學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精元素及其化合物的知識是高中化學的重要組成部分,是化學理論的核心載體，元素及其化合物知識點多，涉及面廣，與生產(chǎn)、生活、科技等問題密切相關，是化學學習和研究的重點。金屬及其化合物》的核心考點是鈉、鋁、鐵及其化合物的性質及轉化關系,合金的概念及其重要應用,金屬及其化合物的反應條件、反應現(xiàn)象、反應規(guī)律及應用,以上應用中的有關計算.許多試題都以元素化合物知識為載體，涉及元素化合物的組成、結構、性質、變化與制備等知識，設置選擇題或綜合實驗試題，并與離子反應、氧化還原反應等基本概念及基本理論相結合,關注金屬及其化合物知識在生產(chǎn)生活中廣泛的應用性、性質的多樣性，側重考查學生運用所學化學知識分析、解決問題的能力。鈉及其化合物是金屬及其化合物的典型代表之一，并滲透到整個中學化學學習的各個階段之中,是學習的重點，主要包括金屬鈉的性質、氧化鈉和過氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉等內(nèi)容。鈉為銀白色立方體結構金屬，質軟而輕可用小刀切割，密度比水小，為0.97g/cm3，熔點97.81℃,沸點882。9℃。鈉是熱和電的良導體，具有較好的導磁性，鉀鈉合金（液態(tài)）是核反應堆導熱劑.鈉是一種硬度小、熔點低的銀白色的金屬,具有金屬光澤。鈉原子的最外層只有1個電子，很容易失去，所以有強還原性。常溫下極易被氧化，加熱時可燃燒生成淡黃色的Na2O2。因為鈉在空氣中極易被氧化，實驗室保存鈉時應與空氣隔絕，通常保存在煤油中。鈉在常溫下與氧氣反應的化學方程式是4Na＋O2=2Na2O，在加熱或點燃時反應的化學方程式是2Na＋O2Na2O2，由此得出的結論是反應條件不同，其產(chǎn)物不同。鈉與水反應的化學方程式是2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，按照不同的分類方法，鈉與水的反應屬于置換反應、離子反應、氧化還原反應、放熱反應，Na是還原劑，H2O是還原劑，NaOH是氧化產(chǎn)物，H2是還原產(chǎn)物。鈉與水反應過于劇烈，一般不用此反應制備H2,金屬鈉失火不能用水或泡沫滅火器滅火，一般用砂土蓋滅.鈉與酸反應時先與酸中的H＋反應，如果鈉過量,鈉把酸消耗盡之后,再與水反應.鈉與鹽溶液反應時先與水反應，如果鹽溶液中的溶質與氫氧化鈉不反應,只發(fā)生鈉與水的反應。如果鹽溶液中的溶質與氫氧化鈉反應,則會發(fā)生兩個反應。【例1】用如圖所表示的方法研究金屬鈉與水反應的性質,其中A是用帶孔的錫箔包著的小塊的金屬鈉.（1)從大塊鈉上取下的小塊鈉要用濾紙擦一擦，這樣做的目的是________________.(2)包裹鈉塊的錫箔要預先扎上足夠多的小孔，若孔數(shù)不夠，可能出現(xiàn)的不良后果是___.假如在實驗剛開始就將鑷子松開拿出水面，A表現(xiàn)出的現(xiàn)象是________，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是______________________________________________。（3)據(jù)預測，鈉與水反應生成氫氣和氫氧化鈉。①證明生成的氣體是氫氣的實驗方法是__；②證明生成氫氧化鈉的實驗方法和相應的現(xiàn)象是________________________________；（4）如果用飽和碳酸鈉溶液代替水做鈉的性質實驗的研究．①有金屬鈉參加的化學反應的方程式是__________________________________;②其他化學反應的方程式是(假設溶液的溫度保持不變）_________________________；③再向燒杯中加入足量的稀鹽酸，化學反應的化學方程式是_____________________.【答案】(1)擦去鈉表面上的煤油，避免影響實驗效果(2)發(fā)生爆炸A浮在水面上鈉的密度小于水的密度，反應生成的氫氣增大了A所受的浮力（3）①在氣體充滿試管時，在水中單手握管、拇指封口，管口朝下拿出水面．