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第07讲钠及其重要化合物(讲)-2023年高考化学一轮复习讲练测(全国通用)(原卷版)_05高考化学_通用版(老高考)复习资料_2023年复习资料_一轮复习

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文档文本内容

第 07 讲 钠及其重要化合物
目录
第一部分:网络构建(总览全局)
第二部分:知识点精准记忆
第三部分:典型例题剖析
高频考点1 考查钠的性质及其应用
高频考点2 考查钠的氧化物及其应用
高频考点3 考查碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其应用
高频考点4 考查碱金属的性质及其应用
高频考点5 考查钠及其化合物的有关计算
高频考点6 考查钠及其化合物的有关实验
正文
第一部分:网络构建(总览全局)
第二部分:知识点精准记忆
知识点一 钠的性质及应用
1.钠的物理性质
银白色,有金属光泽的固体,质地柔软,熔点低(小于 100 ℃),密度比水的小,但比煤油的大,即
ρ(H O)>ρ(Na)>ρ(煤油)。
2
2.从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性Na ―――――――――――→Na+
(1)与非金属单质(如O、Cl)的反应
2 2
O:常温:4Na+O===2Na O,加热:2Na+O NaO
2 2 2 2 2 2
Cl:2Na+Cl=====2NaCl
2 2
(2)与水反应
①离子方程式:2Na+2HO===2Na++2OH-+H↑。
2 2
②与滴加酚酞的水反应的现象及解释
(3)与盐酸、硫酸反应
离子方程式:2Na+2H+===2Na++H↑。
2
(4)与盐反应
a.与熔融盐反应
如:4Na+TiCl 4NaCl+Ti
4
Na+KCl NaCl+K↑(制取金属钾,因为钾的沸点比钠的沸点低,使钾成为蒸汽而逸出)
b.与盐溶液反应
Na与CuSO 溶液反应的化学方程式2Na+CuSO +2HO===Na SO +H↑+Cu(OH) ↓。
4 4 2 2 4 2 2
(5)与某些有机物反应
如:2Na+2CHCHOH―→2CHCHONa+H↑
3 2 3 2 2
2Na+2CHCOOH―→2CHCOONa+H↑
3 3 2
3.钠的制取及保存
(1)制取:化学方程式为2NaCl(熔融)=====2Na+Cl↑。
2
(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)钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。
(2)用作电光源,制作高压钠灯。
(3)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+TiCl =====4NaCl+Ti。
4【特别提醒】
1.钠燃烧时不能用水灭火,应用沙土盖灭。
2.取用金属钠时,用镊子夹取金属钠,用滤纸擦干表面的煤油,放在洁净干燥的玻璃片上用小刀切割,
不能用手直接接触金属钠,并且将剩余的钠放回原试剂瓶中保存。
3.钠与溶液反应的共同现象
①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:在液面上不停地游动直至反应完全;④响:反
应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。若溶液中H+浓度较大,与水相比反应更加剧烈,最后钠可能在液面
上燃烧。
4.钠性质的巧记口诀:银白轻低软,传导热和电;遇氧产物变,遇氯生白烟;遇水记五点,浮熔游响红;
遇酸酸优先,遇盐水在前。
5.考虑钠与酸、碱、盐的水溶液反应时,要注意Na与水反应的同时,生成的NaOH还可能继续与部分溶质
反应。
6.对钠与酸反应的计算问题,勿忽略Na若过量还可与HO反应。
2
知识点二 钠的氧化物与氢氧化物
1.氧化钠与过氧化钠的比较
NaO NaO
2 2 2
电子式
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∶2 1∶2
是否为碱性氧化物 是 不是
与水反应 NaO+HO===2NaOH 2NaO+2HO===4NaOH+O↑
2 2 2 2 2 2
与CO 反应 NaO+CO===Na CO 2NaO+2CO===2Na CO+O
2 2 2 2 3 2 2 2 2 3 2
NaO+2HCl===2NaCl+ 2NaO+4HCl===4NaCl+2HO+
2 2 2 2
与盐酸反应
HO O↑
2 2
用途 氧化剂、供氧剂、漂白剂
2.过氧化钠的性质:
(1)强氧化性的五个表现
(2)遇KMnO 等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O。
4 2
