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1、 精品资料第二单元钠、镁及其化合物第一课时 金属钠、碳酸钠的性质与应用 课标要求1了解钠单质的生产原理及钠的保存、存在和用途。2了解钠的物理性质，认识钠是一种很活泼的金属，掌握钠的化学性质。3了解Na2O、Na2O2的性质。4掌握碳酸钠和碳酸氢钠的性质。5了解碳酸钠和碳酸氢钠的用途。,1.钠与O2、水反应的化学方程式为4NaO2=2Na2O(白色)2NaO2Na2O2(淡黄色)2Na2H2O=2NaOHH2Na与水反应现象可概括为浮、游、熔、响。2Na2O是碱性氧化物，Na2O2不是碱性氧化物，Na2O2可作漂白剂和供氧剂。2Na2O22H2O=4NaOHO2、2Na2O22CO2=2Na2C
2、O3O2。3Na2CO3俗称纯碱或苏打，NaHCO3俗称小苏打。它们的水溶液都呈碱性，且物质的量浓度相同时，Na2CO3溶液的碱性更强。4Na2CO3与NaHCO3相互转化的反应：Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3。2NaHCO3Na2CO3CO2H2O，NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O。 1钠的存在：在自然界中钠元素都以化合态存在，如氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等。2钠的物理性质颜色状态质地密度熔点银白色固态较软比水小较低3.钠与氧气的反应反应条件室温加热实验步骤实验现象新切开的钠具有银白色的金属光泽，在空气中很快变暗钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体化学方程式
3、4NaO2=2Na2O2NaO2Na2O2结论钠是非常活泼的金属，与O2反应，条件不同时，现象不同，产物也不同4钠与水的反应实验操作实验现象结论或解释钠浮在水面上钠的密度比水小钠熔成小球钠熔点较低，且反应放热小球在水面上迅速游动，逐渐变小，最后消失反应产生的气体推动小球运动与水反应发出“嘶嘶”声钠与水剧烈反应，反应放热并生成气体反应后溶液的颜色逐渐变红有NaOH生成化学方程式2Na2H2O=2NaOHH2特别提醒(1)钠原子最外电子层上只有一个电子，反应容易失去，表现还原性且性质活泼。(2)钠与水(滴有酚酞)反应的现象概括为“浮、熔、游、响、红”。(3)钠易与空气中O2、H2O反应，通常保存在
4、煤油中。5钠的制备工业上电解熔融的NaCl：2NaCl通电,2NaCl2。6钠的用途(1)钠可以用来制取一些钠的化合物如过氧化钠。(2)冶炼金属，如可以从钛、锆、铌、钽等金属的氯化物中置换出金属单质。钠与四氯化钛反应的化学方程式为TiCl44Na700800 ,Ti4NaCl。(3)可制作高压钠灯，其特点是黄光射程远，透雾能力强。(4)钠钾合金：常温下是液体，可用于原子反应堆作热交换剂。1钠与O2在不同条件下生成产物有何不同？写出反应的化学方程式。提示：钠与O2在常温下反应生成Na2O，加热条件下生成Na2O2，化学方程式分别为4NaO2=2Na2O,2NaO2,Na2O2。2将一块钠投入到少
5、量的盐酸中，发生哪些反应？写出反应的化学方程式。提示：钠先与盐酸反应，过量的钠再与水反应。反应的化学方程式分别为2Na2HCl=2NaClH2；2Na2H2O=2NaOHH2。3把一小块钠投到CuSO4溶液中，可观察到哪些现象？写出反应的化学方程式。提示：观察到钠浮在液面上，熔化成一闪亮的小球到处游动，有蓝色沉淀生成。反应的化学方程式为2Na2H2O=2NaOHH2，CuSO42NaOH=Cu(OH)2Na2SO4。合并后可得2Na2H2OCuSO4=Na2SO4Cu(OH)2H2。1金属钠露置于空气中的主要变化金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末，此过程中的主要变化与现象有：
6、发生的主要变化的化学方程式为4NaO2=2Na2O；Na2OH2O=2NaOH；2NaOHCO2=Na2CO3H2O，Na2CO310H2O=Na2CO310H2O；Na2CO310H2O=Na2CO310H2O。2钠与水、酸溶液、碱溶液和盐溶液的反应(1)钠与水的反应化学方程式：2Na2H2O=2NaOHH2，还原剂：Na，氧化剂：H2O。(2)钠与酸溶液的反应钠与酸溶液反应时先与酸反应生成H2。如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应。(3)钠与碱溶液的反应实质就是钠与水的反应。(4)钠与盐溶液的反应钠与盐溶液反应时，首先与水反应生成NaOH，然后NaOH与盐发生复分解反应(若氢氧化钠不与
