2012届高考化学复习：钠及其重要化合物

第三单元第1讲钠及其重要化合物
解读与阐释
考纲要求权威解读
　　了解钠及其重要化合物的主要性质及其应用。　　常见的考查形式：①钠与水、氧气反应的现象及分析；②Na2O2、Na2CO3、NaHCO3的性质及简单计算；③结合实验、框图推断考查钠及其化合物的综合应用。
梳理与整合
一、钠
导学诱思
金属钠露置在空气中会发生什么样的反应(写出5个方程式)？最终生成什么物质？
答：①_________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
教材回归
1．与非金属反应
4Na＋O2===2Na2O　现象：空气中，钠的切面变暗。
2Na＋O2=====点燃______　现象：____________________。
2Na＋Cl2=====点燃____　现象：__________________。
2．与水反应
钠____在水面上，与水剧烈反应并熔化成一个闪亮的小球，小球四处____，发出嘶嘶的声音，小球逐渐减小，最后消失，滴加酚酞试剂后溶液变____。反应的离子方程式为______________________________。

①Na与氧气反应因条件不同，产物也不相同；②Na的性质很简单，用一句话[钠与酸、水、氯、氧、硫(均反应)，安全保存煤油中]和一段话记忆：银白轻低软，传导热和电，遇氧产物变，遇氯生白烟，遇水记五点，浮熔游鸣红，遇酸酸优先，遇盐水在前。
二、钠的重要化合物
导学诱思
(1)怎样鉴别Na2O、Na2O2?
答：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)利用澄清石灰水能否鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液？用盐酸呢？
答：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
教材回归
1．Na2O和Na2O2的比较
氧化物Na2ONa2O2
色态
属性____性氧化物过氧化物
电子式
氧元素的
化合价
所含离子存在________离子存在__________离子
与H2O
反应
与CO2反应
用途?供氧剂、漂白、杀菌等
保存隔绝空气隔绝空气
2.Na2CO3、NaHCO3的比较
Na2CO3俗名____，也叫____，溶液呈____性；NaHCO3俗名______，溶液也呈____性，溶解度比Na2CO3____。
完成下列(1)、(2)、(3)的离子方程式：
(1)加入过量盐酸
Na2CO3：______________，NaHCO3：______________；
(2)加入过量澄清石灰水
Na2CO3：______________，NaHCO3：______________；
(3)向Na2CO3溶液中通入CO2气体，离子方程式是______________________；
(4)加热Na2CO3和NaHCO3固体混合物的化学方程式是________________________。
三、焰色反应
导学诱思
怎样鉴别NaCl、KCl？__________________________。
教材回归
1．概念
很多金属或它们的化合物在灼烧时，都会使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应。
2．常见元素的焰色
钠元素：____；钾元素：____(透过__________)。

注意焰色反应是物理变化，属于元素的性质，所以不论灼烧Na2CO3、NaCl、Na2SO4还是钠单质燃烧，均发出黄色火焰。
理解与深化
一、钠与盐的反应
1．与盐溶液的反应
将钠投入CuSO4溶液中，反应方程式为2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑，现象：钠浮在水面上，发生剧烈反应并熔化成一个闪亮的小球，小球四处游动发出嘶嘶的声音，钠球逐渐减小，最后消失，溶液中生成蓝色沉淀。
2．与熔融盐反应
4Na＋TiCl4=====高温4NaCl＋Ti
【例1】 (改编组合)把小块金属钠分别投入到盛有饱和NaCl溶液、饱和NH4Cl溶液、FeCl3溶液的烧杯中，填写下表：

