专题3-1 钠及其氧化物-2018年高三化学一轮总复习名师伴学 含解析 精品
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第一讲钠及其重要化合物2016,卷甲12T、 13T(AD) ;2016,卷丙7T(A) ;了解钠及其重要化合物的制备方法,掌握其2015 ,卷Ⅰ8T(C) ;主要性质及其应用。
2015 ,卷Ⅱ10T(C) 、 13T(A) ;2014,卷Ⅰ8T(A) ;2014,卷Ⅱ 9T(B) 、 10T(B)钠的性质及应用 [ 学生用书 P51][ 知识梳理 ]1.钠的物理性质颜色:银白色,熔点:低,硬度:小,导电、导热性:良好,密度:ρ(H2O)>ρ(钠)>ρ(煤油) 。
2.钠的化学性质(1)主要化学性质(填化学方程式)常温: 4Na+O2===2Na2OO2点燃与非金属单质反应点燃:2Na+O2=====Na2O2点燃Cl 2: 2Na+Cl 2=====2NaClNa与水反应: 2Na+ 2H 2O===2NaOH + H 2↑与酸(如 HCl )反应: 2Na+ 2HCl===2NaCl + H 2↑与盐溶液(如 CuSO4溶液)反应: 2Na+CuSO4+2H 2O===Cu( OH )2↓+ Na2 SO4+ H2↑[总结 ]钠与水、酸反应的实质都是钠与+H 的反应。
(2)钠与含有酚酞的水溶液反应的实验现象及解释3.钠的保存实验室中通常将少量钠保存在煤油中,目的是防止钠与空气中的氧气和水发生反应。
4.钠的用途(1)工业上用钠作强还原剂,用于冶炼金属,如熔融4Na+ TiCl 4=====Ti+ 4NaCl。
(2)NaK 合金 ( 液态 )用作原子反应堆的导热剂。
(3)高压钠灯。
[ 自我检测 ]1. (教材改编题 )下列关于钠的叙述中,正确的是()A.钠是金属元素,单质的熔点很高B.钠在空气中燃烧,生成淡黄色的过氧化钠C.钠可保存在四氯化碳或酒精中D.钠与 CuSO4溶液反应,可置换出单质铜解析:选 B 。
A 项,钠的熔点低于 100 ℃,是熔点很低的金属; B 项,钠在空气中可剧烈燃烧,生成过氧化钠; C 项,钠的密度比四氯化碳小,浮在液面上,起不到保护作用,钠与酒精易发生反应,钠应保存在煤油中; D 项,钠先与溶液中的水剧烈反应,置换出氢气,不能置换出CuSO4中的 Cu。
1.知道Na 及其氧化物的性质。
2.能利用Na 及其氧化物分别与水反应的化学方程式进行相关计算。
3.能规范解答以Na 及其氧化物为载体的实验探究、框图推断题。
一、钠的性质及应用 1.钠的物理性质颜色:银白色,有金属光泽; 密度:ρ(H 2O)>ρ(Na)>ρ(煤油); 熔点:低于100 ℃;硬度:质地柔软,可以用小刀切割。
2.从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性Na――――――――→O 2、Cl 2、H 2O 、H +等-e -Na+(1)与非金属单质(如O 2、Cl 2)的反应O 2⎩⎨⎧常温:4Na +O 2===2Na 2O点燃:2Na +O 2=====△Na 2O 2Cl 2:2Na +Cl 2=====点燃2NaCl (2)与水反应①离子方程式:2Na +2H 2O===2Na ++2OH -+H 2↑。
②与滴加酚酞的水反应的现象及解释(3)与盐酸反应离子方程式:2Na +2H +===2Na ++H 2↑。
3.钠的制取及保存(1)制取:化学方程式为2NaCl(熔融)=====电解2Na +Cl 2↑。
(2)保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中。
4.钠的用途(1)制取Na 2O 2等化合物。
(2)钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。
(3)用作电光源,制作高压钠灯。
(4)冶炼某些金属金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用于制取金属,如4Na +TiCl 4=====熔融4NaCl +Ti 。
二、钠的氧化物——氧化钠和过氧化钠高频考点一 钠与水的反应及拓展应用 例1.向分别盛有100 mL 水、100 mL 0.1 mol ·L-1盐酸、100 mL 0.01 mol ·L -1NaOH 溶液的X 、Y 、Z 三个烧杯中各投入0.05 mol Na 。
