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浙江省2012届高三化学 第2单元5讲 钠、镁及其化合物课件.


《考试说明》中对常见金属元素 (如Na、Mg、Al、 Fe、Cu等)的要求是: (1)了解常见金属的活动性顺序。 (2)了解常见金属及其重要化合物的主要性质及 其应用。 (3)了解合金的概念及其重要应用。 金属元素化合物知识复习中要注意相似、相近内 容的总结归纳,重视元素化合物知识与化学实验的综 合。近几年的实验试题,都是以元素化合物性质为重 点。

一、钠的性质 碱金属的元素符号: __________________________ Li、Na、K、Rb、Cs ; 1 失 最外层上有 ________ 个电子,化学反应时易 ________ 电子, 还原 表现强 ________ 性,是一些活泼的金属。它们的最高价氧 化物对应水化物都是碱。故把它们称作碱金属。 1.钠的物理性质 银白 色金属,具有金属光泽,质地________ , 钠是________ 柔软 小 ________ ,熔 可以用刀切割,密度比水 ________ ,比煤油 大 良导体 点略 ________于水的沸点,是热和电的 ________ 。 2.钠的化学性质 低 钠的结构和性质推测:钠的原子最外层上有 1 个电 子,化学反应时表现________性。
还原

实验现象 钠与非金属反应 常温与O2反应
在空气中点燃 ________________ 银白色变暗 _____________ 剧烈反应,发出黄色火 ___________ 焰,生成浅黄色固体

化学方程式
________________________ 4Na+O2 2Na2O
2Na +O2 Na2O2 ________________
2Na +S Na2S (研磨) ________________

与S化合 与Cl2化合
钠与H2O反应 钠与稀盐酸 钠与硫酸铜 钠与乙醇 钠与乙酸 ______________ 浮在水面,熔成闪亮小球, ____________ 四处游动 ,发出声音

________________ 2Na+Cl2 2NaCl
2Na+2H2O 2NaOH+H2↑ ________________________ 2Na+2HCl 2NaCl+H2↑ ________________________

2Na+2H2O+CuSO4 Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑ 2Na+2CH3CH2OH―→ 2CH3CH2ONa+H2↑ 2Na+2CH3COOH―→ 2CH3COONa+H2↑

3.钠的保存 煤油 中。 钠应保存在________ 4.钠的工业制法 ________________________ 的氯化钠。化学反应方程 电解熔融 电解 式: __________________________ 2NaCl 2Na+Cl2↑。 二、钠的重要化合物 1.氧化钠与过氧化钠比较

氧化钠 状态 结构和组成 氧元素的化合价 化学性质 与水反应 与酸反应 白色固体 含有O2-,阴阳离子比 为1∶2 -2

过氧化钠 淡黄色固体 含有O,阴阳离子比为1∶2 -1

Na2O+H2O===2NaOH 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ Na2O+2HCl===2NaCl +H2O 2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O +O 2 ↑ 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 氧化剂、供氧剂、漂白剂、杀菌 剂 隔绝空气、密封保存、远离易燃 物

与酸性氧化物反应 Na2O+CO2===Na2CO3 用途 保存 — 隔绝空气,密封保存

碳酸钠与碳酸氢钠比较 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 俗名 纯碱或苏打 小苏打 主要物理性质 颜色状态 白色粉末 细小白色晶体 易溶于水(20℃,S=21.5 溶于水(20℃,S=9.6 溶解性 g) g) 主要化学性质 稳定,但结晶碳酸钠易 稳定性 受热易分解 风化

