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文檔簡介
第08講鈉及其重要化合物
目錄
考性分析本圖象
網(wǎng)絡構(gòu)建知識點4金屬鈉露置在空氣中發(fā)生的一系
1考點一鈉及其氧化物列變化
【夯基?必備基礎知識梳理】【提升?必考題型歸納】
知識點1鈉的性質(zhì)及應用考向1考查碳酸鈉和碳酸氫鈉性質(zhì)與檢驗
知識點2鈉的氧化物與氫氧化物考向2考查侯氏制堿法
3
【提升?必考題型歸納】考點三堿金屬焰色試驗
考向考查鈉的性質(zhì)及其應用
1【夯基?必備基礎知識梳理】
考向考查鈉的氧化物及其應用
2知識點1堿金屬的一般性與特殊性
2考點二碳酸鈉、碳酸氫鈉知識點2焰色試驗
【夯基?必備基礎知識梳理】【提升?必考題型歸納】
知識點1Na2c03、NaHCCh的性質(zhì)、用途及考向1考查堿金屬的相似性、遞變性
制法考向2考查焰色試驗
知識點2Na2c03和NaHCCh性質(zhì)的應用真題感悟
知識點3Na2c03、NaHCCh與鹽酸反應的基
考點要考題統(tǒng)計考情分析
求
2023浙江1月5題,2分1.分析近三年高考試題,高考命題在本講有以下規(guī)律:
鈉及其2022浙江6月9題,2分1)從考查題型和內(nèi)容上看,高考命題以選擇題和非選擇題呈現(xiàn),主要選
氧化物2021浙江6月9題,2分擇一些重要的金屬、非金屬化合物或新型化合物結(jié)合氧化還原反應、鹽
碳酸鈉2023浙江1月7題,2分類水解、難溶物的溶解平衡等核心考點進行考查。
碳酸氫2022廣東卷6題,2分2)從命題思路上看,高考試題中元素化合物不單獨出現(xiàn),而是分散到不
鈉2021江蘇卷11題,3分同題型和題目中。選擇題一般直接考查元素化合物的性質(zhì)和應用,填空
題一般有兩種形式,一是直接考查元素及其化合物的性質(zhì),通常以物質(zhì)
的判斷、化學式的書寫、微粒的檢驗和鑒定等形式;二是與基本概念和
基本理論的知識相結(jié)合,如氧化還原反應、電化學、實驗、計算等。
3)新的一年高考可能會在選擇題中考查鈉與氧氣反應時的電子轉(zhuǎn)移數(shù)
堿金屬2022海南卷5題,2分
目、鈉與水或乙醇反應的原理、過氧化鈉的電子式、過氧化鈉的性質(zhì)或
焰色試2021河北卷5題,3分
用途等,題目難度較小。
驗2021海南卷6題,2分
2.根據(jù)高考命題的特點和規(guī)律,復習時要注意以下幾點:
1)注重常見金屬和非金屬元素及其化合物性質(zhì),構(gòu)建知識網(wǎng)絡化、系統(tǒng)化
的模型。
2)元素化合物是考查基本概念、基本理論、化學實驗、化學計算等的載體。
浮
熔
與水反應的現(xiàn)象游
嘶
氧化鈉紅
一屋7“小鈉的氧化物
生成氧化鈉
與氧氣反應
碳酸鈉化學性質(zhì)生成過氧化鈉
鈉的鹽鈉的重要化合物
碳酸氫鈉與氯氣反應
氫氧化鈉堿與硫酸反應
與乙醇反應
概念
儀器種類
操作焰色試驗.3餐相似性
堿金屬一般規(guī)律/
常見的焰色試驗遞變性
特殊性
考點一鈉及其氧化物
?夯基?必備基礎知識梳理
知識點1鈉的性質(zhì)及應用
1.鈉的物理性質(zhì)
銀白色,有金屬光澤的固體,質(zhì)地柔軟,熔點低(小于100℃),密度比水的小,但比煤油的大,即
p(H2。)邛(Na)>p(煤油)。
2.從鈉原子的原子結(jié)構(gòu)認識鈉的化學性質(zhì)還原性
鳴力1。2、。2、H2O>才等028
Na7-----------E——>Na+'
(1)與非金屬單質(zhì)(如。2、C12)的反應
O2:常溫:4Na+O2=2Na2O.加熱:ZNa+Ch^NazO,
點燃
Cl2:2Na+Cb^^2NaCl
(2)與水反應
①離子方程式:2Na+2H2O=2Na++20IT+H2T。
②與滴加酚醐的水反應的現(xiàn)象及解釋
(3)與鹽酸、硫酸反應
離子方程式:2Na+2H+=2Na++H2T。
(4)與鹽反應
a.與熔融鹽反應
如:4Na+TiCL邈4NaCl+Ti
Na+KCl包NaCl+Kf(制取金屬鉀,因為鉀的沸點比鈉的沸點低,使鉀成為蒸汽而逸出)
b.與鹽溶液反應
①投入NaCl溶液中,只有H2放出
2Na+2H2O===2NaOH+H2T
若投入飽和NaCl溶液中,有H2放出,還有NaCl晶體析出(溫度不變)
②投入NH4C1溶液中有七和NH3逸出
