浙江省高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)航 第2單元第6講 鈉及其化合物課件 新課標(biāo)

一、金屬鈉的性質(zhì)及制備一、金屬鈉的性質(zhì)及制備 1物理性質(zhì) 鈉是銀白色的金屬，質(zhì)軟，密度0.97 g/cm3，熔點97.8 。在取用鈉時，用刀剛切割的鈉截面，能看到是銀白色的，不過很快變暗，因為被空氣中氧氣氧化生成氧化鈉所致。 2化學(xué)性質(zhì)鈉原子最外層只有1個電子，易失去一個電子，達(dá)到8電子的穩(wěn)定狀態(tài)，所以鈉很活潑，是一種強的還原劑，顯強還原性。 （1）鈉與非金屬的反應(yīng) 在 常 溫 下 鈉 與 氧 氣 的 反 應(yīng) ， 方 程 式 為4Na+O2=2Na2O，此反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)。其電子轉(zhuǎn)移可表示為： O2為氧化劑，Na為還原劑；在常溫下鈉就可以迅速與氧氣反應(yīng)，說明鈉很活潑，具有很強的還原性。 在點燃時反應(yīng)的方程式為2Na+O2=Na2O2 點燃 將鈉先在空氣中點燃，再放入氯氣中繼續(xù)燃燒，出現(xiàn)黃色火焰，生成白色固體為NaCl。 反應(yīng)方程式2Na+Cl2 = NaCl點燃 (2)鈉與水的反應(yīng) 反應(yīng)方程式：2Na2H2O=2NaOHH2 實驗現(xiàn)象：鈉放入水中后，浮在水面上，立即與水劇烈反應(yīng)，同時鈉熔化成光亮小球，并迅速四處游動，發(fā)出嘶嘶的響聲，最后逐漸消失，在反應(yīng)后的溶液中滴入酚酞試液，溶液變成紅色。 鈉與水反應(yīng)的實驗現(xiàn)象可概括為如下五個字：浮、游、熔、響、紅。 鈉與水反應(yīng)是一個氧化還原反應(yīng)，其電子轉(zhuǎn)移可表示為： 氧化劑： H2O，還原劑： Na。 (3)鈉與CuSO4溶液的反應(yīng) 反應(yīng)方程式：2Na2H2O=2NaOHH2、CuSO42NaOH=Cu(OH)2Na2SO4 總的方程式：CuSO2Na2H2O=Cu(OH)2Na2SO4H2 (4)鈉與熔化狀態(tài)下的鹽反應(yīng) 鈉與熔化狀態(tài)下的TiCl4反應(yīng)式： 注意：注意：鈉與鹽溶液反應(yīng)不能置換出金屬單質(zhì)，還原產(chǎn)物是H2。 鈉與熔化狀態(tài)下的鹽反應(yīng)，有實際意義的是冶煉稀有金屬，如冶煉鈦、鋯、鈮、鉭等。這些反應(yīng)都是利用鈉的強還原性。 3鈉的保存和應(yīng)用 (1)鈉保存在煤油中。 (2)應(yīng)用：制取Na2O2等化合物，做還原劑冶煉金屬，鈉鉀合金用作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑，用于電光源上。 4鈉的工業(yè)制法 電 解 熔 融 的 N a C l 可 以 得 到 金 屬 鈉 ：2NaCl=2NaCl2 5Na、K的檢驗 實驗步驟：鉑絲在火焰上灼燒至無色，蘸取溶液，放在火焰上灼燒，觀察火焰顏色。 如果火焰呈淺紫色(通過藍(lán)色鈷玻璃片觀察)，說明溶液中含K離子；火焰呈黃色，說明溶液中含有Na離子電解 二、碳酸鈉性質(zhì)與用途二、碳酸鈉性質(zhì)與用途 1碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì) (1)與酸反應(yīng) 與HCl溶液的反應(yīng)式：Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2 利用這個性質(zhì)，可以檢驗碳酸根離子的存在。方法是：向溶液中加入酸，再將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中，若溶液出現(xiàn)渾濁Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O，則說明該溶液中含有 離子。