高三化學一輪復習 3_2 鈉的其他常見化合物 堿金屬元素課件

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1、第 三 章 金 屬 及 其 氧 化 物 第 二 課 時 鈉 的 其 他 化 合 物 堿 金 屬 元 素高 三 化 學 第 一 輪 復 習 【 知 識 精 講 】 1、 碳 酸 鈉 和 碳 酸 氫 鈉（ 1） 碳 酸 鈉 和 碳 酸 氫 鈉 的 比 較 【 知 識 精 講 】 【 注 意 】 與 足 量 鹽 酸 反 應 的 比 較 反 應 速 率 由 于 Na2CO3需 逐 步 結 合 兩 個 H （ H CO32=HCO3、 H HCO3 =CO2 H2O） 才 放 出 CO2， 故 NaHCO3與 鹽 酸 反 應 放 出 CO2的 速 率 快 。 耗 酸 量 a、 等 物 質 的 量 的 N

2、a2CO3與 NaHCO3， 前 者 耗 酸 量 是 后 者 的 2倍 ； b、 等 質 量 的 Na 2CO3與 NaHCO3， 前 者 耗 酸 量 多 。 CO2的 生 成 量 等 物 質 的 量 時 產 生 的 CO2 相 等 ； 等 質 量 時 NaHCO3 產 生 的 CO2 多 。 （ 2） 碳 酸 鈉 和 碳 酸 氫 鈉 的 鑒 別 熱 穩(wěn) 定 性 不 同 。 分 別 加 熱 少 量 固 體 ， 若 發(fā) 生 分 解 反 應 ， 將 產 生 的 氣 體 通 入 澄 清 的 石 灰 水 中 ， 石 灰 水 變 渾 濁 的 原 試 劑 是 NaHCO3， 另 一 個 為 Na2CO3。

3、 和 酸 反 應 速 率 不 同 。 分 別 取 一 定 質 量 的 固 體 ， 加 入 等 濃 度 、 等 體 積 的 鹽 酸 ， 反 應 快 、 產 生 氣 體 多 的 為 NaHCO3， 另 一 個 為 Na2CO3。 陰 離 子 不 同 。 分 別 取 其 稀 溶 液 ， 滴 加 氯 化 鋇 稀 溶 液 或 CaCl2溶 液 ， 產 生 沉 淀 的 原 試 劑 為 Na2CO3， 另 一 個 為 NaHCO3。 溶 液 的 酸 堿 性 。 測 其 稀 溶 液 (0.1 molL1)的 pH， Na2CO3溶 液 的 pH在 12左 右 ， 而 NaHCO 3溶 液 的 pH在 8左 右

4、 。 【 知 識 精 講 】 【 知 識 精 講 】 （ 3） 碳 酸 氫 鈉 和 碳 酸 鈉 的 制 法 制 取 NaHCO 3的 方 法 a、 減 壓 低 溫 蒸 干 NaHCO3溶 液 。 NaHCO3遇 熱 易 分 解 ， 其 水 溶 液 加 熱 更 易 分 解 ， 所 以 不 可 能 采 用 常 壓 下 蒸 發(fā) 溶 劑 的 方 法 制 得 NaHCO3晶 體 。b、 往 飽 和 Na2CO3 溶 液 中 通 入 CO2， 過 濾 得 到 晶 體 。 Na2CO 3+CO 2+H2O=2NaHCO 3 聯(lián) 堿 法 制 純 堿 原 理a、 在 飽 和 食 鹽 水 中 通 NH 3飽 和

5、后 ， 再 通 CO2 ： NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 b、 生 成 NH4HCO3的 溶 解 度 大 ， 而 c(Na+)也 大 ， 而 NaHCO3溶 解 度 小 ， 故 產 生 沉 淀 ： NaCl+ NH4HCO3=NaHCO3+NH4Cl， 總 方 程 式 ： NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl。 c、 將 析 出 沉 淀 加 熱 ， 制 得 Na2CO3（ 純 堿 ） 【 注 意 】 不 能 先 通 入 CO2達 飽 和 后 再 通 入 NH3， 因 為 CO2在 水 中 的 溶 解 度 很 小 (1 1)， 即 使 通 入 過 量 的 NH3，

