《高考化學一輪復習 專題3_2 鈉的其他常見化合物 堿金屬（講）（含解析）1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考化學一輪復習 專題3_2 鈉的其他常見化合物 堿金屬（講）（含解析）1（15頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

專題3.2 鈉的其他常見化合物 堿金屬 1、 掌握碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉的性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及檢驗 2、 掌握侯氏制堿法的基本原理及應用 3、 掌握堿金屬元素性質(zhì)的相似性和遞變性 一、碳酸鈉和碳酸氫鈉 1、碳酸鈉和碳酸氫鈉的比較 碳酸鈉(Na2CO3) 碳酸氫鈉(NaHCO3) 俗名 純堿、蘇打 小蘇打 色態(tài) 白色粉末 細小白色晶體 溶解性 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 化學性質(zhì) 熱穩(wěn)定性 加熱不分解 不穩(wěn)定，受熱易分解 與H＋反應 CO＋2H＋===H2O＋CO2↑ HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 與堿反應 與OH－不反應，但發(fā)生反應Ca2＋＋CO===CaCO3↓ Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O(堿過量) Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O(堿不足) 與某些鹽(如CaCl2) Ca2＋＋CO===CaCO3↓ 不反應 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 Na2CO3 NaHCO3 2、碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別 （1）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(chǎn)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。 （2）和酸反應速率不同。分別取一定質(zhì)量的固體，加入等濃度、等體積的鹽酸，反應快、產(chǎn)生氣體多的為NaHCO3，另一個為Na2CO3。 （3）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(chǎn)生沉淀的原試劑為Na2CO3，另一個為NaHCO3。 （4）溶液的酸堿性。測其稀溶液(0.1 molL-1)的pH，Na2CO3溶液的pH在12左右，而NaHCO3溶液的pH在8左右。 3、 碳酸氫鈉和碳酸鈉的制法 （1）制取NaHCO 3的方法 ①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。 ②往飽和Na2CO3 溶液中通入CO2，過濾得到晶體。 Na2CO 3+CO 2+H2O=2NaHCO 3 （2）聯(lián)堿法制純堿原理 ①在飽和食鹽水中通NH3飽和后，再通CO2 ：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 ②生成NH4HCO3的溶解度大，而c(Na+)也大，而NaHCO3溶解度小，故產(chǎn)生沉淀： NaCl+ NH4HCO3=NaHCO3↓+NH4Cl， 總方程式：NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl。 ③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，所生成的NaHCO3、NH4Cl也很少，這樣就無法制取NaHCO3。 【典型例題1】有關碳酸氫鈉和碳酸鈉的性質(zhì)，以下敘述錯誤的是 （ ） A．等質(zhì)量的Na2CO3、NaHCO3與足量的鹽酸反應，在相同條件下Na2CO3產(chǎn)生CO2的體積大 B．等物質(zhì)的量的Na2CO3和NaHCO3與同濃度的足量鹽酸反應，Na2CO3所消耗鹽酸的體積是NaHCO3的兩倍 C．將石灰水加入Na2CO3和NaHCO3溶液中，都產(chǎn)生白色沉淀 D．同物質(zhì)的量濃度的兩種溶液，碳酸鈉溶液的pH大于碳酸氫鈉溶液 【答案】A 【考點定位】考查鈉的重要化合物 【點評】本題考查Na2CO3和NaHCO3性質(zhì)的異同，注意把握Na2CO3和NaHCO3性質(zhì)，注重基礎知識的積累。①溶于水并觀察現(xiàn)象,溶解度較大其溶于水放熱的是碳酸鈉,溶解度較小且水溫無明顯變化的是碳酸氫鈉；②溶于水加熱,再通入澄清的石灰水,有氣泡產(chǎn)生且有白沉淀的是碳酸氫鈉,無變化的是碳酸鈉；③用pH試紙或pH計測試其pH值,堿性較強的是碳酸鈉,堿性較弱的是碳酸氫鈉；④溶于水并加氫氧化鈣或氫氧化鋇,有白色沉淀生成的是碳酸鈉,無變化的是碳酸氫鈉。 【遷移訓練1】【甘肅蘭州一中2016屆9月考】有3份等質(zhì)量的小蘇打，第1份直接與過量鹽酸反應；第2份先加熱，使其部分分解后，再與過量鹽酸反應；第3份先加熱，使其完全分解后，再與過量鹽酸反應。假若鹽酸的物質(zhì)的量濃度相同，實際消耗鹽酸的體積分別為V1、V2和V3，則V1、V2和V3的大小關系正確的是 （ ） A．