2Na+2NH4cl===2NaCl+H2?+2NH3T
③投入CuSO4溶液中有壓逸出和藍色沉淀生成
2Na+2H2O===2NaOH+H2T
2NaOH+CUSO4===CU(OH)2;+Na2SO4
總反應:2Na+CuSO4+2H2O=Na2SO4+H2T+CU(OH)2;0
(5)與某些有機物(含羥基)反應
如:2Na+2cH3cH20H—>2CH3cHzONa+H2T
2Na+2cH3COOH—>2CH3coONa+H2T
2Na+2(Q^OH——>2<^Q^ONa+H2f
【易錯提醒】Na先與酸反應,再與水反應即先酸后水;與鹽溶液反應時先與水反應,生成的堿與鹽可能發(fā)
生復分解反應。
3.鈉的制取及保存
(1)工業(yè)制取:2NaCl(熔融)^fe2Na+CLT。
(2)保存:密封保存,通常保存在石蠟油或煤油中,鈉易與空氣中的。2、HzO反應,且鈉的密度比煤油的密
度大,不與煤油反應,故通常將少量鈉保存在煤油中,大量鈉保存在石蠟中。
4.鈉的用途
(1)鈉鉀合金(液態(tài))可用于原子反應堆的導熱劑。
(2)用作電光源,制作高壓鈉燈。
(3)冶煉某些金屬:鈉能與鈦、錯、胃、留等氯化物(熔融)發(fā)生置換反應,金屬鈉具有強還原性,熔融狀
熔融
態(tài)下可以用于制取金屬,如4Na+TiCl4^^4NaCl+Ti0
【特別提醒】
1.鈉燃燒時不能用水滅火,應用沙土蓋滅。
2.取用金屬鈉時,用鑲子夾取金屬鈉,用濾紙擦干表面的煤油,放在潔凈干燥的玻璃片上用小刀切割,不
能用手直接接觸金屬鈉,并且將剩余的鈉放回原試劑瓶中保存。
3.鈉與溶液反應的共同現(xiàn)象
①?。衡c浮在液面上;②熔:鈉熔化成光亮的小球;③游:在液面上不停地游動直至反應完全;④響:反
應中不停地發(fā)出“嘶嘶嘶”的響聲。若溶液中H+濃度較大,與水相比反應更加劇烈,最后鈉可能在液面上燃
燒。
4.鈉性質(zhì)的巧記口訣:銀白輕低軟,傳導熱和電;遇氧產(chǎn)物變,遇氯生白煙;遇水記五點,浮熔游響紅;遇
酸酸優(yōu)先,遇鹽水在前。
5.考慮鈉與酸、堿、鹽的水溶液反應時,要注意Na與水反應的同時,生成的NaOH還可能繼續(xù)與部分溶質(zhì)
反應。
6.對鈉與酸反應的計算問題,勿忽略Na若過量還可與H2O反應。
知識點2鈉的氧化物與氫氧化物
1.氧化鈉與過氧化鈉的比較
Na2ONazCh
電子式Na+[:0:¥-Na+Na+D():():]2-Na十
氧元素化合價-2-1
色、態(tài)白色固體淡黃色固體
陰、陽離子個數(shù)比1:21:2
是否為堿性氧化物是不是
與水反應
Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+02T
與C02反應Na2。+CO2=Na2cO32Na2C)2+2co2=2Na2cO3+O2
與鹽酸反應
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+02T
用途氧化劑、供氧劑、漂白劑
2.過氧化鈉的性質(zhì):
(1)強氧化性的五個表現(xiàn)
1S()2或SO;-so)
H2s或S?-一S
|Fe2+\電()二Fe3+|
1品紅溶液一一褪色1
酚酰溶液-——后褪色|
說明:①遇KMnCU等強氧化劑時,表現(xiàn)出還原性,氧化產(chǎn)物為金。
②遇H2O、H+則發(fā)生自身的氧化還原反應。
③遇還原性氧化物(即低價非金屬氧化物),表現(xiàn)強氧化性,一般不生成氧氣,而生成高價鈉鹽,如NazCh
+SC)2=^Na2so4。
④遇最高價金屬氧化物(酸酎)發(fā)生自身的氧化還原反應,有氧氣生成,如2Mn2O7+2Na2O2=4NaMnO4
+O2o
⑤無論是過氧化鈉還是其他過氧化物,具有強氧化性、漂白性等特殊性質(zhì)的根本原因是這些物質(zhì)中都含有
過氧鍵。
⑵理解Na2O2強氧化性的兩個角度
①從結(jié)構(gòu)角度
Na2O2的結(jié)構(gòu)中含有過氧鍵(—0—0—),含有過氧鍵結(jié)構(gòu)的物質(zhì)有較強的氧化性,以此類推,如H2O2>
H2so5(過硫酸,相當于H2O2中的一個H被一SO3H取代)、Na2s2。8(過二硫酸鈉)中都有過氧鍵結(jié)構(gòu),都是很
強的氧化劑。
②從化合價的角度
2
NazCh中的氧元素為一1價,有很強的氧化性,能氧化一些常見的還原劑,如502、Fe2+、SO3\HSO3\
