第三章 金属及其化合物
一、本章内容概述
金属知识是无机化学中很重要的元素化合物知识。其中铁是应用最广、用量最大的金属材料,铝是仅次于铁,目前已广泛应用的另一种金属材料,钠是典型的活泼金属,铜是人类最早发现和使用的金属之一,钛是稀有金属的典型代表。它们在工业生产、科学实验和日常生活中都有广泛的用途,与人类的生存和发展有密切的关系安排在第三章学习,既体现了密切联系实际的思想,又可巩固、复习前述章节中的氧化还原反应、离子反应、物质的量等内容。钠、铝、铁的单质和化合物的性质也是高考的热点之一。
二、学习方法指导
1.了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质。
2.初步认识金属材料在国民经济中的重要作用和与人们日常生活的密切联系,以及合理使用金属材料的重要意义。
3.通过金属及其化合物性质的实验,提高对“化学是一门以实验为基础的科学”的认识,培养实验意识、操作技能、观察能力和分析问题的能力等。
4.以金属知识的学习为线索,通过阅读、查阅资料、讨论和概括等,培养获取知识及信息加工的能力。通过比较、归纳等,逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法。
5.通过金属及其化合物、金属材料在生产和生活中的应用等的学习,提高学习化学的兴趣,增强学好化学、服务社会的责任感和使命感。
6.通过多种多样的活动,积极提出问题,培养敢于质疑、勇于创新的精神和合作精神等。
三、高考命题趋势
1、各种代表金属的性质和反应现象
2、综合运用一些重要化合物的性质进行解题
3、铝、氧化铝、氢氧化铝的两性和Fe、Fe2+、Fe3+的相互转变的氧化还原反应。
4、常见金属的冶炼方法,金属回收的重要意义。
1.《考试大纲》中对金属元素及化合物这块内容可分成二部分来理解。第一部分是钠、镁等典型的金属元素的化合物;第二部分是其他金属(如铁和铝)元素的化合物。每年的化学高考试题中往往都要考查到典型金属。其中,在近几年的高考试题中,镁、铝及其化合物的内容在逐渐增加,如它们在离子共存、离子方程式、物质的鉴别与推断等题型中都大量出现。此外它们与酸反应的定量计算,Al3+与OH-、AlO与H+的相对量对反应产物、现象的影响及计算,特别是几个特殊的反应(如Fe与水蒸气的反应等)在无机推断题中出现的频率很高。
2.《考试大纲》中有多条类似于“以××为例,了解(或理解、掌握)××××”的内容叙述,如:以过氧化钠为例,了解过氧化物的性质;以Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)的相互转化为例,了解变价金属元素的氧化还原性。对这些内容的要注意理解实质,达到“举一反三”的要求。在这些内容往往是高考命题的重点。纵观近几年的全国及其各地的高考题中有关于Na及其化合物(特别是Na2O2和水、CO2的反应、Na2CO3和NaHCO3)的内容几乎成了每年的必考内容;再如有关Fe的相关知识在高考题中也屡见不鲜,主要考查①铁的合金及钢铁的腐蚀与防护;②Fe、Fe2+、Fe3+三种价态的相互转化规律,及Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备等,希望在学习中引起足够的重视。
3.金属元素及其化合物跟化学实验的综合。近几年的实验试题中比较多地出现了以金属元素及其化合物为落点的实验试题和元素推断题,请大家加以重视。
第一节 金属的化学性质(第一课时)
主干知识梳理
金属与氧气反应
1、钠与氧气反应
(1)钠具有 的金属光泽,硬度很 .新切开的钠的光亮的表面很快变 .
(2)用酒精灯加热:钠先熔成_____,然后_____,发出_____,生成一种_____色固体.
总结:4Na+O2=2Na2O (白色固体)
2Na+O2Na2O2 (淡黄色固体)
(3)(删除)Na2O和Na2O2
氧化钠 过氧化钠
化学式
电子式
氧元素的化合价
色、态
稳定性
与H2O反应的方程式
与CO2反应的方程式
用途
转化关系
2、铝与氧气反应
(1)化学方程式___________________
(2) 铝具有很好的抗腐蚀性,是因为铝的表面在空气中与氧气反应,生成一层致密的化学性质稳定的氧化膜,可阻止铝进一步被氧化。
答案:1、⑴银白色;很软;暗;⑵闪亮的小球;剧烈燃烧;黄色的火焰;淡黄色;
⑶(删除)
氧化钠 过氧化钠
化学式 Na2O Na2O2
电子式
氧元素的化合价 +2价 +1价
色、态 白色固体 淡黄色固体
稳定性 不稳定,可继续氧化 稳定
与H2O反应的方程式 Na2O+H2O=2NaOH 2Na2O+2H2O=4NaOH+O2↑
与CO2反应的方程式 Na2O+CO2=Na2CO3 2Na2O+2CO2=2Na2CO3+O2↑
用途 制NaOH,用途较少 做供氧剂、氧化剂、漂白剂等
转化关系 2Na2O+O2 2Na2O2
2、⑴4Al+3O22Al2O3;
重点、难点讲练一、金属的化学性质金属元素核外电子数小于4,性质都比较活泼,在反应中作还原剂。(1)金属与氧气的反应大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同。Mg、Al等在常温下就能与氧气反应;Fe、Cu等在常温时几乎不与氧气反应,金在高温时也不与氧气反应。(2)金属与盐酸、稀硫酸的反应在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢,而位于氢后面的金属则不能。(3)金属与某些化合物溶液的反应在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的化合物溶液里置换出来。例1、下列有关金属元素特征的叙述正确的是( ) A、金属元素的原子只有还原性,离子只有氧化性
B、金属元素在化合物中一定显正价
C、金属元素在不同化合物中的化合价均不同
D、金属元素的单质在常温下均为金属晶体
解析:A 不正确,对于有可变化合价的金属,当其呈现低价态金属阳离子时,既有还原性又有氧化性。如:
;
B 正确,因为金属原子只有还原性,在化合物中只显正价;
C 不正确,如果金属元素没有变价,在不同的化合物中化合价相同。如铝在AlCl3、NaAlO2、Al(OH)3…中均为+3价,若有变价的金属则在不同的化合物甚至在同一物质中化合价不同,如FeCl3、FeCl2中Fe分别为+3价和+2价,而在Fe3O4中就有 。
D 不正确,大多数金属在常温下为金属晶体,个别金属如汞则为液态,是非晶体。
答案:B小结:在学习金属化学性质的同时同学们也需了解一下的一些物理性质:金属在常温下,一般大多都是晶体(除汞外),有金属光泽、不透明、容易导电、导热、有延展性。理解这些物理性质的时候要把握好共性与特殊性,如金属一般有金属光泽,但铜是红色的、铅是蓝白色的、金是黄色的等。二、(删除)过氧化钠性质:实验室可利用Na2O2与H2O的反应快速制取O2;Na2O2不是碱性氧化物;Na2O2与H2O、CO2反应可以都放出大量的热。证明方法是用脱脂棉包住Na2O2放在石棉网上,用胶头滴管向脱脂棉上滴加几滴水,或用玻璃管向脱脂棉吹CO2,脱脂棉燃烧。例2、呼吸面具中的Na2O2可以与H2O、CO2反应,放出氧气。若用KO2(超氧化钾)代替Na2O2,也可以起到同样的作用,生成K2CO3和O2。4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2;由上述知识可知,解答下列问题:(1)1摩尔 Na2O2和KO2,分别与CO2反应,生成的氧气质量比是_______.(2)你认为在呼吸面具或潜水艇中,选用_______做供氧剂更合适。理由_______.【解析】根据2Na2O2+2CO2= 2Na2CO3+O2;4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2;1molNa2O2 与CO2反应生成O20.5mol;1molKO2与CO2反应生成3/4molO2,所以相同条件下KO2产氧量高。答案:(1)2/3(2)KO2,相同条件下KO2产氧量高。例3、铁路提速为鲜活水产品、新鲜水果和蔬菜的运输提供了有利条件。在鲜活鱼的长途运输中,必须考虑以下几点:水中需要保持适量的O2;及时除去鱼排出的CO2;防止细菌的大量繁殖。现有两种在水中能起供氧灭菌作用的物质,其性能如下:过氧化钠(Na2O2):易溶于水,与水反应生成NaOH和O2;过氧化钙(CaO2):微溶于水,与水反应生成Ca(OH)2(微溶)和O2。根据以上介绍,你认为运输鲜活水产品时应选择 加入水中。原因是
