近几年高考化学钠及其化合物考察的的方向主要侧重:钠及其化合物的性质推断,有关钠及其化合物的计算,且主要出现在选择题中。在无机化学中有着非常重要的地位。今天点心优课化学于汐老师就无机化学《钠及其化合物》做一轮复习重难点知识点总结整理。
1.钠的物理性质
颜色:银白色,有金属光泽;
密度:ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油);
熔点:低于100 ℃;
硬度:质地柔软,可以用小刀切割。
2.从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
(2)与水反应
①离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
②与滴加酚酞的水反应的现象及解释
(3)与盐酸反应
离子方程式:2Na+2H+===2Na++H2↑。
3.钠的制取及保存
(1)制取:化学方程式为2NaCl(熔融)=====通电2Na+Cl2↑。
(2)保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中。
4.钠的用途
(1)制取Na2O2等化合物。
(2)钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。
(3)用作电光源,制作高压钠灯。
(4)冶炼某些金属
金属钠具有强的还原性,熔融状态下可以用于制取金属,如4Na+TiCl4=====熔融4NaCl+Ti。
注意:1.金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板
5.金属钠与溶液反应现象分析思维模板
(1)共性:因为钠与不同的溶液反应均属于剧烈的置换反应,故有共同的现象产生:①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:在液面上不停地游动直至反应完;④响:反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。
(2)差异性:与酸及能形成弱碱的金属盐溶液反应时,由于溶液中H+浓度较大,反应比与水剧烈,最后钠可能在液面上燃烧;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。
6. 氧化钠和过氧化钠的性质
注意:1.Na2O2与CO2、H2O反应的四个角度探究
(1)从氧化还原角度
①Na2O2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。
②2 mol的Na2O2不论与水还是与CO2反应均生成1 mol的O2,转移 2 mol的电子。
(2)从物质的量的角度
①2 mol的Na2O2不论与水还是与CO2反应均生成1 mol的O2,消耗2 mol的H2O或2 mol的CO2。
②若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量的Na2O2,气体体积减少的量等于原混合气体体积的12,且等于生成氧气的体积。
(3)从先后顺序的角度
Na2O2与水蒸气、CO2混合气体反应时,Na2O2应视为首先与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。
(4)从质量的角度
每摩尔Na2O2与足量CO2、H2O分别完全反应时相当于吸收了28 g CO、2 g H2。
7.增重量等于可燃物质量的规律
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,W g该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后,固体增重必为W g。或是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,即可满足该条件。
中学阶段常见的符合这一关系的物质有:
(1)无机物:H2、CO及H2和CO的混合气体;
(2)有机物:CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。
8. 过氧化钠的结构及性质特点
氧原子最外层有6个电子,一般情况下,它容易从外界获得2个电子(或与其他原子形成2对共用电子对)形成比较稳定的8电子结构。在Na2O2和H2O2中,氧是-1价,这是因为两个氧原子之间以一对共用电子相结合(非极性键),形成了一种不太稳定的结构。
-1价介于氧的两种较稳定化合价0和-2之间,因此Na2O2既可以在一定条件下获得电子表现氧化性(如与SO2、Fe2+、品红等反应),也可以在一定条件下失去电子表现还原性(如与H+和 反应),还可以在一定条件下发生歧化反应(如与H2O、CO2等反应);但主要以氧化性为主。
9. 碳酸钠和碳酸氢钠的性质
10. 二氧化碳与氢氧化钠溶液反应产物的判断
二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的有关化学方程式:
CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O(CO2不足)[来源:学科网ZXXK]
CO2+Na2CO3+H2O====2NaHCO3
CO2+NaOH====NaHCO3(CO2过量)
由上述反应原理可知:
①除去NaHCO3溶液中混有的Na2CO3,可采用通入足量CO2的方法。
②用NaOH制备NaHCO3,可采用向NaOH溶液中通入过量CO2的方法。
③若n(CO2)∶n(NaOH)=1∶1时,其产物为NaHCO3;若n(CO2)∶n(NaOH)=1∶2时,其产物为Na2CO3;若1> 时,其产物为NaHCO3和Na2CO3,可根据反应前后碳原子、钠离子守恒关系,求出n(NaHCO3)和n(Na2C O3)。
11. 碳酸钠、碳酸氢钠主要性质 比较及鉴别
(1)热稳定性不同。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的石灰水中,石灰水变浑浊的原试剂是NaHCO3,另一个为Na2CO3。
(2)和酸反应速率不同。分别取一定量的固体,加入等浓度、等体积的盐酸,反应快、产生气体多的为碳酸氢钠,另一个为碳酸钠。
(3)阴离子不同。分别取其稀溶液,滴加氯化钡稀溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的原试剂 为碳酸钠,另一个为碳酸氢钠。(该方法必须取极稀溶液)
(4)溶液的酸碱性。测其稀溶液(0.1 mol·L-1)的pH,碳酸钠溶液的pH在12左右,而碳酸氢钠溶液的pH在8左右。
12. 碳酸钠溶液与盐酸反应时,二者滴加的次序不同,产生的现象不同
向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量):2HCl+Na2CO3====2NaCl+CO2↑+H2O。若向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(开始时酸不足):HCl+Na2CO3====NaCl+NaHCO3(无气泡),HCl+NaHCO3====NaCl+CO2↑+H2O。由以上分析可知,不同的滴加顺序产生不同的现象,这就是不用其他试剂鉴别Na2CO3溶液和盐酸的原理。
13. 碳酸钠和碳酸氢钠的定量测定
用数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应
(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,第一步:CO2-3转化为HCO-3,无气体产生;第二步:HCO-3与H+反应产生CO2。消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示。
(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示。
(3)向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y=1∶1,其他比例时的图像略)。
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n=1∶1,其他比例时的图像略).