H2S>S2—、Io同時一1價的0也有還原性,如遇到強氧化劑KMnO4也可以被氧化成02。
【特別提醒】(1)過氧化鈉是常用的工業(yè)漂白劑,但是不能用于食品的漂白;
(2)NazCh既有氧化性又有還原性,但主要表現(xiàn)為氧化性。當遇到KMnCU等強氧化劑時,可表現(xiàn)出還原性,
氧化產(chǎn)物為。2;
(3)NazCh遇至UC02、H20>才發(fā)生自身氧化還原反應。NazCh既是氧化劑又是還原劑,且ImolNazCh轉(zhuǎn)
移的電子是1mol而不是2molo
(4)Na2O>Na2O2中陰、陽離子個數(shù)比均為1:2。
(5)NazCh與H2O、C02的反應規(guī)律
當NazCh與CCh、H2O反應時,物質(zhì)的量關(guān)系為2Na2O2?。2?2e「,n(e")=n(Na2O2)
電子轉(zhuǎn)移關(guān)系
=2幾(O2)
若、水蒸氣(或兩混合氣體)通過足量氣體體積的減少量是原氣體體積的
氣體體積變化C02Na2O2,
關(guān)系g,等于生成氧氣的量,△丫=胃(。2)=/
CO2、水蒸氣分別與足量NazCh反應時,固體相當于吸收了CO2中的“CO”、水蒸氣
固體質(zhì)量變化
中的“H2”,所以固體增加的質(zhì)量Am(CO)=28gmo「x〃(CO2)、Am(HO)=2g-moF
關(guān)系22
1(Hz。)
3.氫氧化鈉
(1)物理性質(zhì):NaOH的俗名為燒堿、火堿或苛性鈉;它是一種白色固體,易溶于水并放出大量的熱,有吸
水性;吸收空氣中的水分而潮解;有很強的腐蝕性。
(2)化學性質(zhì)
①具有堿的通性:能使酸堿指示劑變色;與強酸反應;與酸性氧化物、兩性氧化物反應;與鹽反應(強堿
制弱堿)。
②其他反應
與金屬鋁反應:2A1+2OIT+2H2O=2A1O亍+3H2T
與非金屬單質(zhì)反應:Cl2+20H=C1+CIO+H20
酯類水角電CH3coOC2H5+NaOHACH3coONa+CH3cH20H
(3)NaOH的制取
①實驗室(土法)制燒堿:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3;+2NaOH
②現(xiàn)代工業(yè)制堿:2NaCl+2H2O空叫2NaOH+H2T+Cl2T
(4)NaOH在有機反應中的應用
提供堿性環(huán)境,如鹵代燃的水解和消去反應、酯類的水解和油脂的皂化等。
一提升?必考題型歸納
考向1考查鈉的性質(zhì)及其應用
例1.(2023?北京海淀?統(tǒng)考二模)某小組同學探究溶液中的MnO,能否被金屬鈉還原,進行實驗:
①在干燥試管中加入綠豆大小的金屬鈉,逐滴滴加ImLO.OOlmoLLTKMnO,溶液,產(chǎn)生無色氣體,溶液由紫
紅色變?yōu)闇\綠色(MnO:)。
②向ImLO.OOlmol.LTKMnO,溶液中持續(xù)通入H小水浴加熱,溶液顏色無明顯變化。
③向ImLO.OOlmollTKMnO,溶液中加入NaOH固體,溶液由紫紅色變?yōu)闇\綠色。
下列說法不正確的是
A.實驗①中還可能觀察到鈉塊浮在溶液表面,劇烈燃燒,發(fā)出黃色火焰
B.實驗②中的現(xiàn)象說明實驗①中溶液變色的原因與產(chǎn)生的氣體無關(guān)
C.實驗③中的現(xiàn)象說明實驗①中可能發(fā)生的反應:4MnO;+4OH=4MnO;+O2T+2H.O
D.上述實驗能證明溶液中的MnO1可以被金屬鈉還原
【解析】A.鈉與水反應時鈉浮在水面,然后熔化成閃亮黃色小球,在水面游動,并發(fā)出嘶嘶的響聲,反應
放熱,故還可能觀察到劇烈燃燒,發(fā)出黃色火焰,A正確;B.實驗②為對照實驗,探究H2對KMnCU的影
響,實驗②中的現(xiàn)象說明實驗①中溶液變色的原因與產(chǎn)生的H2無關(guān),B正確;C.實驗③為對照實驗,探
究NaOH對KMnCU的影響,溶液由紫紅色變?yōu)闇\綠色,說明實驗①中可能發(fā)生的反應:4MnO4+4OH=MnOj
+O2T+2H2。,C正確;D.上述三個實驗證明堿性條件下高鎰酸根離子可以生成鎰酸根離子,4MnO4+4OH-
MnO:+O2T+2H2O,不能說明溶液中的MnO4可以被金屬鈉還原,D錯誤;故答案為:D。
【答案】D
