资源简介 本资料来自于资源最齐全的21世纪教育网www.21cnjy.com第一章 认识化学科学第一节 走进化学科学——钠及其化合物考纲点击1.了解化学的主要特点是在原子、分子水平上认识物质。2.了解科学探究的基本过程,学习运用以实验和推理为基础的科学探究方法。3.了解研究物质的基本方法和程序。4.了解金属钠及钠的主要化合物的性质和应用。一、化学发展史及研究物质性质的方法和程序1.化学是在__________、__________水平上研究物质的__________、__________、__________、__________、制备和应用的科学。化学是创造性的科学,它的特征是________、____________。2.1661年英国化学家____________提出____________的概念,标志着____________的诞生;1771年,法国化学家__________建立燃烧现象的________学说,使近代化学取得了革命性的进展;1803年英国化学家、物理学家__________提出的原子学说,为近代化学的发展奠定了坚实的基础;1869年,俄国化学家____________发现元素周期律,把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系。3.研究物质的性质,常常运用________、________、________、________等方法。要探究产生相关性质的原因,还需要利用________、________等方法。4.研究物质性质的基本程序为:________物质的外观→________物质的性质→通过实验来验证所预测的性质→通过对现象的分析、综合、推论概括出结论。即时训练1著名化学家、诺贝尔奖获得者西博格博士1979年在美国化学会成立100周年大会上的讲话中指出“化学是人类进步的关键”。下列对化学的认识不正确的是( )。A.英国科学家道尔顿1661年提出化学元素的概念,标志着近代化学的诞生B.化学是在原子、分子水平上认识物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的自然科学C.化学既是一门具有创造性的科学,还是一门具有实用性的科学D.现代化学还将在能源与资源、材料科学、环境科学、医药与健康等领域产生广泛的影响二、钠的性质及应用1.物理性质软——硬度很______,质______(易切开、轻压变形)亮——______色、具有金属光泽,______体轻——密度:0.97 g·cm-3(介于水和煤油之间)低——熔点:97.81 ℃、沸点:882.9℃导——______和______的良导体特别提示:实验室使用金属钠做实验,用镊子将金属钠从试剂瓶中取出,用滤纸将其表面的煤油吸干,在玻璃片上用小刀切下一小块钠(黄豆粒大小),剩余的钠块快速放回原试剂瓶。2.钠的主要化学性质(1)钠投入滴有酚酞的水中的现象及解释现象 解释浮 钠的密度比水的密度小熔 反应放热且钠的熔点低游 反应中产生的H2对钠球的推动响 反应剧烈且有少量H2燃烧红 钠与水反应生成了NaOH,溶液显碱性(2)主要化学反应性质 现象 化学反应方程式与氧气]反应 常温下,新切开的金属钠表面很快变暗 4Na+O2===2Na2O灼烧钠时,钠先熔化成光亮的小球,而后燃烧产生黄色火焰,生成淡黄色固体 2Na+O2Na2O2与氯气反应 钠燃烧,产生黄色火焰,冒白烟 2Na+Cl2===2NaCl与硫单质的反应 研磨易爆炸 2Na+S===Na2S与水反应 钠浮在水面上,迅速熔成闪亮的小球,四处游动并发出嘶嘶声 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑与盐酸反应 比钠与水的反应剧烈得多 2Na+2HCl===2NaCl+H2↑与CuSO4溶液反应 钠浮在水面上,迅速熔成闪亮的小球,四处游动并发出嘶嘶声,并有蓝色沉淀产生 2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑与乙醇反应 比钠与水的反应缓慢得多 2Na+2CH3CH2OH===2CH3CH2ONa+H2↑特别提示:(1)实验室中钠常保存在煤油或者石蜡油中,使之隔绝空气和水。但不能保存在四氯化碳和汽油中。(2)钠与氧气反应,条件(温度)不同产物不同。(3)钠与盐溶液反应(实质):Na先与H2O发生反应,生成NaOH和H2,NaOH再跟盐发生复分解反应,生成难溶性碱,钠不能置换出盐溶液中的金属元素;钠与稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸反应时,首先是钠直接跟H+反应,过量的钠再与水反应,而不能认为是钠先跟水反应,生成的NaOH再跟酸中和。如:与CuSO4溶液反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4。3.制备电解熔融氯化钠可制备金属钠,其化学方程式:____________________________。4.钠的保存和安全问题实验室中通常把少量钠保存在________中,目的是防止Na与空气中的______和______发生反应。钠着火一般用________扑灭,而________用水、泡沫灭火器或干粉灭火器来灭火。