第06講鈉及其化合物1.從物質(zhì)類別、元素化合價的角度認識氧化鈉與過氧化鈉的性質(zhì)，熟知過氧化鈉與水和二氧化碳反應(yīng)的應(yīng)用。2.會設(shè)計實驗探究過氧化鈉與水的反應(yīng)，探究并比較碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)，學(xué)會焰色試驗操作，增強科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。【核心素養(yǎng)分析】1.宏觀辨識與微觀探析：認識鈉及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用。能從鈉的原子結(jié)構(gòu)及其重要化合物的微觀結(jié)構(gòu)理解其性質(zhì)，領(lǐng)悟結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。2.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：了解鈉及其化合物的性質(zhì)探究方案，并積極參與實驗探究過程，得出相關(guān)結(jié)論。知識點一鈉的性質(zhì)及應(yīng)用1．鈉的物理性質(zhì)(金屬的)通性個性顏色導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性熔點硬度密度銀白色良好低小比水的小，比煤油的大2．從鈉原子的原子結(jié)構(gòu)認識鈉的化學(xué)性質(zhì)——還原性Naeq\o(―――――――――→,\s\up11(O2、Cl2、H2O、H＋等),\s\do4(失去e－))Na＋(1)與非金屬單質(zhì)(如O2、Cl2)的反應(yīng)O2eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(常溫：4Na＋O2===2Na2O,加熱：2Na＋O2\o(=====,\s\up7(△))Na2O2))Cl2：2Na＋Cl2eq\o(=====,\s\up7(點燃))2NaCl(2)與水反應(yīng)①離子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。②鈉與水(含酚酞)反應(yīng)的實驗現(xiàn)象及解釋(3)與鹽酸反應(yīng)離子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。【特別提醒】Na先與酸反應(yīng)，再與水反應(yīng)——先酸后水。(4)與鹽的反應(yīng)①Na與鹽反應(yīng)的原理與熔融鹽與熔融鹽發(fā)生置換反應(yīng)：4Na＋TiCl4eq\o(=====,\s\up7(熔融))4NaCl＋Ti，Na＋KCleq\o(=====,\s\up7(高溫))NaCl＋K↑(Na能夠制取K并不能說明Na的還原性比K強，因為K的沸點比Na低，使K成為蒸氣逸出)與鹽溶液與鹽溶液反應(yīng)時先與水反應(yīng)，生成的堿與鹽可能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：如與CuSO4溶液反應(yīng)：先發(fā)生2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑再發(fā)生2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4總反應(yīng)為2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑②鈉與鹽溶液反應(yīng)的分析方法第一步：鈉與水反應(yīng)生成NaOH和H2；第二步：生成的NaOH如果能與溶質(zhì)反應(yīng)，則發(fā)生的是NaOH與溶質(zhì)的復(fù)分解反應(yīng)。生成氣體型鈉與NH4Cl溶液反應(yīng)生成H2和NH3生成沉淀型鈉與銅鹽、鐵鹽等溶液反應(yīng)生成Cu(OH)2或Fe(OH)3復(fù)雜型鈉與AlCl3稀溶液反應(yīng)，如果鈉量較多，則先生成Al(OH)3沉淀，后沉淀溶解(5)與羥基化合物的反應(yīng)2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑(6)鈉在空氣中的變化過程過程現(xiàn)象反應(yīng)原理①變暗4Na＋O2===2Na2O②成液Na2O＋H2O===2NaOH③結(jié)塊2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO3·10H2O④變成粉末Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O因此，鈉久置在空氣中，最終變成Na2CO3粉末。