1、第二单元 钠、镁及其化合物 专题2 从海水中获得的化学物质 第一课时 钠及其化合物新知初探自学导引 自主学习一、钠(Na)1钠的存在 钠元素在自然界中分布很广，在海水中储量极为丰富，但都是以_存在。2钠的性质(1)物理性质 化合态钠是一种_金属，质_，密度为0.97 gcm3，熔点为97.8。(2)化学性质 钠单质能够与水发生反应，表现为_性，其反应方程式为：_。银白色软还原2Na2H2O=2NaOHH2金属钠露置在空气中与氧气反应，生成白色的氧化钠；钠在空气中燃烧，生成淡黄色的过氧化钠。对应的化学反应方程式为：_,_。3钠的用途(1)钠除了可用来制取一些钠的化合物外，还可用于从钛、锆、铌、钽
2、等金属的氯化物中置换出金属单质。写出钠制取钛的反应方程式：_。4NaO2=2Na2O2NaO2=点燃 Na2O2TiCl44Na=700800 Ti4NaCl(2)钠和钾的合金在常温下是_，可用于_，充有钠蒸气的_发出的黄光射程远，透雾能力强，常用于道路和广场的照明。4工业制法 目前，世界上金属钠的生产多数采用电解熔融氯化钠的方法，其反应原理为：_。液态快中子反应堆作热交换剂高压钠灯2NaCl2NaCl2想一想1钠为什么具有很强的活泼性(主要表现还原性)?提示：Na的原子结构示意图为，原子半径大，最外层电子数少，较易失去最外层的1个电子,从而达到8电子的稳定结构.二、钠的化合物 1氧化钠与过氧
3、化钠 物质 氧化钠 过氧化钠 氧的价态 2价 _价化学式 Na2O _所含离子 2个Na和1个O2 2个Na和1个_1Na2O2 O22物质 氧化钠 过氧化钠 颜色状态 白色固体 _色固体 氧化物类别 碱性氧化物 过氧化物(不属于碱性氧化物)与氧气反应 2Na2OO2_不反应，稳定性强 与水反应 Na2OH2O=2NaOH 2Na2O22H2O=4NaOHO2=2Na2O2 淡黄物质 氧化钠 过氧化钠 与CO2反应 Na2OCO2=Na2CO3 _与HCl反应 Na2O2HCl=2NaClH2O _漂白性 无漂白性 强氧化性，漂白性 2Na2O22CO2=2Na2CO3O2 2Na2O24HC
4、l=4NaClO22H2O 物质 氧化钠 过氧化钠 用途 制NaOH 漂白剂、消毒剂、供氧剂 保存 都容易吸收空气中的CO2和水蒸气而变质，所以都应密封保存；Na2O2还要远离易燃物 2.碳酸钠(Na2CO3)(1)物理性质 俗名 颜色 状态 水溶性 纯碱 白色 粉末 _溶，溶液呈_性 易碱(2)化学性质(写出化学反应方程式)2HClNa2CO3=2NaClH2OCO2Ca(OH)2Na2CO3=CaCO32NaOH CaCl2Na2CO3=2NaClCaCO3Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3(3)用途重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油等工业中有着广泛的应用。想
5、一想2(1)为什么过氧化钠可以作为呼吸面具中的供氧剂？(2)为什么向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时会有晶体析出？提示：(1)Na2O2可以与人呼出的CO2及水蒸气反应放出O2。(2)向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时发生反应：Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，由反应可知，106 g Na2CO3可生成168 gNaHCO3且消耗了18 g溶剂水，同时Na2CO3的溶解度又比NaHCO3的溶解度大。自主体验1通过你的观察和推理，判断下列实验室中对于少量钠的保存方法正确的是()A保存在水中B密封，保存在细口瓶中C用铝箔包裹，密封在广口瓶中D密封，保存在广口瓶的煤油中解析：选D。钠极易
6、与空气中O2、H2O等发生反应，所以一定要隔绝空气密封保存，钠又是固体且密度比煤油的大，所以D项正确.解析：选A。Na2CO3不是碱。2下面对 Na2CO3 采用不同分类法的分类，不正确的是()ANa2CO3是碱 BNa2CO3是盐CNa2CO3是钠盐DNa2CO3是碳酸盐3根据实验操作填空。(1)钠与水反应现象及原因(2)Na2CO3性质实验实验项目 实验现象 结论(或化学方程式)试管中，澄清石灰水变_；试管中，氯化钙溶液变_ _ _ 实验项目 实验现象 结论(或化学方程式)开始无气体产生，一段时间后产生气体，气球_起来 Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl NaHCO3HCl=NaCl
