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2NaOH+CO2+9H2O=Na2CO3·
10H2O,
Na2CO3·
10H2O=Na2CO3+10H2O(十水碳酸钠在干燥的空气中发生风化而失去结晶水)
由于钠有以上性质,所以钠应密闭保存,少量钠应保存在煤油或石蜡油中,使之隔绝空气和水。
3.钠与酸反应
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑
4.钠与盐反应
Na与盐溶液一般不发生置换反应,但与熔融的盐可发生置换反应。
4Na+TiCl4(熔融)
Ti+4NaCl
Na放入盐溶液时,先与水反应,生成的碱与盐发生复分解反应,例如:
将Na放入CuSO4溶液中,反应剧烈,有气体和沉淀生成。
2Na+H2O=2NaOH+H2↑
2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
总反应为:
2Na+2H2O+CuSO4=Cu2(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
因Na与水反应时有热量放出,生成的Cu(OH)2是难溶性碱,受热易分解,所以此反应中有时会有黑色沉淀CuO生成。
(Cu(OH)2
CuO+H2O)
钠的制取:
2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑
2,钠的化合物
钠的氧化物
钠的氧化物有Na2O和Na2O2两种,用比较异同的方法掌握它们的性质
氢氧化钠Na(OH)
俗称:
火碱、烧碱、苛性钠强碱,具有碱的通性
钠盐
重点的钠盐为Na2CO3、NaHCO3。
用比较方法学习。
3,碱金属元素
碱金属元素性质的相似性与递变性
1.相似性:
与Na结构相似的还有Li、K、Rb、Cs等元素。
它们原子的最外层都只有1个电子,均易失1个电子形成带1个单位正电荷的阳离子,所以它们均为活泼金属,均具有很强的还原性,能与氧气、非金属、水、酸等反应,生成产物均为离子化合物。
2.差异性与递变性
随着核电荷数的增加,由Li到Cs,电子层数依次递增,核到最外电子层的距离逐渐增大,核对最外层电子的引力逐渐减小,失电子能力增强,即还原性增强,与其它物质间的反应程度更加剧烈。
如与氧气反应时,Li常温或燃烧均生成Li2O,Na常温时生成Na2O,燃烧时则生成Na2O2,而K常温生成K2O2,燃烧生成KO2(超氧化钾)。
它们的最高价氧化物的对应水化物——碱--均为强碱,且碱性依次增强。
保存方法
由于碱金属单质性质都太活泼,常温就会与O2及水反应,所以要隔绝空气和水分保存。
大量时应密封保存,少量时,钾、钠保存在煤油中,而锂由于密度(0.534g/cm3)小于煤油的密度(0.788/cm3),故应保存在密度更小的石蜡油里。
Na+与K+的鉴别
通过焰色反应加以鉴别,Na及Na+的焰色均为黄色,K及K+的焰色均为浅紫色(透过钴玻璃观察,因钾中常混有含钠元素的杂质,蓝色钴玻璃可滤去黄光,从而更清楚地看到钾的浅紫色火焰)。
钾肥
农作物生长的三要素为N、P、K,由于土壤中的这些元素不能满足作物生长的需要,需适当地施放含有这些元素的物质,使农作物生长更好。
草木灰中含有较多的无机盐,钾盐是其中一类,有KCl、K2SO4、K2CO3等,所以草木灰可直接施撒于农田,用做肥料。
由于钾盐易溶于水,因此要防止雨水淋失。
四、例题精选
例1.下列对碱金属性质的叙述中,正确的是()
A、都是银白色的柔软金属,密度都比水小
B、单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物
C、碱金属单质与水剧烈反应生成碱和氢气
D、单质的熔沸点随着原子序数的增加而升高
解析:
A:
Cs略带金色;
Li、Na、K的密度小于水,Rb、Ca密度大于水。
B:
由于碱金属结构不同,性质不同,其单质在空气中燃烧时产物不同,Li生成Li2O,Na生成Na2O2,K、Rb、Cs则生成MO2型超氧化物。