7、盐反应，则只有钠与水的反应)。例如：(1)Na与Fe2(SO4)3溶液的反应2Na2H2O=2NaOHH2，6NaOHFe2(SO4)3=2Fe(OH)33Na2SO4。(2)Na与K2SO4溶液的反应2Na2H2O=2NaOHH2(仅此一步反应)。1取一块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列对实验现象的描述正确的是()金属先熔化在空气中燃烧，产生黄色火花燃烧后得白色固体燃烧时火焰为黄色燃烧后生成淡黄色固体ABC D解析：选C钠燃烧时，先受热熔化成闪亮的小球，然后燃烧，燃烧时火焰为黄色，燃烧后生成淡黄色的过氧化钠固体。2金属钠分别与下列溶液反应时，既有气体又有沉淀产生的是()ABaCl2溶液BK2S
8、O4溶液CFeCl3溶液 DNH4NO3溶液解析：选C钠与盐溶液中的水反应生成NaOH和H2，故每种溶液中均有气体产生。A、B、D中均无沉淀生成，C中FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀。3将金属钠分别投入下列物质的水溶液中，生成白色沉淀的是()AMgCl2 BK2SO4CCuCl2 DHCl解析：选A金属钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与盐反应产生沉淀。A项，氢氧化钠与氯化镁反应，生成氢氧化镁白色沉淀，正确；B项，氢氧化钠与硫酸钾不反应，错误；C项，氢氧化钠与氯化铜反应产生蓝色沉淀，错误；D项，无沉淀产生，错误。 (对应学生用书P39)1氧化钠(1)物理性质：Na2O是一种
9、白色粉末状固体。(2)化学性质有关的化学方程式：Na2OH2O=2NaOH；Na2O2HCl=2NaClH2O；Na2OCO2=Na2CO3。2过氧化钠(1)物理性质颜色：淡黄色；状态：固体。(2)化学性质与水的反应化学方程式：2Na2O22H2O=4NaOHO2。与二氧化碳的反应化学方程式：2Na2O22CO2=2Na2CO3O2。(3)用途供氧剂：可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。强氧化剂。漂白剂：用于漂白某些物质。特别提醒(1)Na2O2中氧元素的化合价是1价，Na2O中氧元素的化合价是2价，Na2O2与水、CO2反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂。(2)Na2O2中阴、阳离子
10、个数比是12而不是11。1Na2O2属于碱性氧化物吗？为什么？提示：不是碱性氧化物；原因是Na2O2与酸反应时，除生成盐和水外，还生成O2，因此，Na2O2不是碱性氧化物，而属于过氧化物。22.24 L的CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2反应，能得到相同条件下的气体多少升？提示：根据CO2与Na2O2、H2O与Na2O2反应的化学方程式可知，2.24 L CO2和水蒸气的混合气体与足量Na2O2反应生成1.12 L O2。37.8 g Na2O2与足量水反应时转移电子的个数是多少？提示：0.1NA；由Na2O2与水反应的化学方程式可知，0.1 mol Na2O2与水反应转移0.1 mo
11、l电子。Na2O2与CO2、H2O反应的三大关系反应的化学方程式为2Na2O22CO2=2Na2CO3O22Na2O22H2O=4NaOHO21物质的量关系不论是CO2还是H2O，通过足量的Na2O2时，放出O2的物质的量与CO2或H2O的物质的量之比均为12。2电子转移关系在Na2O2与CO2或H2O的反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，每生成1 mol O2都转移2 mol电子。3固体质量关系(1)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2m(固体) 278 g 2 mol 2106 g 56 g(2 mol CO的质量)即发生反应时，固体增加的质量等于与CO2等物质的量的CO的质量。(
12、2)2Na2O22H2O=4NaOHO2m(固体) 278 g 2 mol 440 g 4 g(2 mol H2的质量)即发生反应时，固体增加的质量等于与H2O等物质的量的H2的质量。1下列关于Na2O2的叙述中正确的是()ANa2O2是淡黄色固体，久置于空气中变成Na2OBNa2O2与水的反应中，Na2O2只作氧化剂CNa2O2属于碱性氧化物DNa2O2与CO2或H2O反应，1 mol Na2O2参加反应，转移1 mol电子解析：选DNa2O2久置空气中变成Na2CO3；Na2O2与水反应时，Na2O2既是氧化剂又是还原剂；Na2O2属于过氧化物，而不属于碱性氧化物。Na2O2与CO2反应的
