2019-2020年高考化學一輪復習 專題3.2 鈉的其他常見化合物 堿金屬元素講案（含解析）復習目標：1、 掌握碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉的性質(zhì)及檢驗2、 掌握侯氏制堿法的基本原理及應(yīng)用3、 掌握堿金屬元素性質(zhì)的相似性和遞變性基礎(chǔ)知識回顧：一、碳酸鈉和碳酸氫鈉1、碳酸鈉和碳酸氫鈉的比較名稱碳酸鈉碳酸氫鈉化學式Na2CO3NaHCO3俗名純堿、蘇打小蘇打水溶液酸堿性堿性（pH=1012）堿性（pH=89）類別正鹽酸式鹽顏色、狀態(tài)白色粉末白色晶體水溶性易溶（較碳酸氫鈉大）可溶與鹽酸反應(yīng)及速率碳酸鈉小于碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性穩(wěn)定易分解用途相互轉(zhuǎn)化Na2CO3 NaHCO32、碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別（1）熱穩(wěn)定性不同。分別加熱少量固體，若發(fā)生分解反應(yīng)，將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中，石灰水變渾濁的原試劑是NaHCO3，另一個為Na2CO3。（2）和酸反應(yīng)速率不同。分別取一定質(zhì)量的固體，加入等濃度、等體積的鹽酸，反應(yīng)快、產(chǎn)生氣體多的為NaHCO3，另一個為Na2CO3。（3）陰離子不同。分別取其稀溶液，滴加氯化鋇稀溶液或CaCl2溶液，產(chǎn)生沉淀的原試劑為Na2CO3，另一個為NaHCO3。（4）溶液的酸堿性。測其稀溶液(0.1 molL-1)的pH，Na2CO3溶液的pH在12左右，而NaHCO3溶液的pH在8左右。3、 碳酸氫鈉和碳酸鈉的制法（1）制取NaHCO 3的方法減壓低溫蒸干NaHCO3溶液。NaHCO3遇熱易分解，其水溶液加熱更易分解，所以不可能采用常壓下蒸發(fā)溶劑的方法制得NaHCO3晶體。往飽和Na2CO3 溶液中通入CO2，過濾得到晶體。Na2CO 3+CO 2+H2O=2NaHCO 3 （2）聯(lián)堿法制純堿原理在飽和食鹽水中通NH3飽和后，再通CO2 ：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 生成NH4HCO3的溶解度大，而c(Na+)也大，而NaHCO3溶解度小，故產(chǎn)生沉淀：NaCl+ NH4HCO3=NaHCO3+NH4Cl，總方程式：NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl。 將析出沉淀加熱，制得Na2CO3（純堿）注意：不能先通入CO2達飽和后再通入NH3，因為CO2在水中的溶解度很小(11)，即使通入過量的NH3，所生成的NaHCO3、NH4Cl也很少，這樣就無法制取NaHCO3?！镜湫屠}1】(xx惠州調(diào)研)有兩個分別裝有Na2CO3和NaHCO3固體的試劑瓶，因標簽失落而無法區(qū)分。有4位同學為鑒別它們，分別設(shè)計了下列四種不同的方法，其中可行的是 ()A分別取樣配成溶液，再加入澄清石灰水，觀察是否有沉淀生成B分別取樣后，加入相同濃度和相同體積的稀鹽酸，觀察反應(yīng)的快慢C分別取樣加熱，再檢驗是否有使澄清石灰水變渾濁的氣體產(chǎn)生D分別取樣配成溶液，在火焰上灼燒，觀察火焰的顏色【遷移訓練1】有A、B兩個完全相同的裝置，某學生分別在它們的側(cè)管中裝入1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3，A、B中分別有10 mL相同濃度的鹽酸，將兩個側(cè)管中的物質(zhì)同時倒入各自的試管中，下列敘述正確的是()AA裝置的氣球膨脹速率大B若最終兩氣球體積相同，則鹽酸的濃度一定大于或等于2 mol/LC若最終兩氣球體積不同，則鹽酸的濃度一定小于或等于1 mol/LD最終兩試管中Na、Cl的物質(zhì)的量一定相同二、氫氧化鈉1、NaOH為強堿，具有堿的通性。