【步步高】(全国)2017版高考化学一轮复习 第3章 金属及其化合物 第10讲 钠及其化合物讲义 新

1第10讲钠及其化合物考点一钠的性质及应用1.钠的物理性质颜色：银白色，有金属光泽；密度：ρ(H2O)ρ(Na)ρ(煤油)；熔点：低于100℃；硬度：质地柔软，可以用小刀切割。2.从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性Na――――――――→O2、Cl2、H2O、H＋等－e－Na＋(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应O2常温：4Na＋O2===2Na2O点燃：2Na＋O2=====△Na2O2Cl2：2Na＋Cl2=====点燃2NaCl(2)与水反应①离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。②与滴加酚酞的水反应的现象及解释2(3)与盐酸反应离子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。3.钠的制取及保存(1)制取：化学方程式为2NaCl(熔融)=====电解2Na＋Cl2↑。(2)保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。4.钠的用途(1)制取Na2O2等化合物。(2)钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。(3)用作电光源，制作高压钠灯。(4)冶炼某些金属金属钠具有强还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如4Na＋TiCl4=====熔融4NaCl＋Ti。深度思考1.钠能否保存在CCl4中？原因是什么？答案否，因为CCl4的密度比钠的大，不能起到隔绝空气的作用。2.金属钠着火，不能用H2O、干冰灭火的原因是____________________________________，通常用__________掩埋。答案钠和H2O可直接反应产生H2，可能会爆炸，加热时钠也可与CO2直接反应，而且金属钠着火生成的Na2O2与CO2、H2O都能反应干燥沙土(或沙子)3.取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象描述正确的是________(填序号)。①金属先熔化②在空气中燃烧，放出黄色火花③燃烧后得白色固体④燃烧时火焰为黄色⑤燃烧后生成淡黄色固体物质答案①④⑤解析金属钠熔点低，放在燃烧匙里加热，先熔化成小球，在空气中燃烧，火焰呈黄色，燃烧后生成淡黄色的Na2O2。题组一钠与水的反应及拓展应用1.向分别盛有100mL水、100mL0.1mol·L－1盐酸、100mL0.01mol·L－1NaOH溶液的X、3Y、Z三个烧杯中各投入0.05molNa。下列有关说法正确的是()A.三个烧杯中均会发生的离子反应为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且X烧杯中反应最剧烈C.三个烧杯反应后，溶质的物质的量浓度相同D.三个烧杯反应后，生成的气体的质量一定相同答案D解析钠与盐酸反应时钠先与H＋反应，离子方程式表示为2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑，A错误；B错误；X烧杯中生成的溶质为NaOH，Y烧杯中生成的溶质为NaCl，Z烧杯中生成NaOH，由于原溶质为NaOH，故Z烧杯中物质的量浓度最大，C错误；因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完，故生成H2的量相同，D正确。2.(1)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是____________。①MgSO4溶液②NaCl溶液③Na2SO4溶液④饱和澄清石灰水⑤Ca(HCO3)2溶液⑥CuSO4溶液⑦饱和NaCl溶液答案①④⑤⑦解析2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；④中反应消耗水，溶液温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2产生沉淀；⑤中Ca2＋＋HCO－3＋OH－===CaCO3↓＋H2O；⑥中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意；⑦中水减少，c(Na＋)增大，使＋(aq)＋Cl－(aq)平衡向左移动。(2)按要求书写反应的离子方程式①将Na投入到CuSO4溶液中2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu(OH)2↓＋2Na＋＋H2↑。②将Na投入到Ca(HCO3)2溶液中，反应后生成正盐溶液2Na＋Ca2＋＋2HCO－3===CaCO3↓＋2Na＋＋CO2－3＋H2↑。③将Na投入到NH4HCO3溶液中，有刺激性气味气体放出2Na＋NH＋4＋HCO－3===2Na＋＋CO2－3＋NH3↑＋H2↑。3.将一小块金属钠分别投入盛有：a.水、b.乙醇、c.稀H2SO4的三个小烧杯中，反应速率由快到慢的顺序为______________。解释反应速率不同的原因：________________________________________________________________________。答案cab钠与上述三种物质反应的实质都是钠与H＋间的置换反应，H＋浓度的大小决定了反应速率的快慢，由三种物质电离H＋的能力可知H＋浓度的大小顺序为cab，因而反应速率为cab题组二钠与水反应实验拓展4.金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。该反应的演示方法分别如图甲、乙所示：4(1)现按图甲所示的方法，在室温时，向盛有饱和NaOH溶液的水槽中，加入一小块金属钠。下列有关描述正确的是________(填字母，下同)a.钠浮在液面上，并四处游动，最后消失b.钠熔化成一个光亮的小球c.恢复到室温时，NaOH溶液的浓度增大d.恢复到室温时，溶液中Na＋数目减少(2)按图乙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体在相同条件下体积的关系是________。①用铝箔包住钠②用铜箔包住钠a.二者收集气体一样多b.①收集气体体积较大c.②收集气体体积较大答案(1)abd(2)b解析(1)钠投入饱和NaOH溶液中，发生的反应为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，其现象与钠在水中的反应现象相同；又因为原溶液是饱和的，反应消耗水，析出NaOH固体，则NaOH溶液浓度不变，但溶液体积减小，故Na＋数目减少。