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第三章 金屬及其化合物,第一節(jié) 鈉及其化合物,考綱要求 1.了解鈉及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.以堿金屬為例，掌握同一主族內(nèi)元素性質(zhì)的變化規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。,一、鈉 1．鈉的物理性質(zhì) (1)顏色： 色，有金屬光澤。 (2)密度：ρ(H2O) ρ(Na) ρ(煤油) (3)熔點：100 ℃。 (4)硬度：質(zhì)地 ，可以用小刀切割。,考點一 鈉的性質(zhì)及應(yīng)用、堿金屬元素,銀白,,,軟,2．化學(xué)性質(zhì) (1)與非金屬反應(yīng)：,(2)與水反應(yīng)： 離子方程式為__________________________________ (3)與酸反應(yīng)： 如鹽酸，離子方程式：____________________________。 (4)與鹽溶液的反應(yīng)： 如Na投入CuSO4溶液中，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：____________________________________________________。,2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑,2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑,2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑,3．鈉的制取、保存,石蠟油,二、堿金屬元素 1．堿金屬元素 (1)物理性質(zhì)：,(2)化學(xué)性質(zhì)： 鉀與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為： __________________________。,2K＋2H2O===2KOH＋H2↑,(3)堿金屬可與H2發(fā)生反應(yīng)生成RH，屬于離子化合物，H元素顯－1價，堿金屬氫化物是強還原劑。如NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，______是還原劑， 是氧化劑，氧化產(chǎn)物為 ，還原產(chǎn)物為___。,NaH,H2O,H2,H2,2．焰色反應(yīng) (1)多種金屬或它們的化合物在灼燒時會使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色，這在化學(xué)上叫焰色反應(yīng)。該變化屬于 變化。 (2)鈉、鉀的焰色反應(yīng)：鈉為 色、鉀為_____色(透過藍色鈷玻璃觀察)。 (3)焰色反應(yīng)的操作：,物理,黃,紫,1．鈉能否保存在CCl4中？鋰能否保存在煤油中？ 提示：不能。因密度ρLiρ煤油ρNaρCCl4。會浮在液面上，起不到隔絕空氣的作用。,2．判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“” (1)用鉑絲蘸取少量某溶液進行焰色反應(yīng)，火焰呈黃色，該溶液一定不含鉀元素( ) (2)Li在氧氣中燃燒主要生成Li2O2。( ) (3)K與水反應(yīng)比Li與水反應(yīng)劇烈。( ) (4)等質(zhì)量的鈉生成Na2O和Na2O2時失去的電子數(shù)相等。( ) (5)Na放入濃NH4Cl溶液中有H2和NH3放出。( ) 答案：(1) (2) (3)√ (4)√ (5)√,1．(2015年中山六校聯(lián)考)下列關(guān)于鈉與水反應(yīng)的說法不正確的是( ) ①將小塊鈉投入滴有石蕊試液的水中，反應(yīng)后溶液變紅 ②將鈉投入稀鹽酸中，鈉先與水反應(yīng)，后與鹽酸反應(yīng) ③將兩小塊質(zhì)量相等的金屬鈉，一塊直接投入水中，另一塊用鋁箔包住，在鋁箔上刺些小孔，然后投入水中，兩者放出的氫氣質(zhì)量相等 A．只有①② B．只有③ C．只有②③ D．①②③,鈉的性質(zhì),解析：鈉與水反應(yīng)生成的NaOH能使石蕊試液變藍，①不正確；鈉投入稀鹽酸中先與鹽酸反應(yīng)，過量的鈉再與水反應(yīng)，②不正確；用鋁箔包住的鈉除Na與水反應(yīng)生成H2外，Al與NaOH溶液反應(yīng)也會產(chǎn)生H2，故③不正確。 答案：D,2．將鈉投入到下列溶液中，反應(yīng)的劇烈程度由強到弱的是( ) ①水 ②NaOH溶液 ③0.1 mol/L鹽酸 ④0.1 mol/L硫酸鈉 ⑤乙醇 A．⑤④③②① B．④③①②⑤ C．③④①②⑤ D．①③④②⑤ 答案：C,3．將金屬鈉放入盛有下列溶液的小燒杯中，既有氣體產(chǎn)生，又有白色沉淀產(chǎn)生的是________。 ①MgSO4溶液 ②NaCl溶液 ③Na2SO4溶液 ④飽和澄清石灰水 ⑤Ca(HCO3)2溶液 ⑥CuSO4溶液 ⑦飽和NaCl溶液 答案：①④⑤⑦,(1)鈉與水、酸、鹽溶液、醇反應(yīng)的實質(zhì)都是與H＋的反應(yīng)。