在火焰的近處橫置試管，管口靠近火焰，松開拇指點燃氣體②向燒杯內(nèi)的溶液中滴入3滴酚酞試液,溶液顯紅色（4)①2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑②Na2CO3＋10H2O=Na2CO3·10H2O③NaOH＋HCl=NaCl＋H2O，Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑氧化鈉（Na2O）是一種白色粉末狀固體,氧元素為—2價，氧化鈉是一種堿性氧化物，能與水、酸、酸性氧化物等發(fā)生反應，氧化鈉與水反應的化學方程式是Na2O＋H2O=2NaOH，氧化鈉與CO2反應的化學方程式是Na2O＋CO2=Na2CO3。過氧化鈉(Na2O2)是一種淡黃色粉末狀固體,氧元素為-1價,過氧化鈉不屬于堿性氧化物,屬于過氧化物，過氧化鈉與水反應產(chǎn)生O2和堿性物質，同時放熱，過氧化鈉有漂白性。過氧化鈉與水反應的化學方程式是2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑,Na2O2與水反應是一個氧化還原反應，Na2O2既是氧化劑,又是還原劑。氧化鈉、過氧化鈉都能與水反應生成氫氧化鈉，其不同點是Na2O2與水反應有O2生成，Na2O與水反應無O2生成。二者與二氧化碳反應具有類似的規(guī)律,二者與二氧化碳反應具有類似的規(guī)律，過氧化鈉與二氧化碳反應的化學方程式是2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2.由于過氧化氫具有強氧化性,會將部分試劑如品紅等漂白，所以將過氧化鈉投入酚酞溶液中酚酞先變紅后褪色，這個過程是不可逆的。過氧化鈉具有強氧化性，在熔融狀態(tài)時遇到棉花、炭粉、鋁粉等還原性物質會發(fā)生爆炸.因此存放時應注意安全，不能與易燃物接觸。它易吸潮，有強腐蝕性，會引起燒傷。當放有過氧化鈉的空間發(fā)生火災時，嚴禁采用清水滅火、二氧化碳滅火器，應采用防火沙覆蓋滅火?！纠?】某課外活動小組學生模擬呼吸面具中的原理(過氧化鈉與潮濕二氧化碳的反應，涉及的反應有:2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2.設計用如圖所示儀器來制取氧氣并測量氧氣的體積。圖中的量氣裝置E是由甲、乙兩根玻璃管組成，它們用橡皮管連通，并裝入適量水．甲管有刻度(0~50mL)，供量氣用，乙管可上下移動，以調節(jié)液面高低。實驗可供選用的藥品有：稀硫酸、鹽酸、過氧化鈉、碳酸鈉、大理石、水.(1）上述裝置的連接順序是（填各接口的編號，其中連接膠管及夾持裝置均省略)：_____。(2）C裝置中放入的反應物是________________________________________________。（3）裝置A的作用是___________________________，裝置B的作用是_______________。（4）為了較準確地測量氧氣的體積,除了必須檢查整個裝置的氣密性外，在讀取反應前后甲管中液面的讀數(shù)，求其差值的過程中，應注意________和________（填寫字母編號).a．視線與凹液面最低處相平b．等待片刻，待乙管中液面不再上升時立刻讀數(shù)c．讀數(shù)時應上下移動乙管，使甲、乙兩管液面相平d．讀數(shù)時不一定使甲、乙兩管液面相平而在使用鹽酸時會使生成的CO2中混有HCl,因此要用碳酸氫鈉溶液除去。潮濕的CO2通入D中，與Na2O2反應生成O2,反應生成的O2中可能混有未反應的CO2，故需用NaOH溶液洗氣除去，然后再測量O2的體積.調節(jié)甲、乙兩管液面相平，是為了使O2的壓強與大氣壓相等，減少計算誤差?！敬鸢浮浚?)⑤③④⑥⑦②①⑧(其中⑥⑦順序可對調）（2)大理石和鹽酸(3）吸收混在氧氣中未反應的CO2吸收混在CO2中的HCl(4)ac碳酸鈉常溫下為白色無氣味的粉末或顆粒，俗名除叫蘇打外，又稱純堿。有吸水性，露置空氣中逐漸吸收1mol/L水分(約=15%），其水合物有Na2CO3·H2O,Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O.碳酸鈉易溶于水，20℃時每一百克水能溶解20克碳酸鈉，35。4℃時溶解度最大，100克水中可溶解49。7克碳酸鈉。碳酸鈉穩(wěn)定性較強，溶液顯堿性，能使酚酞變紅。