第三章 學(xué)案13 鈉的其它常見化合物 堿金屬元素

高考總復(fù)習(xí)同步訓(xùn)練學(xué)案13 鈉的其它常見化合物 堿金屬元素考綱要求1.從原子的核外電子排布，理解A族元素(單質(zhì)、化合物)的相似性和遞變性。2.了解Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)、轉(zhuǎn)化和制法。知識點(diǎn)一鈉的其它常見化合物1氫氧化鈉(NaOH)(1)物理性質(zhì)：NaOH的俗名為燒堿、火堿或苛性鈉；它是一種_色_體，_溶于水并放出大量的熱，有_性；易吸收空氣中的水分而_。(2)化學(xué)性質(zhì)具有堿的通性能使酸堿指示劑變色。與強(qiáng)酸反應(yīng)的離子方程式為：_。與酸性氧化物、兩性氧化物反應(yīng)：如與Al2O3反應(yīng)的離子方程式為：_。與鹽反應(yīng)如與NH、Cu2反應(yīng)的離子方程式分別為：_；_。如與HCO反應(yīng)的離子方程式為：_。與單質(zhì)反應(yīng)如與Al、Si反應(yīng)的離子方程式分別為：_；_。(3)NaOH的制取土法制堿：Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH；現(xiàn)代工業(yè)制堿：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。(4)NaOH在有機(jī)反應(yīng)中的應(yīng)用提供堿性環(huán)境，如：鹵代烴的水解和消去反應(yīng)，酯類的水解和油脂的皂化。問題思考1實驗室稱量NaOH固體時應(yīng)注意什么問題？ 2盛放NaOH溶液等堿性溶液的試劑瓶為什么不用磨口玻璃塞？ 2碳酸鈉和碳酸氫鈉的比較問題思考3向飽和Na2CO3溶液中通入過量的CO2，可觀察到什么現(xiàn)象？為什么？ 知識點(diǎn)二堿金屬元素1堿金屬元素Li、Na、K的原子結(jié)構(gòu)示意圖分別為_、_、_。(1)相同點(diǎn)：最外層都是_個電子。(2)不同點(diǎn)：從Li到Cs電子層數(shù)_，原子半徑_。2堿金屬元素性質(zhì)的相似性(1)單質(zhì)均呈_色(Cs除外)，有金屬光澤，硬度_，密度_，熔點(diǎn)_，有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性；(2)最高正價均為_價；(3)均為活潑金屬，氧化物對應(yīng)的水化物均為_；(4)單質(zhì)均能與非金屬單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)；(5)單質(zhì)均能和水發(fā)生反應(yīng)：2M2H2O=2MOHH2(M代表堿金屬)。3堿金屬元素性質(zhì)的遞變性(按原子序數(shù)遞增的順序)(1)單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)呈現(xiàn)_趨勢；(2)元素的金屬性逐漸_，單質(zhì)的還原性逐漸_；(3)與O2反應(yīng)的產(chǎn)物越來越復(fù)雜，反應(yīng)程度越來越_；(4)與水反應(yīng)的程度越來越_，產(chǎn)物的堿性逐漸_。知識點(diǎn)三焰色反應(yīng)1焰色反應(yīng)的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，其屬于_變化， 屬于元素的性質(zhì)。2焰色反應(yīng)的操作鉑絲無色待測物觀察火焰顏色鉑絲無色。3常見元素的焰色鈉元素_色；鉀元素_色(透過_觀察)；銅元素_色。問題思考4做焰色反應(yīng)實驗時，為什么用稀鹽酸洗滌鉑絲而不用稀硫酸？ 一、Na2CO3和NaHCO3的鑒別方法1根據(jù)熱穩(wěn)定性不同 2根據(jù)和酸反應(yīng)生成氣體的速率不同鑒別 3根據(jù)陰離子不同用鹽溶液鑒別 4根據(jù)溶液的酸堿性鑒別 典例導(dǎo)悟1 (2011·山東青島統(tǒng)考)某?；瘜W(xué)課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體，用不同的方法做了以下實驗，如圖所示。(1)只根據(jù)圖、所示實驗，能夠達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?填裝置序號)_。(2)圖、所示實驗均能鑒別這兩種物質(zhì)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；與實驗相比，實驗的優(yōu)點(diǎn)是(填選項序號)_。