下列有关说法正确的是( )A.三个烧杯中均会发生的离子反应为2Na +2H 2O===2Na ++2OH -+H 2↑ B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应,且X 烧杯中反应最剧烈 C.三个烧杯反应后,溶质的物质的量浓度相同 D.三个烧杯反应后,生成的气体的质量一定相同【变式探究】(1)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____________。
第二章碱金属第一节钠和钠的氧化物1.(2018·改编题)将钠投入下列溶液中,反应的剧烈程度由强到弱的是()①水②NaOH溶液③0.1 mol·L-1盐酸④0.1 mol·L-1硫酸铁溶液A.④③②①B.④③①②C.③④①②D.①③④②解析:钠与水溶液反应的实质就是与H+反应,其反应的剧烈程度决定于H+浓度的大小。
H+浓度由大到小的顺序是③>④>①>②,显然C项正确。
答案:C2.(2018·模拟题)钠的下列用途正确且与钠的化学性质无关的是()①与钾形成的合金可作原子反应堆的导热剂②制取Na2O2③冶炼钛、锆、铌、钽等金属④应用于电光源上⑤制取NaOH及NaCl等钠的化合物⑥可用于验证乙醇的分子结构A.①④B.②③⑥C.⑤D.以上答案均不正确解析:①是合金特点决定的,与化学性质无关;②是钠与氧气在加热条件下的反应性质的应用;③是利用钠单质的强还原性冶炼贵金属;④是一种物理反应的性质。
性质;⑤⑥是利用Na可与活泼氢或非金属单质如Cl2答案:A3.(2018·模拟题)某研究性学习小组设计如下实验方案测定氧化钠样品中过氧化钠的含量。
实验步聚:①取一定质量的样品放入烧杯中,加入足量稀盐酸,搅拌使之充分反应;②将反应后的溶液倒入蒸发皿中蒸发至恒重,冷却、称重。
若在蒸发过程中,局部温度过高,造成液滴飞溅,则实验结果会() A.偏低B.偏高C.无影响D.无法判断解析:设取a g样品,得到产物为b g,那么有①n(Na2O)·62 g/mol+n(Na2O2)·78 g/mol=a g②2[n (Na 2O)+n (Na 2O 2)]·58.5 g/mol =b g 由①②可得出n (Na 2O 2)=117a -62b1 872,可见b 越小,n (Na 2O 2)越大。
答案:B4.(2018·改编题)等物质的量的N 2、O 2、CO 2混合气体通过Na 2O 2后,体积变为原体积的11/12(同温同压)所得混合气体中N 2、O 2、CO 2的物质的量之比为(反应前后状态完全相同)( )A .6∶7∶3B .3∶4∶3C .4∶5∶2D .1∶2∶1 解析:假设原混合气体中N 2、O 2、CO 2分别为4体积(总体积为12),反应的CO 2为2体积,生成O 2为1体积,反应后的气体中,N 2为4体积,O 2为5体积、CO 2为2体积(总体积为11体积)。
第三章 金属及其化合物第一节 钠及其化合物[基础知识自查]1.钠的主要性质及应用(1)物理性质:ρ=0.97 g/cm 3,比水的密度小、比煤油的密度大,质软,熔点为97.81 ℃,沸点为882.9 ℃。
(2)化学性质(写出化学方程式)①与非金属反应⎩⎪⎨⎪⎧ O 2⎩⎪⎨⎪⎧ 常温:4Na +O 2===2Na 2O 点燃:2Na +O 2=====点燃Na 2O 2Cl 2:2Na +Cl 2=====点燃2NaCl②与H 2O 反应:2Na +2H 2O===2NaOH +H 2↑。
实验探究:Na 与H 2O(含酚酞)反应的现象及解释③与乙醇反应:2Na +2C 2H 5OH ―→2C 2H 5ONa +H 2↑。
④与酸(HCl)反应:2Na +2HCl===2NaCl +H 2↑。
⑤与盐(CuSO 4)溶液反应:2Na +2H 2O===2NaOH +H 2↑,CuSO 4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na 2SO 4。
(3)钠的保存与用途 ①保存:少量钠保存在煤油或石蜡油中。
②用途:制Na 2O 2,Na-K 合金可用于原子反应堆的导热剂,制高压钠灯,冶炼某些金属如4Na +TiCl 4=====熔融4NaCl +Ti(g)。
2.钠的氧化物(1)氧化钠和过氧化钠(2)实验探究:Na 2O 2与H 2O 的实验探究①将水滴入盛有Na 2O 2的试管中,现象是有气体生成,向反应后的溶液中加入酚酞,现象是溶液变红,后又褪色。
②检验生成的气体是O 2的方法是带火星的木条放在管口,若木条复燃,证明有O 2。
[应用体验]1.将钠投入到下列溶液中,反应的剧烈程度由强到弱的顺序是________。
①水 ②NaOH 溶液 ③0.1 mol·L -1盐酸 ④0.1 mol·L -1硫酸铜 ⑤乙醇[提示] ③④①②⑤2.Na2O、Na2O2与水反应均生成NaOH,与CO2反应均生成Na2CO3,故Na2O、Na2O2均是碱性氧化物,这种说法对吗?为什么?[提示]不对,Na2O2不是碱性氧化物,因为与H2O或CO2反应除生成NaOH 或Na2CO3外还有O2生成。
