必修一-钠元素及化合物性质-(方程式+知识解析+习题答案)

一、钠1、Na放置在空气中：4Na+O2=2Na2O2、Na在空气中燃烧：2Na+O2点燃Na2O23、Na和水反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑离子方程式2Na+2H2O=2Na++2OH—+H2↑4、过氧化钠（Na2O2）与水反应：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑离子方程式2Na2O2+2H2O=4Na++4OH—+O2↑5、过氧化钠（Na2O2）与二氧化碳反应：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O26、NaHCO3加热：2NaHCO3加热Na2CO3+H2O+CO2↑7、用小苏打治疗胃酸过多：NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑离子方程式HCO3_—+H+==H2O+CO2↑8、碳酸钠与盐酸反应Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑离子方程式CO3_2—+2H+==H2O+CO2↑认识本质（分步反应过程如下）：Na2CO3+HCl==2NaCl+NaHCO3NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑9、氢氧化钠中通入少量的二氧化碳：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O10、氢氧化钠中通入过量的二氧化碳：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O和Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3总反应：NaOH+CO2=NaHCO3二、知识讲解考点1、钠的性质1．物理性质：银白色金属光泽、质软、可以用刀切割、密度小于水大于煤油、熔沸点低。2．化学性质：（1）钠与非金属单质反应：2Na＋Cl22NaCl（白烟）2Na＋SNa2S缓慢氧化：4Na+O22Na2O（白色固体）剧烈燃烧：2Na+O2Na2O2（淡黄色固体）（2）钠与水的反应2Na+2H2O2NaOH+H2↑2Na+2H2O2Na+＋2OH－+H2↑（3）与酸（主要指非氧化性酸）的反应：钠不足，则反应为：钠与酸直接反应。2Na+2H+2Na++H2↑钠过量，则反应为：钠先与酸反应，再与水反应。（4）与盐溶液反应：①将适量金属钠投入氯化铵溶液：（还有刺激性气味的无色气体产生）2Na+2NH4Cl+2H2O2NaCl+2NH3↑+H2↑分析：新生成的碱与NH4+反应产生NH3②将适量金属钠投入硫酸铜溶液：（还有淡蓝色的絮状沉淀和少量黑色物质生成）2Na+CuSO4+2H2ONa2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑分析：新生成的碱与铜离子反应，少量黑色物质为氧化铜，是由具有不稳定性的氢氧化铜受热分解而成③将适量金属钠投入氯化铁溶液：（还有红褐色沉淀产生）6Na+2FeCl3+6H2O6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑分析：新生成的碱与铁离子反应3．钠的保存：少量的钠保存于煤油中，大量的钠密封于固体石蜡中。4．钠的用途：电光源、钠钾合金常温下呈液态用于原子反应堆导热剂、还原剂用于冶炼金属。特别提示：点燃△1．钠与氧气反应的产物与反应物用量无关，与反应条件有关。2．钠与水、酸反应的本质为钠与水电离出的H+反应。考点2、钠的氧化物物质氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2电子式化合价O(－2)O(－1)阴、阳离子个数比1：21：2颜色、状态白色固体淡黄色粉末化学性质O22Na2O+O2Na2O2－－－CO2Na2O+CO2Na2CO32Na2O2+2CO22Na2CO3+O2H2ONa2O+H2O2NaOH2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑HClNa2O+2HCl2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2↑SO2Na2O+SO2Na2SO3Na2O2+SO2Na2SO4类别碱性氧化物过氧化物稳定性不稳定，可继续氧化稳定用途制NaOH，用途较少做供氧剂、氧化剂、漂白剂等转化关系2Na2O＋O22Na2O2特别提示：1．Na2O2与H2O、CO2的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应，每生成1molO2都转移2mol电子。2．在研究Na2O2与其他溶液反应时，要注意到Na2O2的强氧化性和溶液的强碱性。3．凡是分子组成符合（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，固体增重必为Wg。或是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1：1，即可满足该条件。4．等物质的量的Na2O和Na2O2分别投入等量且足量的水中，所得溶液的物质的量浓度相等。考点3、碳酸钠和碳酸氢钠物质Na2CO3NaHCO3俗名苏打、纯碱小苏打颜色状态白色固体白色粉末水溶性易溶于水能溶于水溶解度大小比较：Na2CO3NaHCO3溶液与酚酞变红变红颜色深浅比较：Na2CO3NaHCO3与盐酸反应Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2ONaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑反应速率：NaHCO3Na2CO3与氯化钙溶液Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl(CO32－+Ca2＋CaCO3↓)－－－－－－－与澄清石灰水Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH(CO32－+Ca2＋CaCO3↓)NaHCO3+Ca(OH)2（过量）NaOH+CaCO3↓+H2O(HCO3－+OH－+Ca2+==CaCO3↓+H2O)2NaHCO3+Ca(OH)2（少量）Na2CO3+CaCO3↓+2H2O(2HCO3－+2OH－+Ca2+CaCO3↓+2H2O+CO32－)与氢氧化－－－－－NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O钠溶液(OH－＋HCO3－CO32－＋H2O)热稳定性稳定2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O主要用途玻璃、造纸、制肥皂、洗涤发酵、医药、灭火器相互转化Na2CO3→NaHCO3：Na2CO3＋CO2＋H2O2NaHCO3NaHCO3→Na2CO3：NaOH＋NaHCO3Na2CO3＋H2O（OH－＋HCO3－CO32－＋H2O）2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O鉴别1．