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金属钠及其化合物的复习版

金属钠及其化合物 课时目标:1、掌握金属Na 及其重要化合物(氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氯化钠等化合物)的主要性质及其应用。

2、了解碱金属元素的相似性和递变性3、掌握工业制碱的方法。

知识精要: 一、金属钠(一)钠的物理性质颜色 硬度 密度 熔点 导电导热性 银白色小ρ水>ρ>ρ煤油低良好(二)钠的化学性质 1、钠与氧气反应(1)与空气接触缓慢氧化:4Na + 2O 2 → 2Na 2O (现象: )(2)在空气(或氧气)中燃烧:2Na + O 2 −−→△Na 2O 2 (现象: ) 以上反应说明钠的哪个氧化物更稳定? 过氧化钠 2、钠在氯气中燃烧2Na + Cl 2 → 2NaCl (现象: ) 3、钠与硫混合研磨即反应2Na+S −−−→研磨Na 2S (现象: ) 4、钠与水反应化学方程式: 现象:5、钠与酸反应:金属钠与酸反应比水反应更激烈,极易爆炸,要特别小心。

【说明】过量的钠投入酸溶液中,先与酸反应反应,酸反应完后再与水反应 6、钠与有机物反应Na 与C 2H 5OH : 现象:【思考】试比较钠与水、乙醇、乙酸、苯酚反应的剧烈程度?【例1】在烧杯中加入水和苯(密度:0.88g/cm 3)各50mL 。

将一小粒金属钠(密度:0.97g/cm 3)投入烧杯中。

观察到的现象可能是 ( )A.钠在水层中反应并四处游动B.钠停留在苯层中不发生反应C.钠在苯的液面上反应并四处游动D.钠在苯与水的界面处反应并可能作上、下跳动7、钠与盐反应①与盐溶液反应钠与硫酸铜溶液:钠与氯化铵溶液:钠与氯化铁溶液:②与熔融盐反应钠与TiCl4:【注意】①钠投入盐溶液中先与水反应生成碱,在考虑碱与盐的反应。

②钠不能从盐溶液中置换出金属(填“能”或“不能”),但钠可以从熔融盐中置换出较不活泼的金属。

(三)钠的保存与取用:少量金属钠可保存在中,大量的金属钠则存入铁桶中用石蜡密封。

取用时,一般先用镊子把钠从煤油中夹出来,并用滤纸把表面的煤油吸干,然后用小刀切下绿豆大小的一块做实验,剩下的钠返回原试剂瓶。

(四)钠的用途:①工业上用钠作强还原剂,用于冶炼金属,如Ti 。

②Na—K合金(液态)用作原子(或快中子)反应堆的。

③在电光源上,用钠制。

【思考】①综合钠的性质,金属钠着火时,可用来灭火的物质是()A. 煤油B. 泡沫灭火剂C. 沙子D. 水②钠能否保存在汽油或CCl4中?③金属钠露置在空气中会发生什么样的变化,最终生成什么物质?二、钠的氧化物1、氧化钠、过氧化钠的性质比较化学式Na2O Na2O2色、态白色固体淡黄色固体电子式化学键种类离子键 离子键、非极性共价键阴离子n n Na :2:12:1 稳定性 不稳定,2Na 2O+O 2→2Na 2O 2稳定是否为碱性氧化物是过氧化物(不属于碱性氧化物) 与水反应 Na 2O+H 2O→2NaOH 2Na 2O 2+2H 2O→4NaOH+O 2↑ 与二氧化碳反应 Na 2O+CO 2→Na 2CO 3 2Na 2O 2+2CO 2→2Na 2CO 3+O 2↑ 与盐酸反应 Na 2O+2HCl→2NaCl+H 2O2Na 2O 2+4HCl→4NaCl+2H 2O+O 2↑ 主要用途强氧化剂、供氧剂、消毒剂、漂白剂2、过氧化钠的强氧化性【例2】某溶液中HCO 3- , CO 32- , SO 32- , Na +, NO 3-五种离子。

若向其中加入Na 2O 2,则充分反应后溶液中离子浓度保持不变的是(溶液体积变化忽略不计) ( ) A.CO 32-、NO 3-、Na + B.CO 32-、NO 3- C.SO 32--、NO 3- D. NO 3-3、过氧化钠与水、CO 2反应规律及计算规律 化学方程式:2Na 2O 2 + 2H 2O → 4NaOH + O 2↑ 2Na 2O 2 + 2CO 2 → 2Na 2CO 3 + O 2↑无论是CO 2、H 2O(g)中的单一物质还是二者的混合物, 通过足量的Na 2O 2后: (1)物质的量的关系:生成的n(O 2)等于参加反应的n(CO 2) 、n[H 2O(g)]的 ; (2)气体的体积关系:气体体积的减少量△V(减)等于参加反应的V(CO 2) 、V[H 2O(g)] 的 ,同时 生成的V(O 2)。

(3)电子转移的关系: (4)固体质量的关系:相当于固体(Na 2O 2)只吸收了“CO 2中的CO”和“H 2O(g)中的H 2”;可以有以下关系式:Na 2O 2SO 2或SO 32- H 2S 或S 2- FeCl 2溶液 品红溶液 酚酞溶液SO 42-,如Na 2O 2 + SO 2 = Na 2SO 4 淡黄色浑浊(S ) Fe 3+ 褪色先变红,若Na 2O 2过量则后褪色【例3】200℃时,11.6克CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后,反应后固体的质量增加了3.6克,则原混合气体的平均相对分子质量为()A、5.8B、11.6C、23.2D、46.4【例4】一定温度下,mg下列物质在足量的氧气中充分燃烧后,产物与足量的过氧化钠充分反应后,产物与足量的过氧化钠充分反应,过氧化钠增加了ng,下列所给几组物质中,满足n=m的是,n>m 的是①H2②CO ③H2和CO的混合物④HCHO ⑤CH3CHO ⑥CH3COOH【小结】凡分子组成符合(CO)n·(H2O)m的物质,Wg 该物质在足量O2中完全燃烧,将其产物(CO2和“水蒸气”)通过足量Na2O2后,Na2O2固体增重必为W g(5)反应先后顺序关系:一定量的Na2O2与CO2和H2O(g)的混合物反应时,可看作。