【變式訓練】(2022吉林長春實驗中學模擬)把一小塊金屬鈉放入下列溶液中,說法正確的是()
A.放入飽和NaOH溶液中:有氫氣放出,恢復至原溫度后溶液的pH增大
B.放入稀CuSO4溶液中:有氫氣放出,有紫紅色銅析出
C.放入MgCL溶液中:有氫氣放出,有白色沉淀生成
D.放入NH4NO3溶液中:有無色無味氣體放出
【解析】飽和NaOH溶液中放入鈉,鈉與水反應消耗水且生成NaOH,從而會有部分NaOH晶體析出,同時生成
氫氣,由于溶液仍是飽和NaOH溶液,故溶液的pH不變,A項錯誤;鈉先與水反應生成比和NaOH,然后生成的
NaOH與CuSO4反應生成Cu(OH)2藍色沉淀,B項錯誤;鈉先與水反應生成比和NaOH,然后生成的NaOH與
MgCb反應生成Mg(OH)2白色沉淀,C項正確;鈉先與水反應生成員和NaOH并放出熱量,然后生成的NaOH
與鐵離子反應生成NH3H2O,NH3H2O分解產(chǎn)生的氨會與氫氣同時放出,故放出的氣體有刺激性氣味,D項錯
誤。
【答案】C
【思維建模】金屬鈉與可溶性鹽溶液反應的思維模板
減少一對溶劑質(zhì)量的影響
超加4Na+一生成NaOH—與溶質(zhì)是否反應
孽扁心。反應
f生成H2f對裝置的要求
f放熱f對實驗環(huán)境的影響或?qū)?/p>
溶質(zhì)的溶解度的影響
考向2考查鈉的氧化物及其應用
例2.(2023?上海?一模)NazO和NazCh具有相似的性質(zhì)是
A.顏色B.水溶液的酸堿性C,氧化性D.漂白性
【解析】A、氧化鈉是白色的,但是過氧化鈉是黃色的固體,故A錯誤;B、氧化鈉和水反應生成氫氧化鈉,
過氧化鈉和水反應生成氫氧化鈉和氧氣,水溶液呈堿性,故B正確;C、氧化鈉無氧化性,過氧化鈉具有強
氧化性,故C錯誤;D、氧化鈉無氧化性,無漂白性,過氧化鈉具有強氧化性,能用于漂白,具有漂白作用,
故D錯誤;故選B。
【答案】B
【變式訓練11(2023.河南開封?統(tǒng)考二模)圖示為證明過氧化鈉可在呼吸面具和潛水艇中做供氧劑的實驗裝
置圖,其中a裝置是實驗室制備二氧化碳的裝置,c中盛放的是過氧化鈉。下列說法正確的是
A.a中可以用Na2c03和稀鹽酸來制備CO2
B.b裝置中是飽和Na2cO3溶液,作用是除去a中產(chǎn)生的HC1
C.c中只發(fā)生2Na2Ch+2CCh=2Na2co3+O2
D.f中收集的氣體是純凈的O2
【分析】該實驗的目的是證明過氧化鈉可在呼吸面具和潛水艇中做供氧劑,a裝置是實驗室用鹽酸和碳酸鈣
制備CO2的裝置,由于鹽酸具有揮發(fā)性,制得的二氧化碳中含有HCL通過裝置b中的溶液目的是除去HC1,
通入裝有過氧化鈉的裝置c中的二氧化碳氣體未干燥,含有少量水蒸氣,則裝置c中發(fā)生的反應有
2Na2O2+2CO2=2Na2co3+。2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2t,實驗過程中二氧化碳不能完全反應,裝置d中應
盛裝氫氧化鈉來吸收未反應的二氧化碳,避免干擾e中收集的氣體的驗證試驗,用帶火星的木條可檢驗e
中試管內(nèi)收集的氣體,若木條復燃,證明收集到的是氧氣,則可以證明過氧化鈉可在呼吸面具和潛水艇中
做供氧劑。
【解析】A.碳酸鈉與鹽酸反應生成二氧化碳、氯化鈉和水,則a裝置可以用碳酸鈉和稀鹽酸制備CO2,選
項A正確;B.由于a中的鹽酸易揮發(fā),制得的二氧化碳中含有HC1,則b裝置中應盛放飽和NaHCCh溶液,
其作用是除去a中產(chǎn)生的HC1,不能盛放碳酸鈉,因為碳酸鈉也會與二氧化碳反應,選項B錯誤;C.從裝
置b中出來的氣體為干燥,二氧化碳中混有水蒸氣,c中不僅僅發(fā)生反應2Na2O2+2CO2=2Na2co3+02,還有
反應2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2f,選項C錯誤;D.根據(jù)分析,f中用排水法收集的氣體是濕潤的。2,不純,
選項D錯誤;答案選A。
【答案】A
【變式訓練2】(2022.長沙模擬)1mol過氧化鈉與2mol碳酸氫鈉固體混合后,在密閉的容器中加熱充分反
應,排出氣體物質(zhì)后冷卻,殘留的固體物質(zhì)是()
A.Na2CO3B.Na2O2Na2cO3
C.NaOHNa2cO3D.Na2O2NaOHNa2cO3
【解析】2NaHCCh=^Na2cO3+CO2T+H2O,
2mol1mol1mol1mol
2Na2O2+2co2=2Na2cO3+O2,