H＋的濃度大小決定了反應(yīng)速率的大小。 (2)鈉與酸和鹽溶液反應(yīng)時：遇酸酸優(yōu)先，遇鹽水在前！ (3)金屬鈉與鹽或堿溶液反應(yīng)的思維模板：,,4．下列對堿金屬性質(zhì)的敘述中，正確的是( ) A．單質(zhì)在空氣中燃燒生成的都是過氧化物 B．銫的密度比水小，能像鈉一樣與水反應(yīng)時浮在水面上 C．金屬鋰應(yīng)浸沒在煤油里保存 D．堿金屬單質(zhì)與水反應(yīng)都生成堿和氫氣 解析：堿金屬單質(zhì)在空氣中燃燒的產(chǎn)物與堿金屬的活潑性有關(guān)，活潑性不同，燃燒產(chǎn)物也不同。Li生成Li2O，Na生成Na2O2，K、Rb、Cs生成更復(fù)雜的氧化物，A錯；銫的密度比水大，不會像鈉一樣與水反應(yīng)時浮在水面上，B錯；鋰的密度比煤油小，會浮在煤油上，不能浸沒在煤油里，應(yīng)保存在密度更小的石蠟油里，C錯。 答案：D,堿金屬元素,5．(2014年南昌模擬)堿金屬元素是周期性表現(xiàn)得最鮮明和最有規(guī)律的一族元素。下列說法正確的是( ) A．堿金屬單質(zhì)中鋰的密度最小，熔點最低 B．碳酸鉀溶液的pH7 C．乙醇與金屬鉀反應(yīng)生成氫氣 D．用電解銫鹽溶液的方法冶煉金屬銫 答案：C,1．比較,考點二 氧化鈉和過氧化鈉,2.Na2O2的有關(guān)反應(yīng) (1)Na2O2與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式： ________________________________ (2)Na2O2與H2O反應(yīng)的離子方程式： ___________________________________ 上述兩個反應(yīng)中： ①每消耗1 mol Na2O2轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1 mol； ②每生成1 mol O2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2 mol。,2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑,1．思考 (1)為什么Na2O2不屬于堿性氧化物？ (2)Na、Na2O、Na2O2、NaOH四種物質(zhì)長時間暴露在空氣中最終會變成什么物質(zhì)？ 提示： (1)Na2O2與酸反應(yīng)除了生成鹽，還會生成氧氣，故Na2O2 不是堿性氧化物。 (2)都會變?yōu)镹a2CO3。,2．判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“” (1)過氧化鈉能與水反應(yīng)，所以過氧化鈉可以做氣體的干燥劑。( ) (2)過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)時，過氧化鈉既是氧化劑又是還原劑。( ) (3)78 g Na2O2中含陰離子的個數(shù)是2NA。( ) (4)Na2O2在潮濕的空氣中放置一段時間，變成白色黏稠物的原因是2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。( ) 答案：(1) (2)√ (3) (4),Na2O2的強氧化性,答案：A,2．下列關(guān)于Na2O2的說法正確的是( ) A．Na2O2與SO2反應(yīng)生成Na2SO3和O2 B．Na2O2投入到酚酞溶液中，溶液變紅 C．Na2O2能與酸反應(yīng)生成鹽和水，所以Na2O2是堿性氧化物 D．用潔凈的玻璃管向包有Na2O2的脫脂棉吹氣，脫脂棉燃燒，說明CO2、H2O與Na2O2的反應(yīng)是放熱反應(yīng) 答案：D,Na2O2的強氧化性 (1)Na2O2與SO2反應(yīng)：Na2O2＋SO2===Na2SO4。 (2)Na2O2投入FeCl2溶液中，可將Fe2＋氧化成Fe3＋，同時生成Fe(OH)3沉淀。 (3)Na2O2投入氫硫酸中，可將H2S氧化成單質(zhì)硫，溶液變渾濁。 (4)Na2O2投入Na2SO3溶液中，可將Na2SO3氧化成Na2SO4。 (5)Na2O2具有漂白性，投入品紅溶液中，可使品紅溶液褪色。,3．200 ℃時CO2和水蒸氣的混合氣體共23.2 g與足量的Na2O2充分反應(yīng)后，固體質(zhì)量增加了7.2 g，則原混合氣體的物質(zhì)的量為( ) A．0.2 mol B．0.6 mol C．0.8 mol D．1.0 mol 解析：與足量Na2O2反應(yīng)后生成O2：23.2 g－7.2 g＝16 g，可計算出混合氣體共1 mol。 答案：D,有關(guān)Na2O2的定量計算,4．過氧化鈉可作為氧氣的來源。常溫常壓下二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)后，若固體質(zhì)量增加了28 g，反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的物理量正確的是(NA表示阿伏加德羅常數(shù))( ),答案：C,5．