2019-2020學年高中化學下學期第10周《鈉及其化合物》教學設計.doc

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2019-2020學年高中化學下學期第10周《鈉及其化合物》教學設計 課題 元鈉及其化合物 總課時 　1 班級（類型） 　 學習 目標 　 1.了解鈉的主要性質及應用。2.了解鈉的重要化合物的主要性質及應用。 重、難點 學習環(huán)節(jié)和內容 學生活動 教師反思 考點一　鈉的性質及應用 1．鈉的物理性質 顏色：銀白色，有金屬光澤； 密度：ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)； 熔點：低于100 ℃； 硬度：質地柔軟，可以用小刀切割。 2．從鈉原子的原子結構認識鈉的化學性質——還原性 NaNa＋ (1)與非金屬單質(如O2、Cl2)的反應 O2 Cl2：2Na＋Cl22NaCl (2)與水反應 ①離子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。 ②與滴加酚酞的水反應的現象及解釋 (3)與鹽酸反應 離子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。 3．鈉的制取及保存 (1)制?。夯瘜W方程式為2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。 (2)保存：密封保存，通常保存在石蠟油或煤油中。 4．鈉的用途 (1)制取Na2O2等化合物。 (2)鈉鉀合金(液態(tài))可用于原子反應堆的導熱劑。 (3)用作電光源，制作高壓鈉燈。 (4)冶煉某些金屬 金屬鈉具有強還原性，熔融狀態(tài)下可以用于制取金屬，如4Na＋TiCl44NaCl＋Ti。 深度思考 1．正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“” (1)鈉是銀白色金屬，熔點低，硬度大(　　) (2)在氧氣中加熱時，金屬鈉劇烈燃燒，生成淡黃色的固體Na2O2(　　) (3)金屬鈉在石棉網上加熱時，先熔化成銀白色小球，然后劇烈燃燒，產生黃色火焰(　　) (4)金屬鈉著火時，可用泡沫滅火器或干燥的沙土滅火(　　) (5)鈉與水反應的離子方程式為2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑(　　) (6)鈉表面自然形成的氧化層能夠保護內層金屬不被空氣氧化(　　) (7)金屬鈉具有強還原性，可與TiCl4溶液反應制取金屬Ti(　　) 答案　(1)　(2)√　(3)√　(4)　(5)√　(6)　(7) 2．鈉能否保存在CCl4中？原因是什么？ 答案　否，因為CCl4的密度比鈉的大，不能起到隔絕空氣的作用。 3．金屬鈉著火，不能用H2O、干冰滅火的原因是___________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　鈉和H2O可直接反應產生H2，可能會引起爆炸，加熱時鈉也可與CO2直接反應，而且金屬鈉著火生成的是Na2O2，與H2O、CO2都能反應 題組一　鈉與氧氣反應的特點 1．等質量的兩塊鈉，第一塊在足量氧氣中加熱，第二塊在足量氧氣(常溫)中充分反應，則下列說法正確的是(　　) A．第一塊鈉失去電子多 B．兩塊鈉失去電子一樣多 C．第二塊鈉的反應產物質量最大 D．兩塊鈉的反應產物質量一樣大 答案　B 解析　金屬鈉失電子均變?yōu)椋?價的陽離子，等質量的兩塊鈉，失電子是一樣的。根據4Na＋O2===2Na2O，則1 mol 金屬鈉完全反應得氧化鈉的質量是31 g，根據反應2Na＋O2Na2O2，則1 mol金屬鈉完全反應得過氧化鈉的質量是39 g，等質量的兩塊鈉，即金屬鈉的物質的量是相等的，所以生成過氧化鈉的質量大，即第一塊鈉的反應產物質量大。 2．倒置的坩堝蓋子上放硫粉，在硫粉中央放一小塊鈉，按圖示搭建裝置，用膠頭滴管向金屬鈉滴加一滴水，立即倒扣上大燒杯，發(fā)現坩堝蓋子內火星四濺，燒杯內出現大量白煙，下列說法錯誤的是(　　) A．水是鈉與硫反應的催化劑 B．酚酞的水溶液可能變?yōu)榧t色 C．鈉與硫的反應是放熱反應 D．濾紙逐漸變黑 答案　A 解析　A項，鈉與水反應放熱，放出的熱量引發(fā)鈉與硫的反應，所以水不是催化劑，錯誤；B項，硫化鈉為強堿弱酸鹽，溶于水后，發(fā)生水解使溶液顯堿性，所以酚酞的水溶液為紅色，正確；C項，鈉與硫反應引發(fā)后，不需要加熱就能繼續(xù)反應說明其為放熱反應，正確；D項，硫化鈉與硫酸銅反應生成硫化銅黑色固體，正確。 (1)鈉與氧氣反應的產物與反應溫度有關，加熱或點燃產物是過氧化鈉。 (2)不管生成氧化鈉還是過氧化鈉，金屬鈉失電子均變?yōu)椋?價的陽離子，因而等量的鈉完全反應失去的電子數相同。 題組二　對鈉與水反應的實質的理解 3．(xx武漢高三模擬)向分別盛有100 mL水、100 mL 0.1 molL－1鹽酸、100 mL 0.01 molL－1NaOH溶液的X、Y、Z三個燒杯中各投入0.05 mol Na。下列有關說法正確的是(　　) A．三個燒杯中均會發(fā)生的離子反應為2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ B．三個燒杯中鈉均在液面上劇烈反應，且X燒杯中反應最劇烈 C．三個燒杯反應后，溶質的物質的量濃度相同 D．三個燒杯反應后，生成的氣體的質量一定相同 答案　D 解析　鈉與鹽酸反應時鈉先與H＋反應，離子方程式表示為2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑，A錯誤；三個燒杯中，Y燒杯中的氫離子濃度最大，反應最劇烈，B錯誤；X燒杯中生成的溶質為NaOH，Y燒杯中生成的溶質為NaCl，Z燒杯中生成NaOH，由于原溶質為NaOH，故Z燒杯中物質的量濃度最大，C錯誤；因向三個燒杯中加入鈉的物質的量相同且鈉全部反應完，故生成H2的量相同，D正確。 4．將一小塊金屬鈉分別投入盛有：a.