7、H2OCO2 实验项目 实验现象 结论(或化学方程式)pH试纸变为_色 碳酸钠溶液呈_性(pH7)实验项目 实验现象 结论(或化学方程式)铜片表面变得_ 热的纯碱溶液具有很强的_能力 答案：(1)小 放 低 气体 碱(2)浑浊 浑浊 Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH CaCl2Na2CO3=2NaClCaCO3 鼓 蓝 碱 洁净光亮 去油污 要点突破讲练互动 探究导引将钠投入到CuSO4溶液中，钠是先与H2O反应还是先与Cu2反应呢？提示：由于Cu2也是水合铜离子，即Cu2周围有一层水分子包围着，所以钠先与水反应，生成的NaOH再与Cu2反应。钠与水、盐溶液和其他水溶液的反应
8、要点归纳(1)钠与水反应的实质是钠与水电离出的氢离子反应。钠很容易跟空气中的氧气和水发生反应，因此，在实验室中通常将钠保存在煤油里。由于钠的密度比煤油大，所以钠沉在煤油下面，与氧气和水隔绝。大量的钠要用石蜡封存，使之隔绝空气和水。(2)钠与酸反应,实质上是钠与酸电离出的H反应，所以当金属与酸溶液反应时，由于溶液中的H主要来源于酸，因此钠先与酸反应，若钠是过量的则继续与水反应。因为酸中H浓度远大于水中H浓度，所以钠与酸反应要比与水反应剧烈，以至发生燃烧或轻微爆炸。(3)Na放入盐溶液时，先与水反应，生成的碱与盐可能发生复分解反应。例如：将Na放入CuSO4溶液中，反应剧烈，有气体和沉淀生成，发生
9、如下反应：2Na2H2O=2NaOHH2 2NaOHCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4 故钠与盐溶液反应时，不能置换出盐中的金属。即时应用1将一小块钠投入盛有 5 mL 饱和澄清石灰水的试管中，不可能观察到的现象是()A钠熔成小球并在液面上到处跳动B有气体产物生成C溶液中有银白色金属析出D溶液变浑浊解析：选C。钠与碱溶液反应要比与水反应缓和的多，因为碱溶液中c(H)很小；钠仍然会浮在液面上且熔化成小球并在液面上到处游动，A项正确；B项正确；由于反应放热，Ca(OH)2的溶解度会随温度升高而降低,且钠还消耗了溶剂水，所以D项正确；钠不如钙活泼，不会置换出钙，C项不正确。碳酸钠、碳酸氢钠及侯氏
10、制碱法 探究导引 1向某溶液中滴加足量盐酸后，产生无色无味且能够使澄清石灰水变浑浊的气体，则该溶液中一定含有 CO23 吗？提示：不对；含有 HCO3 也会产生上述现象。探究导引2能否用澄清石灰水来区别Na2CO3和NaHCO3？提示：不能；因为二者均可与澄清石灰水产生白色沉淀。要点归纳(1)Na2CO3与NaHCO3的比较物质 性质 Na2CO3 NaHCO3 水溶性 均易溶,相同温度下,Na2CO3的溶解度大 溶液的酸碱性 均呈碱性，相同浓度时，Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3的强 热稳定性 稳定 不稳定，受热易分解 与同浓度的酸反应 速率慢，放出CO2气体 速率快，放出CO2气体 物
11、质 性质 Na2CO3 NaHCO3 与CO2反应 Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3 不反应 与NaOH反应 不反应 NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O 与Ca(OH)2反应 Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH 2NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3Na2CO32H2O 物质 性质 Na2CO3 NaHCO3 与CaCl2溶液反应 Na2CO3CaCl2=CaCO32NaCl 不反应 相互转化(2)Na2CO3的制法侯氏制碱法：我国化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法的原理是：将 CO2 通入氨化的饱和NaCl 溶液中，使溶解度较小的 NaHCO3析出，过滤后加热 Na
12、HCO3便可得到纯碱(Na2CO3)。NaCl NH3 CO2 H2O=NaHCO3 NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3H2OCO2即时应用2关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中正确的是()A.Na2CO3比NaHCO3难溶于水B.NaHCO3比Na2CO3稳定C.石灰水能和NaHCO3反应不与Na2CO3反应D.等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸反应，消耗盐酸的物质的量之比为21解析：选D。选项 判断 原因 A Na2CO3与NaHCO3均易溶于水，但Na2CO3在水中的溶解度比NaHCO3大 B NaHCO3加热时会发生分解，而Na2CO3加热时不分解 C 石灰水与