1mol1mol1mol
則過氧化鈉恰好與碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳反應,排出氣體物質(zhì)后冷卻,最終殘留的固體物質(zhì)為2moi
Na2co3。
【答案】A
【變式訓練3】(2022?日照模擬)某化學興趣小組在學校科技節(jié)活動中表演了“滴水生火”“吹氣生火”的小魔術(shù)。
如圖所示,在蒸發(fā)皿上放一小團脫脂棉,在里面裹入一種淡黃色的化合物,對著脫脂棉吹氣或者用膠頭滴
管滴幾滴水,一會兒脫脂棉會燃燒起來。下列說法不正確的是()
A.淡黃色化合物為Na2O2
B.“滴水生火,的小魔術(shù)本質(zhì)上是發(fā)生了2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2T
C.“吹氣生火”的小魔術(shù)中的火不可以用泡沫滅火器撲滅
D.在活動中為了更清楚地觀察現(xiàn)象,需要近距離俯視蒸發(fā)皿
【解析】A.依據(jù)題意可知,淡黃色固體為過氧化鈉,故A正確;B.過氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉和氧氣,
方程式為2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2T,故B正確;C.過氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣,氧氣
助燃,所以“吹氣生火”的小魔術(shù)中的火不可以用泡沫滅火器撲滅,故C正確;D.反應過程中有明火,近距
離俯視存在安全隱患,故D錯誤。
【答案】D
【歸納總結(jié)】Na2O2與CO?、H2O反應的定量關(guān)系
電子
當NazCh與CO2、FLO反應時,物質(zhì)的量的關(guān)系為2Na2O2?。2?2e-,n(e~)=
轉(zhuǎn)移
川(Na2()2)=2〃(O2)
關(guān)系
、水蒸氣(或兩混合氣體)通過足量時,氣體體積的減少量是原來氣體
變化CO2NazCh
關(guān)系體積的等于生成氧氣的體積,即3=丫(02)=某混合)
固體
CCh、水蒸氣分別與足量NazCh反應時,固體相當于吸收了CO2中的“CO”、水蒸
質(zhì)量
l
氣中的“包”,所以固體增加的質(zhì)量△機(CO)=28g-molxn(CO2),Am(H2)=2g-mol
變化
-1
xn(H2O)
關(guān)系
考點二碳酸鈉、碳酸氫鈉
?夯基?必備基礎知識梳理
知識點1Na2cCh、NaH(X)3的性質(zhì)、用途及制法
1、Na2co3、NaHCCh的物理性質(zhì)
名稱碳酸鈉碳酸氫鈉
化學式
Na2CO3NaHCO3
俗名純堿或蘇打小蘇打
顏色、狀態(tài)白色粉末細小白色晶體
水溶性易溶于水水中易溶,但比Na2cCh的溶解度小
2、Na2co3、NaHCCh的化學性質(zhì)
(1)熱穩(wěn)定性
①Na2cCh性質(zhì)穩(wěn)定,受熱難分解。
②NaHCCh性質(zhì)不穩(wěn)定,受熱易分解,化學方程式為2NaHCO32Na2cO3+H2O+CO2T。
(2)與足量鹽酸反應
+
①Na2cCh:COr+2H=H2O+CO2To
+
@NaHCO3:HCOF+H=H,0+CO2f0
(3)與堿(NaOH溶液)反應
①Na2co3:與NaOH溶液不反應。
②NaHCCh:NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O?
(4)相互轉(zhuǎn)化
①Na2cCh—>NaHCO3
向Na2c。3溶液中通入C02,化學方程式為Na2CO3+H20+CO2=2NaHCO30
②NaHCCh—>Na2CO3
NaHCCh固體加熱分解轉(zhuǎn)化成Na2co3。
3、Na2cO3、NaHCCh的主要用途
(1)碳酸鈉:用于造紙、制造玻璃、制皂、洗滌等。
(2)碳酸氫鈉:用于制發(fā)酵粉、醫(yī)藥、滅火劑等。
4、Na2cCh的制備一侯氏制堿法
①原料
食鹽、氨氣、二氧化碳——合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣
其反應為C+H2O(g)=S^=CO+H2,CO+H2O(g)=^=CO2+H2?