V1＞V2＞V3 B. V1＞V3＞V2 　C. V2＞V3＞V1 D.V1=V2=V3 【答案】D 【解析】 試題分析：第一份發(fā)生的反應為：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，NaHCO3與HCl的物質(zhì)的量之比為1：1；先加熱，再與過量鹽酸反應，發(fā)生的反應為：2NaHCO3Na2CO3+ CO2↑+H2O，Na2CO3+2HCl=2NaCl+ CO2↑+H2O，可得NaHCO3與HCl的物質(zhì)的量之比為1：1，故D項正確。 考點：本題考查化學反應及應用。 二、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 ①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O ②CO2+ Na2CO3+ H2O =2NaHCO3 ③CO2+NaOH=NaHCO3（①②之和） 反應情況 生成物 <1:2 NaOH過量，只發(fā)生① Na2CO3、過量NaOH =1:2 恰好按①反應 Na2CO3 1:2< < 1 ①、均有 Na2CO3、NaHCO3 =1:1 恰好按③反應 NaHCO3 >1:1 按③反應，CO2有剩余 NaHCO3 【典型例題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(zhì)是 （ ） A．Na2CO3 B．NaHCO3 C．Na2CO3和NaHCO3 D．NaOH、Na2CO3和NaHCO3 【答案】 C 【點評】在解決此類問題中要搞清楚反應過程，選用合適分方法進行解題。在本題中二氧化碳與氫氧化鈉先反應生成碳酸鈉，后生成碳酸氫鈉，在解題過程中用極值法解題。 【遷移訓練2】【湖南石門一中2016屆10月月考】用1 L 0.5 molL－1NaOH溶液吸收0.4 mol CO2，所以溶液中的CO和HCO的物質(zhì)的量濃度之比約是 （ ） A．3∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．1∶3 【答案】D 考點： 氫氧化鈉的性質(zhì) 三、堿金屬元素 1、原子結(jié)構(gòu) （1）相似性：最外層均為1個電子，易失去一個電子 （2）遞變性：核電荷數(shù)依次增多，電子層數(shù)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(zhì) （1）相似性：均為活潑金屬元素，最高正價均為+1價 （2）遞變性：失電子能力依次增強，金屬性依次增強 3、單質(zhì)性質(zhì) （1）相似性：均具強還原性，均具輕、軟、易熔的特點 （2）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），硬度趨向減小 4、化合物性質(zhì) （1）相似性：氫氧化物均為強堿 （2）遞變性：氫氧化物的堿性依次增強 5、堿金屬的性質(zhì)規(guī)律與特例 （1）通常合金多呈固態(tài)，而鈉鉀合金卻是液態(tài)。 （2）堿金屬單質(zhì)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。 （3）堿金屬單質(zhì)密度一般隨核電荷數(shù)增大而遞增，但K的密度比Na小。 （4）堿金屬單質(zhì)一般跟水劇烈反應，但Li跟水反應緩慢（LiOH溶解度小）。 （5）堿金屬單質(zhì)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。 （6）堿金屬的鹽一般都易溶于水，但Li2CO3卻微溶。 （7）一般說，酸式鹽較正鹽溶解度大，但NaHCO3卻比Na2CO3溶解度小。 （8）試劑瓶中的藥品取出后，一般不能放回原瓶，但IA金屬Na、K等除外。 （9）一般活潑金屬能從鹽中置換出不活潑金屬，但對IA非?；顫姷慕饘貼a、K等除外。如：2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。 （10）Fr是放射性元素，所以在自然界中不存在。 三、焰色反應 許多金屬或他們的化合物在燃燒時火焰呈現(xiàn)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(zhì)。鈉是黃色 ，鉀是紫色（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：①鉑絲在火焰上灼燒至原火焰色。 ②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。 ③鹽酸洗鉑絲。 ④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）。⑤再蘸?。ㄕ慈。┝硗饣瘜W藥品進行實驗。 【典型例題3】2003年諾貝爾化學獎授予了美國科學家Peter Agre和Roderick Mackinnon以表彰他們在“水通道”和“離子通道”的研究成就。Mackinnon教授的研究內(nèi)容主要是Na+、K+體積很接近，但在生物體內(nèi)呈現(xiàn)的差別卻高達1萬倍，他革命性的讓科學家觀測Na+、K+在進入離子通道前、通道中以及穿過通道后的狀態(tài)，可為病人在“離子通道”中尋找具體的病因，并研制相應藥物。下列關于鈉、鉀的說法正確的是 （ ） A．單質(zhì)鈉的密度比鉀的密度小 B．Na+和K+常用作氧化劑 C．鈉和鉀都是短周期元素 D．鈉和鉀的合金在室溫下呈液態(tài) 【答案】D 考點：考查堿金屬元素的性質(zhì)。 