水、b.乙醇、c.稀H2SO4的三個小燒杯中，反應速率由快到慢的順序為______________。解釋反應速率不同的原因_________________________ ________________________________________________________________________。 答案　c>a>b　鈉與上述三種物質反應的實質都是鈉與H＋間的置換反應，H＋濃度的大小決定了反應速率的快慢，由三種物質電離出H＋的能力可知H＋濃度的大小順序為c>a>b，因而反應速率順序為c>a>b 5．(1)將金屬鈉放入盛有下列溶液的小燒杯中，既有氣體，又有白色沉淀產生的是____________。 ①MgSO4溶液?、贜aCl溶液　③Na2SO4溶液?、茱柡统吻迨宜、軨a(HCO3)2溶液?、轈uSO4溶液?、唢柡蚇aCl溶液 答案?、佗堍茛? 解析　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；④中反應消耗水，溶液溫度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2產生白色沉淀；⑤中Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O；⑥中生成的Cu(OH)2是藍色沉淀，不符合題意；⑦中水減少，c(Na＋)增大，使NaCl(s)Na＋(aq)＋Cl－(aq)平衡向左移動。 (2)按要求書寫反應的離子方程式 ①將Na投入到CuSO4溶液中 2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu(OH)2↓＋2Na＋＋H2↑。 ②將Na投入到Ca(HCO3)2溶液中，反應后生成正鹽溶液 2Na＋Ca2＋＋2HCO===CaCO3↓＋2Na＋＋CO＋H2↑。 ③將Na投入到NH4HCO3溶液中，有刺激性氣味氣體放出 2Na＋NH＋HCO===2Na＋＋CO＋NH3↑＋H2↑。 題組三　鈉與水反應實驗的改進與創(chuàng)新 6．如圖甲是演示金屬鈉與水的反應的重要實驗，為收集檢驗氣體產物，某興趣小組將甲裝置改進成如下乙或丙，請根據要求回答下列問題。 (1)寫出鈉與水反應的離子方程式___________________________________________。 (2)按乙裝置實驗，液體添加完畢后，關閉活塞，打開右邊膠塞，向煤油中加入一小塊鈉，立即塞好膠塞，可觀察到的現象是________。(填字母) A．鈉塊始終保持在a處，直至完全消失 B．鈉沉入U形管b處而后又慢慢浮到a處 C．鈉處于煤油和水的交界處上下浮動 D．隨反應的進行煤油與膠塞處液面下降，漏斗中液面上升 E．最終鈉塊在煤油中燃燒起來 (3)乙裝置中漏斗在反應過程中的主要作用是_________________________________。 (4)用乙裝置實驗，點燃氣體產物時，是否需要檢驗純度________(填“是”或“否”)。 (5)按圖丙所示方法來收集產生的氣體，需將鈉包好，再放入水中。取相同質量的鈉按下列兩種情況收集產生的氣體在相同條件下體積的關系是________(填字母)。 ①用鋁箔包住鈉 ②用銅箔包住鈉 a．二者收集氣體一樣多 b．①收集氣體體積較大 c．②收集氣體體積較大 答案　(1)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ (2)CD　(3)儲存反應過程中排出的水　(4)否　(5)b 解析　(2)因鈉的密度比水小，比煤油大，鈉與水接觸時反應產生氫氣，生成的氣體將鈉塊帶離水層，進入煤油層后停止反應又下沉，如此往復，直至鈉反應完，反應過程中沒有氧氣，鈉不可能燃燒，所以鈉處于煤油和水的交界處，上下浮動。(4)液體充滿U形管，反應過程中只產生氫氣，不可能含有氧氣，點燃時不會產生爆炸，因而不需要檢驗氫氣的純度。(5)Na和H2O反應產生H2的同時產生NaOH，NaOH可以和Al發(fā)生反應2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故用鋁箔包住Na時產生的H2的體積較大。 1．鈉與水、酸反應的實質都是與H＋的反應。 2．鈉與溶液反應的思維模板 (1)金屬鈉與酸溶液的反應 鈉首先與酸反應，且反應比在純水中劇烈，當酸反應徹底后，再與水反應。 (2)金屬鈉與鹽溶液的反應 鈉與鹽溶液反應，不能置換出鹽中的金屬，因鈉先與水反應，然后再考慮生成的NaOH是否能與鹽進一步發(fā)生復分解反應。 注意　鈉與乙醇反應，鈉塊先沉在液面下，后上下浮動、能看到表面冒出氣泡，并不能熔化成小球。 考點二　鈉的氧化物——氧化鈉和過氧化鈉 1．氧化鈉與過氧化鈉的比較 電子式 氧元素 化合價 －2 －1 色、態(tài) 白色固體 淡黃色固體 陰、陽離子 個數比 1∶2 1∶2 是否為堿性 氧化物 是 不是 與水反應的 化學方程式 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 與CO2反應的化學方程式 Na2O＋CO2===Na2CO3 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 與鹽酸反應的化學方程式 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑ 2．Na2O2的強氧化性與還原性 從元素化合價角度分析Na2O2的性質 (1)Na2O2的強氧化性 試劑 反應原理 現象 SO2氣體 Na2O2＋SO2=== Na2SO4 － FeCl2溶液 4Na2O2＋4FeCl2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8NaCl 紅褐色沉淀 Na2SO3溶液 Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2NaOH － 氫硫酸 Na2O2＋H2S===S↓＋2NaOH 溶液變渾濁 酚酞溶液 與水反應生成NaOH，Na2O2的強氧化性使之褪色 先變紅后褪色 品紅溶液 Na2O2的強氧化性使之褪色 紅色褪去 (2)遇KMnO4等強氧化劑時，表現出還原性，氧化產物為O2。 (3)遇CO2、H2O、H＋則發(fā)生自身的氧化還原反應。 深度思考 1．正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“” (1)氧化鈉、過氧化鈉均為堿性氧化物(　　) (2)氧化鈉、過氧化鈉均為離子化合物(　　) (3)1 mol Na2O2固體中含離子總數為4NA(　　) (4)Na2O2溶于水產生O2的離子方程式為Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑(　　) (5)Na2O2、Na2O組成元素相同，與CO2反應產物也相同(　　) (6)Na2O2與H2O反應時，Na2O2既是還原劑又是氧化劑(　　) 答案　(1)　(2)√　(3)　(4)　(5)　(6)√ 2．用雙線橋分析Na2O2與水反應中電子轉移的方向和數目：______________________。 (1)氧化劑和還原劑是__________________，氧化產物是__________________，還原產物是__________________。 (2)1 mol Na2O2與水完全反應時轉移的電子數：________________。 答案　 (1)Na2O2　O2　NaOH　(2)NA(或6.021023) 3．金屬鈉露置在空氣中會發(fā)生一系列變化，其過程： 銀白色金屬鈉表面變暗出現白色固體接著表面變稀白色塊狀固體白色粉末狀物質 請寫出上述各步反應的化學方程式。 答案?、?Na＋O2===2Na2O ②Na2O＋H2O===2NaOH ③2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO310H2O ④Na2CO310H2O===Na2CO3＋10H2O 題組一　過氧化鈉的性質及應用 1．(xx鄭州高三調研)下列有關Na2O2的說法不正確的是(　　) A．向包有Na2O2粉末的脫脂棉上滴加幾滴水，脫脂棉劇烈燃燒起來，說明Na2O2與H2O反應放熱且有氧氣生成 B．Na2O2與CO2反應時有單質O2生成，該反應屬于置換反應 C．Na2O2在空氣中久置變白，涉及的氧化還原反應中，Na2O2既是氧化劑，又是還原劑 D．Na2O2粉末加入Ca(HCO3)2溶液中，會產生氣體和渾濁 答案　B 解析　A項，燃燒的條件是達到著火點和具有助燃物質；B項，反應物中沒有單質參加反應，不符合置換反應的定義；C項，Na2O2與CO2、H2O的反應都是Na2O2自身的氧化還原反應；D項，Na2O2先和水反應生成O2和NaOH，NaOH再與Ca(HCO3)2反應產生沉淀CaCO3。 2．(xx衡水中學模擬)下列反應與Na2O2＋SO2===Na2SO4相比較，Na2O2的作用相同的是(　　) A．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 B．2Na2O2＋2SO3===2Na2SO4＋O2 C．Na2O2＋H2SO4===Na2SO4＋H2O2 D．3Na2O2＋Cr2O3===2Na2CrO4＋Na2O 答案　D 解析　題給反應中，Na2O2作氧化劑，SO2作還原劑。2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，Na2O2自身發(fā)生氧化還原反應，故A錯誤；2Na2O2＋2SO3===2Na2SO4＋O2，Na2O2自身發(fā)生氧化還原反應，故B錯誤；Na2O2＋H2SO4===Na2SO4＋H2O2，元素化合價沒有發(fā)生變化，發(fā)生的是復分解反應，故C錯誤；3Na2O2＋Cr2O3===2Na2CrO4＋Na2O，Na2O2中氧元素由－1價變?yōu)椋?價，Na2O2在反應中作氧化劑，故D正確。 3．某溶液中含有HCO、SO、CO、CH3COO－4種陰離子。向其中加入足量的Na2O2固體后，溶液中離子濃度基本保持不變的是(假設溶液體積無變化)(　　) A．CH3COO－ B．SO C．CO D．HCO 答案　A 解析　Na2O2與水反應生成NaOH，HCO＋OH－===CO＋H2O，HCO濃度減小，CO濃度增大；SO具有還原性，被Na2O2氧化，濃度減??；CH3COO－濃度幾乎不變。 題組二　Na2O2與H2O、CO2反應的定量分析 4．(xx寧德調研)往甲、乙、丙、丁四個燒杯內分別放入0.1 mol的鈉、氧化鈉、過氧化鈉和氫氧化鈉，然后各加入100 mL水，攪拌，使固體完全溶解，則甲、乙、丙、丁溶液中溶質的質量分數大小順序是(　　) A．甲＜乙＜丙＜丁 B．?。技祝家遥奖? C．甲＝丁＜乙＝丙 D．?。技祝家遥急? 答案　B 解析　(1)甲、丁相比： 甲：Na→NaOH　　消耗H2O，溶劑減少 ?。篘aOH無反應　　溶劑不變 故NaOH的質量分數：甲>丁。 (2)乙、丙相比： 生成NaOH相等消耗H2O相等 溶劑相等故乙、丙溶液完全等同。 (3)乙、丙與甲相比 甲：Na　　乙：Na2O　　丙：Na2O2 當它們物質的量相等時，甲(Na)所得NaOH是乙、丙(Na2O、Na2O2)所得NaOH物質的量的，它們所消耗的水相等，故溶劑相等，因此甲的質量分數比乙、丙小。 5．過氧化鈉可作為氧氣的來源。常溫常壓下二氧化碳和過氧化鈉反應后，若固體質量增加了28 g，反應中有關物質的物理量正確的是(NA表示阿伏加德羅常數)(　　) 選項 二氧化碳 碳酸鈉 轉移的電子數 A 1 mol 2NA B 22.4 L 1 mol C 106 g 1 mol D 106 g 2NA 答案　C 解析 由上述關系，不難得出C項正確；B項中未指明標準狀況，錯誤。 6．200 ℃時，11.6 g CO2和水蒸氣的混合氣體與足量的Na2O2充分反應后固體質量增加了3.6 g，則原混合氣體的總物質的量是(　　) A．0.125 mol B．0.25 mol C．0.5 mol D．