专题3.1 钠及其氧化物1、 掌握钠的物理、化学性质;2、 掌握氧化钠、过氧化钠的性质3、 能利用钠及其氧化物分别与水反应的化学方程式进行相关计算4、能规范解答以钠及其氧化物为载体的实验探究、框图推断题一、钠的性质 1、物理性质颜色:银白色,有金属光泽; 密度:ρ(H 2O)>ρ(Na)>ρ(煤油); 熔点:低于100 ℃;硬度:质地柔软,可以用小刀切割。
2、存在自然界中只能以化合态的形式存在,以NaCl 为主,还有Na 2SO 4、Na 2CO 3、NaNO 3等。
3、制取与保存制取:化学方程式为2NaCl(熔融)=====电解2Na +Cl 2↑; 密封保存,少量的钠通常保存在煤油里。
4、用途(1)制取Na 2O 2等化合物;(2)钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂;(3)作强还原剂,将某些稀有金属从它们的卤化物中还原出来, 如4Na +TiCl 4=====熔融4NaCl +Ti ; (4)用作电光源,制作高压钠灯。
5、化学性质从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性Na――→O 2、Cl 2、H 2O 、H +等Na +1(1)钠与水的反应现象及解释:浮、熔、响、游、红五个字来记忆。
①钠投入水中并浮在水面上——密度小于水。
②钠立即跟水反应,并放出热量,发出嘶嘶声,产生气体。
③同时钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方向迅速游动最后消失——熔点低。
④反应后的水溶液使酚酞变红——与水反应生成NaOH 。
反应化学方程式:2Na+2H 2O=2NaOH+H 2↓ 离子方程式:2Na +2H 2O===2Na ++2OH -+H 2↑ 实质:置换水中的氢。
(2)钠与盐的反应钠与盐在熔融状态下的反应: 4Na+TiCl 4(熔融)=Ti+4NaCl钠与盐溶液反应:先考虑钠与水反应生成碱,再考虑碱是否与盐反应。
例如:钠与CuSO 4溶液反应 2Na+2H 2O=NaOH+H 2↑ (1) CuSO 4+2NaOH =Na 2SO 4+Cu(OH)2 (2) (3)钠与氧气反应 常温:4Na+O 2=2Na 2O 点燃:2Na+O 2Na 2O 2钠在空气中变化过程:Na ————→O 2Na 2O ————→H 2O NaOH ————→H 2O NaOH 溶液————→CO 2Na 2CO 3·10H 2O ————→-H 2ONa 2CO 3(4)钠与其他非金属反应钠具有很强的还原性,能和很多非金属发生反应,如:S 、Cl 2等 (5)与盐酸反应离子方程式:2Na +2H +===2Na ++H 2↑。
错误!未找到引用源。
专题3.1 钠及其氧化物1、掌握钠的物理、化学性质;2、掌握氧化钠、过氧化钠的性质3、能利用钠及其氧化物分别与水反应的化学方程式进行相关计算4、能规范解答以钠及其氧化物为载体的实验探究、框图推断题。
1.【2014年高考·新课标I】化学与社会、生活密切相关,对下列现象或事实的解释正确的是( )【答案】D2.【2014年高考·北京】下列金属中,表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是( ) A.K B.Na C.Fe D.Al【答案】D【解析】由表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化可知,只有氧化铝为致密的结构,可保护内层金属,而K、Na、Fe的氧化物均不是致密的结构,故选D。
3.【2014年高考·上海】下列试剂不会因为空气中的氧气而变质的是( )A .过氧化钠B .氢硫酸C .硫酸亚铁D .苯酚 【答案】A一、钠的性质 1.物理性质颜色: 密度:ρ(H 2O)>ρ(Na)>ρ(煤油); 熔点:低于100 ℃; 硬度: 2.存在自然界中只能以 的形式存在,以NaCl 为主,还有Na 2SO 4、Na 2CO 3、NaNO 3等。
3.制取与保存制取:化学方程式为 密封保存,少量的钠通常保存在煤油里。
4.用途(1)制取Na 2O 2等化合物;(2)钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂;(3)作强还原剂,将某些稀有金属从它们的卤化物中还原出来,如4Na +TiCl 4=====熔融4NaCl +Ti ; (4)用作电光源,制作高压钠灯。