A比復(fù)雜B比安全C比操作簡便D可以做到用一套裝置同時進(jìn)行兩個對比實驗，而不行(3)若用實驗驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性，則試管B中裝入的固體最好是(填化學(xué)式)_。(4)將碳酸氫鈉溶液與澄清石灰水混合并充分反應(yīng)，當(dāng)石灰水過量時，其離子方程式為：_；當(dāng)碳酸氫鈉與氫氧化鈣物質(zhì)的量之比為21時，所得溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式為_，請設(shè)計實驗檢驗所得溶液中溶質(zhì)的陰離子_。二、CO2與NaOH溶液反應(yīng)的計算思維模型典例導(dǎo)悟2標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將3.36 L CO2氣體通入200 mL 1.00 mol·L1 NaOH溶液中，充分反應(yīng)后溶液中c(CO)與c(HCO)的比值為(不考慮CO、HCO的水解)()A11 B12 C21 D13聽課記錄：三、Na2CO3、NaHCO3與鹽酸的反應(yīng)1鹽酸逐滴加入Na2CO3溶液(1)現(xiàn)象：開始無明顯現(xiàn)象，后有無色氣體放出。(2)反應(yīng)：無明顯現(xiàn)象時反應(yīng)的離子方程式：COH=HCO，無色氣體放出時反應(yīng)的離子方程式：HCOH=CO2H2O。2Na2CO3溶液逐滴加入稀鹽酸中(1)現(xiàn)象：有無色氣體放出。(2)反應(yīng)的離子方程式：CO2H=CO2H2O。3碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的基本圖象的歸納總結(jié)(1)向Na2CO3中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖1所示；(2)向NaHCO3中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖2所示；(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖3所示(設(shè)NaOH、Na2CO3的物質(zhì)的量之比xy11，其他比例時的圖象略)；(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖4所示(設(shè)Na2CO3、NaHCO3的物質(zhì)的量之比mn11，其他比例時的圖象略)。典例導(dǎo)悟3 取等物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液兩份A和B，每份10 mL，分別向A、B中通入不等量的CO2，再繼續(xù)向兩溶液中逐滴加入0.1 mol·L1的鹽酸，標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生的CO2的體積與所加鹽酸體積之間的關(guān)系如下圖所示，試回答下列問題：(1)原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為_。(2)曲線A表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶質(zhì)成分是_，其物質(zhì)的量之比為_。(3)曲線B表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液加鹽酸后產(chǎn)生CO2氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的最大值為_mL。題組一鈉的重要化合物1(2010·安徽理綜，13) 將0.01 mol下列物質(zhì)分別加入100 mL蒸餾水中，恢復(fù)至室溫，所得溶液中陰離子濃度的大小順序是(溶液體積變化忽略不計)()Na2O2 Na2O Na2CO3 NaClA>>> B>>>C>> D>2(2009·全國理綜，8)下列敘述中正確的是()A向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3飽和溶液，又有CaCO3沉淀生成B向Na2CO3溶液中逐滴加入等物質(zhì)的量的稀鹽酸，生成的CO2與原Na2CO3的物質(zhì)的量之比為12C等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3分別與足量鹽酸反應(yīng)，在同溫同壓下，生成的CO2體積相同D向Na2CO3飽和溶液中通入足量CO2，有NaHCO3結(jié)晶析出題組二堿金屬單質(zhì)及其化合物3(2010·上海，11)將0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 mol·L1稀鹽酸。