1 mol 答案　C 解析　根據質量守恒定律可知，生成O2的質量為11.6 g－3.6 g＝8 g，n(O2)＝＝0.25 mol，根據Na2O2與H2O(g)、CO2反應的物質的量的關系可知CO2和H2O(g)的物質的量之和為0.25 mol2＝0.5 mol。 Na2O2與H2O、CO2的反應規(guī)律 電子轉 移關系 當Na2O2與CO2、H2O反應時，物質的量關系為2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝n(Na2O2)＝2n(O2) 氣體體積 變化關系 若CO2、水蒸氣(或兩混合氣體)通過足量Na2O2，氣體體積的減少量是原來氣體體積的，等于生成氧氣的量，ΔV＝V(O2)＝V 固體質量 變化關系 CO2、水蒸氣分別與足量Na2O2反應時，固體相當于吸收了CO2中的“CO”、水蒸氣中的“H2”，所以固體增加的質量Δm(CO2)＝28 gmol－1n(CO2)，Δm(H2O)＝2 gmol－1n(H2O) 考點三　碳酸鈉與碳酸氫鈉 1．Na2CO3和NaHCO3的性質 2．轉化 Na2CO3NaHCO3 3．Na2CO3和NaHCO3性質的應用 (1)Na2CO3、NaHCO3的鑒別 ①固體的鑒別用加熱法：產生使澄清石灰水變渾濁的氣體的是NaHCO3固體。 ②溶液的鑒別可用沉淀法、氣體法和測pH法。 a．沉淀法：加入BaCl2溶液或CaCl2溶液，產生沉淀的是Na2CO3溶液。 b．氣體法：滴入稀鹽酸，立即產生氣泡的是NaHCO3溶液。 c．測pH法：用pH試紙測相同濃度的稀溶液，pH大的是Na2CO3溶液。 (2)Na2CO3、NaHCO3的除雜 序號 混合物(括號內為雜質) 除雜方法 ① Na2CO3(s)(NaHCO3) 加熱法 ② NaHCO3(aq)(Na2CO3) 通入足量CO2 ③ Na2CO3(aq)(NaHCO3) 滴加適量NaOH溶液 深度思考 1．正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“” (1)在酒精燈加熱條件下，Na2CO3、NaHCO3固體都會分解(　　) (2)向Na2CO3飽和溶液中通入CO2，會有NaHCO3晶體析出(　　) (3)蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一(　　) (4)用酚酞溶液可鑒別飽和食鹽水和飽和碳酸鈉溶液(　　) (5)可用Ca(OH)2鑒別Na2CO3和NaHCO3兩種溶液(　　) (6)用熱的純堿溶液清洗炊具上的油污時，不涉及化學變化(　　) 答案　(1)　(2)√　(3)　(4)√　(5)　(6) 2．僅用試管和膠頭滴管，你能鑒別Na2CO3溶液和稀鹽酸嗎？若能，簡述原理。 ________________________________________________________________________。 答案　能，利用滴加順序不同，現象不同可區(qū)別Na2CO3溶液和稀鹽酸 3．請設計實驗方案，用50 mL 2 molL－1 NaOH溶液和足量的CO2氣體，制取50 mL 1 molL－1的Na2CO3溶液。 答案　將50 mL NaOH溶液，等分成兩份，一份通入過量的CO2，然后加熱煮沸、冷卻后與另一份混合，即可。反應方程式可表示為 第一步：NaOH＋CO2===NaHCO3 第二步：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O 題組一　Na2CO3、NaHCO3的鑒別和除雜 1．(xx銀川質檢)純堿和小蘇打都是白色晶體，在日常生活中都可以找到。若要在家中將它們區(qū)分開來，下面的方法中可行的是(　　) A．在水杯中各盛相同質量的樣品，分別加入等體積的白醋，觀察反應的劇烈程度 B．分別用干凈鐵絲蘸取樣品在煤氣爐的火焰上灼燒，觀察火焰顏色 C．將樣品溶解，分別加入澄清石灰水，觀察是否有白色沉淀 D．分別放在炒鍋中加熱，觀察是否有殘留物 答案　A 解析　碳酸鈉與酸反應分步進行，首先反應產生碳酸氫鈉和氯化鈉，然后是碳酸氫鈉與酸反應產生氯化鈉、二氧化碳和水，產生氣體，而碳酸氫鈉中加入酸馬上放出氣體，所以根據反應放出氣體的快慢就可迅速得到判斷，A正確；純堿和小蘇打都是鈉鹽，焰色反應火焰都為黃色，所以無法區(qū)別二者，B錯誤；二者都能與氫氧化鈣溶液發(fā)生反應產生碳酸鈣白色沉淀，無法區(qū)別它們，C錯誤；碳酸鈉穩(wěn)定，受熱不分解，碳酸氫鈉不穩(wěn)定受熱分解產生碳酸鈉、二氧化碳和水，也有固體殘留物，所以無法區(qū)分二者，D錯誤。 2．為除去括號內的雜質，所選用的試劑或方法不正確的是(　　) A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，選用適量的NaOH溶液 B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，應通入過量的CO2氣體 C．Na2O2粉末(Na2O)，將混合物在氧氣中加熱 D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入適量Ba(OH)2溶液，過濾 答案　D 解析　Na2CO3和Na2SO4均能與Ba(OH)2反應，不能達到除雜的目的。 3．某?；瘜W課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體，用不同的方法做了以下實驗，如下圖Ⅰ～Ⅳ所示。 (1)只根據圖Ⅰ、Ⅱ所示實驗，能夠達到實驗目的的是_____________________________ (填裝置序號)。 (2)圖Ⅲ、Ⅳ所示實驗均能鑒別這兩種物質，其反應的化學方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 與實驗Ⅲ相比，實驗Ⅳ的優(yōu)點是________(填字母)。 A．Ⅳ比Ⅲ復雜 B．Ⅳ比Ⅲ安全 C．Ⅳ比Ⅲ操作簡便 D．Ⅳ可以做到用一套裝置同時進行兩個對比實驗，而Ⅲ不行 (3)若用實驗Ⅳ驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性，則試管B中裝入的固體最好是_______________________________________________________________(填化學式)。 