2012届高考化学复习:钠及其重要化合物

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第三单元第1讲钠及其重要化合物
解读与阐释
考纲要求权威解读
  了解钠及其重要化合物的主要性质及其应用。  常见的考查形式:①钠与水、氧气反应的现象及分析;②Na2O2、Na2CO3、NaHCO3的性质及简单计算;③结合实验、框图推断考查钠及其化合物的综合应用。
梳理与整合
一、钠
导学诱思
金属钠露置在空气中会发生什么样的反应(写出5个方程式)?最终生成什么物质?
答:①_________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
教材回归
1.与非金属反应
4Na+O2===2Na2O 现象:空气中,钠的切面变暗。
2Na+O2=====点燃______ 现象:____________________。
2Na+Cl2=====点燃____ 现象:__________________。
2.与水反应
钠____在水面上,与水剧烈反应并熔化成一个闪亮的小球,小球四处____,发出嘶嘶的声音,小球逐渐减小,最后消失,滴加酚酞试剂后溶液变____。反应的离子方程式为______________________________。

①Na与氧气反应因条件不同,产物也不相同;②Na的性质很简单,用一句话[钠与酸、水、氯、氧、硫(均反应),安全保存煤油中]和一段话记忆:银白轻低软,传导热和电,遇氧产物变,遇氯生白烟,遇水记五点,浮熔游鸣红,遇酸酸优先,遇盐水在前。
二、钠的重要化合物
导学诱思
(1)怎样鉴别Na2O、Na2O2?
答:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)利用澄清石灰水能否鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液?用盐酸呢?
答:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
________________________________________________________________________。
教材回归
1.Na2O和Na2O2的比较
氧化物Na2ONa2O2
色态
属性____性氧化物过氧化物
电子式
氧元素的
化合价
所含离子存在________离子存在__________离子
与H2O
反应
与CO2反应
用途?供氧剂、漂白、杀菌等
保存隔绝空气隔绝空气
2.Na2CO3、NaHCO3的比较
Na2CO3俗名____,也叫____,溶液呈____性;NaHCO3俗名______,溶液也呈____性,溶解度比Na2CO3____。
完成下列(1)、(2)、(3)的离子方程式:
(1)加入过量盐酸
Na2CO3:______________,NaHCO3:______________;
(2)加入过量澄清石灰水
Na2CO3:______________,NaHCO3:______________;
(3)向Na2CO3溶液中通入CO2气体,离子方程式是______________________;
(4)加热Na2CO3和NaHCO3固体混合物的化学方程式是________________________。
三、焰色反应
导学诱思
怎样鉴别NaCl、KCl?__________________________。
教材回归
1.概念
很多金属或它们的化合物在灼烧时,都会使火焰呈现特殊的颜色,这在化学上叫做焰色反应。
2.常见元素的焰色
钠元素:____;钾元素:____(透过__________)。

注意焰色反应是物理变化,属于元素的性质,所以不论灼烧Na2CO3、NaCl、Na2SO4还是钠单质燃烧,均发出黄色火焰。
理解与深化
一、钠与盐的反应
1.与盐溶液的反应
将钠投入CuSO4溶液中,反应方程式为2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑,现象:钠浮在水面上,发生剧烈反应并熔化成一个闪亮的小球,小球四处游动发出嘶嘶的声音,钠球逐渐减小,最后消失,溶液中生成蓝色沉淀。
2.与熔融盐反应
4Na+TiCl4=====高温4NaCl+Ti
【例1】 (改编组合)把小块金属钠分别投入到盛有饱和NaCl溶液、饱和NH4Cl溶液、FeCl3溶液的烧杯中,填写下表:

现象化学方程式
饱和NaCl溶液
饱和NH4Cl溶液
FeCl3溶液

钠与盐的水溶液反应时,实质上是钠先与水反应生成H2和NaOH,然后再分析生成的NaOH是否与盐发生复分解反应,不能理解为一个简单的置换反应。
二、Na2O2的化学性质
1.Na2O2与H2O、CO2反应
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
上述反应可从以下三个角度来认识。
(1)从氧化还原角度
Na2O2与H2O、CO2反应均有O2生成,在反应中Na2O2既表现氧化性也表现还原性,H2O、CO2在此反应中既不是氧化剂,也不是还原剂。
(2)从物质的量的角度
2 mol的Na2O2不论与水还是与CO2反应均生成1 mol O2,转移2 mol e-,消耗2 mol H2O或2 mol CO2。
(3)从反应先后顺序的角度
Na2O2与水蒸气、CO2混合气体反应时,Na2O2可视为首先与CO2反应生成Na2CO3,CO2反应完后,剩余的Na2O2再与水蒸气反应生成NaOH。
2.Na2O2的强氧化性
Na2O2具有强氧化性,可氧化还原性物质,如:
(1)Na2O2能氧化还原性气体SO2:Na2O2+SO2===Na2SO4。
(2)Na2O2投入FeCl2的溶液中,可将Fe2+氧化成Fe3+,同时生成Fe(OH)3沉淀。
(3)Na2O2投入Na2SO3中,可将SO2-3氧化成SO2-4。
(4)Na2O2因有较强的氧化性,所以有漂白性,能使品红褪色。
【例2】 1 mol Na2O2与2 mol NaHCO3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.Na2CO3
B.Na2O2 Na2CO3
C.NaOH Na2CO3
D.Na2O2 NaOH Na2CO3

在解决有关过氧化钠的计算时,除了要注意过氧化钠与水、二氧化碳反应的先后顺序外,我们也可以用总方程式来计算。
三、关于碳酸钠、碳酸氢钠主要性质的比较及鉴别
1.鉴别方法
(1)固体
我们通常根据热稳定性不同鉴别,分别加热少量固体,若发生分解反应,将产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊的原试剂是NaHCO3,另一试剂为Na2CO3。
(2)溶液
鉴别其溶液时我们不能用加热方法,常用以下三种方法:
①沉淀法:分别取其稀溶液,滴加BaCl2或CaCl2稀溶液,产生沉淀的原试剂为Na2CO3,另一试剂为NaHCO3。
②气体法:分别取等浓度的溶液,加入等浓度、等体积的盐酸,反应快的是NaHCO3,另一试剂为Na2CO3。
③溶液的酸碱性:用pH试纸测其相同浓度的稀溶液,碳酸钠溶液的pH大于碳酸氢钠溶液的pH。
2.转化
NaHCO3 Na2CO3
3.与足量盐酸反应的比较
(1)反应速率
由于Na2CO3需逐步结合两个H+(H++CO2-3===HCO-3、H++HCO-3===CO2↑+H2O)才放出CO2,故NaHCO3与盐酸反应放出CO2的速率快。
(2)耗酸量
①等物质的量的Na2CO3 与NaHCO3前者耗酸量是后者的2倍;②等质量的Na2CO3 与NaHCO3前者耗酸量多。
(3)CO2的生成量
等物质的量时产生的CO2相等;等质量时,NaHCO3产生的CO2多。
4.差量法在NaHCO3分解计算中的应用
如m g NaHCO3与Na2CO3固体混合物加热分解后,恢复到原温度质量变为n g,可用差量法计算出原NaHCO3的物质的量,格式如下:
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O Δm
2 mol 62 g
x mol              (m-n) g
列比例式2 molx mol=62 g?m-n? g,即可求出。
【例3】 下列叙述中正确的是(  )。
A.向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2 至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液,又有CaCO3沉淀生成
B.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同
D.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,有NaHCO3结晶析出

在解决这种类型的题时,一定要注意是等质量还是等物质的量,盐酸的量是足量、少量、还是具体数值;还应注意,在相同条件下,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠。
对点训练为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1 g样品加热,其质量变为w2 g,则该样品的纯度(质量分数)是(  )。
A.84w2-53w131w1 B.84?w1-w2?31w1
C.73w2-42w131w1 D.115w2-84w131w1
实验与探究
Na2CO3与NaHCO3的鉴别及性质比较
Na2CO3与NaHCO3是日常生活中常接触到的两种钠盐,高考经常将二者的鉴别、用途、推断、计算等作为热点来考查,解题时要注意分析仪器的特点及注意排除杂质的干扰,对实验进行正确地设计和评价。
实验典例
某校四个化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,分别用不同方法做了以下实验,如图Ⅰ~Ⅳ所示。


