文档内容
第 08 讲 钠及其重要化合物
目录
考性分析 考向1 考查碱金属的相似性、递变性
网络构建 考向2 考查焰色试验
考点一 钠及其氧化物
真题感悟
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 钠的性质及应用
知识点2 钠的氧化物与氢氧化物
【提升·必考题型归纳】
考向1 考查钠的性质及其应用
考向2 考查钠的氧化物及其应用
考点二 碳酸钠、碳酸氢钠
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 Na CO3、NaHCO 的性质、用途
2 3
及制法
知识点2 Na CO 和NaHCO 性质的应用
2 3 3
知识点3 Na CO、NaHCO 与盐酸反应的基本
2 3 3
图象
知识点4 金属钠露置在空气中发生的一系
列变化
【提升·必考题型归纳】
考向1 考查碳酸钠和碳酸氢钠性质与检验
考向2 考查侯氏制碱法
考点三 碱金属 焰色试验
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 碱金属的一般性与特殊性
知识点2 焰色试验
【提升·必考题型归纳】考点 考题统计 考情分析
要求
钠 及 2023浙江1月5 1.分析近三年高考试题,高考命题在本讲有以下规律:
其 氧 题,2分 1)从考查题型和内容上看,高考命题以选择题和非选择
化物 2022浙江6月9 题呈现,主要选择一些重要的金属、非金属化合物或新型
题,2分 化合物结合氧化还原反应、盐类水解、难溶物的溶解平衡
2021浙江6月9 等核心考点进行考查。
题,2分
2)从命题思路上看,高考试题中元素化合物不单独出
现,而是分散到不同题型和题目中。选择题一般直接考查
2023浙江1月7
元素化合物的性质和应用,填空题一般有两种形式,一是
碳酸 题,2分
直接考查元素及其化合物的性质,通常以物质的判断、化
钠 2022广东卷6题,2
学式的书写、微粒的检验和鉴定等形式;二是与基本概念
碳酸 分
和基本理论的知识相结合,如氧化还原反应、电化学、实
氢钠 2021江苏卷11题,
验、计算等。
3分
3)新的一年高考可能会在选择题中考查钠与氧气反应时
的电子转移数目、钠与水或乙醇反应的原理、过氧化钠的
2022海南卷5题,2
电子式、过氧化钠的性质或用途等,题目难度较小。
碱金 分
2.根据高考命题的特点和规律,复习时要注意以下几点:
属 2021河北卷5题,3
1)注重常见金属和非金属元素及其化合物性质,构建知识
焰色 分
网络化、系统化的模型。
试验 2021海南卷6题,2
2)元素化合物是考查基本概念、基本理论、化学实验、化
分
学计算等的载体。考点一 钠及其氧化物
知识点1 钠的性质及应用
1.钠的物理性质
_____色,有金属光泽的固体,质地柔软,熔点低(小于100 ℃),密度比水的_____,但比
煤油的_____,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:______________________________,加热:______________________________
2
Cl:___________________________________
2
(2)与水反应
①离子方程式:___________________________________。
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:______________________________。(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
①投入NaCl溶液中,只有H 放出
2
2Na+2HO===2NaOH+H↑
2 2
若投入饱和NaCl溶液中,有H 放出,还有NaCl晶体析出(温度不变)
2
②投入NH Cl溶液中有H 和NH 逸出
4 2 3
2Na+2NH Cl===2NaCl+H↑+2NH ↑
4 2 3
③投入CuSO 溶液中有H 逸出和蓝色沉淀生成
4 2
2Na+2HO===2NaOH+H↑
2 2
2NaOH+CuSO ===Cu(OH) ↓+NaSO
4 2 2 4
总反应:2Na+CuSO +2HO===Na SO +H↑+Cu(OH) ↓。
4 2 2 4 2 2
(5)与某些有机物(含羟基)反应
如:2Na+2CHCHOH―→2CHCHONa+H↑
3 2 3 2 2
2Na+2CHCOOH―→2CHCOONa+H↑
3 3 2
【易错提醒】Na先与酸反应,再与水反应即先酸后水;与盐溶液反应时先与水反应,生成
的碱与盐可能发生复分解反应。
3.钠的制取及保存
(1)工业制取:___________________________________。
(2)保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中,钠易与空气中的O 、HO反应,且钠的
2 2
密度比煤油的密度大,不与煤油反应,故通常将少量钠保存在煤油中,大量钠保存在石蜡
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:钠能与钛、锆、铌、钽等氯化物(熔融)发生置换反应,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2 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=NaCO 2NaO+2CO=2NaCO+O
2 2 2 2 3 2 2 2 2 3 2
与盐酸反应 NaO+2HCl=2NaCl+HO 2NaO+4HCl=4NaCl+2HO+O↑
2 2 2 2 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
说明:①遇KMnO 等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为__________。
4
②遇HO、H+则发生自身的氧化还原反应。
2
③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 +
2 7
2NaO===4NaMnO+O。
2 2 4 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__________键。
(2)理解NaO 强氧化性的两个角度
2 2
①从结构角度
NaO 的结构中含有过氧键(—O—O—),含有过氧键结构的物质有较强的氧化性,以此类
2 2
推,如HO 、HSO (过硫酸,相当于HO 中的一个H被—SO H取代)、NaSO(过二硫酸
2 2 2 5 2 2 3 2 2 8