答案　(1)Ⅱ　(2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O　D (3)NaHCO3 解析　(1)圖Ⅰ不能達到實驗目的，因為無論碳酸鈉還是碳酸氫鈉均可以與鹽酸反應產生二氧化碳，二氧化碳氣體與澄清石灰水作用變渾濁；圖Ⅱ可以鑒別，因為等質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與足量的稀鹽酸反應，生成的二氧化碳氣體的量不同，可根據氣球膨脹程度來判斷。 (2)圖Ⅲ、Ⅳ所涉及的化學方程式為2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，實驗Ⅳ的優(yōu)點是可同時做對比實驗。 (3)試管B裝入碳酸氫鈉，試管A裝入碳酸鈉，這樣直接加熱的碳酸鈉，溫度高，不分解，不能使澄清石灰水變渾濁，而間接加熱的碳酸氫鈉分解，使澄清石灰水變渾濁，表明了碳酸氫鈉很不穩(wěn)定。 題組二　Na2CO3、NaHCO3與酸反應的定量關系 4．(xx吉林高三模擬)有關NaHCO3和Na2CO3的性質，以下敘述錯誤的是(　　) A．等質量的NaHCO3和Na2CO3與足量鹽酸反應，在相同條件下Na2CO3產生的CO2體積小 B．等物質的量的兩種鹽與同濃度鹽酸完全反應，所消耗鹽酸的體積Na2CO3是NaHCO3的兩倍 C．等質量NaHCO3和Na2CO3與鹽酸完全反應，前者消耗鹽酸較多 D．等物質的量的NaHCO3和Na2CO3與足量鹽酸反應產生CO2一樣多 答案　C 解析　Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O 解答此類題目用歸“1”法。A項，假設二者都是1 g，則n(NaHCO3)＝n(CO2)＝ mol，n(Na2CO3)＝n(CO2)＝ mol，正確；B項，假設二者均為1 mol，則消耗的鹽酸：Na2CO3為2 mol，NaHCO3為1 mol，正確；C項，假設二者均為1 g，Na2CO3需鹽酸的物質的量為2 mol＝ mol，NaHCO3需鹽酸 mol，錯誤。 5．將0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 molL－1稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質的量的關系的是(　　) 答案　C 解析　滴加鹽酸先發(fā)生反應：OH－＋H＋===H2O，再發(fā)生反應：CO＋H＋===HCO，最后發(fā)生反應：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O；因n(OH－)＝n(CO)＝0.01 mol，故加入0.02 mol HCl后開始有氣體生成，故C正確。 6．(xx貴陽清華中學模擬)向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2氣體，充分反應后，再向所得溶液中逐滴加入0.2 molL－1的鹽酸，產生CO2的體積與所加鹽酸體積之間關系如圖所示。 下列判斷正確的是(　　) A．原NaOH溶液的濃度為0.2 molL－1 B．通入CO2在標準狀況下的體積為448 mL C．所得溶液的溶質成分的物質的量之比為n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝1∶3 D．所得溶液的溶質成分的物質的量之比為n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)＝1∶1 答案　A 解析　當向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2氣體時，反應有兩種可能情況：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O或NaOH＋CO2===NaHCO3，在加入鹽酸100 mL時，無論溶液中溶質是NaOH、NaHCO3還是Na2CO3，最終都會生成NaCl，因n(Na＋)＝n(Cl－)，所以n(NaOH)＝n(HCl)＝0.02 mol，NaOH和鹽酸的體積相同，那么濃度也相同，即原NaOH溶液的濃度為0.2 molL－1，A項正確；鹽酸由25 mL滴至100 mL時，發(fā)生的反應為NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，消耗鹽酸0.015 mol，生成CO2 0.015 mol，即通入CO2在標準狀況下的體積為336 mL，B項錯誤；設所得溶液中的Na2CO3為x mol，NaHCO3為y mol，根據原子守恒：2x mol＋y mol＝0.02 mol，x mol＋y mol＝0.015 mol，解得x＝0.005，y＝0.01，所得溶液的溶質成分的物質的量之比為n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)＝2∶1，C、D項錯誤。 利用數形結合的思想理解碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸的反應 (1)向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產生CO2的體積的關系如圖甲所示。 (2)向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產生CO2的體積的關系如圖乙所示。 (3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產生CO2的體積的關系如圖丙所示(設NaOH、Na2CO3的物質的量之比為1∶1)。 (4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產生CO2的體積的關系如圖丁所示(設Na2CO3、NaHCO3的物質的量之比為1∶1)。 