【點評】首先掌握同族元素性質(zhì)的相似性，然后注意比較各元素性質(zhì)的差異，同時與元素周期律、元素周期表的相關知識相結(jié)合，理解物質(zhì)性質(zhì)的遞變規(guī)律。 【遷移訓練3】下述對焰色反應實驗操作注意事項的說明，正確的是 （ ） ①鉀的火焰顏色要透過藍色鈷玻璃觀察 ②先將鉑絲灼燒到與原來火焰的顏色相同，再蘸取被檢驗的物質(zhì) ③每次實驗后，要將鉑絲用鹽酸洗凈 ④實驗時最好選擇本身顏色較淺的火焰 ⑤沒有鉑絲時，也可以用光潔無銹的鐵絲代替 A．僅有③不正確 B．僅有④不正確 C．僅有⑤不正確 D．全正確 【答案】D 考點：考查焰色反應實驗操作 考點一：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(chǎn)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　CO＋H＋===HCO， ab段　HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。 2、向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積關系如圖2所示： 　　　　　 圖像特點：從O點開始即產(chǎn)生CO2氣體。 反應原理：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。 3、向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積關系如圖3所示(設Na2CO3、NaHCO3的物質(zhì)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。 反應原理：Oa段　CO＋H＋===HCO， ab段　HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。 4、向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積關系如圖4所示(設NaOH、Na2CO3的物質(zhì)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， CO＋H＋===HCO；ab段　HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。 【典型例題4】【百強校2016屆哈師大附中期中】向100mL NaOH溶液中通入一定量的CO2氣體，充分反應后，再向所得溶液中逐滴加入0.2 mol/L的鹽酸，產(chǎn)生CO2的體積與所加鹽酸體積之間關系如右圖所示。下列判斷正確的是 （ ） A．原NaOH溶液的濃度為0.1 mol/L B．通入CO2的體積為448 mL C．所得溶液的溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為n(NaOH)：n(Na2CO3) = 1: 3 D．所得溶液的溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為n(NaHCO3)：n(Na2CO3) = 2: 1 【答案】D 【考點定位】本題主要是碳酸鹽與鹽酸反應的有關計算 【點評】該題的難點是判斷反應先后關系，然后找出量的關系，確定圖像。 【遷移訓練4】【百強校2016屆吉林一中第六次月考】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 molL－1稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質(zhì)的量的關系的是 （ ） 【答案】C 【解析】 試題分析：0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3的物質(zhì)的量分別是0.01mol、0.01mol，加入稀鹽酸后，HCl先與氫氧化鈉反應，則消耗HCl的物質(zhì)的量是0.01mol，因此稀鹽酸的體積是0.01mol0.1mol/L＝0.1L，然后HCl再與碳酸鈉反應生成碳酸氫鈉，此時又消耗HCl的物質(zhì)的量是0.01mol，稀鹽酸的體積是0.1L，最后HCl再與0.01mol的碳酸氫鈉反應產(chǎn)生二氧化碳氣體0.01mol，又消耗稀鹽酸0.1L，所以對應的圖像是C，答案選C。 考點：本題主要是考查對氫氧化鈉、碳酸鈉與稀鹽酸反應圖像的分析判斷 考點二：碳酸鈉的制取及性質(zhì)探究 1、侯氏制堿法 （1）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NaHCO3晶體煅燒，即得Na2CO3： 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 母液中的NH4Cl加消石灰可回收氨，以便循環(huán)使用： 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 此法優(yōu)點：原料經(jīng)濟，能連續(xù)生產(chǎn)，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。 （2）聯(lián)合制堿法(侯氏制堿法) 根據(jù)NH4Cl在常溫時的溶解度比NaCl大，而在低溫下卻比NaCl溶解度小的原理，在278K～283K(5℃～10℃)時，向母液中加入食鹽細粉，而使NH4Cl單獨結(jié)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(zhuǎn)化成CO2，革除了CaCO3制CO2這一工序。 