本试题 “汽车安全气囊是行车安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间,安全装置通电点火使其中的固体粉末分解释放出大量的氮气形成气囊,从而保护司机及乘客免受伤害。...” 主要考查您对单质钠
氧化钠
碳酸钠
碳酸氢钠
氧化铁
氧化铜
金属硫化物
电子式的书写
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钠的基本性质:
钠元素的原子序数等于11,在周期表中位于第三周期,第ⅠA族。钠的原子结构示意图为,故钠的金属性比较强,是很活泼的金属材料。其单质很软,具有银白色金属光泽,是热和电的良导体。钠的密度比水小,比煤油大,熔点97.81℃,沸点882.9℃。
钠的物理性质:
钠单质很软,具有银白色金属光泽,是热和电的良导体。钠的密度比水小,比煤油大,熔点97.81℃,沸点882.9℃。
概括为:银白软轻低,热电良导体。
钠的化学性质:
钠的原子结构示意图为。
①与非金属单质的反应
A. 与氧气反应 (白色固体,不稳定)(空气中,钠的切面由银白色逐渐变暗的原因)
(淡黄色固体,较稳定)
B. 与硫反应
2Na + S ==Na2S (研磨时发生爆炸)
C. 与氯气反应
②与水反应
主要实验现象 | 对实验现象的分析 |
浮在水面上 | 密度比水小 |
熔化成闪亮的小球 | 反应放热,且钠的熔点低 |
迅速游动 | 反应产生气体(H2) |
嘶嘶作响 | 反应剧烈 |
溶液呈红色 | 反应生成NaOH,遇酚酞变红 |
③与盐溶液反应
钠与盐溶液反应,先考虑钠与水反应生成氢氧化钠,在考虑氢氧化钠是否与盐反应。
A. 投入NaCl溶液中,只有氢气放出。2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
B. 投入饱和NaCl溶液中,有氢气放出,还有NaCl晶体析出(温度不变)。
C. 投入NH4Cl溶液中,有H2和NH3逸出。2Na+2NH4Cl==2NaCl+2NH3↑+H2↑
D. 投入CuSO4溶液中,有气体放出和蓝色沉淀生成。
2Na+2H2O+CuSO4==Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑
如何正确取用钠?
钠具有很活泼的化学性质,易与很多物质反应,所以在取用钠时一定要注意,千万不能直接用手去拿,以免手被腐蚀,实验剩余的钠屑,绝对不可以随意丢弃,而应放回到原瓶中。
正确做法:用镊子取一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,用小刀切去一端的表层,观察表面的颜色。实验中剩余的钠必须放回原瓶。
钠露置在空气中的一系列变化:
Na→Na2O→NaOH→Na2CO3→Na2CO3·10H2O→Na2CO3
钠的保存、制取及用途 :
①保存:由于金属钠的化学性质非常活泼,易与空气中的氧气、水蒸气反应,所以钠要保存在煤油中。
②在实验室中钠块的取用:用镊子从试剂瓶中取出钠块,用滤纸吸净表面上的煤油,在玻璃片上用小刀切去表面的氧化层,再切下一小粒备用,余下的钠全部放回试剂瓶中。
③制取:
④用途:
A. 工业上用Na作还原剂,用与冶炼金属,如4Na+TiCl4Ti+4NaCl
B. Na-K合金(液态)用作原子反应堆的导热剂。
C. 在电光源上,用钠制造高压钠灯。
焰色反应:
焰色反应是化学上用来测试某种金属是否存在在化合物的方法。其原理是每种元素都有其特别的光谱,显示出不同的颜色。
焰色反应的操作:
先准备一支铂丝,钴蓝玻璃及盐或其溶液。
把铂丝浸在浓盐酸中以清除先前余下的物质,再把铂丝放在酒精灯焰(蓝色火焰)中直至没有颜色的变化。
用蒸馏水或去离子水或纯水冲洗铂丝。
用铂丝接触盐或溶液,通过酒精灯焰(蓝色火焰)中加热。
当钠离子存在于所测试的溶液中,用钴蓝玻璃过滤钠离子的焰色。
最后将观察焰色。钠的焰色为明亮的金黄色火焰。
各种元素的颜色:
元素符号 | 离子元素 | 名称 | 焰色 |
Ba | Ba2+ | 钡 | 黄绿 |
Ca | Ca2+ | 钙 | 砖红 |
Cs | Cs+ | 铯 | 浅紫 |
Na | Na+ | 钠 | 黄 |
Zn | Zn2+ | 锌 | 蓝绿 |
Fe(III) | Fe3+ | 铁(III) | 金黄 |
K | K+ | 钾 | 浅紫(透过蓝色钴玻璃) |
Li | Li+ | 锂 | 深红 |
碱金属元素的性质:
1.氧化产物的特殊性。碱金属在空气中燃烧,只有Li氧化生成Li2O;其余的生成过氧化物(如Na2O2)或更复杂的氧化物(如KO2)。
2.碱金属单质密度都较小,其中锂的密度是所有金属中最小的。
3.碱金属单质熔点都较低,只有Li的熔点高于100℃。