2、CO2與NaOH溶液反應(yīng)的計算CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+ Na2CO3+ H2O =2NaHCO3CO2+NaOH=NaHCO3（之和）反應(yīng)情況生成物<1:2NaOH過量，只發(fā)生Na2CO3、過量NaOH=1:2恰好按反應(yīng)Na2CO31:2< < 1、均有Na2CO3、NaHCO3=1:1恰好按反應(yīng)NaHCO3>1:1按反應(yīng)，CO2有剩余NaHCO3【典型例題2】在1.00L 1mol/L氫氧化鈉溶液中通入16.8L標準狀況下的CO2氣體，所得的溶液中含有的溶質(zhì)是（ ）ANa2CO3 BNaHCO3 CNa2CO3和NaHCO3 DNaOH、Na2CO3和NaHCO3【遷移訓練2】往甲、乙、丙、丁四個燒杯內(nèi)分別放入0.1 mol的鈉、氧化鈉、過氧化鈉和氫氧化鈉，然后各加入100 mL水，攪拌，使固體完全溶解，則甲、乙、丙、丁溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)大小順序是( )A甲乙丙丁 B丁甲乙丙C甲丁乙丙 D丁甲乙丙三、堿金屬元素1、原子結(jié)構(gòu)（1）相似性：最外層均為1個電子，易失去一個電子（2）遞變性：核電荷數(shù)依次增多，電子層數(shù)依次增多，原子半徑依次增大，失電子能力依次增強，活潑程度增強2、元素性質(zhì)（1）相似性：均為活潑金屬元素，最高正價均為+1價（2）遞變性：失電子能力依次增強，金屬性依次增強3、單質(zhì)性質(zhì)（1）相似性：均具強還原性，均具輕、軟、易熔的特點（2）遞變性：還原性依次增強，密度趨向增大，熔沸點依次降低（原因，可與鹵素對比），硬度趨向減小4、化合物性質(zhì)（1）相似性：氫氧化物均為強堿（2）遞變性：氫氧化物的堿性依次增強5、堿金屬的性質(zhì)規(guī)律與特例（1）通常合金多呈固態(tài)，而鈉鉀合金卻是液態(tài)。（2）堿金屬單質(zhì)在空氣或氧氣中燃燒時，生成過氧化物甚至比過氧化物更復雜的氧化物，而Li只生成Li2O。（3）堿金屬單質(zhì)密度一般隨核電荷數(shù)增大而遞增，但K的密度比Na小。（4）堿金屬單質(zhì)一般跟水劇烈反應(yīng)，但Li跟水反應(yīng)緩慢（LiOH溶解度?。?。（5）堿金屬單質(zhì)因其活動性強，多保存在煤油中，而Li卻因密度比煤油更小，只能保存在液體石蠟中。（6）堿金屬的鹽一般都易溶于水，但Li2CO3卻微溶。（7）一般說，酸式鹽較正鹽溶解度大，但NaHCO3卻比Na2CO3溶解度小。（8）試劑瓶中的藥品取出后，一般不能放回原瓶，但IA金屬Na、K等除外。（9）一般活潑金屬能從鹽中置換出不活潑金屬，但對IA非常活潑的金屬Na、K等除外。如：2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2+H2+Na2SO4。（10）Fr是放射性元素，所以在自然界中不存在。三、焰色反應(yīng)許多金屬或他們的化合物在燃燒時火焰呈現(xiàn)出特殊的顏色，這在化學上叫焰色反應(yīng)。這是一種物理變化，是某種元素的性質(zhì)。鈉是黃色 ，鉀是紫色（透過藍色鈷玻璃）用品：鉑絲（或鐵、鉻、鎳、鎢等）、酒精燈（或煤氣燈）、試劑。步驟：鉑絲在火焰上灼燒至原火焰色。蘸取溶液（沾取固體）放在火焰上灼燒，觀察火焰顏色，觀察鉀火焰顏色要透過藍色的鈷玻璃去觀察。鹽酸洗鉑絲。鉑絲在火焰上灼燒至原火焰色（如不能灼燒至原火焰色，則需再酸洗，再灼燒）。再蘸取（沾?。┝硗饣瘜W藥品進行實驗。 【典型例題3】【浙江省杭州二中xx年度高三上學期第二次月考試卷】xx年諾貝爾化學獎授予了美國科學家Peter Agre和Roderick Mackinnon以表彰他們在“水通道”和“離子通道”的研究成就。Mackinnon教授的研究內(nèi)容主要是Na+、K+體積很接近，但在生物體內(nèi)呈現(xiàn)的差別卻高達1萬倍，他革命性的讓科學家觀測Na+、K+在進入離子通道前、通道中以及穿過通道后的狀態(tài)，可為病人在“離子通道”中尋找具體的病因，并研制相應(yīng)藥物。下列關(guān)于鈉、鉀的說法正確的是A單質(zhì)鈉的密度比鉀的密度小 BNa+和K+常用作氧化劑C鈉和鉀都是短周期元素 D鈉和鉀的合金(K)=50%80%在室溫下呈液態(tài)【遷移訓練3】下述對焰色反應(yīng)實驗操作注意事項的說明，正確的是 ()鉀的火焰顏色要透過藍色鈷玻璃觀察先將鉑絲灼燒到與原來火焰的顏色相同，再蘸取被檢驗的物質(zhì)每次實驗后，要將鉑絲用鹽酸洗凈實驗時最好選擇本身顏色較淺的火焰沒有鉑絲時，也可以用光潔無銹的鐵絲代替A僅有不正確 B僅有不正確 C僅有不正確 D全對【答案】D【解析】焰色反應(yīng)是通過觀察火焰顏色來檢驗離子存在的實驗，實驗時所用火焰和所用金屬絲在灼燒時都不應(yīng)該有很明顯的顏色，否則將無法觀察到被檢驗離子的真實焰色反應(yīng)情況觀察鉀的火焰顏色時要透過藍色鈷玻璃，目的是為了濾去鈉的黃光?？