能與酸發(fā)生復分解反應，碳酸鈉與鹽酸反應的化學方程式是Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O,碳酸鈉也能與一些鈣鹽、鋇鹽發(fā)生復分解反應，反應的離子方程式是COeq\o\al(2－,3）＋Ca2＋=CaCO3↓，COeq\o\al（2－,3）＋Ba2＋=BaCO3↓，碳酸鈉能和氫氧化鈣、氫氧化鋇等堿發(fā)生復分解反應，生成沉淀和氫氧化鈉,工業(yè)上常用這種反應制備燒堿。碳酸鈉是一種十分重要的化工產(chǎn)品，是玻璃、肥皂、紡織、造紙、制革等工業(yè)的重要原料.冶金工業(yè)以及凈化水也都用到它。它還可用于其他鈉化合物的制造。早在十八世紀，它就和硫酸、鹽酸、硝酸、燒堿并列為基礎化工原料--三酸兩堿之一。在日常生活中，蘇打也有很多用途，比如它可以直接作為洗滌劑使用，在蒸饅頭時加一些蘇打，可以中和發(fā)酵過程中產(chǎn)生的酸性物質.碳酸氫鈉,俗稱小蘇打。白色細小晶體，可溶于水,在水中的溶解度小于碳酸鈉。溶于水時溶液呈弱堿性。常溫性質穩(wěn)定，受熱易分解,碳酸氫鈉受熱分解的化學方程式是2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，與酸反應比Na2CO3劇烈，與HCl反應的化學方程式是NaHCO3＋HClNaCl＋H2O＋CO2↑，碳酸氫鈉與一些鈣鹽、鋇鹽不反應,能和堿反應，與氫氧化鈉反應的化學方程式是NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O，與氫氧化鈣反應，碳酸氫鈉的劑量要分過量和少量。碳酸氫鈉可直接作為制藥工業(yè)的原料，用于治療胃酸過多。還可用于電影制片、鞣革、選礦、冶煉、金屬熱處理,以及用于纖維、橡膠工業(yè)等。同時用作羊毛的洗滌劑，以及用于農(nóng)業(yè)浸種等。食品工業(yè)中一種應用最廣泛的疏松劑，用于生產(chǎn)餅干、糕點、饅頭、面包等，是汽水飲料中二氧化碳的發(fā)生劑；可與明礬復合為堿性發(fā)酵粉，也可與純堿復合為民用石堿;還可用作黃油保存劑。消防器材中用于生產(chǎn)酸堿滅火器和泡沫滅火器。中學范圍可以將二者配成溶液，有三種方法鑒別碳酸氫鈉和碳酸鈉,一是向兩溶液中加入氯化鈣溶液，有白色沉淀生成的是碳酸鈉,二是向溶液（等濃度)中分別滴入酚酞,看紅色的深淺，深的是碳酸鈉，三是取等濃度等體積的兩種溶液，向溶液中分別逐滴滴入鹽酸，先產(chǎn)生氣體的是碳酸氫鈉；若是固體則直接加熱,有兩種方案可區(qū)分,一是將可能產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水,有白色沉淀產(chǎn)生的是碳酸氫鈉,二是稱反應后的固體質量,質量不變的是碳酸鈉?！纠?】某校化學課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體，用不同的方法做了以下實驗，如圖Ⅰ～Ⅳ所示。（1)只根據(jù)圖Ⅰ、Ⅱ所示實驗,能夠達到實驗目的的是________（填選項序號）.(2）圖Ⅲ、Ⅳ所示實驗均能鑒別這兩種物質，其反應的化學方程式為________________;與實驗Ⅲ相比，實驗Ⅳ的優(yōu)點是______（填選項序號).A．Ⅳ比Ⅲ復雜B．Ⅳ比Ⅲ安全C．Ⅳ比Ⅲ操作簡便D．Ⅳ可以做到用一套裝置同時進行兩個對比實驗,而Ⅲ不行(3）若用實驗Ⅳ驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性，則試管B中裝入的固體最好是________(填化學式）.（3）試管B裝入碳酸氫鈉，試管A裝入碳酸鈉,這樣直接加熱的碳酸鈉，溫度高，不分解,不能使澄清石灰水變渾濁，而間接加熱的碳酸氫鈉分解，使澄清石灰水變渾濁，表明了碳酸氫鈉很不穩(wěn)定?！敬鸢浮?1）Ⅱ（2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca（OH）2=CaCO3↓＋H2OD（3)NaHCO3【考點練習】1．金屬鈉是一種活潑金屬,除了具有金屬的一般性質外,還具有自己的特性.下列關于鈉的敘述中，正確的是()A．鈉是銀白色金屬，熔點低，硬度大B．鈉放置在空氣中,會迅速被氧化而生成淡黃色的氧化鈉C．在氧氣中加熱時，金屬鈉劇烈燃燒,發(fā)生黃色火焰D．金屬鈉著火可以用水滅火2．將一小塊金屬鈉投入到CuSO4溶液中，不可能觀察到的現(xiàn)象是（）A．溶液中有藍色沉淀生成B．有氣體生成C．有紅色物質析出D．鈉熔成小球浮游在液面上3．