钠及其化合物-基础.doc

1、钠及其化合物钠及其化合物责 编: 宋杰审稿：曹玉婷【学习目标】【学习目标】1、钠的性质；2、钠的重要化合物及其相互转化。【要点梳理】【要点梳理】要点一、要点一、钠钠1钠的原子结构特点：Na 的原子结构示意图：。Na 最外层只有 1 个电子，因此 Na 很容易失去 1 个电子，具有很强的还原性，是强还原剂，具有金属的通性。由于钠的活泼性很强，在表现金属通性的同时，又有其特殊之处。2钠的化学性质：【高清课堂：【高清课堂：钠及其化合物】（1）与氧气反应：实验操作步骤实验现象实验结论及反应的化学方程式用小刀切取一小块金属钠银白色光亮切面钠是银白色质软的金属放置片刻光亮切面变暗常温下钠极易与氧反应4Na

2、+O2=2Na2O放在坩埚中加热钠先熔化，后剧烈燃烧，黄色火焰，生成淡黄色固体钠极易燃烧，产物是过氧化钠，2Na+O2Na2O2特别提示：钠保存在石蜡油或煤油里，以隔绝空气。钠的取用：用镊子夹取一块钠，用滤纸吸干煤油，用小刀切取黄豆粒大小的钠，剩余部分放回原瓶。将一小块钠久置在空气中的变化是：Na2O Na2O2H O NaOH （固体）2H O NaOH （溶液）2CO Na2CO3 10H2O 风化Na2CO3。（2）与非金属反应：钠除了能跟氧气直接化合外，还能与很多非金属直接化合。如与硫化合剧烈反应，发生爆炸，生成 Na2S。2Na + Cl22 NaCl2Na + SNa2S（3）与水

3、、酸、盐的反应：【高清课堂：【高清课堂：钠及其化合物】钠与水（滴有酚酞）反应的实验现象与结论。实验现象实验结论浮：钠浮在水面上钠的密度比水小熔：立即熔化成一个闪亮的小球钠的熔点低，钠与水反应放热游、响：钠球在水面上四处游动，发出嘶嘶的响声，最后完全消失钠与水反应剧烈，产生气体红：反应后溶液由无色变为红色钠与水反应生成可溶性碱（NaOH）要点诠释：要点诠释：Na 与 H2O 反应实质：钠与水微弱电离出的氢离子发生电子转移，可表示如下：金属钠与酸溶液反应时应先考虑钠与酸的反应，然后再考虑钠与水的反应。例：2HCl + 2Na = 2NaCl + H2金属钠与其他水溶液反应时应先考虑金属钠与水的反应

4、，然后再考虑所得 NaOH 能否与溶质反应。例如 Na 与 CuSO4。2Na+2H2O=2NaOH+H2；CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2+Na2SO4。总反应方程式为 2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2+H2+Na2SO4。（由于 Na 与 H2O 反应是放热反应，放出的热量可使少量的氢氧化铜分解，即：，所以试管中有少量的黑色物质 CuO。）要点诠释：要点诠释：钠与某些熔融盐作用，置换出相应金属。例：4Na + TiCl4(熔)= 4NaCl + Ti3钠元素的存在：由于钠的强还原性，在自然界中不会以游离态存在，全部以化合态（钠盐）存在。4钠的存放和取用。由于钠极易被氧化，

5、也易与水发生反应，所以保存钠应隔绝空气和水，钠应保存于石蜡油或煤油中。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，然后用小刀切下黄豆粒大小的一块再做有关实验。要点诠释要点诠释： （1）钠对人的皮肤有很强的腐蚀性，取用钠时必须用镊子，切不可用手拿。（2）在实验室里，钠是保存在煤油中的，钠和煤油都易着火，所以实验过程中要严格防火实验用品（镊子、小刀、玻璃片等）要干燥，切割前要用滤纸吸干钠表面的煤油。（3）切下一小块钠后剩余的钠要及时放回煤油中去。5金属钠的制取：电解熔融的氯化钠：2NaCl2Na + Cl26用途：与钾的合金用作原子反应堆的导热剂；制备过氧化钠；冶炼稀有金属；作