2、碳酸鈉性質(zhì)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。 【典型例題5】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。以NaCl、NH3、CO2等為原料先制得NaHCO3，進而生產(chǎn)出純堿。有關反應的化學方程式為：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3; NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl; 2NaHCO3 =Na2CO3+CO2↑+H2O。 Ⅰ．原理分析 碳酸氫銨與飽和食鹽水反應，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 Ⅱ．實驗探究 （1）一位同學將二氧化碳氣體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）。 回答下列有關問題： a．乙裝置中的試劑是 ； b．丁裝置中稀硫酸的作用是 ； c．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）另一位同學用圖中戊裝置（其他裝置未畫出）進行實驗。 a．實驗時，須先從 管通入 氣體，再從 管中通入 氣體。 b．有同學建議在戊裝置的b導管下端連接己裝置，理由是 。 （3）請再寫出一種實驗室制取少量碳酸氫鈉的方法： 。 【答案】 Ⅰ．C Ⅱ．（1）飽和碳酸氫鈉溶液 吸收未反應的NH3過濾 （2）a NH3 b CO2 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） 解度不大，故先從a導管通入NH3，后從b導管通入CO2。己裝置中有多孔球泡，增大CO2氣體與溶液接觸面積，提高了CO2在溶液中的吸收率。 （3）此題是開放性試題，制備少量碳酸氫鈉方法：①用碳酸氫銨與適量的飽和食鹽水反應；②往燒堿溶液中通入過量CO2；③往飽和Na2CO3溶液中通入過量CO2等。 【點評】運用化學反應原理掌握侯氏制堿法的原理，與化學實驗相結(jié)合，從實驗角度分析和判斷，解答問題。 【遷移訓練5】【百強校2016屆江西師大附中期末】下圖是模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的部分裝置。下列操作正確的是 （ ） A．a(chǎn)通入CO2，然后b通入NH3，c中放堿石灰 B．a(chǎn)通入NH3，然后b入CO2，c中放蘸稀硫酸的脫脂棉 C．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放堿石灰 D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脫脂棉 【答案】B 考點：考查侯氏制堿法判斷 考點三：鈉及其化合物綜合轉(zhuǎn)化關系及應用 【典型例題6】A、B、C、D、E五種物質(zhì)都含有同一元素，它們按下圖所示關系相互轉(zhuǎn)化，已知A為單質(zhì)。 （1）寫出A～E的化學式 （2）分別寫出有關反應的化學方程式，其中屬于氧化還原反應的，請標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目 ①A→B：________ ②A→C：________ ③A→D：________ ④C→D：________ ⑤C→E：________ ⑥D(zhuǎn)→E：________ 【答案】 （1） Na、Na2O、Na2O2、NaOH、Na2CO3 【點評】化學推斷題是一類綜合性較強的試題，如元素及化合物性質(zhì)和社會生活，環(huán)境保護，化學計算等知識，還可引入學科間綜合。它不僅可考察學生對化學知識的理解程度，更重要的是培養(yǎng)學生的綜合分析能力和思維方法。解框圖題的方法：最關鍵的是尋找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊顏色、特殊狀態(tài)、特殊氣味、特殊反應、特殊現(xiàn)象、特殊制法、特殊用途等。 【遷移訓練6】A—K是中學化學中常見的幾種物質(zhì)，它們之間的轉(zhuǎn)化關系如圖所示。已知常溫下A為固體單質(zhì)，B為淡黃色粉末，G、H為氣態(tài)單質(zhì)，I在常溫下為液體，D、E、F的水溶液均呈堿性，由C的飽和溶液制取F或E是重要的化工生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}： （1）寫出下列物質(zhì)的化學式：C________E_______ （2）寫出下列反應的化學方程式： B→D：_______________________________ C→E：_______________________________ （3）畫出F的電子式：________________ （4）常溫下若電解1L C的飽和溶液，當電路中通過0.1mol電子時，溶液的pH值(假設溶液體積不變)為_________。 【答案】 （1）NaCl、NaHCO3 （2）B→D：2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2 C→E：NaCl+CO2+NH3+H2O＝NaHCO3↓+NH4Cl （3） （4）13