特别提示:虽然汽油密度小于钠,但由于汽油易挥发,极易燃烧,故钠不能保存在汽油中。钠的密度小于CCl4,故钠也不能保存在CCl4中。5.钠在自然界的存在:只以化合态存在,以氯化钠为主。即时训练2将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化:表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体(粉末)。下列有关叙述不正确的是( )。A.表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠B.“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液C.最后变成碳酸钠粉末D.该过程中的所有化学反应均为氧化还原反应三、钠的氧化物和氢氧化物1.氧化钠和过氧化钠(1)比较名称 氧化钠 过氧化钠化学式 Na2O Na2O2氧元素化合价 -2 -1颜色状态 白色固体 淡黄色固体类别 碱性氧化物 过氧化物(不属于碱性氧化物)生成条件 常温 点燃(或加热)阳离子和阴离子个数比 2∶1 2∶1热稳定性 不稳定(加热时被空气中氧气氧化成Na2O2) 稳定与水反应 Na2O+H2O===2NaOH 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑与CO2反应 Na2O+CO2===Na2CO3 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2与酸反应 Na2O+2HCl===2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl===4NaCl+O2↑+2H2O主要性质 具有碱性氧化物的通性 具有强氧化性用途 — 供氧剂、漂白剂、杀菌剂等(2)写出Na2O2与CO2反应的化学方程式:________________________。(3)写出Na2O2分别与H2O、盐酸反应的离子方程式:__________________________、____________________。上述三个反应中:①每消耗1 mol Na2O2,转移电子的物质的量为____ mol;②每生成1 mol O2,转移电子的物质的量为____ mol。特别提示:将Na2O在空气中加热可转化为Na2O2,即2Na2O+O2===2Na2O2,说明Na2O2比Na2O稳定。2.NaOH(1)俗名:________、________、________;(2)物理性质______色固体,易溶于水且放出大量热,有强________,易________,向浓NaOH溶液中加入生石灰,再蒸干制成的碱石灰,即可吸收水作________剂,也可吸收CO2、SO2等酸性气体。(3)化学性质具有一元强碱的通性。即时训练3向饱和NaOH溶液中加入一定量Na2O2,充分反应后恢复到原温度,下列说法正确的是( )。A.有晶体析出,原溶液质量不变B.有晶体析出,原溶剂质量不变C.溶液仍为饱和溶液,浓度增大D.溶液仍为饱和溶液,浓度不变金属钠的性质1.金属钠露置在空气中的反应(1)变化过程银白色(Na)Na2ONaOHNaOH浓溶液Na2CO3·10H2O(白色晶体)Na2CO3(白色粉末)。(2)涉及的主要反应:4Na+O2===2Na2O,Na2O+H2O===2NaOH,2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O等。2.钠与酸的反应钠与稀硫酸、盐酸等非氧化性酸反应时,首先钠直接与H+反应,过量的钠再与水反应,而不能认为是钠先与水发生反应,生成的NaOH再与酸发生中和反应。由于酸溶液中的H+浓度比水中大得多,所以Na与酸的反应比与水的反应剧烈得多。钠投入酸中(HCl):2Na+2H+===2Na++H2↑。3.钠与盐溶液的反应(1)将金属钠放入CuSO4、FeCl3等盐溶液中,不会置换出单质Cu、Fe。因为金属钠的活动性很强,投入盐溶液中首先与水反应生成NaOH:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,NaOH再进一步与溶液中的CuSO4、FeCl3反应生成Cu(OH)2、Fe(OH)3沉淀。2NaOH+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓,3NaOH+FeCl3===3NaCl+Fe(OH)3↓。另外,由于反应放出大量热,生成的Cu(OH)2、Fe(OH)3沉淀可能会分解,生成相应的CuO、Fe2O3,这就是我们看到沉淀中有黑色物质存在的原因。同时,由于盐溶液水解显酸性,使反应剧烈程度增大,故往往能导致钠燃烧甚至发生爆炸。(2)与几种盐溶液的反应①投入NaCl饱和溶液中,有H2放出和少量NaCl固体析出:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。②投入浓NH4Cl溶液中,有H2和NH3逸出:2Na+2NH4Cl===2NaCl+2NH3↑+H2↑。③投入FeCl3溶液中,有H2逸出和Fe(OH)3红褐色沉淀生成:6Na+6H2O+2FeCl3===2Fe(OH)3↓+3H2↑+6NaCl。