6、电光源（高压钠灯）等。要点二、要点二、钠的化合物钠的化合物1钠的氧化物化学式Na2ONa2O2化合物类型离子化合物离子化合物阳、阴离子数之比Na+和 O2之比为 21Na+和 O22之比为 21氧元素化合价2 价1 价属类碱性氧化物非碱性氧化物（过氧化物）颜色、状态白色，固体淡黄色，固体化学性质与水反应Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2与 CO2反应Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2与盐酸反应Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2+2H2O特性-Na2O2有强氧化性，可以使品红溶液

7、褪色，有漂白作用。说明：由于 Na2O2与酸反应时，除了生成盐和水外，还生成的氧气，故 Na2O2不属于碱性氧化物。【高清课堂：【高清课堂：钠及其化合物】2钠盐碳酸钠、碳酸氢钠碳酸钠 （Na2CO3）碳酸氢钠 （NaHCO3）分类正盐酸式盐俗称纯碱、苏打小苏打色态白色粉末细小的白色晶体溶解度（20）（26.9g） Na2CO3NaHCO3(10.0g)化 与酸反应放出Na2CO3NaHCO3学性质CO2的速度现象Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3(CO32-+H+=HCO3)NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2(HCO3+H+=H2O+CO2)开始无外观现象 （因为首先生成

8、 HCO3） ，随后出现气泡。（若向足量 HCl 中分别滴入 Na2CO3或NaHCO3，则均会立刻出现气泡。）NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2(HCO3+H+=H2O+CO2)滴入盐酸后，即刻出现气泡。与碱反应NaOHNaHCO3+ NaOH=H2O+ Na2CO3Ca(OH)2Na2CO3+ Ca(OH)2= CaCO3+ 2NaOH此法可用于土法制烧碱或除掉烧碱中的Na2CO3NaHCO3与少量石灰水的反应为：2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+Na2CO3+2H2O若石灰水过量， 则新生成的Na2CO3可与Ca(OH)2继续反应，即：Ca(OH)2+Na2CO3=

9、CaCO3+2NaOH过量石灰水中 NaHCO3与 Ca(OH)2的反应为：NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+NaOH+H2O热稳定性(运用此性质可除去Na2CO3中混有的 NaHCO3)很稳定，受热不分解（分解温度 851，酒精灯温度达不到）不很稳定，受热易分解。2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2（分解温度 150）二者之间相互转化要点诠释要点诠释： （1）碳酸钠和碳酸氢钠在水中的溶解性Na2CO3NaHCO3。（2）Na2CO3与盐酸的反应可视为分步进行：CO32+H+=HCO3；HCO3+H+=CO2+H2O。应用：根据盐酸与碳酸钠溶液反应时因滴加顺序的不同而使反应现象不

10、同，可以鉴别盐酸和碳酸钠溶液。（3）碳酸盐的热稳定性一价金属碳酸盐比二价金属碳酸盐稳定。Na2CO3CaCO3；NaHCO3Ca(HCO3)2相同金属阳离子，正盐比酸式盐稳定。Na2CO3NaHCO3；CaCO3Ca(HCO3)2相互转化：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO32NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O要点三、要点三、焰色反应焰色反应1焰色反应：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈特殊的颜色，在化学上称为焰色反应（发生的是物理变化） 。2铂丝的清洗与灼烧如下图甲所示，观察钾的焰色如下图乙所示。3操作方法。（1）洗：用稀盐酸

11、洗净铂丝，目的是使铂丝上的高沸点杂质转化为沸点相对较低的氯化物。（2）烧：将用盐酸洗涤过的铂丝在火焰上灼烧，目的是除去铂丝上的杂质。注意：所用的火焰应是无色或浅色的；要一直烧至火焰恢复到原来的无色或浅色为止。（3）蘸：用灼烧合格的铂丝蘸取被检验的物质。（4）烧：将蘸取被检验物质的铂丝放在火焰上灼烧。特别提示：在观察钾及钾的化合物的焰色反应的焰色时，要透过蓝色的钴玻璃片观察，其主要原因是钾及钾的化合物中可能混有钠或钠的化合物，钠的黄色火焰能掩盖钾的紫色火焰，而蓝色钴玻璃能滤去黄色的光，这样可以避免钾或钾的化合物中混有钠或其化合物所造成的干扰。4用途：焰色反应作用：检验（或鉴别）物质或离子。要点四