(2)Na和H2O反应产生H2的同时产生NaOH，NaOH可以和Al发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故用铝箔包住Na时产生的H2的体积较大。5.有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100mL大试管中先加40mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至胶塞，并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题：(1)如何从试剂瓶中取用金属钠？剩余的Na能否放回原试剂瓶？________________________________________________________________________。(2)有关钠反应的现象是____________________________________________________。(3)大试管的溶液中出现的现象：____________________________________________。(4)装置中液面的变化：大试管内__________；长颈漏斗内________。(5)写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式：______________________________。答案(1)用镊子从试剂瓶中取一块金属钠，用滤纸吸干表面上的煤油，用小刀在玻璃片上切米粒大小的钠做实验用，剩余的钠要放回原试剂瓶，不要随意丢弃5(2)有气泡生成，钠熔化成小球且在煤油和FeSO4溶液界面处上下跳动，最终完全溶解(3)下层溶液出现白色絮状沉淀(4)下降上升(5)2Na＋FeSO4＋2H2O===Fe(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑1.钠与水、酸反应的实质都是与H＋的反应。2.金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板3.金属钠与溶液反应现象分析思维模板(1)共性因为钠与不同的溶液反应均属于剧烈的置换反应，故有共同的现象产生：①浮：钠浮在液面上；②熔：钠熔化成小球；③游：在液面上游动；④响：发出“嘶嘶嘶”的响声。(2)差异性如第1题、第3题，与酸性溶液反应比与水剧烈，最后钠可能在液面上燃烧；如第2题，与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、氨气等；如第5题，由于煤油的密度较小且不溶钠的特点，钠只有在界面处与水溶液接触的部分反应。注意钠与乙醇反应，钠块先沉在液面下，后上下浮动、能看到表面冒出气泡，并不熔化成小球。考点二钠的氧化物——氧化钠和过氧化钠完成下列表格：化学式Na2ONa2O2氧元素化合价－2－1色、态白色固体淡黄色固体阴、阳离子个数比1∶21∶2是否为碱性氧化物是不是与水反应的化学方Na2O＋H2O===2NaOH2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑6程式与CO2反应的化学方程式Na2O＋CO2===Na2CO32Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2与盐酸反应的化学方程式Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑深度思考1.金属钠露置在空气中会发生一系列变化：银白色金属钠――→O2生成表面变暗――→H2O生成出现白色固体――→H2O(NaOH______)――→CO2生成Na2CO3·10H2白色块状物质――→风化生成白色粉末状物质答案Na2ONaOH溶液Na2CO32.分别写出氧化钠、过氧化钠的电子式并分析它们含有化学键的类型：(1)Na2O的电子式：____________________________________________________________，化学键类型：____________________，属于：__________________(填“离子化合物”或“共价化合物”，下同)。(2)Na2O2的电子式：____________，化学键类型：______________，属于：________________。答案(1)离子键离子化合物(2)离子键、共价键(或非极性键)离子化合物3.用双线桥分析Na2O2与水反应中电子转移的方向和数目：________________________________________________________________________。回答下列问题：(1)氧化剂和还原剂是__________________，氧化产物是__________________，还原产物是__________________。(2)1molNa2O2与水完全反应时转移的电子数：________________。答案(1)Na2O2O2NaOH(2)NA(或6.02×1023)题组一过氧化钠的性质及应用1.下列有关Na2O2的说法不正确的是()7A.向包有Na2O2粉末的脱脂棉上滴加几滴水，脱脂棉剧烈燃烧起来，说明Na2O2与H2O反应放热且有氧气生成B.Na2O2与CO2反应时有单质O2生成，该反应属于置换反应C.Na2O2在空气中久置变白，涉及的氧化还原反应中，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂D.Na2O2粉末加入Ca(HCO3)2溶液中，会产生气体和浑浊答案B解析A项，燃烧的条件是达到着火点和具有助燃物质；B项，反应物中没有单质参加反应，不符合置换反应的定义；C项，Na2O2与CO2、H2O的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应；D项，Na2O2先和水反应生成O2和NaOH，NaOH再与Ca(HCO3)2反应产生沉淀CaCO3。2.某溶液中含有HCO－3、SO2－3、CO2－3、CH3COO－4种阴离子。向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化)()A.CH3COO－B.SO2－3C.CO2－3D.HCO－3答案A解析Na2O2与水反应生成NaOH，HCO－3＋OH－===CO2－3＋H2O，HCO－3浓度减小，CO2－3浓度增大；SO2－3具有还原性，被Na2O2氧化，浓度减小；CH3COO－浓度几乎不变。3.比较下列四组反应，回答下列问题：一组：①Na2O2＋CO2②Na2O2＋SO2二组：③Na2O2＋FeCl3(溶液)④Na2O2＋FeCl2(溶液)三组：⑤SO2