2-3CO (2)與某些鹽或堿反應(yīng) 與CaCl2溶液反應(yīng)的方程式：CaCl2Na2CO3=CaCO32NaCl 與 石 灰 水 反 應(yīng) 的 方 程 式 ： N a2C O3Ca(OH)2=CaCO32NaOH (3)與CO2反應(yīng)的方程式：Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3 2碳酸鈉的應(yīng)用 純堿是一種非常重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油、冶金、食品等工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。 三、鎂的性質(zhì)及工業(yè)制法三、鎂的性質(zhì)及工業(yè)制法 1工業(yè)制法 有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式： MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2 Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O MgCl26H2O = MgCl26H2O MgCl2 = MgCl2 HCl通電 2鎂的性質(zhì) (1)物理性質(zhì)及用途 鎂是重要的金屬材料，鎂合金密度小，但硬度和強度較大，因此鎂合金被大量用于火箭、導(dǎo)彈和飛機制造業(yè)。氧化鎂的熔點高達(dá)2800 ，是優(yōu)質(zhì)耐高溫材料。 (2)化學(xué)性質(zhì) 與非金屬N2、O2反應(yīng)3MgN2=Mg3N2、2MgO2=2MgO點燃點燃 與酸反應(yīng) 離子方程式：Mg2H=Mg2H2 與CO2反應(yīng)： 2MgCO2 = 2MgOC 純凈的鎂是銀白色金屬，在二氧化碳中劇烈燃燒，有黑煙生成。點燃考點一 關(guān)于鈉的性質(zhì)實驗探究 例例1 鈉與FeSO4溶液反應(yīng)，很難完整地觀察到反應(yīng)全過程的有關(guān)現(xiàn)象。有人用如圖所示裝置進(jìn)行實驗改進(jìn)：先往試管內(nèi)新制備的FeSO4溶液液面上覆蓋一薄層汽油，然后將試管放入燒杯中，待試管內(nèi)汽油層消失后，往試管內(nèi)投入一小粒鈉，并迅速塞上帶導(dǎo)管的單孔塞。 (1)實驗中汽油的作用是_。 (2)加入鈉后觀察到液面上有大量氣泡逸出，溶液中有_色沉淀生成。受熱時汽化，其蒸氣將試管內(nèi)空氣排盡，起保護(hù)氣作用 白 (3)如果往試管中加入汽油后立即投入鈉粒可能發(fā)生爆炸，其原因是_。 (4)寫出鈉與FeSO4溶液反應(yīng)的離子方程式_。鈉與水劇烈反應(yīng)放出大量熱，使由H2、汽油蒸氣、空氣組成的混合氣發(fā)生爆炸 2Na2H2OFe2=2NaFe(OH)2H2 【解析】由于Fe(OH)2在空氣中易被氧化成Fe(OH)3，要想看到完整的實驗現(xiàn)象關(guān)鍵是隔絕空氣。鈉投入到FeSO4溶液中首先和水反應(yīng)生成H2及NaOH，NaOH與FeSO4反應(yīng)生成白色的Fe(OH)2沉淀。鈉與水反應(yīng)放出大量熱，若汽油沒有揮發(fā)盡，可能引起爆炸。 【方法技巧點撥】(1)鈉與水反應(yīng)的過程：鈉與水反應(yīng)的實質(zhì)是鈉與H的反應(yīng)。在酸的水溶液中，酸電離出大量的H，故鈉先與酸反應(yīng)置換出酸中的氫，當(dāng)酸消耗完以后，鈉才與水反應(yīng)置換水中的氫，并不是鈉與水反應(yīng)。(2)鈉與酸的反應(yīng)比與水的反應(yīng)更劇烈，極易爆炸，要格外小心。(3)鈉與鹽溶液反應(yīng)，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，不和鈉直接接觸。 考點二 關(guān)于過氧化鈉的性質(zhì)的考查 例例2 將含有O2和CH4的混合氣體置于盛有23.4 g Na2O2的密閉容器中，連續(xù)進(jìn)行電火花點燃，反應(yīng)結(jié)束后，容器內(nèi)的壓強為零(150 )。將殘留物溶于水中，無氣體產(chǎn)生。原混合氣體中O2和CH4的物質(zhì)的量之比為() A1 1 B1 2 C1 3 D2 1B 【解析】溫度為150 時，水為氣態(tài)，由于反應(yīng)后容器內(nèi)的壓強為0，所以CH4和氧氣最終全部轉(zhuǎn)化為固體產(chǎn)物Na2CO3和NaOH，所以對應(yīng)的反應(yīng)為2CH4O26Na2O2=2Na2CO38NaOH，故原混合氣體中O2和CH4的物質(zhì)的量之比為1 2。 