蘇教版化學必修1同步練習 金屬鈉的性質(zhì)與應用
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111 第二單元 鈉、鎂及其化合物 第一課時 金屬鈉的性質(zhì)與應用 基礎梳理 1．鈉的物理性質(zhì)：質(zhì)軟、銀白色，有金屬光澤的金屬，具有良好的導電導熱性，密度比水小，比煤油大，熔點較低。 2．鈉的化學性質(zhì)： 鈉原子很容易失去最外層的一個電子，形成鈉離子，表現(xiàn)出很強的還原性。 要點提示： （1）鈉與氧氣的反應 ①鈉在空氣中的緩慢氧化過程及現(xiàn)象： 切開金屬鈉，呈銀白色(鈉的真面目)→迅速變暗(生成Na2O)→變白色固體(生成NaOH)→成液(NaOH潮解)→結(jié)塊(吸收CO2成Na2CO310H2O)→最后粉末(晶體風化變?yōu)镹a2CO3)。 有關反應方程式為：4Na＋O22Na2O；Na2O＋H2O 2NaOH；2NaOH＋CO2 Na2CO3＋H2O；Na2CO3＋10H2ONa2CO310H2O； Na2CO310H2ONa2CO3＋10H2O（風化）。 ②鈉在空氣中燃燒 鈉在空氣中燃燒，首先受熱熔化（鈉熔點低)，隨后著火燃燒產(chǎn)生黃色火焰，生成淡黃色固體（Na2O2），有黃色的煙生成（Na2O2固體小顆粒）。 （2）鈉與水反應的實驗現(xiàn)象及原因分析： 實驗現(xiàn)象 原因分析 鈉浮在水面上 （?。? 鈉的密度比水的密度小 熔成一個閃亮的小球（熔） 反應放熱且鈉熔點低 迅速向四周到處游動 （游） 反應生成氫氣 發(fā)出嘶嘶的響聲 （響） 鈉與水反應劇烈 滴有酚酞的溶液變紅（紅） 反應生成堿（氫氧化鈉） 鈉與水反應的實質(zhì)是鈉原子和水電離出來的H+反應，離子反應方程式：2Na＋2H2O2Na＋＋2OH－＋H2↑。 （3）鈉與酸溶液的反應： 不少同學因為看到金屬鈉與水反應很劇烈，就認為鈉與鹽酸的反應實質(zhì)上是先和水反應，生成的NaOH再和鹽酸作用，這是不正確的。實際上鈉無論是和水反應還是和鹽酸反應，其實質(zhì)都是和H＋反應：2Na2Na＋，Na失去電子，發(fā)生氧化反應； 2H＋H2↑，H+的得到電子，發(fā)生還原反應。 由于鹽酸是強酸，在水溶液中完全電離H ClH＋＋Cl－，而水是難電離物質(zhì)，僅能發(fā)生微弱電離H2OH＋＋OH－，因此鹽酸中的c(H＋)遠遠大于H2O提供的c(H＋)，故鈉投入鹽酸中，鈉直接與鹽酸反應：2Na＋2HCl2NaCl＋H2↑。 注意：當酸過量時只考慮鈉與酸電離出的H+反應；當過量的鈉與稀酸反應時，首先是鈉消耗酸，緊接著是過量的鈉再與水反應，所以產(chǎn)生H2的量應按鈉的量計算。 （4）鈉與鹽的反應： ①鈉與鹽溶液的反應：鈉和鹽溶液反應時，鈉不能置換出鹽溶液中的金屬，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，鈉不能和金屬陽離子直接接觸，加之Na跟水反應速率很快，故不能置換出金屬。 鈉和鹽溶液的反應一般可分為兩個過程進行分析，首先鈉與水反應生成H2和NaOH，緊接著NaOH再與鹽發(fā)生復分解反應，生成難溶性弱堿和相應的鈉鹽。例如：Na與CuSO4溶液反應時，應先為鈉與水反應生成H2和NaOH，然后NaOH再與CuSO4反應生成Cu(OH)3沉淀，不發(fā)生簡單的置換反應。 2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑；2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4，將上述兩個反應方程式相加，即為Na與CuSO4溶液反應的總化學方程式： ②鈉與熔融態(tài)鹽的反應：鈉是一種強還原性的金屬，在高溫條件下可以與某些鹽發(fā)生置換反應， 冶煉金屬，如：Na+KClNaCl+K↑，通過轉(zhuǎn)移鉀蒸氣，來制取金屬鉀。 3．金屬鈉的保存：鈉應該保存在煤油或者石蠟油中，使之隔絕空氣和水。 4．金屬鈉主要有下列用途： （1）鈉鉀合金在常溫下為液態(tài)，可用作原子反應堆的導熱劑。鈉的熔點為98℃，沸點為883℃，具有較大的液態(tài)溫度范圍。鈉不俘獲中子，因此鈉可用于核反應堆的載熱劑。鈉單質(zhì)作還原劑冶煉金屬，如冶煉鉀，鋯，鈮，鈦，鉭。 （2）可用作鈉光源。高壓鈉燈發(fā)出的黃光能夠穿透云霧，常用作道路和廣場的照明，而且不降低照明度水平的情況下能減少能量消耗，降低對環(huán)境的污染，它正逐漸取代高壓汞燈鈉燈還可以沖洗相片的暗室，因為這種黃光不會使相紙暴光。 （3）制備鈉的化合物。 例題解析 例1．將一小塊鈉投入盛飽和澄清石灰水的試管里，不可能觀察到的現(xiàn)象是（ ） A、熔成小球并在液面上游動 B、有氣體生成 C、溶液底部有銀白色物質(zhì)生成 D、溶液變渾濁 思路分析：將一小塊鈉投入飽和澄清石灰水中，鈉與水劇烈反應，所以首先觀察到鈉與水反應的一系列現(xiàn)象。隨著2Na＋2H2O=2NaOH+H2↑反應的進行，水被消耗，溶液的溫度升高，由于Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而降低，所以溶液中的Ca(OH)2有部分析出，可以觀察到溶液變渾。 解題：C 誤區(qū)點撥：解題時，不可忽視鈉與水反應的放熱情況、Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而降低。 例2．由Na、Mg、Al三種金屬中的兩種組成的混合物共10 g，跟足量的鹽酸反應，產(chǎn)生0.5 g標準狀況下氫氣，則此混合物中必定含有（ ） A．Al B．Mg C．Na D．都不可能含有 思路分析：本題運用“極限”的思維方法。先求出Na、Mg、Al分別與足量鹽酸反應，產(chǎn)生0.5 g H2所需的質(zhì)量： 2Na＋2HCl2NaCl＋H2↑ 46 2 m(Na) 0.5 g 可知 m (Na)＝11.5 g Mg＋2HClMgCl2＋H2↑ 24 2 m (Mg) 0.5 g 可知 m (Mg)＝6g 2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑ 54 6 m (Al) 0.5 g 可知 m (Al)＝4.5g 根據(jù)數(shù)學上的平均值原理可知混合物中一定含鈉。 解題：C 誤區(qū)點撥：①在考慮鈉與酸、堿、鹽水溶液反應的問題時，注意鈉與水反應的同時，還要考慮生成的NaOH與溶液中的溶質(zhì)的化學反應； ②分析鈉與酸、堿、鹽水溶液反應的問題時，生成的H2的量均按鈉計算，將使計算簡單，迅速準確。 ③鈉與酸溶液反應時，鈉先和酸反應生成H2，若鈉過量再和水反應生成H2。若忽視了鈉和水的反應，就會得出錯誤的計算結(jié)論。 基礎訓練 1、下列有關鈉的敘述中，錯誤的是（ ） A、鈉的還原性很強，可以用來冶煉金屬鈦、鋯、鈮等 B、鈉的化學性質(zhì)非?；顫?，鈉元素只能以化合態(tài)存在于自然界 C、鈉是一種灰黑色的固體 D、鈉的質(zhì)地軟，可用小刀切割 2、鈉與水反應時產(chǎn)生的各種現(xiàn)象如下：（ ） ①鈉浮在水面上；②鈉沉在水底；③鈉熔化成小球；④小球迅速游動逐漸減小，最后消失；⑤發(fā)出嘶嘶的聲音；⑥滴入酚酞后溶液顯紅色。 A、①②③④⑤ B、全部 C、①②③⑤⑥ D、①③④⑤⑥ 3、金屬鈉與下列溶液反應時既有沉淀又有氣體生成的是（ ） A、KOH B、NaHCO3 C、BaCl2 D、CuSO4 4、已知NaH和H2O反應生成H2和NaOH，反應中1molNaH （ ） A、 失去1mol電子 B、得到1mol電子 C、失去2mol電子 D、沒有電子得失 5、將等質(zhì)量的鈉分別投入質(zhì)量和質(zhì)量分數(shù)均為100g和9.8%的HCl，H2SO4，H3PO4溶液中，金屬鈉完全參加了反應。則生成的氫氣在標準狀況下的體積比是（ ） A、1∶2∶3 B、3∶2∶1 C、1∶1∶1 D、無法計算 6、將4.6g鈉投入足量水中得到ag溶液；將4.8g鎂投入足量的鹽酸中（與水等質(zhì)量），得到bg溶液，則反應后兩溶液質(zhì)量關系是（得到的都是澄清溶液）（ ） A、a>b B、a=b C、a
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