②反應原理
產(chǎn)生NaHCCh反應:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3;+NH4C1=
產(chǎn)生Na2cCh的反應:2NaHCC)3ANa2cO3+CO2T+H2O。
③工藝流程
H碳酸氫鈉晶朝蕨
反應后混合液過,燒----
(含NaCl、NaHCC)3、
灣?母液(主要含H食鹽粉
NH」C1、NH|HCCMRNaCl'NHCDLl氨氣
降溫二濾
-母液(含NaCD-H氯化錢
④循環(huán)使用的物質(zhì):CO2、飽和食鹽水。
知識點2Na2c。3和NaHCCh性質(zhì)的應用
1.Na2co3、NaHCCh的鑒另(J
①固體的鑒別用加熱法:產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體的是NaHCO3固體。
②溶液的鑒別可用沉淀法、氣體法和測pH法。
a.沉淀法:加入BaCb溶液或CaCL溶液,產(chǎn)生沉淀的是Na2c。3溶液。
b.氣體法:滴入稀鹽酸,立即產(chǎn)生氣泡的是NaHCCh溶液。
c.測pH法:用pH試紙測相同濃度的稀溶液,pH大的是Na2c。3溶液。
2.Na2c。3、NaHCCh的除雜
序號混合物(括號內(nèi)為雜質(zhì))除雜方法
加熱法
Na2CO3(s)(NaHCO3)
②通入足量co
NaHCO3(aq)(Na2CO3)2
③滴加適量NaOH溶液
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
【特別提醒】①NaHCCh與堿溶液反應的實質(zhì)是HCO?與0IT反應生成COF,COM有可能發(fā)生后續(xù)反應,
如NaHCO3與Ca(0H)2溶液反應可以生成白色沉淀CaCO3;
②不能用澄清石灰水來鑒別Na2cO3與NaHCCh:Ca(0H)2溶液與二者反應均生成白色沉淀CaCCh,無法區(qū)
別;
③用鹽酸鑒別Na2c。3溶液和NaHCCh溶液時,要求兩溶液濃度相差不大,且加入的鹽酸等濃度且不宜過大;
④Na2cCh、NaHCCh與酸、堿、鹽的反應均為復分解反應,因而反應能否進行應從復分解反應的條件來判
斷。
知識點3Na2cCh、NaHCCh與鹽酸反應的基本圖象
若V(Oa)=V(a6)(即Oa
溶液中的溶質(zhì)為涉及離子方程式COF+H+=HCOr;
段與岫段消耗鹽酸的體
+
Na2c。3ab:HCO?+H=H2O+CO2t
積相同)
+
若V(O?)>V(aZ?)(BPOa段涉及離子方程式OH+H=H2O>
溶液中的溶質(zhì)為
消耗鹽酸的體積大于abcor+H+=Hcor;
Na2cCh和NaOH
+
段消耗鹽酸的體積)ab:HCOF+H=H2O+CO2t
若y(Oa)<V(a6)(即Oa段
溶液中的溶質(zhì)為涉及離子方程式Oa:COF+H+=HCOr;
消耗鹽酸的體積小于必
+
Na2cCh和NaHCOab:HCO?+H=H2O+CO2t
段消耗鹽酸的體積)3
若。=0(即圖像從原點溶液中的溶質(zhì)為
+
涉及離子方程式:HCOF+H=H2O+CO2t
開始)
NaHCO3
知識點4金屬鈉露置在空氣中發(fā)生的一系列變化
銀白色金屬鈉一工表面變暗上-出現(xiàn)白色固體接著表面變稀上-白色塊狀固體一二白色粉末狀物質(zhì)
寫出上述各步反應的化學方程式:
①4Na+O2=2Na2。;
@Na2O+H2O=2NaOH;
③2NaOH+C02+9H2O=Na2CO310H2O;
@Na2CO3-l0H2O=Na2CO3+1OH2Oo
一提升?必考題型歸納
考向1考查碳酸鈉和碳酸氫鈉性質(zhì)與檢驗
例1.(2023?天津南開?統(tǒng)考一模)下列實驗方案中,不能測定出Na2c和NaHCOs的混合物中Na2c質(zhì)量
分數(shù)的是
A.取ag混合物充分加熱,質(zhì)量減少bg
B.取ag混合物與足量稀鹽酸充分反應,加熱、蒸干、灼燒,得到bg固體
C.取ag混合物與足量Ba(OH)z溶液充分反應,過濾、洗滌、烘干、得到bg固體
D.取ag混合物與足量稀硫酸充分反應,逸出氣體用堿石灰吸收,質(zhì)量增加bg
【解析】A.只有碳酸氫鈉加熱分解,由差量法可計算碳酸氫鈉的質(zhì)量,然后再計算碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù),能
夠測出混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù),故A不選;B.加熱后bg固體為氯化鈉的質(zhì)量,設碳酸鈉的物質(zhì)的量
為X、碳酸氫鈉的物質(zhì)的量為y,則106x+84y=a,2x+y=-^-,解方程計算出a、b,然后可計算出混合物中
58.5
碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù),故B不選;C.碳酸鈉和碳酸氫鈉均能與Ba(OH)2反應生成碳酸領沉淀,結(jié)合B項分
析,也可以計算出混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù),故C不選;D.ag混合物與足量稀硫酸充分反應,逸出氣
體主要是二氧化碳和水,所以質(zhì)量增加bg兩種氣體的質(zhì)量,故無法求出混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù),故D
選;故選:D。
【答案】D
【變式訓練1】(2022?上海浦東新?統(tǒng)考模擬預測)為除去Na2cO3溶液中的下列雜質(zhì),所選用的試劑正確的
是
選項雜質(zhì)試劑
ANaHCO3適量的NaOH溶液
BNaOH適量的K2c溶液
CNaCl適量的鹽酸
DNa2so4適量的Ba(0H)2溶液
【解析】A.NaHCOs和NaOH溶液反應生成Na2c。3和水,可以用適量的NaOH溶液除Na2cO3溶液中的
NaHCO3,故A正確;B.NaOH和K2cO3不能反應,不能用K2cO3溶液除Na2cO3溶液中的NaOH,故B
錯誤;C.Na2c和鹽酸反應生成NaCl、二氧化碳、水,不能用鹽酸除Na2cO3溶液中的NaCl,故C錯誤;
D.Na2so八Na2cO3都能與Ba(OH)2反應,分別生成硫酸鋼、碳酸鋼沉淀,不能用Ba(OH),溶液除Na2cO3
溶液中的Na2so「故D錯誤;選A。
【答案】A
【變式訓練2】(2022?陜西西安?長安一中校考模擬預測)向lOOmLNaOH溶液中通入一定量的CO2氣體,充
分反應后,再向所得溶液中逐滴加入0.2mol/L的鹽酸,產(chǎn)生CO?的體積與所加鹽酸體積之間關(guān)系如圖所示。
下列判斷正確的是
A.原NaOH溶液的濃度為0.2mol/L
B.通入CO2的體積為448mL
C.所得溶液的溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為”(NaOH):”(Na2co3)=1:3
D.所得溶液溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為"(NaHCCh):"(Na2co3)=1:1
【分析】由圖可知,加入鹽酸未生成二氧化碳消耗鹽酸的體積小于生成二氧化碳消耗鹽酸的體積可知,氫
氧化鈉溶液與二氧化碳反應得到的是碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合溶液,加入鹽酸25mL時,碳酸鈉與鹽酸恰好
反應生成碳酸氫鈉和氯化鈉,反應的方程式為Na2cCh+HCUNaHCCh+NaCl,由方程式可知,碳酸鈉的物質(zhì)
的量為0.2mol/Lx0.025L=0.005mol,加入lOOmLO.2moi/L鹽酸時,碳酸氫鈉與鹽酸恰好反應生成氯化鈉、二
氧化碳和水,反應的方程式為NaHCCh+HCkNaCl+CChf+HzO,由方程式可知,碳酸鈉的物質(zhì)的量為
0.2mol/Lx(0.1L一0.025L)—0.005mol=0.01molo
【解析】A.由分析可知,加入lOOmLO.2moi/L鹽酸時得到的溶液為氯化鈉溶液,由電荷守恒和原子個數(shù)守
0.2mol/Lx0.1L
恒可得氫氧化鈉溶液的濃度為=0.2mol/L,故A正確;B.缺溶液的標準狀況,無法計算二
0.1L
氧化碳的體積,故B錯誤;C.由分析可知,氫氧化鈉溶液與二氧化碳反應得到的是碳酸鈉和碳酸氫鈉的混
合溶液,故C錯誤;D.由分析可知,氫氧化鈉溶液與二氧化碳反應得到的是碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合溶液,
混合溶液中碳酸鈉和碳酸氫鈉的物質(zhì)的量比為0.0。5mol:0.01mol=l:2,故D錯誤;故選A。
【答案】A
【思維建?!浚?)Na2co3、NaHCCh的鑒別與除雜
市H二…—產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁氣體的是
畫聞一涉垓生NaHCO3
稀溶液中滴加BaC12(或CaCl2)溶液,
一;處醫(yī)注.;產(chǎn)生沉淀的是Na2c(無溶液
滴加入鹽酸,立即產(chǎn)生氣泡的是
溶液送件法NaHCOs溶液
等濃度時,用H試紙測其pH,pH
1-迪班_史大的是Na?cpo3溶液
(2)Na2cCh和NaHCO3混合物的除雜方法
混合物(括號內(nèi)為雜質(zhì))除雜方法或試劑
Na2cCh固體(NaHCCh)加熱至恒重
NaHCO3溶液(Na2co3)通入足量C02氣體
考向2考查侯氏制堿法
例2.(2023?江蘇?模擬預測)實驗室利用下圖裝置模擬侯氏制堿法制備NaHC03,下列說法正確的是