(3)遇HO、H+则发生自身的氧化还原反应。
2(4)遇还原性氧化物(即低价非金属氧化物),表现强氧化性,一般不生成氧气,而生成高价钠盐,如
NaO+SO ===Na SO 。
2 2 2 2 4
(4)遇最高价金属氧化物(酸酐)发生自身的氧化还原反应,有氧气生成,如 2MnO +2NaO===4NaMnO
2 7 2 2 4
+O。
2
(5)无论是过氧化钠还是其他过氧化物,具有强氧化性、漂白性等特殊性质的根本原因是这些物质中都含有
过氧键。
特别提醒:(1)过氧化钠是常用的工业漂白剂,但是不能用于食品的漂白;
(2)NaO 既有氧化性又有还原性,但主要表现为氧化性。当遇到 KMnO 等强氧化剂时,可表现出还原
2 2 4
性,氧化产物为O;
2
(3)NaO 遇到CO 、HO、H+发生自身氧化还原反应。NaO 既是氧化剂又是还原剂,且1 mol Na O 转
2 2 2 2 2 2 2 2
移的电子是1 mol而不是2 mol。
(4)NaO、NaO 中阴、阳离子个数比均为1∶2。
2 2 2
(5)NaO 与HO、CO 的反应规律
2 2 2 2
当NaO 与CO、HO反应时,物质的量关系为2NaO~O~2e-,n(e-)=n(Na O)
2 2 2 2 2 2 2 2 2
电子转移关系
=2n(O )
2
气体体积变化 若CO、水蒸气(或两混合气体)通过足量NaO,气体体积的减少量是原气体体积
2 2 2
关系 的,等于生成氧气的量,ΔV=V(O )=V
2
CO、水蒸气分别与足量NaO 反应时,固体相当于吸收了CO 中的“CO”、水蒸
2 2 2 2
固体质量变化
气中的“H”,所以固体增加的质量Δm(CO)=28 g·mol-1×n(CO)、Δm(H O)=2
2 2 2 2
关系
g·mol-1×n(H O)
2
2.氢氧化钠
(1)物理性质:NaOH的俗名为烧碱、火碱或苛性钠;它是一种白色固体,易溶于水并放出大量的热,有吸
水性;吸收空气中的水分而潮解;有很强的腐蚀性。
(2)化学性质
①具有碱的通性
②其他反应
与金属铝反应:2Al+2OH-+2HO===2AlO+3H↑
2 2
与非金属单质反应:Cl+2OH-===Cl-+ClO-+HO
2 2
酯类水解:CHCOOC H+NaOH CHCOONa+CHCHOH
3 2 5 3 3 2
(3)NaOH的制取
①土法制碱:NaCO+Ca(OH) ===CaCO ↓+2NaOH
2 3 2 3
②现代工业制碱:2NaCl+2HO=====2NaOH+H↑+Cl↑
2 2 2
知识点三 碳酸钠与碳酸氢钠
1.物理性质
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 NaCO NaHCO
2 3 3俗名 纯碱或苏打 小苏打
颜色、状态 白色粉末 细小白色晶体
水溶性 易溶于水 水中易溶,但比NaCO 的溶解度小
2 3
2.化学性质
(1)热稳定性
①NaCO 性质稳定,受热难分解。
2 3
②NaHCO 性质不稳定,受热易分解,化学方程式为2NaHCO NaCO+HO+CO↑。
3 3 2 3 2 2
(2)与足量盐酸反应的离子方程式
①NaCO:CO+2H+===H O+CO↑。
2 3 2 2
②NaHCO :HCO+H+===H O+CO↑。
3 2 2
(3)与碱(NaOH溶液)反应
①NaCO:与NaOH溶液不反应。
2 3
②NaHCO :NaHCO +NaOH===Na CO+HO。
3 3 2 3 2
(4)相互转化
①NaCO―→NaHCO
2 3 3
向NaCO 溶液中通入CO,化学方程式为NaCO+HO+CO===2NaHCO。
2 3 2 2 3 2 2 3
②NaHCO ―→NaCO
3 2 3
NaHCO 固体加热分解转化成NaCO。
3 2 3
3.Na CO 和NaHCO 性质的应用
2 3 3
(1)Na CO、NaHCO 的鉴别
2 3 3
①固体的鉴别用加热法:产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO 固体。
3
②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。
a.沉淀法:加入BaCl 溶液或CaCl 溶液,产生沉淀的是NaCO 溶液。
2 2 2 3
b.气体法:滴入稀盐酸,立即产生气泡的是NaHCO 溶液。
3
c.测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是NaCO 溶液。
2 3
(2)Na CO、NaHCO 的除杂
2 3 3
序号 混合物(括号内为杂质) 除杂方法
① NaCO(s)(NaHCO ) 加热法
2 3 3
② NaHCO (aq)(Na CO) 通入足量CO
3 2 3 2
③ NaCO(aq)(NaHCO ) 滴加适量NaOH溶液
2 3 3
【特别提醒】1.NaHCO 与碱溶液反应的实质是HCO与OH-反应生成CO,CO有可能发生后续反应,如
3