D:
碱金属单质熔沸点随着原子序数增加逐渐降低。
答案为:
C。
例2.将2molNaHCO3和一定量的Na2O2的固体混合,在加热的条件下使其充分反应,经测定Na2O2无剩余,则最后所得固体的物质的量为()
A、1mol~2mol之间 B、1mol~4mol之间
C、2mol~4mol之间 D、大于4mol
2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O,2molNaHCO3分解生成1molNa2CO3,同时,生成的1molCO2和1molH2O若完全被Na2O2吸收,则可生成1molNa2CO3和2molNaOH,由本题干中知Na2O2无剩余,因此反应所得固体最多不超过4mol。
B。
例3.今有1.40g碱金属(M)及其氧化物(M2O)的混合物与水反应,生成1.79g碱。
求混合物的成分及其组成。
因碱金属是什么不确定,可采用极端假设法和差量法求解。
设碱金属相对原子质量为a:
当1.40g全部为碱金属时,
2M+2H2O=2MOH+H2↑△m
2a 2a+34 34
1.40 1.79-1.40=0.39
解出a≈61.03
当1.40g全部为氧化物时:
M2O+H2O=2MOH △m
2a+16 2a+34 18
1.40 0.39
解出a≈24.3
即此金属相对原子量在24.3~61.03之间,只有钾符合此条件。
设钾和钾的氧化物的质量分别为x,y,则:
解出
答:
混合物为钾和氧化钾,质量分别为0.498g和0.902g。
例4.取一小块金属钠放在石棉网上加热,下列实验现象描述正确的是()
(1)钠先熔化
(2)在空气中燃烧产生黄色火花(3)燃烧后得到白色固体
(4)燃烧火焰显黄色(5)燃烧后得到浅黄色固体
A.
(1)
(2)(5)B.
(1)
(2)(3)C.
(1)(3)(5)D.
(1)(4)(5)
例5,将6gNa和3.2gS迅速混合,放在石棉网上加热,反应后所得固体成分是()
A.Na2O和SB.Na2O和Na2O2C.Na2O和Na2SD.Na2O2和Na2S
五:
课堂练习
1.估计下列溶液中质量分数最大的是()
A.4.6gNa投入45.4g水中B.6.2gNa2O投入43.8g水中
C.7.8gNa2O2投入42.2g水中D.8gNaOH投入42g水中
2.当1体积CO2和O2混合气体通过足量的Na2O2时,气体体积变为原来的3/4,则CO2在原混合气体中所占体积分数为()A.25%B.40%C.50%D.75%
3.欲除去NaHCO3溶液中少量Na2CO3,可用()
A.饱和石灰水B.NaOH溶液C.盐酸D.通入CO2
4.欲除CO2中SO2气体,应选()
A.NaOHB.Na2CO3C.NaHSO3D.NaHCO3
5.在空气中能长期贮存而不变质的物质是()
A.金属钠B.硝酸钾C.氢硫酸D.Na2O2
6.关于Na2CO3和NaHCO3性质的有关叙述正确的是()
A.在水中溶解性:
Na2CO3﹤NaHCO3B.热稳定性:
Na2CO3﹥NaHCO3
C.与酸反应的速度:
Na2CO3﹤NaHCO3D.Na2CO3不能转化成NaHCO3,而NaHCO3能转化为Na2CO3
7.在一定温度下,向足量饱和Na2CO3溶液中加入1.06g无水Na2CO3粉末,搅拌后静置,最终所得的晶体的质量是()
A.等于1.06gB.大于1.06g,小于2.86gC.等于2.86gD.大于2.86g
8.盛放下列物质的玻璃瓶,要用橡胶塞的是()
A.浓盐酸B.NaOH溶液C.BaCl2D.浓硫酸
9.将3.12gNa2O2和10g水充分反应后,所得溶液的溶质质量分数为()
A.25.6%B.31.2%C.32.0%D.34.5%
1、固体Na2CO3中含有NaHCO3提纯它可采用的方法
2、通常可用饱和NaHCO3溶液除去混在CO2中的HCl,反应的离子方程式为________。
不能用NaOH溶液的原因是(用离子方程式表示)________________。
也不能用Na2CO3溶液的原因是(用离子方程式表示)________________