3．鈉的制取及保存(1)制?。夯瘜W(xué)方程式為2NaCl(熔融)eq\o(=====,\s\up7(通電))2Na＋Cl2↑。(2)保存：密封保存，通常保存在石蠟油或煤油中。4．鈉的用途(1)鈉鉀合金(液態(tài))可用于原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。(2)用作電光源，制作高壓鈉燈。(3)冶煉某些金屬金屬鈉具有強還原性，熔融狀態(tài)下可以用于制取金屬，如4Na＋TiCl4eq\o(=====,\s\up7(熔融))4NaCl＋Ti。知識點二鈉的化合物一、鈉的氧化物與氫氧化物1．氧化鈉與過氧化鈉的比較物質(zhì)氧化鈉(Na2O)過氧化鈉(Na2O2)色態(tài)白色固體淡黃色固體類別堿性氧化物過氧化物氧的價態(tài)－2－1電子式生成條件常溫加熱或點燃化學(xué)性質(zhì)熱穩(wěn)定性不穩(wěn)定(2Na2O＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2Na2O2)穩(wěn)定與水反應(yīng)Na2O＋H2O=2NaOH2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑與CO2反應(yīng)Na2O＋CO2=Na2CO32Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2與酸反應(yīng)(鹽酸)Na2O＋2HCl=2NaCl＋H2O2Na2O2＋4HCl=4NaCl＋2H2O＋O2↑主要性質(zhì)與用途具有堿性氧化物通性強氧化劑、漂白劑、供氧劑、消毒劑，具有強氧化性2.氫氧化鈉(1)物理性質(zhì)：NaOH的俗名為燒堿、火堿或苛性鈉；它是一種白色固體，易溶于水并放出大量的熱，有吸水性；吸收空氣中的水分而潮解；有很強的腐蝕性。(2)化學(xué)性質(zhì)①具有堿的通性②其他反應(yīng)與金屬鋁反應(yīng)：2Al＋2OH－＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O(3)NaOH的制?、偻练ㄖ茐A：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH②現(xiàn)代工業(yè)制堿：2NaCl＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑【歸納總結(jié)】過氧化鈉與CO2、H2O的反應(yīng)規(guī)律電子轉(zhuǎn)移關(guān)系當Na2O2與CO2、H2O反應(yīng)時，物質(zhì)的量的關(guān)系為2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝n(Na2O2)＝2n(O2)氣體體積變化關(guān)系CO2、水蒸氣(或兩混合氣體)通過足量Na2O2時，氣體體積的減少量是原來氣體體積的eq\f(1,2)，等于生成氧氣的量，即ΔV＝V(O2)＝eq\f(1,2)V(混合)固體質(zhì)量變化關(guān)系CO2、水蒸氣分別與足量Na2O2反應(yīng)時，固體相當于吸收了CO2中的“CO”、水蒸氣中的“H2”，所以固體增加的質(zhì)量Δm(CO2)＝28g·mol－1×n(CO2)，Δm(H2O)＝2g·mol－1×n(H2O)二、碳酸鈉與碳酸氫鈉1．Na2CO3和NaHCO3的比較名稱碳酸鈉(Na2CO3)碳酸氫鈉(NaHCO3)俗名純堿或蘇打小蘇打主要性質(zhì)水溶性易溶于水，溶液呈堿性易溶于水(但比Na2CO3溶解度小)，溶液呈堿性穩(wěn)定性穩(wěn)定，但結(jié)晶碳酸鈉(Na2CO3·10H2O)易風(fēng)化受熱易分解，其分解反應(yīng)的方程式為2NaHCO3eq\o(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O與H＋反應(yīng)COeq\o\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋CO2↑HCOeq\o\al(－,3)＋H＋===H2O＋