NaHCO 与Ca(OH) 溶液反应可以生成白色沉淀CaCO ;
3 2 3
2.不能用澄清石灰水来鉴别NaCO 与NaHCO :Ca(OH) 溶液与二者反应均生成白色沉淀CaCO ,无法区
2 3 3 2 3
别;
3.用盐酸鉴别NaCO 溶液和NaHCO 溶液时,要求两溶液浓度相差不大,且加入的盐酸等浓度且不宜过
2 3 3
大;4.NaCO、NaHCO 与酸、碱、盐的反应均为复分解反应,因而反应能否进行应从复分解反应的条件
2 3 3来判断。
4.Na CO、NaHCO 与盐酸反应的基本图象
2 3 3
若V(Oa)=V(ab)(即Oa
溶液中的溶质为 涉及离子方程式Oa:CO+H+===HCO;
段与ab段消耗盐酸的
Na 2 CO 3 ab:HCO+H+===H 2 O+CO 2 ↑
体积相同)
若V(Oa)>V(ab)(即Oa 涉及离子方程式Oa:OH-+H+===H
2
O、
溶液中的溶质为
段消耗盐酸的体积大于 CO+H+===HCO;
NaCO 和NaOH
2 3
ab段消耗盐酸的体积) ab:HCO+H+===H O+CO↑
2 2
若V(Oa)<V(ab)(即Oa
溶液中的溶质为 涉及离子方程式Oa:CO+H+===HCO;
段消耗盐酸的体积小于
ab段消耗盐酸的体积)
Na
2
CO
3
和NaHCO
3
ab:HCO+H+===H
2
O+CO
2
↑
若a=0(即图像从原点 溶液中的溶质为
涉及离子方程式:HCO+H+===H O+CO↑
2 2
开始) NaHCO
3
5.主要用途
(1)碳酸钠:用于造纸、制造玻璃、制皂、洗涤等。
(2)碳酸氢钠:用于制发酵粉、医药、灭火剂等。
6.Na CO 的制备—侯氏制碱法
2 3
①原料
食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气
其反应为C+HO(g)=====CO+H,CO+HO(g)=====CO+H。
2 2 2 2 2
②工艺流程
③反应原理
产生NaHCO 反应:NH +NaCl+CO+HO===NaHCO ↓+NH Cl。
3 3 2 2 3 4
产生NaCO 的反应:2NaHCO NaCO+CO↑+HO。
2 3 3 2 3 2 2
④循环使用的物质:CO。
2
7.金属钠露置在空气中发生的一系列变化银白色金属钠――→表面变暗――→出现白色固体接着表面变稀――→白色块状固体――→白色粉末状物
质
写出上述各步反应的化学方程式:
①4Na+O===2Na O;
2 2
②NaO+HO===2NaOH;
2 2
③2NaOH+CO+9HO===Na CO·10H O;
2 2 2 3 2
④NaCO·10H O===Na CO+10HO。
2 3 2 2 3 2
知识点四、碱金属元素、焰色反应
1.碱金属的一般性与特殊性
(1)一般性
相似性 递变性(由Li→Cs)
电子层数逐渐增多
原子结构 最外层均为1个电子 核电荷数逐渐增大
原子半径逐渐增大
都具有较强的金属性,最高正
元素性质 金属性逐渐增强
价均为+1价
物理 (除Cs外)都呈银白色,密度较 密度逐渐增大(钾反常),熔、沸
单质 性质 小,熔、沸点较低 点逐渐降低
性质 化学 还原性逐渐增强;与O 反应越来
2
都具有较强的还原性
性质 越剧烈,产物越来越复杂
(2)特殊性
①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。
②碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物,其中氢以H-形式存在,显-1价,碱金属氢化
物是强还原剂。
④试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但Na、K等需放回原瓶。
⑤锂与O 反应与钠不同,只生成LiO。
2 2
2.焰色试验
(1)焰色试验的概念
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色,属于物理变化,是元素的性质。
(2)焰色试验的操作
铂丝――→无色――→待测物――→观察火焰颜色――→铂丝――→无色
(3)常见元素的焰色
钠元素:黄色;钾元素:紫色(透过蓝色钴玻璃观察);铜元素绿色;钡元素:黄绿色;钙元素:砖红色。
【特别提醒】1.焰色试验是物理变化,是金属元素的性质,既可以是单质,也可以是化合物,如不论灼
烧NaCO、NaCl、NaSO 还是钠的单质,均发出黄色火焰。
2 3 2 4
2.(1)用稀盐酸清洗的原因:生成金属氯化物,而金属氯化物在高温时可挥发。(2)焰色反应中所用的火焰应是无色或浅色的。
(3)灼烧铂丝时应一直烧至火焰恢复到原来的颜色。
(4)可用洁净无锈的铁丝代替铂丝,不能用铜丝代替。
3.碱金属常从以下几个方面设问:
(1)碱金属单质与水(或酸)反应的现象;
(2)碱金属单质的保存(注意碱金属的密度);
(3)碱金属单质与氧气反应产物的判断;
(4)碱金属对应的氢氧化物碱性强弱的比较;
(5)碱金属的碳酸盐性质的比较;