5.化学性质从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性Na 错误!未找到引用源。
Na +1(1)钠与水的反应现象及解释: 五个字来记忆。
①钠投入水中并浮在水面上——密度小于水。
②钠立即跟水反应,并放出热量,发出嘶嘶声,产生气体。
③同时钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方向迅速游动最后消失——熔点低。
④反应后的水溶液使酚酞变红——与水反应生成NaOH 。
反应化学方程式:2Na+2H 2O=2NaOH+H 2↑ 离子方程式: 实质:置换水中的氢。
(2)钠与盐的反应钠与盐在熔融状态下的反应: 4Na+TiCl 4(熔融)=Ti+4NaCl钠与盐溶液反应:先考虑钠与水反应生成碱,再考虑碱是否与盐反应。
例如:钠与CuSO 4溶液反应 2Na+2H 2O=NaOH+H 2↑ (1) CuSO 4+2NaOH =Na 2SO 4+Cu(OH)2 (2) (3)钠与氧气反应 常温: 加热: 钠在空气中变化过程:Na ————→O 2Na 2O ————→H 2O NaOH ————→H 2O NaOH 溶液————→CO 2Na 2CO 3·10H 2O ————→-H 2ONa 2CO 3 (4)钠与其他非金属反应钠具有很强的还原性,能和很多非金属发生反应,如:S 、Cl 2等 (5)与盐酸反应离子方程式: 。
【深度思考】1.钠能否保存在CCl 4中?原因是什么?2.金属钠着火,不能用H 2O 、干冰灭火的原因是_______________,通常用__________掩埋。
3.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】1.银白色,有金属光泽;质地柔软,可以用小刀切割Na2O2与CO2、H2O都能反应干燥沙土(或沙子)3.①④⑤二、钠的氧化物1.氧化钠与过氧化钠的比较2.Na2O2的强氧化性、漂白性-1价介于氧的两种较稳定化合价0价和-2价之间,因此Na2O2既可以在一定条件下获得电子表现氧化性(如与SO2、Fe2+、品红等反应),也可以在一定条件下失去电子表现还原性(如与H+和MnO4 反应),还可以在一定条件下发生歧化反应(如与H 2O 、CO 2等反应);但以氧化性为主。
①Na 2O 2与SO 2反应:②Na 2O 2投入FeCl 2溶液中,可将Fe 2+氧化成Fe 3+,同时生成Fe(OH)3沉淀: 3Na 2O 2+6FeCl 2+6H 2O=2FeCl 3+4Fe(OH)3↓+6NaCl。
③Na 2O 2投入氢硫酸中,可将H 2S 氧化成单质硫,溶液变浑浊,方程式为 。
④Na 2O 2投入品红溶液中,可使品红溶液褪色(褪色原理与SO 2不同)。
【深度思考】1.金属钠露置在空气中会发生一系列变化:银白色金属钠――→O 2 生成 表面变暗 ――→H 2O生成 出现白色固体――→H 2O (NaOH______)――→CO 2 生成Na 2CO 3·10H 2O 白色块状物质 ――→风化 生成 白色粉末状物质2.分别写出氧化钠、过氧化钠的电子式并分析它们含有化学键的类型: (1)Na 2O 的电子式:_______________________________________,化学键类型:____________________,属于:____________(填“离子化合物”或“共价化合物”,下同)。
(2)Na 2O 2的电子式:____________________,化学键类型:__________________________,属于:__________________________。
3.用双线桥分析Na 2O 2与水反应中电子转移的方向和数目:_______________________。
回答下列问题:(1)氧化剂和还原剂是_________,氧化产物是__________,还原产物是__________。
(2)1 mol Na 2O 2与水完全反应时转移的电子数:________________。
【答案】二、1.2.①Na2O2+SO2=Na2SO4③Na2O2+H2S错误!未找到引用源。
2NaOH+S↓【深度思考】3. (1)Na2O2O2NaOH (2)N A(或6.02×1023)典例1:【2017·姜堰高一联考】金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。
该反应的演示方法分别如图甲、乙所示:(1)现按图甲所示的方法,在室温时,向盛有饱和NaOH溶液的水槽中,加入一小块金属钠。