【方法技巧點撥】一般來講涉及Na2O2的有關(guān)計算可以采用方程式疊加法簡化運算過程，由2CO+O2=2CO2,2H2+O2=2H2O，又由過氧化鈉與CO2和H2O的反應(yīng)得Na2O2+CO=Na2CO3，Na2O2+H2=2NaOH知滿足通式(CO)x(H2)y的物質(zhì)，在氧氣中完全燃燒后所得產(chǎn)物全部通過足量的Na2O2后，固體質(zhì)量的增加量就等于該物質(zhì)的質(zhì)量。點燃點燃 例例3 將碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物25 g放在大試管中加熱至質(zhì)量不再變化為止，冷卻稱量得到剩余固體的質(zhì)量為18.8 g。求原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量?？键c三 關(guān)于碳酸氫鈉熱分解有關(guān)計算 【解析】設(shè)原混合物中NaHCO3的質(zhì)量為x；則有：2NaHCO3=Na2CO3H2OCO2 固體質(zhì)量減少量 168 62 x (2518.8)g 解得x16.8 g，所以碳酸鈉的質(zhì)量為25 g16.8 g8.2 g。 【答案】8.2 g 【方法技巧點撥】本題考查碳酸鈉、碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性的差異：碳酸鈉受熱不分解，而碳酸氫鈉受熱易分解，產(chǎn)生H2O和CO2，使固體質(zhì)量減少。通常涉及這類問題時可以采用差量法進(jìn)行計算，差量法是化學(xué)計算的重要方法之一：可以是氣體體積差、固體質(zhì)量差、溶液質(zhì)量差、反應(yīng)體系的壓強差和密度差等等。 考點四 從海水中提取鎂 例例4 海水中含的MgCl2是Mg的重要來源之一，從海水中提鎂，可按如下步驟進(jìn)行： (1)將貝殼制成石灰乳 (2)在引入的海水中加入石灰乳、沉降、過濾、洗滌沉淀物 (3)將沉淀物與鹽酸反應(yīng)、結(jié)晶、過濾、干燥產(chǎn)物 (4)將產(chǎn)物熔融后電解關(guān)于提取鎂，下列說法中不正確的是() A此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富 B進(jìn)行(1)(2)(3)步的目的是從海水中提取MgCl2 C第四步會產(chǎn)生氯氣 D以上過程中涉及到復(fù)分解反應(yīng)、化合反應(yīng)和置換反應(yīng)D 【解析】原料來源豐富是此法的優(yōu)點之一，A正確；(1)(2)(3)步的目的是從海水中提取MgCl2以便用于第(4)步的電解，B正確；電解MgCl2生成鎂和氯氣，C正確；此過程中無置換反應(yīng)，D不正確。 【方法技巧點撥】電解熔融MgCl2才能生成鎂，電解MgCl2溶液不能生成鎂，生成氫氧化鎂。 1.Na2O2與足量的NaHCO3混合后，在密閉容器中充分加熱，排除氣體物質(zhì)后冷卻，殘留的固體物質(zhì)是() ANa2O2、Na2CO3 BNa2CO3 CNa2CO3、Na2OH DNa2O2、NaOH 【解析】NaHCO3分解生成CO2和H2O，通常CO2先與Na2O2反應(yīng)，然后H2O再與Na2O2反應(yīng)。否則先生成的NaOH也會與CO2發(fā)生反應(yīng)，生成Na2CO3。題意中足量的NaHCO3是重要的提示。B 2.在一定條件下，將鈉與氧氣反應(yīng)的生成物1.5 g溶于水，所得溶液恰好能被80 mL濃度為0.50 molL1的HCl溶液中和，則該生成物的成分是() ANa2O BNa2O2 CNa2O和Na2O2 DNa2O2和NaO2C 【解析】采用元素守恒法： n(HCl)0.08 L0.50 molL10.04 mol，n(Na)n(Cl)0.04 mol， 3.將一定量的鈉鋁合金置于水中，合金全部溶解，得到20 mL pH14的溶液，然后用1 molL1的鹽酸溶液滴定，至沉淀質(zhì)量最大時消耗鹽酸40 mL。