专题3金属及其化合物第一单元钠、镁及其化合物专题3金属及其化合物[考点分布]知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(1)钠、镁的物理性质及用途aT6T10(2)钠、镁的化学性质(跟非金属、酸、某些氧化物的反应)cT8T6T10T7、T14T6专题3金属及其化合物知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(3)钠、镁的生产原理bT8T8(4)碳酸钠、碳酸氢钠的性质及检验方法cT28T29专题3金属及其化合物知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(5)碳酸钠、碳酸氢钠的用途aT6T6T6T11(6)焰色反应aT9专题3金属及其化合物知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(7)有关化学方程式过量问题的计算bT29(8)过氧化钠的主要性质c钠、镁的性质及用途一、钠的性质、制取及用途1.钠的物理性质颜色:银白色,有金属光泽;密度:ρ(H2O)___________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(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应O2常温:4Na+O2===2Na2O点燃:2Na+O2=====△Na2O2Cl2:2Na+Cl2=====点燃2NaCl(2)与水反应①离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。②与滴加酚酞的水反应的现象及解释石蜡油或煤油(3)与酸反应离子方程式:2Na+2H+===2Na++H2↑。3.钠的制取及保存(1)制取:化学方程式为2NaCl=====通电2Na+Cl2↑。(2)保存:密封保存,通常保存在_______________________中。4.钠的用途(1)制取Na2O2等化合物。(2)钠、钾合金(液态)可用于快中子反应堆作热交换剂。(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的还原性,熔融状态下可以用于制取金属,如4Na+TiCl4=====熔融4NaCl+Ti。二、镁的存在、工业制法及性质1.镁的存在自然界中的镁主要以化合态的形式存在地壳和海水中,海水中镁的总储量约为1.8×1015t。2.镁的工业制法海水―――→石灰乳①海水沉淀池Mg(OH)2―――→HCl②MgCl2―――→蒸发结晶③MgCl2·6H2O―――→HCl气流中△④MgCl2―――→电解⑤Mg3Mg+N2=====点燃Mg3N2、2Mg+O2=====点燃2MgOMg+2H+===Mg2++H2↑2Mg+CO2=====点燃2MgO+C黑色固体3.镁的性质(1)与N2、O2反应,化学方程式为______________________________________________。(2)与非氧化性酸反应,离子方程式为______________________________________________。(3)与CO2反应,化学方程式为__________________________,反应现象为镁在二氧化碳中剧烈燃烧,放出耀眼的白光,有___________生成。题组一钠的性质及应用1.常温下能与水反应的金属单质是()A.SiO2B.Br2C.Na2OD.Na解析:选D。A项,SiO2是非金属氧化物;B项,Br2是非金属单质;C项,Na2O是金属氧化物;D项,Na是金属单质,常温下能与水反应。故选D。2.(2016·浙江4月选考,T8)下列有关钠及其化合物的说法不正确的是()A.电解饱和食盐水可制取金属钠B.钠与氧气反应的产物与反应条件有关C.氧化钠与水反应生成氢氧化钠D.钠可以从四氯化钛中置换出钛答案:A题组二钠与水反应实验的拓展3.向分别盛有100mL水、100mL0.1mol·L-1盐酸、100mL0.1mol·L-1硫酸铜溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05molNa(假设反应后溶液体积均不变)。下列有关说法正确的是()A.三个烧杯中发生反应的离子方程式均为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑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,生成的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解析:选D。钠与盐酸反应时先与H+反应,离子方程式表示为2Na+2H+===2Na++H2↑,与CuSO4溶液反应会生成沉淀,A错误;三个烧杯中,水中的氢离子浓度最小,反应最慢,B错误;X烧杯中生成的溶质为0.05molNaOH,Y烧杯中生成的溶质为0.01molNaCl和0.04molNaOH,Z烧杯中生成的溶质为0.01molNa2SO4和0.03molNaOH,故Z烧杯中生成的溶质的物质的量浓度最小,C错误;因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完,故生成H2的量相同,D正确。(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4.(2019·黄岩选考模拟)有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时,往100mL大试管中先加40mL煤油,取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞,通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至胶塞,并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察,回答下列问题:(1)如何从试剂瓶中取用金属钠:_________________________;剩余的Na____________(填“能”或“不能”)放回原试剂瓶。(2)装置中液面的变化:大试管内____________;长颈漏斗内____________。(3)写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式:___________。答案:(1)用镊子从试剂瓶中取一块金属钠,用滤纸吸干表面上的煤油,用小刀在玻璃片上切成米粒大小能(2)液面下降液面上升(3)2Na+FeSO4+2H2O===Fe(OH)2↓+Na2SO4+H2↑金属钠与溶液反应的现象分析(1)共性:因为钠与不同的溶液反应均属于剧烈的置换反应,故有共同的现象产生:①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:在液面上不停地游动直至反应完;④响:反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。(2)差异性:与酸及强酸弱碱盐溶液反应时,由于溶液中H+浓度较大,反应比与水剧烈,最后钠可能在液面上燃烧;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(难溶碱)、气体(NH3)等。题组三镁的性质5.(2019·台州质量检测)下列说法不正确的是()A.金属镁在空气中较易被氧化,生成的氧化膜对金属镁有保护作用B.去除表面氧化膜的金属镁,能在空气中点燃,产生耀眼的白光C.将镁粉加到水中加热煮沸冷却后,滴加酚酞,会变红色D.氮气很稳定,即使高温加热,去除表面氧化膜的镁条也不能在氮气中燃烧解析:选D。镁条表面的氧化膜对镁有保护作用,A正确;镁条在空气中可点燃,B正确;镁粉在加热条件下可与水缓慢反应生成Mg(OH)2沉淀物,但Mg(OH)2不是绝对不溶,微量Mg(OH)2溶解在水中,使溶液呈碱性,C正确;去除表面氧化膜的镁条可以在高温下与氮气反应,D错误。6.物质的量为0.1mol的镁条在只含有CO2和O2混合气体的容器中燃烧(产物不含碳酸镁),反应后容器内固体物质的质量不可能为()A.3.2gB.4.0gC.4.2gD.4.6g解析:选D。镁条在CO2和O2中燃烧,实质发生的是氧化还原反应,镁做还原剂,CO2和O2做氧化剂。容器中CO2和O2的量是未知的,反应后容器内固体物质的质量为未反应的镁的质量、生成的碳的质量及生成的MgO的质量。①当气体中无O2,Mg完全与CO2反应时,反应后固体物质的质量最大,2Mg+CO2=====点燃2MgO+C0.1mol0.1mol0.05molm(固体)=0.1mol×40g·mol-1+0.05mol×12g·mol-1=4.6g;②当金属镁没有反应,则容器内固体物质的质量最少,0.1mol×24g·mol-1=2.4g;由于容器中含有CO2和O2的混合气体,且镁条也参加了反应,因此反应后固体物质的量为2.4g<m(固体)<4.6g,故选D。(1)镁在空气中燃烧可能发生下列化学反应:2Mg+O2=====点燃2MgO;3Mg+N2=====点燃Mg3N2;2Mg+CO2=====点燃2MgO+C。(2)冶炼金属镁是电解熔融的MgCl2而不是电解熔融的MgO,其原因是MgO的熔点高达2800℃,远远高于MgCl2的熔点,使之熔化需要消耗更多的能量。白淡黄钠的重要化合物一、氧化钠与过氧化钠的比较物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)色态______色固体_____色固体类别离子化合物,碱性氧化物离子化合物,过氧化物物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)电子式__________________________________________氧元素的价态-2-1生成条件常温加热或点燃物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)热稳定性不稳定(2Na2O+O2=====△2Na2O2)稳定与水反应的方程式Na2O+H2O===2NaOH2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑与CO2反应的方程式Na2O+CO2===Na2CO32Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)与盐酸反应的方程式Na2O+2HCl===2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑用途-强氧化剂、漂白剂、供氧剂二、碳酸钠与碳酸氢钠1.性质(不特别注明的填化学方程式)2.转化Na2CO3①CO2+H2O②适量H+①加热(固体)②适量OH-NaHCO33.鉴别方法(1)利用热稳定性不同固体加热无明显变化的是Na2CO3放出无色的使澄清石灰水变浑浊气体的是NaHCO3(2)利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)(3)利用阴离子的不同溶液BaCl2溶液产生白色沉淀的是Na2CO3不产生白色沉淀的是NaHCO3(4)利用溶液的酸碱性不同溶液测相同浓度溶液的pHpH大的为Na2CO3pH小的为NaHCO3题组一过氧化钠的性质及应用1.(2019·金华东阳二中模拟)关于过氧化钠和氧化钠,下列说法不正确的是()A.Na2O2比Na2O性质稳定,放置在空气中不会变质B.同物质的量的两种物质与足量的CO2反应,消耗气体的质量比为1∶1C.同物质的量的两种物质溶于等量且足量的水中,生成碱的质量分数相等D.Na2O是白色固体,Na2O2为淡黄色固体解析:选A。Na2O2与Na2O均易吸收空气中CO2和H2O而变质,A错;二者最终均生成Na2CO3,B正确;Na2O2比Na2O多的那部分O元素以O2形式放出,故生成NaOH的质量分数相等,C正确。2.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解析:选A。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。3.(2019·衢州高一测试)一定量碳酸氢钠与过氧化钠的混合物在密闭体系中充分加热后,排出气体,测出固体残留物中有两种成分,则该固体组成中一定含有()A.NaHCO3、Na2CO3B.NaOH、Na2CO3C.Na2O2、Na2CO3D.Na2O2、NaOH解析:选B。NaHCO3受热易分解为Na2CO3,故A、D两项错误;Na2O2与NaHCO3分解产生的CO2、H2O反应,一定有Na2CO3生成,也会有NaOH生成,但不会是Na2O2、Na2CO3的组合,B项正确、C项错误。4.某课外活动小组设计下