(6)与最新的科学技术相关的碱金属的应用。
第三部分:典型例题剖析
高频考点1 考查钠的性质及其应用
例1.(2022·天津·模拟预测)不能正确表示下列反应离子方程式的是
A.钠与水反应:2Na+2HO=2Na++2OH-+H ↑
2 2
B.钠与硫酸铜溶液反应:2Na+Cu2+=Cu+2Na+
C.钠与盐酸反应:2Na+2H+=2Na++H ↑
2
D.钠跟氯化钾溶液反应:2Na+2HO=2Na++2OH-+H ↑
2 2
【变式训练】(2021·辽宁·模拟预测)下列有关金属钠的叙述正确的是
A.23g钠充分燃烧时转移电子数为1N
A
B.钠与稀盐酸反应时钠先与水反应,生成NaOH再与盐酸发生中和反应
C.钠与水反应离子方程式:Na+2HO=Na++2OH-+H ↑
2 2
D.钠与CuSO 溶液反应:2Na+Cu2+=Cu↓+2Na+
4
高频考点2 考查钠的氧化物及其应用
例2.(2022·辽宁·模拟预测)已知 ,N 为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的
A
是
A.等物质的量的NaO与NaO 中含有的离子总数均为3N
2 2 2 A
B.每生成1 mol Na O,转移电子数为2N
2 2 A
C.78 g Na O 中含有的共用电子对的数目为2N
2 2 A
D.O 作氧化剂,1 mol O 参与反应得到的电子数可能为2N 或4N
2 2 A A【变式训练】(2021·辽宁沈阳·一模)某些氧化物在一定条件下能与 反应,且反应极有规律,如
, 。据此判断下列反应方程式错误的是
A. B.
C. D.
高频考点3 考查碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其应用
例3.(2021·上海嘉定区·高三二模)有关 和 的性质,以下叙述错误的是
A.等质量的 和 与足量盐酸反应,在相同条件下 产生的 体积大
B.同物质的量浓度的两种溶液, 溶液的 大于 溶液
C.将石灰水加入 溶液中不产生沉淀,加入 溶液中产生白色沉淀
D.等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应,所耗盐酸的体积 是 的两倍
【变式训练】(2022·湖北·模拟预测)纯碱是重要的化工原料之一。下列有关NaCO 的说法错误的是
2 3
A.NaCO 的溶解度比NaHCO 小
2 3 3
B.NaCO 是生产玻璃的原料之一
2 3
C.NaCO 属于离子晶体
2 3
D.NaCO 的焰色反应呈黄色
2 3
高频考点4 考查碱金属的性质及其应用
例4.(2021·北京·人大附中三模)下列关于铷(Rb)的叙述正确的是
A.它位于周期表的第四周期、第IA族
B.在钠、钾、铷3种单质中,铷的熔点最高
C.氢氧化铷是弱碱
D.硝酸铷含共价键,属于离子化合物