4.钠可以与熔融态盐反应如TiCl4+4Na===Ti+4NaCl。特别提示:金属钠可以从某些熔融盐中置换出金属,但不能从盐溶液中置换出金属。【例1】(2012重庆理综改编)(1)一定条件下,Na还原CCl4可制备金刚石,反应结束冷却至室温后,回收其中的CCl4的实验操作名称为________,除去粗产品中少量钠的试剂为________。(2)下列叙述正确的是________(填序号)。①Na还原CCl4的反应、Cl2与H2O的反应均是置换反应②钠、锂分别在空气中燃烧,生成的氧化物中阴阳离子数目比均为1∶2二、过氧化钠的强氧化性及有关计算1.Na2O2的强氧化性、漂白性由于过氧化钠的强氧化性,当过氧化钠与具有还原性的物质发生反应时,可以把还原性物质氧化。(1)Na2O2投入氢硫酸中,可将H2S氧化成S,溶液变浑浊。(2)Na2O2投入Na2SO3溶液中,可将SO氧化成SO。(3)Na2O2投入FeCl2溶液中可将Fe2+氧化成Fe3+,并生成红褐色沉淀。(4)Na2O2投入品红溶液中可使品红溶液退色,说明Na2O2有漂白性(强氧化性引起的)。(5)Na2O2投入滴有酚酞的水中,水溶液先变红后变为无色,体现出Na2O2的强氧化性。(6)Na2O2中通入SO2:Na2O2+SO2===Na2SO4特别提示:Na2O2、HClO、O3的漂白性都是利用其强氧化性而使有色物质退色;活性炭因具有吸附作用而使有色物质退色;SO2因能与有色物质结合成无色物质而具有漂白性。2.过氧化钠的有关计算足量过氧化钠与H2、CO和O2点燃混合物反应的计算―→H2+Na2O2===2NaOH(仅是计算关系)―→CO+Na2O2===Na2CO3(仅是计算关系)特别提示:所以有a g通式符号(CO)m(H2)n(m=0,1,2,…,n=0,1,2,…)的物质(包括纯净物和混合物)在氧气中完全燃烧,将其产物通过足量的Na2O2固体,反应完毕,固体增重a g。3.有关Na2O2与CO2、H2O反应的物质的量关系2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O22H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。4.有关Na2O2与CO2、H2O反应的先后顺序一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O发生反应。特别提示:(1)用脱脂棉包住过氧化钠,滴加少量水时脱脂棉可以燃烧,不仅可以说明Na2O2与H2O反应生成O2,还可以说明该反应放热。(2)当过氧化钠与水或CO2反应时,1 mol Na2O2转移电子1 mol而不是2 mol。【例2】下列对于过氧化钠的叙述中正确的是( )。A.将少量Na2O2投入紫色石蕊溶液中,溶液呈蓝色B.1 mol Na2O2与H2O完全反应,转移2 mol电子C.充分加热等物质的量的Na2O2和NaHCO3的混合物,剩余物质为Na2CO3D.a g CO和H2的混合气体充分燃烧的产物与足量的Na2O2充分反应后,固体质量增加a g过氧化钠与水反应原理探究【实验典例】如图所示,“二氧化碳是否在有水存在时,才能与过氧化钠反应?”这个问题可通过以下实验加以证明。(1)按图连接装置,在干燥的试管Ⅲ中装入Na2O2后,在通入CO2之前,应事先将弹簧夹(K1、K2)夹持好,目的何在?______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)试管Ⅰ内的试剂X是____________时,打开弹簧夹K1、K2,加热试管Ⅲ约5分钟后,将带火星的小木条插入试管Ⅱ的液面上,可观察到带火星的小木条不能剧烈地燃烧起来,且Ⅲ内淡黄色粉末未发生变化。则所得的结论是______________________________________。(3)试管Ⅰ内试剂为CO2饱和水溶液时,其他操作同(2),通过________________________________________________________________________________________________________________________________________________的现象,可以证明Na2O2与潮湿的CO2能反应且放出O2。1.(高考组合题)下列叙述正确的是________。(1)(2012广东理综改编)Na2O2用作呼吸面具的供氧剂,不涉及氧化还原反应(2)(2012重庆理综)NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3(3)(2012江苏化学改编)下列物质转化在给定条件下能实现:饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3(4)(2012北京理综)切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗2Na+O2===Na2O2(5)(2012福建理综改编)钠与水作用形成的溶液能与NH4Cl反应生成NH3(6)(2012北京理综)Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间,变成白色黏稠物2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2(7)(2012北京理综)向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水,出现白色沉淀2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O(8)(2012福建理综)金属钠着火时,用细沙覆盖灭火(9)(2012浙江理综)做“钠与水的反应”实验时,切取绿豆大小的金属钠,用滤纸吸干其表面的煤油,放入烧杯中,滴入两滴酚酞溶液,再加入少量水,然后观察并记录实验现象2.