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第三章 第一节 钠及其化合物


●考纲定标
1.了解钠的主要性质及其应用。 2.了解钠的重要化合物的主要性质及其应用。

●热点定位 1.Na、Na2O、Na2O2与H2O反应的相关计算。 2.Na2O2与CO2反应制备O2的实验探究及应用。

3.Na2CO3 、NaHCO3 的性质、转化及相关计算。
4.有关Na及其化合物的综合推断。 5.焰

色反应的操作及现象。

1.记住 2 种颜色:Na2O2——淡黄色,钠元素焰色——黄色。 2.掌握 5 类反应:①钠与非金属(O2、Cl2)的反应;②钠与 H2O、酸、盐溶液的反应;③Na2O2 与 H2O、CO2 的反应; ④Na2CO2 与盐酸、CO2(H2O)的反应;⑤NaHCO3 热分解 及与盐酸的反应。

3.熟记 5 个字:钠与水(滴有酚酞)反应的现象—— “浮、熔、游、响、红”。 4.牢记 2 种离子的检验:CO2-和 HCO-。 3 3

抓基础

第 三 章

第 一 节

析考点 提能力

一、钠
1.钠与H2O的反应 实验过程或现象 钠保存在 煤油 中 解释 钠的密度比煤油的大 钠的硬度较小 密度比水小 反应放热、钠的熔点低 反应剧烈,产生气体

取出后用滤纸擦干,用小刀切割一 小块,切面呈 银白 色
投进含有酚酞的水中,漂在水面上 钠熔化成小球 小球四处游动,发出嘶嘶响声 溶液变红色

生成了碱NaOH

实验过程 或现象

解释 有人认为钠与H2O反应有可能产生O2,你如何 反驳? Na与H2O反应生成NaOH说明这是一个

讨论

氧化还原反应,Na元素被氧化,必有氢元素被 还原,不可能出现氧元素再被氧化的情况

2.钠与 O2、Cl2 的反应

常温 4Na+O2=====2Na2O (银白色固体), 点燃 2Na+O2=====Na2O2 (淡黄色固体), 点燃 2Na+Cl2=====2NaCl (白色固体)。

二、钠的重要化合物

1.氧化钠与过氧化钠的比较
氧化钠 白色粉末 碱 性氧化物 过氧化钠 淡黄色粉末

色态

属性 电子式 氧的化合价
结构

过氧化物

-2

-1

+ 2- + 2- 存在 Na 、O 离子 存在 Na 、O2 离子

氧化钠 与H2O Na2O+H2O=== 2NaOH

过氧化钠 2Na2O2+2H2O ===4NaOH+O2↑ 2Na2O2+ 2CO2===2Na2CO3+O2 供氧剂、漂白、杀菌等 隔绝空气

反应
与CO2 反应 用途 保存

Na2O+CO2=== Na2CO3

隔绝空气

2.碳酸钠与碳酸氢钠的比较
碳酸钠 俗名 色态 溶解度 与酸反应的离 子方程式及反 应的快慢 碳酸氢钠

苏打
白 色粉末
溶解度 较大

小苏打 白 色细小晶体
溶解度 较小

CO2 +2H === 3 H2O+CO2↑ 慢 反应速率较





HCO3 +H === H2O +CO2↑





反应率较 快

碳酸钠 稳定性

碳酸氢钠 △ 不稳定 ; 2NaHCO3 ===== Na2CO3 + H2O+CO2↑ Ca(OH)2 少量:

稳定

与 Ca(OH)2 溶液反应 方程式

Na2CO3+ Ca(OH)2=== CaCO3↓+ 2NaOH

2NaHCO3+Ca(OH)2===

CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
Ca(OH)2 过量:

NaHCO3+Ca(OH)2=== CaCO3↓+NaOH+H2O

碳酸钠

碳酸氢钠

与 CaCl2 反应方程式 Na2CO3 与 NaHCO3 的转化

CaCl2+Na2CO3=== CaCO3↓+2NaCl

不反应

三、焰色反应 (1)概念:

很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊
的颜色,属于 物理 变化,属于元素的性质。

(2)操作步骤: 酒精灯 酒精灯 稀盐酸 铂丝 ――→ 火焰无色―→蘸取待测物 ――→ 观察火焰颜色 ――→ 灼烧 灼烧 洗涤 酒精灯 铂丝 ――→ 火焰无色。 灼烧 (3)常见元素的焰色: 钠元素:黄色 ;钾元素:紫色 (透过蓝色钴玻璃 观察)。

