高届高级高中化学一轮复习第三章金属及其化合物第1讲Word文档下载推荐.docx
《高届高级高中化学一轮复习第三章金属及其化合物第1讲Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高届高级高中化学一轮复习第三章金属及其化合物第1讲Word文档下载推荐.docx(32页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
2Na+2H+===2Na++H2↑。
(4)钠与盐反应
①钠与盐溶液反应
如Na投入CuSO4溶液中,反应的离子方程式为2Na+2H2O+Cu2+===2Na++Cu(OH)2↓+H2↑。
②钠与熔融盐反应:
4Na+TiCl4
Ti+4NaCl
1.钠与酸及能显酸性的金属盐溶液反应时,由于溶液中H+浓度较大,最后钠可能在液面上燃烧。
2.钠与盐的饱和溶液反应时,由于溶剂H2O减少,盐溶液中会有晶体析出。
3.钠的制取、保存及用途
(1)制取:
化学方程式为2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑。
(2)保存:
密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中。
因为CCl4的密度比钠的大,钠不能保存在CCl4中,另外常考的试剂保存还有:
NaOH溶液(用橡胶塞)、氯水、浓硝酸(棕色试剂瓶、玻璃塞)、氢氟酸(塑料瓶)等。
(3)用途:
①钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂;
②金属钠还可用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼;
③用作电光源,制作高压钠灯。
用金属钠冶炼金属时,是钠与熔融盐反应,不能与水溶液反应,如:
4NaCl+Ti;
Na+KCl
NaCl+K↑(制取金属钾,因为钾的沸点比钠的低,使钾成为钾蒸气而逸出)。
[速查速测]
1.(易混点排查)正确的打“√”,错误的打“×
”
(1)烧碱、纯碱均属于碱,不能盛放在玻璃试剂瓶中(×
)
(2)在氧气中加热时,金属钠剧烈燃烧,生成淡黄色的固体Na2O2(√)
(3)金属钠在石棉网上加热时,先熔化成银白色小球,然后剧烈燃烧,产生黄色火焰(√)
(4)金属钠着火时,可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火(×
(5)钠与水反应的离子方程式为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑(√)
(6)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶(√)
2.(教材改编题)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的是________(填序号)。
①金属先熔化 ②在空气中燃烧,放出黄色火花 ③燃烧后得白色固体 ④燃烧时火焰为黄色 ⑤燃烧后生成淡黄色固体物质
答案 ①④⑤
(1)填写空白;
(2)属于物理变化的有________(填序号),属于化学变化的有________(填序号)。
答案
(1)Na2O NaOH 溶液 Na2CO3
(2)③ ①②④⑤
[A组 基础知识巩固]
1.(2018·
郑州模拟)下列叙述中不正确的是( )
A.钠在反应TiCl4+4Na
Ti+4NaCl中作还原剂
B.用镊子从煤油中取出金属钠,切下绿豆粒大小的钠,小心放入装满水的烧杯中,观察钠与水反应的现象
C.用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧,观察到火焰呈黄色,一定含有Na+,可能含有K+
D.金属Na表面自然形成的氧化层不能保护内层金属不被空气氧化
【解析】 钠与TiCl4反应作还原剂,A正确;
应将钠表面的煤油用滤纸吸干且烧杯中不能装满水(否则会迸溅出液体),B错误;
钠元素的焰色为黄色,而钾元素的焰色为紫色,而且黄色会掩盖紫色,所以不能判断是否含有钾元素,C正确;
金属Na表面自然形成的氧化层不能保护内层金属不被空气氧化,D正确。
答案 B
2.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( )
①MgSO4溶液 ②Na2SO4稀溶液 ③饱和澄清石灰水
④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥饱和NaCl溶液
A.①④⑤⑥B.③④⑤⑥
C.②④⑤⑥D.①③④⑥
【解析】 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,①中Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;
③中反应消耗水,溶液温度升高,Ca(OH)2的溶解度降低,析出Ca(OH)2沉淀;
④中Ca2++HCO
+OH-===CaCO3↓+H2O;
⑤生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀,不符合题意;
⑥水减少,c(Na+)增大,使NaCl(s)
Na+(aq)+Cl-(aq)平衡向左移动。
答案 D
3.(2019·
宁德联考)如图,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.上述反应说明钠比铜活泼
C.上述反应证明钠可以从CuSO4溶液中置换出铜
D.加热且无水条件下,Na可以与CuSO4反应并生成Cu
【解析】 实验在无水条件下进行,有红色物质生成,说明熔融的钠将硫酸铜中的铜置换出来并且放出热量,属于置换反应,钠作还原剂,硫酸铜作氧化剂,说明钠比铜活泼,故A、B项正确;
若钠与CuSO4溶液混合,则钠先与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜,不会置换出铜单质,故C错误;
根据以上分析,在无水条件下,Na可以与CuSO4反应并生成Cu,故D正确。
答案 C
【思维建模】
钠与盐溶液反应的思维模板
[微练] 写出下列反应的离子方程式
①将Na投入到Ca(HCO3)2溶液中,反应后生成正盐溶液
2Na+Ca2++2HCO