6、 所 生 成 的 NaHCO3、 NH4Cl也 很 少 ， 這 樣 就 無 法 制 取 NaHCO3。 【 知 識 精 講 】 2、 氫 氧 化 鈉（ 1） NaOH為 強 堿 ， 具 有 堿 的 通 性 。 （ 2） CO2與 NaOH溶 液 反 應 的 計 算 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+ Na2CO3+ H2O =2NaHCO3 CO2+NaOH=NaHCO3（ 之 和 ） 3、 堿 金 屬 元 素（ 1） 原 子 結 構 相 似 性 ： 最 外 層 均 為 1個 電 子 ， 易 失 去 一 個 電 子 遞 變 性 ： 核 電 荷 數 依 次 增 多 ， 電 子 層

7、 數 依 次 增 多 ， 原 子 半 徑 依 次 增 大 ， 失 電 子 能 力 依 次 增 強 ， 活 潑 程 度 增 強（ 2） 元 素 性 質 相 似 性 ： 均 為 活 潑 金 屬 元 素 ， 最 高 正 價 均 為 +1價 遞 變 性 ： 失 電 子 能 力 依 次 增 強 ， 金 屬 性 依 次 增 強 （ 3） 單 質 性 質 相 似 性 ： 均 具 強 還 原 性 ， 均 具 輕 、 軟 、 易 熔 的 特 點 遞 變 性 ： 還 原 性 依 次 增 強 ， 密 度 趨 向 增 大 ， 熔 沸 點 依 次 降 低 （ 原 因 ， 可 與 鹵 素 對 比 ） ， 硬 度 趨 向

8、減 小 【 知 識 精 講 】 （ 4） 化 合 物 性 質 相 似 性 ： 氫 氧 化 物 均 為 強 堿 遞 變 性 ： 氫 氧 化 物 的 堿 性 依 次 增 強 （ 5） 堿 金 屬 的 性 質 規(guī) 律 與 特 例 通 常 合 金 多 呈 固 態(tài) ， 而 鈉 鉀 合 金 卻 是 液 態(tài) 。 堿 金 屬 單 質 在 空 氣 或 氧 氣 中 燃 燒 時 ， 生 成 過 氧 化 物 甚 至 比 過 氧 化 物 更 復 雜 的 氧 化 物 ， 而 Li只 生 成 Li2O。 堿 金 屬 單 質 密 度 一 般 隨 核 電 荷 數 增 大 而 遞 增 ， 但 K的 密 度 比 Na小 。 堿 金

9、 屬 單 質 一 般 跟 水 劇 烈 反 應 ， 但 Li跟 水 反 應 緩 慢 （ LiOH溶 解 度 小 ） 。 堿 金 屬 單 質 因 其 活 動 性 強 ， 多 保 存 在 煤 油 中 ， 而 Li卻 因 密 度 比 煤 油 更 小 ， 只 能 保 存 在 液 體 石 蠟 中 。 堿 金 屬 的 鹽 一 般 都 易 溶 于 水 ， 但 Li 2CO3卻 微 溶 。 一 般 說 ， 酸 式 鹽 較 正 鹽 溶 解 度 大 ， 但 NaHCO3卻 比 Na2CO3溶 解 度 小 。 試 劑 瓶 中 的 藥 品 取 出 后 ， 一 般 不 能 放 回 原 瓶 ， 但 IA金 屬 Na、 K等

