钠及其化合物复习总提纲
一、钠单质的性质
(1)钠的物理性质:钠是银白色金属,密度小(0.97g/cm3),熔点低(97℃),硬度小,质
软,可用刀切割。钠通常保存在煤油中。是电和热的良导体。
(2)钠的化学性质:从原子结构可知钠是活泼的金属单质。
①钠与非金属单质反应:常温:4Na + O2 == 2Na2O,加热:2Na + O2 Na2O2;
2Na + Cl2 2NaCl; 2Na + S Na2S等。
钠和氧气的反应
A、实验过程:①②③④⑤⑥⑦
钠与氧气的反应
B、反应原理:2Na+O2=====222Na2O2+2H2O=+2
C、注意事项
①玻璃管中装的钠不能太大,太大反应太剧烈,会将玻璃管炸裂.
②反应开始时,即钠熔成小球后要稍稍倾斜玻璃管,但是角度不能太大,以防止钠从玻
璃管中脱出.并能保证空气疏通从而观察到明显现象.
③在取钠时要将其表面的氧化物用小刀除去,用纯钠进行实验.因为表面被氧化的钠在
受热熔化后,钠表面会有一层黑色而影响实验现象的观察.
④加热时间不能太长,否则钠与O2迅速反应、燃烧起来,现象就不是很明显了.
⑤盛Na2O2的小试管要干燥.
D、实验现象 钠熔成小球,先变成白色后变成淡黄色固体,淡黄色固体遇水放出使带火星木条复燃的
气体.
E、实验结论 钠熔点低,与O2加热反应生成Na2O2,Na2O2遇水生成O2.
②钠与水反应:2Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑;
实验现象:①钠与水剧烈反应、②钠熔化成小球、③钠球在水面上不停地滚动、④有气体生成,并发出嘶嘶声.
∆
注意:钠在空气中的变化:银白色的钠 变暗(生成了氧化钠) 变白(生成氢氧化钠) 潮
解 变成白色固体(生成碳酸钠)。
③钠与酸反应:如2Na + 2HCl == 2NaCl + H2↑,Na放入稀盐酸中,是先与酸反应,酸不足
再与水反应。因此Na放入到酸溶液中Na是不可能过量的。同时Na与H2的物质的量比始终
是2:1。当然反应要比钠与水的反应剧烈多。
④钠与盐的溶液反应:钠不能置换出溶液中的金属,钠是直接与水反应。反应后的碱再与溶
液中的其他物质反应。如钠投入到硫酸铜溶液的反应式:2Na + CuSO4 + 2H2O == Cu(OH)2 ↓+
Na2SO4 + H2 ↑。
⑤钠与氢气的反应:2Na + H2 == 2NaH。NaH + H2O == NaOH + H2 ↑;NaH是强的还原剂。
(3)工业制钠:电解熔融的NaCl,2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑。
(4)钠的用途:①在熔融的条件下钠可以制取一些金属,如钛、锆、铌、钽等;
②钠钾合金是快中子反应堆的热交换剂;
③钠蒸气可作高压钠灯,发出黄光,射程远,透雾能力强。
二、氧化钠和过氧化钠
(1)Na2O:白色固体,是碱性氧化物,具有碱性氧化物的通性:Na2O + H2O == 2NaOH,
Na2O + CO2 == Na2CO3,Na2O + 2HCl == 2NaCl + H2O .另外:加热时,2Na2O + O2 == 2Na2O2.
(2)Na2O2:淡黄色固体是复杂氧化物,易与水、二氧化碳反应放出氧气。
2Na2O2 + 2H2O == 4NaOH + O2 ↑,2Na2O2 + 2CO2 == 2Na2CO3 + O2 ↑(作供氧剂)。
因此Na2O2常做生氧剂,同时,Na2O2还具有强氧化性,有漂白作用。如实验:Na2O2和水
反应后的溶液中滴加酚酞,变红后又褪色,实验研究表明是有:Na2O2 + H2O == 2NaOH +
H2O2,2H2O2 == 2H2O + O2 反应发生。因为H2O2也具有漂白作用。当然过氧化钠也可以直
接漂白的。
三、氢氧化钠(NaOH)
1、俗称烧碱、火碱、苛性钠。
2、主要物理性质:白色固体,易吸收空气中的水而潮解,易溶解于水,并且放出大量的热,
水溶液有涩味,有强腐蚀性。
3、 主要化学性质:为一元强碱,具有碱的通行。
(1)NaOH溶于水后完全电离,能与酸碱指示剂或试纸作用。
(2)与酸酐发生反应:如CO2、SO2、SiO2等。反应方程式分别为:
2NaOH+ CO2 === Na2CO3 + H2O;2NaOH+ SO2 === Na2SO3 + H2O;
2NaOH+ SiO2 === Na2SiO3 + H2O
(3)与两性物质反应:如Al2O3、Al(OH)3等。反应方程式分别为:
Al2O3 + 2NaOH===2NaAlO2 + H2O Al(OH)3 + NaOH===NaAlO2 + 2H2O
(4)与单质反应放出氢气:如铝、硅。反应方程式为:
2Al + 2NaOH +2H2O===2NaAlO2 + 3H2↑ Si+ 2NaOH +H2O===Na2SiO3 + 2H2↑
(5)与盐发生复分解反应:如NH4Cl、CuSO4、NaHCO3、Ca(HCO3)2等。
例如:NH4Cl与NaOH溶液共热:NH4Cl+NaOH==NaCl+H2O +NH3↑;
NaHCO3溶液与NaOH溶液反应:NaHCO3+NaOH==Na2CO3 + H2O
应注意:①盛NaOH的试剂瓶需用橡胶塞,不能用玻璃塞。
②NaOH碱性很强,贮存时若未密闭,表层易变质生成碳酸钠。
③称量NaOH要放在小烧杯或表面皿里,动作要迅速。不能放在量筒、量杯、纸上称量。 ④不慎将浓NaOH溶液沾在皮肤上,应先用大量水冲洗,然后再涂上硼酸稀溶液。
⑤在实验室里常用NaOH溶液吸收氯气,在工业上常用NaOH溶液吸收含一氧化氮和二氧化氮的尾气,以消除污染。
⑥实验室制取少量的NaOH溶液可在饱和的Na2CO3溶液中撒入石灰粉,加热、过滤。
四、碳酸钠和碳酸氢钠
(1)、NaHCO3的分解
(1)实验过程
①用一干燥大试管,装入NaHCO3粉末.(大约占试管容积1/6)
②将大试管用带导气管的单孔塞塞紧.并将大试管固定在铁架台上,且试管口稍向下倾斜.
③大试管上的导气管另一端插入到盛有澄清石灰水的试管中.
④用酒精灯加热,先均匀受热,然后固定在药品多的部位加热.
⑤当试管中产生气体减少时,先把导管从澄清石灰水中拿出来,再熄灭酒精灯
(2)反应原理
2NaHCO3=====2322
(3)注意事项
①装药品时,应将药品倾斜地铺在试管底部,以便于受热.
②固定大试管时,应夹在其中上部(离管口1/3处)且要使试管口略向下倾斜.防止反应生成的水冷却回流而将试管炸裂.
③当试管中产生气体减少时,若停止实验,应先将导气管从石灰水中取出来,再撤去酒精灯停止加热,否则,会使石灰水倒吸而引起试管炸裂.
(4)实验现象 澄清石灰水变浑浊,大试管内壁有水生成.
(5)实验结论
NaHCO3受热易发生分解反应.
(2)、Na2CO3和NaHCO3与酸的反应
(1)实验步骤 ∆
(2)反应原理
2-Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑或CO3+2H=H2O+CO2↑
-NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑或HCO3+H+H2O+CO2↑ +
(3)注意事项:使用的盐酸浓度不能太大,否则生成的气泡太多太迅速而溢出试管.
(4)实验现象和结论
两者都与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的气体,但NaHCO3与盐酸反应更剧烈.
(3)碳酸钠和碳酸氢钠的比较
(4) 两者的鉴别: ① Na2CO3 Ca(OH)2 无现象
NaHCO3 石灰水变浑浊
② Na2CO3
慢
NaHCO3 快
③ Na2CO3 后出气体
NaHCO3 ④ 可溶性Ca盐或Ba Na2CO3 ↓
NaHCO3 无现象
(5)食盐(NaCl)
1、食盐不仅是常用的调味品,而且是人体必需的物质,它对人体的血液循环和新陈代谢都有着重要作用。人体缺盐会使人感到头晕、倦怠、全身无力,学习和工作效率降低,长期缺盐甚至会导致心脏病。虽食盐对人体有重要作用,但也不能过多摄入,过多摄入食盐可能引发肾脏疾病和高血压病等。健康成年人摄入食盐量以每天2~6g为宜。
2、工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系
通电 列化工产品,称为氯碱工业。原理:↑+H2↑
焰色反应
1. 某些金属或它们的化合物在灼烧时,火焰呈现特殊的颜色叫做焰色反应。
2. 焰色反应是元素的性质,与价态无关,是物理变化。
3. 焰色反应的操作步骤:①洗②烧③蘸④烧⑤洗⑥烧
烧
金属丝 金属丝至无色 待测液 金属丝,看颜色
注:观察钾的焰色时,要透过蓝色的钴玻璃片。因为钾中常混有钠的化合物杂质,蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰,以看清钾的紫色火焰。
4. 钠、钾等金属的焰色
K(K+)紫色(透过蓝色钴玻璃),Na(Na+)黄色,Cu(Cu2+)绿色,Ca(Ca2+)砖红色。
(6)注意几个实验的问题:
1、向饱和的Na2CO3溶液中通足量的CO2有晶体NaHCO3析出。
2、Na2CO3溶液与稀HCl的反应①向Na2CO3溶液中滴加稀HCl,先无气体,后有气体,如果n(HCl)小于n(Na2CO3)时反应无气体放出。发生的反应:先①Na2CO3 + HCl == NaCl + NaHCO3,后②NaHCO3 + HCl == NaCl + H2O +CO2 .
②向稀HCl中滴加Na2CO3溶液,先有气体,反应是:Na2CO3 + 2HCl == 2NaCl + H2O + CO2. 如果用2mol的Na2CO3和2.4mol的稀HCl反应,采用①方法放出CO2是0.4mol;采用②方法放出CO2为1.2mol。希望同学们在解题时要留意。
3、Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的鉴别:取两种试液少量,分别滴加CaCl2或BaCl2溶液,有白色沉淀的原取溶液为Na2CO3,另一无明显现象的原取溶液为NaHCO3。
4、侯氏制碱法
反应式:NaCl + NH3 + CO2 + H2O == NaHCO3 ↓+ NH4Cl.
注意:在生产中应先在饱和的NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,NaHCO3晶体析出过滤,在滤液中加入NaCl细末和通NH3析出NH4Cl晶体为副产品。NH4Cl晶体析出后的母液进行循环试用,提高原料的利用率。
5、若钠、钾等碱金属在空气中失火,可否用水或CO2灭火,为什么?用什么灭火效果好?
答案:钠、钾等碱金属失火不能用水灭火,因为它们与水反应剧烈,且产生易燃气体H2,易导致爆炸发生;也不能用CO2灭火,因为Na、K有还原性,能夺去CO2中的氧继续燃烧.
钠、钾失火可用沙土、抹布扑灭或盖灭.
6、万一被钠灼伤了皮肤,应该怎么办?
答案:万一被钠灼伤了皮肤,应先用稀醋酸洗涤,然后再涂上3%~5%的硼酸溶液.情况严重者速到医院烧伤科救治.
7、用稀盐酸与Na2CO3还是NaHCO3制作的灭火器灭火效果好,有哪些优点?
答案:用稀盐酸与NaHCO3制作的灭火器灭火效果好.优点有二:①产生气体速度快,②产生气体CO2多.
8、实验室中做固体受热生成气体反应的实验注意事项有哪些?
答案:实验室固体受热生成气体的装置都可用制O2装置.注意事项:①试管应夹持在其中上部(或离管口1/3处);②试管口应略向下倾斜,因为实验室中的药品不是很干燥,加热时有水生成,或固体反应时生成水,若不略向下倾斜会使水倒流把试管炸裂;③受热时先均匀加热试管底部,然后固定在药品集中的部位加热.
9、焰色反应操作的注意事项有哪些?
答案:(1)所用火焰本身的颜色要浅,以免干扰观察.
(2)蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色,同时熔点要高,不易被氧化.用铂丝效果最好,也可用铁丝、镍丝、钨丝等来代替铂丝.但不能用铜丝,因为它在灼烧时有绿色火焰产生.
(3)金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净,然后在火焰上灼烧至无色,以除去能起焰色反应的少量杂质.
(4)观察钾的焰色时,要透过蓝色的钴玻璃片,因为钾中常混有钠的化合物杂质,蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰,以看清钾的紫色火焰.
五、综合网络图
⑨⑧
六、拓展:碱金属元素
1.难点聚焦
(1)碱金属元素单质的化学性质:
1)相似性:碱金属元素在结构上的相似性,决定了锂、钠、钾、铷、铯在性质上的相似性,碱金属都是强还原剂,性质活泼。具体表现在都能与O2、Cl2、水、稀酸溶液反应,生成含R(R为碱金属)的离子化合物;他们的氧化物对应水化物均是强碱;
2)递变性:随着原子序数的增加,电子层数递增,原子半径渐大,失电子渐易,还原性渐强,又决定了他们在性质上的递变性。具体表现为:①与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂,②与H2O反应越来越剧烈,③随着核电荷数的增强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性增强:CsOH>RbOH>KOH>NaOH>LiOH;
(2)实验是如何保存锂、钠、钾:均是活泼的金属,极易氧化变质甚至引起燃烧,它们又都能与水、水溶液、醇溶液等发生反应产生氢气,是易燃易爆物质,存放它们要保证不
+
与空气、水分接触;又因为它们的密度小,所以锂只能保存在液体石蜡或封存在固体石蜡中,而将钠、钾保存在煤油中;
(3)碱金属的制取:金属Li和Na主要是用电解熔融氯化物的方法制取;金属K因为易溶于盐不易分离,且电解时有副反应发生,故一般采用热还原法用Na从熔融KCl中把K置换出来(不是普通的置换,而是采用置换加抽取的方法,属于反应平衡);铷和铯一般也采用活泼金属还原法制取。
(4).焰色反应操作的注意事项有哪些?
(1)所用火焰本身的颜色要浅,以免干扰观察.
(2)蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色,同时熔点要高,不易被氧化.用铂丝效果最好,也可用铁丝、镍丝、钨丝等来代替铂丝.但不能用铜丝,因为它在灼烧时有绿色火焰产生.
(3)金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净,然后在火焰上灼烧至无色,以除去能起焰色反应的少量杂质.
(4)观察钾的焰色时,要透过蓝色的钴玻璃片,因为钾中常混有钠的化合物杂质,蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰,以看清钾的紫色火焰.
七、例题精讲
例2 将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是
[ ]
A、HCl B、NaOH C、K2SO4 D、CuSO4
H2产生,故都满足题目的第一个条解析 少量钠投入上述四种物质的水溶液中,均有
件“有气体放出”,而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中一只有
与H2放出,故溶液质量是增加的。D选项中由于NaH2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀:2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑,反应后溶液质量减轻。
例4 将4.6 g钠与1.6g硫粉迅速混合起来,并放在石棉网上加热,反应后生成的固体是[ ]
A、黄色固体混合物 B、硫与硫化钠
C、过氧化钠与硫化钠 D、氧化钠与硫化钠
解析 在加热条件下,钠既能与硫化合生成Na2S,也能与空气中的氧气反应生成Na2O2,而钠又是过量的,所以除生成Na2S外还有Na2O2生成。答案 A、C
例6 2.1g CO和
H2组成混合气体与足量的O2充分反应后,立即通入足量的Na2O2
固体中,固体质量增加[ ]
A、2.1g B、3.6 g C、7.2 g D、不可确定
2CO+O2=2CO2OH解析 CO和2与2燃烧的化学方程式为:,
2H2+O2=2H2O点燃点燃
;CO2、H2跟Na2O2的反应分别为:
2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑。
从4个化学方程式可以看出:增加的质量恰好为CO和
H2CONa2O2−−→Na2CO3,Na2O2−−→2NaOH。 H2混合气体的质量,即
例9 某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种组成。将该粉末与足量的盐酸反应,有气体X逸出,X通过足量的NaOH溶液后体积缩小(同温、同压下测定)。若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热,也有气体放出,且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量,下列判断正确的是[ ]
A、粉末中一定有Na2O,Na2O2,NaHCO3 B、Na2CO3和NaCl 粉末中一定不含有
Na2O和NaCl D、Na2CO3和NaCl 无法肯定粉末里是否含有
Na2O2、Na2CO3和NaHCO3,气体X通过足量
O2和CO2组成,原粉末中C、粉末中一定不含有解析:与盐酸反应产生气体的物质可能有的NaOH溶液后体积缩小(而不是气体全部消失),说明X由
Na2O2以及Na2CO3和NaHCO3至少有一种一定存在。将原混合粉末加热,有气体放出,说明混合物中一定有NaHCO3,但NaHCO3受热分解会使混合物粉末质量减少,而实际剩余固体的质量都增加了,原因只能是发生了反应:
合物中有2Na2O+O2=2Na2O2。综上分析,混Na2O、Na2O2、NaHCO3,无法确定混合物中是否有Na2CO3和NaCl。A、D
例10 将Na、Mg、Al各0.3 mol分别加入100 mL 1 mol·L-1的盐酸中,同温同压下产生的气体体积比是( )
A.1∶2∶3 B.6∶3∶2
C.3∶1∶1 D.1∶1∶1
解析 盐酸不足,所以Mg、Al产生氢气的体积应以HCl为准计算,其物质的量均为盐酸物质的量的一半,即0.05 mol,但过量的Na还可以与水反应,根据电子守恒,Na与盐酸反应产生的氢气以Na为准计算,即0.15 mol。 C
例12 [2011·龙岩模拟] 在一定温度下将一定量的金属钠放入一定物质的量浓度的NaOH溶液中,反应完成后,NaOH溶液的物质的量浓度( )
A.增大 B.不能确定
C.减少 D.不变
解析 当原NaOH溶液不饱和时,反应完成后,NaOH溶液的浓度将增大;当原NaOH溶液饱和时,反应完成后,NaOH溶液的浓度不变。 B
钠及其化合物复习总提纲
一、钠单质的性质
(1)钠的物理性质:钠是银白色金属,密度小(0.97g/cm3),熔点低(97℃),硬度小,质
软,可用刀切割。钠通常保存在煤油中。是电和热的良导体。
(2)钠的化学性质:从原子结构可知钠是活泼的金属单质。
①钠与非金属单质反应:常温:4Na + O2 == 2Na2O,加热:2Na + O2 Na2O2;
2Na + Cl2 2NaCl; 2Na + S Na2S等。
钠和氧气的反应
A、实验过程:①②③④⑤⑥⑦
钠与氧气的反应
B、反应原理:2Na+O2=====222Na2O2+2H2O=+2
C、注意事项
①玻璃管中装的钠不能太大,太大反应太剧烈,会将玻璃管炸裂.
②反应开始时,即钠熔成小球后要稍稍倾斜玻璃管,但是角度不能太大,以防止钠从玻
璃管中脱出.并能保证空气疏通从而观察到明显现象.
③在取钠时要将其表面的氧化物用小刀除去,用纯钠进行实验.因为表面被氧化的钠在
受热熔化后,钠表面会有一层黑色而影响实验现象的观察.
④加热时间不能太长,否则钠与O2迅速反应、燃烧起来,现象就不是很明显了.
⑤盛Na2O2的小试管要干燥.
D、实验现象 钠熔成小球,先变成白色后变成淡黄色固体,淡黄色固体遇水放出使带火星木条复燃的
气体.
E、实验结论 钠熔点低,与O2加热反应生成Na2O2,Na2O2遇水生成O2.
②钠与水反应:2Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑;
实验现象:①钠与水剧烈反应、②钠熔化成小球、③钠球在水面上不停地滚动、④有气体生成,并发出嘶嘶声.
∆
注意:钠在空气中的变化:银白色的钠 变暗(生成了氧化钠) 变白(生成氢氧化钠) 潮
解 变成白色固体(生成碳酸钠)。
③钠与酸反应:如2Na + 2HCl == 2NaCl + H2↑,Na放入稀盐酸中,是先与酸反应,酸不足
再与水反应。因此Na放入到酸溶液中Na是不可能过量的。同时Na与H2的物质的量比始终
是2:1。当然反应要比钠与水的反应剧烈多。
④钠与盐的溶液反应:钠不能置换出溶液中的金属,钠是直接与水反应。反应后的碱再与溶
液中的其他物质反应。如钠投入到硫酸铜溶液的反应式:2Na + CuSO4 + 2H2O == Cu(OH)2 ↓+
Na2SO4 + H2 ↑。
⑤钠与氢气的反应:2Na + H2 == 2NaH。NaH + H2O == NaOH + H2 ↑;NaH是强的还原剂。
(3)工业制钠:电解熔融的NaCl,2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑。
(4)钠的用途:①在熔融的条件下钠可以制取一些金属,如钛、锆、铌、钽等;
②钠钾合金是快中子反应堆的热交换剂;
③钠蒸气可作高压钠灯,发出黄光,射程远,透雾能力强。
二、氧化钠和过氧化钠
(1)Na2O:白色固体,是碱性氧化物,具有碱性氧化物的通性:Na2O + H2O == 2NaOH,
Na2O + CO2 == Na2CO3,Na2O + 2HCl == 2NaCl + H2O .另外:加热时,2Na2O + O2 == 2Na2O2.
(2)Na2O2:淡黄色固体是复杂氧化物,易与水、二氧化碳反应放出氧气。
2Na2O2 + 2H2O == 4NaOH + O2 ↑,2Na2O2 + 2CO2 == 2Na2CO3 + O2 ↑(作供氧剂)。
因此Na2O2常做生氧剂,同时,Na2O2还具有强氧化性,有漂白作用。如实验:Na2O2和水
反应后的溶液中滴加酚酞,变红后又褪色,实验研究表明是有:Na2O2 + H2O == 2NaOH +
H2O2,2H2O2 == 2H2O + O2 反应发生。因为H2O2也具有漂白作用。当然过氧化钠也可以直
接漂白的。
三、氢氧化钠(NaOH)
1、俗称烧碱、火碱、苛性钠。
2、主要物理性质:白色固体,易吸收空气中的水而潮解,易溶解于水,并且放出大量的热,
水溶液有涩味,有强腐蚀性。
3、 主要化学性质:为一元强碱,具有碱的通行。
(1)NaOH溶于水后完全电离,能与酸碱指示剂或试纸作用。
(2)与酸酐发生反应:如CO2、SO2、SiO2等。反应方程式分别为:
2NaOH+ CO2 === Na2CO3 + H2O;2NaOH+ SO2 === Na2SO3 + H2O;
2NaOH+ SiO2 === Na2SiO3 + H2O
(3)与两性物质反应:如Al2O3、Al(OH)3等。反应方程式分别为:
Al2O3 + 2NaOH===2NaAlO2 + H2O Al(OH)3 + NaOH===NaAlO2 + 2H2O
(4)与单质反应放出氢气:如铝、硅。反应方程式为:
2Al + 2NaOH +2H2O===2NaAlO2 + 3H2↑ Si+ 2NaOH +H2O===Na2SiO3 + 2H2↑
(5)与盐发生复分解反应:如NH4Cl、CuSO4、NaHCO3、Ca(HCO3)2等。
例如:NH4Cl与NaOH溶液共热:NH4Cl+NaOH==NaCl+H2O +NH3↑;
NaHCO3溶液与NaOH溶液反应:NaHCO3+NaOH==Na2CO3 + H2O
应注意:①盛NaOH的试剂瓶需用橡胶塞,不能用玻璃塞。
②NaOH碱性很强,贮存时若未密闭,表层易变质生成碳酸钠。
③称量NaOH要放在小烧杯或表面皿里,动作要迅速。不能放在量筒、量杯、纸上称量。 ④不慎将浓NaOH溶液沾在皮肤上,应先用大量水冲洗,然后再涂上硼酸稀溶液。
⑤在实验室里常用NaOH溶液吸收氯气,在工业上常用NaOH溶液吸收含一氧化氮和二氧化氮的尾气,以消除污染。
⑥实验室制取少量的NaOH溶液可在饱和的Na2CO3溶液中撒入石灰粉,加热、过滤。
四、碳酸钠和碳酸氢钠
(1)、NaHCO3的分解
(1)实验过程
①用一干燥大试管,装入NaHCO3粉末.(大约占试管容积1/6)
②将大试管用带导气管的单孔塞塞紧.并将大试管固定在铁架台上,且试管口稍向下倾斜.
③大试管上的导气管另一端插入到盛有澄清石灰水的试管中.
④用酒精灯加热,先均匀受热,然后固定在药品多的部位加热.
⑤当试管中产生气体减少时,先把导管从澄清石灰水中拿出来,再熄灭酒精灯
(2)反应原理
2NaHCO3=====2322
(3)注意事项
①装药品时,应将药品倾斜地铺在试管底部,以便于受热.
②固定大试管时,应夹在其中上部(离管口1/3处)且要使试管口略向下倾斜.防止反应生成的水冷却回流而将试管炸裂.
③当试管中产生气体减少时,若停止实验,应先将导气管从石灰水中取出来,再撤去酒精灯停止加热,否则,会使石灰水倒吸而引起试管炸裂.
(4)实验现象 澄清石灰水变浑浊,大试管内壁有水生成.
(5)实验结论
NaHCO3受热易发生分解反应.
(2)、Na2CO3和NaHCO3与酸的反应
(1)实验步骤 ∆
(2)反应原理
2-Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑或CO3+2H=H2O+CO2↑
-NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑或HCO3+H+H2O+CO2↑ +
(3)注意事项:使用的盐酸浓度不能太大,否则生成的气泡太多太迅速而溢出试管.
(4)实验现象和结论
两者都与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的气体,但NaHCO3与盐酸反应更剧烈.
(3)碳酸钠和碳酸氢钠的比较
(4) 两者的鉴别: ① Na2CO3 Ca(OH)2 无现象
NaHCO3 石灰水变浑浊
② Na2CO3
慢
NaHCO3 快
③ Na2CO3 后出气体
NaHCO3 ④ 可溶性Ca盐或Ba Na2CO3 ↓
NaHCO3 无现象
(5)食盐(NaCl)
1、食盐不仅是常用的调味品,而且是人体必需的物质,它对人体的血液循环和新陈代谢都有着重要作用。人体缺盐会使人感到头晕、倦怠、全身无力,学习和工作效率降低,长期缺盐甚至会导致心脏病。虽食盐对人体有重要作用,但也不能过多摄入,过多摄入食盐可能引发肾脏疾病和高血压病等。健康成年人摄入食盐量以每天2~6g为宜。
2、工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系
通电 列化工产品,称为氯碱工业。原理:↑+H2↑
焰色反应
1. 某些金属或它们的化合物在灼烧时,火焰呈现特殊的颜色叫做焰色反应。
2. 焰色反应是元素的性质,与价态无关,是物理变化。
3. 焰色反应的操作步骤:①洗②烧③蘸④烧⑤洗⑥烧
烧
金属丝 金属丝至无色 待测液 金属丝,看颜色
注:观察钾的焰色时,要透过蓝色的钴玻璃片。因为钾中常混有钠的化合物杂质,蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰,以看清钾的紫色火焰。
4. 钠、钾等金属的焰色
K(K+)紫色(透过蓝色钴玻璃),Na(Na+)黄色,Cu(Cu2+)绿色,Ca(Ca2+)砖红色。
(6)注意几个实验的问题:
1、向饱和的Na2CO3溶液中通足量的CO2有晶体NaHCO3析出。
2、Na2CO3溶液与稀HCl的反应①向Na2CO3溶液中滴加稀HCl,先无气体,后有气体,如果n(HCl)小于n(Na2CO3)时反应无气体放出。发生的反应:先①Na2CO3 + HCl == NaCl + NaHCO3,后②NaHCO3 + HCl == NaCl + H2O +CO2 .
②向稀HCl中滴加Na2CO3溶液,先有气体,反应是:Na2CO3 + 2HCl == 2NaCl + H2O + CO2. 如果用2mol的Na2CO3和2.4mol的稀HCl反应,采用①方法放出CO2是0.4mol;采用②方法放出CO2为1.2mol。希望同学们在解题时要留意。
3、Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的鉴别:取两种试液少量,分别滴加CaCl2或BaCl2溶液,有白色沉淀的原取溶液为Na2CO3,另一无明显现象的原取溶液为NaHCO3。
4、侯氏制碱法
反应式:NaCl + NH3 + CO2 + H2O == NaHCO3 ↓+ NH4Cl.
注意:在生产中应先在饱和的NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,NaHCO3晶体析出过滤,在滤液中加入NaCl细末和通NH3析出NH4Cl晶体为副产品。NH4Cl晶体析出后的母液进行循环试用,提高原料的利用率。
5、若钠、钾等碱金属在空气中失火,可否用水或CO2灭火,为什么?用什么灭火效果好?
答案:钠、钾等碱金属失火不能用水灭火,因为它们与水反应剧烈,且产生易燃气体H2,易导致爆炸发生;也不能用CO2灭火,因为Na、K有还原性,能夺去CO2中的氧继续燃烧.
钠、钾失火可用沙土、抹布扑灭或盖灭.
6、万一被钠灼伤了皮肤,应该怎么办?
答案:万一被钠灼伤了皮肤,应先用稀醋酸洗涤,然后再涂上3%~5%的硼酸溶液.情况严重者速到医院烧伤科救治.
7、用稀盐酸与Na2CO3还是NaHCO3制作的灭火器灭火效果好,有哪些优点?
答案:用稀盐酸与NaHCO3制作的灭火器灭火效果好.优点有二:①产生气体速度快,②产生气体CO2多.
8、实验室中做固体受热生成气体反应的实验注意事项有哪些?
答案:实验室固体受热生成气体的装置都可用制O2装置.注意事项:①试管应夹持在其中上部(或离管口1/3处);②试管口应略向下倾斜,因为实验室中的药品不是很干燥,加热时有水生成,或固体反应时生成水,若不略向下倾斜会使水倒流把试管炸裂;③受热时先均匀加热试管底部,然后固定在药品集中的部位加热.
9、焰色反应操作的注意事项有哪些?
答案:(1)所用火焰本身的颜色要浅,以免干扰观察.
(2)蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色,同时熔点要高,不易被氧化.用铂丝效果最好,也可用铁丝、镍丝、钨丝等来代替铂丝.但不能用铜丝,因为它在灼烧时有绿色火焰产生.
(3)金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净,然后在火焰上灼烧至无色,以除去能起焰色反应的少量杂质.
(4)观察钾的焰色时,要透过蓝色的钴玻璃片,因为钾中常混有钠的化合物杂质,蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰,以看清钾的紫色火焰.
五、综合网络图
⑨⑧
六、拓展:碱金属元素
1.难点聚焦
(1)碱金属元素单质的化学性质:
1)相似性:碱金属元素在结构上的相似性,决定了锂、钠、钾、铷、铯在性质上的相似性,碱金属都是强还原剂,性质活泼。具体表现在都能与O2、Cl2、水、稀酸溶液反应,生成含R(R为碱金属)的离子化合物;他们的氧化物对应水化物均是强碱;
2)递变性:随着原子序数的增加,电子层数递增,原子半径渐大,失电子渐易,还原性渐强,又决定了他们在性质上的递变性。具体表现为:①与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂,②与H2O反应越来越剧烈,③随着核电荷数的增强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性增强:CsOH>RbOH>KOH>NaOH>LiOH;
(2)实验是如何保存锂、钠、钾:均是活泼的金属,极易氧化变质甚至引起燃烧,它们又都能与水、水溶液、醇溶液等发生反应产生氢气,是易燃易爆物质,存放它们要保证不
+
与空气、水分接触;又因为它们的密度小,所以锂只能保存在液体石蜡或封存在固体石蜡中,而将钠、钾保存在煤油中;
(3)碱金属的制取:金属Li和Na主要是用电解熔融氯化物的方法制取;金属K因为易溶于盐不易分离,且电解时有副反应发生,故一般采用热还原法用Na从熔融KCl中把K置换出来(不是普通的置换,而是采用置换加抽取的方法,属于反应平衡);铷和铯一般也采用活泼金属还原法制取。
(4).焰色反应操作的注意事项有哪些?
(1)所用火焰本身的颜色要浅,以免干扰观察.
(2)蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色,同时熔点要高,不易被氧化.用铂丝效果最好,也可用铁丝、镍丝、钨丝等来代替铂丝.但不能用铜丝,因为它在灼烧时有绿色火焰产生.
(3)金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净,然后在火焰上灼烧至无色,以除去能起焰色反应的少量杂质.
(4)观察钾的焰色时,要透过蓝色的钴玻璃片,因为钾中常混有钠的化合物杂质,蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰,以看清钾的紫色火焰.
七、例题精讲
例2 将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是
[ ]
A、HCl B、NaOH C、K2SO4 D、CuSO4
H2产生,故都满足题目的第一个条解析 少量钠投入上述四种物质的水溶液中,均有
件“有气体放出”,而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中一只有
与H2放出,故溶液质量是增加的。D选项中由于NaH2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀:2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑,反应后溶液质量减轻。
例4 将4.6 g钠与1.6g硫粉迅速混合起来,并放在石棉网上加热,反应后生成的固体是[ ]
A、黄色固体混合物 B、硫与硫化钠
C、过氧化钠与硫化钠 D、氧化钠与硫化钠
解析 在加热条件下,钠既能与硫化合生成Na2S,也能与空气中的氧气反应生成Na2O2,而钠又是过量的,所以除生成Na2S外还有Na2O2生成。答案 A、C
例6 2.1g CO和
H2组成混合气体与足量的O2充分反应后,立即通入足量的Na2O2
固体中,固体质量增加[ ]
A、2.1g B、3.6 g C、7.2 g D、不可确定
2CO+O2=2CO2OH解析 CO和2与2燃烧的化学方程式为:,
2H2+O2=2H2O点燃点燃
;CO2、H2跟Na2O2的反应分别为:
2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑。
从4个化学方程式可以看出:增加的质量恰好为CO和
H2CONa2O2−−→Na2CO3,Na2O2−−→2NaOH。 H2混合气体的质量,即
例9 某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种组成。将该粉末与足量的盐酸反应,有气体X逸出,X通过足量的NaOH溶液后体积缩小(同温、同压下测定)。若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热,也有气体放出,且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量,下列判断正确的是[ ]
A、粉末中一定有Na2O,Na2O2,NaHCO3 B、Na2CO3和NaCl 粉末中一定不含有
Na2O和NaCl D、Na2CO3和NaCl 无法肯定粉末里是否含有
Na2O2、Na2CO3和NaHCO3,气体X通过足量
O2和CO2组成,原粉末中C、粉末中一定不含有解析:与盐酸反应产生气体的物质可能有的NaOH溶液后体积缩小(而不是气体全部消失),说明X由
Na2O2以及Na2CO3和NaHCO3至少有一种一定存在。将原混合粉末加热,有气体放出,说明混合物中一定有NaHCO3,但NaHCO3受热分解会使混合物粉末质量减少,而实际剩余固体的质量都增加了,原因只能是发生了反应:
合物中有2Na2O+O2=2Na2O2。综上分析,混Na2O、Na2O2、NaHCO3,无法确定混合物中是否有Na2CO3和NaCl。A、D
例10 将Na、Mg、Al各0.3 mol分别加入100 mL 1 mol·L-1的盐酸中,同温同压下产生的气体体积比是( )
A.1∶2∶3 B.6∶3∶2
C.3∶1∶1 D.1∶1∶1
解析 盐酸不足,所以Mg、Al产生氢气的体积应以HCl为准计算,其物质的量均为盐酸物质的量的一半,即0.05 mol,但过量的Na还可以与水反应,根据电子守恒,Na与盐酸反应产生的氢气以Na为准计算,即0.15 mol。 C
例12 [2011·龙岩模拟] 在一定温度下将一定量的金属钠放入一定物质的量浓度的NaOH溶液中,反应完成后,NaOH溶液的物质的量浓度( )
A.增大 B.不能确定
C.减少 D.不变
解析 当原NaOH溶液不饱和时,反应完成后,NaOH溶液的浓度将增大;当原NaOH溶液饱和时,反应完成后,NaOH溶液的浓度不变。 B