13、电子转移情况为，由此可知，D正确。2CO和H2的混合气体21.2 g，与足量O2反应后，通过足量Na2O2，固体质量增加()A21.2 gB14 gC6.78 g D不能确定解析：选A已知有关反应：2H2O22H2O,2COO22CO2,2Na2O22H2O=4NaOHO2，2Na2O22CO2=2Na2CO3O2。将上述化学方程式合并可得：Na2O2H2=2NaOH，Na2O2CO=Na2CO3即反应结果相当于CO、H2恰好被Na2O2吸收，固体增加的质量就是CO和H2的总质量。 1物理性质名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱、苏打小苏打色态白色粉末细小白色晶体溶解性水中
14、易溶水中易溶，相同温度下，Na2CO3的溶解度大于NaHCO32化学性质(1)溶液的酸碱性Na2CO3溶液呈碱性。NaHCO3溶液呈碱性，物质的量浓度相同时Na2CO3溶液的pH比NaHCO3溶液的大。(2)热稳定性Na2CO3性质稳定，受热不易分解，Na2CO310H2O易风化。NaHCO3受热易分解，化学方程式为2NaHCO3,Na2CO3H2OCO2。(3)与酸(足量盐酸)反应Na2CO3：Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2。NaHCO3：NaHCO3HCl=NaClH2OCO2。(4)与碱(氢氧化钠)反应Na2CO3：与NaOH不反应；NaHCO3：NaHCO3NaOH=Na
15、2CO3H2O。(5)相互转化Na2CO3NaHCO3的化学方程式：Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3。3碳酸钠的制法侯氏制碱法主要反应的化学方程式为NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。4用途(1)碳酸钠：重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油等方面有广泛的应用。(2)碳酸氢钠：是发酵粉的主要成分之一，医疗上可以做治疗胃酸过多的药剂。1碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性比较利用下图装置探究碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，其中小试管内有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球。问题思考(1)实验时，小试管内棉花球上的无水硫酸铜由白色变成
16、蓝色，由此得出的实验结论是什么？提示：小试管内的NaHCO3受热分解生成了水。(2)实验时，烧杯A中澄清石灰水不变浑浊，而烧杯B中澄清石灰水变浑浊，依据该实验现象得出的实验结论是什么？提示：Na2CO3受热不易分解，而NaHCO3加热分解生成CO2气体，因此，热稳定性：Na2CO3NaHCO3。(3)若将大小试管中的Na2CO3和NaHCO3位置互换，能否得出相同的实验结论？提示：不能；因为大试管中加热温度高，而小试管中温度较低，NaHCO3受热分解的原因也可能是温度高造成的。2碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别问题思考(1)分别向等浓度的Na2CO3、NaHCO3的稀溶液中滴加同浓度的CaCl2溶液，(
17、如图1、图2所示)，产生的实验现象相同吗？原因是什么？提示：不相同；图1中有白色沉淀生成，发生的反应为Na2CO3CaCl2=CaCO32NaCl。图2中无明显现象，因为NaHCO3与CaCl2不反应。(2)实验中若用盐酸替代CaCl2溶液，能否鉴别Na2CO3和NaHCO3两种溶液？提示：能；向溶液中逐滴加入盐酸，Na2CO3溶液中开始无气泡，过一会才会有气泡产生；NaHCO3溶液中一开始即有大量气泡产生。1Na2CO3与NaHCO3的鉴别方法依据原理结论热稳定性2NaHCO3 Na2CO3CO2H2O；Na2CO3受热不易分解加热有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3与CaCl