10、 除 外 。 【 知 識 精 講 】 一 般 活 潑 金 屬 能 從 鹽 中 置 換 出 不 活 潑 金 屬 ， 但 對 IA非 常 活 潑 的 金 屬 Na、 K 等 除 外 。 如 ： 2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2+H2+Na2SO4。 Fr是 放 射 性 元 素 ， 所 以 在 自 然 界 中 不 存 在 。 4 、 焰 色 反 應 許 多 金 屬 或 他 們 的 化 合 物 在 燃 燒 時 火 焰 呈 現 出 特 殊 的 顏 色 ， 這 在 化 學 上 叫 焰 色 反 應 。 這 是 一 種 物 理 變 化 ， 是 某 種 元 素 的 性 質 。 鈉 是 黃 色 ， 鉀

11、 是 紫 色 （ 透 過 藍 色 鈷 玻 璃 ） 用 品 ： 鉑 絲 （ 或 鐵 、 鉻 、 鎳 、 鎢 等 ） 、 酒 精 燈 （ 或 煤 氣 燈 ） 、 試 劑 。 步 驟 ： 鉑 絲 在 火 焰 上 灼 燒 至 原 火 焰 色 。 蘸 取 溶 液 （ 沾 取 固 體 ） 放 在 火 焰 上 灼 燒 ， 觀 察 火 焰 顏 色 ， 觀 察 鉀 火 焰 顏 色 要 透 過 藍 色 的 鈷 玻 璃 去 觀 察 。 鹽 酸 洗 鉑 絲 。 鉑 絲 在 火 焰 上 灼 燒 至 原 火 焰 色 （ 如 不 能 灼 燒 至 原 火 焰 色 ， 則 需 再 酸 洗 ， 再 灼 燒 ） 。 再 蘸 取 （

12、 沾 取 ） 另 外 化 學 藥 品 進 行 實 驗 。 【 知 識 精 講 】 【 方 法 精 講 】 1、 碳 酸 鈉 與 碳 酸 氫 鈉 與 鹽 酸 反 應 及 圖 像（ 1） 向 Na2CO3溶 液 中 逐 滴 加 入 鹽 酸 ， 消 耗 鹽 酸 的 體 積 與 產 生 CO2的 體 積 關 系 如 圖 1所 示 ： 圖 像 特 點 ： Oa段 、 ab段 消 耗 鹽 酸 的 體 積 相 等 。 反 應 原 理 ： Oa段 CO32 H =HCO3， ab段 HCO3 H =H2O CO2。 （ 2） 向 NaHCO 3溶 液 中 逐 滴 加 入 鹽 酸 ， 消 耗 鹽 酸 的 體 積

13、 與 產 生 CO2的 體 積 關 系 如 圖 2所 示 ： 圖 像 特 點 ： 從 O點 開 始 即 產 生 CO2氣 體 。 反 應 原 理 ： HCO3 H =H2O CO2。 【 方 法 精 講 】 （ 3） 向 Na2CO3、 NaHCO3的 混 合 物 中 逐 滴 加 入 鹽 酸 ， 消 耗 鹽 酸 的 體 積 與 產 生 CO2 的 體 積 關 系 如 圖 3所 示 (設 Na2CO3、 NaHCO3的 物 質 的 量 之 比 為 m n 1 1， 其 他 比 例 時 的 圖 像 略 )。 圖 像 特 點 ： Oa段 消 耗 HCl的 量 小 于 ab段 消 耗 HCl的 量 。

14、 反 應 原 理 ： Oa段 CO32 H = HCO3， ab段 HCO3 H =H2O CO2 。 【 方 法 精 講 】 （ 4） 向 NaOH、 Na2CO3的 混 合 物 中 逐 滴 加 入 鹽 酸 ， 消 耗 鹽 酸 的 體 積 與 產 生 CO2的 體 積 關 系 如 圖 4所 示 (設 NaOH、 Na2CO3的 物 質 的 量 之 比 x y 1 1， 其 他 比 例 時 的 圖 像 略 )； 圖 像 特 點 ： Oa段 消 耗 HCl的 量 大 于 ab段 消 耗 HCl的 量 。 反 應 原 理 ： Oa段 H OH =H2O， CO32 H =HCO3； ab段 HCO