4.钾、钠在常温下为固态,但钾钠合金在常温下为液态,可作为原子反应堆的导热剂。
5.碱金属单质通常保存在煤油中,但因锂的密度小于煤油而只能保存在液体石蜡中或封存在固体石蜡中。
6.一般说,酸式盐较正盐溶解度大,但NaHCO3却比Na2CO3溶解度小。
7.试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但ⅠA族金属Na、K等除外。
8.一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属,但非常活泼的金属Na、K等除外。
9.Fr是放射性元素,所以在自然界中不存在。
氧化钠的基本性质:
白色固体,碱性氧化物,不稳定
(1)与水反应:Na2O+H2O==2NaOH
(2)与CO2反应:Na2O+CO2==Na2CO3
(3)与HCl反应:Na2O+2HCl==2NaCl+H2O
氧化钠与过氧化钠的比较:
物质 | 氧化钠 | 过氧化钠 |
色态 | 白色固体 | 淡黄色固体 |
类别 | 碱性氧化物 |
过氧化物(不属于碱性氧化物) |
化学键类型 | 仅含离子键 | 离子键和非极性键 |
电子式 | ![]() |
![]() |
生成条件 | 常温 | 点燃或加热 |
氧的化合价 | -2 | -1 |
阴阳离子个数比 | 1:2 | 1:2 |
稳定性 | 不稳定 | 稳定 |
转化关系 | 2Na2O+O2=2Na2O2 | |
用途 | 用于制取少量过氧化钠 | 供氧剂、漂白剂、氧化剂 |
与水反应方程式 | 2Na2O+2H2O=2NaOH | 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ |
与CO2反应 | Na2O+CO2=NaCO3 | 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑ |
与HCl反应 | Na2O+2HCl=2NaCl+H2O | 2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑ |
保存 | 隔绝空气、密封保存 | 隔绝空气、远离易燃物、密封保存 |
碳酸钠(Na2CO3):
(1)俗名:纯碱或苏打;白色粉末,易溶于水,稳定;可用于制玻璃、肥皂、造纸、防治等
(2)与H+反应:CO32-+2H+==CO2↑+H2O
(3)与NaOH不反应
(4)与石灰水反应:CO32-+Ca2+==CaCO3↓
(5)与氯化钡反应:CO32-+Ba2+==BaCO3↓
(6)与CO2反应:CO32-+CO2+H2O==2HCO3-
碳酸钠的物理性质:
碳酸钠常温下为白色粉末或颗粒。溶于水和甘油,不溶于乙醇。水溶液呈强碱性,pH11.6。
碳酸钠是一种强碱盐,溶于水后发生水解反应(碳酸钠水解会产生碳酸氢钠和氢氧化钠),使溶液显碱性,有一定的腐蚀性,能与酸进行复分解反应。
稳定性 稳定性较强,但高温下也可分解,生成氧化钠和二氧化碳。长期暴露在空气中能吸收空气中的水分及二氧化碳,生成碳酸氢钠,并结成硬块。吸湿性很强,很容易结成硬块,在高温下也不分解。含有结晶水的碳酸钠有3种:Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O。
碳酸钠的用途:
用于制玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业,也用作食品工业发酵剂。
Na2CO3、NaHCO3的性质比较:
表示 | 名称 | 碳酸钠 | 碳酸氢钠 |
化学式 | Na2CO3 | NaHCO3 | |
俗称 | 苏打 | 小苏打 | |
物理性质 | 色态 | 白色粉末 | 白色晶体 |
溶解性 | 易溶于水 | 能溶于水 | |
化学性质 | 与盐酸反应 | Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ | NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ |
热稳定性 | 很稳定 | 受热分解:2NaHCO3=(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑ | |
与NaOH反应 | 不反应 | NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O | |
相互转化 | Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 | NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O 2NaHCO3=(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑ |
Na2CO3、NaHCO3的鉴别:
Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较:
Na2CO3溶液与盐酸反应:
滴加顺序不同,现象不同,化学方程式不同。
①向盐酸里逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量) 2HCl+Na2CO3===2NaCl+CO2↑+H2O
②向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸(开始时酸不足) HCl+Na2CO3==NaCl+NaHCO3(无气泡) HCl+NaHCO3==NaCl+CO2↑+H2O(后来有气泡)
[特别提醒]
(1)Na2CO3和盐酸可以用互滴法鉴别。
(2)滴加顺序不同,放出CO2的量可能相同,也可能不同。
碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像的归纳总结:
(1)向Na2CO3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1所示;
(2)向NaHCO3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的混合物中逐滴加入盐酸,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的混合物中逐滴加入盐酸,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)。
碳酸氢钠(NaHCO3):
(1)俗名:小苏打;细小白色晶体,溶解度小于Na2CO3,受热易分解,可用于治疗胃酸过多、发酵剂
(2)与H+反应:HCO3-+H+==CO2↑+H2O
(3)与NaOH反应:HCO3-+OH-==CO32-+H2O
(4)与石灰水反应:生成CaCO3沉淀
(5)与BaCl2和CO2不反应
碳酸氢钠的物理性质:
碳酸氢钠为白色晶体,或不透明单斜晶系细微结晶。比重2.15g。无臭、味咸,可溶于水,不溶于乙醇。其水溶液因水解而呈微碱性,常温中性质稳定,受热易分解,在50℃以上迅速分解,在270℃时完全失去二氧化碳,在干燥空气中无变化,在潮湿空气中缓慢分解。溶解度:7.8g,18℃;16.0g,60℃。
碳酸氢钠的用途:
碳酸氢钠可直接作为制药工业的原料,用于治疗胃酸过多。
Na2CO3、NaHCO3的性质比较:
表示 | 名称 | 碳酸钠 | 碳酸氢钠 |
化学式 | Na2CO3 | NaHCO3 | |
俗称 | 苏打 | 小苏打 | |
物理性质 | 色态 | 白色粉末 | 白色晶体 |
溶解性 | 易溶于水 | 能溶于水 | |
化学性质 | 与盐酸反应 | Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ | NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ |
热稳定性 | 很稳定 | 受热分解:2NaHCO3=(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑ | |
与NaOH反应 | 不反应 | NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O | |
相互转化 | Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 | NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O 2NaHCO3=(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑ |
Na2CO3、NaHCO3的鉴别:
Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较:
碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像的归纳总结:
(1)向Na2CO3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1所示;