键c詳析：考點一：碳酸鈉與碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)及圖像1、鹽酸逐滴加入Na2CO3溶液中現(xiàn)象：開始無明顯現(xiàn)象，后有無色氣體放出。反應(yīng)：無明顯現(xiàn)象時反應(yīng)的離子方程式：COH=HCO，無色氣體放出時反應(yīng)的離子方程式：HCOH=CO2H2O。2、Na2CO3溶液逐滴加入稀鹽酸中現(xiàn)象：有無色氣體放出。反應(yīng)的離子方程式：CO2H=CO2H2O。3、碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的基本圖像的歸納總結(jié)向Na2CO3中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖1所示；向NaHCO3中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖2所示；向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖3所示(設(shè)NaOH、Na2CO3的物質(zhì)的量之比xy11，其他比例時的圖像略)；向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖4所示(設(shè)Na2CO3、NaHCO3的物質(zhì)的量之比mn11，其他比例時的圖像略)?！镜湫屠}4】【xx上海，11】將0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 molL1稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系的是()【答案】C【遷移訓練4】【湖南常德xx上期末】加熱21.2g KOH和KHCO3的混合物使其充分反應(yīng)后冷卻，稱得固體質(zhì)量減少1.8g，則下列說法中正確的是（n表示物質(zhì)的量）An(KOH) = 0.1mol Bn(KOH) n（KHCO3)Cn(KHCO3) = 0.2molDn(KOH) n（KHCO3)考點二：碳酸鈉的制取及性質(zhì)探究1、侯氏制堿法（1）氨堿法(索爾維制堿法)向飽和食鹽水中通入足量氨氣至飽和，然后在加壓下通入CO2(由CaCO3煅燒而得)，因NaHCO3溶解度較小，故有下列反應(yīng)發(fā)生：NH3CO2H2ONH4HCO3NaClNH4HCO3NaHCO3NH4Cl將析出的NaHCO3晶體煅燒，即得Na2CO3：2NaHCO3Na2CO3CO2H2O母液中的NH4Cl加消石灰可回收氨，以便循環(huán)使用：2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O此法優(yōu)點：原料經(jīng)濟，能連續(xù)生產(chǎn)，CO2和NH3能回收使用缺點：大量CaCl2用途不大，NaCl利用率只有70%，約有30%的NaCl留在母液中。（2）聯(lián)合制堿法(侯氏制堿法)根據(jù)NH4Cl在常溫時的溶解度比NaCl大，而在低溫下卻比NaCl溶解度小的原理，在278K283K(510)時，向母液中加入食鹽細粉，而使NH4Cl單獨結(jié)晶析出供做氮肥此法優(yōu)點：保留了氨堿法的優(yōu)點，消除了它的缺點，使食鹽的利用率提高到96%；NH4Cl可做氮肥；可與合成氨廠聯(lián)合，使合成氨的原料氣CO轉(zhuǎn)化成CO2，革除了CaCO3制CO2這一工序。2、碳酸鈉性質(zhì)探究 碳酸鈉與酸反應(yīng)及氫氧化鈉與二氧化碳制取碳酸鈉的過程均為有先后關(guān)系，分步進行，在選擇題和填空題中都是熱點。在解題過程中分清先后，寫出反應(yīng)，進行解題?！镜湫屠}5】我國化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)作出了突出貢獻。以NaCl、NH3、CO2等為原料先制得NaHCO3，進而生產(chǎn)出純堿。有關(guān)反應(yīng)的化學方程式為：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3; NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl; 2NaHCO3 =Na2CO3+CO2+H2O。原理分析碳酸氫銨與飽和食鹽水反應(yīng)，能析出碳酸氫鈉晶體的原因是 。