===CaCO3↓+2Na++CO
+H2↑。
②将Na投入到NH4HCO3溶液中,有刺激性气味气体放出
2Na+NH
+HCO
===2Na++CO
+NH3↑+H2↑。
[B组 考试能力过关]
4.下列说法正确的是( )
A.(2017·
江苏化学,6A)钠与水反应:
Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑
B.(2016·
浙江理综,8A)钾、钠、镁等活泼金属着火时,不能用泡沫灭火器灭火
C.(2015·
广东理综,10A)23gNa与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子
D.(2013·
新课标全国Ⅱ,10B)钠与CuSO4溶液反应:
2Na+Cu2+===Cu↓+2Na+
5.(2018·
海南化学,17)某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。
回答下列问题:
(1)选用如图所示装置及药品制取CO2。
打开弹簧夹,制取CO2。
为了得到干燥、纯净的CO2,产生的气流应依次通过盛有________、________的洗气瓶(填试剂名称)。
反应结束后,关闭弹簧夹,可观察到的现象是____________________________________________________________________。
不能用稀硫酸代替稀盐酸,其原因是______________________________________。
(2)金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表:
步骤
现象
将一小块金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入盛有CO2的集气瓶中。
充分反应,放置冷却
产生大量白烟,集气瓶底部有黑色固体产生,瓶壁上有白色物质产生
在集气瓶中加入适量蒸馏水,振荡、过滤
滤纸上留下黑色固体,滤液为无色溶液
①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分,取适量滤液于2支试管中,向一支试管中滴加1滴酚酞溶液,溶液变红,加过量CaCl2红色褪去:
向第二支试管中滴加澄清石灰水,溶液变浑浊。
据此推断,白色物质的主要成分是________(填标号)。
A.Na2OB.Na2O2
C.NaOHD.Na2CO3
②为检验黑色固体的成分,将其与浓硫酸反应,生成的气体具有刺激性气味。
据此推断黑色固体是________。
③本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为____________________________________________________________________。
答案
(1)饱和碳酸氢钠溶液 浓硫酸 产生的气体使干燥管内盐酸液面下降,与碳酸钙脱离接触,反应停止 生成的硫酸钙覆盖在碳酸钙表面,阻止反应进一步进行
(2)①D
②碳(C)
③4Na+3CO2
2Na2CO3+C
考点二 氧化钠、过氧化钠
★★☆ 难度:
名师课堂导语本考点主要考查过氧化钠的性质,特别是过氧化钠与CO2和H2O的定性和定量分析,另外过氧化钠与其他水溶液的反应,以及过氧化钠的用途也常在考题中出现,要引起注意。
1.氧化钠和过氧化钠的比较
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
色态
白色固体
淡黄色固体
类别
碱性氧化物
过氧化物(非碱性氧化物)
氧的价态
-2
-1
电子式
生成条件
常温
加热或点燃
化
学
性
质
热稳
定性
不稳定(2Na2O+O2
2Na2O2)
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
(盐酸)
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===
4NaCl+2H2O+O2↑
主要性质
具有碱性氧化物通性
具有强氧化性
主要用途
用于制取少量Na2O2、烧碱
强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂
2.Na2O2的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质
(1)强氧化性的五个表现
(2)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。
(3)遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
1.Na2O2的电子式为
晶体中阴、阳离子个数比为1∶2而不是1∶1。
2.Na2O2具有强氧化性,但Na2O2与水、CO2反应时,水中的氢与CO2中的碳都处于最高价态,不能被氧化,反应为Na2O2自身的氧化还原反应。
(1)1molNa2O2固体中含离子总数为4NA(×
(2)7.8g过氧化钠含有的共用电子对数为0.2NA(×
(3)Na2O2在与CO2的反应中既是氧化剂,又是还原剂(√)
(4)将足量过氧化钠投入紫色石蕊溶液中,溶液先变蓝色后褪色,同时有气泡产生(√)
(5)Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间,变成白色粘稠物的原因是2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2(×
2.(教材改编题)[RJ必修1·
P55“实验3-5”改编]下列对过氧化钠的叙述中,正确的是( )
A.过氧化钠能与酸反应生成盐和水,所以过氧化钠是碱性氧化物
B.过氧化钠能与水反应,所以过氧化钠可以作气体的干燥剂
C.过氧化钠与二氧化碳反应产生氧气,故可用于呼吸面具中
D.过氧化钠与二氧化碳反应时,过氧化钠只作氧化剂
3.(思维探究题)比较下列四组反应,回答下列问题。
一组:
①Na2O2+CO2 ②Na2O2+SO2
二组:
③Na2O2+FeCl3(溶液) ④Na2O2+FeCl2(溶液)
三组:
⑤NaOH溶液滴入紫色石蕊试液中 ⑥Na2O2固体加入到紫色石蕊试液中
问题:
(1)写出①、②两反应的化学方程式。
(2)判断③、④反应中可能发生的现象,为什么?