较快;在稀溶液中加入 更快;在稀溶液中加 酸液先生成HCO,后生 入酸液立即生成CO2, 与酸溶液反应 成CO2,现象与滴加顺序 现象与滴加顺序无关 有关

与碱反应 与盐的反应 CaCl2

与NaOH不反应,但能与 Ca(OH)2反应 反应,生成沉淀

与NaOH和Ca(OH)2均 反应 不反应,无明显现象

Al2(SO4)3 与水的作用 加热
用途

双水解 水解,碱性较强 不分解
化工原料 Na2CO3CO2+H2O①固(加 热) ②液(NaOH)NaHCO3

双水解 水解,碱性较弱 分解 食品发酵、泡沫灭火 剂

相互转化

三、从海水中提取镁 1.镁的物理性质 金属镁的密度小,只有铝的密度的2/3,镁合金的强度高、 机械性能好,这些特性使金属镁成为制造汽车、飞机、火箭 的重要材料,从而获得“国防金属”的美誉。金属镁具有金属 导电、导热、延展性 的通性: __________________________ 2.镁的化学性质 (1)与非金属单质反应 点燃 2Mg+O2 2MgO Mg+Cl2 点燃 MgCl2 3Mg+N2 点燃 Mg3N2 Mg3N2的水解:Mg3N2+6H2O 3Mg(OH)2↓+2NH3↑ Mg3N2+8HCl 3MgCl2+2NH4Cl

(2)与水反应 镁跟常温下的水只能发生很缓慢的反应,跟热水反 应较快。 △ Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑ (3)与酸反应 与非氧化性酸反应产生H2 例如:Mg+H2SO4 MgSO4+H2↑ 与氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸在常温下也 能反应,但不产生H2。 例如:Mg+2H2SO4(浓) MgSO4+SO2↑+2H2O Mg+4HNO3(浓) Mg(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Mg+8HNO3(稀) 3Mg(NO3)2+2NO↑+4H2O

(4)与非金属氧化物反应 镁与二氧化碳反应: 点燃 2Mg+CO2 2MgO+C 3.海水提镁的原理 (1)流程示意图

(2)基本步骤及主要反应 ①制碱:CaCO3 高温 CaO+CO2↑ CaO+H2O Ca(OH)2 ②沉淀:MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2↓+CaCl2 ③酸化:Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O ④蒸发、冷却结晶:析出MgCl2· 6H2O晶体 HCl ⑤脱水:MgCl2· 6H2O MgCl2+6H2O(防止Mg2+水解) 通电 △ ⑥电解:MgCl2 Mg+Cl2↑ (3) 注意:从海水中提取镁的工厂就设在海边,需要的碱取 自海边丰富的贝壳(含CaCO3),CaCO3分解后生成的CaO与水反应 即得碱 Ca(OH)2 。电解 MgCl2 时产生的 Cl2 又可作为制盐酸的原料, 制得的盐酸再跟 Mg(OH)2 反应制取 MgCl2 又进入循环,提高了综 合经济效益。

钠的工业制法、性质及应用 【例 1】(2010· 潍坊模拟 ) 取一小块金属钠,放在燃烧 匙里加热,下列实验现象描述正确的是( C ) ①金属先熔化 ②在空气中燃烧,放出黄色火花 ③ 燃烧后得白色固体 ④燃烧时火焰为黄色 ⑤燃烧后 生成浅黄色固体物质 A.②⑤ B.①②③ C.①④⑤ D.④⑤ 【解释】金属钠熔点低,放在燃烧匙里加热,先熔化 为光亮的小球,在空气中燃烧,火焰呈黄色,燃烧后 生成浅黄色的Na2O2。

【迁移训练1】往烧杯内注入煤油和水各100 mL,静置后 将一小块钠投入烧杯中。发生的现象是( A ) A .钠沉到液面下 1/2 处,钠块下部有许多气泡放出。 附有气泡的钠块徐徐上升到液体上部,一会儿又沉到液面 下1/2处,如此反复多次,最后消失 B.钠块一直沉到烧杯底部,并停留在杯底,放出气 泡,最后消失 C.钠块浮在液面上,很快熔成一个闪亮的小球,小 球四处游动,最后消失 D .钠块沉到液面下 1/2 处,很快熔成一个闪亮的小 球,小球在液面下 1/2 处沿水平方向迅速游来游去,最后 消失

【解释】由于钠的密度比水小而比煤油大,故钠应处于 水与煤油的交汇处, 钠与水接触的部分发生剧烈反应,产生大量气泡, 附着在钠表面的气泡使之浮力增大,故会徐徐上浮至煤 油中,反应停止, 钠又沉至水与煤油的交汇处,反应又开始进行,如 此反复至钠完全反应。

