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1、第一輪復習 元素化合物 第 5講 其他金屬及其化合物 1物理性質(zhì) (1)鈉、水、煤油三者密度關系： (水 )(鈉 )(煤油 ) (2)熔點： 100 。 1鈉如何保存？鈉能否放在 CCl4、酒精中保存？為什么？ 【 提示 】 少量鈉保存在煤油中，大量鈉密封在固體石蠟中 。不能因 CCl4的密度大于鈉，鈉浮在表面，而酒精能與鈉反應。 小于 一 、鈉 2化學性質(zhì) 鈉與水 (含酚酞 )反應的現(xiàn)象及解釋 現(xiàn)象 解釋 浮 熔 游、嘶 紅 (Na) (H2O) 反應放熱且鈉的熔點低 反應生成氣體 反應生成堿性物質(zhì) 2鈉著火能否用泡沫滅火器滅火，為什么？一般用什 么方法滅火？ 【 提示 】 不能用泡沫滅火器
2、滅火，原因是： (1)鈉跟 水劇烈反應且產(chǎn)生可燃性氣體 (H2)，可能引起爆炸； (2)鈉燃燒生成 Na2O2，而 Na2O2與 CO2反應生成 O2使燃 燒更劇烈。一般用沙土蓋滅。 名稱 氧化鈉 過氧化鈉 化學式 Na2O Na2O2 顏色狀態(tài) 生成條件 熱穩(wěn)定性 與水反應 與 CO2反 應 與酸 (鹽酸 ) 反應 二 、鈉的重要化合物 1鈉的氧化物 白色固體 淡黃色固體 常溫 加熱或點燃 不穩(wěn)定 穩(wěn)定 Na2O H2O=2NaOH 2Na2O2 2H2O=4NaOH O2 Na2O CO2=Na2CO3 2Na2O2 2CO2=2Na2CO3 O2 Na2O 2HCl=2NaCl H2O
3、2Na2O2 4HCl=4NaCl 2H2O O2 2.碳酸鈉和碳酸氫鈉 3利用澄清石灰水能否直接鑒別 Na2CO3和 NaHCO3溶液？ 用鹽酸呢？ 【 提示 】 Na2CO3、 NaHCO3與澄清石灰水均反應生成白色 沉淀： Na2CO3 Ca(OH)2=2NaOH CaCO3 2NaHCO3 Ca(OH)2=Na2CO3 CaCO3 2H2O 故不能用澄清石灰水鑒別 Na2CO3和 NaHCO3溶液。 將鹽酸逐滴滴入 Na2CO3溶液中，開始一段時間內(nèi)無氣體生 成： Na2CO3 HCl=NaHCO3 NaCl；當 Na2CO3全部轉(zhuǎn)化為 NaHCO3后再滴入鹽酸有氣體生成： HCO3
4、H =CO2 H2O。故用鹽酸可以鑒別 Na2CO3和 NaHCO3溶液。 1 (2009年上海高考 )9.2 g金屬鈉投入到足量的重水中， 則產(chǎn)生的氣體中含有 ( ) A 0.2 mol中子 B 0.4 mol電子 C 0.2 mol質(zhì)子 D 0.4 mol分子 【 解析 】 由反應方程式： 2Na 2D2O=2NaOD D2 ，可知 9.2 g金屬鈉完全反應產(chǎn)生 0.2 mol D2，一個 D原子中 含 1個質(zhì)子、 1個電子、 1個中子，故選 B。 【 答案 】 B 2 (2009年海南高考 )除去 NaHCO3溶液中混有的少量 Na2CO3可采取的方法是 ( ) A通入二氧化碳氣體 B加
5、入氫氧化鋇溶液 C加入澄清石灰水 D加入稀鹽酸 【 解析 】 通入足量的 CO2，可以把 Na2CO3轉(zhuǎn)化成 NaHCO3，即把雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為所需要的物質(zhì)。 【 答案 】 A 3 (2007年全國卷 )在一定條件下，將鈉與氧氣反應的 生成物 1.5 g溶于水，所得溶液恰好能被 80 mL濃度為 0.50 molL 1的 HCl溶液中和，則該生成物的成分是 ( ) A Na2O B Na2O2 C Na2O和 Na2O2 D Na2O2和 NaO2 【 解析 】 采用元素守恒法， n ( H C l ) 0 . 0 8 L 0 . 5 0 m o l L 1 0 . 0 4 m o l ， n (
6、N a ) n(Cl ) 0 . 0 4 m o l ，所以 n(O) 1 . 5 g 0 . 0 4 m o l 2 3 g m o l 1 1 6 g m o l 1 0.58 16 m o l ， n ( Na ) n ( O ) 0 . 0 4 m o l 0.58 16 mol 32 29 ，即 1 n ( Na ) n ( O ) 2 ，故 應為 Na 2 O 和 Na 2 O 2 的混合物。 【 答案 】 C 鹽 NaCl NaHCO3 Na2CO3 (NH4)2CO3 NH4Cl 溶解度 36.5 12.1 30.0 27.0 41.1 4 (2009年臺灣高考 )下表所列為五
7、種可溶性鹽在 30 的溶解度 (g/100 g H2O)： 若在 30 的飽和食鹽水中通入氨氣至飽和后，再通入二氧化碳就 會有晶體析出。試參考表中的數(shù)據(jù)，推測析出的晶體是下列的哪一 種 ( ) A NaCl B NaHCO3 C Na2CO3 D (NH4)2CO3 E NH4Cl B 1鈉與酸的反應 鈉與稀硫酸、鹽酸等非氧化性酸反應時，首先是鈉直接跟 H 反應，過量的 鈉再與水反應，而不能認為是鈉先跟水反應，生成的 NaOH再跟酸中和。 由于酸中的 H 的濃度比水中的大得多，所以 Na與酸的反應比與水的反應劇 烈得多。 鈉投入酸中 (HCl)： 2Na 2H =2Na H2 2鈉跟堿溶液的反
8、應實際是鈉跟水反應。 一、鈉與酸、堿、鹽水溶液的反應 3鈉跟鹽溶液的反應 (1)NaCl溶液：實際是與水反應。反應的化學方程式為： 2Na 2H2O=2NaOH H2 (2)CuSO4溶液：因為鈉與水劇烈反應，故鈉先與水反應，生成的 NaOH再跟 CuSO4反應，而不能認為發(fā)生鈉置換銅的反應。 上述反應的化學方程式為： 2Na 2H2O=2NaOH H2 2NaOH CuSO4= Cu(OH)2 Na2SO4 總反應式為： 2Na CuSO4 2H2O=Cu(OH)2 H2 Na2SO4 (3)NaHSO4溶液：因 NaHSO4完全電離： NaHSO4=Na H SO42 ，而使 溶液顯強酸性
9、，即鹽電離產(chǎn)生的 H 濃度遠大于水中 H 濃度，此時鈉直接與鹽 反應。 2Na 2NaHSO4=2Na2SO4 H2 (4)通常鈉不能從鹽溶液中置換出金屬，若鹽為熔融狀態(tài)，鈉可以置換出較 不活潑的金屬，如 4Na TiCl4 4NaCl Ti。 = = = = =熔融 【 應用指南 】 (1)在考慮鈉與酸、堿、鹽水溶液反應的問題時，注意鈉與水 反應的同時，還要考慮生成的 NaOH與溶液中溶質(zhì)的化學反應。 (2)分析鈉與酸、堿、鹽水溶液反應的計算問題時，生成 H2的量均按鈉計算。 將使計算簡單，迅速準確。 有人設計出一種在隔絕空氣條件下讓鈉與 FeSO4溶液反應的 方法以驗證反應實質(zhì)。實驗時，往
10、 100 mL大試管中先加 40 mL煤油，取 3粒米粒大小的金屬鈉放入大試管后塞上 橡皮塞，通過長頸漏斗加入 FeSO4溶液使煤油的液面至膠 塞，并夾緊彈簧夾 (如右圖 )。仔細觀察，回答下列問題： (1)有關鈉的現(xiàn)象： _ _。 (2)大試管中溶液顏色的變化： _ _。 (3)裝置中液面的變化：大試管內(nèi) _；長頸漏斗內(nèi) _。 (4)寫出鈉與硫酸亞鐵的離子反應方程式： _ _。 【 思路點撥 】 解答本題應抓住以下三點： (1)鈉的物理性質(zhì)：密度小，熔點低，有金屬光澤。 (2)鈉的化學性質(zhì)活潑，遇水劇烈反應，生成 NaOH和 H2。 (3)Fe(OH)2為白色絮狀沉淀。 【 嘗試解答 】 (
11、1)金屬 Na與 FeSO4溶液反應實質(zhì)是 Na先與水反應， 使 Na粒熔化，并隨氣泡的生成而在兩種液體界面處上下跳動。 (2)因反應生成的 NaOH又與 FeSO4反應生成白色絮狀沉淀，溶液的顏 色逐漸變淺。 (3)因產(chǎn)生了 H2，使裝置內(nèi)壓強增大，故大試管內(nèi)液面下降，長頸漏 斗內(nèi)液面上升。 (4)2Na 2H2O Fe2 =Fe(OH)2 H2 2Na 。 【 答案 】 (1)有氣泡生成，鈉粒熔化成小球，且在煤油 和 FeSO4溶液界面處上下跳動，最終完全溶解 (2)下層溶液中出現(xiàn)白色絮狀沉淀，溶液的顏色逐漸變淺 (3)下降 上升 (4)2Na 2H2O Fe2 =Fe(OH)2 H2 2
12、Na 1過氧化鈉的強氧化性 (1)Na2O2與 SO2反應： Na2O2 SO2=Na2SO4。 (2)Na2O2與 FeCl2溶液反應： Na2O2投入 FeCl2溶液中，可以將 Fe2 氧化為 Fe3 ，同時產(chǎn)生 Fe(OH)3沉淀。 (3)Na2O2與 Na2SO3溶液反應： Na2O2投入 Na2SO3溶液中，可以將 SO32 氧化 為 SO42 。 (4)Na2O2與 H2S反應： Na2O2投入氫硫酸中，可以將 H2S氧化為單質(zhì)硫，產(chǎn)生 淡黃色沉淀。 (5)Na2O2與品紅溶液反應： Na2O2投入品紅溶液中，因其具有強氧化性，可 以使品紅溶液褪色，即具有漂白性。 二、過氧化鈉的特
13、性及有關計算 2 Na2O2與某些氧化物反應的規(guī)律與特例 (1)Na2O2與 CO2、 H2O反應的重要關系 2CO2 2Na2O2=2Na2CO3 O2 2H2O 2Na2O2=4NaOH O2 物質(zhì)的量關系 無論是 CO2或 H2O的單一物質(zhì)還是二者的混合物，通過足量的 Na2O2時， CO2 或 H2O與放出 O2的物質(zhì)的量之比都為 2 1。 電子轉(zhuǎn)移關系 當 Na2O2與 CO2、 H2O反應時，每產(chǎn)生 1 mol O2轉(zhuǎn)移 2 mol e 。 先后順序關系 Na2O2與一定量 CO2和 H2O(g)的混合物的反應，可視作 Na2O2先與 CO2反應， 待 CO2反應完成后， Na2O
14、2再與 H2O發(fā)生反應。 氣體體積關系 氣體體積差量法 2Na2O2 2CO2=2Na2CO3 O2 氣體體積差 V 2 1 1 2Na2O2 2H2O(g)=4NaOH O2 氣體體積差 V 2 1 1 由此可見，氣體體積關系： V V(CO2) V(O2)， V V(H2O) V(O2)。 固體質(zhì)量關系 固體質(zhì)量差量法 2Na2O2 2CO2=2Na2CO3 O2 固體質(zhì)量差 m 156 g 212 g 212 g 156 g 56 g 2Na2O2 2H2O=4NaOH O2 固體質(zhì)量差 m 156 g 160 g 160 g 156 g 4 g 1/2 1/2 由此可見，每有 2 mo
15、l CO2參與反應，固體增重為 56 g，相當于 2 mol CO的質(zhì)量；每有 2 mol H2O參與反應，固體增重為 4 g，相當于 2 mol H2的質(zhì)量。即 CO2、 H2O(g)分別與足量 Na2O2反應，固體增重分 別相當于等物質(zhì)的量的 CO、 H2的質(zhì)量。 (2)Na2O2與酸性氧化物反應的特例 一般情況下， Na2O2和 Na2O與酸性氧化物反應的區(qū)別在產(chǎn)物上， Na2O2與酸性氧化物反應的產(chǎn)物多了 O2。但是當酸性氧化物具有還 原性，如 SO2與 Na2O2反應時，會發(fā)生反應 Na2O2 SO2=Na2SO4。 1 mol過氧化鈉與 2 mol碳酸氫鈉固體混合后，在密閉容器中
16、加熱充分反應，排出氣體物質(zhì)后冷卻，殘留的固體物質(zhì)是 ( ) A Na2CO3 B Na2O2 Na2CO3 C NaOH Na2CO3 D Na2O2 NaOH Na2CO3 【 解析 】 Na2O2與 NaHCO3的混合物受熱分解時，首先是 NaHCO3分解 2NaHCO3 Na2CO3 H2O CO2， 2 mol 1 mol 1 mol 1 mol 產(chǎn)生的 CO2和 H2O各為 1 mol，并可分別與 Na2O2反應， 2CO2 2Na2O2=2Na2CO3 O2,2H2O 2Na2O2=4NaOH O2，但由于 H2O與 Na2O2 反應生成 NaOH，而 CO2又可與 NaOH反應生
17、成 Na2CO3和水，故可認為 CO2先與 Na2O2反應，只有 CO2反應完全后，水才參與反應，所以根據(jù)題目數(shù)據(jù)有： 2CO2 2Na2O2=2Na2CO3 O2 1 mol 1 mol 1 mol mol Na2O2恰好與生成的 CO2完全反應， H2O沒能參與反應，故最后殘留固體只 有 Na2CO3。 【 答案 】 A 12 【 拓展 】 1.在溶液中加入足量 Na2O2后仍能大量共存的離子組是 ( ) A NH4 、 Ba2 、 Cl 、 NO3 B K 、 Al(OH)4 、 Cl 、 SO42 C Ca2 、 Mg2 、 NO3 、 HCO3 D Na 、 Cl 、 CO32 、
18、SO32 【 解析 】 溶液中加入 Na2O2后呈堿性，且 Na2O2本身有氧化性。 A 項， NH4 與 OH 反應而不能大量共存； C項， HCO3 與 OH 反應生成 正鹽而不能大量共存； D項， Na2O2與 SO32 因發(fā)生氧化還原反應而不 能大量共存。 【 答案 】 B 2取 a g某物質(zhì)在氧氣中完全燃燒，將其產(chǎn)物跟足量的過氧化鈉固 體完全反應，反應后固體的質(zhì)量恰好也增加了 a g。下列物質(zhì)中不能滿 足上述結(jié)果的是 ( ) A H2 B CO C C6H12O6 D C12H22O11 【 解析 】 若將 H2按上述過程實驗，發(fā)生反應： 2H2 O2=2H2O 2H2O 2Na2O
19、2=4NaOH O2 將得 2H2 2Na2O2=4NaOH，可知 a g H2經(jīng)上述過程，恰好 能使 Na2O2固體質(zhì)量增加 a g。 A能滿足上述結(jié)果。 若將 CO按上述過程實驗，發(fā)生反應： 2CO O2=2CO2 2CO2 2Na2O2=2Na2CO3 O2 將得 2CO 2Na2O2=2Na2CO3，可知 a g CO經(jīng)上述過程，恰 好能使 Na2O2固體質(zhì)量增加 a g。 B能滿足上述結(jié)果。 綜上還可得出，只要某物質(zhì)的組成符合 (CO)m(H2)n，就能滿足上述 實驗結(jié)果。 C可以看成 (CO)6(H2)6，能滿足結(jié)果。 D可以看成 (CO)11(H2)11C，不能滿足結(jié)果。 【 答
20、案 】 D 三、關于 Na2CO3、 NaHCO3的計算 1鑒別 2轉(zhuǎn)化 3與足量鹽酸反應的比較 (1)速率：由于 Na2CO3需逐步結(jié)合兩個 H 才放出 CO2，故 NaHCO3 與鹽酸反應放出 CO2的速率快。 (2)耗酸量：等質(zhì)量的 Na2CO3與 NaHCO3前者耗酸多，等物質(zhì)的量 時前者耗酸多。 (3)CO2的生成量：等物質(zhì)的量時產(chǎn)生的 CO2相等，等質(zhì)量時 NaHCO3產(chǎn)生的 CO2多。 4差量法在 NaHCO3分解計算中的應用 在化學反應中，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應物和生成物按一定的質(zhì)量比發(fā)生反 應。在具體的一個反應中，還可以根據(jù)需要進行某些特定的組合，即反應方程 式中某些項目進行
21、加減組合。如碳酸氫鈉固體的分解反應，產(chǎn)物中的二氧化碳 是氣體，水是液體，若討論固體質(zhì)量的變化，可以是前后固體質(zhì)量的差值，也 可以是非固體物質(zhì)質(zhì)量的和，將非固體物質(zhì)中的比例關系合并為一個比例量， 與原方程式中各種量成比例關系。具體如下： 2NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2O m(固 ) 2 84 g 106 g 44 g 18 g 62 g 其固體差量可用下列兩種方法得出： (2NaHCO3 Na2CO3)或 (CO2 H2O) (2 84 g 106 g) (44 g 18 g) 有 50 mL NaOH溶液，向其中逐漸通入一定量的 CO2，隨后向溶液中逐 滴加入 0.1 mol/L的
22、鹽酸，產(chǎn)生的 CO2氣體體積 (標準狀況下 )與所加入的鹽酸的體 積之間的關系如圖所示： 試分析向 NaOH溶液中通入 CO2氣體后，所得溶液中的溶質(zhì)是什么？其物質(zhì)的 量之比是多少？產(chǎn)生的 CO2氣體體積 (標準狀況 )是多少？ 【 解析 】 解答本題應抓住以下三點： (1)NaOH溶液與 CO2反應因量的不同，產(chǎn)物不同。 (2)滴加鹽酸時的反應順序為： NaOH Na2CO3 NaHCO3。 【 答案 】 NaOH和 Na2CO3 1 1 0.056 L 1金屬鈉不僅跟氧氣、水等無機物反應，還能跟酒精、醋酸等有機物 反應。要研究金屬鈉跟酒精反應的性質(zhì)以及它與水反應的異同點，下列 研究方法中沒
23、有用到的是 ( ) A實驗法 B觀察法 C分類法 D比較法 【 解析 】 研究金屬鈉跟酒精和水反應的異同要用比較法，研究時要 通過對實驗現(xiàn)象的觀察分析來進行，用到實驗法、觀察法，未涉及分類 問題。 【 答案 】 C 2把一小塊金屬鈉放入下列溶液中，既能產(chǎn)生氣體又會出現(xiàn)白色沉淀 的是 ( ) A稀硫酸 B氫氧化鉀稀溶液 C硫酸銅溶液 D氯化鎂溶液 【 解析 】 A、 B項中只產(chǎn)生氣體， C項中既產(chǎn)生氣體又產(chǎn)生藍色沉淀。 【 答案 】 D 3觀察是研究物質(zhì)性質(zhì)的一種基本方法。一同學將一小塊金屬鈉 露置于空氣中，觀察到下列現(xiàn)象：銀白色 變灰暗 變白色 出現(xiàn)液滴 白色固體，下列說法正確的是 ( ) A
24、發(fā)生了氧化還原反應 B變白色是因為生成了碳酸鈉 C是碳酸鈉吸收空氣中的水蒸氣形成了溶液 D只發(fā)生物理變化 【 解析 】 4Na O2=2Na2O，屬于氧化還原反應，故 A項正確； Na2O H2O=2NaOH，故 B項錯誤；中因 NaOH易潮解，吸收空氣水蒸氣，表面形成 溶液，故 C項錯誤；中發(fā)生反應 2NaOH CO2=Na2CO3 H2O，故 D項錯誤。 【 答案 】 A 4在下列物質(zhì)的溶液中分別加入一定量的 Na2O2固體，不會出現(xiàn)渾 濁現(xiàn)象的是 ( ) A飽和 H2S溶液 B Ca(HCO3)2溶液 C Na2SO3稀溶液 D飽和 CaCl2溶液 【 解析 】 H2S能被 Na2O2氧
25、化為 S單質(zhì)，而使溶液變渾濁， A不正 確； Na2O2與 H2O生成的 NaOH與 Ca(HCO3)2反應生成 CaCO3沉淀，故 B 不正確；由于 Ca(OH)2的溶解度較小，向飽和 CaCl2溶液中加 Na2O2會 生成 Ca(OH)2沉淀，故 D不正確。 【 答案 】 C 5 (2010年肇慶質(zhì)檢 )跟 Na、 Na2O、 Na2O2、 NaOH、 Na2CO3、 NaHCO3六種物質(zhì)都能發(fā)生反應的是 ( ) A H2O B CO2 C H2SO4 D Ca(OH)2 【 解析 】 下表中 “ ” 表示不發(fā)生反應， “ ” 表示能發(fā)生反應： Na Na2O Na2O2 NaOH Na2
26、CO3 NaHCO3 H2O CO2 H2SO4 Ca(OH)2 【 答案 】 C 6 Na在高溫下可以將 TiCl4還原成 Ti，此反應的化學方程式為 _。制備 Na2O，常用 2NaNO2 6Na= 4Na2O N2，不用 Na在氧氣中燃燒的方法，而采用此法的原因是： _ _； _ _。 【 答案 】 4Na TiCl4 4NaCl Ti Na在氧氣中燃燒的產(chǎn)物是 Na2O2，而不是 Na2O Na2O在 N2的氛圍中，不能被繼續(xù)氧化成 Na2O2 7用脫脂棉包住約 0.2 g過氧化鈉粉末，置于石棉 網(wǎng)上，往脫脂棉上滴水，可觀察到脫脂棉劇烈燃燒 起來。 (1)由實驗現(xiàn)象所得的有關 Na2O2和 H2O反應的結(jié)論 是： a有氧氣生成； b._。 (2)寫出 Na2O2和 H2O反應的化學方程式： _ _。 (3)某學校研究性學習小組擬用如右圖裝置進行實驗，以證明上述結(jié) 論。 用以驗證結(jié)論 a的實驗操作方法及現(xiàn)象是 _。 用以驗證結(jié)論 b的實驗操作方法及現(xiàn)象是 _。 【 答案 】 (1)放熱反應 (2)2Na2O2 2H2O=4NaOH O2 (3) 打開活塞，用向上排氣法從 p處收集一試管氣體，將帶火星的木條伸入 其中，木條復燃，則證明有 O2生成 打開分液漏斗活塞，把 q導管插入到盛有水的燒杯中，導管口有氣泡產(chǎn)生， 則證明是放熱反應
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