12、、要点四、有关有关 Na2O2与与 CO2、H2O 反应的几个重要关系反应的几个重要关系2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O22H2O+2Na2O2=4NaOH+O21物质的量的关系。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的物质的量之比为 21。2气体体积关系。若 CO2和水蒸气的混合气体 （或单一气体） 通过足量 Na2O2时， 气体体积的减少量或原混合气体体积的12即为生成氧气的量。3电子转移关系。当 Na2O2与 CO2、H2O 反应时，每产生 1 mol O2转移 2 mol e。4固体质量关系。相当于固体

13、（Na2O2） 只吸收了 CO2中的“CO” ， H2O 中的“H2” ， 可以看作发生相应的反应： Na2O2+CO=Na2CO3、Na2O2+H2=2NaOH（实际上两反应不能发生）5先后顺序关系。一定量的 Na2O2与一定量的 CO2和 H2O（g）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。方法指要：假设 H2O 先反应，生成的 NaOH 与 CO2反应又生成 H2O，因而 CO2先反应，之后 H2O 再反应。【典型例题】【典型例题】类型类型一一：钠的性质钠的性质例题 1取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象描述正确

14、的是（）金属钠先熔化在空气中燃烧发出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物质ABCD【思路点拨】钠的焰色反应颜色为黄色，加热后生成的产物为过氧化钠，过氧化钠为淡黄色固体。【答案】C【解析】由于金属钠的熔点比较低，所以金属钠放在燃烧匙中加热先熔化，然后燃烧生成淡黄色固体并且伴有黄色火焰。【总结升华】金属钠在空气中会缓慢氧化生成氧化钠，加热时氧化钠会转化为过氧化钠，所以过氧化钠中的氧化钠杂质可以通过加热的方法除去。举一反三举一反三：【变式 1】把一小块金属钠暴露在空气中，观察到以下现象：金属钠表面逐渐变暗；过一段时间以后又逐渐变潮湿；再过些时候又变成白色固体；又过一段时间白

15、色固体变成白色粉末。试写出以上发生的各种现象有关的化学方程式。【答案】4Na+O2=2Na2O；Na2O+H2O=2NaOH；2NaOH+CO2+9H2O=Na2CO310H2O；Na2CO310H2O=Na2CO3+10H2O例题 2将金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是：AHClBK2SO4CCuCl2D饱和 NaOH 溶液【思路点拨】钠遇酸溶液或水均能置换出其中的氢气，故以上四选项均能满足题干中“有气体放出”这一条件，但溶液质量减轻的条件应是投入金属钠的质量少于生成气体或沉淀质量。【答案】C、D。【解析】因为 46 g Na 置换出 2 g H2，所以 A、B

16、 项中溶液质量增加。C 中由于钠与水反应生成的氢氧化钠 还 能 进 一 步 与 CuCl2反 应 ， 析 出 Cu(OH)2沉 淀 ， 同 时 放 出 H2， 致 使 溶 液 质 量 减 轻 ， D 中2Na+2H2O=2NaOH+H2，由于溶液是饱和的，所以溶液中 NaOH 不可能增加，但由于钠与水反应，导致水量减少，因而这部分水所溶的 NaOH 及新生成的 NaOH 将析出，所以溶液质量减轻。【总结升华】这类题题目比较复杂，做题时需要仔细分析，抓住问题的实质，再逐个分析选项。举一反三举一反三：【变式 1】1.15 gNa 投入 100 g 水中，得到的溶液质量分数为多少？【解析】将 Na