18、2、BaCl2的反应COCa2=CaCO3，COBa2=BaCO3；HCO与Ca2、Ba2不反应有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3与盐酸反应的剧烈程度Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2；NaHCO3HCl= NaClH2OCO2生成气体剧烈的是NaHCO3，相对不剧烈的是Na2CO3盐酸逐滴加入时的现象COH=HCO；HCOH= CO2H2O逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3，开始不产生气体，滴加一会才产生气体的是Na2CO3注意鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液不能用澄清石灰水，原因是二者均会与Ca(OH)2反应产生白色沉淀。2Na2CO3与NaHCO3的
19、分离与提纯混合物(括号内的为杂质)除杂方法及试剂Na2CO3固体(NaHCO3)加热NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2气体Na2CO3溶液(NaHCO3)加入适量NaOH溶液1下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法错误的是()A热稳定性：NaHCO3Na2CO3C相同温度时，在水中的溶解度：NaHCO3Na2CO3D等物质的量与足量盐酸反应产生CO2的物质的量：NaHCO3NaHCO3，能全部溶解的为Na2CO3粉末，不能全部溶解的为NaHCO3粉末，正确；C项，两种物质均有白色沉淀产生，错误；D项，NaHCO3不稳定，受热可产生CO2，使澄清石灰水变浑浊，Na2CO3加热没
20、有此现象，正确。8(1)在空气中切开一块金属钠，可看到断面呈_色，具有_，但断面很快变_，主要是由于生成一薄层_，若把钠放在石棉网上加热可观察到_，反应的化学方程式为_，其中还原剂为_。(2)若把1.15 g钠放在足量的氯气中燃烧，生成氯化钠的质量是_g，反应的化学方程式是_。答案：(1)银白金属光泽暗Na2O钠熔成小球，发出黄色火焰，生成淡黄色固体2NaO2Na2O2Na(2)2.9252NaCl22NaCl9.A、B、C是三种常见的化合物，A为淡黄色固体。它们之间的转化关系如图所示。完成下列空白：(1)A的化学式_，B的化学式_。(2)写出甲BC丙的化学方程式_。(3)写出A的一种重要用途
21、_。解析：由A为淡黄色固体推出A可能为Na2O2，则由甲A(Na2O2)，推知甲可能为Na；由于Na、Na2O2均与化合物H2O反应，可推知B为H2O，则C为NaOH，乙为O2，丙为H2，经丙乙B(H2O)验证，上述推断合理。即A、B、C分别为Na2O2、H2O、NaOH；甲、乙、丙分别为Na、O2、H2。答案：(1)Na2O2H2O(2)2Na2H2O=2NaOHH2(3)呼吸面具中作供氧剂(或漂白剂)10已知A、B、C是三种含钠元素的白色固体物质，D是无色气体，E是一种难溶物质，它们具有如图所示的转化关系：(1)写出A、B、C、D、E的化学式A_，B_，C_，D_，E_。(2)写出两个箭头
22、所示转化的化学方程式。_，_。解析：根据D是无色气体，能和石灰水反应生成一种难溶物质E，可推出D是CO2，E是CaCO3；A既能和少量CO2反应，又能和足量CO2反应，可推出A是NaOH，B是NaHCO3，C是Na2CO3。答案：(1)NaOHNaHCO3Na2CO3CO2CaCO3(2)Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOHCO2Ca(OH)2=CaCO3H2O1下列各组内的两种物质发生反应时，其产物不随反应物用量比的改变而发生变化的是()ACO2和澄清石灰水BNaOH溶液和CO2CNa2CO3溶液和盐酸 DNaHCO3溶液和盐酸解析：选DA项，CO2不足量，生成CaCO3，CO2
23、过量，生成Ca(HCO3)2；B项，CO2不足，生成Na2CO3，CO2过量，生成NaHCO3；C项，盐酸不足，生成NaHCO3和NaCl，盐酸足量，生成NaCl、H2O和CO2。22.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体，由此判断其产物是()A只有Na2O B只有Na2O2CNa2O和Na2O2 D无法确定解析：选C若2.3 g钠全部生成Na2O，质量为3.1 g；若2.3 g钠全部生成Na2O2，质量为3.9 g，因为3.1 g3.5 g3.9 g，故氧化产物应为Na2O和Na2O2的混合物。3为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加
