必修一钠元素及化合物性质(方程式+知识解析+习题答案).pdf
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1、一、钠 1、Na 放置在空气中: 4Na+O2=2Na2O 2、Na 在空气中燃烧: 2Na+O2 点燃 Na2O2 3、Na 和水反应: 2Na+2H2O=2NaOH+H2 离子方程式2Na+2H2O=2Na +2OH+H 2 4、过氧化钠 (Na2O2)与水反应: 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 离子方程式2 Na2O2+2H2O=4Na +4OH+O 2 5、过氧化钠 (Na2O2)与二氧化碳反应: 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 6、NaHCO3加热: 2NaHCO3 加热 Na2CO3+H2O+CO2 7、用小苏打治疗胃酸过多:NaHC
2、O3+HCl=NaCl+H2O+CO2 离子方程式HCO3_+H += H 2O+CO2 8、碳酸钠与盐酸反应Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 离子方程式CO3_2+2H += H 2O+CO2 认识本质(分步反应过程如下) : Na2CO3+ HCl=2NaCl + NaHCO3 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 9、氢氧化钠中通入少量的二氧化碳:2NaOH+ CO2= Na2CO3 + H2O 10、氢氧化钠中通入过量的二氧化碳:2NaOH+ CO2= Na2CO3 + H2O 和 Na2CO3 + H2O+ CO2= 2NaHCO3 总反应: NaOH+
3、CO2= NaHCO3 二、知识讲解 考点 1、钠的性质 1物理性质: 银白色金属光泽、质软、可以用刀切割、密度小于水大于煤油、熔沸点低。 2化学性质: (1)钠与非金属单质反应:2NaCl2 2NaCl(白烟)2NaS Na2S 缓慢氧化: 4Na+O2 2Na2O(白色固体) 剧烈燃烧: 2Na+O2Na2O2(淡黄色固体) (2) 钠与水的反应2Na+2H2O 2NaOH+H22Na+2H2O 2Na +2OH +H 2 (3)与酸(主要指非氧化性酸)的反应: 钠不足,则反应为:钠与酸直接反应。2Na+2H + 2Na +H 2 钠过量,则反应为:钠先与酸反应,再与水反应。 (4)与盐溶
4、液反应: 将适量金属钠投入氯化铵溶液:(还有刺激性气味的无色气体产生) 2Na+2NH4Cl+2H2O 2NaCl+2NH3 +H2 分析:新生成的碱与NH4 +反应产生 NH 3 将适量金属钠投入硫酸铜溶液:(还有淡蓝色的絮状沉淀和少量黑色物质生成) 2Na+CuSO4+2H2O Na2SO4+Cu(OH)2 +H2 分析:新生成的碱与铜离子反应,少量黑色物质为氧化铜,是由具有不稳定性的氢 氧化铜受热分解而成 将适量金属钠投入氯化铁溶液:(还有红褐色沉淀产生) 6Na+2FeCl3+6H2O 6NaCl+2Fe(OH)3 +3H2 分析:新生成的碱与铁离子反应 3钠的保存:少量的钠保存于煤油
5、中,大量的钠密封于固体石蜡中。 4钠的用途:电光源、钠钾合金常温下呈液态用于原子反应堆导热剂、还原剂用于冶炼金 属。 特别提示: 点燃 1钠与氧气反应的产物与反应物用量无关,与反应条件有关。 2钠与水、酸反应的本质为钠与水电离出的H +反应。 考点 2、钠的氧化物 物质氧化钠过氧化钠 化学式Na2O Na2O2 电子式 化合价O(2) O(1) 阴、阳离子个数比1:2 1:2 颜色、状态白色固体淡黄色粉末 化 学 性 质 O2 2Na2O+O2Na2O2 CO2 Na2O+CO2Na2CO32Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 H2O Na2O+H2O 2NaOH 2Na2O2+2H2O