15、3 H =H2O CO2。 【 方 法 精 講 】 2、 碳 酸 鈉 的 制 取 及 性 質 探 究（ 1） 侯 氏 制 堿 法 氨 堿 法 (索 爾 維 制 堿 法 ) 向 飽 和 食 鹽 水 中 通 入 足 量 氨 氣 至 飽 和 ， 然 后 在 加 壓 下 通 入 CO2(由 CaCO3煅 燒 而 得 )， 因 NaHCO3溶 解 度 較 小 ， 故 有 下 列 反 應 發(fā) 生 ： NH3 CO2 H2O NH4HCO3 NaCl NH4HCO3 NaHCO3 NH4Cl 將 析 出 的 NaHCO 3晶 體 煅 燒 ， 即 得 Na2CO3： 2NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2

16、O 母 液 中 的 NH4Cl加 消 石 灰 可 回 收 氨 ， 以 便 循 環(huán) 使 用 ： 2NH4Cl Ca(OH)2 CaCl2 2NH3 2H2O 此 法 優(yōu) 點 ： 原 料 經 濟 ， 能 連 續(xù) 生 產 ， CO2和 NH3能 回 收 使 用 缺 點 ： 大 量 CaCl2用 途 不 大 ， NaCl利 用 率 只 有 70%， 約 有 30%的 NaCl留 在 母 液 中 【 方 法 精 講 】 （ 2） 聯(lián) 合 制 堿 法 (侯 氏 制 堿 法 ) 根 據 NH4Cl在 常 溫 時 的 溶 解 度 比 NaCl大 ， 而 在 低 溫 下 卻 比 NaCl溶 解 度 小 的 原

17、理 ， 在 278K 283K(5 10 )時 ， 向 母 液 中 加 入 食 鹽 細 粉 ， 而 使 NH4Cl單 獨 結 晶 析 出 供 做 氮 肥 此 法 優(yōu) 點 ： 保 留 了 氨 堿 法 的 優(yōu) 點 ， 消 除 了 它 的 缺 點 ， 使 食 鹽 的 利 用 率 提 高 到 96%； NH4Cl可 做 氮 肥 ； 可 與 合 成 氨 廠 聯(lián) 合 ， 使 合 成 氨 的 原 料 氣 CO轉 化 成 CO2， 革 除 了 CaCO3制 CO2這 一 工 序 。 （ 3） 碳 酸 鈉 性 質 探 究 碳 酸 鈉 與 酸 反 應 及 氫 氧 化 鈉 與 二 氧 化 碳 制 取 碳 酸 鈉 的

18、 過 程 均 為 有 先 后 關 系 ， 分 步 進 行 ， 在 選 擇 題 和 填 空 題 中 都 是 熱 點 。 在 解 題 過 程 中 分 清 先 后 ， 寫 出 反 應 ， 進 行 解 題 。 【 方 法 精 講 】 3、 鈉 及 其 化 合 物 綜 合 轉 化 關 系 及 應 用 【 典 例 精 講 】 【 例 1】 關 于 Na2CO3和 NaHCO3性 質 的 說 法 不 正 確 的 是 （ ） A 在 水 中 的 溶 解 性 ： NaHCO3 Na2CO3 B 相 同 條 件 下 ， 與 等 濃 度 鹽 酸 反 應 生 成 CO2的 速 率 ： NaHCO3 Na2CO3 C

