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第2讲钠的其他常见化合物碱金属元素基础盘点一、钠的其他常见化合物(NaOH、Na2CO3、NaHCO3)1．氢氧化钠(NaOH)俗称。烧碱、火碱、苛性钠第三章常见的金属及其化合物(1)主要物理性质：白色固体，易吸收空气中的水分而潮解，易溶于水，并且放出大量的热量，有强腐蚀性。(2)主要化学性质：为一元强碱，具有碱的通性。①NaOH溶于水后完全电离，能与酸碱指示剂或试纸作用。②与酸和酚发生反应：如HCl、等。反应方程式分别为：，。③与酸酐发生反应:如SO2、CO2、SiO2、SO3和P2O5等。④与两性物质反应：如Al、Al2O3、Al(OH)3等。Al与NaOH溶液反应的方程式为：⑤与盐发生复分解反应：如NH＋4、Cu2＋、HCO－3、H2PO－4、HSO－3等。NH4Cl与NaOH溶液共热的方程式为：⑥提供碱性环境发生无机和有机反应，如卤代烃的水解反应和消去反应、酯类的水解、油脂的皂化等。2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。NH4Cl＋NaOHNaCl＋H2O＋NH3↑。2.碳酸钠和碳酸氢钠的比较名称（化学式）碳酸钠（Na2CO3）碳酸氢钠（NaHCO3）俗名主要性质色态白色晶体细小白色晶体水溶性易溶于水，溶液呈碱性易溶于水（但比同温下Na2CO3溶解度小），溶液呈碱性稳定性不稳定，受热易分解纯碱或苏打小苏打稳定，但结晶碳酸钠（Na2CO3·10H2O）易风化硫酸铝主要性质与H+反应CO+2H+H2O+CO2↑HCO+H+H2O+CO2↑与OH-不反应，但Ca2++COCaCO3↓Ca2++OH-+HCOCaCO3↓+H2O(碱过量)Ca2++2OH-+2HCOCaCO3↓+CO+2H2O(碱不足)盐CaCl2Ca2++COCaCO3↓↓2Al3++3CO+3H2O2Al(OH)3↓+3CO2↑3HCO+Al3+Al(OH)3↓+3CO2↑不反应［Ca（OH）2］主要用途玻璃、造纸、制皂、洗涤发酵、医药、灭火器相互转化思考1盛放NaOH溶液等碱性溶液的试剂瓶为什么不用磨口玻璃塞？提示以NaOH溶液为代表的碱性溶液中的OH－可与磨口玻璃塞中裸露的SiO2反应，生成Na2SiO3，使瓶塞和瓶体粘连在一起不易打开。思考2向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2，可观察到什么现象？为什么？提示溶液中将析出白色晶体(沉淀)。原因是：发生Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，①同温下，NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，②生成的NaHCO3的质量比消耗的Na2CO3的大(即106gNa2CO3生成168gNaHCO3)，即溶质增加，③反应消耗了水，即溶剂减少，因此出现沉淀，主要原因是①。二、碱金属元素1．碱金属元素Li、Na、K的原子结构示意图分别为、、。(1)相同点：最外层都是个电子。(2)不同点：从Li到Cs电子层数，原子半径。2．碱金属元素性质的相似性(1)单质均呈色(Cs除外)，有金属光泽，硬度，密度，熔点，有良好的导电性和导热性；1依次增多依次增大银白小较小较低(2)最高正价均为价；(3)均为活泼金属，氧化物对应的水化物均为；(4)单质均能与非金属单质发生反应；(5)单质均能和水发生反应：2M＋2H2O===2MOH＋H2↑(M代表碱金属元素)。＋1碱3．碱金属元素性质的递变性(按原子序数递增的顺序)(1)单质的熔、沸点呈现的趋势；(2)元素的金属性逐渐，单质的还原性逐渐；(3)与O2反应的产物越来越复杂，反应程度越来越；(4)与水反应的程度越来越剧烈，产物的碱性逐渐。减小增强增强剧烈增强三、焰色反应1．焰色反应的概念某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应，其属于变化，属于元素的性质。2．焰色反应的操作铂丝————→酒精灯灼烧无色———→蘸取待测物————→酒精灯灼烧观察火焰颜色————→用盐酸洗涤铂丝————→酒精灯灼烧无色。物理3．常见元素的焰色钠元素；钾元素紫色(透过观察)；铜元素色。4．应用检验元素的存在。黄色蓝色钴玻璃黄绿提示铂丝在使用前要用稀盐酸将其表面物质洗净，然后在火焰上灼烧至无色，这是因为金属氯化物在灼烧时易挥发，若用稀H2SO4洗涤铂丝，则由于硫酸盐的熔、沸点较高而难以挥发，会造成对后面实验的干扰。思考3做焰色反应实验时，为什么用稀盐酸洗涤铂丝而不用稀硫酸？考点精讲考点一Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法1.根据热稳定性不同2.根据和酸反应生成气体的速率不同鉴别(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．根据阴离子不同用盐溶液鉴别4．根据溶液的酸碱性鉴别例1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Ⅰ～Ⅳ所示。(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是(填装置序号)________。(2)图Ⅲ、Ⅳ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可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，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中装入的固体最好是(填化学式)___________________________________。(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应，①当石灰水过量时，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__________。解析(1)图Ⅰ不能达到实验目的，因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊，故不可以；图Ⅱ可以鉴别，因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，可根据气球膨胀程度判断。(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为：2NaHCO3=====△Na2CO3＋H2O＋CO2↑，实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。