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1、届高考化学一轮复习课件第8讲钠及其重要化合物轻松学教材第三章 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)2Na+O2点燃Na2O2;(27)2Na+2H2O=2NaOH+H2;(28)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2;(29)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;(30)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;(31)2NaCl+2H2O电解_2NaOH+Cl2+H2;(32)NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl体验热身1.下列关于金属钠的叙述

2、,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ABCD分别为NaNa2O2Na2CO3NaOH,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

3、)改变,不会引起产物的种类改变的是( )A. Na和O2B. NaOH和CO2C. Na2O2和CO2D. NaHCO3和Ca(OH)2答案:C解析:A项温度变化产物不同,BD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106 g的Na2CO3和84 g NaHCO3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1 mol,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

4、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CO26.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

5、空格:仪器加入试剂加入该试剂的目的BCD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)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

6、成以下几个实验操作:制取CO2,让CO2H2O (模拟人呼出的气体)与Na2O2反应,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

7、(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CO2H2O的反应的几个重要关系2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O22H2O+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21(2)气体体积关系若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气

8、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CO2H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2O22e- (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=Na2CO3Na2O2+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,W g该物

9、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W g中学阶段常见的符合这一关系的物质有:无机物:H2CO及H2和CO的混合气体;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a g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a g下列物质中不能满足上述结果的是( )A.H2 B.COC.C6H12O6 D.C12H22O11解析:C6H12O6可以写成(CO)6 (H2)6，C12H22O11只能写成(CO)11 (H2

10、)11C答案:D 类比迁移1.2.1 g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.2.1 g B.3.6 gC.7.2 g D.无法确定答案:A解析:无论是COH2,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.Na2CO3NaHCO3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,

11、开始无气泡产生的是Na2CO32.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+NaClNaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2NaHCO3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生成量比较等物质的量的Na2CO3NaHCO3分别与足量的盐酸反应,产生的CO2相等等质

12、量的Na2CO3NaHCO3分别与足量的酸反应,NaHCO3产生的CO2多等量的盐酸与足量的Na2CO3NaHCO3分别反应,NaHCO3产生的CO2多一定量的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Na2CO3NaHCO3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AB两个完全相同的装置,某学生分别在它们的侧管中装入1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3,AB中分别有

13、10 mL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2 mol/LC.若最终两气球体积不同,则盐酸的浓度一定小于或等于1 mol/LD.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 0.01 mol CO2,两者与盐酸反应的化学方程式为:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2NaHCO3+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HCl 0.01 mol,而Na2CO3与H

14、Cl反应速率小,消耗盐酸中HCl 0.02 mol, 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+NaClNaHCO3+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

15、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CD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,如图所示(1)只根据图所示实验,能够达到实验目的的是(填装置序号)_;(2)图所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为_ ;与实验相比,实验的优点是(填选项序号)_D_;A.

16、比复杂B.比安全C.比操作简便D.可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而不行 (3)若用实验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当石灰水过量时,其离子方程式为_ _;当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为21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NaClNH3CO2等为原料制得NaHCO3,进而生产出纯碱,有关反应的化学方

17、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.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:()乙装置中的试剂是_饱和NaHCO3溶液_;()丁装置中稀硫酸的作用是_吸收挥发出来的NH3_;()实验结束后,分离出NaHCO3晶体的操作是_过滤_(填分离操

18、作的名称)另一位同学用图中戊装置(其他装置未画出)进行实验()实验时,须先从_a_管通入_NH3_气体,再从_b_管中通入_CO2_气体;()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)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

19、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】1 mol Na2O2晶体和1 mol Na2O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0.1 mol的钠氧化钠过氧化钠

20、和氢氧化钠,然后各加入100 mL 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H2OCO2共同反应型解题精要 (1)由它们之间的反应方程式可知:CO2H2O(g)与过量的Na2O2反应,所得O2为相同状况下CO2H2O(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

21、与CO2H2O(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,3.88 g 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2.28 g,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CO2H2O的分子式为RO,则RO和Na2O2反应生成O2的关系式为2RO O22R+32 323.88 g (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,

22、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=8p2 B.p1=

23、4p2C.p1=2p2 D.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6.60 g NaHCO3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5.30 g 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:2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2Na2O2+2H2O=4NaO

24、H+O2 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)2D.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

25、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Na2O2Na2CO3NaHCO3NaCl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Na2CO3NaClB.混合物中一定有Na2O2NaHCO3C.无法确定混合物中是否含有NaHCO3D.混合物中一定不含Na2O2NaCl答案:B解析:混合粉末加盐酸有气体产生说明其中可能有Na2O2Na2CO3NaHCO3又由于气体通过足量的NaOH溶液后体积减小,说明

26、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,w g 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w g 在H2COCO和H2的混合气HCHOCH3COOHHOCH2CH2OH中,符合题意的是( )A.均不符合 B.C. D.全部符合答案:D解析:w g CO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w g通式为(CO)nH2

27、m的有机物可看做是CO和H2的混合物,也与前述相同在中HCHO可以写成(CO)H2,在中CH3COOH可以写成(CO)2H4,在中HOCH2CH2OH可以写成(CO)2H64.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K

28、HCO3 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 )50 mL盐酸50 mL盐酸50 mL盐酸m(混合物)9.2 g15.7 g27.6 g VCO2(标准状况)2.24 L3.36 L3.36 LA.盐酸的物质的量浓度为3.0 mol/LB.能计算出混合物中NaHCO3的含量C.加入混合物9.2 g 时盐酸未反应完D.15.7 g 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2.24 L变为3.36 L,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

29、+H+=H2O+CO2,可以求出盐酸的物质的量浓度=(3.36 L/2.24 L/mol)/0.05 L=3.0 mol/L,即选项AC正确假设第二组数据中的15.7 g 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=9.2 g 3.36 L/2.24 L=13.8 g 15.7 g ,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Na2O2Na2O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