钠的重要化合物的性质 【例2】将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列 的变化:表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体(粉末), 下列有关叙述不正确的是( ) A A.表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成 了氧化钠 B.“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水 蒸气在表面形成了溶液 C.最后变成碳酸钠粉末 D.该过程的所有化学反应均为氧化还原反应 【解释】 Na2O生成NaOH,NaOH生成Na2CO3等均不是氧 化还原反应。

【迁移训练 2】(绍兴高级中学模拟)为除去括号内的杂 质,所选用的试剂或方法不正确的是( D ) A.Na2CO3溶液(NaHCO3),选用适量NaOH溶液 B.NaHCO3溶液(Na2CO3),通入过量的CO2气体 C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物在氧气中加热 D . Na2CO3 溶液 (Na2SO4) ,加入适量的 Ba(OH)2 溶 液,过滤 【解释】D项不正确,因为Na2CO3溶液也能和Ba(OH)2 溶液反应生成BaCO3,即 2? CO3+Ba2+ BaCO3↓。

有关钠及其化合物的计算 【例 3】( 苏州模拟 ) 在标准状况下,进行甲、乙、丙三组 实验:三组各取60 mL同浓度盐酸,加入同一种镁铝合金 粉末,产生气体,有关数据列表如下:

实验序号 合金质量/mg 气体体积/mL 则下列说法正确的是( C

甲 510 560

乙 770 672

丙 918 672

) A.甲组和乙组的实验中,盐酸均是过量的 B.盐酸的物质的量浓度为0.8 mol/L C.合金中镁铝的物质的量之比为1∶1 D.丙组中铝的物质的量为0.009 mol

【解释】盐酸最多能够溶解的合金的质量 672ml ? 510mg ? 612mg,可见乙组 为: 560ml 0.627l × 2=0.06mol 实验合金过量。HCl的物质的量为:22.4l/mol ,所 0.06mol =1mol 。利用甲组 以盐酸的物质的量浓度为: 0.06l 实验可列出方程组:
27n(Al)+24n(Mg)=0.51 1.5n(Al)+n(Mg)=0.025

,解得n(Al)=0.01 mol,n(Mg)=0.01 mol,据此可以 推断丙组中铝的物质的量为0.018 mol。

【迁移训练3】(温州二模 )取a g某物质在氧气中完全燃

烧,将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应,反应 后固体的质量恰好也增加了a g。下列物质中不能满足 上述结果的是( D ) A.H2 B.CO C.C6H12O6 D.C12H22O11

【解释】采用巧解算方法解题:分析题意要满足题给条 件。必须是物质燃烧消耗氧气的量等于 CO2 和 H2O 与过 氧化钠反应产生氧气的量。 ?H2+Na2O2 ?CO+Na2O2 2NaOH

Na2CO3

所以: A、 B满足上述结果; C项可以改写为(CO)6· (H2)6 的 形 式 , 故 C 正 确 ; 而 D 项 C12H22O11 可 改 写 为 (CO)11· (H2)11· C的形式,故D项不能满足上述结果。

1.有两个分别装有 Na2CO3 和 NaHCO3 固体的试剂瓶,因 标签失落而无法区分。有4 位同学为鉴别它们,分别设 计了下列四种不同的方法,其中可行的是( C ) A.分别取样配成溶液,再加入澄清石灰水,观察 是否有沉淀生成 B.分别取样后,加入相同浓度和相同体积的稀盐 酸,观察反应的快慢 C.分别取样加热,再检验是否有使澄清石灰水变 浑浊的气体产生 D.分别取样配成溶液,在火焰上灼烧,观察火焰 的颜色

【解释】Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH、 2NaHCO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+Na2CO3+2H2O, 现象相同,A项错误; Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑、 NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2↑, 因为盐酸的量不确定,很难观察气泡的产生速率, B 项错误; 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O, Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O,C项正确;焰 色反应都是 Na元素的现象,均呈黄色而不能鉴别, D 项错误。