測定碳酸鈉質量分數的常用方法 1．氣體法 (1)測定原理：Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑ 依據CO2的體積確定Na2CO3的物質的量，進而確定純堿中Na2CO3的含量。 (2)實驗操作：向m g純堿樣品中加入足量的稀硫酸，準確測量產生CO2氣體的體積為V mL(已折算為標準狀況)。 (3)數據處理 純堿樣品中Na2CO3的質量為 mol106 gmol－1＝ g，則純堿樣品中Na2CO3的質量分數為100%＝%。 2．沉淀法 (1)測定原理：Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。 依據BaCO3沉淀的質量，確定Na2CO3的物質的量，進而確定純堿中Na2CO3的含量。 (2)實驗操作：先將m g純堿樣品溶于水配成溶液，向溶液中加入過量的BaCl2溶液，經過濾、洗滌、干燥得BaCO3沉淀的質量為n g。 (3)數據處理 純堿樣品中Na2CO3的質量為106 gmol－1＝ g，則純堿樣品中Na2CO3的質量分數為100%＝100%。 專題訓練 1．下列實驗方案中，不能測定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3質量分數的是(　　) A．取a克混合物充分加熱，減重b克 B．取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應，加熱、蒸干、灼燒，得b克固體 C．取a克混合物與足量稀硫酸充分反應，逸出氣體用堿石灰吸收，增重b克 D．取a克混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應，過濾、洗滌、烘干，得b克固體 答案　C 解析　取a克混合物充分加熱，減重b克，根據差量法可求出NaHCO3的質量，從而求出Na2CO3的質量分數，A正確；取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應，加熱、蒸干、灼燒，得b克固體氯化鈉，列方程組即可求出，B正確；C項，取a克混合物與足量稀硫酸充分反應，逸出氣體用堿石灰吸收，增重b克，由于逸出氣體中含有H2O(g)，故無法求解，C錯誤；D項，由于二者都能與Ba(OH)2溶液反應生成BaCO3沉淀，由Na2CO3→BaCO3、NaHCO3→BaCO3 的轉化關系，列方程組即可求出混合物中Na2CO3的質量分數，D正確。 2．化學興趣小組的同學為測定某Na2CO3和NaCl的固體混合物樣品中Na2CO3的質量分數進行了以下實驗。請你參與并完成對有關問題的解答： (1)甲同學用圖1所示裝置測定CO2的質量。實驗時稀硫酸是與樣品中的__________(填“Na2CO3”或“NaCl”)發(fā)生反應，儀器b的名稱是__________，洗氣瓶c中盛裝的是濃硫酸，此濃硫酸的作用是____________________。 (2)乙同學用圖2所示裝置，取一定質量的樣品(m g)和足量稀硫酸反應進行實驗，完成樣品中Na2CO3質量分數的測定。 ①實驗前，檢查該裝置氣密性的方法是先打開活塞a，由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再將針筒活塞向內推壓，若b下端玻璃管中的______________________________，則裝置氣密性良好。 ②在實驗完成時，能直接測得的數據是CO2的______(填“體積”或“質量”)。 (3)丙同學用下圖所示方法和步驟進行實驗： ①操作Ⅰ涉及的實驗名稱有：__________、洗滌；操作Ⅱ涉及的實驗名稱有干燥、__________。 ②丙同學測得樣品中Na2CO3的質量分數為__________。 答案　(1)Na2CO3　分液漏斗　除去CO2中的水蒸氣 (2)①液面上升?、隗w積 (3)①過濾　稱量?、?06y/197x 解析　(1)NaCl不與稀硫酸反應，Na2CO3與稀硫酸反應。儀器b的名稱是分液漏斗。濃硫酸的作用是除去CO2中的水蒸氣(或干燥CO2氣體)。 (2)①將針筒活塞向內推壓，增大了容器中的壓強，故若b下端玻璃管中的液面上升，則裝置氣密性良好。②CO2是氣體，故能直接測得的數據是CO2的體積。 (3)①生成沉淀，故操作Ⅰ需涉及過濾操作。要知道固體的質量需要稱重。②經過計算，樣品中Na2CO3質量分數的計算式為106y/197x。 3．(xx湖南衡陽第八中學第二次月考)實驗室欲測定碳酸鈉和碳酸氫鈉混合物中碳酸鈉的質量分數w(Na2CO3)，稱取此混合物5.0 g，溶于水中，配成250 mL溶液。 方案一：沉淀法。利用化學反應把HCO、CO完全轉化為沉淀，稱量干燥沉淀的質量，由此計算混合物中w(Na2CO3)。 (1)量取100 mL配制好的溶液于燒杯中，滴加足量沉淀劑，把溶液中HCO、CO完全轉化為沉淀，應選用的試劑是________(填字母)。 A．CaCl2溶液 B．MgSO4溶液 C．NaCl溶液 D．Ba(OH)2溶液 (2)過濾，洗滌沉淀，判斷沉淀是否洗凈的方法是___________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)將所得沉淀充分干燥，稱量沉淀的質量為m g，由此可以計算w(Na2CO3)。如果此步中，沉淀未干燥充分就稱量，則測得w(Na2CO3)________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。 方案二：量氣法。量取10.00 mL配制好的溶液與足量稀硫酸反應，測定生成氣體在通常狀況(約20 ℃、1.01105 Pa)的體積，由此計算混合物中w(Na2CO3)。 (1)裝置中導管a的作用是__________________________________________________。 (2)若撤去導管a，使測得氣體體積________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。 