解析: 此题综合性较强,考查了金属过氧化物的性质:与水反应产生碱和氧气。碱可以杀菌消毒,抑制细菌繁殖,还可以吸收鱼苗呼吸产生的CO2气体,但必须注意区别Ca(OH)2(微溶,碱性弱)和NaOH易溶性(碱性强)对鱼苗的损害。答案:过氧化钙(CaO2);过氧化钠(Na2O2)与水激烈反应生成O2和强碱 NaOH,对生物题杀伤能力较强。小结:学习Na2O2时除重点掌握它的和H2O、CO2的反应外还需知道Na2O2可以作为漂白剂的。可设计实验:向烧杯中加入一定量的水,再滴加两滴酚酞试液。把少量固体Na2O2加入烧杯中,观察烧杯中溶液的变化;然后再加入较多Na2O2固体;(或者向盛水的烧杯中加入一有色羽毛,再加入一块固体过氧化钠)。记录你观察到的现象。 针对性训练1、为维持人体内电解质平衡,人在大量出汗后应及时补充的离子是( ) A、Mg2+ B、Ca2+ C、Na+ D、Fe3+2、两种金属混合粉末15g,与足量的盐酸反应时生成11.2L氢气(标准状况),符合上述情况的金属混合物的是( )A.Mg和Al B.Mg和Ag C.Al和Zn D.Fe和Zn3、金属材料在人类社会的发展史上一直发挥着重要的作用人类历史上使用最早的金属( ) A.铜 B.铁 C.铝 D.钛(增加红色部分)4.下列关于金属的叙述中正确的是( )A.所有的金属都是固态的 B.金属具有导电性、导热性和延展性 C.活泼的金属、或较活泼的金属能与酸反应,但不能与碱反应 D.金属元素在自然界中都是以化合态存在的解析:常温下,金属汞是液态的,所以A错;金属都具有“两有、两导”的性质,所以B正确;较活泼的金属有点也可以与碱反应,如Al,所以C错;在自然界中金属有的也有游离态如Fe等;所以正确的答案只有B。答案:B5.下列有关钠的物理性质的叙述中正确的是( )①银白色金属 ②质软,可以用小刀切割 ③熔点低于100℃④密度比水小 ⑤热和电的良导体A.①②④ B.①②③④ C.①③④ D.①②③④⑤答案:D6.(删除)Na2O2与水反应能够产生O2,这一反应在呼吸面具、潜水艇及太空飞船中可为人体提供呼吸所用的O2。下面对该反应的说法中正确的是( ) A.这是一个氧化还原反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂B.这是一个氧化还原反应,Na2O2是氧化剂,水是还原剂C.这是一个氧化还原反应,Na2O2是还原剂,水是氧化剂D.这是一个置换反应,有单质O2产生解析:Na2O2与水反应能够产生O2,是一个自身氧化还原反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,所以A正确;它不符合置换反应的条件,所以不是置换反应。答案:A7.(删除)下列各组中的两物质相互反应时,若改变反应条件(温度、反应物用量比),化学反应的本质并不改变的是( )A.Na和O2 B.NaOH和CO2C.Na2O2和CO2 D.木炭(C)和O2解析:此题属于量不同,产物不同或条件不同发生的反应不同的情况。答案:C8、完成下列反应方程式。(1)O2转化成O3________________________(2)Na→Na2O2 __________________(3)KO2能吸收CO2生成K2CO3和O2,故可用作特殊情况下的氧气源,试写出该反应的化学方程式_____________________________________。9、取一小块金属钠,放在燃烧匙里加热,下列实验现象正确的描述是( )①金属先熔化;②在空气中燃烧,放出黄色火花;③燃烧后得白色固体;④燃烧时火焰为黄色;⑤燃烧后生成浅黄色固体物质A.①② B.①②③ C.①④⑤ D.④⑤10、(删除)(04上海)等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过Na2O2后,体积变为原体积的8/9(同温同压),这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为(A).3:4:1 (B).3:3:2 (C).6:7:3 (D).6:9:011. (删除)下列灭火剂能够扑灭金属钠着火的是( )A.干冰灭火器 B.泡沫灭火器C.干粉灭火器 D.砂土解析:干冰是固态的CO2,干粉灭火器里的NaHCO3受热分解为CO2、H2O和Na2CO3,泡沫灭火器里既含有H2O,又含有CO2,它们都能与金属钠及燃烧产物Na2O2发生反应,因此它们都不能用作钠的灭火器剂。钠着火后,应用沙土盖灭。答案:D12.(删除)(06年1月西城区抽样测试)取a g某物质A,在氧气中完全燃烧,使燃烧产物跟足量过氧化钠反应,反应后固体的质量增加了b g。若b>a,则A为( )(A)H2 (B)CO (C)C12H22O11 (D)C6H12O6答案:C
【课时同步练习】
〖基础达标〗
1.关于钠的叙述不正确的是( )
A.钠质软,其新切的表面容易失去光泽
B.钠是电和热的良导体
C.钠极易与水反应,所以它的氧化性很强
D.钠和硫反应剧烈,甚至会发生爆炸
2.当金属钠着火时,应选用的灭火剂是( )
A.水 B.泡沫灭火器 C.沙土 D.煤油
3.下列关于钠的叙述错误的是( )
A实验后剩余少量钠粒可放回原试剂瓶中 B 用一般的化学方法不能制取金属钠
C自然界中无游离态的钠存在 D钠在空气中燃烧生成氧化钠
4、下列物质间发生化学反应,在不同条件下可得不同产物的是( )
A Na+O2 B Na+Cl2 C Mg+O2 D C+O2
5.金属钠在氧气中燃烧时所产生的现象是( )
A.黄烟,生成白色固体 B.黄雾,生成淡黄色固体
C.白烟,生成白色固体 D.黄色火焰,生成淡黄色固体
6.钠在自然界中最主要的存在形式是( )
A.游离态 B.氯化钠 C.硫酸钠 D.硝酸钠
7.关于Na+的描述正确的是 ( )
A.是银白色金属 B.极易被氧化
C.可存在于晶体或溶液中 D.水溶液呈碱性
(删掉)8.金属钠的用途有:①还原某些金属;②做高压钠灯;③制过氧化钠;④与钾混合,作原子反应堆的导热剂。其中利用钠的物理性质的是( )
A.①② B.①③ C.②④ D.④
(增加)铝在空气中能够稳定存在的原因是 ( )
A.铝的活泼性差 B.铝的还原性差
C.铝与氧气不反应 D.铝表面有氧化膜
解析:铝的性质较活泼,但在空气中能稳定存在,主要的原因是铝被空气中的氧气氧化生成了一层氧化膜。
答案:D
(增加).铝在人体中积累可使人慢性中毒,世界卫生组织将铝确定为食品污染源之一而加以控制。铝在下列使用场合中,必须加以控制的是 ( )
A.制造炊具 B.制防锈油漆 C.制铝合金窗 D.炼铝厂制造铝锭
解析:只要能够进入人体内的就要加以控制,B、C、D都不可能进入人体内,所以正确的答案为A。
答案:A
9.在空气中切开一块金属钠,可看到断面呈 色,具有 ,但断面很快变 ,主要是由于生成一薄层 ,若把钠放在石棉网上加热可观察到 ,反应的化学方程式为 ,其中还原剂为 。若把1.15g钠放在足量的氯气中燃烧,生成氯化钠的质量是 g,反应方程式是 。
10.某学生课外活动小组模拟呼吸面具中的反应原理设计用图3-1所示的仪器来制取氧气并测量氧气的体积。图中量气装置E由甲乙两根玻璃管组成,它们由橡皮管连通,并装入适量水。甲管有刻度(0~50mL)供量气用,乙管可上下移动调节液面高低。
实验可供选用的药品还有:稀硫酸、盐酸、过氧化钠、碳酸钠、大理石、水。
试回答:
实验仪器
图3-1
(1)图中各装置接口连接顺序是______(填各接口的编号,其中连接胶管及夹持装置均省略)。
(2)装置C中放入的反应物是______和______。
(3)装置A的作用是______,装置B的作用是______。
(4)为了较准确测量氧气的体积,除了必须检查整个装置的气密性之外,在读反应前后甲管中液面的读数求其差值的过程中应注意______和______(填字母编号)。
a.视线与凹液面最低处相平
b.等待片刻,待乙管中液面不再上升时立刻读数
c.读数时应上下移动乙管,使甲乙两管液面相平
d.读数时不一定使甲乙两管液面相平
【能力提升】
1. (删除)关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( )