3、欲除去NaHCO3溶液中少量Na2CO3,可用()
4、将CO2分别通入下列各溶液中,不可能产生沉淀的是()
A.CaCl2溶液B.石灰水C.饱和Na2CO3溶液D.BaCl2溶液
5、在两个相同烧杯中分别加入100ml1mol/L的盐酸,然后分别加入mg石灰石和ngKHCO3,欲使名反应后两烧杯质量相等,则m与n关系为()
A.m=n﹥5gB.m﹥n﹥5gC.m=n≥10gD.m=7.8g,n=10g
六:
拓展
1,关于索尔维制碱与侯氏制碱简介
①索尔维制碱
反应过程:
将饱和的食盐溶液在冷却时用氨饱和,后在加压下通入二氧化碳(由碳酸钙分解而来),由于NaHCO3溶解度较小而析出,将析出的NaHCO3晶体煅烧,即可制得碳酸钠。
母液中的氯化铵加消石灰回收氨,以便循环利用。
反应方程:
NH3+CO2+H2O==NH4HCO3
NH4HCO3+NaCl==NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O↑
2NH4Cl+Ca(OH)2==2NH3↑+CaCl2+2H2O
优缺点:
此法的优点是原料经济,能连续生产,副产物NH3和CO2可回收使用,但缺点是大量的CaCl2用途不大,NaCl利用率只有70%左右,约有30%NaCl在母液中。
②侯氏制碱
根据氯化铵在常温时的溶解度比氯化钠大,而在低温时却比氯化钠溶解度小的原理,向母液中加入磨细的食盐粉末,产生同离子效应而使氯化铵单独结晶出来。
此法保持了氨碱法的优点,消除了它的缺点。
一方面使食盐的利用率提高到96%;
另一方面生产出的NH4Cl可做氮肥。
此法是一种制碱和制氨相结合的联合生产方法。
2、焰色反应
1、操作:
2、焰色:
钠______,钾________,铜___________。
在观察钾的焰色时,要透过____________________去观察,这样可以______去________________。
4、根据焰色反应所呈现的特殊颜色,可以测定________________________。
焰色反应是否属于化学变化?
阅读金属钾的发现
焰色反应要点:
1酒精灯火焰要浅,最好用煤气灯
2蘸取待测物金属丝最好用Pt丝,或用Fe\Ni\Cr代替,每次使用金属丝须在火焰上灼烧至无色
3用稀盐酸洗净金属丝,而后在火焰上灼烧至无色(金属卤化物灼烧易汽化而挥发,不能用稀硫酸洗)
4K:
透过蓝色Co玻璃观察,以过滤Na火焰的黄色干扰
3,认识小苏打、苏打、大苏打。
小苏打是碳酸氢钠的俗名,化学式为NaHCO3,是一种细小的白色晶体。
小苏打的制取是将CO2通人氨的饱和氯化钠溶液中,反应的化学方程式为:
NH3+NaCl+H2O+CO2=NaHCO3+NH4Cl
NaHCO3的溶解度较小,成为晶体析出。
小苏打是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一。
在医疗上,它是治疗胃酸过多的一种药剂。
苏打是碳酸钠的俗名,又叫纯碱,是一种白色粉末。
苏打晶体含结晶水,化学式是Na2CO3·
10H2O,亦叫洗涤碱。
洗涤碱在空气里很容易失去结晶水,并渐渐碎裂成粉末:
风化。
△
Δ
苏打的制取是通过制取小苏打,然后煅烧小苏打,得到苏打:
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
苏打在工业上广泛用于玻璃、造纸、纺织、制皂等,日常生活里也常用它作洗涤剂。
大苏打是琉代硫酸钠(Na2S2O3))的俗名,又叫海波。
结晶水合物的化学式为Na2S2O3·
5H2O。
大苏打是无色晶体,易溶于水。
化学性质不稳定,受热易分解,跟酸能反应。
Na2S2O3 Na2SO3+S↓
Na2SO3+H2SO4=Na2S04+H2O+SO2+S↓
大苏打有较强的还原性,常用于除去织物漂白后残留的氯气,也常作卤素的解毒剂:
Na2S2O3+4C12+5H2O=2NaCl+2H2SO4+6HCl在照相技术上常用作定影剂。
4,过氧化物与一般的氧化物有何不同?