A.實驗時應先打開活塞a后打開活塞b
B.裝置B中應盛放飽和Na2cCh溶液以除去HC1雜質(zhì)
C.一段時間后,裝置C中可觀察到白色晶體析出
D.裝置E主要為了吸收多余的CO2
【分析】氨氣極易溶于水,使溶液顯堿性,可以吸收更多二氧化碳,故先通入氨氣再通入二氧化碳,通過
飽和碳酸氫鈉溶液除去二氧化碳中的氯化氫后,反應生成溶解度較小的碳酸氫鈉晶體析出;
【解析】A.由分析可知,實驗時應先打開活塞b通入氨氣,后打開活塞a通入二氧化碳,A錯誤;B.-
氧化碳能和碳酸鈉溶液反應,裝置B中應盛放飽和NaHCCh溶液以除去HC1雜質(zhì),B錯誤;C.反應生成
溶解度較小的碳酸氫鈉晶體析出,故一段時間后,裝置C中可觀察到白色晶體析出,C正確;D.氨氣有毒,
裝置E主要為了吸收多余的氨氣,D錯誤;故選C。
【答案】C
【變式訓練】(2023?廣東梅州?統(tǒng)考模擬預測)侯氏制堿法以NaCl、NH3,CO2為原料制取純堿,將制堿技
術(shù)發(fā)展到一個新的水平。下列實驗室模擬侯氏制堿法制取純堿的步驟對應的裝置或操作不正確的是
A.制取NH3B.制取NaHCO?C.過濾NaHCC^固體D.灼燒分解NaHCC^
【解析】A.實驗室利用氯化鏤和氫氧化鈣共熱可制備氨氣,上述實驗裝置科學合理,A不符合題意;B.利
用碳酸氫鈉的溶解度較小性質(zhì),向飽和食鹽水中先后通入氨氣、二氧化碳來制備碳酸氫鈉晶體,裝置和操
作無誤,B不符合題意;C.碳酸氫鈉晶體析出后,利用過濾步驟從混合物中分離出來,過濾操作無誤,C
不符合題意;D.灼燒碳酸氫鈉可轉(zhuǎn)化為純堿,但實驗室加熱碳酸氫鈉時試管需略向下傾斜,否則可能會有
水蒸氣回流試管底部引起炸裂,D符合題意;故選D。
【答案】D
【思維建?!吭陲柡褪雏}水中先通入氨氣進行氨化,再通入二氧化碳,可制得小蘇打,否則得不到小蘇打。
考點三堿金屬焰色試驗
?夯基?必備基礎知識梳理
知識點1堿金屬的一般性與特殊性
1.一般性
相似性遞變性(由Li-Cs)
電子層數(shù)逐漸增多
原子結(jié)構(gòu)最外層均為1個電子核電荷數(shù)逐漸增大
原子半徑逐漸增大
都具有較強的金屬性,最高正價
元素性質(zhì)金屬性逐漸增強
均為+1價
物理(除Cs外)都呈銀白色,密度較密度逐漸增大(鉀反常),熔、沸點
單質(zhì)性質(zhì)小,熔、沸點較低逐漸降低
性質(zhì)化學還原性逐漸增強;與02反應越來
都具有較強的還原性
性質(zhì)越劇烈,產(chǎn)物越來越復雜
2.特殊性
①堿金屬的密度一般隨核電荷數(shù)的增大而增大,但鉀的密度比鈉的小。
②堿金屬一般都保存在煤油中,但由于鋰的密度小于煤油的密度而將鋰保存在石蠟中。
③堿金屬跟氫氣反應生成的堿金屬氫化物都是離子化合物,其中氫以H-形式存在,顯一1價,堿金屬氫化
物是強還原劑。
④試劑瓶中的藥品取出后,一般不能放回原瓶,但Na、K等需放回原瓶。
⑤鋰與反應與鈉不同,只生成Li2。,與反應條件、氧氣的量等無關(guān)。
知識點2焰色試驗
1.焰色試驗的概念
很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)特殊顏色,可以判斷試樣所含的金屬元素,化學上把
這樣的定性分析操作稱為焰色試驗,屬于物理變化,是元素的性質(zhì)。
2.焰色試驗的操作
洛川酒精燈壬在蘸取法.訕[枷酒精燈而短廿吐時否用鹽酸牯"酒精燈不在
粕絲貽嫁〉無色----->待測物始燒〉觀察火焰顏色洗滌〉柏絲向燒〉無色
3.常見元素的焰色
鈉元素:黃色;鉀元素:紫色(透過藍色鉆玻璃觀察);銅元素綠色;領元素:黃綠色;鈣元素:磚紅色。
【特別提醒】(1)焰色試驗是物理變化,是金屬元素的性質(zhì),既可以是單質(zhì),也可以是化合物,如不論灼燒
Na2co3、NaChNa2s。4還是鈉的單質(zhì),均發(fā)出黃色火焰。
(2)用稀鹽酸清洗的原因:生成金屬氯化物,而金屬氯化物在高溫時可揮發(fā)。
(3)焰色反應中所用的火焰應是無色或淺色的。
(4)灼燒鉗絲時應一直燒至火焰恢復到原來的顏色。
(5)可用潔凈無銹的鐵絲代替鉗絲,不能用銅絲代替。
一提升?必考題型歸納
考向1考查堿金屬的相似性、遞變性
例1.(2021?全國?模擬預測)“鋤(Rb)原子鐘”被譽為衛(wèi)星的“心臟”。下列說法正確的是
A.金屬鋤的熔點高于鉀B.;;Rb的中子數(shù)為48
C.:;Rb和;;Rb化學性質(zhì)不同D.鋤元素屬于IB族
【解析】A.鋤和鉀屬于堿金屬,堿金屬的熔沸點隨原子序數(shù)的遞增而減小,鋤原子序數(shù)大于鉀,故金屬鋼
的熔點低于鉀,A錯誤;B.;;Rb的中子數(shù)為85-37=48,B正確;C.號Rb和*Rb互為同位素,化學性質(zhì)幾
乎完全相同,C
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