(3)判断⑤、⑥反应中可能发生的现象?
答案
(1)①2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
②Na2O2+SO2===Na2SO4
(2)③、④反应均会有红褐色沉淀生成并有气体放出。
④中气体明显少于③中气体,FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3,Fe(OH)3是不溶性的红褐色沉淀;
④中Fe2+具有强还原性,易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3,Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有O2产生。
(3)⑤溶液变蓝,⑥溶液先变蓝后褪色。
原因是Na2O2与H2O反应生成NaOH,呈碱性,同时Na2O2又有漂白性。
1.(2019·
湖南联考)下列说法正确的是( )
A.Na2O2遇到湿润的紫色石蕊试纸后,石蕊试纸最终变成蓝色
B.Na2O2与CO2反应生成0.1molO2时转移电子0.2mol
C.Na2O2用于呼吸面具,活性炭用于防毒面具,两者原理相同
D.向饱和烧碱溶液中加入2gNa2O2,充分反应完后,溶液中c(Na+)不变
【解析】 Na2O2遇到湿润的紫色石蕊试纸,它最终能氧化石蕊使其褪色,A项错误;
由2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2及Na2O2中氧元素的化合价为-1价知,每生成1molO2时会转移2mol电子,B项正确;
Na2O2用于呼吸面具是能与水或CO2反应产生O2,活性炭用于防毒面具是吸附有毒气体,C错误;
Na2O2与水反应时能放出大量的热,使溶液温度升高,NaOH的溶解度增大,导致溶液中c(Na+)增大,D项错误。
2.已知硫酸亚铁溶液中加入Na2O2时发生反应:
4Fe2++4Na2O2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8Na+。
下列说法正确的是( )
A.该反应中氧化剂是Na2O2,还原剂是FeSO4
B.若Fe2+失去4mol电子,生成氧气的体积约为22.4L
C.4molNa2O2参加反应,共得到6mol电子
D.反应过程中可以看到白色沉淀先转化为灰绿色后转化为红褐色
【解析】 该反应中Fe2+失电子作还原剂,Na2O2中的氧元素既得电子又失电子,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,A错误;
未指明温度和压强,无法计算生成的氧气的体积,B错误;
该反应中转移6e-,且只有Na2O2中的氧元素得电子,4molNa2O2参加反应,共得到6mol电子,C正确;
反应过程中Fe2+直接被氧化生成Fe3+,形成Fe(OH)3沉淀,反应过程中无Fe(OH)2生成,D错误。
3.现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,用如图所示实验装置测定Na2O2试样的纯度。
(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6mol·
L-1盐酸、6mol·
L-1硫酸和蒸馏水)
(1)装置A中液体试剂选用_________________________________________。
(2)装置B的作用是_________________________________________________,
装置E中碱石灰的作用是______________________________________________。
(3)装置D中发生反应的化学方程式为_________________________________。
(4)若开始时测得样品的质量为2.0g,反应结束后测得气体体积为224mL(标准状况),则Na2O2试样的纯度为________。
【解析】
(1)A是用来制取二氧化碳的装置,碳酸钙和硫酸反应时,生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在碳酸钙的表面,使反应不能继续进行,所以用盐酸而不用硫酸来反应,故装置A中液体试剂选用6mol·
L-1盐酸。
(2)碳酸钙和盐酸反应生成的二氧化碳中含有氯化氢气体,可用饱和碳酸氢钠溶液来除去;
装置E中碱石灰的作用是吸收二氧化碳,防止二氧化碳对氧气的体积测量造成干扰。
(3)装置D中含有氧化钠和过氧化钠,CO2分别与它们发生反应。
(4)根据反应2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,反应结束后测得气体体积为224mL(标准状况),即生成的氧气的物质的量为
=0.01mol,则过氧化钠的物质的量为0.02mol,故试样中过氧化钠的纯度为
×
100%=78%。
答案
(1)6mol·
L-1盐酸
(2)除去气体中的HCl 吸收装置D中反应剩余的CO2
(3)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2、Na2O+CO2===Na2CO3
(4)78%
【练后归纳】
Na2O2与H2O、CO2反应的定量关系
电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
气体体积变化关系
若CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量是原来气体体积的
等于生成氧气的量,ΔV=V(O2)=
V
固体质量变化关系
CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时,固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”,所以固体增加的质量Δm(CO2)=28g·
mol-1×
n(CO2),Δm(H2O)=2g·
n(H2O)
4.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×
”)。
(1)(2018·