2.(金华二模)0.1 mol镁粉分别在足量的O2、CO2、N2 中燃烧,生成固体的质量依次为 W1 、 W2 、 W3 ,下 列关系正确的是(A ) A.W2>W1>W3 B.W1=W2>W3 C.W1=W2=W3 D.W3>W2>W1 【解释】0.1 mol Mg分别在足量 O2、CO2、N2中燃 烧生成固体产物分别是MgO(0.1 mol),MgO(0.1 mol) 和C(0.05 mol),Mg3N2(0.1/3 mol)。其质量分别是4 g,(4+0.6) g,3.33 g,即得W2>W1>W3。故选A。其 实明确了各自燃烧后所得的固体产物,估算一下质 量就可比较其大小。

3.25℃时,浓度均为0.2 mol/L的NaHCO3和Na2CO3溶液 中,下列判断不正确的是( ) A.均存在电离平衡和水解平衡 B.存在的粒子种类相同 C.c(OH-)前者大于后者 D .分别加入 NaOH 固体,恢复到原温度, c(CO) 均 增大

【解释】两种溶液中均存在水的电离平衡和弱酸根离 ? 2? 子的水解平衡,且两溶液中均存在Na+、 、CO3 、 HCO3 H+、OH-、H2CO3和H2O,所以A、B正确。 2? ? 由于HCO3 的水解程度弱于 CO3,所以前者溶液的 碱性弱于后者,即c(OH-)前者弱于后者,C项错误。 D 项中各加入 NaOH 固体, NaHCO3 与其反应生成 2? Na2CO3,c( CO3 )增大,加到Na2CO3溶液中抑制弱酸 2? 根离子的水解,所以c(CO3 )也增大,D项正确。

4.(2010· 汕头模拟 ) 将 4.34 gNa、 Na2O、 Na2O2 的混合物 与足量的水反应,在标准状况下得到672 mL混合气体, 将 混 合 气 体 通 电 后 恰 好 完 全 反 应 , 则 Na 、 Na2O 、 Na2O2的物质的量之比为( A ) A.4∶3∶2 B.1∶2∶1 C.1∶1∶2 D.1∶1∶1 【解释】根据化学方程式 2Na+2H2O 2NaOH+H2↑、 2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑、 O2+2H2 放电 2H2O计算可知,Na与Na2O2物质的量之 比为2∶1,只有A项符合。

5.(丽水一模)苏打和小苏打有着广泛的应用。试从反应 物用量角度说明在下列用途中选A(苏打)还是B(小苏打), 并说明原因。 (1) 做面条时防止面粉较长时间储存变酸味,常加入适 A 量 的 面 碱 , 选 用 _________ , 因 为 中和等量的H+,Na2CO3比NaHCO3的用量少(质量比53∶84) 。 ________________________________________________ B (2)作为泡沫灭火器的药品,选用_________ ,因为 ________________________________________________ 在酸用量一定时,用NaHCO3比Na2CO3产生的CO2多, 且用量少(质量比为84∶106),生成 CO2的速率快 。 ________________________________________________

A (3)用于洗涤餐具及实验室的玻璃仪器等,选用_________ , 因为________________________________________________ Na2CO3碱性强,洗涤效果好 。 (4) 治 疗 胃 酸 过 多 时 , 选 用 _________ , 因 为 B ________________________________________________________ 要适量中和部分胃酸,若用苏打,碱性太强,腐蚀性强,不利 于人体的健康 ____________ 。(提示:二者水溶液均显碱性,且苏打的碱性

强)
【解释】由两者的性质可知:Na2CO3+2HCl

2NaCl+ H2O+CO2↑,NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2↑,等 量酸耗苏打的质量相对小;灭火器中酸用量一定,用小苏打 产生的CO2量多;而作洗涤剂和中和胃酸时均利用其碱性, 苏打碱性强,洗涤效果好,但碱性太强,不利于健康,故治 疗胃酸过多应使用小苏打。


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