(2)向NaHCO3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的混合物中逐滴加入盐酸,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的混合物中逐滴加入盐酸,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)。
氧化铁:
化学式Fe2O3,溶于盐酸,为红棕色粉末。其红棕色粉末为一种低级颜料,工业上称氧化铁红,用于油漆、油墨、橡胶等工业中,可做催化剂,玻璃、宝石、金属的抛光剂,可用作炼铁原料。
(1)色态:红色粉末,俗称铁锈(铁红)
(2)溶解性:溶于盐酸、稀硫酸生成+3价铁盐;难溶于水,不与水反应。
(3)氧化性:高温下被CO、H2、Al、C、Si等还原
氧化铁的化学性质:
铁的氧化物:
化学式 | FeO | Fe2O3 | Fe3O4 |
俗称 | —— | 铁红 | 磁性氧化铁 |
色态 | 黑色粉末 | 红棕色粉末 | 黑色晶体 |
铁的价态 | +2 | +3 | +2、+3 |
水溶性 | 不溶 | 不溶 | 不溶 |
与酸反应 | FeO+2H+==Fe2++H2O | Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O | Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O |
用途 | 玻璃色料 | 油漆、颜料 | 做颜料和抛光剂 |
氧化性 | 高温时都能与C、CO、H2反应,被还原生成Fe单质 |
氧化铜:
(1)物理性质:氧化铜是不溶于水的黑色固体(粉末),能溶于烯酸中,主要用于制造人造丝、陶瓷、釉、电池、杀虫剂,也用于制氢,做催化剂使用。
(2)化学性质:①氧化铜有金属氧化物的性质,常温下能与烯酸反应:CuO+2H+Cu2++H2O
②氧化铜具有氧化性,加热条件下可以与还原剂发生氧化还原反应:H2+CuOCu+H2O
③氧化铜在高温下可发生分解反应:4CuO2Cu2O+O2↑
(3)冶炼:一般通过加热分解Cu(OH)2的方式得到CuO,化学方程式为:Cu(OH)2CuO+H2O
注意: 溶液中的Cu2+常为蓝色(浓CuCl2溶液呈绿色,稀CuCl2溶液呈蓝色),其颜色可作为Cu2+的判断依据。Cu2+与碱发生反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2,其溶于氨水形成蓝色溶液。
氧化铜的特性:
气味 | 无味 |
颜色 | 黑色或者棕黑色 |
外观 | 无定形或结晶性粉末 |
性状 | 稍有吸湿性 |
相对质量 | 79.55 |
溶解性(水) | 不可溶 |
溶解度 | 不溶于水和乙醇,溶于酸、氯化铵及氰化钾溶液,氨溶液中缓慢溶解 |
稳定性 | 稳定 |
储存 | 密封干燥保存 |
用途 | 做有机反应的催化剂,制作人造丝和其他铜化合物等 |
氧化铜和氢氧化铜的性质比较:
名称
氧化铜
氢氧化铜
化学式
CuO
Cu(OH)2
物理性质
不溶水的黑色固体(粉末)
不溶于水的蓝色固体
化学性质
CuO+2H+
Cu2++H2O
CuO+H2Cu+H2O
CuO+COCu+CO2
Cu(OH)2+2H+ Cu2++2H2O
Cu(OH)2CuO+H2O
Cu(OH)2+4NH3·H2OCu(NH3)4(OH)2+4H2O
制法
Cu(OH)2
CuO+H2O
Cu2++2OH- Cu(OH)2↓
例题:铜在自然界存在于多种矿石中,如:黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)、辉铜矿(Cu2S)、孔雀石(CuCO3·Cu(OH)2
请回答下列问题:
(1)、上表所列铜化合物中,铜的质量百分含量最高的是__Cu2S
)、工业上以黄铜矿为原料。采用火法熔炼工艺生产铜。改工艺的中间过程会发生反应:
2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,反应的氧化剂是Cu2S和Cu2O
(3)、二氧化硫尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是形成酸雨,会对植物和建筑物等造成严重危害;该尾气可得到有价值的化学品,写出其中1中酸和1中盐的名称硫酸、硫酸钠。
(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质,需要进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的大批量:以硫酸铜-硫酸溶液为电解质。电解时,粗铜(阳极)中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液,不如铜活泼的金属沉入电解槽形成“阳极泥”;溶液中的Cu2+得到电子沉积在纯铜(阴极)上。