现象化学方程式
饱和NaCl溶液
饱和NH4Cl溶液
FeCl3溶液

钠与盐的水溶液反应时，实质上是钠先与水反应生成H2和NaOH，然后再分析生成的NaOH是否与盐发生复分解反应，不能理解为一个简单的置换反应。
二、Na2O2的化学性质
1．Na2O2与H2O、CO2反应
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
上述反应可从以下三个角度来认识。
(1)从氧化还原角度
Na2O2与H2O、CO2反应均有O2生成，在反应中Na2O2既表现氧化性也表现还原性，H2O、CO2在此反应中既不是氧化剂，也不是还原剂。
(2)从物质的量的角度
2 mol的Na2O2不论与水还是与CO2反应均生成1 mol O2，转移2 mol e－，消耗2 mol H2O或2 mol CO2。
(3)从反应先后顺序的角度
Na2O2与水蒸气、CO2混合气体反应时，Na2O2可视为首先与CO2反应生成Na2CO3，CO2反应完后，剩余的Na2O2再与水蒸气反应生成NaOH。
2．Na2O2的强氧化性
Na2O2具有强氧化性，可氧化还原性物质，如：
(1)Na2O2能氧化还原性气体SO2：Na2O2＋SO2===Na2SO4。
(2)Na2O2投入FeCl2的溶液中，可将Fe2＋氧化成Fe3＋，同时生成Fe(OH)3沉淀。
(3)Na2O2投入Na2SO3中，可将SO2－3氧化成SO2－4。
(4)Na2O2因有较强的氧化性，所以有漂白性，能使品红褪色。
【例2】 1 mol Na2O2与2 mol NaHCO3固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是(　　)。
A．Na2CO3
B．Na2O2　Na2CO3
C．NaOH　Na2CO3
D．Na2O2　NaOH　Na2CO3

在解决有关过氧化钠的计算时，除了要注意过氧化钠与水、二氧化碳反应的先后顺序外，我们也可以用总方程式来计算。
三、关于碳酸钠、碳酸氢钠主要性质的比较及鉴别
1．鉴别方法
(1)固体
我们通常根据热稳定性不同鉴别，分别加热少量固体，若发生分解反应，将产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊的原试剂是NaHCO3，另一试剂为Na2CO3。
(2)溶液
鉴别其溶液时我们不能用加热方法，常用以下三种方法：
①沉淀法：分别取其稀溶液，滴加BaCl2或CaCl2稀溶液，产生沉淀的原试剂为Na2CO3，另一试剂为NaHCO3。
②气体法：分别取等浓度的溶液，加入等浓度、等体积的盐酸，反应快的是NaHCO3，另一试剂为Na2CO3。
③溶液的酸碱性：用pH试纸测其相同浓度的稀溶液，碳酸钠溶液的pH大于碳酸氢钠溶液的pH。
2．转化
NaHCO3 Na2CO3
3．与足量盐酸反应的比较
(1)反应速率
由于Na2CO3需逐步结合两个H＋(H＋＋CO2－3===HCO－3、H＋＋HCO－3===CO2↑＋H2O)才放出CO2，故NaHCO3与盐酸反应放出CO2的速率快。
(2)耗酸量
①等物质的量的Na2CO3 与NaHCO3前者耗酸量是后者的2倍；②等质量的Na2CO3 与NaHCO3前者耗酸量多。
(3)CO2的生成量
等物质的量时产生的CO2相等；等质量时，NaHCO3产生的CO2多。
4．差量法在NaHCO3分解计算中的应用
如m g NaHCO3与Na2CO3固体混合物加热分解后，恢复到原温度质量变为n g，可用差量法计算出原NaHCO3的物质的量，格式如下：
2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O　Δm
2 mol 62 g
x mol　　　　　　　　　　　　　　(m－n) g
列比例式2 molx mol＝62 g?m－n? g，即可求出。
【例3】 下列叙述中正确的是(　　)。
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饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成
B．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
C．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同
D．向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3结晶析出

在解决这种类型的题时，一定要注意是等质量还是等物质的量，盐酸的量是足量、少量、还是具体数值；还应注意，在相同条件下，碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠。
对点训练为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是(　　)。
A.84w2－53w131w1 B.84?w1－w2?31w1
C.73w2－42w131w1 D.115w2－84w131w1
实验与探究
Na2CO3与NaHCO3的鉴别及性质比较
Na2CO3与NaHCO3是日常生活中常接触到的两种钠盐，高考经常将二者的鉴别、用途、推断、计算等作为热点来考查，解题时要注意分析仪器的特点及注意排除杂质的干扰，对实验进行正确地设计和评价。
实验典例
某校四个化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，分别用不同方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。

