第一节 钠及其重要化合物[知 识 梳 理]知识点一 钠的性质钠元素为11号元素,它在我们生活中无处不在,如高压钠灯,食盐氯化钠等,那么钠单质究竟有什么样的性质,它又是如何保存的呢?请完成下列知识点: 1.物理性质(1)钠是银白色有金属光泽,密度比H 2O 小,质软、易切割,熔点低的金属。
(2)保存:少量的钠保存在煤油中,大量的钠保存在固体石蜡中。
2.化学性质 (1)钠与氧气的反应①常温下:4Na +O 2===2Na 2O 。
课本实验2-1的现象是什么? ②加热或点燃时:2Na +O 2=====△Na 2O 2。
实验2-2的现象是什么? (2)钠与水的反应反应的化学方程式:2Na +2H 2O===2NaOH +H 2↑。
钠着火不能用水灭火,应用干燥的沙土来灭火。
知识点二 钠的氧化物1.氧化钠的性质氧化钠属于碱性氧化物,具有碱性氧化物的通性。
写出下列反应的化学方程式:(1)与水反应:Na2O+H2O===2NaOH;(2)与酸性氧化物(如CO2)反应:Na2O+CO2===Na2CO3;(3)与酸(如HCl)反应:Na2O+2HCl===2NaCl+H2O。
2.过氧化钠的性质实验2-3写出下列反应的化学方程式:(1)与H2O反应:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;(2)与CO2反应:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。
Na2O是碱性氧化物,具有碱性氧化物的通性,而Na2O2不是碱性氧化物。
知识点三碳酸钠和碳酸氢钠如上图,在试管中碳酸钠和碳酸氢钠都是白色的固体,它们的物理性质和化学性质有何不同,请完成下列知识点:1.物理性质2.化学性质(1)热稳定性现象:加热Na 2CO 3,澄清石灰水无明显现象; 加热NaHCO 3,澄清石灰水变浑浊。
结论:Na 2CO 3性质稳定,NaHCO 3不稳定,受热易分解,反应方程式为2NaHCO 3=====△Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O 。
(2)与酸(足量盐酸)反应(写出相应的离子方程式) ①Na 2CO 3:CO 2-3+2H +===CO 2↑+H 2O 。
②NaHCO 3:HCO -3+H +===CO 2↑+H 2O__。
(3)与碱(氢氧化钠溶液)反应: ①Na 2CO 3与NaOH 不反应。
②NaHCO 3:NaHCO 3+NaOH===Na 2CO 3+H 2O 。
NaHCO 3既能和强酸反应,又能和碱反应。
(4)酸碱性Na 2CO 3、NaHCO 3的水溶液均显碱性 知识点四 焰色试验元宵节的焰火,缤纷多彩,焰火的颜色究竟从何而来?带着这个问题,完成下列知识点: 1.定义很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特征颜色。
2.操作3.几种金属的焰色焰色试验是物理变化,表现的是元素的物理性质。
微判断(1)钠与O 2反应时条件不同,产物也不相同。
( ) (2)Na 2O 和Na 2O 2均为白色固体,属碱性氧化物。
( ) (3)Na 2O 和Na 2O 2中氧的化合价分别为-2和-1价。
( )(4)碳酸钠俗名纯碱,属于碱,水溶液呈碱性。
( )(5)在Na 2O 2――→CO 2①Na 2CO 3――→CO 2②NaHCO 3转化中,①、②两反应均为化合反应。
( ) (6)焰色试验是金属元素的化学性质,灼烧时,所有金属或金属阳离子均有焰色。
( ) 答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× 微训练1.下列关于钠的性质叙述中,不正确的是( )A .切下一小块钠,投入水中,钠熔成小球,说明钠与水反应有热量放出B .从钠能与水反应可推知钠也能与盐酸反应C .钠在空气中燃烧生成氧化钠D .切开一块钠,呈银白色,很快变暗,说明钠常温下能与氧气反应 解析 钠在空气中燃烧时发生反应:2Na +O 2=====△Na 2O 2,故C 选项错误。
答案 C2.下列关于钠的氧化物的叙述正确的是( ) A .Na 2O 2是白色固体,和冷水作用得到O 2和NaOH B .Na 2O 2与水的反应中,氧化剂是Na 2O 2,还原剂是水 C .Na 2O 不稳定,能继续被O 2氧化生成Na 2O 2 D .都能与酸反应,生成含氧酸盐,都是碱性氧化物 答案 C3.下列物质露置于空气中,不发生变化的是( ) A .Na 2O B .Na 2O 2 C .NaHCO 3 D .Na 2CO 3·10H 2O 答案 C4.Na 2CO 3和NaHCO 3是重要的化工原料,请回答:(1)两物质的水溶液分别与足量盐酸混合,反应的离子方程式分别为________________________________________________、 ________________________________________________。
(2)除去Na 2CO 3固体中少量NaHCO 3的方法,写出化学方程式________________________________________________。
(3)两物质的焰色试验分别为________色、________色。