A.都是白色的固体 B.都是碱性氧化物
C.都能和水反应形成强碱溶液 D.都是强氧化剂
2.(删除)将等物质的量的Na2O和Na2O2分别投入到足量且等质量的水中,得到溶质质量分数分别为%和%的两种溶液,则和的关系是( )
A.= B.> C.< D.无法确定
3.金属钠长期置于空气中,最终变成
A.Na2O2 B.Na2O C.Na2CO3 D.Na2CO3·10H2O
4. (删除)下列反应中,Na2O2只表现强氧化性的是
A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
B.Na2O2+MnO2=Na2MnO4
C.2Na2O2+H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2↑
D.5Na2O2+2KMnO4+8H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
5.下列物质容易形成碳酸盐,并有漂白作用的是
A.氢氧化钠 B.过氧化钠 C.亚硫酸钠 D.碳酸氢钠
(删除)6.下列叙述中不正确的是( )
A.因为钠原子最外层只有一个电子,原子核对最外层电子的吸引力较小,易失去电子,所以钠的还原性强
B.钠与水反应实质上是钠置换水电离出来的少量H+
C.由于钠比较活泼,所以它能从溶液中置换出金属活动性顺序表中钠后面的金属
D.Na2O2是比Na2O更稳定的氧化物
(增加).(删除)(06年湖南省百校大联考)将含有O2和CH4的混合气体置于盛有23.4 g Na2O2的密闭容器中,电火花点燃,反应结束后,容器内的压强为零(150℃),将残留物溶于水中,无气体产生。下列叙述正确的是
A.原混合气体中O2和CH4的体积比为2∶1 B.残留物只有Na2CO3
C.原混合气体中O2与CH4的体积比为1∶1 D.残留物只有Na2CO3和NaOH
答案:D
7.在空气中强热下列物质时,质量会增加的是( )
A.Cu B.Na2O C.KMnO4 D.NaCl
8.在呼吸面具或潜水艇里,过滤空气的最佳物质是( )
A苛性钠 B纯碱 C过氧化钠 D小苏打
9.(删除)氧化钠和过氧化钠的共同之处是( )
A都能与水反应生成碱
B都能与二氧化碳反应生成盐和氧气
C 都是淡黄色固体
D都是碱性氧化物
(增加)15.已知2Na + 2H2O === 2NaOH + H2,一块表面已被氧化为Na2O的钠块10.8g,将其投入100g水中,产生H2 0.2g,则被氧化的钠是( )
A.9.2g B.10.6g C.6.2g D.4.6g
解析:由于钠块放入水中反应:2Na + 2H2O === 2NaOH + H2由产生H2的体积可求出Na的质量,进而可求出钠块中Na2O的质量,最后根据关系式:Na2O—2Na+才能求出“原来被氧化的钠”的质量。
答案:D
10.(增加的)对物质性质进行研究的基本程序是:观察物质的外观性质→预测物质性质→设计实验→
观察实验现象→对实验现象进行分析、解释→得出结论。其中预测物质的性质在整个程序中起着重要的作用。请详解下题:
已知2Na + 2H2O === 2NaOH + H2,钾(K)与Na在性质上具有很大的相似性,但K比Na的活泼性强,下面是根据Na的性质对K的性质的预测,其中正确的是 ( )
A.因为K的活泼性强,所以钾应该保存在煤油
B.K在空气可以被空气中的氧气所氧化,且产物是K2O
C.K 与水能够反应,但不如Na与水的反应剧烈,但产物都有氢气
D.K可以与水剧烈反应,生成氢气
解析:因为K比Na的活泼性强,所以K也应该保存在没有中;与水反应现象应该更剧烈,在空气中燃烧生成的应该比Na的复杂。
答案:AD
(删掉)10.在实验室中金属钠一般应保存在___________中,原因是①______________________②______________________③______________________。
(增加).(删除)(06年北京西城区模拟)利用下图所示装置制取氧气并进行相关的实验探究。
(1)将3.9 g过氧化钠放入烧瓶中,加入100 mLH2O,然后用排水法收集气体。① 过氧化钠跟水反应的化学方程式为_____________________ ___________。
② 集气瓶充满气体后,怎样从水槽中取出集气瓶?简述操作方法。
__________________________________________________________
__________________________________________________________
(2)已知:酚酞在c(OH-)在1.0×10-4 mol/L~2.5 mol/L时呈红色,且0.5 min内不会褪色;H2O2具有氧化性和漂白性。取上述实验得到的溶液于试管中,滴入2滴酚酞试液,溶液变红,片刻红色褪去。
① 有人认为,“红色迅速褪去”是由于溶液中c(OH—)过大造成的,试通过估算并对比数据加以说明。
_____________________________________________________________ __________________________________________________________________。
② 还有人认为,“红色迅速褪去”是因为溶液中存在H2O2。试设计实验证明烧瓶内的溶液中可能有H2O2存在,请简述实验操作。
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
③ 补充实验,证明“红色迅速褪去”与溶液中存在H2O2有关。请简述实验操作。
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
答案:(1)① 2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑
② 用玻璃片在水面下盖住集气瓶口,将玻璃片与集气瓶一起移出水面,将盖有
玻璃片的集气瓶正放在桌上。
(2)① 经计算,烧瓶中c(OH—)约为1 mol/L;因为c(OH-)在1.0×10-4 mol/L~2.5
mol/L时酚酞呈红色,因此红色迅速褪去不是由于溶液中c(OH—)过大造成的。
② 取烧瓶中的溶液于试管中,加入少量二氧化锰,有气泡放出,用带火星的木
条检验,木条着火,说明溶液中可能有H2O2存在。
③ 取②中试管里的溶液滴加酚酞试液,溶液变红且不褪色,说明“红色迅速褪
去”与H2O2的存在有关
边栏内容:1.怎样切割金属钠?剩余的钠应怎样处理?金属钠呈块状,放在煤油中保存,所以应用镊子取出后先用滤纸吸干钠表面的煤油,再用小刀切割。切割时不能直接放在桌面上,应放在玻璃片上。由于钠易和空气中的氧气和水蒸气反应,剩余的钠应立即放回原试剂瓶。2.为什么将金属钠放在煤油中保存,而不放在汽油中?因汽油沸点低,易挥发,煤油相对汽油挥发程度小。放在煤油 中的目的是①煤油的密度比钠死亡密度小;②防止钠与空气中、水接触发生化学反应。3.钠与氯气的反应可以称为燃烧吗?燃烧是否一定要有氧气参加?凡是发光发热的剧烈的化学反应都叫燃烧。钠在氯气中发生剧烈的反应,并发光、发热,产生白色的烟,这就是燃烧。由此可见,燃烧并不一定要有氧气参加。4.钠与水反应的类型:⑴钠与水的反应属于置换反应。钠能从水中置换出氢气。⑵钠与水反应属于离子反应。在水中由于水分子电离出极小浓度的H+,钠与水反应的实质就是Na与H+的反应。但由于水分子很难电离,在离子方程式中水分子不能拆开,故钠与水反应的离子方程式应写为:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑。⑶钠与水反应属于氧化还原反应。氧化剂:H2O,还原剂:Na。⑷钠与水反应属于放热反应。说明:①钠与水反应过于剧烈,一般不用此反应制备H2。②金属钠失火不能用水或泡沫灭火器灭火,一般用砂土盖灭。
第二课时窗体底端
【主干知识梳理】
一、金属与水的反应
1、钠与水的反应
向一个盛有水的小烧杯里滴人几滴酚酞试液,然后把一小块钠放入烧杯中。
实验现象:_________________________________________________________。
反应方程式为:__________________________________________.
