1、第 10 讲 钠及其化合物【考纲要求】1.知道 Na 及其氧化物的性质。2.能利用 Na 及其氧化物分别与水反应的化学方程式进行相关计算。3.能规范解答以 Na 及其氧化物为载体的实验探究、框图推断题。4.了解 Na2CO3 和 NaHCO3 的性质。5.能正确鉴别 Na2CO3 和 NaHCO3，并能用实验的方法实现它们之间的相互转化。6.从原子的核外电子排布，理解A 族元素( 单质、化合物 )的相似性和递变性。7.了解碱金属的主要物理性质和化学性质及其应用。8.了解碱金属及其化合物的典型计算。9.记住 Na、K 等重要金属元素的焰色反应。一、钠的性质及应用1.钠的物理性质颜色：银白色，有金
2、属光泽；密度：(H 2O)(Na)(煤油)；熔点：低于 100；硬度：质地柔软，可以用小刀切割。2.钠的化学性质Na Na O2、 Cl2、 H2O、 H 等 e(1)与非金属单质(如 O2、Cl 2)的反应O2Error!Cl2：2NaCl 2 2NaCl= = = = =点 燃 (2)与水反应离子方程式：2Na2H 2O=2Na 2OH H 2。与滴加酚酞的水反应的现象及解释(3)与盐酸溶液反应Na 先与 H2O 发生反应，生成 NaOH 和 H2，NaOH 再跟盐发生复分解反应生成难溶性碱，不能置换出盐中的金属元素。3.钠的制取及保存(1)制取：电解熔融氯化钠 2NaCl(熔融) 2Na
3、Cl 2。= = = = =电 解 (2)保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。4.钠的用途(1)制取 Na2O2 等化合物。(2)钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。(3)用作电光源，制作高压钠灯。(4)冶炼某些金属金属钠具有强还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如 4NaTiCl 4 4NaClTi。= = = = =熔 融 5.反思归纳：（1）钠与水、酸反应的实质都是与 H 的反应。（2）金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板（3）金属钠与溶液反应现象分析思维模板a.共性因为钠与不同的溶液反应均属于剧烈的置换反应，故有共同的现象产生。b.差异性与酸性溶液反应比与水剧烈，最后钠可能
4、在液面上燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如生成难溶碱) 、氨气等；由于煤油的密度较小且不溶钠的特点，钠只有在界面处与水溶液接触的部分反应。钠与乙醇反应，钠先沉在液面下（(Na) (乙醇)），后上下浮动、能看到表面冒出气泡并不熔化成小球（乙醇沸点低，热熔低，吸收热量，使产生的热量基本传给乙醇）。【真经】 钠的性质可用一段话记忆：银白轻低软，传导热和电，遇氧产物变，遇氯生白烟，遇水记五点，浮熔游响红，遇酸酸优先，遇盐水在前。二、钠的氧化物氧化钠和过氧化钠1.氧化钠和过氧化钠的比较：化学式 Na2O Na2O2色、态 白色固体 淡黄色固体电子式氧元素化合价 2 1阴、阳离子个数比 12 12
5、是否为碱性氧化物 是 不是热稳定性 不稳定（加热时被空气氧化） 稳定与水反应 Na2OH 2O=2NaOH 2Na2O22H 2O=4NaOHO 2与 CO2 反应 Na2OCO 2=Na2CO3 2Na2O22CO 2=2Na2CO3O 2与盐酸反应 Na2O2HCl= =2NaClH 2O 2Na2O24HCl= =4NaCl2H 2OO 2主要用途 用于制取少量 Na2O2 强氧化剂、漂白剂、供氧剂补充： 金属氧化物非金属氧化物酸性氧化物碱性氧化物两性氧化物注意：酸性氧化物中大多数是非金属氧化物（Mn 2O7），碱性氧化物中大多数是金属氧化物（除 Mn2O7）；非金属氧化物中大多数是酸性
6、氧化物（除 CO，NO），金属氧化物是碱性氧化物；一氧化碳、一氧化氮不是酸性氧化物。2.反思归纳：（1）过氧化钠强氧化性的五个表现（2）理解 H2O、CO 2 与 Na2O2 反应的定量关系2Na2O22H 2O=4NaOHO 2 2Na 2O22CO 2=2Na2CO3O 2a.物质的量关系无论是 CO2 或 H2O 的单一物质还是二者的混合物，通过足量的 Na2O2 时，CO 2 或 H2O 与放出 O2的物质的量之比均为 21。b.气体体积关系若 CO2 和水蒸气的混合气体(或单一气体) 通过足量的 Na2O2，则气体体积减少的量等于原混合气体体积的 ，且等于生成氧气的体积。12c.转移
7、电子关系2 mol Na2O2 不论与 H2O 还是与 CO2 反应均生成 1 mol O2，转移 2 mol 电子。d.固体质量关系凡分子组成符合(CO) m(H2)n的物质，m g 该物质在 O2 中完全燃烧，将其产物 (CO2 和水蒸气)全部通过足量 Na2O2 后，固体增重为 m g。或者是由 C、H、O 三种元素组成的物质，只要 C、O 原子个数比为 11，即可满足上述条件。中学阶段常见的符合这一关系的物质有：无机物：H 2、CO 及 H2 和 CO 的混合气体；有机物：CH 3OH(甲醇)、HCHO( 甲醛) 、CH 3COOH(乙酸)、C 6H12O6(葡萄糖)等。三、碳酸钠与碳
8、酸氢钠1.性质2.转化Na2CO3 NaHCO3 CO2 H2O； 适 量 H 固 体 (加 热 )； 适 量 OH3.归纳：(1) Na2CO3、NaHCO 3 的鉴别a.利用热稳定性不同Na2CO3 很稳定，一般不分解； NaHCO3不稳定，受热分解。2NaHCO 3=Na2CO3+H2O+CO2b.利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)与相同浓度的强酸反应产生 CO2 的速率 NaHCO3 大于 Na2CO3。Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl (Na2CO3 的第一步反应)NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 (NaHCO3 则一步到位) 这是泡沫灭火剂常用
9、NaHCO3 理由之一c.利用阴离子不同分别向 Na2CO3 和 NaHCO3 的溶液中加入 CaCl2 或 BaCl2 溶液，Na2CO3 溶液产生沉淀，但 NaHCO3 很难产生沉淀。d.利用溶液的酸碱性不同Na2CO3 水解程度大于 NaHCO3，所以 Na2CO3 的碱性大于 NaHCO3解释：(2)用数形结合思想理解 Na2CO3、NaHCO 3 与盐酸的反应a.向 Na2CO3 溶液中逐滴加入盐酸，第一步：CO 转化为 HCO ，无气体产生；第二步：HCO23 3与 H 反应产生 CO2。消耗 HCl 的体积与产生 CO2 的体积的关系如图 A 所示。 3b.向 NaHCO3 溶液
10、中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的体积与产生 CO2 的体积的关系如图 B 所示。c.向 NaOH、Na 2CO3 的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的体积与产生 CO2 的体积的关系如图 C所示(设 NaOH、Na 2CO3 的物质的量之比 xy 11) 。d.向 Na2CO3、 NaHCO3 的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的体积与产生 CO2 的体积的关系如图D 所示(设 Na2CO3、NaHCO 3 的物质的量之比 mn11)。解释：c. 若 CO32-先反应：CO 32-+H+HCO 3- HCO3-+OH-=CO32-+H2O 最终消耗的是 OH-d. 若 HCO3-先
11、反应：HCO 3-+H+H 2O+ CO2 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 最终消耗的是CO32- (3)差量法在化学方程式计算中的妙用a.差量法的应用原理差量法是指根据化学反应前后物质的量发生的变化，找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题是先把化学方程式中的对应差量(理论差量) 跟差量( 实际差量) 列成比例，然后求解。如：b.使用差量法的注意事项(1)所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。(2)有关物质的物理量及其单位都要正确地使用，即“上下一致，左右相当” 。补充： 工业制纯碱的方法候德榜制碱法利用
12、 NaHCO3 在常见可溶盐中溶解度较小的特点。先制得 NaHCO3，再加热分解制得 Na2CO3方法：饱和食盐水通入足量 NH3得饱和氨盐水通入足量 CO2析出 NaHCO3 晶体（由于 CO2 在 NaCl 溶液中的溶解度很小，先通入 NH3 使食盐水呈碱性，能够吸收大量 CO2 气体，产生较高浓度的 HCO ，才能析出 NaHCO3 晶体） 3方程式：NH 3+CO2+H2O=NH4HCO3 (首先通入氨气，然后再通入二氧化碳）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3（NaHCO 3 溶解度最小，所以析出。）总：NH 3CO 2H 2ONaCl= =NaHCO3NH 4Cl2N
13、aHCO3=Na2CO3+H2O+CO2四、碱金属元素 焰色反应1.碱金属的一般性与特殊性(1)一般性相似性 递变性(由 LiCs)原子结构 最外层均为 1 个电子核电荷数逐渐增大电子层数逐渐增多原子半径逐渐增大元素性质 都具有较强的金属性，最高正价均为1 价 金属性逐渐增强物理性质(除 Cs 外 )都呈银白色，密度较小，熔、沸点较低密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低单质性质 化学性质 都具有较强的还原性还原性逐渐增强；与 O2 反应越来越剧烈，产物越来越复杂(2)特殊性碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将
14、锂保存在石蜡中。碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以 H 形式存在，显1 价，碱金属氢化物是强还原剂。2.焰色反应(1)焰色反应的概念某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，其属于物理变化，属于元素的性质。本质是电子的跃迁而产生。(2)焰色反应的操作铂丝 无色 待测物 观察火焰颜色 铂丝 无色 酒 精 灯 灼 烧 蘸 取 酒 精 灯 灼 烧 用 盐 酸 洗 涤 酒 精 灯 灼 烧注：铂丝：被灼烧物质的载体（灼烧时火焰没有特殊颜色）酒精灯（最好用煤气灯）：酒精灯火焰略带黄色。盐酸：使高沸点杂志转化为沸点相对较低的氯化物。(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 )；铜元素绿色。3.反思归纳碱金属常从以下几个方面设问题1.碱金属单质与水(或酸)反应的现象；2.碱金属单质的保存(注意碱金属的密度)；3.碱金属单质与氧气反应产物的判断；4.碱金属对应的氢氧化物碱性强弱的比较；5.碱金属的碳酸盐性质的比较；6.与最新的科学技术相关的碱金属的应用。