【变式训练】(2021·全国·模拟预测)“铷(Rb)原子钟”被誉为卫星的“心脏”。下列说法正确的是
A.金属铷的熔点高于钾 B. 的中子数为48C. 和 化学性质不同 D.铷元素属于ⅠB族
高频考点5 考查钠及其化合物的有关计算
例5.(2022·山东聊城·三模)某固体混合物由NaCO 和NaHCO 两种物质组成,将其分成X、Y两等份。
2 3 3
标准状况下,X溶于足量盐酸,生成CO 的体积为VL;Y充分加热、冷却后再溶于足量盐酸,生成
2 1
CO,的体积为VL。下列说法正确的是
2 2
A.加热,蒸干X与足量盐酸反应后的溶液,可得固体 g
B.Y充分加热,固体质量减少 g
C.X、Y消耗盐酸的物质的量之比为1:1
D.混合物中NaCO 和NaHCO 的物质的量之比为
2 3 3
【变式训练】在大试管内将足量NaHCO 加热到 200℃,将产生的混合气体通入到盛有1.87 g Na O和
3 2
NaO 的密闭容器中,待NaO和NaO 全部反应后,得到标准状况下224 mL O ;再将反应后密闭容器内
2 2 2 2 2 2
的固体全部溶于水配成100 mL溶液。下列说法正确的是
A.NaO和NaO 均为碱性氧化物
2 2 2
B.参加反应的NaHCO 物质的量为 0.04 mol
3
C.反应过程中总共转移 0.04 mol 电子
D.配成的 100 mL 溶液中 c(Na+) = 0.5 mol/L
高频考点6 考查钠及其化合物的有关实验
例6.(2022·山东·泰安一中模拟预测)室温下,通过下列实验探究NaHCO 、NaCO 溶液的性质。
3 2 3
实验1:用pH试纸测得0.1mol·L-1NaHCO 溶液的pH约为8。
3
实验2:向0.1mol·L-1的NaCO 溶液中通入CO,溶液的pH从12下降到约为9。
2 3 2
实验3:将0.1mol·L-1的NaHCO 溶液与0.1mool·L-1的CaC1 溶液等体积混合,产生白色沉淀。
3 2
实验4:向0.1mol·L-1的NaCO 溶液中滴加新制饱和氯水,氯水颜色褪去。
2 3
下列说法正确的是
A.实验2中NaCO 全部转化为NaHCO
2 3 3
B.实验3中白色沉淀为Ca(HCO )
3 2
C.实验4说明酸性强弱的顺序为HC1O>HCO
2 3
D.实验3、4均是改变浓度使平衡正向移动
【变式训练】(2022·江苏·模拟预测)室温下,探究NaCO 和NaHCO 混合溶液的性质,进行如下实验。
2 3 3①测量混合溶液的pH,pH为10
②向混合溶液中滴几滴酚酞,加水稀释,溶液红色变浅
③向混合溶液中通入过量CO,无明显现象
2
④向实验3所得溶液中滴加少量Ba(OH) 溶液,产生白色沉淀
2
由上述实验现象能得出的结论是
A.实验1溶液中存在c( )>c(Na+)
B.实验2中随水的不断加入,溶液中c(OH-)逐渐减小
C.实验3中随CO 的不断通入,溶液中 增大
2
D.实验4反应的离子方程式为Ba2++ =BaCO ↓
3