将0.01 mol下列物质分别加入100 mL蒸馏水中,恢复至室温,所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)( )。①Na2O2 ②Na2O ③Na2CO3 ④NaClA.①>②>③>④B.①>②>④>③C.①=②>③>④D.①=②>③=④3.在一定条件下,将钠与氧气反应的生成物1.5 g溶于水,所得溶液恰好能被80 mL浓度为0.50 mol·L-1的HCl溶液中和,则该生成物的成分是( )。A.Na2OB.Na2O2C.Na2O和Na2O2D.Na2O2和NaO24.下列有关说法正确的是( )。A.Na2O、Na2O2组成元素相同,与CO2反应产物也相同B.含NA个Na+的Na2O溶解于1 L水中,Na+的物质的量的浓度为1 mol·L-1C.Na的金属活动性比Mg强,故可用Na与MgCl2溶液反应制MgD.1 mol Na2O2固体中含离子总数为3NA5.把一小块金属钠放入下列溶液中,既能产生气体又会生成白色沉淀的是( )。A.稀硫酸 B.氢氧化钾稀溶液C.硫酸铜溶液 D.氯化镁溶液6.下列物质的保存方法正确的是( )。①少量金属钠保存在冷水中②浓硝酸盛放在棕色试剂瓶中③少量金属钾保存在煤油中④氢氧化钠溶液盛放在带有橡胶塞的试剂瓶中⑤碳酸钠固体保存在带橡胶塞的细口瓶中A.①②⑤ B.①③④C.②③④ D.③④⑤7.(2012北京石景山一模)我国制碱工业的先驱——侯德榜先生,1939年发明了著名的侯氏制碱法,其核心反应原理可用如下化学方程式表示:NH3+CO2+NaCl+H2O===NH4Cl+NaHCO3↓依据此原理,欲制得碳酸氢钠晶体,某学生设计了如下实验装置,其中B装置中的试管内是溶有氨和氯化钠的溶液,且二者均已达到饱和。(1)A装置中所发生反应的离子方程式为____________。C装置中稀硫酸的作用为______________________。(2)下表中所列出的是相关物质在不同温度下的溶解度数据(g/100 g水)参照表中数据,请分析B装置中使用冰水的目的是____________________________。(3)该学生在检查完此套装置气密性后进行实验,结果没有得到碳酸氢钠晶体,指导教师指出应在________装置之间(填写字母)连接一个盛有________的洗气装置,其作用是________________________________________________________________________。(4)若该学生进行实验时,所用饱和食盐水中含NaCl的质量为5.85 g,实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.04 g,则NaHCO3的产率为________。参考答案基础梳理整合一、1.原子 分子 组成 结构 性质 变化 认识分子 制造分子2.波义耳 元素 近代化学 拉瓦锡 氧化 道尔顿 门捷列夫3.观察 实验 分类 比较 模型 假说4.观察 预测即时训练1 A二、1.小 软 银白 固 热 电3.2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑4.煤油 O2 H2O 沙子 不能即时训练2 D三、1.(2)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2↑(3)2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑ 2Na2O2+4H+===4Na++2H2O+O2↑ 1 22.(1)烧碱 火碱 苛性钠 (2)白 腐蚀性 潮解 干燥即时训练3 D核心归纳突破【例1】答案:(1)过滤 水(或乙醇) (2)②解析:(1)联想高温下4Na+TiCl4===Ti+4NaCl,故Na还原CCl4发生反应后生成金刚石、NaCl,其中只有CCl4为液态,其余均为固体,故可采用过滤的方法回收CCl4。粗产品中混有的金属钠,利用其与乙醇或水反应除去。(2)①Cl2与H2O反应生成HCl与HClO,不是置换反应,故①错。②钠在空气中燃烧生成Na2O2,阴离子为O,故阴阳离子数目比为1∶2,锂在空气中燃烧生成Li2O,阴阳离子数目比为1∶2,故②正确。【例2】D 解析:A项,Na2O2与H2O反应产生NaOH使石蕊溶液变蓝,但Na2O2具有强氧化性,又会使蓝色退去;B项,Na2O2与水反应时,既做氧化剂,又做还原剂,1 mol Na2O2转移1 mol电子;C项,在计算时可处理成先让CO2与Na2O2全部反应,若剩余Na2O2,则再与H2O反应。