(2014年龍巖模擬)取a g某物質(zhì)在O2中完全燃燒，將生成物與足量Na2O2固體完全反應(yīng)，反應(yīng)后，固體質(zhì)量恰好也增加了a g，下列物質(zhì)不能滿足上述結(jié)果的是( ) A．H2 B．CO C．C6H12O6 D．C12H22O11 答案：D,1．Na2O2與水、CO2反應(yīng)的四個重要關(guān)系 反應(yīng)方程式：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 (1)物質(zhì)的量關(guān)系。 無論是CO2或H2O(g)的單一物質(zhì)還是二者的混合物，與足量的Na2O2反應(yīng)時，消耗CO2或H2O(g)與放出O2的物質(zhì)的量之比均為2∶1，即氣體減小的體積等于生成的O2的體積。 (2)固體質(zhì)量關(guān)系。 相當(dāng)于固體(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O(g)中的“H2”；可以看作發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(實際上兩反應(yīng)不能發(fā)生)。,(3)先后順序關(guān)系。 一定量的Na2O2與一定量CO2和H2O(g)的混合物反應(yīng)，解決問題時可視作Na2O2先與CO2反應(yīng)，待CO2反應(yīng)完成后，Na2O2再與H2O(g)發(fā)生反應(yīng)(實際情況復(fù)雜得多)。 (4)電子轉(zhuǎn)移關(guān)系。 不論是與CO2還是與H2O(g)反應(yīng)，CO2與H2O(g)均既不是氧化劑也不是還原劑，反應(yīng)的實質(zhì)都是Na2O2自身發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，所以每有1 mol O2生成時，轉(zhuǎn)移的電子均為2 mol。,2．增重量等于可燃物質(zhì)量的規(guī)律 凡分子組成符合(CO)m(H2)n的物質(zhì)，W g該物質(zhì)在O2中完全燃燒，將其產(chǎn)物(CO2和水蒸氣)通過足量的Na2O2后，固體增重必為W g。或是由C、H、O三種元素組成的物質(zhì)，只要C、O原子個數(shù)比為1∶1，即可滿足該條件。 中學(xué)階段常見的符合這一關(guān)系的物質(zhì)有： (1)無機物：H2、CO及H2和CO的混合氣體； (2)有機物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。,Na2O2與水、CO2反應(yīng)的兩個常見誤區(qū) (1)Na2O2與水、CO2反應(yīng)都是自身的氧化還原反應(yīng)。 (2)1 mol Na2O2與足量CO2或H2O發(fā)生反應(yīng)時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是NA而不是2NA。,一、性質(zhì)(寫離子方程式) 1．Na2CO3：,考點三 碳酸鈉與碳酸氫鈉,2．NaHCO3：,二、轉(zhuǎn)化,將CO2氣體通入到飽和Na2CO3溶液中有何現(xiàn)象？原因是什么？ 提示：開始無明顯現(xiàn)象，后有沉淀析出。原因是①生成NaHCO3的質(zhì)量比原Na2CO3的質(zhì)量大；②NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度，反應(yīng)消耗溶劑水。,1．下列關(guān)于Na2CO3和NaHCO3性質(zhì)的說法錯誤的是( ) A．熱穩(wěn)定性：NaHCO3Na2CO3 B．與同濃度鹽酸反應(yīng)的劇烈程度：NaHCO3Na2CO3 C．相同溫度時，在水中的溶解性：NaHCO3Na2CO3 D．等物質(zhì)的量濃度溶液的pH：NaHCO3Na2CO3 答案：B,Na2CO3、NaHCO3的性質(zhì),2．下列敘述中正確的是( ) A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3飽和溶液，又有CaCO3沉淀生成 B．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物質(zhì)的量的稀鹽酸，生成的CO2與原Na2CO3的物質(zhì)的量之比為1∶2 C．等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3分別與足量鹽酸反應(yīng)，在同溫同壓下，生成的CO2體積相同 D．向Na2CO3飽和溶液中通入CO2，有NaHCO3結(jié)晶析出,解析：CaCO3與CO2、H2O反應(yīng)生成Ca(HCO3)2，再加入NaHCO3飽和溶液是沒有現(xiàn)象的，A項錯；向Na2CO3溶液中逐滴加入等物質(zhì)的量的稀鹽酸，僅生成NaHCO3，無CO2氣體放出，B項錯；等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3，NaHCO3的物質(zhì)的量多，與足量鹽酸反應(yīng)時，放出的CO2多，C項錯；D項，發(fā)生的反應(yīng)為：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，反應(yīng)消耗水且NaHCO3的溶解性較小，故有結(jié)晶析出，正確。 