氧化铜与铜化合物之间的转换图:
需要记住这些单质、化合物的颜色和状态,可以做为实验题的切入点。
知识扩展:
溶液中的Cu2+常为蓝色(浓CuCl2溶液呈绿色,稀CuCl2溶液呈蓝色),其颜色可作为Cu2+的判断依据。Cu2+与碱发生反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2,其溶于氨水形成蓝色溶液。
反应方程为:CuCl2+2NaOHCu(OH)2↓+2NaCl;Cu(OH)2+4NH3·H2O
Cu(NH3)4(OH)2+4H2O
金属硫化物:
(1)碱金属硫化物(Li----Cs)全部易溶于水。(硫化铵在低温下0度左右易溶于水,但是在常温下会逐渐分解为氨和硫化氢)
(2)碱土金属硫化物(除了Be)(Mg----Ba)易溶于水,但是同时完全水解为氢氧化物和硫氢化物。
(3)铝,铍,铬的硫化物全部水解为硫化氢气体和氢氧化物沉淀。
(4)FeS,ZnS,MnS,NiS,CoS不溶于水但溶于稀盐酸。
(5)Bi2S3,SnS,SnS2,PbS,CdS,Bi2S5等不溶于水和稀盐酸,只溶于浓盐酸。
(6)CuS,Cu2S,Ag2S不溶于水,稀盐酸,浓盐酸,只溶于浓硝酸。
(7)Hg2S,HgS不溶于水,浓稀盐酸,浓硝酸,只溶于王水。
金属硫化物的溶解性归纳:
1.溶于水的有:等,由于
的水解,此类金属硫化物的水溶液显碱性:
。
2.不溶于水但溶于稀盐酸的有:FeS、ZnS、MnS等。如:。
3.不溶于稀盐酸但溶于浓盐酸的有:Cds、SnS、PbS等。
4.不溶于浓盐酸但溶于硝酸溶液的有:CuS等。
5.仅溶于王水的有:HgS等。
注意:遇水后,
都水解,且相互促进,反应方程式为
,因而不能与水共存,只能在干态下制取。
硫的价态转化规律:
硫元素的价态比较多,常见的有-2、0、+4、+6 价,它们间的转化关系是:现将它们在化学反应中复杂的变化规律归结如下:
1.邻位价态转化规律
(1)是硫元素的最低价态,只有还原性。它与氧化剂反应,其价态一般会升至相邻的价态(
)。
(2)S能发生自身氧化还原反应(即歧化反应),在反应时分别升至和降至与其相邻的价态。如
(3)处于中间价态,既有氧化性又有还原性。与弱氧化剂作用时,被氧化成相邻的高价态;与弱还原剂作用时,被还原成相邻的低价态。如
(4)是硫元素的最高价态,只有氧化性。遇到还原剂时,其价态一般降至相邻的价态(
)。如
2.跳位转化规律
(1)遇到强氧化剂时,价态会发生跳位转化。如
(2)反应条件改变时,硫的价态也会发生跳位转化。如
3.互不换位规律
(1)发生氧化还原反应时,只能转化为中间价态,不可能互换位置。如
(2)相邻价态的两物质问不发生氧化还原反应。 之间均不发生氧化还原反应。
定义:
在化学反应中,一般是原子的最外层电子数目发生变化。为了简便起见,化学中常在元素符号周围用小黑点“· ”或小叉“×”来表示元素原子的最外层电子,相应的式子叫做电子式。
(1)原子的电子式:H· 、Na· 、
(2)阳离子的电子式:不画出离子最外层电子数,元素右上角标出“n+”电荷字样:Na+、Al3+、Mg2+
(3)阴离子的电子式:要画出最外层电子数,用 “[ ]”括起来,右上角标出“n-”:、
、
(4)离子化合物的电子式:由阴、阳离子的电子式组成,相同离子不能合并:、
(5)共价化合物的电子式:画出离子最外层电子数:、
(6)用电子式表示物质形成的过程:
氯化氢的形成过程:
氯化镁的形成过程:
结构式:
共价键中的每一对共用电子用一根短线表示,未成键电子不写出,物质的电子式就变成了结构式。
例如:
书写电子式的常见错误:
1.漏写未参与成键的电子,如:
2.化合物类型不清,漏写或多写“[]”及错写电荷数,如:
3.书写不规范,错写共用电子对如:N2的电子式为:,不能写成:
,更不能写成:
或
。
4.不考虑原子间的结合顺序如:HClO的电子式为,而非
。因氧原子需形成2对共用电子才能达到稳定结构,而H、 Cl各需形成1对共用电子就能达到稳定结构。
5.不考虑原子最外层有几个电子均写成8电子结构如:的电子式为
,而非
, 因
中碳原子最外层应有6个电子(包括共用电子),而非8个电子。
6.不清楚A如型离子化合物中两个B是分开写还是写一块如:中
均为-l 价,Br-、H-已达到稳定结构,应分开写;C原子得一个电子,最外层有5个电子,需形成三对共用电子才能达到稳定结构,不能分开写;氧原子得一个电子,最外层有7个电子,需形成一对共用电子才能达到稳定结构,也不能分开写。它们的电子式分别为:
与“汽车安全气囊是行车安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间,...”考查相似的试题有: