高考化学考点精讲4钠及其化合物的性质〖无忧资源〗

考点4钠及其化合物的性质1． 复习重点1．从钠原子结构特征认识钠的化学性质；2Na O 和22Na O 的对比，23Na CO 与3NaHCO 比较；碱金属元素的原子结构及物理性质比较2．对实验现象的分析及钠的化学性质；23Na CO 与3NaHCO 的鉴别，23Na CO 和3NaHCO 之间的除杂问题2．难点聚焦一．钠的性质(1)钠的物理性质及钠跟水的反应新切开的钠的断面是光亮的银白色，易跟氧起反应，但产物较复杂，如氧化钠(Na 2O)、过氧化钠(Na 2O 2)等．金属钠跟水反应生成氢气的实验，用拇指堵住试管口倒放入烧杯中，这样的操作对学生来讲，不熟练可能会使一部分空气进入试管．所以在正式做收集气体的实验之前，教师可安排学生练习几次放入试管的操作．如果操作还是有困难，可用一个与试管口大小合适的橡皮塞堵住试管口，放入水中后再拔去橡皮塞．本实验也可以用水槽代替烧杯，这样口径比较大，操作方便．注意在实验时不能取用较大的钠块．这是因为钠的性质很活泼，它跟水反应时放出大量的热，甚至能使周围的水沸腾，因此钠同时也跟水蒸气反应．如果在水面上游动的钠被容器壁上的油污粘住，不能游动，放出的热不易扩散，会使氢气着火燃烧，甚至还会发生小爆炸，使生成的氢氧化钠飞溅出来．(2)钠与氧气的反应在做钠与氧气反应的实验时，为了保证倾斜的空气能够流通，玻璃管不能太细，而且装入玻璃管中的钠粒不能太大．待玻璃管中的钠受热溶化并开始燃烧时，稍稍倾斜玻璃管即可看到燃烧后由白色变为黄色的过程．实验时如果没有太粗的玻璃管，也可用去底的试管代替．注意本实验中所用的钠块，应去掉其表面的氧化物，否则燃烧时会使试管壁显黑色，影响对实验现象的观察．2．碳酸氢钠受热分解碳酸氢钠粉末在试管中应铺平些，这样受热比较均匀，分解也比较完全，澄清的石灰水变浑浊后，应将盛石灰水的试管移去，因为若通入过多的二氧化碳，会使生成的碳酸钙变成碳酸氢钙而溶解于水中，使浑浊现象消失．当实验结束时，一定要先移去装有石灰水的烧杯，再熄灭酒精灯，以防止水倒流，使试管炸裂．3．碳酸钠和碳酸氢钠与酸的反应本实验也可采用下述方法进行：取相同式样的100 mL 细口瓶两只，各注入25 mL 1．0 moL ·L －1 HCl 溶液．再取两只气球，一只装入1.0 g 无水碳酸钠，另一只装入1.0 g 碳酸氢钠，分别套在两只细口瓶的口上．实验时，掀起两只气球，使里面的固体全部落到细口瓶里的盐酸中，比较反应的剧烈程度，碳酸氢钠的反应剧烈得多，碳酸氢钠放出的气体也比碳酸钠多．4．焰色反应这个实验是以不同的碱金属盐类呈现各自的特征焰色为基础的，为了能够便于观察，最好用无色火焰，所以用煤气灯较好，因煤气灯的火焰本身颜色较微弱，干扰较小．一般酒精灯火焰呈杂色，可向学生作适当说明，每做一次实验，都要把铂丝重新用稀盐酸和蒸馏水反复洗净，再在火焰上灼烧至无色，才可继续做实验．做焰色反应实验时，要把蘸有金属化合物溶液的铂丝放在灯焰外焰上灼烧，使形成的火焰较长，焰色反应现象比较明显．焰色反应实验也可采用下述方法进行：在铁丝(或玻璃棒)一端捆少量棉花，蘸些酒精，在酒精灯火焰上点燃，向燃着的棉花上滴钠盐或钾盐的溶液．如无铂丝，可用无锈洁净的铁丝代替，也能得到较好的效果．做焰色反应实验时，溶液的浓度大一些为好，浓度太小呈现的焰色很快消去，不易观察，做实验时，可以用铂丝蘸一些蒸馏水后再蘸一些盐的粉末，然后进行灼烧，这样效果更明显．实验完毕，要把装在玻璃棒上的铂丝放在盐酸里浸渍2 min～3 min，再用蒸馏水洗净，保存在试管里，使它洁净无垢．二、钠的性质1．钠的物理性质(1)实验过程将钠用镊子从煤油中取出，用滤纸吸干煤油，然后在玻璃片上将钠用小刀切下一小块(豆粒大小)，进行观察，并注意切面的变化．(2)注意事项①取钠时要用镊子夹取、不能用手拿，因为易与汗液反应，灼伤腐蚀皮肤．②取出钠后要迅速吸干煤油，并要放到玻璃上切割．③钠用剩后要放回盛钠的试剂瓶，不能乱扔乱放，因为钠很活泼容易引起危险．④钠与O2反应很容易，在观察钠的颜色光泽时要在切割后立即观察．(3)实验现象切面银白色，但迅速变暗(4Na＋O2＝2Na2O等)，失去金属光泽．(4)实验结论金属钠硬度很小(质软)，具有银白色金属光泽，很容易被空气氧化．2．钠与水的反应(1)实验过程：①②③④Na与水的反应图2—7(2)反应原理：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑(3)注意事项：取钠不要太大，钠块过大，会发生爆炸．(4)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．(5)实验结论：钠与水反应剧烈，生成碱并放出气体．3．收集并检验钠与水反应放出的气体(1)实验过程：①②③④⑤收集并检验Na与水反应生成的气体图2—8(2)反应原理：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑，2H2＋O2点燃=====2H2O．(3)注意事项①试管内要装满水，不要留有气泡，以防点燃时发生爆炸．②钠不要太大，用刺有小孔的铝箔包住．包裹时不要用手触摸金属钠．③试管中气体集满后，不要急于从水中取出试管，应待钠反应完毕后再取试管，以避免在取试管时，皮肤蘸上钠而灼伤．④试管从取出到移近火焰过程中要始终倒立，点燃时可将试管微微倾斜．(4)实验现象：试管内气体被点燃发出尖锐的爆鸣声．(5)实验结论：钠与水反应剧烈，生成碱放出氢气．4．钠和氧气的反应(1)实验过程：①②③④⑤⑥⑦钠与氧气的反应图2—9(2)反应原理：2Na＋O2∆=====Na2O2，2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑(3)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．(4)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．(5)实验结论钠熔点低，与O2加热反应生成Na2O2，Na2O2遇水生成O2．二、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∆=====Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑(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．三、Na2CO3和NaHCO3与酸的反应(1)实验步骤图2—10(2)反应原理Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑或CO-23＋2H＋＝H2O＋CO2↑NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2↑或HCO-3＋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．三．实验思考1．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．2．万一被钠灼伤了皮肤，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．3．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．4．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．5．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．四．知识网络3．例题精讲例1下列关于钠的说法不正确的是[ ]A、金属钠和氧气反应，条件不同，产物不同B、钠钾合金通常状况下呈液态，可作原子反应堆的导热剂CCl中C、钠的化学活泼性很强，少量的钠可保存在有机溶剂4D 、由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动顺序表中钠后面的金属解析 224Na O Na O +=，22222Na O O Na O +=，A 正确；B 的说法是正确的，这是钠的重要用途之一；钠的保存原则是将钠与空气和水隔绝，故应保存在密度小于钠的有机溶剂中，4()()CCL Na ρρ>，故C 不正确；盐溶液中的金属阳离子周围有一定数目的水分子包围着，不能和钠直接接触，另外，钠跟水反应速率很快，故不能从盐溶液中置换出金属。

答案 C 、D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 、HClB 、NaOHC 、24K SOD 、4CuSO解析 少量钠投入上述四种物质的水溶液中，均有2H 产生，故都满足题目的第一个条件“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。