氧和另一种元素组成的化合物叫做氧化物。
过氧化物也属于氧化物(实际是盐类)。
过氧化物是指含有[O—O]2-离子,与酸反应除生成盐、水外,还有O2逸出的氧化物。
一般的二氧化物,如PbO2、MnO2、TiO2等金属氧化物不能看成是过氧化物,原因是这些氧化物与酸反应不能产生O2。
一般金属氧化物和过氧化物与水、酸、酸性氧化物的反应产物不同。
原子结构
物理性质
化学性质
相似性
最外电子层都只有1个电子
除铯略带金色光泽外,其余的都是银白色金属,都比较柔软,有展性,密度都较小,熔点都较低,导热导电性能都很强
均为强还原剂:
都能与氧气等非金属反应
都能与水反应,生成氢氧化物和氢气
递变性
Li→Na→K→Rb→Cs
核电荷数增大,电子层数增多,原子半径逐渐增大
密度呈增大的趋势,熔点和沸点逐渐降低
还原性逐渐增强
单质与氧气反应越来越剧烈
与水反应越来越剧烈
4.过氧化钠不属于碱性氧化物。
虽然过氧化钠与酸反应生成盐和水的同时,还有氧气,不符合碱性氧化物的概念。
5.碱金属元素原子结构、性质的相似性和递变性
七:
专题检测
一、选择题(本题包括16小题,每小题2分,共32分。
每小题只有1个选项符合题意。
)
1、下列物质中能导电的是()
A、硫酸铜晶体B、无水酒精
C、熔融氯化钾D、液态氯化氢
2、下列物质中,既可与盐酸反应,又可与氢氧化钠溶液反应的是()
A.NaHSO4B.NaHCO3C.Na2SO3D.NH4NO3
3、下列物质中属于电解质的是()
A、盐酸B、石墨C、食盐D、乙醇
4、下列各组中的两种物质作用时,反应条件(温度、反应物用量)改变,不会引起产物种类改变的是()A、Na和O2B、NaOH和CO2C、Na2O2和CO2 D、C和O2
点燃
5、下列反应属于吸热反应的是()
A、H++OH-=H2OB、C+O2==CO2
C、Ba(OH)2·
8H2O+NH4ClD、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
6、关于NaHCO3性质的说法正确的是()
A、只能与酸反应,不能与碱反应 B、医疗上可用于冶疗胃酸过多
C、与足量的酸反应时放出的CO2比等质量的Na2CO3要少
D、同温度时,碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度。
7、在3S+6NaOH=Na2SO3+2Na2S+3H2O的反应中,氧化产物与还原产物的化学计量数(系数)之比为()A、1:
2B、2:
1C、3:
4D、1:
3
8、试管中装有煤油和水的混合物,静置后放入一小块碱金属,可观察到金属块在煤油和水的界面附近上下往复运动。
下列说法不正确的是()
A、此碱金属可能为钾或钠 B、此金属不可能是锂
C、上下运动是由于该金属与水反应产生气体
D、若是金属铷,则上下运动的幅度比钠大
9、下列叙述中不正确的是()
A、离子是带电的原子或原子团B、共价化合物在纯液态时不存在离子C、离子化合物中阴、阳离子个数不一定相等
D、NaCl是电解质,Cu是非电解质
10、一定温度下,Wg下列物质在足量氧气中充分燃烧,产物与过量的过氧化钠完全反应,过氧化钠固体增重Wg,符合此要求的物质是()
(1)H2
(2)CO(3)CO和H2(4)HCOOCH3(5)HOOC-COOH
A、全部 B、仅(4)(5) C、仅
(1)
(2)(3) D、除(5)以外
11、同浓度时的下列物质中导电性最强的是(同浓度指的是单位体积内溶解的溶质分子数相同)()
A、氯化钠B、盐酸C、硫酸D、醋酸
12、由钾和氧组成的某种离子晶体含钾的质量分数是78/126,其阴离子只有过氧离子(O22-)和超氧离子(O2-)两种。
在此晶体中,过氧离子和超氧离子的个数之比为()
A、1:
1 B、1:
2 C、2:
1 D、1:
13、在3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中,表现氧化性的HNO3和表现酸性的HNO3的质量之比为()
A、1:
2B、1:
3C、2:
3D、1:
1
14、向含有下列离子的溶液中加入一小块金属钠,引起离子数目减少的是
A.CO32- B.Cl- C.OH- D.HCO3-()
15、在溶液导电性实验装置里,分别注入20mL同浓度的醋酸和氨水,灯光明暗程度相似,若把两种溶液混合再试验,则()A、明暗程度几乎不变B、灯光变暗
C、灯光变亮D、完全不亮
16、含下列离子的溶液是无色透明,且离子能大量共存的是()
A、H+、Cu2+、NO3-、Cl-B、Mg2+、Ca2+、Cl-、CO32-
C、Ca2+、HCO3-、Na+、Cl-D、H+、Fe3+、NO3-、OH–
二、选择题(本题包括20小题,每小题2分,共40分。
每小题有一个或两个选项符合题意)
17、下列叙述中正确的是()
A、CO2、SO2、Al等其水溶液或本身虽能导电但都是非电解质
B、电解质在电流作用下才能电离
C、强电解质溶液的导电性肯定比弱电解质溶液的导电性强
D、根据加热等反应的条件难以确定反应是吸热还是放热
18、下列电离方程式一定正确的是()
A、CH3COOH=CH3COO-+H+B、Al2(SO4)3=2Al3++3SO42-
C、HnRO2n-1=nH++(2n-1)ROn-D、H2SO4=2H++SO42-
19、下列离子方程式不正确的是()
A、氢氧化钡溶液滴加盐酸:
H++OH-=H2O
B、红色的氧化铁粉末溶于盐酸:
O2-+2H+=H2O
C、小苏打溶液与氢氧化钠溶液混合:
HCO3-+OH-=CO32-+H2O
D、石灰石中加入盐酸:
CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
20、比较Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑与MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2↑的两个反应,下列叙述不正确的是()
A、两个反应都是氧化还原反应
B、两个反应都是氧化还原反应,盐酸作还原剂
C、前一个反应盐酸作氧化剂,后一个反应盐酸作还原剂
D、从这两个反应看出,盐酸可作氧化剂,又可作还原剂,还可起酸性作用
21、对金属铯的性质预测中,错误的是()
A、它可存在多种氧化物B、它对应的碱为可溶性强碱
C、它对应的碳酸盐受热易分解D、铯与水反应比钾与水反应还剧烈
22、xgNa2O和ygNa2O2分别加入等质量的水中(水足量),结果得到等质量分数的溶液,则A与B关系正确的是()
A、x=yB、x>
yC、x<
yD、无法确定
23、常温下,向下列溶液中通入足量的CO2有明显变化的是()
A、饱和Na2CO3溶液B、CaCl2溶液
C、饱和NaHCO3溶液D、澄清石灰水溶液
24、做焰色反应实验用的铂丝,每试验一种样品后都必须()
A、用水洗涤2~3次后再使用B、用盐酸洗涤后,经蒸馏水冲洗,方可使用C、用滤纸擦干后才可使用
D、用盐酸洗涤后,再在酒精灯火焰上灼烧到没有颜色,才可使用
25、关于反应CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑的下列说法正确的是()
A、H2仅是氧化产物B、H2仅是还原产物
C、CaH2中氢离子核外有2个电子D、氧化产物与还原产物的质量相等
26、有关Na2CO3和NaHCO3的叙述中正确的是()
A、相同质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸作用,产生的气体质量相等
B、Na2CO3比NaHCO3热稳定性强
C、Na2CO3和NaHCO3均可与澄清石灰水反应
D、Na2CO3和NaHCO3均可与NaOH溶液反应
27、下列物质间反应时,可能引起爆炸的是()
A、钠和硫研磨B、氧化钠溶于水
C、过氧化钠中通入二氧化碳D、钾投入水中
28、将少量金属钠放入盛有CuSO4溶液的烧杯中,剧烈反应,有蓝色沉淀及无色气体产生。
则烧杯中发生的反应是()
①2Na+CuSO4=Na2SO4+Cu②Cu+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑
③2Na+2H2O=2NaOH+H2↑④CuSO4+2Na
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