1 mol NaHCO3受热分解产生0.5 mol CO2和0.5 mol H2O,则生成的CO2、H2O恰好与Na2O2反应,故残留的固体物质为Na2CO3、NaOH;D项,组成符合(CO)m·(H2)n的物质,完全燃烧的产物通过Na2O2后,固体增加的质量等于原物质的质量。所以a g CO和H2的混合气体充分燃烧的产物与足量的Na2O2充分反应后,固体质量增加a g。实验探究拓展实验典例答案:(1)以防止试管Ⅲ中的Na2O2与试管Ⅱ内的水蒸气发生反应(2)浓硫酸 过氧化钠与干燥的CO2不反应(3)带火星的小木条在试管Ⅱ的液面上复燃,同时,Ⅲ内固体由淡黄色变为白色解析:本题旨在利用对比实验,探究Na2O2与CO2反应的环境,故实验步骤中,首先让Na2O2与干燥CO2反应,必须保证整个环境中不能有H2O,故通入反应装置前CO2必须干燥。演练巩固提升1.答案:(3)(5)(8)解析:(1)有单质O2生成发生氧化还原反应,(1)错;NaHCO3受热易分解生成Na2CO3、CO2、H2O,而Na2CO3受热不分解,(2)错;侯氏制碱法制取纯碱:第一步:CO2+NH3+NaCl+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,NH3必须先通入到溶液中,然后再通入CO2。NaHCO3的溶解度较小,呈固体析出。第二步:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,(3)对;切开的金属钠在空气中变暗是因为Na与空气中的O2反应生成Na2O,(4)项错;钠溶于水形成NaOH溶液,能与NH4Cl发生复分解反应生成NH3,(5)项正确;Na2O2在潮湿的空气中变为白色黏稠物是因Na2O2与空气中的水蒸气反应生成NaOH的缘故,(6)项错;(7)项因澄清石灰水过量,反应后溶液中不会存在大量的CO,CO与过量的Ca2+结合生成CaCO3沉淀,所以正确的离子方程式为:HCO+Ca2++OH-===H2O+CaCO3↓,(7)项错;(8)项主要是考查学生一些实验常识,(8)对。做“钠与水的反应”实验时,应向一只盛有水的小烧杯中滴加几滴酚酞溶液,然后将绿豆大小用滤纸吸干其表面煤油的金属钠投入小烧杯中,观察并记录实验现象,(9)选项错。2.C 解析:本题考查钠的化合物溶于水后离子浓度的大小比较。四种物质溶于水后所得溶液中溶质分别是①0.02 mol NaOH,②0.02 mol NaOH,③0.01 mol Na2CO3,④0.01 mol NaCl;又因为CO发生水解;CO+H2OHCO+OH-使阴离子数目增多,故阴离子浓度大小顺序是①=②>③>④。3.C 解析:本题考查钠与O2反应产物的成分判断,可用极值法迅速解决问题。HCl为0.04 mol,由电荷守恒钠(Na+)=0.04 mol。钠的氧化物若为Na2O,应为0.02 mol×62 g·mol-1=1.24 g;若为Na2O2,应为0.02 mol×78 g·mol-1=1.56 g。1.5 g介于1.24~1.56 g之间,故应为二者的混合物。4.D 解析:A项CO2+Na2O===Na2CO3,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2故A错;Na2O溶于水会与H2O发生反应,水的量减少,溶液体积小于1 L,B错;Na不能从MgCl2溶液中置换出Mg,与熔融MgCl2反应才能置换出Mg,C错;Na2O2中含有Na+和O,所以1 mol Na2O2含离子总数为3NA,D正确。5.D 解析:钠与溶液中的水反应产生H2,硫酸铜溶液中产生蓝色沉淀Cu(OH)2,氯化镁溶液中产生白色沉淀Mg(OH)2。6.C 解析:钠与水反应,2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,①错;浓硝酸见光或受热易分解:4HNO3===4NO2↑+2H2O+O2↑,②对;钾比钠活泼,与水和氧气都反应,应隔绝空气保存,所以少量金属钾保存在煤油中(大量钾应用石蜡密封保存),③对;氢氧化钠溶液易与磨砂玻璃中的二氧化硅反应,SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O,生成的硅酸钠使瓶口和塞子黏在一起,故氢氧化钠溶液盛放在带有橡胶塞的试剂瓶中,④对;固体应保存在广口瓶中,⑤错。7.答案:(1)CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O 吸收从B装置中的试管内逸出的氨气,减少对环境的污染(2)温度越低,碳酸氢钠的溶解度越小,便于析出(3)A与B 饱和NaHCO3溶液(其他合理答案均可) 除去CO2中混有的HCl气体(4)60%解析:(4)NH3+CO2+NaCl+H2O===NH4Cl+NaHCO3↓ 58.5 84 5.85 g m=m=8.4 g所以NaHCO3的产率为×100%=60%。-21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网 展开更多...... 收起↑ 资源预览