1.Na2O2 的强氧化性 Na2O2 常用作漂白剂,如使品红褪色,还能使一些物质发生氧 化反应, 如 SO2-→SO2-,H2S(S2-)→S、Fe2+→Fe3+或 Fe(OH)3。 3 4 2.Na2O2 与 H2O、CO2 的反应 反应的化学方程式: 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑① 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2②

(1)表现氧化性、还原性: Na2O2 与 H2O、CO2 反应均有 O2 生成,在反应中 Na2O2 既表现氧 化性又表现还原性,H2O、CO2 在此反应中既不是氧化剂,也不是 还原剂。 (2)物质的量的关系: 2 mol 的 Na2O2 不论与 H2O(g)还是与 CO2 反应均生成 1 mol 的 O2, 转移 2 mol 电子,消耗 2 mol H2O(g)或 2 mol CO2,反应前后气体 1 体积减少了原来的2,等于生成 O2 的量。

(3)先后规律: Na2O2 与水蒸气、CO2 混合气体反应时,Na2O2 可视为首先与 CO2 反应生成 Na2CO3,CO2 反应完后,剩余的 Na2O2 再与水蒸气反应 生成 NaOH。 (4)固体质量变化关系: 由①②两反应可见,每 1 mol CO2、水蒸气分别与足量 Na2O2 反应 时,固体分别增重 28 g、2 g,从组成上看相当于吸收了 CO2 中的 “CO”,或相当于吸收了水蒸气中的“H2”,所以固体增加的质量 Δm =28n(C)或 Δm=n(H)。此规律适用于 H2O、CO2 与 Na2O2 反应的 计算。

[特别提醒]
有机物CxHyOz ,若能写成(CO)m· 2)n 的形式,则 (H 其完全燃烧的产物通过Na2O2后,固体增加的质量等于 原有机物的质量。

[例1]下列对于过氧化钠的叙述中,正确的是

(

)

A.将少量Na2O2投入紫色石蕊试液中,溶液最终呈蓝色
B.1 mol Na2O2与H2O完全反应,转移2 mol电子 C.充分加热等物质的量的Na2O2和NaHCO3的混合物, 剩余物质为Na2CO3 D.a g CO和H2的混合气体充分燃烧的产物与足量的Na2O2

充分反应后,固体质量增加a g

[解析]

Na2O2 能氧化酸碱指示剂,A 中溶液最终无色;1 mol Na2O2


与 H2O 完全反应,Na2O2 既是氧化剂又是还原剂,转移 1 mol e ;由 △ 2NaHCO3=====Na2CO3+CO2↑+H2O,1 mol CO2 和 1 mol H2O 恰好 与 2 mol Na2O2 反应生成 Na2CO3 和 NaOH,C 项不正确;从 2CO+ 点燃 O2=====2CO2,2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2,二式相加,得 Na2O2 +CO===Na2CO3,可知 Na2O2 增加的质量为 CO 的质量,同理,H2 也是如此,D 项正确。

[答案]

D

CO2 、 H2O 与 Na2O2 的 反 应 可 以 看 成 CO 、 H2 与

Na2O2 反 应 生 成 Na2CO3 或 NaOH 。 若 出 现 CO 、 H2 、
CH4等燃烧后的产物通过Na2O2时,可直接将CO、H2拆 分出来而不用复杂计算。

1.200℃时,11.6 g CO2和H2O的混合气体与足量的Na2O2

反应,反应后固体质量增加了3.6 g,则原混合气体的平
均相对分子质量为 ( )

A.5.8
C.23.2

B.11.6
D.46.4

解析:(1)估算法:因为混合气体为 CO2 和 H2O,故其平均相对分子质 量应介于 44 和 18 之间,故应为选项 C。
?2Na2O2+2H2O?g?===4NaOH+O2 ? (2)差量法:? ?2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 ?