下列圖象能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系的是()4判斷正誤(1)Li在氧氣中燃燒主要生成Li2O2()(2010·全國理綜7A)(2)K與水反應(yīng)比Li與水反應(yīng)劇烈。()(2010·重慶理綜8C)題組一Na2CO3、NaHCO31現(xiàn)有25 mL 2 mol·L1 Na2CO3溶液和75 mL 1 mol·L1的稀鹽酸。將Na2CO3溶液緩慢滴到稀鹽酸中；將稀鹽酸緩慢滴到Na2CO3溶液中，兩操作的現(xiàn)象及結(jié)果(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)是()A現(xiàn)象相同，所得氣體的體積相等B現(xiàn)象相同，所得氣體的體積不等C現(xiàn)象不同，所得氣體的體積相等D現(xiàn)象不同，所得氣體的體積不等2(2011·安陽模擬)把7.4 g Na2CO3·10H2O和NaHCO3組成的混合物溶于水，配成100 mL溶液，其中c(Na)0.6 mol·L1，若把等質(zhì)量的混合物加熱到恒重時，殘留物的質(zhì)量為()A3.18 g B2.12 g C5.28 g D4.22 g3(2010·海南，15)A是自然界存在最廣泛的A族元素，常以化合物F存在。從單質(zhì)A起始發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)可由右圖表示：請回答下列問題：(1)A與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為_，E與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；(2)F的化學(xué)式為_，G和D的電子式分別為_和_；(3)D與H反應(yīng)可能生成的鹽有_(填化學(xué)式)；(4)實際生產(chǎn)中，可由F為原料制備單質(zhì)A，簡述一種制備方法_。題組二焰色反應(yīng)4用光潔的鉑絲蘸取某無色溶液在無色火焰上灼燒，直接觀察到火焰呈黃色。下列判斷正確的是()A只含有NaB一定含有Na，可能含KC既含有Na，又含KD可能含有Na，可能含有K題組三堿金屬元素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)遞變規(guī)律5以下各項敘述中錯誤的是()A原子半徑由小到大的順序是Li<Na<K<Rb<CsB同一種堿金屬元素的離子半徑比原子半徑小C堿金屬單質(zhì)的密度比較為Li<K<Na<RbD堿金屬離子的氧化性比較為Li<Na<K<Rb6以下對鋰、鈉、鉀、銣、銫的敘述中不正確的是()氫氧化物中堿性最強(qiáng)的是氫氧化銫單質(zhì)熔點(diǎn)最高的是銫它們都是熱和電的良導(dǎo)體它們的密度依次增大，且都比水密度小它們的還原性依次增強(qiáng)對應(yīng)離子的氧化性依次增強(qiáng)A B C D題組四實驗探究7(2010·昆明模擬)我國化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)作出了突出貢獻(xiàn)。以NaCl、NH3、CO2等為原料先制得NaHCO3，進(jìn)而生產(chǎn)出純堿。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NH3CO2H2O=NH4HCO3；NH4HCO3NaCl=NaHCO3NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。.原理分析碳酸氫銨與飽和食鹽水反應(yīng)，能析出碳酸氫鈉晶體的原因是_。a碳酸氫鈉難溶于水b碳酸氫鈉受熱易分解c碳酸氫鈉的溶解度相對較小，在溶液中首先結(jié)晶析出.實驗探究(1)一位同學(xué)將二氧化碳?xì)怏w通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉，實驗裝置如下圖所示(圖中夾持、固定用的儀器未畫出)?；卮鹣铝杏嘘P(guān)問題：乙裝置中的試劑是_；丁裝置中稀硫酸的作用是_；實驗結(jié)束后，分離出NaHCO3晶體的操作是_(填分離操作的名稱)。(2)另一位同學(xué)用圖中戊裝置(其他裝置未畫出)進(jìn)行實驗。實驗時，須先從_管通入_氣體，再從_管中通入_氣體。有同學(xué)建議在戊裝置的b導(dǎo)管下端連接己裝置，理由是_。(3)請再寫出一種實驗室制取少量碳酸氫鈉的方法：_。學(xué)案13鈉的其他常見化合物堿金屬元素【課前準(zhǔn)備區(qū)】知識點(diǎn)一1(1)白固易強(qiáng)腐蝕潮解(2)OHH=H2OAl2O32OH=2AlOH2ONHOHNH3·H2OCu22OH=Cu(OH)2HCOOH=COH2O2Al2OH2H2O=2AlO3H2Si2OHH2O=SiO2H22.俗名純堿或蘇打小蘇打物理性質(zhì)色態(tài)白色晶體細(xì)小白色晶體水溶性易溶于水，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)化不穩(wěn)定，受熱易分解化學(xué)性質(zhì)與H反應(yīng)CO2H=H2OCO2HCOH=H2OCO2與堿反應(yīng)Ca(OH)2與OH不反應(yīng)，但Ca2CO=CaCO3Ca2OHHCO= CaCO3H2O(堿過量) Ca22OH2HCO=CaCO3CO2H2O(堿不足)與鹽反應(yīng)CaCl2Ca2CO=CaCO3不反應(yīng)硫酸鋁2Al33CO3H2O=2Al(OH)33CO23HCOAl3= Al(OH)33CO2主要用途玻璃、造紙、制皂、洗滌發(fā)酵、醫(yī)藥、滅火器相互轉(zhuǎn)化知識點(diǎn)二1.(1)1(2)依次增多依次增大2(1)銀白小較小較低(2)1(3)堿3(1)減小(2)增強(qiáng)增強(qiáng)(3)劇烈(4)劇烈增強(qiáng)知識點(diǎn)三1物理3黃紫藍(lán)色鈷玻璃黃綠問題思考1應(yīng)置于玻璃器皿中快速稱量。2以NaOH溶液為代表的堿性溶液中的OH可與磨口玻璃塞中裸露的SiO2反應(yīng)，生成Na2SiO3，使瓶塞和瓶體粘連在一起不易打開。3溶液中將析出白色晶體(沉淀)。原因是：發(fā)生Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，生成的NaHCO3的質(zhì)量比消耗的Na2CO3的大(即106 g Na2CO3生成168 g NaHCO3)，即溶質(zhì)增加，反應(yīng)消耗了水，即溶劑減少，因此出現(xiàn)沉淀，主要原因是。4鉑絲在使用前要用稀鹽酸將其表面物質(zhì)洗凈，然后在火焰上灼燒至無色，這是因為金屬氯化物在灼燒時易揮發(fā)，若用稀H2SO4洗滌鉑絲，則由于硫酸鹽的熔、沸點(diǎn)較高而難以揮發(fā)，會造成對后面實驗的干擾。【課堂活動區(qū)】一、1. 2(1) (2)向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸，開始無氣泡產(chǎn)生；而向鹽酸中滴加Na2CO3溶液開始就有氣泡產(chǎn)生。34典例導(dǎo)悟1(1)(2)2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，CO2Ca(OH)2=CaCO3H2OD (3)NaHCO3(4)Ca2OHHCO=CaCO3H2ONa2CO3取少量上層清液(或過濾后的濾液或所得溶液)于潔凈(若無“潔凈”也可)的試管中，加入適量氯化鈣溶液，振蕩，若有白色沉淀生成，則證明溶液中含有CO解析(1)圖不能達(dá)到實驗?zāi)康?，因為無論碳酸鈉還是碳酸氫鈉均可以與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳?xì)怏w與澄清石灰水作用變渾濁，故不可以；圖可以鑒別，因為等質(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與足量的稀鹽酸反應(yīng)，生成的二氧化碳?xì)怏w的量不同，可根據(jù)氣球膨脹程度判斷。(2)圖、所涉及的化學(xué)方程式為：2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，實驗的優(yōu)點(diǎn)是可同時做對比實驗。(3)試管B裝入碳酸氫鈉，試管A裝入碳酸鈉，這樣直接加熱的碳酸鈉，溫度高，不分解，不能使澄清石灰水變渾濁，而間接加熱的碳酸氫鈉分解，使澄清石灰水變渾濁，表明了碳酸氫鈉很不穩(wěn)定。(4)石灰水過量時，碳酸氫根全部反應(yīng)，離子方程式為：Ca2OHHCO=CaCO3H2O；2NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3Na2CO32H2O，則其中的溶質(zhì)是碳酸鈉，要檢驗CO，可以取少量上層清液于潔凈的試管中，加入適量氯化鈣溶液，振蕩，若有白色沉淀生成，則證明溶液中含有CO。