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2011届化学高考一轮复习教学案 第十三讲 钠及其化合物


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2011 届化学高考一轮复习教学案 第十三讲 钠及其化合物
【考纲要求】 1. 钠的性质及用途。 2. Na2O 和 Na2O2 的性质及用途。 3. Na2CO3 、NaHCO3 、NaOH 的性质及用途。 4. Na2O2 与 H2O、CO2 的反应原理,以及反应前后气体体积差和质量差在计算中的应 用。 碱金属元素 【考纲要求】 1.碱金属元素的原子结构的相似性及递变性。 2.碱金属单质的性质的相似性及递变性。 3.焰色反应。 碱金属元素基础知识 一.金属钠(可保存在 中) 1、钠的化学性质 钠的原子结构示意图: 跟非金属反应: (O2、Cl2、S)对应的化学方程式: 、 、 (2)与 H+反应(H2O、酸、盐溶液) ①钠与水反应,标出电子转移: 现象及解释:浮: 熔: 游:产生气体,在水面上向各方迅速游动最后消失 .嘶 红: ②钠与盐酸离子方程式: ③钠投入硫酸铜溶液中化学方程式: (3)与有机物反应(醇、酚、羧酸)与乙醇化学方程式: 二、钠的化合物 1、Na2O2:颜色状态 电子式: 用途: 与 H2O 、CO2 化学方程式 2、Na2CO3 与 NaHCO3 Na2CO3 俗名: 色态: 溶解性: 热稳定性: NaHCO3 俗名: 色态: 溶解性: 热稳定性: Na2CO3 和 NaHCO3 分别与酸反应 速率:V(Na2CO3) V(NaHCO3) 三、钠及化合物之间的关系 Na2O2 NaO H Na2CO3 NaHCO3 (方程式写在背面) 四、碱金属元素包括 ( ) 1、递变规律:从上到下原子半径 ,原子核对最外层电子的束缚力 ,失电 子能力 ,元素的金属性 ,单质的还原性 ,与水或酸反应置换 出氢的能力 ,最高价氧化物的水化物 性 . 2、锂与氧气化学方程式:
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Na

Na2O

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钾与氧气化学方程式: 3、焰色反应 操作步骤: 将 放在酒精灯上灼烧至与原来颜色相同, 蘸取待测溶液, 在酒精灯上灼烧, 钠为 色, 钾为 色(需透过 ) ,用 洗净铂丝.

巩固练习 一、选择题(本题包括 5 小题,每小题 4 分,共 20 分。每小题只有一个选项符合题意) 1.钠着火燃烧时,可用下列哪种物质灭火( ) ①泡沫灭火器 ②干粉灭火器 ③水 ④沙土 A.①② B.④ C.②③ D.①②③ 2.在下列反应中, Na 2 O2 只表现出强氧化性的是( ) A.

2 Na 2 O2 + CO2
2

2 Na 2 CO3 + O2
2

B. Na

O 2 + MnO

Na 2 MnO

4

C. 2 Na 2 O2 + H 2 SO4
?

2 Na 2 SO4 + 2 H 2 O + O2 ↑
+

D. 5 Na 2 O2 + 2 MnO4 + 16 H

10 Na + + 2Mn 2+ + 5O2 ↑ +8H 2 O

3.通常情况下,下列物质有固定熔点的是 A.烧碱 B.聚乙烯 C.漂白粉 D.氯化铵 4.下列各项中的“黄色” ,不属于因化学反应而产生的现象的是( ) A.无色试剂瓶中的浓硝酸呈黄色 B.用玻璃片靠近在玻璃导管口燃着的硫化氢的火焰,玻璃片上附有的固体呈现黄色 C.久置的碘化钾溶液呈黄色 D.食盐在无色的火焰上灼烧时,火焰呈黄色 5.我国著名的化工专家候德榜在 20 世纪 20 年代所创立的“候氏制碱法”誉满全球, “候氏 制碱法”中的碱是指下列的( ) A.NaOH B.

K 2 CO3

C.

Na 2 CO3

D.