增加:答案:①钠浮在水面上――钠的密度比水小;②立刻熔成闪亮的小球――钠的熔点低,钠与水反应放热;③在水面上四处游动,发出“嘶嘶”声,最后完全消失――-钠与水反应剧烈,生成不溶性气体;④反应后溶液由无色变为红色―――钠与水反应生成碱性物质(NaOH)。
2、铁与水的反应
(1) 在图3-9所示装置的试管中依次放人湿棉花和还原铁粉,加热。把生成的气体通人蒸发皿中的肥皂液中。一段时间后,用坩埚钳夹取火柴点燃肥皂泡。观察现象。
(2) 实验现象:红热的铁与水蒸气_____________________,蒸发皿中产生___________________,点燃放出的气体,能_____________________。反应后,试管中固体呈____色。
(3) 反应的化学方程式:___________________________________.。
增加:答案:⑵反应放出气体;大量肥皂泡;燃烧;黑色;⑶3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2↑
二、铝跟碱的反应
1、铝与盐酸反应
化学方程式为:__________________________________________.
离子方程式为:__________________________________________.
2、铝跟氢氧化钠的反应
反应的化学方程式:__________________________________________.
反应的离子方程式:__________________________________________.
增加:答案:1、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑;2Al+6H+=2Al3++3H2↑
2、2Al + 2NaOH + 2H2O === 2NaAlO2 + 3H2↑; 2Al + 2OH -+ 2H2O === 2AlO2 -+ 3H2↑
【重点难点讲练】
【要点透析】(左栏)1、金属与水的反应例1将2.3g金属钠放入100g水中,完全反应后溶液的质量分数为( )A.100B.100%C.100%D.100%解析:2.3g钠与100g水完全反应后生成4gNaOH,同时放出0.1gH2,故反应后溶液的质量分数为(NaOH)=100%。答案D小结:解此题的关键是能清溶质是NaOH,反应有氢气放出,溶液的质量等于水的质量与钠的质量之和减去氢气的质量。2、铝的性质既可以与酸反应放氢气又可以与强碱反应放氢气。例2甲、乙两烧杯中各成盛有100mL 3mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后测得生成的气体体积比为甲:乙=1:2,则加入铝粉的质量为A 5.4g B 3.6g C 2.7g D 1.6g 分析:根据反应方程式:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;① 2Al+6HCl=3H2↑+2AlCl3;②首先应该判断铝、酸、碱哪种物质过量。碱应该过量,依据酸的量来求H2的量。由方程②得: 2Al + 6HCl=3H2↑+2AlCl3;2 60.1mol 0.1L× 3mol/L 答案A例3(04江苏) 铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积也相同时,反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为( ) A、1:1 B、2:1 C、3:1 D、1:3分析: 两个反应在相同状况下产生的氢气的体积相等,根据氧化还原反应中电子得失数目相等可知:两个反应中消耗HCl和NaOH的物质的量之比为3:1。答案: C(增加)小结:铝既可以与酸反应放氢气又可以与强碱反应放氢气的性质,在历届的高考中时有出现,足见它的重要性,熟练掌握有助于同学们对知识的灵活应用。提高自身的分析问题、解决问题的能力。 【针对练习】(右栏)1-1某碱金属M及其氧化物(M2O)组成的混和物13.3g,加足量水充分反应后的溶液经蒸发结晶,得干燥固体16.8g,求该混和物的成分及其质量。1-2金属钠与其在空气中燃烧产物x分别加入到足量水中,生成的两种气体在一定条件下恰好完全反应,则与水反应的金属钠与被氧化成x的金属钠的质量比( ) A.1:1 B.2:1 C.23:78 D.46:781-3钾(K)与Na在性质上具有很大的相似性,但K比Na的活泼性强,下面是根据Na的性质对K的性质的预测,其中正确的是( ) A.因为K的活泼性强,所以钾应该保存在煤油B.K在空气可以被空气中的氧气所氧化,且产物是K2OC.K 与水能够反应,但不如Na与水的反应剧烈,但产物都有氢气 D.K可以与水剧烈反应,生成氢气2-1某金属放入稀硫酸中,不产生气泡,该金属可能是( )
A.Mg B.Al C.Zn D.Ag
2-2由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混和物10克,与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2升,则混和物中一定含有的金属是
A、锌 B、铁 C、铝 D、镁2-3在铝质易拉罐中收集满CO2气体,然后在其中倒入10mL浓NaOH溶液,并迅速用胶带将易拉罐口封住,能够观察到的实验现象是易拉罐突然变瘪了,可经过一段时间之后,又可以观察到的现象是 。试解释易拉罐变瘪的原因 ;并解释后一现象的原因 。写出反应过程中的两个离子方程式 ; 。增加:请你设计至少两种方法除去细小的铁颗粒中混有的细小的铝颗粒。(简要说明)解析:本题为设计新颖的开放型题目。铁和铝的性质不同,解答此类题目时要积极调动大脑贮存的知识,抽取相关知识灵活应用作答。当然这也有赖于平时一点一滴、扎扎实实的知识和能力的积累。答案:方法一:可以使用NaOH溶液洗涤混合物,铁与NaOH溶液不发生反应,而Al可溶于NaOH溶液。 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑ 经过滤、洗涤可以得到铁。 方法二:可以使用磁铁将混合物中的铁吸引出来而留下杂质铝。 方法三:向混合物中加FeCl3溶液,Al与FeCl3反应:A1+FeCl3Fe+AlCl3,用水洗涤并干燥。
【课时同步练习】
【基础达标】
1、下列说法正确的是( )
A.钠在溶液中可置换出铁 B.铁在溶液中可置换出铜
C.Fe不与H2O反应 D.Fe比Al活泼
2、称取两份铝粉,第一份加入足量的盐酸,第二份加入足量的烧碱。若同温同压下放出相同体积的气体,则两份铝粉的质量比为( )
A.1:1 B.2:3 C.3:2 D.1:6
3.用等质量的金属钠进行下列实验,产生氢气最多的是( )
A.将钠放入足量的稀盐酸中
B.将钠放入足量的稀硫酸中
C.将钠放入足量的硫酸铝钾溶液中
D.将钠用铝箔包好,并刺穿一些小孔,放入足量的水中
4.将2.3g金属钠放入100g水中,完全反应后溶液的质量分数为( )
A.100% B.100%
C.100% D.100%
5.等质量的Na、Mg、Al分别与足量盐酸反应,放出H2的量是 [ ]
A.铝最多 B.镁最多 C.钠最多 D.一样多
6.把一小块钠投入到硫酸铜溶液中,生成物有( )
A.Cu B.Cu(OH)2 C.H2 D.O2
(增加)2.(05广东卷)将钠、镁、铝各0.3mol 分别放入100mL 1 mol/L 的盐酸中,同温同压下产生的气体体积比是
A.1:2:3 B.6:3:2 C.3:1:1 D.1:1:1
解析:Na与酸反应Na一定全部反应,而本题镁、铝都会有剩余。
答案:C
7.关于金属钠的说法正确的是 [ ]
A.钠是活泼金属,将钠投入硫酸铜溶液中可置换出铜
B.钠常常在反应中失去电子,发生氧化反应,做氧化剂
C.钠是一种较硬的金属,导热性好
D.钠是一种比水轻的金属
8、钠与水反应的离子方程式正确的是( )
A.2Na+3H+2Na++H2↑
B.Na+H2ONa++OH-+H2↑
C.2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑
D.2Na+2H2O2Na++O2↑+2H2↑
9.金属钠放在水中浮在水面上,放在煤油中沉在油层下,煤油的密度是0.8g·cm-3,推测钠的密度
(g·cm-3)是( )
A.大于1.0 B.小于0.8
C.介于0.8~1.0之间 D.不能确定
10、为了除去铁粉中的少量铝粉,可以选取下列哪种溶液 ( )
A.浓盐酸 B.浓硝酸 C.浓硫酸 D.浓氢氧化钠溶液
【能力提升】
1、把锌片投入到下列溶液中,锌片溶解且溶液质量减轻,又没有气体产生的是( )
A.H2SO4 B.CuSO4 C.ZnSO4 D.AgNO3
2.二氧化碳和过氧化钠的反应中,过氧化钠是( )
(A)氧化剂 (B)还原剂
(C)既是氧化剂,又是还原剂 (D)既不是氧化剂,又不是还原剂
3.把投入水中,所得溶液的质量分数是( )
(A) (B) (C) (D)
4.46g金属钠在空气中充分燃烧得到淡黄色粉末,该粉末跟水反应放出气体的体积(标准状况)是 [ ]
A.44.8L B.11.2L C.22.4L D.5.6L
5.一定量的钠、镁、铝分别与足量稀盐酸反应,当放出的氢气质量比为1∶2∶4时,则钠、镁、铝的物质的量之比为[ ]
A.1∶1∶1 B.4∶2∶1 C.3∶3∶4 D.2∶3∶6
6.等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中,各加等质量的铝,生成氢气的体积比为5︰6,则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是
A 甲、乙中都是铝过量 B 甲中铝过量、乙中碱过量
C 甲中酸过量、乙中铝过量 D 甲中酸过量、乙中碱过量
7、2.6克金属混合物的粉末跟足量盐酸反应,产生2.24L(标准状况)氢气此金属混合物的成份可能是:
A.Mg和Al B.Mg和Cu C.Fe和Al D.Fe和Cu
8、某无色溶液加入铝可以生成氢气,则在该溶液中不可能大量存在的离子组是:
A. B.
C. D.
9.相同质量的钠、镁、铝与过量的稀硫酸反应,在状况下产生氢气的质量比是 ,若过量的相同质量的钠、镁、铝与相同质量分数,相同质量的硫酸溶液反应,产生氢气最多的是 。
10.将4.34gNa、Na2O、Na2O2的混合物与足量水反应,在标准状况下得到672mL。混合气体,将该混合气体通过放电恰好反应,求原混合物中Na、Na2O、Na2O2的物质的量之比。
(增加).(06年云南省昆明市一模)某实验小组对中学课本中可生成氢气的反应进行了研究,总结出四个可以生成氢气的反应:①Zn和盐酸 ②Na和水③Al和NaOH溶液 ④Na和无水乙醇。为方便制取和点燃上述四个反应生成的氢气,他们设计了如下图所示装置。
试回答下列问题:
(1)点燃氢气之前必须先进行 。
方法是 。
(2)实验小组在点燃用上述装置制得的氢气时,①③④实验获得成功,②却失败了。他们分析后认为失败的原因有a:Na与H2O的反应速率太快;b:Na的用量太少;c:装置存在缺陷。针对b失败的原因,有的同学提出可以增加钠的用量,但有同学认为这样做太危险,原因是 。
(3)针对原因a、c,实验小组查阅资料得知钠、苯、水的密度分别为0.97g·cm-3、0.88g·cm-3、1.00g·cm-3。他们改进了实验装置后重做实验②。改进后的实验装置如下图所示。
改进后的实验,氢气的生成速率明显减慢。原因是 。
答案:(1)验纯 收集一试管氢气,用拇指堵住,移近火焰,移开拇指点火。若听到轻微的“噗”声,表明H2纯净。
(2)较多的钠与水反应会放出大量的热,可能使试管内的H2、O2混和气爆炸。
(3)钠比水轻,比苯重,落在苯水交界处。钠与H2O反应产生的H2使钠浮起,脱离水面,反应停止;当钠表面的H2逸出,钠又回落,与水反应,如此反复,就可减慢Na与H2O反应速率。
边栏内容:钠与水反应生成的气体是什么?解析:我们知道,反应物只有水和金属钠,在反应物中,钠元素化合价升高,为+1价;H2O中化合价降低的只能是H,由+1价降低至0价,故产生的气体应该是氢气。设计实验——证明钠跟水反应产生的气体是H2。实验设计一: 验证水和钠反应生成的气体是氢气。选用一个U型管,充满水后滴入几滴酚酞试液。把U型管一端用单孔橡皮塞塞紧,安装一个玻璃弯管,与烧杯相连,使U型管内的液体能够流出。另一端把大头针插在橡皮塞上,用大头针固定一小块金属钠,迅速用橡皮塞塞紧U型管。观察反应现象。实验现象:钠与水迅速反应,产生的气体;水变红并颜色迅速扩散,水面不断下降,弯管有水流出。待反应完全后,把U型管倾斜一定角度,使里面的水流出一部分,取下塞子,迅速用拇指堵住瓶口,并将瓶口移近火焰,检验钠与水反应所生成的气体。(如下图)实验结论:气体燃烧,发出“噗”的声音,证明是氢气。实验设计二 验证水和钠反应生成的气体是氢气。 实验设计图:
[拓展视野]
尖端技术中的金属钠
钠是碱金属元素中最常见的一种,它不仅在人体中具有重要的作用。另外,金属钠还在尖端技术、日常生活中有着广泛的应用。
我们知道,要把人造地球卫星送上天,发射航天飞机、导弹都要用到火箭,如何确定发射后的火箭在空中的位置呢 这就需要钠蒸气来帮忙了。火箭发射后,在大气层高空释放出钠蒸气可产生明亮的橙黄色云雾,科学家据此就可确定火箭在空中的位置,还可以计算出火箭周围气体的密度。
当前,人们已能利用原子能进行发电,其好处颇多。原子能发电需要的一个重要装置即是原子反应堆。在原子的裂变过程中,由于释放出巨大的能量,会使反应堆内的温度升得很高,因此就需要把热量导出,使反应堆冷却。充当导热剂(冷却剂)的就是钠与钾的合金(含20%~50%的钠)。这种合金在室温下呈液态,具有比固态金属更为优良的导热性能,是原子反应堆理想的导热剂。
钠是一种活泼的金属,有很强的还原性,是良好的还原剂。因此在工业上利用它作还原剂制取一些稀有金属,如钛、锆、钽等。制取钛的化学反应式为:TiCl4+4Na====Ti+4NaCl。这些金属在航天工业上有广泛的应用。
潜入水中的潜艇和呼吸面具中都需要供氧剂,充当供氧剂的是过氧化钠(Na2O2),它能直接与CO2反应放出氧气:2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2。工业上制取Na2O2是将钠加热至熔化,通入一定量的除去CO2的干燥空气,然后再增加空气的量并迅速升温至300℃~400℃,即可得到Na2O2:
日常生活中,钠也有广泛的应用,如用于制作单色光源的钠光灯(高压钠灯)。这种灯发出黄光,射程远,透雾能力强,对道路平面的照度高,广泛地用于制作指示灯、路灯等。另外,钠还可作为合成橡胶的催化剂、石油的脱硫剂等。
(增加)第三课时物质的量在化学方程式计算中的应用
【主干知识梳理】
【重点难点讲练】
【要点透析】化学方程式中各物质前的系数(化学计量数)和物质的量的关系计量数之比规则:物质是由原子、分子或离子等粒子组成的,物质之间的化学反应也是这些粒子按一定的数目关系进行的。化学方程式可以明确地表示出化学反应中这些粒子数之间的数目关系。这些粒子之间的数目关系就是这些物质的物质的量的关系,也就是化学计量数的关系。 例如: H2+Cl22HCl 化学计量数之比 1∶1 ∶ 2 物质微粒数之比 1∶1 ∶ 2 扩大NA∽6.02×1023倍 NA∶NA ∶ 2NA 物质的量之比 1mol∶1mol ∶ 2mol 标准状况下体积之比22.4L∶22.4L ∶ 44.8L相同条件下体积之比 1∶1 ∶ 2 从上述例子中可以看出,化学方程式中各物质前的系数(化学计量数)之比,等于组成各物质的粒子数之比,等于各物质的物质的量之比,等于在相同条件下气体物质的体积之比。因此,将物质的量、摩尔质量、摩尔体积、物质的量浓度等概念应用于化学方程式进行计算时,对于定量的研究化学反应中各物质之间的量的关系会更加方便。 2、应用:⑴ 根据计量数之比规则,由一种物质的物质的量,可以求出另一种反应物或生成物的物质的量,再把物质的量转化为其它物理量(如质量、体积等)。⑵ 如果确知化学反应中各反应物和生成物的物质的量之比(或同温同压下气体的体积之比),就可以知道其化学方程式中的化学计量数之比,结合质量守恒定律,就可以确定反应的化学方程式或确定某一反应物或生成物的化学式。关于化学方程式的计算应注意的几个问题 Ⅰ根据化学方程式计算的应注意的几个问题化学方程式是建立在客观事实与质量守恒定律基础上的从“质”和“量”两方面来描述化学反应的表达式.一个正确的化学方程式能表明的量的关系主要有:各物质的物质的量之比(或各物质的原子、分子、离子等粒子的个数比)以及同条件下各气态物质的体积之比.在具体计算时,应依据化学方程式选择适当的量列比例式进行计算,同时注意以下几个问题: 1.准确把握反应内涵,正确书写化学方程式. 2.化学方程式所表示的是纯净物之间的量的关系,因此不纯物质必须换算成纯物质的量再进行计算. 3.化学方程式所表示的是实际发生反应的物质间量的关系.例如,反应2H2+O22H2O表示发生反应的H2与O2的量的关系是2∶1,而不涉及反应发生时体系中H2和O2的实际含量或量的关系,既使反应体系起始时H2与O2的量的关系为4∶1,反应也是按方程式规定的2∶1进行,并且反应之后会剩余下过量的H2. 4.在所列比例式中,同一物质上下单位要相同,不同物质左右单位要对应. 5.对于过量的计算,一般有如下两种情况: 一是已知两种反应物的量求生成物的量.此时,应首先判断哪种反应物过量,然后依据不足量进行求解. 二是已知某一生成物的量和反应物总量,求各反应物的量.解题的方法要点是:根据生成物的量求出参加反应的各反应物的量,再与所给总量比较,得出各反应物的量.一般有两个答案. 6.关于混合物的计算. 此类题较复杂,解法各异,但一般的解法要点是:明确反应原理,写出正确的化学方程式,依据某个量守恒(原子个数守恒、电荷守恒、质量守恒等).利用物质的量的关系列等式或利用质量关系列等式求解,或同时利用以上关系列方程组求解. Ⅱ、判断过量计算的几种方法 过量计算几乎贯穿整个高中化学学习的始终.此处介绍四种判断过量的方法,以使学生在学习中能灵活的运用. 例:25 g纯度为80%的石灰石与100 g质量分数为15%的稀盐酸充分反应,试确定反应生成二氧化碳的质量. 方法一:比值法 CaCO3 + 2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑ 100 g 73 g 25 g×80% 100 g×15% 因为>,所以盐酸过量.计算CO2的质量应用CaCO3的量来计算. 比值法判断过量的方法是:关系量(式量总和)比已知量,比值小者过量.例中CaCO3的关系量为100,已知量为25×80%,HCl的关系量为73,已知量为100×15%.(反过来,也可以说,已知量比关系量,比值大者过量) 方法二:十字相乘法 CaCO3 + 2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑ 100 g 73 g 25 g×80% 100 g×15% 因为100 g×100 g×15%>73 g×25 g×80%,所以HCl过量. 十字相乘法判断过量的方法是:关系量与已知量交叉相乘,积大者其中所含已知量对应物质过量. 方法三:计算反应物法 假设CaCO3全部反应完,需消耗HCl的质量为x,则 CaCO3 + 2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑ 100 g 73 g 25 g×80% x x==14.6 g 因为14.6 g<100 g×15%,所以HCl过量. 计算反应物法判断过量的方法是:假设其中一种物质完全反应完(设为A物质),以它为标准计算所需另一种物质(设为B物质)的量,若计算所得值比实际值大,则A物质过量;若计算所得值比实际值小,则B物质过量. 方法四:计算生成物法 假设CaCO3、HCl都反应完,设反应生成CO2的质量分别为x和y,则有 100 g∶44 g=(25 g×80%)∶x x=8.8 g 同理:73 g∶44 g=(100 g×15%)∶y y=9.0 g 因为9.0 g>8.8 g,所以HCl过量,反应生成CO2为8.8 g. 用计算生成物法判断过量的方法是:分别以反应物中各已知量为标准,计算生成同一物质的量,计算所得值大者,则对应反应物过量.生成物的实际值应取计算所得的较小值. 以上四法各有千秋,相对来说,方法一、方法三用得较多些.但究竟用哪种方法判断过量为最好,则应视具体情况而论.若只要求判断谁过量,以方法一、方法二为最佳;若需要计算过量物的剩余量,以方法三为佳;若只需计算生成物的量,以方法四为佳. 必须指出的是:以上判断过量方法只适用于两种物质间反应的计算. 判断过量时,若比值相等或乘积相等或计算所得反应物或生成物相等,则说明两反应物恰好完全反应.同一物质必须单位一致,不同物质间单位可以不一致,但关系量之间一定要注意对应关系. 根据化学方程式计算的常用方法技巧差量法:差量法是根据化学反应前后物质的各物理量发生的变化,找出“理论差值”,这个差值可以是质量、气体物质的体积、物质的量、压强等的变化,该差量的大小与参与反应物和生成物有关的量成正比。差量法就是借助于这种比例关系,根据题意和化学反应原理确定“理论差量”,再根据题目给定的“实际差量”,列比例求解。关系式法:对于较复杂化学方程式的计算或多步化学方程式的计算,按化学方程式计算,过程冗长,计算复杂、结果易错,(费时、费力、易错);如果直接找出已知物和待求物之间的物理量的关系,利用关系式求解,可以使计算过程简化、缩短计算时间、提高计算的准确度。例1:用惰性电极电解硫酸铜溶液 2CuSO4 ∽ 4H+ ∽ 2Cu ∽ O2↑ ∽ 4e- 320 g 4 mol 128 g 22.4 L 4×6.02×1023 m (g) x (mol) y(g) V (L) N (个) 多步化学方程式的计算(又叫连续化学方程式的计算),是指第一个化学反应的生成物是第二个化学反应的反应物,第二个化学反应的生成物是第三个化学反应的反应物,依此类推。例如:工业用硫铁矿(FeS2)制硫酸,涉及到的反应有:FeS2(l) + O2(g) Fe2O3(s) + 2SO2(g ) SO2(g) + O2(g) SO3(g) ; SO3(g) + H2O(l) H2SO4(l) ; 若计算原料与最终产物硫酸之间的量的关系用分步方程式进行计算,费时、费力、易错,若找出起始原料与最终产物硫酸之间的量的关系,用关系式进行计算则比较简单。 FeS2 2H2SO4 守恒法:在化学反应中,化学反应前后有许多守恒关系,如质量守恒、电子转移守恒、电荷守恒、化合价代数和守恒等等。这些守恒关系可以成为解题的理论依据,从而使解题过程达到最简化和最优化。⑴ 质量守恒: 宏观表现 化学反应前后质量相等;微观表现 化学反应前后元素的种类和原子个数守恒。⑵ 电子转移守恒(化合价升降相等): 在氧化还原反应中,氧化剂得到的电子数(或化合价降低的总数)等于还原剂失去的电子总数(或化合价升高的总数)。⑶ 在电解质溶液中,阴离子所带负电荷的总数和阳离子所带正电荷的总数相等;在离子方程式中,反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数必须相等且电性相同。⑷ 化合价代数和守恒:在任何化合物中各元素正负化合价代数和相等。小结:有关化学计算的基本原则1、有关化学方程式的计算 化学式子要配平,应将纯量代方程,同种物质单位同,不同单位要对应; 若遇两个已知量,应按不足来计算,若遇气体求体积,克重必须对应升; 多步方程来计算,关系式法有捷径,守恒之法最简单,守恒关系要弄清。即:同种物质只能用同种物理量,不同的物质可以用不同的物理量,但不同物理量之间要相互对应。(如前所述: 上下单位相同,左右单位对应)2、不同物理量之间的对应关系 克-摩-升,升-摩-克;相互对应要记得。 【针对练习】1.在反应X+2Y=R+2M中,己知R和M的摩尔质量之比为22:9,当1.6gX与Y完全反应后,生成4.4gR,则在此反应中Y和M的质量之比为( )
A、16:9 B、23:9 C、32:9 D、46:9
解析:
m(M)=3.6g
根据质量守恒定律
m(Y)=m(R)+m(M)-m(X)
=4.4g+3.6g-1.6g
=6.4g
答案:A2.向50gFeCl3的溶液中放入一小块钠,待反应完全后,过滤,得到仍有棕黄色的溶液45.9g,则投入钠的质量为 ( )
A、4.6g B、4.1g C、6.9g D、9.2g
解析:投入钠使溶液质量增加、但析出沉淀Fe(OH)3及放出H2又使溶液质量减小,即减小的质量与增加的质量之差为50g-45.9g=4.1g。根据化学方程式:6Na+2FeCl3+6H2O==6 NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑
即每有138gNa投入溶液中完全反应,生成214g沉淀并放出6g气体,质量减少82g,得关系式:
6Na ~ △ m
138 82g
m(Na) 4.1g∴ m(Na)=6.9g
答案:C 3.用10mL的0.1 mol/L BaCl2溶液恰好可使相同体积的硫酸铁、硫酸锌和硫酸钾三种溶液中的硫酸根离子完全转化为硫酸钡沉淀,则三种硫酸盐溶液的物质的量浓度之比是 ( )
A、3:2:2 B、1:2:3 C、1:3:3 .D、3:1:1
解析:由题意可知,参加反应的SO42-的物质的量均相等。设三种溶液中硫酸盐的浓度分别为C1、C2、 C3,则3C1· V=C2·V=C3·V=K答案:C4.常温下,在密闭溶器里分别充入两种气体各0.1mol,在一定条件下充分反应后,恢复原温度时,压强降低为开始时的1/4。则原混合气体可能是 ( )
A、H2和O2 B、HCL 和NH3 C、H2和CL2 D、CO和O2
解析:根据阿伏加德罗定律的推论,压强降为开始的1/4,即气体物质的量变为开始的1/4,即0.05mol。
A中:反应完全后多余0.05mol气体,
B中:恰好完全反应生成固体,
C中:恰好完全反应生成0.2mol气体,
D中:反应后气体为0.15mol。
答案:A5.含0.2molNaOH的烧碱溶液,标准状况下吸收CO2气体3.36L,所得溶液中Na2CO3为多少mol
解析:因0.2molNaOH与0.1molCO2恰好完全反应,所以3.36LCO2中过量了0.05mol,用0.2molNaOH计算得到Na2CO30.1mol,但过量的CO2要继续与Na2CO3反应生成NaHCO3,所以Na2CO3,还要消耗0.05mol。
答案:0.05mol6.将NaHCO3和Na2CO3粉末混合物若干克,加热反应完全,将生成的气体通入20°C的饱和石灰水539g,反应完全后生成白色沉淀物1g,在加热后的残留物中加入足量HCL,在标准状况下生成气体,1.12L,求原混合物中NaHCO3和Na2CO3的可能物质的量之比。[Ca(OH)2 20°C时溶解度为0.165g]
解析:设NaHCO3、Na2CO3 的物质的量分别为n1、n2 mol先求石灰水中Ca(OH)2的确良质量为W:539g:W=100.165g:0.165g;得W=0.888g,n(Ca(OH)2)=0.888g/74g·mol-1=0.012mol,但从题中可以看出,生成的CaCO3沉淀n(CaCO3)=1g/100g·mol-1=0.01mol,这说明有0.002mol的Ca(OH)2形成了Ca(HCO3)2,其中吸收CO2的量为0.004mol。
根据碳元素的总量可得:0.004+0.01=n1/2…①
根据生成的气体量可得:(n1/2+n2)×22.4L ·mol-1=1.12L…②
得:n1=0.028mol n2=0.036mol,所得n1:n2=7:9。
答案:n(NaHCO3):(Na2CO3)=7:9或1:27.把50 mL 0.1 mol/L CaCl2溶液和50 mL 0.1 mol/L AgNO3 溶液混合,设混合后溶液的总体积不变,反应后溶液中Cl-的物质的量浓度为______________mol/L;Ca2+的物质的量浓度为____________mol/L. 解析:两溶液混合后的化学反应为: Cl-+Ag+====AgCl↓ 在已知条件中n(Cl-)是n(Ag+)的两倍,反应后还剩余一半的Cl-. 答案:c(Cl-)为0.05 mol/L,c(Ca2+)为0.05 mol/L 8.在常温常压下,H2和O2混全气体aL,在密闭溶器中引爆后冷却至原状况时体积减少至bL,则原混合气体中氧气的体积是多少L
解析:本题可用体积差来解,理论量差为3,实际量差为(a-b)L,故参加反应的H2为2(a-b)/3L,O2为(a-b)/3L,过量的气体为bL,可能为H2,也可能为O2。
答案:(a-b)/3L或(a+2b)/3L。9.3.NaCl和NaBr的混合物16.15 g,溶于水后,通入足量的氯气充分反应,把溶液蒸干、灼烧,得固体11.70 g.求原混合物中NaCl的质量. 解析:由Cl2和NaBr反应的化学方程式: 2NaBr+Cl2====2NaCl+Br2 Δm2×103 2×5X.5 89可知经过反应后,固体质量减轻,故本题可采用差量法计算 据题意设原混合物中NaBr的质量为m 则可得:解得m=10.3 g 所以原混合物中的NaCl的质量为 m(NaCl)=16.15 g-10.3 g=5.85 g 答案:5.85 g 10.已知H2S通常为气体,微溶于酸(H+)溶液,很难电离出H+;FeS易与稀盐酸反应,反应的化学方程式为: FeS+2HCl====FeCl2+H2S↑ 将8.8 g FeS 固体置于200 mL 2.0 mol/L 的盐酸中,制备H2S气体.反应完全后,溶液中还剩余部分HCl,H2S的浓度为0.10 mol/L,假定溶液体积不变,试计算: (1)收集到的H2S气体的体积(标准状况); (2)溶液中Fe2+和H+的物质的量浓度. 解析:(1)设生成的H2S的物质的量为x FeS+2HCl====FeCl2+H2S↑ 88 g 1 mol 8.8 g x x==0.10 mol 溶液中溶解的H2S的物质的量为:0.10 mol/L×0.20 L=0.020 mol 收集到H2S在标准状况下的体积:(0.10 mol-0.020 mol)×22.4 L/mol=1.8 L (2)由于FeS完全反应,故溶液Fe2+的物质的量就是FeS的物质的量 c(Fe2+)=÷0.20 L=0.50 mol/L 由于反应后盐酸过量,故溶解的H2S所电离出的H+可以忽略,溶液中的H+就是原来的H+与消耗掉的H+之差. 生成0.10 mol H2S 消耗H+ 0.20 mol,原盐酸中含有H+的物质的量为0.20 L×2.0 mol/L=0.40 mol c(H+)= =1.0 mol/L 答案:(1)收集到的H2S在标准状况下的体积为1.8 L; (2)溶液中Fe2+的物质的量浓度是0.50 mol/L,H+的物质的量浓度是1.0 mol/L. 11. 把100g铁片插入500mL 2 mol·L—1的CuSO4溶液中,反应一段时间后,取出铁片,洗净、干燥、称量,铁片的质量为104g。计算:(1)析出铜多少克 (2)混合液中FeSO4 的物质的量浓度是多少 解析:CuSO4+ Fe= Cu+ FeSO4 △m增64g 1mol 8gm(Cu) n(FeSO4 ) 104g — 100g得m(Cu)=32gn(FeSO4 ) = 0.5mol所以c(FeSO4) = 答案:(1)32g (2)1 mol·L—112.已知黑火药反应的方程式为: 2KNO3+S+3C====K2S+N2↑+3CO2↑ 求此反应中被1.0 mol KNO3氧化的碳的质量是多少g? 解析:本题以化学反应方程式为依据,考查氧化还原反应的概念及有关计算. 分析所给化学方程式中各元素的化合价可知,该反应中的氧化剂是KNO3和S,还原剂是C.根据得失电子关系,C的化合价升高4价,即1 mol碳单质在反应中失去4 mol e-,3 mol碳单质共失去12 mol e-,而2 mol KNO3共得到10 mol e-,1 mol 硫单质只得到2 mol e-.由反应方程式分析可知,被2 mol KNO3氧化的碳占总物质的量的,即,而反应中总共被氧化的碳的物质的量为3 mol,所以被2 mol KNO3氧化的碳的物质的量=×3 mol=2.5 mol.故被1.0 mol KNO3氧化的碳的物质的量为mol.解: 2KNO3 + S + 3C====K2S+N2↑+3CO2↑ 2 mol 3×mol 1 mol n(C) n(C)==1.25 mol m(C)=n(C)·m(C)=1.25 mol×12 g·mol-1=15 g. 答:1.0 mol KNO3氧化的碳的质量是15 g.