(1)一、二两小组分别用图Ⅰ、Ⅱ所示装置进行实验，其中能够达到实验目的的是______(填实验装置序号)。
(2)接着三、四小组用图Ⅲ、Ⅳ所示装置实验，均能鉴别这两种物质，但与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是________(填选项序号)。
A．Ⅳ比Ⅲ复杂
B．Ⅳ比Ⅲ安全
C．Ⅳ比Ⅲ操作简便
D．Ⅳ可以做到用同一套装置在同一条件下进行对比实验，而Ⅲ不行
(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中应装入的固体最好是____________(填化学式)。
(4)某同学将质量为m1 g的NaHCO3固体放在试管中加热片刻，冷却后测得剩余固体的质量为m2 g。试管中发生反应的化学方程式是______________________；生成的Na2CO3的质量为______。
(5)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应。
①当澄清石灰水过量时，其离子方程式为____________________。
②当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2∶1时，所得溶液中溶质的化学式为______，请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子_____________________________________。
答案与解析
梳理与整合
一、
导学诱思
①4Na＋O2===2Na2O　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑　Na2O＋CO2===Na2CO3　Na2O＋H2O===2NaOH　CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
②最终生成Na2CO3
教材回归
Na2O2　黄色火焰，生成淡黄色固体　2NaCl　剧烈燃烧，生成白烟
2．浮　游动　红　2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
二、
导学诱思
(1)①通过物理性质：白色粉末为Na2O，淡黄色粉末为Na2O2；
②分别加到盛有水的试管中，把带火星木条放在试管口，木条复燃的为Na2O2。
(2)用澄清的石灰水不能，因为澄清的石灰水与二者反应均有白色沉淀生成；盐酸可以，盐酸与NaHCO3生成气体的速率快。
教材回归
1．白色粉末　淡黄色粉末　碱　Na＋[∶O????∶]2－Na＋
Na＋[∶O????∶O????∶]2－Na＋　－2　－1　Na＋、O2－　Na＋、O2－2　Na2O＋H2O===2NaOH　2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　Na2O＋CO2===Na2CO3　2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
2．纯碱　苏打　碱　小苏打　碱　小
(1)2H＋＋CO2－3===CO2↑＋H2O　H＋＋HCO－3===CO2↑＋H2O
(2)CO2－3＋Ca2＋===CaCO3↓　HCO－3＋OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O
(3)CO2－3＋CO2＋H2O===2HCO－3
(4)2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2O
三、
导学诱思
焰色反应为黄色的是NaCl，透过蓝色钴玻璃焰色反应为紫色的是KCl
教材回归
2．黄色　紫色　蓝色钴玻璃

理解与深化
【例1】答案：
现象化学方程式
钠浮在水面上，熔化成一个闪亮的小球，四处游动，并发出嘶嘶的声音，钠球逐渐减小，最后消失，放出无色无味气体，析出晶体2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
钠浮在水面上，熔化成一个闪亮的小球，四处游动，并发出嘶嘶的声音，钠球逐渐减小，最后消失，有刺激性气味气体放出2Na＋2NH4Cl===2NaCl＋H2↑＋2NH3↑
钠浮在水面上，熔化成一个闪亮的小球，四处游动，并发出嘶嘶的声音，钠球逐渐减小，最后消失，放出无色无味气体，有红褐色沉淀生成6Na＋6H2O＋2FeCl3===6NaCl＋3H2↑＋2Fe(OH)3↓
解析：Na与水溶液反应，一定有Na与水反应时的现象，然后Na与水反应生成的NaOH再与盐反应。(1)中会有NaCl晶体析出；(2)NaOH与NH4Cl反应生成氨气；(3)NaOH与FeCl3反应生成Fe(OH)3沉淀。
【例2】A　解析：首先发生①2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O，然后生成的CO2先与Na2O2发生反应②2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，叠加上述两个方程式2×①＋②可得方程式4NaHCO3＋2Na2O2 4Na2CO3＋2H2O＋O2↑，由化学方程式可以知道产物为Na2CO3、H2O、O2，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是Na2CO3，答案选A。
【例3】D　解析：CaCO3与CO2反应生成Ca(HCO3)2，再加入NaHCO3饱和溶液无现象，A错误；向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，仅生成NaHCO3，无CO2气体放出，B错误；等质量的NaHCO3和Na2CO3，其中NaHCO3的物质的量多，与足量HCl反应时，放出的CO2多，C错误；D项发生的反应为：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，由于NaHCO3的溶解度较小，故有结晶析出，正确。
对点训练　A　解析：设样品中含杂质NaHCO3的质量为x g。
2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2O　Δm
2×84 g 106 g 62 g
x g (w1－w2) g
解得x＝84?w1－w2?31 g，所以w(Na2CO3)＝w1－xw1×100%＝84w2－53w131w1，A项正确。
实验与探究
答案：(1)Ⅱ　(2)D　(3)NaHCO3
(4)2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2O　53?m1－m2?31
(5)①HCO－3＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O　②Na2CO3　取适量溶液，加入BaCl2溶液看是否生成沉淀
解析：(4)2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2O　Δm
2×84 106 44 18 62
x m1－m2

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