NaHCO3

二、选择题(本题包括 10 小题, 每小题 4 分,共 40 分。每小题有一个或两个选项符合题意。 若正确答案只包括一个选项,多选时,该题为 0 分;若正确答案包括两个选项,只选一个且 正确的给 2 分,选两个都正确的给 4 分,但只要选错一个,该小题就为 0 分) 6.为提高农作物产量,改善农作物品质,有一种向温室内定期施放 CO2 的方法是:将工业 废稀 H 2 SO4 按 1:4 用水稀释后,盛放在塑料桶内悬挂于 1.2 米的高处,每天向桶内加入适 量的某物质。下列物质中最适宜加入的是( ) A. C.

CaCa 3粉末 NH 4 HCO3

B. D.

Na 2 CO3 BaCO3

粉末

粉末

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7.下列反应的离子方程式正确的是( ) A.氯化铁溶液中加入铁粉: Fe + Fe
3+

2 Fe 2+

B.漂白粉溶液中通入过量二氧化碳:

Ca 2+ + 2ClO ? + H 2 O + CO2

CaCO3 ↓ +2 HClO

C.一小块金属钠投入水中: 2 Na + 2 H 2 O
?

2 Na + + 2OH ? + H 2 ↑
CO3 + H 2 O
3

D.小苏打溶液和烧碱溶液反应:

HCO3 + OH ?
3

?

8.在烧杯中加入水和苯(密度:0.88g/ cm )各 50mL。将一小粒金属钠(密度:0.97g/ cm ) 投入烧杯中。观察到的现象可能是( ) A.钠在水层中反应并四处游动 B.钠停留在苯层中不发生反应 C.钠在苯的液面上反应并四处游动 D.钠在苯与水的界面处反应并可能作上下跳动 9.下列各组物质混合后,有气体生成,最终又有沉淀或固体析出的是( ) A.过量氢氧化钠溶液和硫酸铝溶液 B.少量电石和过量碳酸氢钠溶液 C.铜粉和氯化铁溶液 D.过氧化钠和少量氯化亚铁溶液 防毒面具是一种保护人的呼吸器官、 眼睛和面部以及防止毒剂、 生物战剂和放射性灰尘等有 毒物质伤害的个人防护器材。 它主要分为如下三大类: ①过滤式面具: 由面罩和滤毒箱组成。 ②隔绝式面具:如化学生氧式面具,其中盛有生氧剂。③特殊面具:如 CO 防护面具,采用 氧化罐, 罐内装有 MnO2 和 CuO 组成的称之为霍加拉特剂, 在室温下能使 CO 和空气中的 O2 反应生成无毒的 CO2 ,适用于 CO 浓度在 0.5%以下的场合。试根据以上叙述回答 10-12 题。 10.下列叙述正确的是( ) A.过滤式防毒面具中一般装有活性炭,是利用其吸附性 B.过滤式防毒面具在使用活性炭时发生了复杂的化学变化 C.特殊面具中装的霍加拉特剂的作用是催化作用 D. Cl 2 、 H 2 S 等气体也能使人中毒,其中毒机理与 CO 相同 11.下列反应均能产生氧气,其中适宜用于化学生氧式面具中供氧的反应是( A. )

4 HNO3

?

4 NO2 ↑ +O2 ↑ +2 H 2 O

MnO 2 ? B. 2H 2 O 2 ?? ? → 2H 2 O + O 2 ↑

C.

? ?→ 2KCl + 3O 2 2KClO 3 ? MnO 2

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D.

2 Na 2 O2 + 2CO2

2 Na 2 CO3 + O2

12. 当人体吸入较多的 CO 时, 就会引起 CO 中毒。 这是由于 CO 跟血液中的血红蛋白结合, 使血红蛋白不能很好地跟氧气结合, 人体缺少氧气而窒息, 甚至死亡。 这个反应可表示如下:

血红蛋白 ? O2 + CO

血红蛋白 ? CO + O2

抢救 CO 中毒者时,采取措施正确的是( ) A.立即将患者脱离中毒环境 B.让轻度患者饮用适量苛性钠溶液 C.让患者饮用大量的生理盐水 D.将重度患者立即送往医院输高压氧气 13.过氧化氢俗称双氧水,它是一种液体,易分解为水和氧气,常作氧化剂、漂白剂和消毒 剂,为贮存、运输、使用的方便,工业常将 H 2 O2 转化为固态的过碳酸钠晶体(其化学式为

