高中化学整理钠及其化合物文档格式.docx
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知识点精析与运用
知识点1:
研究物质性质的基本方法及基本程序
1.研究物质的性质,常常运用观察、实验、分类、比较、假说、模型等方法。
2.研究物质性质的基本程序
知识点2:
钠原子结构
从钠的原子核外电子排布看,其最外电子层上只有一个电子,因此,极易将这一电子失去,而达到稳定结构,形成+1价的钠阳离子(Na+)。
即金属钠的原子结构决定了其性质的活泼。
因其易失电子被氧化,故金属钠是还原剂。
知识点3:
钠的物理性质
钠是银白色金属,质软(可用刀切割),密度小(0.97g/cm3),熔点低,是电和热的良导体。
知识点4:
钠的化学性质
由于钠原子最外层只有一个电子,在化学反应中容易失去最外层的一个电子变为钠离子:
Na-e-→Na+
所以钠的化学性质极活泼,具有强还原性,是强还原剂,具有金属的典型性质。
1.与非金属反应
(1)与氧气的反应
常温下能与空气中的氧气化合,表面变暗。
4Na+O2=2Na2O
在空气或氧气中燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体。
2Na+O2Na2O2
(2)与硫反应
2Na+S=Na2S(研磨易爆炸)
(3)与氯气反应
2Na+Cl22NaCl(发出黄色火焰,产生白烟)
2.与水反应
钠与水反应的实验现象及现象解释如下:
现象
解释
浮在水面上
钠的密度比水小
熔成闪亮小球
反应放热、熔点低
迅速四处游动
钠受气体推动而游动
发出嘶嘶响声
产生气体及其燃烧
反应后滴入酚酞试液显红色
生成NaOH显碱性
注:
钠与水反应在钠的周围有白雾生成,此白雾是氢气燃烧产生的水蒸气。
钠与水反应的化学方程式为:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
该反应的实质是钠原子与水电离出的H+发生氧化还原反应,其离子方程式为:
2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
钠与水反应的现象可概括为“浮、熔、游、响、红”,并结合钠的性质进行记忆。
3.与酸反应
钠与酸反应比与水反应更加激烈,极易爆炸。
钠与盐酸反应2Na+2HCl=2NaCl+H2↑
钠与稀硫酸反应2Na+H2SO4=Na2SO4+H2↑
钠与酸溶液反应的实质是:
钠与酸电离出来的H+直接反应,而不是钠先与水反应,生成的氢氧化钠再和酸溶液反应。
因为钠与水反应时,得电子的是水电离的H+,而酸中H+浓度大于水中H+的浓度。
4.与盐的反应
与熔融盐的反应4Na+TiCl4(熔融)Ti+4NaCl
与盐溶液反应将钠加到盐溶液中,首先是钠与水反应,若生成的氢氧化钠与盐能发生复分解反应,生成难溶物或弱电解质等,则氢氧化钠和盐再反应;
否则钠只与水反应。
将一小粒钠投入硫酸铜溶液中,除观察到与水反应相同的现象外,还看到蓝色沉淀生成。
这是因为钠先与水反应,生成的NaOH再与盐CuSO4发生复分解反应生成氢氧化物——Cu(OH)2沉淀。
其反应式为:
2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓(蓝色)+Na2SO4
总反应式:
2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
故钠与盐溶液反应,不能置换出盐中的金属。
钠与CuSO4溶液反应时会产生黑色物质,这是因为钠与水反应放出大量的热,使难溶碱Cu(OH)2部分分解,生成黑色的CuO所致。
凡是活动性很强的金属(如K、Ca、Na)与盐溶液反应都与此类似,只有在熔融状态下,才有可能发生金属之间的置换反应。
由于钠的性质十分活泼,所以钠元素以化合态如NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等形式存在于自然界中。
由于钠很容易与空气或水反应,所以保存钠时应隔绝空气和水。
因为煤油不与钠反应,且煤油的密度小于钠的密度,所以通常将钠保存在煤油里。
虽然汽油的密度也小于钠的密度,但由于汽油易挥发,所以不能用汽油保存钠。
由于四氯化碳的密度大于钠的密度,所以不能用四氯化碳保存钠。
知识点5:
钠的制取
工业上用电解氯化钠的方法制取钠。
电解需要在电解槽里进行。
为降低电解温度,一般用40%NaCl和60%CaCl2形成的共熔物,在580℃就可以了。
电解时,Cl2在阳极放出,金属钠和钙浮在上方的熔盐上面,从管道溢出。
把熔融的金属混合物冷却到105~110℃,钙就成晶体析出,经过滤就实现了钠和钙的分离。
知识点6:
钠的用途
1.制取过氧化钠
2.钠和钾的合金是原子反应堆的导热剂
熔融的钠是液体传热中最好的一种,传热本领比水银高10倍,比水高40~50倍。
钠和钾组成的合金在常温下是液体,例如含钠20%、钾80%(质量分数)的合金熔点是-10℃,可用于原子反应堆的导热剂(合金的熔点一般都比任一组成成分的熔点低)。
3.用于电光源(高压钠灯)
将钠用于电光源上,高压钠灯发出的黄光波长约为589nm,射程远,透雾能力强,对道路平面的照度比高压水银灯高三倍半,广泛应用于广场、街道的照明。
钠灯也可用于洗相的暗房,因为这种黄光不会使相纸曝光。
4.作还原剂制取某些金属
3Na+AlCl3=Al+3NaCl(历史上制铝),4Na+TiCl4(熔融)Ti+4NaCl(现代制钛)。
碱金属中的钾、铷、铯的制取也用不如它们活泼的钠,原因是什么呢?
我们以制钾为例来说明。
沸点,KCl:
1500℃、Na:
882.9℃、NaCl:
1410℃、K:
774℃。
我们将熔融态的KCl与Na共热,可得到钾蒸气:
KCl+Na=NaCl+K↑,及时分离出K蒸气,反应就不断向右进行了。
对于命题问题的释疑解难
命题规律1:
本节常见的易错易混点
1.钠与氧气反应何时生成Na2O,何时生成Na2O2,经常混淆不清。
2.钠与酸溶液反应的观念,总认为是Na先与水反应生成氢氧化钠后,氢氧化钠再与酸反应。
3.钠与盐溶液反应时,总认为是钠直接与盐反应,而忽视了钠先与水反应。
(1)钠与氧气反应在常温下生成Na2O,点燃时生成Na2O2。
(2)钠与酸溶液反应时,先与酸反应,反应后剩余的钠再与水反应。
(3)钠与盐溶液反应时,钠先与水反应,然后考虑生成的氢氧化钠是否可以与盐再进一步反应。
命题规律2:
金属钠露置在空气中的变化过程
银白色金属表面变暗出现白色固体表面变成溶液
(Na)(Na2O)(NaOH)(NaOH潮解)
白色块状物质白色粉末状物质
(Na2CO3·
10H2O)(Na2CO3)
熟练写出各步转化的化学方程式,弄清变化的本质原因。
命题规律3:
钠与盐溶液反应的规律
1.将钠投入到饱和氯化钠溶液中,由于钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,消耗了溶液中的水,从而析出固体氯化钠。
2.将钠投入CuSO4溶液中,首先发生反应:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,然后,生成的NaOH与CuSO4发生复分解反应:
2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4,整个过程可观察到有氢气和蓝色沉淀生成。
总反应方程式:
3.将钠投入到氯化铵溶液中,会有氢气和氨气生成。
总反应式为:
2Na+2H2O+2NH4Cl=2NaCl+2NH3↑+H2↑
4.将钠投入AlCl3溶液中,首先发生反应:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,
然后,生成的NaOH与AlCl3发生复分解反应:
3NaOH+AlCl3=Al(OH)3↓+3NaCl,
若加入的金属钠过量,则生成的NaOH过量,过量的NaOH又会使Al(OH)3沉淀溶解:
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
(1)钠可以从某些熔融盐中置换出金属,但不能从盐溶液中置换出金属。
(2)当把钠放在盐溶液中时,钠首先是与水反应生成的氢氧化钠和氢气,然后再考虑生成的氢氧化钠是否与盐发生复分解反应。
钠(练习题)
题型大致分为几类
题型1检验钠的物理性质
[例1]钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是()
A.钠的熔点低B.钠的密度小
C.钠的硬度小D.有强还原性
题型2检验钠与溶液的反应
[例2]将一小块钠投入盛有5mL饱和澄清石灰水的试管中,不可能观察到的现象是()
A.钠熔成小球并在液面上到处游动B.有气体产物生成
C.溶液中有银白色金属析出D.溶液变浑浊
[例3]将一小块金属钠投入到下列物质的溶液中,有刺激性气味的气体产生的是()
A.NH4ClB.FeCl3C.CuSO4D.Ca(HCO3)2
题型3钠原子与离子的结构
[例4]有关钠原子和钠离子的叙述正确的是()
A.钠原子与钠离子的化学性质相似B.钠原子比钠离子多一个质子
C.钠原子具有还原性,钠离子具有氧化性D.钠原子不稳定,而钠离子稳定
题型4考查钠与水反应的计算
[例5]将2.3g钠投入97.7g水中,所得溶液的质量分数为()
A.2.3%B.大于2.3%C.4%D.大于4%
练习题
1.钠在自然界存在的主要形式是()
A.NaB.Na2ONaOH
C.NaHCO3Na2CO3D.NaCl
2.钠着火时,采用哪种灭火方式最好()
A.水B.煤油C.泡沫灭火器D.沙子
3.在实验室里做钠跟水反应的实验时,用到的仪器是()
a.试管夹b.镊子c.小刀d.冷凝管e.滤纸f.研钵g.烧杯h.坩埚i.石棉网j.玻璃片k.药匙l.燃烧匙
A.adbiB.cefkC.fghlD.dcegj
4.将一小块金属钠放置在潮湿的空气中足够长的时间后,最终将转变为()
A.Na2OB.Na2O2C.Na2CO3D.NaOH
5.钠的下列用途与钠的化学性质无关的是()
A.用钠单质与氧气作用制取生氧剂Na2O2粉末
B.用钠、钾的合金作原子反应堆的导热剂
C.用钠冶炼第三代金属钛
D.应用于电光源上,如钠光灯
6.下列属于钠离子性质的是()
A.极易被氧化B.有银白色金属光泽
C.能置换CaCl2溶液中的CaD.焰色反应为黄色
7.(2009广东)下列有关实验操作的说法正确的是()
A.可用25mL碱式滴定管量取20.00mLKMnO4溶液
B.用pH试纸测定溶液的pH时,需先用蒸馏水润湿试纸
C.蒸馏时蒸馏烧瓶中液体的体积不能超过容积的2/3,液体也不能蒸干
D.将金属钠在研钵中研成粉末,使钠与水反应的实验更完全
8.将一小块金属钠投入到硫酸铜溶液中,不
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- 高中化学 整理 及其 化合物