CO2↑產(chǎn)生CO2氣體的速率Na2CO3<NaHCO3與堿Ca(OH)2反應(yīng)與OH－不反應(yīng)，但Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)===CaCO3↓Ca2＋＋OH－＋HCOeq\o\al(－,3)===CaCO3↓＋H2O(堿過量)Ca2＋＋2OH－＋2HCOeq\o\al(－,3)===CaCO3↓＋COeq\o\al(2－,3)＋2H2O(堿不足)與鹽反應(yīng)CaCl2Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)===CaCO3↓不反應(yīng)硫酸鋁2Al3＋＋3COeq\o\al(2－,3)＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑Al3＋＋3HCOeq\o\al(－,3)===Al(OH)3↓＋3CO2↑相互轉(zhuǎn)化Na2CO3NaHCO3主要用途用于玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙等工業(yè)中滅火器、治療胃酸過多、發(fā)酵粉的主要成分之一3．Na2CO3和NaHCO3性質(zhì)的應(yīng)用(1)Na2CO3、NaHCO3的鑒別①固體的鑒別用加熱法：產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體的是NaHCO3固體。②溶液的鑒別可用沉淀法、氣體法和測pH法。a．沉淀法：加入BaCl2溶液或CaCl2溶液，產(chǎn)生沉淀的是Na2CO3溶液。b．氣體法：滴入稀鹽酸，立即產(chǎn)生氣泡的是NaHCO3溶液。c．測pH法：用pH試紙測相同濃度的稀溶液，pH大的是Na2CO3溶液。(2)Na2CO3、NaHCO3的除雜序號混合物(括號內(nèi)為雜質(zhì))除雜方法①Na2CO3(s)(NaHCO3)加熱法②NaHCO3(aq)(Na2CO3)通入足量CO2③Na2CO3(aq)(NaHCO3)滴加適量NaOH溶液4.Na2CO3的制備—侯氏制堿法①原料食鹽、氨氣、二氧化碳——合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣其反應(yīng)為C＋H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高溫))CO＋H2，CO＋H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高溫))CO2＋H2。②工藝流程③反應(yīng)原理產(chǎn)生NaHCO3反應(yīng)：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。產(chǎn)生Na2CO3的反應(yīng)：2NaHCO3eq\o(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。④循環(huán)使用的物質(zhì)：CO2。知識點三堿金屬元素、焰色試驗一、堿金屬的一般性與特殊性1．一般性相似性遞變性(由Li→Cs)原子結(jié)構(gòu)最外層均為1個電子電子層數(shù)逐漸增多；核電荷數(shù)逐漸增大；原子半徑逐漸增大元素性質(zhì)都具有較強的金屬性，最高正價均為＋1價金屬性逐漸增強單質(zhì)性質(zhì)物理性質(zhì)(除Cs外)都呈銀白色，密度較小，熔、沸點較低密度呈增大趨勢(鉀反常)，熔、沸點逐漸降低化學(xué)性質(zhì)都具有較強的還原性還原性逐漸增強；與O2反應(yīng)越來越劇烈，產(chǎn)物越來越復(fù)雜2.特殊性(1)堿金屬的密度一般隨核電荷數(shù)的增大而增大，但鉀的密度比鈉的小。(2)堿金屬一般都保存在煤油中，但由于鋰的密度小于煤油的密度而將鋰保存在石蠟中。(3)堿金屬跟氫氣反應(yīng)生成的堿金屬氫化物都是離子化合物，其中氫以H－形式存在，顯－1價，堿金屬氫化物是強還原劑。二、焰色試驗1．概念某些金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)出特殊的顏色，屬于物理變化，屬于元素的性質(zhì)。2．操作鉑絲eq\o(→,\s\up11(酒精燈),\s\do4(灼燒))無色eq\o(→,\s\up7(蘸取))待測物eq\o(→,\s\up11(酒精燈),\s\do4(灼燒))觀察火焰顏色eq\o(→,\s\up11(用稀鹽酸),\s\do4(洗滌))鉑絲eq\o(→,\s\up11(酒精燈),\s\do4(灼燒))無色3．