答案：D,3．(2014年遵義模擬)a g純凈的碳酸鈉和a g碳酸鈉與碳酸氫鈉的混合物相比，下列各種情況描述正確的是( ) A．分別和鹽酸反應(yīng)時，混合物的耗酸量大 B．分別和足量鹽酸反應(yīng)時，混合物放出的CO2多 C．分別配制成等體積溶液，混合物的pH大 D．分別配制成等體積溶液，混合物的Na＋的物質(zhì)的量大 答案：B,與足量鹽酸反應(yīng)的比較 (1)生成CO2速率：NaHCO3快。,4．有兩試管分別裝有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判斷正確的是( ),Na2CO3、NaHCO3的鑒別,答案：C,5．下列幾種試劑能把等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3、NaHCO3鑒別開的是________。 (1)CaCl2溶液 (2)澄清石灰水 (3)稀鹽酸 (4)pH試紙 答案：(1)(3)(4),1．判斷類別，用準(zhǔn)方法，突破Na2CO3、NaHCO3的鑒別,,碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的基本圖像 1.向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積關(guān)系如圖1所示： 圖像特點：Oa段、ab段消耗鹽酸的體積相等。,,2.向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積關(guān)系如圖2所示：,,3.向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積關(guān)系如圖3所示(設(shè)Na2CO3、NaHCO3的物質(zhì)的量之比為m∶n＝1∶1，其他比例時的圖像略)。,,4.向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積關(guān)系如圖4所示(設(shè)NaOH、Na2CO3的物質(zhì)的量之比x∶y＝1∶1，其他比例時的圖像略)。,,典例 向濃度相等、體積均為50 mL的A、B兩份NaOH溶液中，分別通入一定量的CO2后，再稀釋到100 mL。 (1)在NaOH溶液中通入一定量的CO2后，溶液中溶質(zhì)的組成可能是①__________，②__________，③__________，④________。 (2)在稀釋后的溶液中逐滴加入0.1 molL－1的鹽酸，產(chǎn)生CO2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)與所加鹽酸的體積關(guān)系如下圖所示。,,①A曲線表明，原溶液通入CO2后，所得溶質(zhì)與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2的最大體積是________mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 ②B曲線表明，原溶液通入CO2后，所得溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式為__________________________________________________________。 ③原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為__________________________________________________________。,即時訓(xùn)練 將一定體積的CO2通入到一定濃度的NaOH溶液中，為了測定其溶液的成分，向該溶液中逐滴加入1 molL－1鹽酸。所加入鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的關(guān)系如圖所示。 (1)寫出OA段所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_____________________ _______________________________________________________。 (2)當(dāng)加入35 mL鹽酸時，所產(chǎn)生的CO2的體積是____________mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 (3)溶液中所含的物質(zhì)有_________________________________， 其物質(zhì)的量之比為________。,,解析：25至45段只能是碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)，因為前25 mL鹽酸量大于后面的20 mL，因此原混合溶液一定是氫氧化鈉與碳酸鈉溶液的混合物，25 mL中，有20 mL是使碳酸鈉變成碳酸氫鈉的(因為產(chǎn)生氣體共用20 mL鹽酸)，所以還有5 mL是酸堿中和。所以35 mL時實際上只有10 mL是鹽酸與碳酸氫鈉反應(yīng)放出二氧化碳。,