11.6 g-3.6 g 参与反应的气体为 O2 的 2 倍, 2)= n(O =0.25 mol, n(混 则 32 g· -1 mol 合)=2×0.25 mol=0.5 mol,Mr=11.6 g÷ mol=23.2 g· -1,即平 0.5 mol 均相对分子质量为 23.2。

[答案]

C

2.取a g 某物质在O2中完全燃烧,将生成物与足量Na2O2固
体完全反应,反应后,固体质量恰好也增加了a g,下列 物质不能满足上述结果的是 A.H2 C.C6H12O6 题意。 B.CO D.C12H22O11 ( )

解析:D项不能拆成(CO)m· 2)n的形式,故而不能满足 (H

答案:D

1.鉴别

2.与足量盐酸反应的比较

3.Na2CO3溶液与盐酸反应 (1)滴加顺序不同,现象不同,化学方程式不同。

①向盐酸里逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量)
2HCl+Na2CO3===2NaCl+CO2↑+H2O ②向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸(开始时酸不足) HCl+Na2CO3===NaCl+NaHCO3(无气泡) HCl+NaHCO3===NaCl+CO2↑+H2O

(2)滴加顺序不同,放出 CO2 的量可能相同,也可能不同。 n?H+? ①当 - ≥2 时,放出 CO2 的量一样多; n?CO2 ? 3 n?H+? ② - <2 时,Na2CO3 滴入盐酸中放出 CO2 多。 n?CO2 ? 3

4.差量法在NaHCO3分解计算中的应用
在化学反应中,根据质量守恒定律,反应物和生成物按 一定的质量比发生反应。 碳酸氢钠固体的分解反应,产物中的二氧化碳是气体, 水是液体。反应体系中固体物质反应前后的差值与反应

物、生成物的质量成正比例关系。
具体如下:

△ 2NaHCO3=====Na2CO3+CO2↑+H2O 2×84 g 106 g 44 g 18 g 62 g

Δm(固)

其固体差量可用下列两种方法得出: (2NaHCO3-Na2CO3)或(CO2+H2O),即 (2×84 g-106 g)或(44 g+18 g)。

[特别提醒] (1)Na2CO3和盐酸可以用互滴法鉴别,但NaHCO3和

盐酸不能用互滴法鉴别。
(2)不能用Ca(OH)2或Ba(OH)2鉴别NaHCO3和Na2CO3, 因为都能产生白色沉淀。

[例2]

(2011· 北京高考)下列实验方案中,不能测定Na2CO3 和 ( )

NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是 A.取a克混合物充分加热,减重b克

B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,

得b克固体
C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石 灰吸收,增重b克 D.取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、 烘干,得b克固体

解析:本题考查化学计算。A选项采用差量法,减少的质量为

碳酸氢钠分解生成的二氧化碳和水的质量,由此可求出碳酸氢
钠的质量,进而求出碳酸钠的质量分数;B选项中b克固体为生 成的氯化钠的质量,根据钠原子守恒和混合物总质量可列式计

算出碳酸钠的质量,进而求出碳酸钠的质量分数;C选项中碱
石灰增加的质量为盐与酸反应生成的二氧化碳和水的质量及溶 液中挥发出来的水蒸气的质量,因此不能通过数据准确计算出 碳酸钠的质量分数;D选项中沉淀的质量即为碳酸钡的质量, 根据碳原子守恒和混合物总质量可以列式求出碳酸钠的质量, 进而求出碳酸钠的质量分数。 答案:C

3.(2011· 长春模拟)①1 L 0.1 mol/L的Na2CO3溶液中逐滴加入 240 mL 0.5 mol/L的盐酸;②在240 mL 0.5 mol/L的盐酸中 逐滴加入1 L 0.1 mol/L的Na2CO3溶液。两种实验操作在相

同状态下产生CO2气体的体积
A.相等 C.后者多 B.前者多 D.无法判断

(

)

n?H+? 0.5 mol/L×0.240 L 解析:根据 =1.2<2, 2- = n?CO3 ? 0.1 mol/L×1 L 则 Na2CO3 滴入盐酸中放出的 CO2 多。

答案:C

4.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现

将w1 g样品加热,其质量变为w2 g,则该样品的纯度(质
量分数)是 ( )

84w2-53w1 A. 31w1 73w2-42w1 C. 31w1

84?w1-w2? B. 31w 1 115w2-84w1 D. 31w1

解析:设样品中含 NaHCO3 的质量 x, △ 2NaHCO3=====Na2CO3+CO2↑+H2O 2×84 x 84?w1-w2? x= (g), 31 w1-x 84w2-53w1 则 Na2CO3 的质量分数为: w = 。 31w1 1 106 62 w1-w2 Δm

答案:A


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