【例5】1mol Na2O2与2molNaHCO3固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是()A、Na2CO3B、Na2O2、Na2CO3C、NaOH、Na2CO3D、NaOH、Na2CO3 、Na2O2【例6】等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过Na2O2后,体积变为原体积的8/9(同温同压),这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为()A.3︰4︰1 B.3︰3︰2 C.6︰7︰3 D.6︰9︰0【例6】某种H2和CO的混合气体,其密度为相同条件下O2密度的1/2。

将3.2g 这种混合气充入一盛有足量Na2O2的密闭容器中,再通入过量O2,并用电火花点燃使其充分反应,最后容器中固体的质量增加了()A. 4.4gB. 3.2gC. 5.6gD. 6.4g三、钠的化合物1、Na2CO3和NaHCO3的性质比较化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱小苏打色、态白色固体白色固体水溶性及大小比较易溶于水可溶于水S(Na2CO3) > S(NaHCO3)溶液碱性强弱Na2CO3 > NaHCO3与盐酸反应及速率快慢比较Na2CO3+2HCl→2NaCl+H2O+CO2↑NaHCO3+HCl→NaCl+H2O+CO2↑速率:NaHCO3 > Na2CO3逐滴加入盐酸的现象及方程式先无气泡,后有气泡Na2CO3+HCl→NaHCO3+NaCl立即产生气泡NaHCO3+HCl→NaCl+H2O+CO2↑NaHCO 3+HCl→NaCl+H 2O+CO 2↑与苯酚反应 Na 2CO 3+C 6H 5OH→C 6H 5ONa+Na HCO 3与NaOH 反应 NaOH+NaHCO 3→Na 2CO 3+H 2O 与Ca(OH)2溶液 反应及现象Ca(OH)2少量:Ca(OH)2+2NaHCO 3CaCO 3↓+Na 2CO 3+2H 2O Ca(OH)2过量:Ca(OH)2+NaHCO 3→CaCO 3↓+NaOH+H 2O 现象:Ca(OH)2过量或少量,均有白↓与CaCl 2溶液 Na 2CO 3+CaCl 2→CaCO 3↓+2NaCl与Al 2(SO 4)3溶液 2Al 3++3CO 32-+3H 2O→2Al(OH)3↓+3CO 2↑ Al 3++3HCO 3-→Al(OH)3↓+3CO 2↑ 热稳定性稳定不稳定:2NaHCO 3−−→△Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑ 用途 化工原料、洗涤剂 食品发酵、治疗胃酸、泡沫灭火剂相互转化Na 2CO 3NaHCO 3【思考1】不用任何试剂能否区别Na 2CO 3 和盐酸?【思考2】利用澄清石灰水能否鉴别Na 2CO 3 和NaHCO 3 ?常见的鉴别方法有哪些?【例7】在10mL0.01mol/L 的纯碱溶液中,不断搅拌并逐滴加入1.2mL 0.05mol/L 盐酸,完全反应后在标准状况下生成二氧化碳的体积为 ( ) A .1.34mL B .2.240mL C .0.672mL D .0mL四、工业制纯碱1、氨碱法(又称索尔维法)(1)原料:食盐, 石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳),氨气(2)原理:先使氨气通入饱和食盐水,然后再通入二氧化碳,生成了溶解度较小的碳酸氢钠和氯化铵溶液。

然后再过滤,洗涤得到碳酸氢钠晶体,最后再灼烧制得纯碱。

放出的二氧化碳气体可回收循环利用。

含有氯化铵的滤液与石灰乳混合加热,所放出的氨气可回收循环使用。

CaCO3 CaO + CO2CaO + H2O→Ca(OH)22NH4Cl + Ca(OH)2△CaCl2 + 2NH3↑ +2 H2O(3)制备流程2、联合制碱法(又称侯氏制碱法)(1)原料:食盐,氨和二氧化碳(2)原理:NaCl + NH3 + H2O + CO2→NaHCO3↓ + NH4Cl(3)工业流程:3、两种制碱法的联系和区别联合制碱法建立在氨碱法的基础上发展起来的,反应的不同点在于:在氨碱法的废液中加入氯化钠,并在30~40°C下向废液中通入二氧化碳和氨气,使溶液达到饱和态,然后降温到10°C以下,由于氯化铵在30°C时的溶解度比氯化钠大,而在10°C下比氯化钠溶解度小,以及同离子效应,使氯化铵从母液析出,其母液又可作为下一次制碱的原料,氯化铵也可以作为一种化肥。

蒸干得到碳酸钠。

所谓“联合制碱法”中的“联合”,指该法将合成氨工业与制碱工业组合在一起,利用了生产氨时的副产品CO2,革除了用石灰石分解来生产,简化了生产设备。

此外,联合制碱法也避免了生产氨碱法中用处不大的副产物氯化钙,而用可作化肥的氯化铵来回收。

【例8】(12年上海高考)(本题共12分)碳酸氢铵是一种重要的铵盐。

实验室中,将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢铵,用碳酸氢铵和氯化钠可制得纯碱。

完成下列填空:41.二氧化碳通入氨水的过程中,先有晶体(填写化学式)析出,然后晶体溶解,最后析出NH4HCO3晶体。

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