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2022届高考化学一轮复习 第一单元 认识化学科学 第1节 钠及其重要化合物学案 鲁科版2022届高考化学一轮复习 第一单元 认识化学科学 第1节 钠及其重要化合物学案 鲁科版年级：姓名：18第1节钠及其重要化合物备考要点素养要求1.掌握钠的主要性质及其应用。2.掌握钠的重要化合物的主要性质及其应用。3.了解钠及其重要化合物的制备方法。1.宏观辨识与微观探析:认识物质的多样性,能从钠元素的原子结构认识钠的性质,理解“结构决定性质”的内涵。2.科学探究与创新意识:能发现和提出有探究价值的有关钠及其化合物性质的探究方案并进行实验探究。3.科学态度与社会责任:具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与钠及其重要化合物性质有关的社会热点问题作出正确的价值判断。考点一钠的主要性质及其应用、碱金属元素必备知识自主预诊知识梳理1.钠的物理性质颜色密度熔点硬度银白色,有金属光泽(水)(钠)(煤油)100 质地2.钠的化学性质(1)与非金属单质(如O2、Cl2)反应的化学方程式:O2常温:加热:Cl2:(2)与水反应:离子方程式:。与含有酚酞的水反应的实验现象及解释:微点拨钠在空气中的变化过程银白色金属钠表面变暗(生成Na2O)出现白色固体(生成NaOH)出现液滴(NaOH潮解)白色块状物质(生成Na2CO310H2O)白色粉末状物质(生成Na2CO3)3.钠的制取、保存和用途(1)制取:化学方程式为。(2)保存:密封保存,在实验室中,通常保存在石蜡油或中。(3)用途:微点拨因为CCl4的密度比钠大,钠不能保存在CCl4中。另外常考的试剂保存还有:NaOH溶液(用带橡胶塞的试剂瓶)、氯水和浓硝酸(用棕色试剂瓶、玻璃塞)、氢氟酸(用塑料瓶)等。4.碱金属的性质(1)碱金属的一般性质:原子结构与性质相同点最外层上都只有1个电子具有相似的化学性质不同点从LiCs电子层数逐渐增多,原子半径逐渐从Li到Cs金属性逐渐续表物理性质相同点碱金属除Cs略带金色光泽外,其他都是色有金属光泽的固体,密度,硬度,熔、沸点,导电、导热性递变性从LiCs密度呈趋势(Na的密度比K),熔、沸点逐渐化学性质与O2等非金属单质的反应碱金属都能与O2等非金属单质反应,Li、Na与O2反应的化学方程式为4Li+O22Li2O,4Na+O22Na2O,2Na+O2Na2O2。K、Rb、Cs与O2在点燃时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,生成和H2。反应的化学方程式可表示为(用M代表碱金属)2M+2H2O2MOH+H2,但反应的剧烈程度不同,从LiCs反应越来越,证明它们的金属性逐渐(2)碱金属的特殊性质: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锂保存在石蜡中。碱金属可与H2发生反应生成RH(R代表碱金属),RH属于离子化合物,氢元素显-1价,碱金属氢化物是强还原剂。如NaH+H2ONaOH+H2,是还原剂,是氧化剂,氧化产物是H2,还原产物也是H2。5.焰色反应(1)定义:很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。(2)操作步骤:将铂丝(或光洁无锈的铁丝)在酒精灯(最好用煤气灯)外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同蘸取某溶液在外焰上灼烧并观察火焰的颜色将铂丝(或铁丝)用盐酸清洗干净在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同。(3)常见元素的焰色:钠元素:;钾元素:(透过观察)。微点拨做焰色反应时,用稀盐酸洗涤铂丝(或铁丝)而不用稀硫酸。铂丝(或铁丝)在使用前要用稀盐酸将其表面的物质洗净,然后在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同,这是因为金属氯化物在灼烧时易挥发,若用稀硫酸洗涤铂丝,由于硫酸盐的沸点较高而难以挥发,会对焰色反应造成干扰。自我诊断1.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+。()(2)乙醇和水都可以与金属钠反应产生可燃性气体,说明乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性。