常見元素的焰色鈉元素：黃色；鉀元素：紫色(透過藍色鈷玻璃觀察)；銅元素：綠色。高頻考點一鈉及其性質(zhì)例1．(2021·福建卷)鈉在液氨中溶劑化速度極快，生成藍色的溶劑合電子，如圖為鈉投入液氨中的溶劑化示意圖。鈉沉入液氨中，快速得到深藍色溶液，并慢慢產(chǎn)生氣泡。下列說法錯誤的是()A．鈉的密度比液氨大B．溶液的導(dǎo)電性增強C．0.1mol鈉投入液氨中生成0.01molH2時，Na共失去0.02mol電子D．鈉和液氨可以發(fā)生的反應(yīng)為2NH3＋2Na=2NaNH2＋H2↑【變式探究】下列敘述不正確的是()A．切開的金屬Na暴露在空氣中，光亮的表面逐漸變暗，發(fā)生的反應(yīng)為2Na＋O2=Na2O2B．4.6gNa與O2完全反應(yīng)，生成7g產(chǎn)物時失去電子的物質(zhì)的量為0.2molC．Na與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為2Na＋2H＋=2Na＋＋H2↑D．將少量Na投入到CuSO4溶液中，既有沉淀生成又有氣體放出高頻考點二焰色試驗例2．下列關(guān)于金屬鈉單質(zhì)及其化合物的說法中，不正確的是()A．NaCl可用作食品調(diào)味劑B．相同溫度下NaHCO3的溶解度大于Na2CO3C．Na2CO3的焰色試驗呈黃色D．工業(yè)上Na可用于制備鈦、鋯等金屬【變式探究】焰火“腳印”“笑臉”“五環(huán)”，讓北京奧運會開幕式更加輝煌、浪漫，這與高中化學(xué)中“焰色試驗”知識相關(guān)。下列說法中正確的是()A．焰色試驗是化學(xué)變化B．用稀鹽酸清洗做焰色試驗的鉑絲(鎳絲或鐵絲)C．焰色試驗均應(yīng)透過藍色鈷玻璃觀察D．利用焰色試驗可區(qū)分NaCl與Na2CO3固體高頻考點三過氧化鈉的性質(zhì)例3．在一密閉容器中有CO、H2、O2共16.5g和足量的Na2O2，用電火花引燃，使其完全反應(yīng)，Na2O2增重7.5g，則原混合氣體中O2的質(zhì)量分數(shù)是()A．54.5% B．40%C．36% D．33.3%【變式探究】將過氧化鈉投入FeCl2溶液中，可觀察到的實驗現(xiàn)象是()A．有無色氣體和白色沉淀生成 B．有無色氣體和紅褐色沉淀生成C．無氣體產(chǎn)生，有沉淀生成 D．有氣體產(chǎn)生，無沉淀生成高頻考點四碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)例4．(2021·河北卷)化工專家侯德榜發(fā)明的侯氏制堿法為我國純堿工業(yè)和國民經(jīng)濟發(fā)展做出了重要貢獻。某化學(xué)興趣小組在實驗室中模擬并改進侯氏制堿法制備NaHCO3，進一步處理得到產(chǎn)品Na2CO3和NH4Cl。實驗流程如圖：回答下列問題：(1)從A～E中選擇合適的儀器制備NaHCO3，正確的連接順序是________(按氣流方向，用小寫字母表示)。(2)B中使用霧化裝置的優(yōu)點是____________________________________________。(3)生成NaHCO3的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________。(4)反應(yīng)完成后，將B中U形管內(nèi)的混合物處理得到固體NaHCO3和濾液：①對固體NaHCO3充分加熱，產(chǎn)生的氣體先通過足量濃硫酸，再通過足量Na2O2，Na2O2增重0.14g，則固體NaHCO3的質(zhì)量為________g。②向濾液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)＋NH4Cl(aq)→NaCl(aq)＋NH4Cl(s)過程。為使NH4Cl沉淀充分析出并分離，根據(jù)NaCl和NH4Cl的溶解度曲線，需采用的操作為________、________、洗滌、干燥。(5)無水Na2CO3可作為基準物質(zhì)標定鹽酸濃度。稱量前，若無水Na2CO3保存不當，吸收了一定量水分，用其標定鹽酸濃度時，會使結(jié)果________(填標號)。A．偏高B．偏低C．不變【變式探究】（2021·湖南卷）碳酸鈉俗稱純堿，是一種重要的化工原料。以碳酸氫銨和氯化鈉為原料制備碳酸鈉，并測定產(chǎn)品中少量碳酸氫鈉的含量，過程如下：步驟I.Na2CO3的制備

步驟Ⅱ.產(chǎn)品中NaHCO3含量測