6、 4NaOH+O2 HCl Na2O+2HCl 2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl 4NaCl+2H2O+O2 SO2 Na2O+SO2 Na2SO3Na2O2 +SO2Na2SO4 类别碱性氧化物过氧化物 稳定性不稳定,可继续氧化稳定 用途制 NaOH,用途较少做供氧剂、氧化剂、漂白剂等 转化关系2Na2OO2 2Na 2O2 特别提示: 1Na2O2与 H2O、CO2的反应都是 Na2O2自身的氧化还原反应,每生成1mol O 2都转移 2mol 电子。 2在研究Na2O2与其他溶液反应时,要注意到 Na2O2的强氧化性和溶液的强碱性。 3凡是分子组成符合(CO)m (H2)n的物
7、质, Wg 该物质在 O2中完全燃烧,将其产 物( CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后,固体增重必为Wg。或是由C、H、O 三种元素 组成的物质,只要C、O 原子个数比为1: 1,即可满足该条件。 4等物质的量的Na2O 和 Na2O2分别投入等量且足量的水中,所得溶液的物质的量浓 度相等。 考点 3、碳酸钠和碳酸氢钠 物质Na2CO3 NaHCO3 俗名苏打、纯碱小苏打 颜色状态白色固体白色粉末 水溶性 易溶于水能溶于水 溶解度大小比较:Na2CO3 NaHCO 3 溶液与 酚酞 变红变红 颜色深浅比较:Na2CO3 NaHCO3 与盐酸 反应 Na2CO3+2HCl 2NaCl+CO2
8、 +H2O NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2 反应速率: NaHCO3 Na2CO3 与氯化钙 溶液 Na2CO3+CaCl2 CaCO3 + 2NaCl (CO3 2+Ca2 CaCO3) 与澄清石 灰水 Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3 +2NaOH (CO3 2+Ca2 CaCO3) NaHCO3+C a(O H )2( 过 量 ) NaOH+CaCO3 +H2O (HCO3 +OH+Ca2+=CaCO 3 +H2O) 2NaHCO3+C a( O H )2( 少 量 ) Na2CO3+CaCO3 +2H2O (2HCO3 +2OH+Ca2+ CaCO3 +2H2O+
9、CO3 2 ) 与 氢 氧 化 NaOH+NaHCO 3Na2CO3+H2O 钠溶液(OH HCO 3 CO3 2H 2O) 热稳定性稳定2NaHCO 3Na2CO3CO2 H2O 主要用途玻璃、造纸、制肥皂、洗涤发酵、医药、灭火器 相互 转化 Na2CO3 NaHCO3:Na2CO3CO2 H2O 2NaHCO3 NaHCO3 Na2CO3: NaOH NaHCO3Na2CO3H2O(OH HCO 3 CO3 2 H 2O) 2NaHCO3Na2CO3CO2 H2O 鉴别 1分别加热,有气体放出者为NaHCO3(适用于固体) 2分别滴加盐酸,立即有气体放出者为NaHCO3刚开始无气体放出,一
10、段时间后 有气体放出者为Na2CO3, 3分别滴加CaCl2溶液或 BaCl2溶液, 白色沉淀生成者为 Na2CO3,NaHCO3无现象 4等浓度溶液,碱性较强的为Na2CO3 考点 4、焰色反应、碱金属元素 1很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色,化学上叫焰色反应。 (为 物理变化) 2焰色反应的操作顺序可概括成如下几个字:洗烧蘸烧。 3观察钾的焰色时,要透过蓝色钴玻璃,因为钾中常混有含钠元素的杂质,而蓝色钴玻璃 可滤过黄光。 钾 紫色(透过蓝色钴玻璃) 钠 黄色 4碱金属元素简单对比 相似性递变性(由上到下) 原子结构最外层均为1 个电子电子层数逐渐增多 核电荷数逐渐增大