方案三：滴定法。量取25.00 mL配制好的溶液加入錐形瓶中，滴加2滴酚酞試劑，搖勻，用0.200 0 molL－1的鹽酸滴定到終點(已知終點時反應H＋＋CO===HCO恰好反應完全)。重復此操作2次，消耗鹽酸的體積平均值為20.00 mL。 (1)量取25.00 mL配制好的溶液，應選擇________儀器來完成。 (2)判斷滴定終點的依據是______________________________________________。 (3)此法測得w(Na2CO3)＝________。 答案　方案一：(1)D　(2)取少量最后一次洗滌液，滴加Na2SO4溶液，如無沉淀，則沉淀已洗凈，反之則未洗凈　(3)偏小 方案二：(1)平衡氣壓，使液體順利滴下　(2)偏大 方案三：(1)堿式滴定管(或移液管)　(2)由紅色突變?yōu)闊o色，且30 s內不恢復　(3)84.8% 解析　方案一：(1)CaCl2溶液只能與CO反應生成沉淀，而與HCO不能發(fā)生反應，A錯誤；MgSO4溶液只能與CO生成沉淀，而與HCO不能發(fā)生反應，B錯誤；NaCl溶液與兩種離子都不能生成沉淀，C錯誤；Ba(OH)2溶液可以與兩種離子都形成沉淀，D正確。(2)判斷沉淀是否洗凈的方法是檢驗洗滌溶液中是否含有Ba2＋，取少量最后一次洗滌液，滴加Na2SO4溶液，如無沉淀，則沉淀已洗凈，反之則沉淀未洗凈。(3)將所得沉淀未干燥充分就稱量，則產生的沉淀質量偏大。由于等質量時NaHCO3產生的沉淀質量大，因此測得w(Na2CO3)偏小。 方案二：(1)裝置中導管a的作用是使分液漏斗上下氣體壓強相同，以便于液體可以順利滴下。(2)若撤去導管a，滴入錐形瓶中的液體使錐形瓶中的空氣排出，從而使測得氣體體積偏大。 方案三：(1)Na2CO3、NaHCO3的溶液顯堿性，因此要量取25.00 mL配制好的溶液，應選擇堿式滴定管或移液管來完成。(2)在Na2CO3、NaHCO3的堿性溶液中，酚酞溶液顯紅色，隨著鹽酸的滴入，溶液的堿性逐漸減弱，溶液的紅色逐漸變淺，當滴加最后一滴溶液時，溶液由紅色變?yōu)闊o色，且半分鐘內溶液不變紅色，就證明溶液達到滴定終點。(3)當達到滴定終點時，發(fā)生反應：H＋＋CO===HCO；在25.00 mL配制好的溶液中含有的n(HCl)＝n(Na2CO3)＝0.200 0 molL－10.02 L＝0.004 mol，則在250 mL溶液中含有Na2CO3的物質的量n(Na2CO3)＝0.004 mol＝0.04 mol，其質量m(Na2CO3)＝0.04 mol106 gmol－1＝4.24 g，此法測得w(Na2CO3)＝100%＝84.8 %。 考點四　堿金屬元素　焰色反應 1．堿金屬的一般性與特殊性 (1)一般性 相似性 遞變性(由Li→Cs) 原子結構 最外層均為1個電子 電子層數逐漸增多 核電荷數逐漸增大 原子半徑逐漸增大 元素性質 都具有較強的金屬性，最高正價均為＋1價 金屬性逐漸增強 單質性質 物理 性質 (除Cs外)都呈銀白色，密度較小，熔、沸點較低 密度逐漸增大(鉀反常)，熔、沸點逐漸降低 化學 性質 都具有較強的還原性 還原性逐漸增強； 與O2反應越來越劇烈，產物越來越復雜 (2)特殊性 ①堿金屬的密度一般隨核電荷數的增大而增大，但鉀的密度比鈉的小。 ②堿金屬一般都保存在煤油中，但由于鋰的密度小于煤油的密度而將鋰保存在石蠟中。 ③堿金屬跟氫氣反應生成的堿金屬氫化物都是離子化合物，其中氫以H－形式存在，顯－1價，堿金屬氫化物是強還原劑。 2．焰色反應 (1)焰色反應的概念 某些金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現出特殊的顏色，其屬于物理變化， 屬于元素的性質。 (2)焰色反應的操作 鉑絲無色待測物觀察火焰顏色鉑絲無色 (3)常見元素的焰色 鈉元素黃色；鉀元素紫色(透過藍色鈷玻璃觀察)；銅元素綠色。 1．用光潔的鉑絲蘸取某無色溶液在火焰上灼燒，直接觀察到火焰呈黃色。下列各判斷正確的是(　　) A．只含有Na＋ B．一定含有Na＋，可能含有K＋ C．既含有Na＋，又含有K＋ D．可能含有Na＋，可能還含有K＋ 答案　B 解析　鈉的焰色反應為黃色，容易掩蓋鉀的淺紫色。 2．將一定質量的鈉、鉀分別投入盛有相同濃度和體積的鹽酸的兩個燒杯中，產生氣體的質量隨時間變化曲線如圖所示，則下列說法正確的是(　　) A．投入的Na、K的質量一定相等 B．投入的Na的質量小于K的質量 C．曲線A表示Na與鹽酸反應，曲線B表示K與鹽酸反應 D．參加反應的HCl的量一定相等 答案　B 解析　HCl和水都能與Na、K反應生成H2，則參加反應的HCl的量不一定相等；兩金屬的物質的量相同，因鉀的相對原子質量大于鈉的相對原子質量，故需K的質量大于Na的質量；因K與氫離子反應劇烈、速率大，故生成等質量氫氣所需時間短，即曲線A為K與鹽酸反應。 3．(xx福建三明模擬)最近，德國科學家實現了銣原子氣體超流體態(tài)與絕緣態(tài)的可逆轉換，該成果將在量子計算機研究方面帶來重大突破。已知銣是37號元素，質量數是85。根據材料回答下列問題： (1)銣37Rb位于周期表的第________周期第________族。 (2)關于銣的結構和性質，判斷正確的是________(填序號)。 ①與水反應比鈉劇烈?、谒脑影霃奖肉c小?、鬯难趸锉┞对诳諝庵幸孜誄O2　④它的陽離子最外層電子數和鎂離子相同　⑤它是還原劑 (3)氫化銣與水反應可放出氫氣，則下列敘述正確的是________(填字母，下同)。 A．氫化銣溶于水顯酸性 B．氫化銣中氫離子被還原為氫氣 C．氫化銣與水反應時，水是還原劑 D．氫化銣中氫離子核外有兩個電子 (4)現有銣和另一種堿金屬形成的合金50 g，當它與足量水反應時，放出標準狀況下的氫氣22.4 L，這種堿金屬可能是________。 A．Li B．Na C．K D．Cs 答案　(1)五?、馎　(2)①③⑤　(3)D　(4)AB 解析　(2)同主族元素，從上至下原子半徑逐漸增大，②錯誤；由Rb的原子結構示意圖可知④錯誤；Na、Rb同主族，根據同主族元素的性質遞變規(guī)律知，Rb的金屬性比Na強，故①③⑤正確。