24、热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是()A. B.C. D.解析：选A因NaHCO3受热分解为Na2CO3、CO2和H2O，导致固体质量减小，可利用差量法进行计算。设NaHCO3的质量为x2NaHCO3Na2CO3CO2H2Om(减少)28410662x(w1w2)解得x，将其代入下式可得：w(Na2CO3)(w1x)/w1，A项正确。4将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是()MgSO4溶液NaCl溶液Na2SO4溶液浓CaCl2溶液CuSO4溶液饱和NaCl溶液A BC D解析：选B钠与溶液中的水反应，水的量减少。中MgSO42NaOH=Mg(O
25、H)2Na2SO4；中CaCl22NaOH=Ca(OH)22NaCl；中生成的是蓝色的Cu(OH)2沉淀，不合题意要求；中水减少，有NaCl析出。5将金属钠投入到下列物质中，有气体放出且溶液质量减轻的是()HCl溶液K2SO4溶液CuCl2溶液饱和NaOH溶液A BC D解析：选CNa投入溶液中都有H2放出，关键看溶液质量减轻这一条件。中生成Cu(OH)2沉淀，中析出NaOH晶体，使溶液质量减轻。6.如图所示，在蒸发皿中放一小块钠，加热至熔化时，用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。据此判断下列说法中不正确的是()A上述反应是置换反应B上述反
26、应放出热量C上述反应中CuSO4表现了还原性D加热且无水条件下，Na可以与CuSO4反应并生成Cu解析：选C由题干条件知，钠与无水CuSO4接触产生火花说明反应放热；有红色物质生成说明有铜产生，由此可分析知熔融的钠与无水CuSO4发生了置换反应，钠表现了还原性。7将2.48 g Na和Na2O2的混合物与足量的水反应，在标准状况下得到672 mL混合气体，将混合气体用电火花引燃恰好完全反应，则Na和Na2O2的物质的量之比为()A21 B12C11 D31解析：选A设Na和Na2O2的物质的量分别是x mol、y mol。2Na2H2O=2NaOHH221x0.5x2Na2O22H2O=4Na
27、OHO22 1y 0.5y2H2O2=2H2O2105x0.5y则有x2y，即xy21。8将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稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系是()解析：选C向NaOH和Na2CO3的混合液中滴加盐酸时，盐酸首先和NaOH反应生成水和氯化钠，当滴入0.1 L时，两者恰好反应完全；继续滴加时，盐酸和Na2CO3开始反应，首先发生反应：HClNa2CO3=NaHCO3NaCl，不放出气体，当再加入0.1 L时，此步反应进行完全；继续滴加时，发生反应：NaHCO3HCl=NaClH2OCO
28、2；此时开始放出气体，分析图像，可知C正确。9测定Na2O和Na的混合物中金属钠的质量分数可用下图所示的几套仪器组合：(1)标出各仪器连接的顺序_。(2)量筒在实验中的作用是_。(3)有一块表面氧化成Na2O的金属钠，其质量为2.0 g，实验后在量筒中收集到0.5 L水，则样品中金属钠的质量分数是_(假设在标准状况下测定)。解析：(1)B是反应发生装置，A是储存气体的装置，C是测量反应生成气体体积的装置，各仪器连接的顺序为gfeh。(2)反应产生的气体将A中的水压到量筒中，量筒中水的体积即为氢气的体积，故量筒可以间接测量氢气的体积。(3)2Na2H2O=2NaOHH246 g22.4 Lm(N
29、a)0.5 Lm(Na)1.03 g，w(Na)100%51.5%。答案：(1)gfeh(2)间接测量氢气体积(3)51.5%10某学生拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2制备Na2CO3溶液。为防止通入的CO2过量生成NaHCO3，他设计了如下实验步骤：用25 mL NaOH溶液吸收过量的CO2，至CO2不再溶解；小心煮沸溶液12 min；在得到的溶液中加入另一半(25 mL)NaOH溶液，使溶液充分混合。(1)他能否制得较纯净的Na2CO3？_；理由是_。(2)按他的设计，第步实验装置如下图所示：装置A使用的试剂是石灰石和盐酸溶液。能否使用纯碱代替石灰石？_，原因是_。装置B使用的试剂是_，作用是_。有人认为实验步骤、的顺序对调，即先混合，再煮沸，更合理，你认为对吗？_；为什么？_