏固練習一、選擇題(下列各題均只有一個合理答案)1、 某溶液中含有HCO3-、SO32-、CO32-、CH3COO-等四種陰離子，向其中加入足量的Na2O2固體后，假設溶液體積無變化，溶液中離子濃度基本保持不變的是( )A.CO32- B.HCO3- C.SO32- D.CH3COO-2、 將過氧化鈉和過量的碳酸氫鈉在密閉容器中混合充分加熱后，最終殘留固體物質是()NaCOB.NaO和NaO C.NaO D.NaO和NaCO2 3 2 22 22 22 2 33、 將0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol?L-i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n(COayhVjLDOJfl0.10.2D3V(HCJ)/L0010.203n(COayhVjLDOJfl0.10.2D3V(HCJ)/L0010.203甲:HClVLI)2g，，4、為了檢驗某含有NaHCO3雜質的NaCO樣品的純度，現(xiàn)將w克樣品加熱，其質量變?yōu)間,2g，，純度（質量分數(shù)）是84w—84w—53wA. 2 1231wi5、在密閉容器中充入CO2和CO的混合氣體：P1若控制容器的體積不變，加入足量的Na2O2再次測得容器內的壓強為P2則P1和P2之間的關系是84（w一w）B， 31w1其密度是相同條件下氦氣密度的8倍，這時測得容器內的壓強為充分振蕩并不斷用電火花燃至反應完全，恢復到開始時的溫度，2經充分反應后，溶液中各溶質的物質的量判A.Pj8P2 B.Pj4P2 C.Pi=2P22經充分反應后，溶液中各溶質的物質的量判得0.20molNaCl向含0.14molNa2CO3的溶液中逐滴加入含一定量HCl的稀鹽酸，斷可能正確的是得0.20molNaClA.得0.2molNaCl和0.08molNaHCO3 B.剩0.04molNa2CO3剩0.06molHCl，得0.14molNaCl和0.14molNaHCO3得0.06molNaCl和0.08molNaHCO3（08北京理綜7）imol過氧化鈉與2mol碳酸氫鈉固體混合后，在密閉容器中加熱充分反應，排出氣體物質后冷卻，殘留的固體物質是A.NaCO

2 3B.NaO

22NaCO23C.NaOHNaCO2 3D.NaO

22NaOHNaCO2 38.8.（09江蘇省南通市高三期中檢測）在定溫度下碳酸鈉的溶解度為40g，向280g的飽和碳酸鈉溶液中加入10.6g無水碳酸鈉，攪拌靜置，最終所得晶體的質量為A.10.6g60.6g2.86g89.2g9.（09山東省泰安英雄山中學高三年級第一次復習檢測）高阿伏加德羅常數(shù)為Na，下列說法正確的是（）A.imol鈉與氧氣反應生成Na2O或Na2O2時，失電子數(shù)目均為NAB.imolNa2O2與CO2足量反應時，轉移2Na個電子C.1molL-i的NaOH溶液中含Na+數(shù)目為NAD.imolNa2O2晶體中含有的陰離子數(shù)目為2Na10.將2molNaHCO3和一定量Na2O2固體混合，在加熱條件下讓其充分反應，150°C下所得氣體僅含2種組分，反應后固體的物質的量n的取值范圍是 （ ）A.n=l B.l<n<2 C.2Wn<4 D.nN411、下列離子方程式正確的是TOC\o"1-5"\h\zA.鉀與水：K+2HO=4C+HT+2OH-2 2KHCO3與鹽酸：CO;-+2H+=H2O+CO2fNaHCO與NaHSO（溶液）：HCO-+=H+HO+COf3 4 3 2 2NaO與HO：2O2-+=HO4OH-Of2 2 2 2 2二、選擇題（下列各題均有二個合理答案）12、 有關純堿晶體（Na2CO3?1OH2O）的敘述中，錯誤的是A.加熱晶體能生成NaHCO3 B.將晶體放置空氣中質量會減輕C.Na2CO3可做干燥劑 D.晶體溶于水后具有堿的性質13、 用Na表示阿伏加德羅常數(shù)，下列說法不正確的是2.3gNa與水反應，產生H20.1Na個1molO2在反應中作氧化劑時所得電子數(shù)一定為4Na1mol鈉與水完全反應，被還原的水分子為N個A1mol/LNaOH溶液中所含的鈉離子數(shù)為NA14、 關于Na2CO3和NaHCO3性質的有關敘述正確的是A.在水中溶解性：Na2CO3<NaHCO3 B.熱穩(wěn)定性：Na2CO3>NaHCO3C.與酸反應的速度：NaCO<NaHCOD.NaCO不能轉化成NaHCO，而NaHCO能轉化為NaCO2 3 3 2 3 3 3 2 315、 將CO2分別通入下列各溶液中，不可能產生沉淀的是A.CaCl2溶液 B.石灰水C.飽和Na2CO3溶液 D.BaCl2溶液16、 下列有堿金性銣（Rb）的敘述中，正確的是A.灼燒氯化銣時，火焰有特殊顏色 B.硝酸銣是離子化合物，易溶于水C.在鈉、鉀、銣三種單質中，銣的熔點最高 D.氫氧化銣是弱堿17、 某學生用NaHCO3和KHCO3組成的某混合物進行實驗，測得如下數(shù)據（鹽酸的物質的量濃度相等）下列分析推理不正確的是（ ）50mL鹽酸50mL鹽酸50mL鹽酸m（混合物）9.2g15.7g27.6gV（CO2）2.24L3.36L3.36L鹽酸的物質的量濃度為3.0mol?L-1根據表中數(shù)據不能計算出混合物中NaHCO3的質量分數(shù)。加入混合物9.2g時鹽酸過量D.15.7g混合物恰好與鹽酸完全反應三、 本題包括1小題有M,R,Q,V,W,X,Y,2八種物質，它們之間存在如下關系:①M+Y^>R ②R+H2O—NaOH+Y ③Q+NaOH—V+W+H2OX—-AW+YAx+w+h2so4^>q+z+h2o其M、Q、Y是單質，Q、Y在常溫、常壓下為氣體，Z是硫酸鹽，鈉、鉀化合物性質相似?；卮鹣铝袉栴}：（1） 寫出各代號的化學式（或分子式）M，R，Q，V，W ，X，Y，Z（2） 寫出下列有關化學反應的方程式和離子方程式，并標出電子轉移方向和總數(shù)反應③，反應⑤，四、 本題包括3小題已知某純堿試樣中含有NaCl雜質，為測定試樣中純堿的質量分數(shù)，可用右圖中的裝置進行實驗。主要實驗步驟如下：按圖組裝儀器，并檢驗裝置的氣密性將ag試樣放入錐形瓶中，加適量蒸餾水溶解，得到試樣溶液稱量盛有堿石灰的U型管的質量，得到bg從分液漏斗滴入6mol?L-i的硫酸，直到不再產生氣體時為止從導管A處緩緩鼓入一定量的空氣再次稱量盛有堿石灰的U型管的質量，得到cg重復步驟⑤和⑥的操作，直到U型管的質量基本不變，為dg請?zhí)羁蘸突卮饐栴}：⑴在用托盤天平稱量關品時，如果天平的指針向左偏轉，說明。⑵裝置中干燥管B的作用是。⑶如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸，測試的結（填偏高、偏低或不變）。⑷步驟⑤的目的是。⑸步驟⑦的目的是。

⑹試樣中純堿的質量分數(shù)的計算式為。⑺還可以用其它實驗方法測定試樣中純堿的質量分數(shù)。請簡述一種不同的實驗方法。我國化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻。