届高考化学一轮复习课件第8讲钠及其重要化合物.docx
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届高考化学一轮复习课件第8讲钠及其重要化合物
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第三章金属及其化合物
第8讲钠及其重要化合物
一､钠
二､钠的重要化合物
1.碳酸钠和碳酸氢钠
2.钠及其重要化合物间的转化关系
框图中带标号的有关反应的化学方程式:
（26）①2Na+O2点燃Na2O2;
（27）②2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;
（28）③2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;
（29）④2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2;
（30）⑤2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O;
（31）⑥2NaCl+2H2O电解_2NaOH+Cl2↑+H2↑;
（32）⑦NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl｡
体验热身
1.下列关于金属钠的叙述,错误的是（）
A.钠的还原性很强,只能以化合态存在于自然界
B.钠质地柔软,可用小刀切割,保存在煤油中
C.钠失火后可用大量水或泡沫灭火器扑灭
D.钠的焰色反应为黄色,可用在雾天做指示灯
答案:
C
解析:
钠失火后生成Na2O2,它与水或CO2反应会生成O2使得火势增大,应用沙子扑灭｡
2.已知A是一种金属单质,B显淡黄色,其转化关系如图所示,则C的以下性质错误的是（）
A.溶液呈碱性
B.与澄清石灰水反应产生白色沉淀
C.与足量盐酸反应放出气体
D.受热易分解
答案:
D
解析:
由图示知A､B､C､D分别为Na､Na2O2､Na2CO3､NaOH,Na2CO3受热不易分解｡
3.下列各组中的两种物质作用时,反应条件（温度､反应物用量比）改变,不会引起产物的种类改变的是（）
A.Na和O2
B.NaOH和CO2
C.Na2O2和CO2
D.NaHCO3和Ca（OH）2
答案:
C
解析:
A项温度变化产物不同,B､D项与反应物的用量有关系,只有C项产物种类不随反应条件改变而改变｡
4.将106g的Na2CO3和84gNaHCO3先经充分强热后,再分别跟足量的盐酸反应,下列说法错误的是（）
A.消耗盐酸一样多
B.放出CO2的总量一样多
C.后者生成的NaCl是前者的一半
D.后者消耗盐酸是前者的一半
答案:
A
解析:
二者的物质的量均为1mol,最终均转化为NaCl,根据反应方程式可知消耗的盐酸前者是后者的2倍,放出的气体总量相等,生成的NaCl前者是后者的2倍｡
5.看图回答问题:
（1）如图中讲到的碱一般用的是_Na2CO3__（填化学式）｡
（2）如图D中的化学反应原理用离子方程式可表示为________________________｡
（3）在日常生活中患胃溃疡的病人不适合服用NaHCO3来中和胃酸,而是服用胃舒平[其中含Al（OH）3],其原因是________,相应的离子方程式为____________________｡
解析:
日常生活中所说的碱是指纯碱,它能与胃酸反应生成CO2｡
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用品,用如图中的实验装置进行实验,证明过氧化钠可作为供氧剂｡
（1）A是制取CO2的装置,写出A中发生反应的化学方程式:
_CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O__｡
（2）填写表中空格:
仪器
加入试剂
加入该试剂的目的
B
C
D
答案:
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HCl
C
过氧化钠
与CO2和水反应,产生O2
D
NaOH溶液
吸收未反应的CO2气体
（3）写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式:
_2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2__｡
（4）试管F中收集满气体后,下一步实验操作是:
答案:
（4）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入试管内,木条复燃,证明试管中收集的气体是氧气
解析:
本实验的目的是证明Na2O2可作为供氧剂,实际是证明Na2O2可以与人呼出的气体反应生成O2,那么就需要完成以下几个实验操作:
①制取CO2,②让CO2､H2O（模拟人呼出的气体）与Na2O2反应,③检验生成的气体是否是O2｡制取CO2的反应原理为CaCO3+2HCl===CaCl+CO2↑+H2O;
进行第②步操作时要注意除去气体中混有的HCl气体,保证与Na2O2反应的只有CO2和H2O,一般用饱和NaHCO3溶液;验证生成的气体为O2的方法,一般考虑用带火星的木条,这就要求收集到的尽量是较纯净的O2,不能混有较多的CO2,否则木条不易复燃,所以收集前要吸收未反应的CO2,一般选用NaOH溶液｡
重点探究
过氧化钠的强氧化性及相关计算
1.Na2O2的强氧化性
（1）Na2O2与SO2反应:
Na2O2+SO2===Na2SO4｡
（2）Na2O2投入FeCl2溶液中,可将Fe2+氧化成Fe3+,同时生成Fe（OH）3沉淀｡
（3）Na2O2投入氢硫酸中,可将H2S氧化成单质硫,溶液变浑浊｡
（4）Na2O2投入Na2SO3溶液中,可将氧化成｡
（5）Na2O2具有漂白性,投入品红溶液中,可使品红溶液褪色｡
2.有关Na2O2与CO2､H2O的反应的几个重要关系
2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2
2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑
（1）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的物质的量之比均为2∶1｡
（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,气体体积的减少量等于原混合气体体积的
且等于生成氧气的体积｡
（3）电子转移关系
当Na2O2与CO2､H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2~O2~2e-｡
（4）固体质量关系
相当于固体（Na2O2）只吸收了CO2中的“CO”,H2O中的“H2”;可以看做发生相应的反应:
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）的混合物的反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完成后,Na2O2再与H2O（g）发生反应｡
特别提醒:
凡分子组成符合（CO）m·（H2）n的物质,Wg该物质在O2中完全燃烧,将其产物（CO2和水蒸气）通过足量的Na2O2后,Na2O2固体增加的质量必为Wg｡
中学阶段常见的符合这一关系的物质有:
①无机物:
H2､CO及H2和CO的混合气体;
②有机物:
CH4O（甲醇）､CH2O（甲醛）､CH3COOH（乙酸）､HCOOCH3（甲酸甲酯）､C6H12O6（葡萄糖）等｡
【例1】取ag某物质在氧气中完全燃烧,将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应,反应后固体的质量恰好也增加了ag｡下列物质中不能满足上述结果的是（）
A.H2B.CO
C.C6H12O6D.C12H22O11
解析:
C6H12O6可以写成（CO）6·（H2）6，C12H22O11只能写成（CO）11·（H2）11C｡
答案:
D
类比迁移
1.2.1g平均相对分子质量为7.2的CO与H2组成的混合气体在足量的O2中充分燃烧后,立即通入足量的Na2O2固体中,固体的质量增加（）
A.2.1gB.3.6g
C.7.2gD.无法确定
答案:
A
解析:
无论是CO､H2,还是CO与H2的混合气体,充分燃烧后再通过足量Na2O2固体时,固体质量增加量即为原气体的质量｡
难点探究
1.Na2CO3､NaHCO3的鉴别
（1）若为固体
可利用加热法｡加热产生使澄清石灰水变浑浊气体的是NaHCO3｡
（2）若为溶液
可利用沉淀法,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀的是Na2CO3;也可利用气体法,滴加稀盐酸,立即产生气泡的是NaHCO3,开始无气泡产生的是Na2CO3｡
2.Na2CO3、NaHCO3和盐酸反应
Na2CO3溶液和稀盐酸反应可理解为分步反应:
Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3溶液和稀盐酸反应的化学方程式为:
NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O
（1）放出CO2的速率
NaHCO3溶液与盐酸反应放出CO2的速率快｡
（2）Na2CO3溶液与盐酸的互滴鉴别
向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,开始无气泡产生,而向盐酸中滴加Na2CO3溶液,开始就有气泡产生｡
（3）CO2生成量比较
①等物质的量的Na2CO3､NaHCO3分别与足量的盐酸反应,产生的CO2相等｡
②等质量的Na2CO3､NaHCO3分别与足量的酸反应,NaHCO3产生的CO2多｡
③等量的盐酸与足量的Na2CO3､NaHCO3分别反应,NaHCO3产生的CO2多｡
④一定量的NaHCO3受热分解产生的CO2量与受热分解后的残留物与酸反应产生的CO2量相等｡
特别提醒:
解答有关Na2CO3､NaHCO3的计算题时常用的方法有差量法､守恒法和极值法｡运用差量法时要注意题给数据与方程式相应量之间的对应关系;在确定CO2与NaOH反应生成产物的成分时,往往依据钠元素守恒采用极值法进行判断后再计算｡
【例2】有A､B两个完全相同的装置,某学生分别在它们的侧管中装入1.06gNa2CO3和0.84gNaHCO3,A､B中分别有10mL相同浓度的盐酸,将两个侧管中的物质同时倒入各自的试管中,下列叙述正确的是（）
A.A装置的气球膨胀速率大
B.若最终两气球体积相同,则盐酸的浓度一定大于或等于2mol/L
C.若最终两气球体积不同,则盐酸的浓度一定小于或等于1mol/L
D.最终两试管中Na+､Cl-的物质的量一定相同
解析:
当两者恰好与HCl反应时都将生成0.01molCO2,两者与盐酸反应的化学方程式为:
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
当两气球体积相同时,Na2HCO3与盐酸反应快,膨胀速率大,消耗盐酸中HCl0.01mol,而Na2CO3与HCl反应速率小,消耗盐酸中HCl0.02mol,故盐酸浓度应大于或等于
答案:
B
【方法归纳】Na2CO3与盐酸反应可以分两步进行:
Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
故NaHCO3与盐酸反应要比Na2CO3与盐酸反应快｡
类比迁移
2.纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品,它们都是白色固体,下列区分这两种物质的方法中正确的是（）
A.分别用炒锅加热两种样品,全部分解挥发,没有残留物的是小苏打
B.用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧,使火焰颜色发生明显变化的是小苏打
C.用两个小玻璃杯,分别加入少量的两种样品,再加入等量的食醋,产生气泡快的是小苏打
D.分别取等质量的两种样品于两个小玻璃杯中,加入足量的明矾溶液,产生气泡快且多的是小苏打
答案:
CD
解析:
在炒锅中加热看不出NaHCO3的分解,生成的Na2CO3也不会挥发,A错;两种盐的火焰颜色无多大区别,B错;NaHCO3与醋酸或明矾溶液的反应均比Na2CO3要快,且等质量时NaHCO3产生的气体多,故C､D正确｡
3.（2009·浙江）某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图Ⅰ~Ⅳ所示｡
（1）只根据图Ⅰ､Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是（填装置序号）__Ⅱ_____;
（2）图Ⅲ､Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为
______________________________;与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是（填选项序号）_D___;
A.Ⅳ比Ⅲ复杂
B.Ⅳ比Ⅲ安全
C.Ⅳ比Ⅲ操作简便
D.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不行
（3）若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是（填化学式）_NaHCO3____;
（4）将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应｡
①当石灰水过量时,其离子方程式为__________________________________________;
②当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2∶1时,所得溶液中溶质的化学式为__Na2CO3__,请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子取上层清液少许于试管中,加入BaCl2溶液,_
_________________________________｡
实验探究
（2009模拟）我国化工专家侯德榜的侯氏制碱法为世界制碱工业作出了突出贡献,他以NaCl､NH3､CO2等为原料制得NaHCO3,进而生产出纯碱,有关反应的化学方程式为:
NH3+CO2+H2O===NH4HCO3
（1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是_____C_____（填字母标号）｡
a.碳酸氢钠难溶于水
b.碳酸氢钠受热易分解
c.碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以在溶液中首先结晶析出
（2）某探究活动小组根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验,同学们按各自设计的方法实验.
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如图所示（图中夹持､固定用的仪器未画出）｡
试回答下列有关问题:
（Ⅰ）乙装置中的试剂是___饱和NaHCO3溶液_______;
（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是___吸收挥发出来的NH3__;
（Ⅲ）实验结束后,分离出NaHCO3晶体的操作是__过滤__（填分离操作的名称）｡
②另一位同学用图中戊装置（其他装置未画出）进行实验｡
（Ⅰ）实验时,须先从____a_____管通入_NH3__气体,再从__b_____管中通入__CO2__气体;
（Ⅱ）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置,原因是______可增大接触面积______;
（3）请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法:
_NaOH+CO2===NaHCO3,
Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3______________________________________.
解析:
（1）在溶液中溶解度最小的物质最先析出｡
（2）①除去CO2中的HCl,用饱和NaHCO3溶液;H2SO4吸收挥发出来的NH3;NaHCO3以固体形式析出,应采用过滤操作｡
②侯氏制碱法应向饱和NaCl溶液中先通NH3后,再通CO2,因为NH3的溶解度大,可吸收更多CO2,生成较多NaHCO3固体;NH3极易溶于水,易发生倒吸,所以从a管进入;己为多孔球泡,可增大接触面积｡
（3）可利用以下反应原理制备NaHCO3:
NaOH+CO2===NaHCO3,Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3｡
走出误区
因材施教
一､Na2O2的结构分析
【例1】1molNa2O2晶体和1molNa2O的晶体中阴离子的个数比较,前者和后者的关系是（）
A.前者大B.前者小
C.相等D.不能肯定
解析:
由Na2O2和Na2O的电子式可知等物质的量的晶体中阴离子的个数相等｡
答案:
C
二､Na2O2与H2O反应的实质
【例2】在甲､乙､丙､丁四个烧杯中分别放入0.1mol的钠､氧化钠､过氧化钠和氢氧化钠,然后各加入100mL水,搅拌,使固体完全溶解｡则甲､乙､丙､丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是（B）
A.甲<乙<丙<丁
B.丁<甲<乙=丙
C.甲=丁<乙=丙
D.丁<甲<乙<丙
【方法归纳】由反应方程式可知,将Na2O2粉末加入水中,反应后溶液增加质量等于同¡°分子¡±数的Na2O的质量,即等物质的量的氧化钠和过氧化钠分别投入水中,产生氢氧化钠的物质的量相同,溶液质量增加相同｡
三､Na2O2与H2O､CO2共同反应型
解题精要
（1）由它们之间的反应方程式可知:
CO2､H2O（g）与过量的Na2O2反应,所得O2为相同状况下CO2､H2O（g）体积的一半｡
（2）CO2和H2O（g）通入Na2O2中,Na2O2固体增加的质量就是与CO2､H2O（g）相同物质的量的CO和H2的质量｡
（3）CO2和H2O（g）同时与过氧化钠共存时,总的反应效果是:
二氧化碳先与Na2O2反应,完全反应后,水再与Na2O2反应｡
【例3】在100℃时,3.88g的气体A与足量的Na2O2反应,可放出氧气,且固体的质量增加了2.28g,由此可知,A的组成为（C）
A.只有水蒸气
B.只有二氧化碳
C.水蒸气和二氧化碳
D.无法确定
解析:
设CO2､H2O的分子式为RO,则RO和Na2O2反应生成O2的关系式为
2RO~O2
2R+3232
3.88g（3.88-2.28）g
则通过计算得R的相对分子质量为22.8,RO的平均相对分子质量为38.8,再结合CO2和H2O的相对分子质量,可知A为CO2和H2O（g）的混合气体｡
四､Na2O2+CO+CO2反应型
2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2,2CO+O2===2CO2,经电火花不断打火点燃,从总的反应效果看,最终相当于Na2O2先与CO反应并无气体生成,再与CO2反应时产生氧气体积等于原二氧化碳体积的一半｡
【例4】在密闭容器中充入CO和CO2的混合气体,其密度是相同条件下氦气密度的8倍,这时测得容器内压强为p1,若控制容器的体积不变,加入足量的过氧化钠,并不断用电火花点燃至完全反应,恢复到开始的温度,再次测得容器的压强为p2,则p1和p2的关系是（A）
A.p1=8p2B.p1=4p2
C.p1=2p2D.p1=p2
五､Na2O2+NaHCO3反应型
NaHCO3受热先分解产生CO2和H2O（g）,且二氧化碳先与Na2O2反应,完全反应后,水再与Na2O2反应｡
【例5】取6.60gNaHCO3和Na2O2固体混合物,在密闭容器中加热到250℃,经充分反应后排出气体,冷却后称得固体质量为5.30g｡计算原混合物中Na2O2的质量分数｡
解析:
因二者总质量是一定值,n（NaHCO3）/n（Na2O2）越大,则反应前后的质量差越大｡
此题可能发生的反应为:
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑①
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2②
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2③
备用选题
1.科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在｡在下列假设（或猜想）引导下的探究肯定没有意义的是（）
A.探究SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成
B.探究Na与水的反应可能有H2生成
C.探究浓硫酸与铜在一定条件下反应产生的黑色物质可能是Cu（OH）2
D.探究向滴有酚酞试液的NaOH溶液中通入Cl2,溶液红色褪去的现象是溶液的酸碱性改变所致,还是HClO的漂白性所致
答案:
C
解析:
C中,浓硫酸与铜在一定条件下发生氧化还原反应,依据酸碱转化关系及氧化还原反应规律,黑色物质有可能是氧化铜,但绝不可能是氢氧化铜,因为在该酸性条件下不可能得到碱性物质｡D中,需要进一步验证溶液红色褪去原因的方法:
向待检验的试液中加入少量的NaOH溶液,如果溶液不变色则是第二种情况,反之是第一种情况｡
2.由Na2O2､Na2CO3､NaHCO3､NaCl中的某几种组成的混合物,向其中加入足量的盐酸有气体放出｡将气体通过足量的NaOH溶液,气体体积减少一部分｡将上述混合物在空气中加热,有气体放出,下列判断正确的是（）
A.混合物中一定不含Na2CO3､NaCl
B.混合物中一定有Na2O2､NaHCO3
C.无法确定混合物中是否含有NaHCO3
D.混合物中一定不含Na2O2､NaCl
答案:
B
解析:
混合粉末加盐酸有气体产生说明其中可能有Na2O2､Na2CO3､NaHCO3｡又由于气体通过足量的NaOH溶液后体积减小,说明气体中同时含有O2和CO2｡则原混合粉末中肯定存在Na2O2,还可能有Na2CO3或NaHCO3中的一种或两种｡将原混合粉末在空气中加热有气体放出,说明NaHCO3肯定存在｡但Na2CO3和NaCl不能确定是否存在｡
3.某温度下,wg某物质在足量氧气中充分燃烧,其燃烧产物立即与过量的Na2O2反应,固体质量增加wg｡在①H2､②CO､③CO和H2的混合气､④HCHO､⑤CH3COOH､⑥HOCH2·CH2OH中,符合题意的是（）
A.均不符合B.①②③
C.④⑤D.全部符合
答案:
D
解析:
wgCO或H2或CO和H2的混合气在O2中完全燃烧,燃烧后的混合气体再被足量的Na2O2吸收,则固体增加质量都是wg｡通式为（CO）nH2m的有机物可看做是CO和H2的混合物,也与前述相同｡在④中HCHO可以写成（CO）H2,在⑤中CH3COOH可以写成（CO）2H4,在⑥中HOCH2¡ªCH2OH可以写成（CO）2H6｡
4.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是（）
A.Na2CO3溶液（Na2SO4）,加入适量的Ba（OH）2溶液,过滤
B.NaHCO3溶液（Na2CO3）,应通入过量的CO2气体
C.Na2O2粉末（Na2O）,将混合物在氧气中加热
D.Na2CO3溶液（NaHCO3）,选用适量的NaOH溶液
答案:
A
解析:
加入适量Ba（OH）2溶液后,碳酸根离子也会因生成碳酸钡沉淀而随硫酸钡沉淀过滤出去｡
5.某学生用NaHCO3和KHCO3组成的混合物进行实验,测得如表所示数据（盐酸的物质的量浓度相等）,下列分析推理不正确的是（D）
50mL盐酸
50mL盐酸
50mL盐酸
m（混合物）
9.2g
15.7g
27.6g
VCO2（标准状况）
2.24L
3.36L
3.36L
A.盐酸的物质的量浓度为3.0mol/L
B.能计算出混合物中NaHCO3的含量
C.加入混合物9.2g时盐酸未反应完
D.15.7g混合物恰好与盐酸完全反应
解析:
从VCO2（标准状况）数据中不难看出,CO2在标准状况下的体积由2.24L变为3.36L,至少说明第一组数据中盐酸是过量的,第三组数据中混合物是过量的｡于是由第三组数据,根据
+H+===H2O+CO2↑,可以求出盐酸的物质的量浓度=（3.36L/2.24L/mol）/0.05L=3.0mol/L,即选项A､C正确｡假设第二组数据中的15.7g混合物恰好反应完,结合第一组数据,由产生的CO2在标准状况下的体积可以求出实际消耗混合物的质量=9.2g×3.36L/2.24L=13.8g<15.7g,所以选项D错误｡用一､二两组实际参加反应的混合物的质量和生成CO2的体积列方程组即可计算出混合物中NaHCO3的质量分数｡
6.把一瓶不饱和的烧碱溶液分成4等份｡保持温度不变,向4份溶液中分别加入一定量的NaOH固体､Na2O2､Na2O和Na,使溶液均恰好饱和｡下列说法中正确的是（B）
A.加入的NaOH质量一定最小
B.加入的Na2O2和Na2O的物质的量之比为1
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