19、等 質 量 的 Na2CO3和 NaHCO3分 別 與 足 量 鹽 酸 反 應 ， NaHCO3放 出 CO2更 多 D 等 物 質 的 量 的 Na2CO3和 NaHCO3分 別 與 足 量 鹽 酸 反 應 產 生 的 CO2質 量 相 同 【 答 案 】 B【 解 析 】 A 向 飽 和 碳 酸 鈉 溶 液 中 通 入 二 氧 化 碳 析 出 碳 酸 氫 鈉 晶 體 ， 則 相同 條 件 下 ， 在 水 中 的 溶 解 性 為 NaHCO 3 Na2CO3， 故 A正 確 ； B 碳 酸 氫鈉 和 鹽 酸 一 步 反 應 ， 而 碳 酸 鈉 和 鹽 酸 反 應 分 步 完 成 ， 所 以

20、與 鹽 酸 反 應 的 速率 為 NaHCO3 Na2CO3， 故 B錯 誤 ； C 等 質 量 的 Na2CO3和 NaHCO3， 碳酸 鈉 的 摩 爾 質 量 大 ， 其 物 質 的 量 少 ， 鹽 酸 足 量 ， 則 與 鹽 酸 完 全 反 應 ， 碳 酸鈉 產 生 的 氣 體 少 ， 故 C正 確 ； D 碳 酸 鈉 和 碳 酸 氫 鈉 與 足 量 的 鹽 酸 反 應 時 ，根 據 碳 元 素 守 恒 ， 等 物 質 的 量 的 Na2CO3、 NaHCO3中 C的 量 相 等 ， 均 生 成二 氧 化 碳 ， 所 以 生 成 二 氧 化 碳 的 量 相 等 ， 故 D正 確 ； 故

21、選 B。 【 例 2】 下 列 各 組 物 質 相 互 混 合 反 應 后 ， 最 終 有 白 色 沉 淀 生 成 的 是 （ ） 少 量 Ca(OH)2投 入 過 量 NaHCO3溶 液 中 過 量 NaOH溶 液 和 明 礬 溶 液 混 合 金 屬 鈉 投 入 到 FeCl2中 向 NaAlO2溶 液 中 通 入 過 量 CO2 向 飽 和 Na2CO3溶 液 中 通 入 過 量 CO2 A B 只 有 C 只 有 D 只 有 【 典 例 精 講 】 【 答 案 】 B【 解 析 】 少 量 Ca(OH) 2投 入 過 量 NaHCO3溶 液 中 ， 發(fā) 生 反 應 產 生 CaCO3、N

22、a2CO3和 水 ， 因 此 有 白 色 沉 淀 產 生 ， 正 確 ； 過 量 NaOH溶 液 和 明 礬 溶 液 混 合 ，產 生 可 溶 性 的 NaAlO2， 不 能 產 生 沉 淀 ， 錯 誤 ； 金 屬 鈉 投 入 到 FeCl2中 ， 發(fā) 生反 應 產 生 白 色 Fe(OH)2沉 淀 和 氫 氣 ， 白 色 Fe(OH)2沉 淀 會 被 氧 化 產 生 紅 褐 色 的Fe(OH)3沉 淀 ， 不 是 白 色 沉 淀 ， 錯 誤 ； 向 NaAlO2溶 液 中 通 入 過 量 CO2， 最 終會 產 生 白 色 Al(OH)3沉 淀 ， 正 確 ； 向 飽 和 Na2CO3溶 液

23、 中 通 入 過 量 CO2， 會 產生 白 色 NaHCO3沉 淀 ， 正 確 。 因 此 可 以 產 生 白 色 沉 淀 是 ， 選 項 B正 確 。 1 現 有 兩 瓶 失 去 標 簽 的 Na2CO3和 NaHCO3無 色 的 飽 和 溶 液 ， 請 提 出 簡 便 的 鑒 別 方 法 ， 其 中 不 合 理 的 是 （ ） 用 干 燥 的 pH試 紙 檢 驗 ， pH大 的 是 Na2CO3 取 同 量 的 溶 液 于 兩 支 試 管 中 ， 各 滴 入 酚 酞 試 液 ， 紅 色 較 深 的 是 Na2CO3 取 同 量 的 溶 液 于 兩 支 試 管 中 ， 加 熱 ， 有 氣