13、Na2CO3、NaHCO3均能发生反应 D Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2 NaHCO3HCl=NaClH2OCO2 题型探究权威预测 钠的活泼性某同学设计出一种在隔绝空气下让钠与水反应的方法，利用煤油来控制反应速率，使学生能仔细观察到各种实验现象。该方法简便、安全、现象明显、有趣味性。例1实验装置如图所示，将长颈漏斗和套有乳胶管的玻璃管插入橡皮塞孔中，乳胶管另一端接有金属尖嘴管，乳胶管上带有弹簧夹。实验时，往100 mL的大试管中先加入40 mL煤油，取绿豆粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入滴有酚酞的水直至液体充满整个试管。根据反应中观察到的现象，回答下列问
14、题：(1)实验前怎样检验该装置的气密性？_。(2)金属钠变化的现象是_。(3)大试管中溶液颜色的变化是_。(4)装置中液面的变化分别是：大试管中_；长颈漏斗中_。(5)简述检验产生气体的方法：_。【思路点拨】(1)搞清楚装置的构造；(2)结合化学反应理清实验过程；(3)检查气密性时首先要形成一个封闭系统.【解析】本实验是在隔绝空气的条件下探究钠与水的反应，故不会发生起火、爆炸现象，要求装置的气密性良好。由于钠的密度比水小，而比煤油大，所以钠在煤油与水的界面处漂浮。钠与水反应产生的气体在逸出过程中把钠带入煤油层，钠在重力作用下再回到界面。反复多次，直至钠完全消失。产生的气体聚集在大试管上部，把液
15、体反压到长颈漏斗中。【答案】(1)关闭弹簧夹，通过长颈漏斗向大试管中加水直至漏斗中液面高于试管中液面，一段时间后液面差保持不变，说明装置气密性良好(2)钠在煤油中逐渐下沉，至水面时与水发生反应，熔化成闪亮的小球，像热气球一样在煤油中作上下跳动，最后完全消失(3)溶液从上至下逐渐由无色变为红色(4)液面逐渐下降 液面逐渐上升(5)当漏斗中液面上升到一定高度后，打开弹簧夹，点燃气体，有淡蓝色火焰产生【易错警示】本题利用钠与水反应的实验，考查了钠的性质的同时，又考查相关实验技能。本题易错之处在于，有的同学认为钠浮于煤油之上，是没注意钠的密度小于水而大于煤油；认为钠在水面上游动，是没有考虑到钠与水反应
16、产生的氢气对钠的推动作用。Na2CO3与NaHCO3的性质 下述实验为“套管实验”，小试管内塞有蘸有无水硫酸铜粉末的棉花球。例2点燃酒精灯，能观察到：小试管中棉花球变成蓝色；B烧杯中澄清石灰水变浑浊，A中有气泡冒出，但澄清石灰水不变浑浊。(1)写出小试管中发生反应的化学方程式：_。(2)B烧杯中发生反应的化学方程式：_。(3)该实验说明了_；_。【思路点拨】比较受热温度高的Na2CO3和受热温度低的NaHCO3哪一个先发生变化通过澄清石灰水是否变浑浊来判断。【解析】观察实验装置，Na2CO3受热温度比NaHCO3高，但NaHCO3可分解，而Na2CO3不分解，【答案】(1)2NaHCO3=Na
17、2CO3H2OCO2(2)CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O(3)Na2CO3受热不分解 NaHCO3热稳定性比Na2CO3 小，NaHCO3 受热分解的生成物中含有 H2O 和 CO2说明Na2CO3的热稳定性较高。小试管中的无水硫酸铜检验NaHCO3分解生成的产物水，澄清石灰水检验分解生成的产物CO2,说明NaHCO3分解产物中有CO2和H2O。【名师点睛】(1)特别注意，Na2CO3受热虽不能分解，但在加热时，由于大试管中空气被赶出，所以A烧杯中也有气泡，只不过不是CO2，而是空气。另外，可以利用这个反应来鉴别Na2CO3和NaHCO3。(2)鉴别Na2CO3和NaHCO3的方法 C
18、aCl2溶液或BaCl2溶液。滴加稀盐酸，开始无气泡后有气泡产生的为Na2CO3。均配成饱和溶液后，通入CO2，有晶体析出的为Na2CO3。课堂达标即时巩固 热点示例思维拓展 测定Na2O2的纯度【经典案例】某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样，测定该样品(1.560 g)中Na2O2的质量分数，其操作流程如下：(1)操作的名称是_。(2)需直接测定的物理量是_。(3)测定过程中需要的仪器有电子天平、蒸发皿、酒精灯，还需要_、_.(固定、夹持仪器除外)(4)在转移溶液时，如溶液转移不完全，则Na2O2质量分数的测定结果_(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。【解析】该方案实际上是用 Na2O、Na2O2均与 HCl 反应生成 NaCl，蒸发结晶后称量NaCl 的质量。可以设样品中 Na2O、Na2O2的物质的量分别为 x 和 y，最后称量 NaCl 的质量为 a g，利用守恒法可得：62 gmol1x78 gmol1y1.560 g58.5 gmol12x2ya g，整理后：8y/311.560/62a/117，若溶液转移不完全，则导致a偏小，y偏大，即Na2O2的质量分数偏大。【答案】(1)蒸发(2)NaCl的质量(3)烧杯 玻璃棒(4)偏大