下列敘述中正確的是（）①Na2O與Na2O2都能和水反應生成堿,它們都是堿性氧化物②Na2O與CO2發(fā)生化合反應生成Na2CO3，Na2O2與CO2發(fā)生置換反應生成O2③Na2O主要有氧化性，Na2O2主要有還原性④Na2O2可作供氧劑，而Na2O不能⑤Na2O2是強氧化劑,Na2O是一種堿性氧化物A。都正確B.②③④⑤C.②③⑤D。④⑤4．純堿和小蘇打都是白色晶體，在日常生活中都可以找到.若要在家中將它們區(qū)分開來，下面的方法中可行的是（)A．在水杯中各盛相同質量的樣品，分別加入等體積的白醋，觀察反應的劇烈程度B．分別用干凈鐵絲蘸取樣品在煤氣爐的火焰上灼燒，觀察火焰顏色C．將樣品溶解，分別加入澄清石灰水，觀察是否有白色沉淀D．分別放在炒鍋中加熱，觀察是否有殘留物5．下列說法不正確的是（)A．用加熱法可除去Na2CO3中的NaHCO3B．Na2CO3的熱穩(wěn)定性大于NaHCO3C．可用石灰水區(qū)分Na2CO3與NaHCO3溶液D．Na2CO3和NaHCO3的水溶液均顯堿性6.某實驗小組對中學課本中可生成氫氣的反應進行了研究，總結出兩個可以生成H2的反應：①Zn＋鹽酸；②Na＋水.為點燃鈉與水反應生成的H2，他們設計了如圖所示裝置，請回答下列問題：(1)寫出Na與H2O反應的化學方程式___________________.(2）實驗小組在點燃用上述裝置制得的H2時，①實驗獲得成功，②卻失敗了。他們分析認為失敗的原因是Na與H2O的反應太快,Na的用量太小。于是他們準備增加鈉的用量，可老師說太危險，你認為產(chǎn)生危險的原因是_____________________________。(3)實驗小組查閱鈉、煤油、水的密度分別為0。97g·cm－3、0.80g·cm－3、1.00g·cm－3，并據(jù)此對實驗進行改進。①請畫出改進后的裝置示意圖。②在改進后的實驗中H2的生成速率減慢，原因是_________。7.在呼吸面具和潛水艇中可用過氧化鈉作為供氧劑。請選用適當?shù)幕瘜W試劑和實驗用品，用下圖中的實驗裝置進行實驗,證明過氧化鈉可作供氧劑。（1）A是制取CO2的裝置。寫出A中發(fā)生反應的化學方程式：_______________________。(2)填寫表中空格：儀器加入試劑加入該試劑的目的B飽和NaHCO3溶液CD(3）寫出過氧化鈉與二氧化碳反應的化學方程式：_______。8.某同學擬用50mLNaOH溶液吸收CO2氣體制備Na2CO3溶液。為了防止通入的CO2氣體過量生成NaHCO3,他設計了如下實驗步驟：①用25mLNaOH溶液吸收過量的CO2氣體，至CO2氣體不再溶解;②小心煮沸溶液1～2min；③在得到的溶液中加入另一半(25mL）NaOH溶液，使溶液充分混合。(1)他能否制得較純凈的Na2CO3溶液?________.理由是________________________.(2）按他的設計，第①步實驗裝置如下圖。裝置A中使用的試劑是石灰石和鹽酸溶液。可否使用純堿代替石灰石？________.裝置B使用的試劑是________，作用是_______________。（3）實驗步驟②③的順序_______（是或否）可以對調,理由是_________________。參考答案1.【解析】A中，鈉的硬度小，可用小刀切割;B中，放置在空氣中，鈉被緩慢氧化生成白色的Na2O；D中,鈉與水反應產(chǎn)生氫氣，故鈉著火時不能用水滅火?！敬鸢浮緾2.【解析】鈉投入到CuSO4溶液中首先與水反應：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，此時鈉熔化成閃亮的小球浮游在液面上，有氣體生成,生成的NaOH與CuSO4發(fā)生復分解反應,產(chǎn)生藍色絮狀沉淀.但鈉不能將銅置換出來。【答案】C3。【解析】Na2O是NaOH的堿性氧化物，但Na2O2與水反應時還生成O2，不是堿性氧化物；Na2O2與CO2的反應不符合置換反應的特點；Na2O2有強氧化性，因其中－1價O易得電子變?yōu)槠浞€(wěn)定價態(tài)－2價,而Na2O的氧化性、還原性都很弱?！敬鸢浮緿4.【解析】A項，碳酸鈉與酸反應首先產(chǎn)生碳酸氫鈉和氯化鈉，然后是碳酸氫鈉與酸反應產(chǎn)生碳酸鈉、二氧化碳和水,而碳酸氫鈉中加入酸立即放出氣體，所以根據(jù)反應放出氣體的快慢可區(qū)分碳酸鈉和碳酸氫鈉，正確；B項，純堿和小蘇打都是鈉鹽，焰色反應火焰都為黃色