24、泡 產 生 的 是 NaHCO3 取 同 量 的 溶 液 于 兩 支 試 管 中 ， 逐 滴 加 入 稀 鹽 酸 ， 開 始 就 有 氣 體 放 出 的 是 NaHCO3 取 同 量 的 溶 液 于 兩 支 試 管 中 ， 滴 加 BaCl2溶 液 ， 生 成 白 色 沉 淀 的 是 Na2CO3 取 同 量 的 溶 液 于 兩 支 試 管 中 ， 滴 加 Ba（ OH） 2溶 液 ， 生 成 白 色 沉 淀 的 是 Na2CO3 A B C D 【 考 題 精 練 】 【 答 案 】 B【 解 析 】 碳 酸 鈉 、 碳 酸 氫 鈉 都 是 強 堿 弱 酸 鹽 水 解 呈 堿 性 ， 同 溫

25、 度 相 同 物 質 的量 濃 度 碳 酸 鈉 、 碳 酸 氫 鈉 溶 液 中 ， Na2CO3水 解 程 度 大 于 NaHCO3， 所 以Na2CO3溶 液 中 氫 氧 根 離 子 濃 度 大 ， pH大 ， 正 確 ； Na2CO3較 NaHCO3水 解程 度 大 ， 分 別 滴 加 酚 酞 試 液 ， 紅 色 較 深 的 是 Na2CO3溶 液 ， 正 確 ； 取 同 量的 溶 液 于 兩 支 試 管 中 ， 加 熱 ， 均 沒 有 氣 體 生 成 ， 錯 誤 ； 取 同 量 的 溶 液 于 兩支 試 管 中 ， 逐 滴 加 入 稀 鹽 酸 ， 碳 酸 氫 鈉 反 應 快 ， 開 始

26、就 有 氣 體 放 出 的 是NaHCO3， 正 確 ； 取 同 量 的 溶 液 于 兩 支 試 管 中 ， 滴 加 BaCl2溶 液 ， 生 成 白色 沉 淀 的 是 Na 2CO3， 而 碳 酸 氫 鈉 與 氯 化 鋇 不 反 應 ， 正 確 ； 二 者 均 與 Ba（ OH） 2溶 液 反 應 ， 生 成 白 色 沉 淀 ， 不 能 鑒 別 二 者 ， 錯 誤 ； 答 案 選 B。 【 考 題 精 練 】 2 在 1.00L 1mol/L氫 氧 化 鈉 溶 液 中 通 入 16.8L標 準 狀 況 下 的 CO2氣 體 ， 所 得 的 溶 液 中 含 有 的 溶 質 是 （ ） A Na

27、2CO3 B NaHCO3 C Na2CO3和 NaHCO3 D NaOH、 Na2CO3和 NaHCO3【 考 題 精 練 】 【 答 案 】 C【 解 析 】 此 題 易 誤 選 A項 或 B項 。 正 確 解 法 是 利 用 極 值 法 判 斷 ： （ 1） 當 CO2的 物 質 的 量 不 足 NaOH的 物 質 的 量 的 1 /2 時 ， 反 應 只 能 生 成 Na2CO3； (2)當CO2的 物 質 的 量 等 于 或 大 于 氫 氧 化 鈉 的 物 質 的 量 時 ， 生 成 的 Na2CO3會 完 全與 CO 2反 應 轉 化 為 NaHCO3； (3)只 有 當 CO2的 物 質 的 量 大 于 NaOH的 物 質 的量 的 1 /2 ， 且 小 于 NaOH的 物 質 的 量 時 ， 才 會 生 成 Na2CO3和 NaHCO3兩 種 產物 。 經 過 計 算 題 給 數 據 可 知 ， 本 題 屬 于 第 （ 3） 種 情 況 ， 所 以 溶 液 中 的 產 物為 Na2CO3和 NaHCO3。