()(3)比较水与乙醇中氢的活泼性的方法是分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中。()(4)钾、钠、镁等活泼金属着火时,不能用泡沫灭火器灭火。()(5)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化。()(6)碱金属元素Li、Na、K都可保存在煤油中。()2.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体又有白色沉淀产生的是(填序号)。MgSO4溶液BaCl2溶液饱和澄清石灰水Ca(HCO3)2溶液CuSO4溶液饱和食盐水浓盐酸关键能力考向突破考向1钠的性质及应用【典例1】(2020河南周口中英文学校月考)下列关于钠的叙述正确的是()A.实验完毕后,剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶B.钠在空气中燃烧生成Na2OC.根据反应Na+KCl(熔融)NaCl+K可知,Na的金属性强于KD.钠燃烧时发出黄色(需要透过蓝色钴玻璃)的火焰易错警示(1)钠与CuSO4溶液反应不能置换出铜。(2)钠与水、酸反应的实质都是与H+的反应。(3)若涉及少量钠与盐酸反应产生氢气的计算问题时,要注意产生氢气的量一般与盐酸中HCl的量无关,只根据钠的物质的量计算即可。对点演练1按下图所示组合装置,倒置的坩埚盖子上放硫粉,在硫粉中央放一小块钠,用胶头滴管向金属钠滴加一滴水,立即倒扣大烧杯,发现坩埚盖子内火星四溅,烧杯内出现大量白烟,下列说法错误的是()A.水是钠与硫反应的催化剂B.酚酞的水溶液可能变为红色C.钠与硫的反应是放热反应D.滤纸逐渐变黑考向2碱金属元素、焰色反应【典例2】最近,德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换,该成果将为量子计算机研究带来重大突破。已知铷是37号元素,质量数是85。根据材料回答下列问题:(1)铷37Rb位于周期表的第周期第族。(2)关于铷的结构和性质,下列判断正确的是(填序号)。与水反应比钠剧烈它的原子半径比钠小它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2它是还原剂(3)氢化铷与水反应可放出氢气,则下列叙述正确的是(填字母,下同)。A.氢化铷溶于水显酸性B.氢化铷中氢离子被还原为氢气C.氢化铷与水反应时,水是还原剂D.氢化铷中氢离子核外有两个电子(4)现有铷和另一种碱金属形成的合金50 g,当它与足量水反应时,放出标准状况下的氢气22.4 L,这种碱金属可能是。A.LiB.NaC.KD.Cs对点演练2(2020四川北大附中成都为明学校月考)碱金属及其化合物在生活和化工生产中具有广泛的用途,下列说法正确的是()A.五彩缤纷的焰火是由于K单质的燃烧B.碳酸钠可用于制造洗涤剂,因为碳酸钠是碱C.用饱和碳酸氢钠溶液制造灭火剂比用饱和碳酸钠溶液制造灭火剂的效果好D.钠钾合金能用作原子反应堆的导热剂是由于钠和钾是活泼金属,易失电子深度指津1.金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板2.金属钠与水溶液反应现象分析的思维模板(1)共性:因为钠与不同的水溶液反应均为剧烈的置换反应,故有相似的现象产生。浮:钠浮在液面上;熔:钠熔化成光亮的小球;游:在液面上不停地游动直至反应完全;响:反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。(2)差异性:钠与酸及呈酸性的盐溶液反应时,由于溶液中H+浓度较大,该反应比钠与水的反应剧烈,可能导致钠在液面上燃烧;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(如生成难溶性碱)、刺激性气味气体(如NH3)等。考点二钠的氧化物必备知识自主预诊知识梳理1.氧化钠与过氧化钠的比较物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)颜色、状态类别过氧化物(非碱性氧化物)氧的价态电子式Na+O2-Na+Na+OO2-Na+生成条件常温加热或点燃热稳定性稳定与水反应与CO2反应与酸反应(盐酸)2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2续表主要性质具有碱性氧化物通性具有强氧化性主要用途用于制取少量Na2O2、烧碱强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂2.Na2O2的强氧化性与还原性从元素化合价角度分析Na2O2的性质:O02Na2O-12O-2(1)强氧化性的表现:试剂反应原理现象SO2气体Na2O2+SO2Na2SO4-FeCl2溶液4Na2O2+4FeCl2+6H2O4Fe(OH)3+O2+8NaCl红褐色沉淀,有无色气体生成Na2SO3溶液Na2O2+Na2SO3+H2ONa2SO4+2NaOH-氢硫酸Na2O2+H2SS+2NaOH溶液变浑浊酚酞溶液与H2O反应生成NaOH,Na2O2的强氧化性使之退色先变红后退色品红溶液Na2O2的强氧化性使之退色红色退去(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。微点拨氧化钠、过氧化钠都属于氧化物,氧化钠是碱性氧化物;Na2O2具有强氧化性,但Na2O2与水、CO2反应时,因为水中的氢与CO2中的碳都处于最高价态,不能被氧化,所以反应为Na2O2自身的氧化还原反应。自我诊断1.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体。()(2)Na2O2在与CO2的反应中既是氧化剂,又是还原剂。()(3)Na2O2能与CO2反应产生O2,可用作呼吸面具供氧剂。()(4)将足量过氧化钠投入紫色石蕊溶液中,溶液先变蓝色后退色,同时有气泡产生。()(5)H2O2和Na2O2都属于过氧化物,含有的化学键完全相同。()(6)7.8 g过氧化钠含有的共用电子对数为0.2NA。()(7)室温下Na与空气中的O2反应生成Na2O2。()(8)淡黄色的过氧化钠敞口放置变成白色:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O4NaOH+O2。()2.从元素化合价角度分析Na2O2的性质。(1)Na2O2的强氧化性:向饱和H2S溶液中加入少量Na2O2,产生浅黄色沉淀,其化学方程式为。将Na2O2加入酚酞溶液中的现象:。(2)Na2O2的还原性:在酸性高锰酸钾溶液中加入适量Na2O2粉末,溶液退色,并产生无色气体,Na2O2表现出性,氧化产物是。3.某溶液中含有HCO3-、SO32-、CO32-、CH3COO-4种阴离子。向其中加入足量的Na2O2固体后,溶液中离子浓度基本保持不变的是,离子浓度增大的是。关键能力考向突破考向1Na2O2的性质及应用【典例1】(2020四川遂宁二中月考)Na2O2是重要的化工原料,具有多种用途。(1)写出CO2和Na2O2反应的化学方程式:。(2)某学生判断SO2和Na2O2反应能生成硫酸钠,你认为他的判断合理吗?,简要说明理由:。(3)该同学无法判断反应中是否有氧气生成,打算使用如图所示装置进行实验(图中铁架台等装置已略去)。装置中B的作用是,D的作用是。(4)将足量的Na2O2投入到含有下列离子的溶液中:NO3-、S2-、HCO3-、CO32-、Na+,若反应完毕后无固体析出,则上述离子浓度减小的有,浓度增大的离子有。对点演练1(2020河北衡水中学期中)探究Na2O2与水的反应,实验如图所示。已知:H2O2H+HO2-、HO2-H+O22-,下列分析不正确的是()A.中产生的气体能使带火星的木条复燃B.中均发生了氧化还原反应和复分解反应C.中KMnO4与MnO2的作用不同,产生气体的量也不同D.通过能比较酸性:HClH2O2考向2有关Na2O2与H2O、CO2反应的定量计算【典例2】200 时,11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后,固体质量增加了3.6 g,则原混合气体的总物质的量是()A.0.125 molB.0.25 molC.0.5 molD.1 mol深度指津过氧化钠与CO2、H2O反应中的定量关系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,与足量的Na2O2反应时,反应的CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为21气体体积关系若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)与足量的Na2O2反应时,气体体积的减小量或反应的气体体积的12即为生成氧气的体积续表固体质量关系相当于固体Na2O2只吸收了CO2中的“CO”和H2O中的“H2”;可以看作发生相应的反应:Na2O2+CONa2CO3,Na2O2+H22NaOH(实际上这两个反应都不能发生)。由此可推出凡分子组成符合(CO)m(H2)n的物质,Wg该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)与足量的Na2O2反应后,固体增重必为Wg。或是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为11,完全燃烧后的产物与Na2O2发生反应,均满足上述质量关系电子转移关系当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量的关系为2Na2O2O22e-续表先后顺序关系一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物反应,可看成Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应对点演练2将一定量的Na2O2和NaHCO3混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体,冷却后有固体物质剩余,下列选项不正确的是()选项n(Na2O2)moln(NaHCO3)mol剩余的固体物质A12Na2CO3B1.52Na2O2、Na2CO3C21Na2O2、NaOH、Na2CO3D22NaOH、Na2CO3网络构建核心速记1.特殊的颜色:Na2O2淡黄色固体。2.特殊的存放:Na、K保存在煤油中。3.钠与水(或水溶液)反应的四个共同现象“浮、熔、游、响”。4.必记的三个反应(1)2Na+2H2O2NaOH+H2(2)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2(3)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2第1节钠及其重要化合物考点一钠的主要性质及其应用、碱金属元素必备知识自主预诊1.低于软2.(1)4Na+O22Na2O2Na+O2Na2O22Na+Cl22NaCl(2)2Na+2H2O2Na+2OH-+H2小低放热气体碱性物质(NaOH)3.(1)2NaCl(熔融)2Na+Cl2(2)煤油(3)4Na+TiCl44NaCl+Ti4.(1)增大增强银白较小较小较低较强增大大降低氢氧化物剧烈增强(2)NaHH2O5.(3)黄色紫色蓝色钴玻璃自我诊断1.答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.答案解析钠在溶液中与水发生反应2Na+2H2O2NaOH+H2。中还会发生反应Mg2+2OH-Mg(OH)2;中反应消耗水,溶液温度升高,Ca(OH)2的溶解度降低,析出Ca(OH)2白色沉淀;中还会发生反应Ca2+HCO3-+OH-CaCO3+H2O或Ca2+2HCO3-+2OH-CaCO3+CO32-+2H2O;中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀,不符合题意。中反应消耗水,使溶液过饱和,从而析出NaCl晶体。中不会生成沉淀。关键能力考向突破典例1A因钠性质活泼,易与水、氧气反应,如果在实验室随意丢弃钠,可能会引起火灾,实验完毕后剩余的金属钠可放回原试剂瓶中,A正确;钠在空气中燃烧生成过氧化钠,钠在常温下与氧气反应生成Na2O,B错误;钠的金属性弱于钾,C错误;观察钠的焰色不需要透过蓝色钴玻璃,钾的焰色需要透过蓝色钴玻璃观察,D错误。对点演练1 AA项,钠与水反应放热,放出的热量引发钠与硫的反应,所以水不是催化剂,错误;B项,Na2S水解使溶液显碱性,所以酚酞的水溶液可能变为红色,正确;C项,钠与硫反应被引发后,不需要加热就能继续反应说明其为放热反应,正确;D项,Na2S与CuSO4溶液反应生成CuS黑色固体,正确。典例2答案(1)5A(2)(3)D(4)AB解析(2)同主族元素,从上至下原子半径逐渐增大,错误;Na、Rb同主族,根据同主族元素的性质递变规律知,Rb的金属性比Na强,故正确。(3)由反应RbH+H2ORbOH+H2可知,水中氢元素的化合价由+1价降低为0价,水是氧化剂,而RbH中氢元素的化合价由-1价升高为0价,RbH是还原剂,H-核外有两个电子,D项正确。(4)设该合金的平均摩尔质量为Mgmol-1,则根据电子得失守恒可得50gMgmol-11=22.4L22.4Lmol-12,则M=25,因Ar(Rb)25,则另一种碱金属的相对原子质量应小于25,可能为Li或Na。对点演练2 C五彩缤纷的焰火是由于某些金属元素在灼烧时能发出特征颜色,A错误;碳酸钠可用于制造洗涤剂,因为碳酸钠溶液呈碱性,但碳酸钠不是碱而是盐,B错误;用饱和碳酸氢钠溶液制造灭火剂比用饱和碳酸钠溶液制造灭火剂的效果好,因为碳酸氢钠放出二氧化碳的速率快,且相同质量时,碳酸氢钠释放的二氧化碳多,C正确;钠钾合金能用作原子反应堆的导热剂,是由于钠和钾形成的合金的熔点低,常温下呈液态,与失电子的难易无关,D错误。考点二钠的氧化物必备知识自主预诊1.白色固体淡黄色固体碱性氧化物-2价-1价不稳定(2Na2O+O22Na2O2)Na2O+H2O2NaOH2Na2O2+2H2O4NaOH+O2Na2O+CO2Na2CO32Na2O2+2CO22Na2CO3+O2Na2O+2HCl2NaCl+H2O自我诊断1.答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2.答案(1)Na2O2+3H2SS+2NaHS+2H2O先变红后退色,同时产生气泡(2)还原O23.答案CH3COO-CO32-解析Na2O2与水反应生成NaOH,OH-能与HCO3-发生反应HCO3-+OH-CO32-+H2O,HCO3-浓度减小,CO32-浓度增大;SO32-具有还原性,能被Na2O2氧化,SO32-浓度减小;CH3COO-浓度几乎不变。关键能力考向突破典例1答案(1)2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2(2)合理由于过氧化钠具有强氧化性,SO2和Na2O2反应时,能将+4价的硫氧化为+6价的硫,从而生成硫酸钠(3)干燥SO2气体,防止水蒸气进入C装置与Na2O2反应防止空气中的水蒸气和CO2进入C装置与Na2O2反应,同时吸收过量SO2气体,便于检验氧气和防止污染空气(4)S2-、HCO3-Na+、CO32-解析(1)CO2和Na2O2反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2。(2)SO2有还原性,Na2O2有强氧化性,过氧化钠与SO2反应时,能将+4价的硫氧化为+6价的硫,从而生成硫酸钠,所以判断合理。(3)浓硫酸有吸水性,能吸收二氧化硫中的水分,防止水蒸气与过氧化钠反应而对实验造成干扰;碱石灰是干燥剂,能吸收水分和CO2,防止空气中的水蒸气和CO2对实验造成干扰;碱石灰是碱性物质,能吸收二氧化硫等酸性气体,防止污染大气。(4)Na2O2具有强氧化性,可与S2-发生氧化还原反应,则S2-浓度减小;Na2O2与水反应生成的NaOH可与HCO3-反应,则溶液中HCO3-浓度减小,CO32-浓度增大,Na+浓度增大。对点演练1 D试管中过氧化钠与水反应最终生成氢氧化钠和氧气,试管中过氧化氢在二氧化锰催化剂作用下分解生成水和氧气,因此产生的气体均能使带火星的木条复燃,A项正确;中的反应机理可以认为是过氧化钠与水反应生成过氧化氢和氢氧化钠,然后过氧化氢分解生成水和氧气,发生的反应为复分解反应和氧化还原反应,中过氧化钡与稀硫酸反应生成过氧化氢和硫酸钡沉淀,过氧化氢分解产生水和氧气,因此两个试管中均发生了氧化还原反应和复分解反应,B项正确;中KMnO4与过氧化氢反应生成氧气,KMnO4体现氧化性,而中MnO2则起催化作用,两个试管中产生氧气的量均由过氧化氢的量决定,溶液等分两份,但中的过氧化氢全部被氧化,中的过氧化氢发生歧化反应,所以产生气体的量不相同,C项正确;根据已知条件可知过氧化氢属于二元弱酸,盐酸属于一元强酸。因为试管中产生的是过氧化钡沉淀,不是可溶性的盐溶液,则不能判断盐酸与过氧化氢的酸性强弱,D项错误。典例2C根据质量守恒定律可知,生成O2的质量为11.6g-3.6g=8g,n(O2)=8g32gmol-1=0.25mol,根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25mol2=0.5mol。对点演练2 B将Na2O2与NaHCO3的混合物加热,有关反应的化学方程式依次为2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O、2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2。当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为12时,二者反应的总方程式为2Na2O2+4NaHCO34Na2CO3+O2+2H2O;当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为11时,二者反应的总方程式为2Na2O2+2NaHCO32Na2CO3+O2+2NaOH,即当n(Na2O2)n(NaHCO3)12时,反应后剩余固体为Na2CO3,当1211时,反应后剩余固体为Na2O2、NaOH、Na2CO3,由此可以判断A、C、D正确,B错误。