17、投入水中，生成 NaOH 并放出 H2，溶液的总质量并非钠与水的质量之和，应等于钠的质量和水的质量之和减去 H2的质量。设反应生成 H2的质量为 x，生成 NaOH 的质量为 y。y = 2 g x =0.05 gNaOH 溶液的质量分数=2（1.15+100-0.05）=2.0%【变式 2】将一小块钠投入到盛饱和澄清石灰水的试管里，不可能观察到的现象是（）A熔成小球并在液面上游动B有气体生成C溶液底部有银白色物质生成D溶液变浑浊【答案】C类型类型二二：Na2O 和和 Na2O2例题 3下列对于 Na2O、Na2O2的比较正确的一项是（） 。ANa2O2、Na2O 都是钠的氧化物，都是碱性氧化

18、物BNa2O、Na2O2都是易溶于水（与水反应）的白色固体CNa2O2在和 CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂DNa2O2与水反应时，1 mol Na2O2转移 2 mol 电子【思路点拨】根据 Na2O、Na2O2与 H2O、CO2反应的方程式作答。【答案】C【解析】A 项中 Na2O2与酸（如 HCl）反应除生成盐（NaCl）和水外，还有 O2生成，所以 Na2O2是 Na的过氧化物，但不是碱性氧化物；B 项中 Na2O2是淡黄色固体；C 项中 Na2O2与 CO2反应时电子转移关系：，Na2O2中1 价氧变成了2 价氧和 0 价氧；D 项中 Na2O2与 H2O 反应中电子转移关系为，

19、由方程式可知， 有 2 mol Na2O2反应时， 转移 2 mol e， 则 1 molNa2O2与 H2O 反应转移 l mol e。【总结升华】按照氧化还原反应的规律，处于中间价态的元素的化合物在化学反应中可以发生自身氧化还原反应，一种物质同时作氧化剂和还原剂。举一反三举一反三：【变式 1】下列各组中的两物质相互反应时，若改变反应条件（温度、反应物用量比） ，化学反应的产物并不改变的是（） 。ANa 和 O2BNaOH 和 CO2CNa2O2和 CO2D木炭（C）和 O2【答案】C类型类型三三：Na2CO3和和 NaHCO3例题 4有两个无标签的试剂瓶，分别装有 Na2CO3和 NaHC

20、O3，有四位同学为鉴别它们采用以下不同方法，其中可行的是（） 。A分别将它们配制成溶液，再加入澄清石灰水B分别将它们配制成溶液，再加入 NaOH 溶液C将它们配制成溶液，再分别加到盐酸中D分别加热，再用石灰水检验是否有 CO2产生【思路点拨】鉴别 Na2CO3和 NaHCO3时需要利用它们性质的差异性进行，同时要能够观察到明显的不同的实验现象。【答案】D【解析】A 项中发生的反应分别为：Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH，2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+Na2CO3+2H2O，两者现象相同（产生白色沉淀） 。B 项中只发生反应：NaHCO3+NaOH=Na2CO3

21、+H2O，且无 明 显 现 象 出 现 。 C 项 中 两 者 加 到 盐 酸 中 产 生 无 色 气 体 （ Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 ，NaHCO3+HCl=NaCl+ H2O+CO2） 。D 项中将固体加热后，只发生：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。【总结升华】 Na2CO3和 NaHCO3的性质相似又相异， 以此为源， 可以迁移、 类比其他弱酸的正盐和酸式盐 （如Na2S 和 NaHS、Na2SO3和 NaHSO3）的性质，它们具有很大程度的相似性。举一反三举一反三：【变式 1】下列说法不正确的是（） 。A相同温度下

22、，Na2CO3比 NaHCO3溶解度大BNa2CO3比 NaHCO3稳定CNa2CO3和 NaHCO3都能与澄清石灰水反应得到白色沉淀D物质的量相等的 Na2CO3和 NaHCO3分别与足量盐酸反应，得到的 CO2的物质的量之比为 21【答案】D类型类型四四：焰色反应焰色反应例题 5有某白色粉末，取出少量溶于水，用铂丝蘸取溶液做焰色反应实验，焰色呈黄色，再透过蓝色钴玻璃观察，焰色呈浅紫色。另取少量粉末加热无明显现象，冷却后加入稀盐酸则逸出无色、无气味的气体，该气体不能使品红溶液褪色，但能与氢氧化钡溶液反应产生白色沉淀。继续向原反应液加盐酸至过量，再滴入 BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则原来的