2Bn(CO2)0.150 moln(NaOH)0.200 L×1.00 mol·L10.200 mol2NaOHCO2=Na2CO3H2O0200 mol 0.100 mol 0.100 mol此時過量CO2：0.150 mol0.100 mol0.050 mol，進(jìn)一步與Na2CO3反應(yīng)：Na2CO3CO2H2O=2NaHCO30050 mol 0.050 mol 0.100 mol。3(1)0.75 mol·L1(2)Na2CO3、NaOH13(3)112解析(1)產(chǎn)生的氣體體積保持不變時，溶液中的溶質(zhì)是氯化鈉，所以有下式成立：n(NaCl)n(NaOH)n(HCl)0.1 mol·L1×0.075 L0.007 5 mol，故c(NaOH)0.007 5 mol/0.01 L0.75 mol·L1。(2)當(dāng)所加鹽酸的體積從60 mL到75 mL時，有氣體生成，則發(fā)生反應(yīng)：NaHCO3HCl=NaClH2OCO2，此反應(yīng)消耗鹽酸15 mL，則反應(yīng)Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl也消耗鹽酸15 mL，則60 mL15 mL45 mL鹽酸只能與氫氧化鈉反應(yīng)了，故原NaOH溶液中通入CO2后的溶質(zhì)為氫氧化鈉和碳酸鈉，根據(jù)鹽酸的量可以計算出它們的物質(zhì)的量之比為31。(3)當(dāng)所加鹽酸的體積從25 mL到75 mL時發(fā)生反應(yīng)：NaHCO3HCl=NaClH2OCO2 1 mol 22 400 mL01×(0.0750.025) mol V解得：V112 mL?！菊n后練習(xí)區(qū)】高考集訓(xùn)1C根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式或原子守恒知0.01 mol的Na2O2和Na2O分別與H2O反應(yīng)都生成0.02 mol NaOH，因此、中陰離子濃度相等；中碳酸根水解使得陰離子濃度稍大于。因此C正確。2DCaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2，前半句正確，加入NaHCO3飽和溶液后，沒有沉淀產(chǎn)生，A錯誤；向Na2CO3溶液中滴加等物質(zhì)的量的稀鹽酸，發(fā)生反應(yīng)為Na2CO3HCl=NaClNaHCO3，沒有CO2生成，B錯誤；等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3，與足量鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生的CO2體積不同，NaHCO3生成的CO2更多些，C錯誤；溶解度：Na2CO3>NaHCO3，向Na2CO3飽和溶液中通入足量CO2后溶液中有NaHCO3晶體析出，D正確。3C滴加鹽酸先發(fā)生反應(yīng)OHH=H2O，再發(fā)生反應(yīng)COH=HCO，最后發(fā)生反應(yīng)：HCOH=CO2H2O；因n(OH)n(CO)0.01 mol，故加入0.02 mol HCl后開始有氣體生成，故C正確。4(1)×(2)考點(diǎn)集訓(xùn)1D2A將Na2CO3·10H2O和NaHCO3加熱至恒重時物質(zhì)為Na2CO3，n(Na2CO3)n(Na)×0.6 mol·L1×0.1 L0.03 mol，所以m(Na2CO3)0.03 mol×106 g·mol13.18 g。3(1)Ca2H2O=Ca(OH)2H2NaHH2O=NaOHH2(2)CaCO3 (3)Na2CO3、NaHCO3(4)CaCO3高溫加熱分解生成CaO，CaO經(jīng)電解生成單質(zhì)Ca4B5.D6.C7.c.(1)飽和碳酸氫鈉溶液吸收未反應(yīng)的NH3過濾(2)aNH3bCO2增大CO2氣體與溶液接觸的面積，提高CO2在溶液中的吸收率(3)往燒堿溶液中通入過量CO2(或往飽和Na2CO3溶液中通入過量CO2等)解析(1)甲裝置是CO2的發(fā)生裝置，由于鹽酸易揮發(fā)，故生成的CO2氣體中會含有HCl氣體，乙裝置的作用是除去CO2中的HCl氣體，所以乙裝置中的試劑是飽和碳酸氫鈉溶液，丙是制備碳酸氫鈉的發(fā)生裝置，丁的作用是吸收多余的NH3，防止其污染環(huán)境。從溶液中分離出NaHCO3晶體的方法是過濾。(2)實驗時必須制取含氨的飽和NaCl溶液，然后使之與CO2反應(yīng)。因為NH3極易溶于水，CO2在水中的溶解度不大，故先從a導(dǎo)管通入NH3，后從b導(dǎo)管通入CO2。己裝置中有多孔球泡，增大CO2氣體與溶液的接觸面積，提高了CO2在溶液中的吸收率。(3)此題是開放性試題，制備少量碳酸氫鈉的方法：用碳酸氫銨與適量的飽和食鹽水反應(yīng)；往燒堿溶液中通入過量CO2；往飽和Na2CO3溶液中通入過量CO2等。