11、 原子半径逐渐增大 元素性质较强的金属性金属性依次增强 单质性质 物理性质 (除 Cs 外)都呈银白色, 密度较小,熔沸点较低 密度逐渐增大(K 反常), 熔点逐渐降低 化学性质 都有较强的还原性 都与氧气反应 都与水反应生成强碱与氢气 还原性依次增强, 与 O2反应越来越剧烈, 产物越来越复杂 三、例题精析 【例题 1】 【题干】 质量相等、 质量分数相同的两份稀盐酸分别与碳酸钠和碳酸氢钠完全反应,消耗碳 酸钠和碳酸氢钠的质量() A碳酸钠多B碳酸氢钠多C一样多D无法确定 【答案】 B 【解析】利用关系式法:NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2 Na2CO3+2HCl 2NaCl+
12、H2O+CO2 可得 2NaHCO3 2HCl Na2CO3 168 73 106 显然可见:碳酸氢钠多。故选:B。 【例题 2】 【题干】 (2011北京高考11) 下列实验方案中, 不能 测定 Na 2CO3和 NaHCO3混合物中 Na2CO3 质量分数的是() A取 a 克混合物充分加热,减重b 克 B取 a 克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b 克固体 C取 a 克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b 克 D取 a 克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得 b 克固体。 【答案】 C 【解析】 NaHCO3受热易分解生成碳酸钠
13、、水和二氧化碳,所以通过加热分解利用差量法即 可计算出 Na2CO3质量分数, A 正确; Na2CO3和 NaHCO 3均可与盐酸反应生成水、 二氧化碳 和氯化钠,所以bg 固体是氯化钠,利用守恒法可计算出Na2CO3质量分数, B 正确;混合 物与足量稀硫酸充分反应,也会生成水和二氧化,所以逸出的气体是二氧化碳,但会混有水 蒸气,即碱石灰增加的质量不是二氧化碳的质量,因此选项C 不能测出混合物中Na2CO3 质量分数; Na2CO3和 NaHCO3都与 Ba(OH)2反应,反应的方程式为 CO3 2Ba2 BaCO3 、HCO3 OH Ba2 H2OBaCO3 ,因此最后得到的固体 是 B
14、aCO3,所以可以计算出Na2CO3质量分数,选项D 也正确。 【例题 3】 【题干】 200时, 11.6 g 由 CO2和 H2O 组成的混合气体与足量 Na2O2充分反应后,固体质 量增加 3.6 g,则原混合气体的平均摩尔质量为(gmol 1)( ) A5.8 B11.6 C23.2 D46.4 【答案】 C 【解析】 本题属于有关混合物的计算题;设气体混合物中CO2的物质的量为x,H2O 的物质 的量为 y。 2CO22Na2O2=2Na2CO3O2 m 256 x28x 2H2O2Na2O2=4NaOHO2 m 2 4 y2y 则: 28x 2y3.6 44x 18y11.6 ,解
15、得: x0.1,y0.4。 M 11.6 g 0.5 mol 23.2 g mol 1 。 【例题 4】 【题干】将 2.5 g Na2CO3、NaHCO3、NaOH 的固体混合物完全溶解于水,制成溶液,然后向 该溶液中逐滴加入1 mol/L 的盐酸,所加入盐酸的体积与产生CO2的体积 (标准状况 )关系如 图所示: (1)写出 OA 段所发生反应的离子方程式_。 (2)当加入35 mL 盐酸时,产生CO2的体积为 _mL( 标准状况 )。 (3)计算原混合物中NaOH 的质量及碳酸钠的质量分数。 【答案】 (1) H OH =H 2O CO 2 3 H HCO 3 (2)224 mL (3)
16、设 Na2CO3、NaHCO 3、 NaOH 的物质的量分别为 x、y、 z则有: 106 g mol 1 x84 g mol 1 y40 g mol 1 z2.5 g xy1 mol L 1 (0.0450.025)L xz1 mol L 1 0.025 L 解得: x0.01 mol,y0.01 mol,z0.015 mol 所以 m(NaOH) 40 gmol 1 0.015 mol 0.6 g w(Na2CO3) 0.01 mol106 g mol 1 2.5 g 100%42.4% 【解析】 由图可知OA 段没有产生CO2气体,故发生的反应为:H OH=H 2O,CO3 2 H =H
