1、第1页专题五钠及其化合物以陌生含钠化合物为载体的综合题,考查范围广,常涉及物质的判断、电子式书写、化学反应方程式书写、实验方案的评价等。解答这类问题的关键是弄清物质的类别、结构特点,用好氧化还原反应的基本方法等。考点1钠的性质及应用1钠的物理性质:银白色固体,有金属光泽;(H2O)(Na)(煤油);熔点低于100;质地柔软,可用小刀切割。2钠与氧气的反应3钠的保存:密封保存,少量的钠通常保存在_或_里(不能用汽油,易挥发)。钠失火用沙土盖灭,不能用水或泡沫灭火器灭火。4自然界中钠只能以化合态的形式存在,以NaCl为主,还有Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等。5钠的冶炼:_。6钠的用途(1
2、)钠钾合金的导热性好,常温下呈液态,可作原子反应堆的导热剂;熔点高低NaK(正常金属键决定的),密度大小NaK(反常)。(2)作强还原剂,将某些稀有金属从它们的卤化物中还原出来,如4NaTiCl4=熔融4NaClTi。(3)用作电光源,制作高压钠灯。第2页7Na能够制取K:Na+KCl=高温NaCl+K,因为K的沸点比Na低,使K成为蒸气逸出,此反应不能说明Na的还原性比K强。8Na可与含羟基的化合物(水、醇、酚、羧酸、含氧酸)反应产生H2。钠与水、乙醇反应的现象明显不同,钠与乙醇反应,钠沉在乙醇中,且反应缓慢。9注意钠与盐溶液的反应本质:先考虑钠与水反应生成碱,再考虑碱是否与盐反应。10钠暴
3、露在空气中的变化过程为:NaNa2ONaOHNa2CO310H2ONa2CO3。考点2氧化钠和过氧化钠1氧化钠与过氧化钠的比较电子式氧元素化合价色、态白色固体阴、阳离子个数比是否为碱性氧化物所含化学键类型与水反应的化学方程式Na2OH2O=2NaOH 2Na2O22H2O=4NaOHO2与CO2反应的化学方程式Na2OCO2=Na2CO3 2Na2O22CO2=2Na2CO3O2与盐酸反应的化学方程式Na2O2HCl=2NaClH2O 2Na2O24HCl=4NaCl2H2OO22Na2O2与CO2、H2O反应的计算规律(1)物质的量关系:无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物,
4、与足量的Na2O2反应时,消耗CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为21,即气体减小的体积等于生成的O2的体积。(2)固体质量关系:相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”,H2O(g)中的“H2”;可以看作发生相应的反应Na2O2CO=Na2CO3、Na2O2H2=2NaOH(实际上两反应不能发生)。【注意】wg物质:化学式符合通式(CO)m(H2)n的(其中m、n为自然数),在O2中充分反应燃烧后,将其产物通过足量的Na2O2固体,反应完毕,固体质量增重w g;化学式符合通式Cx(CO)m(H2)n的固体质量增重大于w g;化学式符合通式(CO)m(H2)nOx的固体质
5、量增重小于w g。中学阶段常见符合这一关系的物质有:无机物:H2、CO及H2和CO的混合气体;有机物:CH3OH、HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、C6H12O6等。(3)电子转移关系:不论是与CO2还是与H2O(g)反应,CO2与H2O(g)均既不是氧化剂也不是还原剂,反应的实质都是Na2O2自身发生的氧化还原反应,所以每有1molO2生成时,转移的电子均为2mol。第3页(4)先后顺序关系:一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物反应,解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完成后,Na2O2再与H2O(g)发生反应(实际情况复杂得多)。3Na2O2的强
6、氧化性与还原性从元素化合价角度分析Na2O2的性质(1)Na2O2的强氧化性试剂反应原理现象SO2气体FeCl2溶液Na2SO3溶液氢硫酸酚酞溶液品红溶液(2)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。(3)遇CO2、H2O、H则发生自身的氧化还原反应。考点3碳酸钠和碳酸氢钠1Na2CO3和NaHCO3的热稳定性比较2相互转化:(1)Na2CO3 NaHCO3:Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3;注意:NaHCO3的溶解度较小,将CO2通入饱和Na2CO3溶液时,开始无明显现象,后有沉淀析出Na2CO3+HCl=2NaHCO3+NaCl。(2)NaHCO3 Na2CO3
7、:2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O;NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O。第4页3碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别依据原理结论热稳定性2NaHCO3=Na2CO3CO2H2O;Na2CO3受热不分解加热有气体产生的是NaHCO3,无变化的是Na2CO3与CaCl2、BaCl2的反应CO23Ca2=CaCO3,CO23Ba2=BaCO3;HCO3与Ca2、Ba2不反应有沉淀生成的是Na2CO3,无变化的是NaHCO3与盐酸反应的剧烈程度Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2;NaHCO3HCl=NaClH2OCO2生成气体剧烈的是NaHCO3,相对不剧烈的是Na2CO3盐酸逐滴加
8、入时的现象CO23H=HCO3;HCO3H=CO2H2O逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3,开始不产生气体,滴加一会才产生气体的是Na2CO34除杂混合物除杂方法及试剂Na2CO3固体(NaHCO3)加热NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2气体Na2CO3溶液(NaHCO3)加入适量NaOH溶液5制碱法(此处的碱指的是Na2CO3)(1)氨碱法(索尔维制碱法)向饱和食盐水中通入足量氨气至饱和,然后在加压下通入CO2(由CaCO3煅烧而得),因NaHCO3溶解度较小,故有下列反应发生:_,将析出的NaHCO3晶体煅烧,即得Na2CO3:2NaHCO3=Na2CO3CO2H2O。母
9、液中的NH4Cl加消石灰或生石灰可回收NH3,以便循环使用:2NH4ClCa(OH)2=CaCl22NH32H2O。此法优点:原料经济,能连续生产,CO2和NH3能回收使用。缺点:大量CaCl2用途不大,NaCl利用率只有70%,约有30%的NaCl留在母液中。(2)联合制碱法(侯氏制碱法)根据NH4Cl在常温时的溶解度比NaCl大,而在低温下却比NaCl溶解度小的原理,在278K283K(510)时,向母液中加入食盐细粉,而使NH4Cl单独结晶析出供做氮肥。此法优点:保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高到96%;NH4Cl可做氮肥;可与合成氨厂联合,使合成氨的原料气CO转化
10、成CO2,革除了CaCO3制CO2这一工序。6碱金属(包括Li、Na、K、Rb、Cs、Fr)第5页与O2等非金属反应:4LiO2=点燃2Li2O,2NaO2=点燃Na2O2。K、Rb、Cs与O2反应生成比过氧化物结构更复杂的物质。与H2O的反应:碱金属单质与水均能发生反应,生成氢氧化物和H2。反应的化学方程式可表示为(用M代表碱金属)2M2H2O=2MOHH2,但从LiCs反应的剧烈程度逐渐增强。NaH是离子化合物,是一种强还原剂。7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,应用于检验某些元素的存在。焰色反应是元素的性质,无论游离
11、态还是化合态,均具有相同的焰色反应。(2)常见元素的焰色钠元素:_色;钾元素:_色,要透过_观察;铜元素:_色。(3)操作步骤铂丝(或铁丝)酒精灯灼烧火焰无色蘸取待测物酒精灯灼烧观察火焰颜色注意:用稀HCl溶液洗涤铂丝,然后在火焰上灼烧,火焰为无色,说明铂丝洗净。(4)焰色反应在化学上常用于金属单质或其离子的鉴别;利用焰色反应制节日烟花。1正误判断,正确的打“”,错误的打“”(1)氧化钠、过氧化钠均为碱性氧化物( )(2)氧化钠、过氧化钠均为离子化合物( )(3)1molNa2O2固体中含离子总数为4NA( )(4)向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,会有NaHCO3晶体析出( )(5)用酚酞
12、溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液( )(6)可用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3两种溶液( )(7)钾、钠、镁等活泼金属着火时,不能用泡沫灭火器灭火( )(8)灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na,无K( )(9)钠在空气中燃烧可生成多种氧化物,23g钠充分燃烧时转移电子数为NA( )(10)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中,立即产生气泡( )(11)过氧化钠与水反应时,生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA( )(12)分别加热Na2CO3和NaHCO3固体,试管内壁均有水珠,则两种物质均受热分解( )(13)用热的纯碱溶液洗去油污,是因为Na2CO3可
13、直接与油污反应( )(14)用热碱水清除炊具上残留的油污发生了化学变化( )(15)二氧化碳通过Na2O2粉末反应后固体物质增重( )(16)除去Na2CO3固体中的NaHCO3固体可用灼烧的方法( )第6页2根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验,经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤,下列图示装置和原理能达到实验目的的是( )3下列实验操作正确的是( )编号实验操作A观察钠与水反应的现象用镊子从煤油中取出金属钠,切下绿豆粒大小的钠,小心放入装满水的烧杯中B检验NaHCO3与Na2CO3溶液用小试管分别取少量溶液,然后滴加澄清石灰水C证明Na2O2与C
14、O2是放热反应Na2O2用棉花包裹,放入充满CO2的集气瓶中,棉花燃烧,说明是放热反应D检验Na2CO3溶液与K2CO3溶液用铂丝分别蘸取溶液,在酒精灯外焰上灼烧,直接观察火焰的颜色4用如图所示实验装置进行相关实验探究,其中装置不合理的是( )A鉴别纯碱与小苏打B证明Na2O2与水反应放热C证明Cl2能与烧碱溶液反应D探究钠与Cl2反应5有一含NaCl、Na2CO310H2O和NaHCO3的混合物,某同学设计如图所示的实验装置,通过测量反应产生的CO2和H2O的质量,来确定该混合物中各组分的质量分数。第7页(1)实验步骤:按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后,首先进行的操作是_。称取样品,并
15、将其放入硬质玻璃管中;称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。打开活塞K1、K2,关闭K3,缓缓鼓入空气数分钟,其目的是_。关闭活塞K1、K2,打开K3,点燃酒精灯加热至不再产生气体。装置B中发生反应的化学方程式为_、_。打开活塞K1,缓缓鼓入空气数分钟,然后拆下装置,再次称量洗气瓶C的质量和U形管D的质量。(2)关于该实验方案,请回答下列问题。若加热反应后不鼓入空气,对测定结果的影响是_。E处干燥管中盛放的药品是_,其作用是_,如果实验中没有该装置,则会导致测量结果NaHCO3的质量_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。若样品质量为w g,反应后C、D装置增加的质量分别为m
16、1 g、m2 g,则混合物中Na2CO310H2O的质量分数为_(用含w、m1、m2的代数式表示)。6Na2CO3是一种重要的化学物质,某学生拟在实验室中制备并分析Na2CO3的纯度。实验一Na2CO3制备:用50mLNaOH溶液吸收CO2气体制备Na2CO3,为防止通入的CO2过量而生成NaHCO3,他设计了如下步骤:()用25mLNaOH溶液吸收过量的CO2气体,至CO2气体不再溶解;()小心煮沸溶液12min;()在得到的溶液中加入另一半(25mL)NaOH溶液,使溶液充分混合。(1)按他的设计,第()步实验装置如图所示:装置A使用的试剂是_。装置B使用的试剂是_,作用是_。有人认为实验
17、步骤()()的顺序可对调,即先混合,再煮沸,你认为是否合理_(填“是”或“否”),理由是_。实验二Na2CO3纯度的分析:实验装置如图所示,装置B中盛有10.0g的Na2CO3样品假设杂质不参加反应,原容器中CO2含量可忽略不计,各装置内反应完全。实验室可供选择的试剂和药品还有Zn粒、浓H2SO4、CaCO3(s)、蒸馏水。第8页(2)装置A锥形瓶内盛有_,装置A的作用是_,装置B分液漏斗中装有_。(3)若无装置C,实验结果将_(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。装置E的作用是_。(4)若实验后,装置D的质量增加3.96g,则该Na2CO3样品的纯度为_。7大苏打(Na2S2O35H2O)、
18、苏打、小苏打被称为“三苏”,它们在生活、生产中用途广泛。(1)工业上,将苏打和硫化钠以12的物质的量之比配成溶液,再通入SO2气体,可制得Na2S2O3,同时放出CO2,写出该反应的化学方程式_。硫化钠溶液在空气中久置,会生成淡黄色物质,经测定该物质具有与过氧化钠相似的结构,该物质的化学式_。(2)Na2S2O3标准液常用于滴定碘的含量,若滴定的溶液呈酸性,测定结果会偏高,用离子方程式表示其原因_。(3)工业上用大苏打溶液吸收工业废气中的氯气,其氧化产物为_,写出离子方程式_。(4)工业上常用苏打和盐酸除去锅炉中水垢中的硫酸钙。先用饱和苏打溶液浸泡锅垢,然后用盐酸清洗。“浸泡”的目的是_(并用
19、离子方程式表示)。(5)在密闭的容器中投入一定量的Na2O2和NaHCO3固体,在300下充分反应。若残留固体为纯净物,则起始时n(NaHCO3)n(Na2O2)满足的条件是_。以陌生含钠化合物为载体的综合考察1过氧化钠和氢化钠(NaH),广泛应用于工业生产。(1)氢化钠(NaH)中氢元素的化合价为_。(2)NaH能与水剧烈反应:NaHH2O=NaOHH2,该反应中的氧化剂是_,氧化剂与还原剂的物质的量之比是_。(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛,该反应的化学方程式为_。第9页2NaH和NaAlH4都是重要的还原剂,一定条件下金属钠和H2反应生成NaH。NaH
20、与水反应可生成H2,NaH与AlCl3反应可得到NaAlH4,请推测并回答:(1)NaH与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式_。(2)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式_。(3)NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3),脱锈过程中生成两种产物,其反应的化学方程式为_。(4)某同学认为:用惰性气体赶尽反应体系中的空气,将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥,再与金属钠反应,得到固体物质即为纯净的NaH;取该固体物质与水反应,若能产生H2,即可证明得到的NaH一定是纯净的,判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由_。3硼氢化钠(NaBH4)在
21、有机合成中被称为“万能还原剂”,它的特点是性能稳定,还原时有选择性。采用NaBO2、SiO2、Na、H2为原料制备NaBH4的流程如图所示。已知:NaBH4常温下能与水反应,可溶于异丙胺(沸点:33)。(1)NaBH4中含有的化学键类型为_。(2)钠通常保存在_中;钠与氧气反应生成的两种氧化物分别为_、_。(3)制取NaBH4的化学方程式为_;在该反应加料之前,需要将反应容器加热至100以上并通入氩气,通入氩气的目的是_。(4)物质X的化学式为_;以上流程中可以循环使用的物质是_。第10页1用如图所示实验装置进行相关实验探究,其中装置不合理的是( )A利用鉴别纯碱与小苏打B利用证明Na2O2与
22、水反应放热C利用证明Cl2能与烧碱溶液反应D利用探究钠与Cl2反应2下表中,对陈述、的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是( )选项陈述陈述判断A碳酸钠溶液可用于治疗胃病Na2CO3可与盐酸反应对,对,有B向Na2O2的水溶液中滴入酚酞变红色Na2O2与水反应生成氢氧化钠对,错,无C金属钠保存在煤油中,以隔绝空气常温下,金属钠在空气中会生成过氧化钠对,对,有D过氧化钠可用于航天员的供氧剂Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2对,对,有3我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱。有关反应的化
23、学方程式为NH3CO2H2O=NH4HCO3;NH4HCO3NaCl=NaHCO3NH4Cl;2NaHCO3=Na2CO3CO2H2O。(1)利用上述反应原理,设计如下图所示装置,制取碳酸氢钠晶体,B中盛有饱和碳酸氢钠溶液,C烧杯中盛有冰水,D中装有蘸稀硫酸的脱脂棉,图中夹持装置已略去。制取碳酸氢钠晶体可供选用的药品有:a石灰石b生石灰c6molL1盐酸d稀盐酸e浓氨水f饱和氯化钠溶液第11页A中制备气体时,所需药品是_(填字母);B中盛有饱和碳酸氢钠溶液,其作用是_;在实验过程中,向C中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法),而不先通CO2再通NH3的原因是_。E装置向C中通气的导管不能插入液面下的原因是_。(2)该小组同学为了测定C中所得晶体的碳酸氢钠的纯度(假设晶体中不含碳酸盐杂质),将晶体充分干燥后,称量质量为w g。再将晶体加热到质量不再变化时,称量所得粉末质量为m g。然后进行如图所示实验:固体粉末m g操作溶解溶液操作加入氯化钙溶液操作称量固体n g在操作中,为了判断加入氯化钙溶液是否过量,其中正确的是_(填字母);a在加入氯化钙溶液后,振荡、静置,向溶液中继续加入少量氯化钙溶液b在加入氯化钙溶液后,振荡、静置,向溶液中再加入少量碳酸钠溶液c在加入氯化钙溶液后,振荡、静置,取上层清液再加入少量碳酸钠溶液操作的方法为_、_、_;所得晶体中碳酸氢钠的纯度为_。