原合金中鈉的質(zhì)量為() A0.92 g B0.69 g C0.46 g D0.23 gA 【解析】合金在水中發(fā)生的反應(yīng)為2Na2H2O=2NaOHH2和2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，得到的20 mL pH14的溶液中含有NaOH為0.02 mol，加入鹽酸后NaOH消耗20 mL鹽酸，而反應(yīng) HH2O=Al(OH)3中又消耗20 mL鹽酸，即0.02 mol，根據(jù)NaOHNaAlO2HCl求得與Al反應(yīng)的NaOH為0.02 mol，則Na和水反應(yīng)共生成NaOH為0.04 mol，即原來合金中含有0.04 mol23 g/mol0.92 g，所以本題答案是A。-2AlO 4.(2011北京北京)下列實驗方案中，不能測定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)() A取a克混合物充分加熱，減重b克 B取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，加熱、蒸干、灼燒，得b克固體 C取a克混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng)，逸出氣體用堿石灰吸收，增重b克 D取a克混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、烘干，得b克固體C 【解析】2NaHCO3=Na2CO3H2OCO2，每842 g NaHCO3分解，就會使質(zhì)量減小62 g，據(jù)方程式可求NaHCO3的質(zhì)量，從而可求Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故A正確；設(shè)Na2CO3和NaHCO3的物質(zhì)的量分別為x mol、y mol，則106x84ya，由B選項中的信息可列出：58.5(xy)b，組合可求Na2CO3的質(zhì)量，故B正確；由D選項中的信息可列出：197(xy)b，組合可求Na2CO3的質(zhì)量，故D正確；C選項增重的b克包含了水蒸氣的質(zhì)量，故無法求Na2CO3的質(zhì)量。 5.為了檢驗?zāi)澈蠳aHCO3雜質(zhì)的Na2CO3樣品的純度，現(xiàn)將w1 g樣品加熱，其質(zhì)量變?yōu)閣2 g，則該樣品的純度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))是()A【解析】2NaHCO3=Na2CO3CO2H2Om 284106 62 x (w1w2) 從而有：w(Na2CO3)(w1x)/w1 ，A項正確 6. 9.2 g金屬鈉投入到足量的重水中，則產(chǎn)生的氣體中含有() A0.2 mol中子 B0.4 mol電子 C0.2 mol質(zhì)子 D0.4 mol分子 【解析】選項中都是D2的粒子數(shù)，所以要先算出D2的物質(zhì)的量。9.2 g金屬鈉是0.4 mol，由反應(yīng)方程式2Na2D2O=2NaODD2知，0.4 mol鈉可生成0.2 mol D2,0.2 mol D2中含有的中子數(shù)、電子數(shù)、質(zhì)子數(shù)均為0.4 mol。B 7.7.用右圖的實驗裝置可以進(jìn)行鈉跟水反應(yīng)的實驗，并可收集、檢驗生成的氣體，煤油的密度為0.87 g/cm3。請回答下列問題： (1)液體物質(zhì)添加完畢后，關(guān)閉活塞，向煤油中加入一小塊鈉，立即塞好膠塞，反應(yīng) 開 始 前 鈉 的 位 置 在_處(填a、b、c)。a (2)反應(yīng)后，鈉在煤油層和水層界面之間跳動，反應(yīng)平緩 連 續(xù) 進(jìn) 行 ， 說 明 產(chǎn) 生 上 述 現(xiàn) 象 的 原 因 ：_。 ( 3 ) 寫 出 鈉 跟 水 反 應(yīng) 的 離 子 方 程 式 ：_。 ( 4 ) 裝 置 中 漏 斗 在 反 應(yīng) 過 程 中 的 主 要 作 用 是 ：_。 (5)本實驗除能使反應(yīng)平緩、連續(xù)進(jìn)行、收集和檢驗生成的氣體外，還有一個優(yōu)點是_，這是因為_。當(dāng)Na跟水反應(yīng)劇烈時，H2氣流將a托入煤油層，反應(yīng)停止。隨著H2氣流減少，Na沉到煤油層和水層的界面，反應(yīng)又進(jìn)行 2Na2H2O=2Na2OHH2 防止水溢出 安全 此反應(yīng)在隔絕空氣下進(jìn)行 【解析】鈉的密度比水小，但比煤油大，所以Na沉到煤油層和水層的界面；裝置中漏斗在反應(yīng)過程中的主要作用是防止水溢出；該反應(yīng)在隔絕空氣下進(jìn)行，比較安全。