17、CO 3 。 当加入 35 mL 盐酸时,只有 10 mL 盐酸发生了反应HCO3 H=CO 2 H2O 故 V(CO2)1 mol L 1 10 mL 103 L mL 1 22.4 L mol 1 103 mL L1224 mL。(3)见答案。 四、课堂运用 【基础】 1一定温度下,向饱和NaOH 溶液中加入一定量的钠块,充分反应后恢复到原来温度,下 列说法正确的是() A溶液中溶质质量增加,溶剂质量减少,溶液的溶质质量分数变大 B溶液的pH 不变,有氢气放出 C溶液中的Na 数目减小,有氧气放出 D溶液中的c(Na )增大,有氧气放出 【答案】 B 【解析】 钠放于 NOH 溶液中,与水
18、反应生成NaOH 和 H2,由于原溶液是饱和溶液,且温 度不变,故有NaOH 晶体析出,而析出晶体后溶液仍饱和,故溶液的浓度不变,pH 不变。 2焰火 “ 脚印 ”“笑脸 ”“五环 ” ,让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫,这与高中化学中“ 焰色 反应 ” 知识相关。下列说法中正确的是() A非金属单质燃烧时火焰均为无色 B所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色 C焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察 DNaCl 与 Na2CO3灼烧时火焰颜色相同 【答案】 D 【解析】 A 项,氢气在氯气中燃烧呈现苍白色火焰,在空气中燃烧为淡蓝色的火焰,A 项错 误;铂丝的焰色反应为无色,B 项错误; 观察钾及其化合
19、物的焰色反应时需要透过蓝色钴玻 璃,其他焰色反应不需要,C 项错误;焰色反应是元素特有的性质,所以D 项正确。 3可用于判断碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是() A加热时无气体放出 B滴加盐酸时有气泡放出 C溶于水后滴加稀BaCl2溶液有白色沉淀生成 D溶于水后滴加澄清石灰水有白色沉淀生成 【答案】 C 【解析】解决此题关键要掌握Na2CO3和 NaHCO3的性质异同, 特别是与澄清石灰水的反应, 两者都会产生白色沉淀,因此无法鉴别,而加BaCl2溶液,现象不同,仅Na2CO3与 BaCl2 反应中有 BaCO3沉淀生成。 【巩固】 1氢化钠( NaH)是一种白色的离子化合物,其中钠元素显
20、+1 价;氢化钠与水反应放出氢 气。下列叙述中,不正确的是() ANaH 中存在 -1 价的氢离子,还原性比氢原子强 BNaH 与 H2O 反应时水作氧化剂,反应放出热量 CNaH 中氢元素的离子的电子层排布与氦原子的电子层排布相同 D微粒半径: H +HH- 【答案】 D 【解析】 A、还原性强弱看微粒失电子的能力,阴离子H -比 H 原子的微粒半径大,最外层 电子受原子核的吸引作用相对来说小,所以易失电子,故还原性强,故A 正确; B、NaH 与 H2O 反应 NaH+H2O=NaOH+H2 ,反应中水中的氢元素化合价降低,因此水做氧化剂,故B 确; C、氢阴离子是氢原子得一个电子形成的,
21、其离子的电子层排布与氦原子相同,故C 正 确; D、H 原子核外有一个电子,H -核外有两个电子, H +电子层上无电子,同种元素的各种 微粒,核外电子数越多,半径越大,可知微粒半径大小顺序为H -HH+,故 D 错误;故 选 D。 2将 0.01mol 下列物质分别加入100mL 蒸馏水中,恢复至室温,所得溶液中阴离子浓度的 大小顺序是 (溶液体积变化忽略不计)() Na2O2 Na2O Na2CO3NaCl A B C =D = 【答案】 A 【解析】溶于水, 溶质都是0.02moL, 但前者有氧气生成, 因此氢氧根浓度大, 有 ; 中碳酸根水解使得阴离子浓度稍大于。因此有A 正确。 3有
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- 必修 元素 化合物 性质 方程式 知识 解析 习题 答案
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