海南化学,5A)Na2O2可与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具(√)
(2)(2017·
北京理综,8A)二氧化碳使Na2O2固体变白,二氧化碳气体被还原(×
(3)(2015·
全国卷Ⅰ)过氧化钠与水反应时,生成0.1molO2转移的电子数为0.2NA(√)
(4)(2015·
全国卷Ⅱ)CO2通过Na2O2粉末后固体质量增重(√)
(5)(2015·
山东高考)向CuSO4溶液中加入Na2O2的离子方程式为2Na2O2+2Cu2++2H2O===4Na++2Cu(OH)2↓+O2↑(√)
(6)(2015·
四川高考)标准状况下,5.6LCO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA(×
5.(2016·
江苏化学,18)过氧化钙(CaO2·
8H2O)是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。
(1)Ca(OH)2悬浊液与H2O2溶液反应可制备CaO2·
8H2O。
Ca(OH)2+H2O2+6H2O===CaO2·
8H2O
反应时通常加入过量的Ca(OH)2,其目的是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)向池塘水中加入一定量的CaO2·
8H2O后,池塘水中浓度增加的离子有________(填序号)。
A.Ca2+B.H+
C.CO
D.OH-
【解析】
(1)Ca(OH)2过量,促进H2O2吸收,提高H2O2的利用率。
(2)CaO2·
8H2O溶于水与水反应生成Ca(OH)2和O2,增加了Ca2+和OH-。
答案
(1)提高H2O2的利用率
(2)AD
考点三 两种重要的钠盐:
碳酸钠、碳酸氢钠
名师课堂导语本考点主要考查碳酸钠和碳酸氢钠的性质,特别是碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应要从定性、定量、图像等多方面掌握,另外有关碳酸钠和碳酸氢钠的实验探究也要加以关注!
1.Na2CO3和NaHCO3的物理性质
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱或苏打
小苏打
颜色、状态
白色粉末
细小白色晶体
水溶性
易溶于水
水中易溶,比Na2CO3
的溶解度小
1.NaHCO3的溶解度较小,将CO2通入到饱和Na2CO3溶液时,开始无明显现象,后有沉淀析出。
2.能从NaHCO3的溶解度角度分析侯氏制碱法。
2.Na2CO3和NaHCO3的化学性质
(1)Na2CO3
写出上述序号所表示反应的化学方程式:
①Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
②Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
③Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl
(2)NaHCO3
写出上述序号①、②、③、④所表示反应的化学方程式,②反应的离子方程式:
①NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑;
②Ca(OH)2过量:
HCO
+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O;
Ca(OH)2少量:
Ca2++2OH-+2HCO
===CaCO3↓+CO
+2H2O;
③NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O;
④2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑。
(3)相互转化:
1.设计出Na2CO3和NaHCO3的热稳定性的实验探究装置。
2.由NaHCO3与Ca(OH)2的反应,掌握“以少定多”的与量有关的离子方程式的书写方法。
3.Na2CO3的制备及用途
(1)Na2CO3的工业制备——侯氏制碱法
①制备原理
把二氧化碳通入氨的氯化钠饱和溶液中,使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出,过滤得到碳酸氢钠晶体,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。
②反应的化学方程式
a.NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl;
b.2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O。
(2)Na2CO3、NaHCO3的用途
①Na2CO3是一种非常重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。
②NaHCO3是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一;
在医疗上,它是治疗胃酸过多的一种药剂。
Na2CO3和NaHCO3的用途较易混淆,在掌握时应从原理上加以区别,而不是死记硬背。
(1)用试管加热碳酸氢钠固体时,使试管口竖直向上(×
(2)分别加热Na2CO3和NaHCO3固体,试管内壁均有水珠出现,则说明两种物质均受热分解(×
(3)苏打是面包发酵粉的主要成分之一(×
(4)NaHCO3溶液中加入稀盐酸:
CO
+2H+===H2O+CO2↑(×
(5)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水与饱和纯碱溶液(√)
2.(教材课后习题改编)用适当的方法除杂(括号内为杂质)
方法
Na2CO3(NaHCO3)固体粉末
________
Na2CO3(NaHCO3)溶液
NaHCO3(Na2CO3)溶液
答案 加热 加适量NaOH溶液 通入足量的CO2
3.(思维探究题)请设计实验方案,用50mL2mol·
L-1NaOH溶液和足量的CO2气体,制取50mL1mol·
L-1的Na2CO3溶液。
答案 将50mLNaOH溶液,等分成两份