下列有关描述正确的是________(填字母,下同)a.钠浮在液面上,并四处游动,最后消失b.钠熔化成一个光亮的小球c.恢复到室温时,NaOH溶液的浓度增大d.恢复到室温时,溶液中Na+数目减少(2)按图乙所示方法来收集产生的气体,需将钠包好,再放入水中。
取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体在相同条件下体积的关系是________。
①用铝箔包住钠②用铜箔包住钠a.二者收集气体一样多b.①收集气体体积较大c.②收集气体体积较大【答案】(1)abd (2)b【解析】(1)钠投入饱和NaOH溶液中,发生的反应为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,其现象与钠在水中的反应现象相同;又因为原溶液是饱和的,反应消耗水,析出NaOH固体,则NaOH溶液浓度不变,但溶液体积减小,故Na+数目减少。
(2)Na和H2O反应产生H2的同时产生NaOH,NaOH可以和Al发生反应2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,故用铝箔包住Na时产生的H2的体积较大。
【反思归纳】1.钠与水、酸反应的实质都是与H+的反应。
2.金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板【变式训练1】【2016·泰州联考】将钠投入下列溶液中,反应的剧烈程度由强到弱的是( )①水②NaOH溶液③0.1mol/L盐酸④0.1mol/L FeCl3溶液A.④③②① B.④③①② C.③④①② D.①③④②【答案】C【解析】典例2:【2016·扬州联考】某溶液中含有HCO-3、SO2-3、CO2-3、CH3COO-4种阴离子。
向其中加入足量的Na2O2固体后,溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化)( )A.CH3COO-B.SO2-3C.CO2-3D.HCO-3【答案】A【解析】Na2O2与水反应生成NaOH,HCO-3+OH-===CO2-3+H2O,HCO-3浓度减小,CO2-3浓度增大;SO2-3具有还原性,被Na2O2氧化,浓度减小;CH3COO-浓度几乎不变。
【反思归纳】过氧化钠强氧化性的五个表现【变式训练2】【2017·广东模拟】向NaHSO 3溶液中加入足量Na 2O 2粉末,充分反应后溶液中离子浓度减少的是(忽略溶液体积变化) ( )A . Na +B . SO 32—C .OH -D .SO 42—【答案】B【解析】Na 2O 2粉末加入溶液中,SO 32-因被氧化而生成SO 42-,且与水反应生成NaOH ,则溶液中Na +、OH -、SO 42-浓度增加,SO 32-浓度减小;故选B 。
典例3:【2017·天津模拟】在相同条件下,总质量为2 g 的CO 和H 2的混合气体,在O 2中完全燃烧后全部通过足量的Na 2O 2固体,则固体质量增加 ( )A .2 gB .1 gC .18 gD .无法计算 【答案】A【反思归纳】从“四个角度”理解H 2O 、CO 2与Na 2O 2反应的定量关系 (1)物质的量关系无论是CO 2或H 2O 的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na 2O 2时,CO 2或H 2O 与放出O 2的物质的量之比均为2∶1。
(2)气体体积关系若CO 2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量的Na 2O 2,则气体体积减少的量等于原混合气体体积的12,且等于生成氧气的体积。
(3)转移电子关系2 mol Na 2O 2不论与H 2O 还是与CO 2反应均生成 1 mol O 2,转移2 mol 电子。
如:(4)固体质量关系 2CO +O 2=====点燃2CO 2①2Na 2O 2+2CO 2===2Na 2CO 3+O 2②①+②得,Na 2O 2+CO===Na 2CO 3(虚拟的反应)即CO 可被Na 2O 2完全吸收,固体增重即为CO 的质量;结论:凡分子组成符合(CO)m ·(H 2)n 的物质,m g 该物质在O 2中完全燃烧,将其产物(CO 2和水蒸气)全部通过足量Na 2O 2后,固体增重为m g 。
或者是由C 、H 、O 三种元素组成的物质,只要C 、O 原子个数比为1∶1,即可满足上述条件。
中学阶段常见的符合这一关系的物质有: ①无机物:H 2、CO 及H 2和CO 的混合气体;②有机物:CH 3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH 3COOH(乙酸)、C 6H 12O 6(葡萄糖)等。