(3)试管B装入碳酸氢钠，试管A装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠，温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠很不稳定。(4)①石灰水过量时，碳酸氢根全部反应，离子方程式为：Ca2＋＋OH－＋HCO－3===CaCO3↓＋H2O；②2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，则其中的溶质是碳酸钠，要检验CO2－3，可以取少量上层清液于洁净的试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有CO2－3。答案(1)Ⅱ(2)2NaHCO3=====△Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2OD(3)NaHCO3(4)①Ca2＋＋OH－＋HCO－3===CaCO3↓＋H2O②Na2CO3取少量上层清液(或过滤后的滤液或所得溶液)于洁净(若无“洁净”也可)的试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有CO2－3即时巩固1有两个分别装有Na2CO3和NaHCO3固体的试剂瓶，因标签失落而无法区分。有4位同学为鉴别它们，分别设计了下列四种不同的方法，其中可行的是()A．分别取样配成溶液，再加入澄清石灰水，观察是否有沉淀生成B．分别取样后，加入相同浓度和相同体积的稀盐酸，观察反应的快慢C．分别取样加热，再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生D．分别取样配成溶液，在火焰上灼烧，观察火焰的颜色解析Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH,2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，现象相同，A项错；Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，因为盐酸的量不确定，很难观察气泡的冒出速率，B项错；2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2O，Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，C项对；焰色反应都是Na元素的焰色，均呈黄色不能鉴别，D项错。答案C考点二CO2与NaOH溶液反应的计算思维模型例2标准状况下，将3.36LCO2气体通入200mL1.00mol/LNaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO2－3)与c(HCO－3)的比值为(不考虑CO2－3、HCO－3的水解)()A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．1∶3解析n(CO2)＝3.36L22.4L/mol＝0.150moln(NaOH)＝0.200L×1.00mol/L＝0.200mol2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O0.200mol0.100mol0.100mol此时过量CO2：0.150mol－0.100mol＝0.050mol，进一步与Na2CO3反应：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO30.050mol0.050mol0.100molc(CO2－3)c(HCO－3)＝n(CO2－3)n(HCO－3)＝0.100mol－0.050mol0.100mol＝12。答案B即时巩固2在1.00L1.0mol/L氢氧化钠溶液中通入16.8L标准状况下的CO2，则所得溶液中含有的物质是什么？其物质的量分别是多少？解析利用极值法判断：(1)当CO2的物质的量不足NaOH的物质的量的12时，反应只能生成Na2CO3；(2)当CO2的物质的量等于或大于氢氧化钠的物质的量时，生成的Na2CO3会完全与CO2反应转化为NaHCO3；(3)只有当CO2的物质的量大于NaOH的物质的量的12，且小于NaOH的物质的量时，才会生成Na2CO3和NaHCO3两种产物。经过计算题给数据可知，本题属于第(3)种情况，所以溶液中的产物为Na2CO3和NaHCO3。答案设Na2CO3的物质的量为x，NaHCO3为y，则根据钠守恒和碳守恒列出下列方程组2x＋y＝1.00L×1.0mol/L＝1.00molx＋y＝16.8L22.4L/mol＝0.75mol求出x＝0.25moly＝0.5mol所得产物中Na2CO3为0.25mol，NaHCO3为0.5mol。考点三学科思想——用数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应1．盐酸逐滴加入Na2CO3溶液(1)现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。(2)反应：无明显现象时反应的离子方程式：CO2－3＋H＋===HCO－3，无色气体放出时反应的离子方程式：HCO－3＋H＋===CO2↑＋H2O。2．Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中(1)现象：有无色气体放出。(2)反应的离子方程式：CO2－3＋2H＋===CO2↑＋H2O。3．碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图象的归纳总结(1)向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示；(2)向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示；(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图象略)；(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图象略)。例3下列溶液反应后，溶液内含有0.5molNaHCO3和0.5molNa2CO3(不考虑HCO－3和CO2－3的水解)的是()A．0.5L1mol/LNaHCO3＋0.5L0.5mol/LNaOHB．0.5L0.75mol/LNa2CO3＋0.5L0.5mol/LHClC．0.5L1m