23、混合物白色粉末中肯定含有的离子是_。写出有关的离子方程式_。【思路点拨】以颜色为切入口进行推测，注意实验操作的细节问题，从细节中找到解决问题的关键点。【答案】K+、Na+、CO32、SO42CO32+2H+=CO2+H2O，CO2+Ba2+2OH=BaCO3+H2O，SO42+Ba2+=BaSO4。【解析】由焰色反应肯定白色粉末中含有 Na+和 K+。由粉末与盐酸反应逸出的气体的性质，判断气体是CO2，可能由 CO32或 HCO3与酸反应而得。粉末加热不产生气体，排除了 HCO3的存在。从后一步实验得到难溶于酸的白色钡盐，确定出原粉末中有 SO42。【总结升华】焰色反应时，观察到焰色呈黄色，可

24、以肯定含有 Na+，但不能排除 K+的存在，因为黄色会将紫色掩盖；若要确定是否含 K+，只有透过蓝色钴玻璃观察焰色，由于黄光被滤去，可判断钾元素存在与否。举一反三举一反三：【变式 1】焰色反应每次实验都要用试剂洗净铂丝，这种试剂是（） 。ANa2CO3溶液BNaOH 溶液C硫酸D稀盐酸【答案】D类型类型五五：与与 Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3有关的实验有关的实验例题 6在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。 请选用适当的化学试剂和实验仪器， 用下图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。（1）A 是制取 CO2的装置，写出 A 中发生反应的化学方程式_。（2）填

25、写表中空格：仪器加入试剂加入该试剂的目的B饱和 NaHCO3溶液CD（3）写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式_。（4）试管 F 中收集满气体后，下一步实验操作是_。【思路点拨】本题的实验目的是证明过氧化钠可作供氧剂，就需要制取二氧化碳、二氧化碳与过氧化钠反应、收集氧气等操作，同时注意实验过程中除去杂质气体。【答案】 （1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2（2）仪器加入试剂加入该试剂的目的B饱和 NaHCO3溶液除去 CO2气体中混入的 HClC过氧化钠与 CO2和水反应，产生 O2DNaOH 溶液吸收未反应的 CO2气体（3）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2（4

26、）把 E 中的导管移出水面，关闭分液漏斗活塞，用拇指堵住试管口，取出试管，立即把带火星的木条伸到试管口处，木条复燃，证明试管中收集的气体是氧气【解析】本题实验目的是证明 Na2O2可作供氧剂，不能简单理解为制纯净 CO2气体并与 Na2O2反应，因为 CO2气体中的水也可与 Na2O2反应生成 O2。另外，用盐酸制取气体时会混入 HCl 气体，通常需要除杂。因CO2在水中溶解度较小，用排水法测 O2体积时需先除去 CO2。 （4）中操作应包括停止反应（关闭分液漏斗活塞） 、取出导管、移出集满气体的试管几个步骤。【总结升华】这道题可以看成是一道简单的实验设计题，同学们在开始做题前要清楚实验目的，

27、思考围绕这个实验目的展开需要哪些实验步骤，结合图中的装置确定实验操作，根据问题的提示再答题。举一反三举一反三：【变式 1】将 NaHCO3和 Na2O2按 31 的个数之比混合，在密闭容器中加热使之充分反应，然后趁热排出气体物质，容器内残留物的成分是：A.Na2O2和 NaHCO3B.NaHCO3和 Na2CO3C.NaOH 和 Na2CO3D.只有 Na2CO3【答案】D【解析】题干中说明在密闭容器中加热充分反应，所以容器中最后不可能残留 NaHCO3，因而 A、B 不合题意。依据 NaHCO3与 Na2O2的个数之比为 31，可知 NaCH = 533，NaC = 53，假设产物只有 Na2CO3，而 Na2CO3中 NaC = 21（52.5），则碳元素必定以 CO2气体的形式释放出去，则必定有 CO2产生，因为题干中说明是充分反应，产物中不可能有 NaOH 存在，C 也不合理。