a碳酸氫鈉難溶于水b碳酸氫鈉受熱易分解c碳酸氫鈉的溶解度相對較小，在溶液中首先結(jié)晶析出實驗探究（1）一位同學將二氧化碳氣體通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉，實驗裝置如下圖所示（圖中夾持、固定用的儀器未畫出）。回答下列有關(guān)問題：a乙裝置中的試劑是 ；b丁裝置中稀硫酸的作用是 ；c實驗結(jié)束后，分離出NaHCO3晶體的操作是 （填分離操作的名稱）。（2）另一位同學用圖中戊裝置（其他裝置未畫出）進行實驗。a實驗時，須先從 管通入 氣體，再從 管中通入 氣體。b有同學建議在戊裝置的b導管下端連接己裝置，理由是 。（3）請再寫出一種實驗室制取少量碳酸氫鈉的方法： ?！具w移訓練5】【xx天津28】（19分）根據(jù)侯德榜制堿法原理并參考下表的數(shù)據(jù)，實驗室制備純堿Na2CO3的主要步驟是：將配制好的飽和NaCl溶液倒入燒杯中加熱，控制溫度在3035，攪拌下分批加入研細的NH4HCO3固體，加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘，靜置、過濾得NaHCO3晶體。用少量蒸餾水洗滌除去雜質(zhì)，抽干后，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中，灼燒2小時，制得Na2CO3固體。四種鹽在不同溫度下的溶解度（g/100g水）表溫度溶解度鹽0102030405060100NaCl35.735.836.036.336.637.037.339.8NH4HCO311.915.821.027.0NaHCO36.98.19.611.112.714.516.4NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.377.335NH4HCO3會有分解請回答：（1）反應(yīng)溫度控制在3035，是因為若高于35，則 ，若低于30，則 ；為控制此溫度范圍，采取的加熱方法為 。（2）加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘，目的是 。靜置后只析出NaHCO3晶體的原因是 。用蒸餾水洗滌NaHCO3晶體的目的是除去 雜質(zhì)（以化學式表示）。（3）過濾所得的母液中含有 （以化學式表示），需加入 ，并作進一步處理，使NaCl溶液循環(huán)使用，同時可回收NH4Cl。（4）測試純堿產(chǎn)品中NaHCO3含量的方法是：準確稱取純堿樣品W g，放入錐形瓶中加蒸餾水溶解，加12滴酚酞指示劑，用物質(zhì)的量濃度為c(mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由紅色到無色（指示CO32HHCO3反應(yīng)的終點），所用HCl溶液體積為V1 mL，再加12滴甲基橙指示劑，繼續(xù)用HCl溶液滴定至溶液由黃變橙，所用HCl溶液總體積為V2 mL。寫出純堿樣品中NaHCO3質(zhì)量分數(shù)的計算式：NaHCO3（） 考點三：鈉及其化合物綜合轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用【典型例題6】A、B、C、D、E五種物質(zhì)都含有同一元素，它們按下圖所示關(guān)系相互轉(zhuǎn)化，已知A為單質(zhì)。（1）寫出AE的化學式（2）分別寫出有關(guān)反應(yīng)的化學方程式，其中屬于氧化還原反應(yīng)的， 請標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目AB：_ AC：_ AD：_ CD：_ CE：_ DE：_【遷移訓練6】AK是中學化學中常見的幾種物質(zhì)，它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。已知常溫下A為固體單質(zhì)，B為淡黃色粉末，G、H為氣態(tài)單質(zhì)，I在常溫下為液體，D、E、F的水溶液均呈堿性，由C的飽和溶液制取F或E是重要的化工生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}：（1）寫出下列物質(zhì)的化學式：C_E_（2）寫出下列反應(yīng)的化學方程式：BD：_CE：_（3）畫出F的電子式：_（4）常溫下若電解1L C的飽和溶液，當電路中通過0.1mol電子時，溶液的pH值(假設(shè)溶液體積不變)為_。