2 Na 2 CO3 ? 3H 2 O2 ) Na 2 CO3 和 H 2 O2 的双重性质。下列物质不会使过碳酸 ,该晶体具有
钠晶体失效的是( ) A. MnO2 B. H 2 S C.稀盐酸 D.

NaHCO3

14.事实上,许多非金属氧化物在一定条件下能与 Na 2 O2 反应,且反应极有规律,如

Na 2 O2 + SO2

Na 2 SO4 ,2 Na 2 O2 + 2 SO3
4 NaMnO4 + O2 ↑
2 NaNO2 + O2 ↑

2 Na 2 SO4 + O2 ,据此,你认为下列反应

方程式中正确的是( ) A.

2 Na 2 + 2Mn2 O7

B. Na 2 O2 + 2 NO2 C. D.

2 Na 2 O2 + 2 N 2 O3 2 Na 2 O2 + 2 N 2 O5

4 NaNO2 + O2 4 NaNO3 + O2
Na 2 CO3
的混合溶液中,

15.将含 1mol HCl 的稀盐酸,逐滴加入含 0.2 mol NaOH 和 0.5 mol 充分反应后溶液中各物质的量是( ) HCl/ mol A B C D 0 0 0.2 0 NaCl/mol 1 1 0.8 1 NaOH/mol 0.1 0 0 0

Na 2 CO3
0 0.1 0 0

/mol

NaHCO3
0.1 0.1 0.2 0.2

/mol

第Ⅱ卷 (非选择题 共 90 分)
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三、 (本题包括 2 小题,共 21 分) 16. 分) (9 (1)焰色反应属于________(填“物理”或“化学”)变化。 (2) 做从草木灰中提取钾盐晶体的实验时, 有一步操作是将过滤后的溶液在蒸发皿里加热, 以得到钾盐晶体。加热过程中要________,当蒸发到________时停止加热。 (3)用焰色反应检验 K ,某同学用无锈铁丝去沾碳酸钾粉末,却沾不上,这是因为 ________________________________; 某同学沾上了钾盐粉末, 但在酒精灯上灼烧时看到火 焰是黄色而看不到紫色,这是因为________________________________。 17. (12 分)据图 2-1 提供的仪器装置,完成提纯并测定
+

Na 2 CO3

样品的纯度(其中含

NaHCO3 杂质) 。

请回答下列问题: 实验一、测定

Na 2 CO3 样品中 NaHCO3 分解放出的 CO2 的体积。

(1)连接装置的正确顺序是___________。 (2)完成实验一尚缺少的仪器是___________。 (3)产生的气体从装置④的___________端进入,从装置⑤的___________端进入。 实验二、测定经实验一后的固体物质与盐酸反应放出的 CO2 的体积。 (4)应将实验一的装置作哪些调整?______________________________。 (5)实验一不再产生气体时,通过量筒内的水位读数折算成标准状况下产生 a(L) CO2 , 实验二中加盐酸无气体产生时,通过量筒内水位读数折算成标准状况下产生 bL CO2 ,则该 样品中

Na 2 CO3 纯度的实验值为______________________。

四、 (本题包括 3 小题,共 32 分) 18. (14 分) (1)分别写出由氧气在一定条件下生成下列物质的化学方程式(须注明反应条
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件) 。 ①

O3 :___________

② Na 2 O2 ___________ ③ Na 2 O ___________

(2)指出氧元素在下列各物质中的化合价。 ①

O3

:___________
?

② Na 2 O2 ___________ ③ Na 2 O ___________

(3)人体 O2 离子对健康有害,使人过早衰老,但在催化剂 SOD 存在下可发生如下反应, 请完成该反应离子方程式:

O2 +

?

H 2O

H 2 O2 +

O2 +

19. (10 分)A、B、C 是短周期ⅠA 和ⅡA 族元素的碳酸盐,它们的质量分别为 m A 、m B 、

mC

,与足量盐酸完全反应,消耗盐酸的物质的量分别为 n A (HCl ) 、 n B (HCl ) 、

nC (HCl )



已知: m A = m B +

mC

n (HCl ) , n A (HCl ) = n B (HCl ) + C 。请填空:

(1)写出短周期ⅠA 和ⅡA 族元素形成的所有碳酸盐的名称:___________。 (2)若以 M A 、 M B 和

MC

分别表示 A、B、C 的相对分子质量,试写出 M A 、 M B 和

MC

三者的相互关系式___________。 (3)A 的正确选择有___________种,其化学式为:___________。 (4)若 A 和 B 为ⅡA 族元素的碳酸盐,C 为ⅠA 族元素的碳酸盐,则 A、B、C 的化学式 依次是________________, m B :

mC

=1:___________。 (保留 2 位小数)
?1

20. 分)有标号为 1,2,3 ,4 的四瓶未知溶液,只知道它们是 0.1mol· L 的 NaCl 盐酸、 (8 NaOH 溶液和 0.1%的酚酞。不用其它试剂而将它们一一鉴别开来的实验步骤如下: (1)各取少许溶液,两两混合,据此将四瓶溶液分成两组。 (2)取其中一组,不断滴入另 一组中的一种未知液,据此可鉴别出 1 号液和 2 号液。 (3)再取已鉴别的 1 号液和 2ml,滴 入 3 滴 3 号未知液,再加入 4 号未知液 4 ml,在这个过程中无明显现象。 综上所述,可推知 1 号液是_________,2 号液是_________,3 号液是_________,4 号液是 _________。 五、 (本题包括 2 小题,共 17 分) 21. 分)过氧化氢具有漂白性,某同学研究过氧化钠跟水的反应,进行如下实验:向盛 (9 有少量过氧化钠固体的试管中滴加水,直到气体不再放出,加水稀释,将所得溶液平均盛放 在两支试管中。一支试管中滴加酚酞试液,溶液变红,持久不褪色。 对第一支试管中的现象,甲认为这是由于 H 2 O2 是二元弱酸( H 2 O2
?

H + + H 2O ? ) ,

消耗了 OH ,而使红色褪去,乙同学认为 H 2 O2 具有强氧化性,将酚酞氧化,红色消失。 ( 1 ) 过 氧 化 钠 跟 水 反 应 的 化 学 方 程 式 ① ___________________________ ; ② ___________________________。
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(2)设计一个实验论证甲、乙两同学的解释中谁的正确。 _______________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________。 22. 分)已知氧化物有:普通氧化物,如 Na 2 O ;过氧化物,如 Na 2 O2 ;超氧化物,如 (8

KO2 、 RbO2 ;臭氧化物,如 RbO3 ,其中后三种均能与水或 CO2 反应产生 O2 ,试分别写
出 KO2 、

RbO3

与 CO2 反应的化学方程式:

__________________________________________________________________________。 现已用平底烧瓶收集到 CO2 ,在瓶内有一只扎紧在玻璃管末端的气球,如图 2-2 所示,打 开塞子迅速往瓶里加入下列物质中的______________(填序号) ,立即塞紧塞子,一段时间 后,气球就会自动膨胀起来。 A. Na 2 O B. Na 2 O2 C. KO2 D.

RbO3

六、 (本题包括 2 小题,共 20 分) 23. 分)今有铷和另一种碱金属的合金 46g,当它与足量的水反应时,放出标准状况下的 (8 氢气 22.4L,试通过计算推导出另一种碱金属的名称,并计算原合金中铷的质量分数。

24. (12 分)向 300mL KOH 溶液中缓慢通入一定量的 CO2 气体,充分反应后,在减压低温 下蒸发溶液,得到白色固体。请回答下列问题: (1)由于 CO2 通入量不同,所得到的白色固体的组成也不同,试推断有几种可能的组成, 并分别列出__________、__________、__________、__________。 (可不填满,亦可补充) (2)若通入 CO2 气体为 2.24L(标准状况下),得到 11.9g 的白色固体。请通过计算确定此白 色固体是由哪些物质组成的,其质量各为多少?所用的 KOH 溶液的物质的量浓度为多少?

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碱金属元素基础知识参考答案 一.金属钠(可保存在 煤油 中) +1 1、钠的化学性质 钠的原子结构示意图: 跟非金属反应: (O2、Cl2、S)对应的化学方程式: 2Na+O2 Na2O2 、 2Na+Cl2

2 8 1

2NaCl 、2Na+S

Na2S

(2)与 H+反应(H2O、酸、盐溶液) ①钠与水反应,标出电子转移: 2Na+2H2O=NaOH+H2↑ 现象及解释: 钠浮在水面上比水密度小 熔: 浮: 并放出热量同时钠熔成一个闪亮的小球游: 产生气体,在水面上向各方迅速游动最后消失 .嘶,红: 反应后的水溶液使酚酞变红 ②钠与盐酸离子方程式: 2Na + 2H+ = 2Na+ + H2↑ ③钠投入硫酸铜溶液中化学方程式: CuSO4 + 2Na + 2H2O === Na2SO4 + Cu(OH)2↓+ H2↑ (3)与有机物反应(醇\酚\羧酸)与乙醇化学方程式: 2CH3CH2OH+ 2Na 2CH3CH2ONa + H2↑ 二、钠的化合物 1、Na2O2 色态 淡黄色固体 电子式: 用途: 强氧化剂、漂白剂、供氧剂 与 H2O 、 CO2 化学方程式 2Na2O2 + 2H2O === 4NaOH + O2↑ 2Na2O2 + 2 CO2 === 2Na2CO3 + O2 2、Na2CO3 纯碱、苏打 白色固体 易溶于水 热稳定性:稳定 NaHCO3 小苏打 细小白色晶体 易溶于水(较 Na2CO3 小) 热稳定性:受热分解 速率:V(Na2CO3)<V(NaHCO3) 三、钠及化合物之间的关系 四、碱金属元素包括 (Li 、Na、K、Rb、Cs) 1、递变规律:从上到下原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的束缚力逐渐减弱,失电 子能力逐渐增强,元素的金属性 逐渐增强 ,单质的还原性逐渐增强 ,与水或酸反 应置换出氢的能力逐渐增强 ,最高价氧化物的水化物 碱 性 逐渐增强 . 2、锂与氧气化学方程式:4 Li +O2 钾与氧气化学方程式: 2K+O2 2Li 2O K2O2 K+O2 KO2

3、焰色反应 操作步骤:将铂丝放在酒精灯上灼烧,钠为黄色,钾为 紫 色(需透过蓝色钴 玻璃) ,用 盐酸 洗净铂丝. 参考答案 1 . B

Na

能 与

H 2O



CO2


反 应 , 干 粉 是

NaHCO3



2 NaHCO3 ?

Na 2 CO3 + CO2 ↑ + H 2 O

2.B 根据反应前后 Na 2 O2 的价态变化可判断,A、C 项中 Na 2 O2 既是氧化剂,又是还原 剂,D 选项 Na 2 O2 是还原剂,而 B 选项中 Na 2 O2 只表现强氧化性。
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3.A 纯净物有固定的熔沸点,聚乙烯、漂白粉为混合物,氯化铵受热即分解。 4.B 浓硝酸呈黄色是硝酸见光分解生成的 NO2 溶于

HNO3 中。玻璃片上附有的固体呈黄
?

色,是因为 H 2 S 不完全燃烧生成了单质硫。碘化钾溶液呈黄色是 I 被空气中的 O2 氧化成

I 2 溶于溶液中。
5.C “侯氏制碱法”的最终产品是 6.C

Na 2 CO3



NaHCO3

只是中间产物。

CaCO3



BaCO3

与 H 2 SO4 反应会生成不溶物,使用

NH 4 HCO3



Na 2 CO3

且经济

且生成 ( NH 4 ) 2 SO4 可作氮肥。 7.CD A 项电荷不守恒,B 项过量二氧化碳生成

HCO3?



8.D Na 在界面处与水反应 2 Na + 2 H 2 O = 2 NaOH + H 2 ↑ ,因生成气泡而上浮,气泡 逸出后又下沉至界面再反应。 9.BD B 项中有 C 2 H 2 和

CaCO3

生成,D 项中有 O2 和

Fe(OH ) 3

生成。

10. AC 活性炭的吸附作用属于物理变化。 11.BD 能在常温下产生氧气即可作生氧剂。 12.AD 增大氧气浓度使平衡逆向移动而解毒。

Na 2 CO3 13.D MnO2 、 H 2 S 能与 Na 2 O2 反应,稀盐酸能与 反应。
+7 +5

14 . AD

Mn2 O7



N 2 O5



Mn , N 。

处 于 最 高 价 , 反 应 类 似 于

2 Na 2 O2 + 2 SO3 = 2 Na 2 SO4 + O2 ↑

Na 2 CO3 → NaHCO3 15 . D 反 应 分 步 进 行 : ① NaOH → NaCl , ② ,③ NaHCO3 → CO2 + NaCl
16. (1)物理 (2)不断用玻璃棒搅拌;有较多晶体析出(仍有少量水) (3)铁丝未烧热; 没有隔着蓝色钴玻片观察。 17. (1)⑦①③④⑤⑥ (2)酒精灯 (3)a;c (4)将③换成②,并撤酒精灯

53(b ? a ) × 100% (5) 53b + 31a
18. (1)①

3O2

放电

2O3

② 2 Na + O2

点燃(或?) Na 2 O2

③ 4 Na + O2

暴露在空气中 2 Na 2 O
③-2
? ? (3) 2O2 + 2 H 2 O = H 2 O2 + O2 + 2OH

(2)①0 ②-1

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19. (1)碳酸锂、碳酸钠、碳酸铍、碳酸镁

M A M B MC = + (或M B < M A < M C;M M A M B MC (2)
(3)①2 种 ② (4)①

C

< MA < MB)

Li 2 CO3


MgCO3


MgCO3

BeCO3

Na 2 CO3

②1.05

20.盐酸;氯化钠溶液;氢氧化钠溶液;酚酞。 21. (1)① Na 2 O2 + 2 H 2 O = 2 NaOH + H 2 O2 ② 2 Na 2 O2 + 2 H 2 O = 4 NaOH + O2 ↑ (2)向红色消失后的溶液中滴加 NaOH 溶液,若再现红色,则为 H 2 O2 酸性所致,甲解释 正确;若不再变为红色,则酚酞被 H 2 O2 氧化所致,乙的解释正确 22.

4 KO2 + 2CO2 = 2 K 2 CO3 + 3O3



4 RbO3 + 2CO2 = 2 Rb2 CO3 + 5O2

;A,B

23.设合金的平均相对分子质量为 Mr,根据方程式:

2R + 2H 2O

2 ROH + H 2 ↑

2Mr 2 46g 2g ∴Mr=23, ∴另一种碱金属只能为 Li。 设合金中 Li 的质量为 x.

2Li ~ H 2
14 2

2Rb
170

~

H2
2

X

x 7

46 g ? x

46 g ? x 85

46 g ? x x + = 2g 85 7 ,解得:x=11.13g,

ω ( Rb) =


46 g ? 11.13 g × 100% = 75.8% 46 g 。答:略。
K 2 CO3


24. (1) KOH , (2)解:

K 2 CO3



KHCO3



KHCO3

2 KOH + CO2
22.4 2.24

K 2 CO3 + H 2 O
138 x=13.8
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KOH + CO2
22.4 2.24

KHCO3
100 x=10.0

从上面两方程知: 生成的固体全部是

K 2 CO3

时应该是 13.8g, 若生成的固体全部是

KHCO3

时应该是 10.0g,现生成的固体为 11.9g,所以它是

K 2 CO3



KHCO3

的混合物。依碳原子

2.24 = 0.100mol K CO3 KHCO3 和 总共是: 22.4 守恒定的要求, 2


K 2 CO3

为 amol,则

KHCO3

为(0.100-a)mol a=0.050mol

则原方程 138a+100(0.100-a)=11.9 即

K 2 CO3



KHCO3

各为 0.050mol

K 2 CO3

为:138g/mol×0.05mol=6.9g 为:100/mol×0.050mol=5.0g

KHCO3
+

依 K 离子守恒,设 KOH 溶液浓度为 c 则: 0.300Lc=0.050mol×2+0.050mol c=0.50mol/L

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