(1)一、二两小组分别用图Ⅰ、Ⅱ所示装置进行实验,其中能够达到实验目的的是______(填实验装置序号)。
(2)接着三、四小组用图Ⅲ、Ⅳ所示装置实验,均能鉴别这两种物质,但与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是________(填选项序号)。
A.Ⅳ比Ⅲ复杂
B.Ⅳ比Ⅲ安全
C.Ⅳ比Ⅲ操作简便
D.Ⅳ可以做到用同一套装置在同一条件下进行对比实验,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中应装入的固体最好是____________(填化学式)。
(4)某同学将质量为m1 g的NaHCO3固体放在试管中加热片刻,冷却后测得剩余固体的质量为m2 g。试管中发生反应的化学方程式是______________________;生成的Na2CO3的质量为______。
(5)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应。
①当澄清石灰水过量时,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______,请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子_____________________________________。
答案与解析
梳理与整合
一、
导学诱思
①4Na+O2===2Na2O 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ Na2O+CO2===Na2CO3 Na2O+H2O===2NaOH CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O
②最终生成Na2CO3
教材回归
Na2O2 黄色火焰,生成淡黄色固体 2NaCl 剧烈燃烧,生成白烟
2.浮 游动 红 2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
二、
导学诱思
(1)①通过物理性质:白色粉末为Na2O,淡黄色粉末为Na2O2;
②分别加到盛有水的试管中,把带火星木条放在试管口,木条复燃的为Na2O2。
(2)用澄清的石灰水不能,因为澄清的石灰水与二者反应均有白色沉淀生成;盐酸可以,盐酸与NaHCO3生成气体的速率快。
教材回归
1.白色粉末 淡黄色粉末 碱 Na+[∶O????∶]2-Na+
Na+[∶O????∶O????∶]2-Na+ -2 -1 Na+、O2- Na+、O2-2 Na2O+H2O===2NaOH 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ Na2O+CO2===Na2CO3 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
2.纯碱 苏打 碱 小苏打 碱 小
(1)2H++CO2-3===CO2↑+H2O H++HCO-3===CO2↑+H2O
(2)CO2-3+Ca2+===CaCO3↓ HCO-3+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O
(3)CO2-3+CO2+H2O===2HCO-3
(4)2NaHCO3=====△Na2CO3+CO2↑+H2O
三、
导学诱思
焰色反应为黄色的是NaCl,透过蓝色钴玻璃焰色反应为紫色的是KCl
教材回归
2.黄色 紫色 蓝色钴玻璃

理解与深化
【例1】答案:
现象化学方程式
钠浮在水面上,熔化成一个闪亮的小球,四处游动,并发出嘶嘶的声音,钠球逐渐减小,最后消失,放出无色无味气体,析出晶体2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
钠浮在水面上,熔化成一个闪亮的小球,四处游动,并发出嘶嘶的声音,钠球逐渐减小,最后消失,有刺激性气味气体放出2Na+2NH4Cl===2NaCl+H2↑+2NH3↑
钠浮在水面上,熔化成一个闪亮的小球,四处游动,并发出嘶嘶的声音,钠球逐渐减小,最后消失,放出无色无味气体,有红褐色沉淀生成6Na+6H2O+2FeCl3===6NaCl+3H2↑+2Fe(OH)3↓
解析:Na与水溶液反应,一定有Na与水反应时的现象,然后Na与水反应生成的NaOH再与盐反应。(1)中会有NaCl晶体析出;(2)NaOH与NH4Cl反应生成氨气;(3)NaOH与FeCl3反应生成Fe(OH)3沉淀。
【例2】A 解析:首先发生①2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,然后生成的CO2先与Na2O2发生反应②2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,叠加上述两个方程式2×①+②可得方程式4NaHCO3+2Na2O2 4Na2CO3+2H2O+O2↑,由化学方程式可以知道产物为Na2CO3、H2O、O2,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是Na2CO3,答案选A。
【例3】D 解析:CaCO3与CO2反应生成Ca(HCO3)2,再加入NaHCO3饱和溶液无现象,A错误;向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,仅生成NaHCO3,无CO2气体放出,B错误;等质量的NaHCO3和Na2CO3,其中NaHCO3的物质的量多,与足量HCl反应时,放出的CO2多,C错误;D项发生的反应为:Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3↓,由于NaHCO3的溶解度较小,故有结晶析出,正确。
对点训练 A 解析:设样品中含杂质NaHCO3的质量为x g。
2NaHCO3=====△Na2CO3+CO2↑+H2O Δm
2×84 g 106 g 62 g
x g (w1-w2) g
解得x=84?w1-w2?31 g,所以w(Na2CO3)=w1-xw1×100%=84w2-53w131w1,A项正确。
实验与探究
答案:(1)Ⅱ (2)D (3)NaHCO3
(4)2NaHCO3=====△Na2CO3+CO2↑+H2O 53?m1-m2?31
(5)①HCO-3+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O ②Na2CO3 取适量溶液,加入BaCl2溶液看是否生成沉淀
解析:(4)2NaHCO3=====△Na2CO3+CO2↑+H2O Δm
2×84 106 44 18 62
x m1-m2

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