答案 (1)CO 2-3+2H +===CO 2↑+H 2O HCO -3+H +===CO 2↑+H 2O(2)2NaHCO 3=====△Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O (3)黄 黄 微思考1.将一块钠切开放在空气中发生的一系列变化是什么?写出有关反应的化学方程式。
提示 变暗→小液滴→晶体→粉末 4Na +O 2===2Na 2O Na 2O +H 2O===2NaOH 2NaOH +CO 2===Na 2CO 3+H 2O Na 2CO 3+x H 2O===Na 2CO 3·x H 2O Na 2CO 3·x H 2O===Na 2CO 3+x H 2O2.将一小块钠放入CuSO 4溶液中能否置换出铜?写出有关反应的化学方程式。
提示 否。
虽然Na 的性质比Cu 活泼,但是当将Na 放入CuSO 4溶液中时,Na 首先与水反应生成NaOH ,故无法置换出Cu 。
钠与盐溶液反应的实质是钠先与水反应,生成的NaOH 再与盐溶液发生反应。
化学方程式为2Na +2H 2O===2NaOH +H 2↑,2NaOH +CuSO 4===Cu(OH)2↓+Na 2SO 4。
3.钠与酸溶液能否发生反应?写出与盐酸的反应。
提示 能。
钠与H 2O 反应的实质是钠与水电离出的H +的置换反应;钠与酸反应的实质是钠与酸电离出的H +的置换反应,且更剧烈,如2Na +2HCl===2NaCl +H 2↑。
学习任务1 钠与水及酸、碱和盐溶液的反应【情景素材】一位老师利用身边简单易得素材设计出了钠与水反应的装置如下。
实验用品塑料果汁瓶(500 mL)、眼药水瓶、(珍珠奶茶)吸管、大头针、医用针头、胶布。
制作方法1)在塑料果汁瓶的上部开一小孔,孔径不要太大,使其恰能插入吸管;2)将吸管从小孔插入果汁瓶,下端接近瓶底,上端高于瓶口,吸管与瓶的接口处用胶布封好,以保持良好的气密性;3)用大头针在眼药水瓶上戳出若干小孔,制成喷头;4)将“喷头”固定在吸管的上端,并用胶布封好,保证良好的气密性;5)在瓶盖下方固定一大头针,针头朝瓶内;另在瓶盖上方固定一医用针头,针头朝瓶外。
这样,一个钠与水反应的简易装置就做成了(图1)。
图1 钠与水反应的简易装置实验操作用橡胶塞堵住向上的医用针头,保证整个装置的气密性。
在果汁瓶中装满水(留少许空隙),并滴入几滴酚酞,在瓶盖的大头针(针头朝内的)固定一小块金属钠,迅速盖上瓶盖并旋紧。
请结合该实验,回答下列问题:1.请描述该实验的实验现象,并给出解释?提示实验现象及解释1)钠与水剧烈反应,钠逐渐脱离大头针,快速游动并隐隐有火花,瓶壁发热证明有大量热生成;2)瓶中水面逐渐下降,且喷头处有水喷出,证明有难溶于水的气体生成,水面上方气压逐渐增大,水从眼药水瓶中压出,好似“喷壶”;3)水的颜色从无色变成粉红色,证明有碱性物质生成;4)拔掉瓶盖上方针头的橡胶塞,用燃着的火柴靠近针头,可以听到轻微爆鸣声。
2.如将H2O改为盐酸,现象有何不同?提示Na与盐酸反应更为剧烈。
3.如将H2O改为CuSO4溶液,现象有何不同?提示除上述现象外,会出现蓝色沉淀。
钠与酸、碱、盐溶液反应的实质:【例题1】将适量钠投入下列溶液中,既能产生气体又能生成白色沉淀的是先与H2O反应( )A.硫酸铜溶液B.稀硫酸C.氯化钠溶液D.氯化镁溶液解析A项钠与水反应产生氢气,而生成的NaOH与CuSO4溶液反应产生蓝色沉淀;B、C项,只能产生氢气;D项既能产生氢气,又能生成Mg(OH)2白色沉淀。
答案 D变式训练1 将一小块金属钠投入盛有5 mL饱和澄清石灰水的试管中,不可能观察到的现象是( )A.有气体产生B.有沉淀产生石灰水是饱和的C.有银白色金属产生D.金属钠熔化成闪亮的小球在液面上游动解析该反应中除Na与H2O反应现象A、D外,还会产生Ca(OH)2沉淀,B项所述现象也会出现。
答案 C学习任务2有关Na2O2与CO2、H2O的反应【情景素材】过氧化钠(Na2O2)因能与二氧化碳反应生成氧气,故可作为呼吸面具中氧气的来源,潜水艇紧急情况时,也使用过氧化钠来供氧。
请回答:(1)人呼出的CO2、H2O均可与Na2O2反应,写出其相关方程式:提示2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2(2)现有两包淡黄色粉末。
分别是硫粉和过氧化钠,请思考用怎样的方法可将二者鉴别?提示可利用过氧化钠易与水反应生成氧气,而硫粉与水不容易反应,分别取少量粉末,滴加少量蒸馏水,观察。
有气体产生的是过氧化钠。
1.掌握过氧化钠的三个注意点(1)Na2O2不是碱性氧化物,因其与酸(盐酸、稀硫酸等)反应时除生成盐和水外,还生成O2,不符合碱性氧化物的概念。
(2)Na2O2具有强氧化性,能氧化S2-、SO2、SO2-3、Fe2+、酸碱指示剂等。
(3)Na2O2的水溶液具有漂白性,因此Na2O2的水溶液能氧化有色物质而使之褪色,能漂白品红溶液、酸碱指示剂、有色布条等。
2.Na2O2与H2O的反应过程分析Na2O2与水的反应可分为两个过程:①Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2②2H2O2===2H2O+O2↑所以Na2O2与H2O反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
反应过程中有H2O2生成,H2O2有强氧化性,故向反应后的水溶液中滴加酚酞溶液时,溶液先变红后褪色。
3.Na2O2与H2O、CO2的反应四大关系(1)物质的数量的关系无论是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的数量之比均为2∶1。