(3)由反應RbH＋H2O===RbOH＋H2↑可知，水中氫元素的化合價由＋1價降低為0價，水作氧化劑，而RbH中氫元素的化合價升高，由－1價變?yōu)?價，RbH作還原劑，H－核外有兩個電子，D項正確。(4)設該合金的平均摩爾質量為M gmol－1，則根 據電子得失守恒可得：＝2　M＝25，因Ar(Rb)>25，則另一種堿金屬的相對原子質量應小于25，可能為Li或Na。 以陌生含鈉化合物為載體的綜合題，考查范圍廣，常涉及物質的判斷、電子式書寫、化學反應方程式書寫、實驗方案的評價等。解答這類問題的關鍵是弄清物質的類別、結構特點，用好氧化還原反應的基本方法等。 專題訓練 1．(xx大連高三測試)過氧化鈉和氫化鈉(NaH)，廣泛應用于工業(yè)生產。 (1)氫化鈉(NaH)中氫元素的化合價為________。 (2)NaH能與水劇烈反應：NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，該反應中的氧化劑是________，氧化劑與還原劑的物質的量之比是________。 (3)在高溫下氫化鈉(NaH)可將四氯化鈦(TiCl4)還原成金屬鈦，該反應的化學方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)－1價　(2)H2O　1∶1　(3)2NaH＋TiCl4===Ti＋2NaCl＋2HCl↑(或4NaH＋TiCl4===Ti＋4NaCl＋2H2↑) 解析　(1)氫化鈉(NaH)中鈉元素化合價＋1價，化合物中元素化合價代數和為0，則氫元素的化合價為－1價。 (2)NaH能與水劇烈反應：NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，NaH中氫元素化合價由－1價變?yōu)?價，作還原劑，H2O中氫元素化合價由＋1價變?yōu)?價，作氧化劑，該反應中的氧化劑是H2O，氧化劑和還原劑物質的量之比1∶1。 (3)在高溫下氫化鈉(NaH)可將四氯化鈦(TiCl4)還原成金屬鈦，氫元素化合價升高為＋1價，鈦元素化合價由＋4價變化為0價，據此可寫出方程式。 2．NaH和NaAlH4都是重要的還原劑，一定條件下金屬鈉和H2反應生成NaH。NaH與水反應可生成H2，NaH與AlCl3反應可得到NaAlH4，請推測并回答： (1)NaH與AlCl3反應得到NaAlH4的化學方程式___________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)NaAlH4與水發(fā)生氧化還原反應的化學方程式__________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)NaH在無水條件下可作為某些鋼鐵制品的脫銹劑(鐵銹的成分表示為Fe2O3)，脫銹過程中生成兩種產物，其反應的化學方程式為_________________________________________。 (4)某同學認為：用惰性氣體趕盡反應體系中的空氣，將鐵和鹽酸反應后的氣體經濃硫酸干燥，再與金屬鈉反應，得到固體物質即為純凈的NaH；取該固體物質與水反應，若能產生H2，即可證明得到的NaH一定是純凈的，判斷該同學設想的制備和驗純方法的合理性并說明理由________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)4NaH＋AlCl3===NaAlH4＋3NaCl (2)NaAlH4＋2H2O===NaAlO2＋4H2↑ (3)3NaH＋Fe2O3===2Fe＋3NaOH (4)制備過程不合理，因為鹽酸易揮發(fā)，氫氣中混有HCl，導致產物中有NaCl；驗純方法不合理，如果有Na殘留，Na與水反應也產生氫氣，且沒有考慮混入的NaCl 解析　(1)NaH與AlCl3反應可得到NaAlH4，此反應無化合價的變化，根據原子守恒推測另一種生成物，即可寫出化學方程式。 (2)NaAlH4與水反應生成氫氣，即NaH中－1價的氫與水中＋1價的H發(fā)生歸中反應。 (3)NaH常作還原劑(H化合價升高為＋1價)，鐵銹在此為氧化劑(Fe化合價降低為0價)，反應生成鐵單質，即可寫出化學方程式。 (4)稀鹽酸具有揮發(fā)性，且可以利用濃硫酸干燥，故制取的氫氣中可能混有雜質氣體HCl，那么制取的NaH中就混有NaCl，驗證過程中未排除金屬鈉的干擾，過量的金屬鈉也可以與水反應生成氫氣。 3．(xx河南高中畢業(yè)班適應性測試)硼氫化鈉(NaBH4)在有機合成中被稱為“萬能還原劑”，它的特點是性能穩(wěn)定，還原時有選擇性。采用NaBO2、SiO2、Na、H2為原料制備NaBH4的流程如圖所示。 已知：NaBH4常溫下能與水反應，可溶于異丙胺(沸點：33 ℃)。 (1)NaBH4中含有的化學鍵類型為____________________________________________。 (2)鈉通常保存在________中；鈉與氧氣反應生成的兩種氧化物分別為________、________。 (3)制取NaBH4的化學方程式為__________________________________________________ ________________________________________________________________________； 在該反應加料之前，需要將反應容器加熱至100 ℃以上并通入氬氣，通入氬氣的目的是________________________________________________________________________。 (4)物質X的化學式為________；以上流程中可以循環(huán)使用的物質是_______________。 答案　(1)離子鍵、共價鍵 (2)煤油　Na2O、Na2O2(或氧化鈉、過氧化鈉) (3)NaBO2＋2SiO2＋4Na＋2H2NaBH4＋2Na2SiO3　排出反應器中的水蒸氣和空氣 (4)Na2SiO3　異丙胺 解析　(1)Na