钠)中都有过氧键结构,都是很强的氧化剂。
②从化合价的角度
NaO 中的氧元素为-1价,有很强的氧化性,能氧化一些常见的还原剂,如 SO 、Fe2+、
2 2 2
SO 2-、HSO -、HS、S2-、I-。同时-1价的O也有还原性,如遇到强氧化剂KMnO 也可
3 3 2 4
以被氧化成O。
2
【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,
2 2 4
可表现出还原性,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
2 2 2 2 2 2
1 mol Na O 转移的电子是1 mol而不是2 mol。
2 2
(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
3.氢氧化钠
(1)物理性质:NaOH的俗名为_____、_____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_____;有很强的_____性。
(2)化学性质
①具有碱的通性:能使酸碱指示剂变色;与强酸反应;与酸性氧化物、两性氧化物反应;
与盐反应(强碱制弱碱)。
②其他反应
与金属铝反应:________________________________________
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实验室(土法)制烧碱:NaCO+Ca(OH) ===CaCO ↓+2NaOH
2 3 2 3②现代工业制碱:2NaCl+2HO=====2NaOH+H↑+Cl↑
2 2 2
(4)NaOH在有机反应中的应用
提供碱性环境,如卤代烃的水解和消去反应、酯类的水解和油脂的皂化等。
考向1 考查钠的性质及其应用
例1.(2023·北京海淀·统考二模)某小组同学探究溶液中的 能否被金属钠还原,进
行实验:
①在干燥试管中加入绿豆大小的金属钠,逐滴滴加 溶液,产生无
色气体,溶液由紫红色变为浅绿色 。
②向 溶液中持续通入 ,水浴加热,溶液颜色无明显变化。
③向 溶液中加入 固体,溶液由紫红色变为浅绿色。
下列说法不正确的是
A.实验①中还可能观察到钠块浮在溶液表面,剧烈燃烧,发出黄色火焰
B.实验②中的现象说明实验①中溶液变色的原因与产生的气体无关
C.实验③中的现象说明实验①中可能发生的反应:
D.上述实验能证明溶液中的 可以被金属钠还原
【变式训练】(2022吉林长春实验中学模拟)把一小块金属钠放入下列溶液中,说法正确的是(
)
A.放入饱和NaOH溶液中:有氢气放出,恢复至原温度后溶液的pH增大
B.放入稀CuSO 溶液中:有氢气放出,有紫红色铜析出
4
C.放入MgCl 溶液中:有氢气放出,有白色沉淀生成
2
D.放入NH NO 溶液中:有无色无味气体放出
4 3
考向2 考查钠的氧化物及其应用
例2.(2023·上海·一模)NaO和NaO 具有相似的性质是
2 2 2
A.颜色 B.水溶液的酸碱性 C.氧化性 D.漂白性
【变式训练1】(2023·河南开封·统考二模)图示为证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中
做供氧剂的实验装置图,其中a装置是实验室制备二氧化碳的装置,c中盛放的是过氧化钠。
下列说法正确的是A.a中可以用NaCO 和稀盐酸来制备CO
2 3 2
B.b装置中是饱和NaCO 溶液,作用是除去a中产生的HCl
2 3
C.c中只发生2NaO +2CO =2Na CO+O
2 2 2 2 3 2
D.f中收集的气体是纯净的O
2
【变式训练2】(2022·长沙模拟)1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭的容
器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是( )
A.NaCO B.NaO NaCO
2 3 2 2 2 3
C.NaOH NaCO D.NaO NaOH NaCO
2 3 2 2 2 3
【变式训练3】(2022·日照模拟)某化学兴趣小组在学校科技节活动中表演了“滴水生火”
“吹气生火”的小魔术。如图所示,在蒸发皿上放一小团脱脂棉,在里面裹入一种淡黄色
的化合物,对着脱脂棉吹气或者用胶头滴管滴几滴水,一会儿脱脂棉会燃烧起来。下列说
法不正确的是( )
A.淡黄色化合物为NaO
2 2
B.“滴水生火”的小魔术本质上是发生了2NaO+2HO===4NaOH+O↑
2 2 2 2
C.“吹气生火”的小魔术中的火不可以用泡沫灭火器扑灭
D.在活动中为了更清楚地观察现象,需要近距离俯视蒸发皿
考点二 碳酸钠、碳酸氢钠
知识点1 Na CO 、NaHCO 的性质、用途及制法
2 3 3
1、NaCO、NaHCO 的物理性质
2 3 3
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、NaCO、NaHCO 的化学性质
2 3 3
(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
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、NaCO、NaHCO 的主要用途
2 3 3
(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。
4、NaCO 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
③工艺流程
④循环使用的物质:CO、饱和食盐水。
2
知识点2 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 Na CO (s)(NaHCO ) 加热法
2 3 3
② NaHCO (aq)(Na CO ) 通入足量CO
3 2 3 2
③ Na CO (aq)(NaHCO ) 滴加适量NaOH溶液
2 3 3
【特别提醒】①NaHCO 与碱溶液反应的实质是HCO与OH-反应生成CO,CO有可能发
3
生后续反应,如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
2 3 3 2CaCO ,无法区别;
3
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
2 3 3
浓度且不宜过大;④NaCO 、NaHCO 与酸、碱、盐的反应均为复分解反应,因而反应能
2 3 3
否进行应从复分解反应的条件来判断。
知识点3 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)