分别加热，有气体放出者为NaHCO3（适用于固体）2．分别滴加盐酸，立即有气体放出者为NaHCO3刚开始无气体放出，一段时间后有气体放出者为Na2CO3，3．分别滴加CaCl2溶液或BaCl2溶液，白色沉淀生成者为Na2CO3，NaHCO3无现象4．等浓度溶液，碱性较强的为Na2CO3考点4、焰色反应、碱金属元素1．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，化学上叫焰色反应。（为物理变化）2．焰色反应的操作顺序可概括成如下几个字：洗－烧—蘸—烧。3．观察钾的焰色时，要透过蓝色钴玻璃，因为钾中常混有含钠元素的杂质，而蓝色钴玻璃可滤过黄光。钾――紫色（透过蓝色钴玻璃）钠――黄色4．碱金属元素简单对比相似性递变性（由上到下）原子结构最外层均为1个电子电子层数逐渐增多△△核电荷数逐渐增大原子半径逐渐增大元素性质较强的金属性金属性依次增强单质性质物理性质（除Cs外）都呈银白色，密度较小，熔沸点较低密度逐渐增大（K反常），熔点逐渐降低化学性质都有较强的还原性都与氧气反应都与水反应生成强碱与氢气还原性依次增强，与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂三、例题精析【例题1】【题干】质量相等、质量分数相同的两份稀盐酸分别与碳酸钠和碳酸氢钠完全反应，消耗碳酸钠和碳酸氢钠的质量（）A．碳酸钠多B．碳酸氢钠多C．一样多D．无法确定【答案】B【解析】利用关系式法：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑可得2NaHCO3～～2HCl～～Na2CO316873106显然可见：碳酸氢钠多。故选：B。【例题2】【题干】（2011北京高考11）下列实验方案中，不能．．测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是（）A．取a克混合物充分加热，减重b克B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克D．取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体。【答案】C【解析】NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，所以通过加热分解利用差量法即可计算出Na2CO3质量分数，A正确；Na2CO3和NaHCO3均可与盐酸反应生成水、二氧化碳和氯化钠，所以bg固体是氯化钠，利用守恒法可计算出Na2CO3质量分数，B正确；混合物与足量稀硫酸充分反应，也会生成水和二氧化，所以逸出的气体是二氧化碳，但会混有水蒸气，即碱石灰增加的质量不是二氧化碳的质量，因此选项C不能测出混合物中Na2CO3质量分数；Na2CO3和NaHCO3都与Ba(OH)2反应，反应的方程式为CO32－＋Ba2＋BaCO3↓、HCO3－＋OH－＋Ba2＋H2O＋BaCO3↓，因此最后得到的固体是BaCO3，所以可以计算出Na2CO3质量分数，选项D也正确。【例题3】【题干】200℃时，11.6g由CO2和H2O组成的混合气体与足量Na2O2充分反应后，固体质量增加3.6g，则原混合气体的平均摩尔质量为(g·mol－1)（）A．5.8B．11.6C．23.2D．46.4【答案】C【解析】本题属于有关混合物的计算题；设气体混合物中CO2的物质的量为x，H2O的物质的量为y。2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2Δm256x28x2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2Δm24y2y则：28x＋2y＝3.644x＋18y＝11.6，解得：x＝0.1，y＝0.4。M＝11.6g0.5mol＝23.2g·mol－1。【例题4】【题干】将2.5gNa2CO3、NaHCO3、NaOH的固体混合物完全溶解于水，制成溶液，然后向该溶液中逐滴加入1mol/L的盐酸，所加入盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)关系如图所示：（1）写出OA段所发生反应的离子方程式__________________________。（2）当加入35mL盐酸时，产生CO2的体积为________mL(标准状况)。（3）计算原混合物中NaOH的质量及碳酸钠的质量分数。【答案】（1）H＋＋OH－=H2OCO2－3＋H＋＝HCO3－（2）224mL（3）设Na2CO3、NaHCO3、NaOH的物质的量分别为x、y、z则有：106g·mol－1×x＋84g·mol－1×y＋40g·mol－1×z＝2.5gx＋y＝1mol·L－1×(0.045－0.025)Lx＋z＝1mol·L－1×0.025L解得：x＝0.01mol，y＝0.01mol，z＝0.015mol所以m(NaOH)＝40g·mol－1×0.015mol＝0.6gw(Na2CO3)＝0.01mol×106g·mol－12.5g×100%＝42.4%【解析】由图可知OA段没有产生CO2气体，故发生的反应为：H＋＋OH－===H2O，CO32－＋H＋=HCO3－。当加入35mL盐酸时，只有10mL盐酸发生了反应HCO3－＋H＋=CO2↑＋H2O故V(CO2)＝1mol·L－1×10mL×10－3L·mL－1×22.4L·mol－1×103mL·L－1＝224mL。(3)见答案。四、课堂运用【基础】1．一定温度下，向饱和NaOH溶液中加入一定量的钠块，充分反应后恢复到原来温度，下列说法正确的是（）A．溶液中溶质质量增加，溶剂质量减少，溶液的溶质质量分数变大B．溶液的pH不变，有氢气放出C．溶液中的Na＋数目减小，有氧气放出D．溶液中的c(Na＋)增大，有氧气放出【答案】B【解析】钠放于NOH溶液中，与水反应生成NaOH和H2，由于原溶液是饱和溶液，且温度不变，故有NaOH晶体析出，而析出晶体后溶液仍饱和，故溶液的浓度不变，pH不变。2．焰火“脚印”“笑脸”“五环”，让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫，这与高中化学中“焰色反应”知识相关。下列说法中正确的是（）A．非金属单质燃烧时火焰均为无色B．所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色C．焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察D．NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同【答案】D【解析】A项，氢气在氯气中燃烧