【课时同步练习】
【基础达标】
1.4g烧碱溶于1L水中所得溶液的物质的量浓度为( )
A.0.01mol/L B.0.1mol/L
C.1mol/L D.无法计算
答案:D
2.用MnO2和浓HCl溶液反应制Cl2,当有14.6g HCl被氧化时,生成的Cl2全部用石灰水吸收,可制得漂白粉( )
A.14.3g B.25.4g C.28.6g D.42.9g
答案:B
3.将5mL 0.4mol/L AgNO3溶液与10mL 0.3mol/L BaCl2溶液混合,反应后溶液中离子浓度最大的是( )
A.Ag+ B.NO C.Ba2+ D.Cl-
答案:D
4.相同物质的量的Mg和Al分别与足量的盐酸反应,所生成的H2在标准状况下的体积比是( )
A.8∶9 B.1∶1 C.3∶2 D.2∶3
答案:D
5.1.0g H2在空气中完全燃烧,需要标准状况下的空气的体积为( )
A.5.6L B.11.2L C.26.7L D.30.8L
答案:C
6.氟气是氧化性最强的非金属单质。在加热条件下,等物质的量的氟气与烧碱完全反应,生成NaF、H2O和另一种气体,该气体可能是( )
A.H2 B.HF C.O2 D.OF2
答案:D
7.某碱金属0.575g与足量水反应,得到标准状况下280mL氢气,则该金属的相对原子质量是:( )
A.23 B.39 C.85 D.133
答案:A
解析: 碱金属为+1价,2mol碱金属单质可产生1molH2
氢气的物质的量为: =0.0125mol
设该碱金属的相对原子质量为x
2M―――H2↑
2x g 1mol
0.575g 0.0125mol
x=23
8.用1 mol·L-1 BaCl2溶液分别和等体积、等物质的量浓度的下述溶液恰好完全反应,耗用BaCl2溶液体积最大的是( )
A.Na2SO4溶液 B.Fe2(SO4)3溶液
C.FeSO4溶液 D.CaSO4溶液
答案:B
解析:物质的量相等,含SO 愈多则所需Ba2+愈多。显然是Fe2(SO4)3。
9.使相同物质的量浓度的NaCl、MgCl2、AlCl3溶液中的Cl-完全沉淀时,若用去相同浓度的AgNO3溶液的体积比为3︰2︰1,则上述三种溶液的体积比是( )
A.9︰4︰1 B.3︰2︰1 C.6︰3︰2 D.9︰3︰1
答案:D
解析: 设NaCl、MgCl2、AlCl3各溶液的浓度为C,其体积分别是:V1、V2、V3, AgNO3溶液的物质的量浓度为C0
NaCl ~ AgNO3 MgCl2 ~ 2AgNO3 AlCl3 ~ 3AgNO3
1 1 1 2 1 3
C V1 C0×3V C V2 C0×2V C V3 C0×V
V1=3× V2= V3= ×
则:V1︰V2︰V3=9︰3︰1
10.等体积、物质的量浓度相同的硫酸溶液和氢氧化钠溶液混合后,再滴入紫色石蕊试液,溶液呈现的颜色是( )
A.紫色 B.红色 C.蓝色 D.无色
答案:B
解析: 等体积、物质的量浓度相同的硫酸溶液和氢氧化钠溶液所含溶质物质的量相同,此时硫酸过量,所以加入石蕊后,显红色。
11.用1.0L 1mol/L NaOH溶液吸收0.80mol CO2,所得溶液中CO和HCO3-的物质的量之比为( )
A.1︰2 B.2︰1 C.1︰3 D.3︰1
答案:C
解析:
5NaOH+4CO2 xNa2CO3+yNaHCO3+
由守恒原理
12.0.05mol/L某金属氯化物20mL,恰好与20mL 0.1 mol/L的AgNO3溶液反应,则该金属氯化物的化学式可表示为( )
A.XCl B.XCl2 C.XCl3 D.XCl4
答案:B
解析:设金属氯化物的化学式为MClx,则有
MClx ~ xAgNO3
1 x
0.05mol/L×0.02L 0.1 mol/L×0.02L
x=2
13.相同质量的三种金属Na、Mg、Al分别与足量的盐酸溶液反应,产生的H2在同温、同压下体积比为( )
A.1︰2︰3 B. C.9︰12︰23 D.23︰12︰9
答案:B
解析:设金属的质量都为1g,由Na、Mg、Al分别与盐酸反应的方程式得关系式:
Na ~ H2 Mg ~ H2 Al ~ H2
23 24 V 27 V
1 1 1
∴ ︰ ︰ = ︰ ︰
14.标准状况下,22.4L Cl2与H2的混合气体,在一密闭容器中使其充分反应,冷却后将此气体与1L1mol/L的NaOH溶液充分反应,最后此溶液( )
A.一定显酸性 B.一定显碱性 C.一定显中性 D.可能显酸性,碱性或中性
答案:D
解析: 本题分几种情况讨论
①若氢气过量,则溶液最后呈碱性
②若氯气过量,由Cl2 ~ 2NaOH及Cl2 ~ 2H2O及已知数据知NaOH不足,溶液显酸性
③若H2、Cl2各为11.2L即0.5mol时呈中性
15.将30g MnO2的质量分数为76.6%的软锰矿石与足量的浓度为12mol/L的浓盐酸完全反应(杂质不参加反应),试计算:
(1)参加反应的浓盐酸的体积?
(2)在标准状况下,生成Cl2的体积?
解析:(1)MnO2的摩尔质量为87g/mol
n(MnO2)==0.26mol
(2)设参加反应的浓盐酸的体积为x
MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O
1mol 4mol
0.26mol 12mol/L·x
=
∴x=0.087L
(3)设生成标准状况下Cl2的体积为y
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
1mol 22.4L
0.26mol y
=
所以y=5.8L
此题还可如下求解:
MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
87g 4mol 22.4L
30g×76.6% V[HCl(aq)]×12mol/L V(Cl2)
解得:V[HCl(aq)]=0.087L V(Cl2)=5.8L
【能力提升】
1、有三种不同浓度的稀硫酸,体积比依次为3:2:1,它们分别与等物质的量的K2CO3、KHCO3、Al刚好完全反应,此三种硫酸的物质的量浓度比为 ( )
A、1:1:1 B、 6:2:3 C、 4:3:18 D、 2:1:3
答案:C
2、将等体积的HnRO3和Hn+1RO4两种酸溶液与定量的NaOH中和都生成正盐,则这两种酸的物质的量浓度比是 ( )
A、n:(n+1) B、 1:1 C、1:(n+1) D、 (n+1):n
答案:D
3、10gA元素与适量氧元素,可形成34g氧化物,甲或66g氧化物乙,则甲、乙的化学式分别是 ( )
A、A2O A2O3 B、 AO AO2 C、 A2O3 A2O7 D、 A2O3 A2O5
答案:C
4、甲、乙两烧杯中分别盛有等体积等浓度的硫酸溶液,向甲杯中投入mgMg,向乙杯中投入mgZn,完全反应后发现一个烧杯中金属有剩余,则各杯中原来含硫酸的物质的量 之值为( )
B、 C、 D、
答案:C
5、在CuCl2和FeCl3中加入足量的铁屑m克,反应完全后,剩下的固体亦为m克,则原混合液中CuCl2和FeCl3的物质的量之比为( )
A、1:1 B、3:2 C、7:2 D、2:3
答案:C
6、在体积为1L的干燥瓶中用排空气法收集HCl气体,测得烧瓶中气体对氧气的相以密度为1.082,此气体中含HCl的体积为 ( )
A、0.8L B、0.75L C、0.5L D、0.25L
答案:B
7、用20g的A与15gB完全反应生成7.3gC和平共处5.7gD和0.4molE,则E的摩尔质量是 ( )
A、27.5g B、55g/mol C、55g D、110g/mol
答案:B
8、在标准状况下,1g下列物质的体积最大的是 ( )
A、氯化氢 B、二氧化碳 C、氧气 D、氦气
答案:D
9、将50g10%的硫酸溶液与含4gNaOH的溶液混合后,滴入石蕊试液,溶液呈 ( )
A、红色 B、蓝色 C、紫色 D、无色
答案:A
10、在甲、乙两个容积相同的密闭容器中,分别放入1mol磷和1mol氧气,控制条件,使之分别按下列两种方法进行反应:
甲中:4P+3O2 2P2O3
乙中:4P+5O2 2PO5
经充分反应后,生成的P2O3和P2O5的物质的量之比为 ( )
A、1:1 B、4:3 C、 5:4 D、5:3
答案:C
11、在量气管中充入1/4体积的N2,1/4体积的Cl2,1/2体积的H2,让日光照射一段时间后倒立于水中,进入量气管的水占量气管容积的 ( )
A、1/2 B、1/3 C、1/4 D、3/4
答案:A
12、将0.2mol 金属钠投入到足量水中得ag溶液;0.2mol镁投入到足量盐酸中(与水等质量)得到bg溶液,则反应后两溶液质量关系是 ( )
A、a>b B、a=b C、a
答案:B
13、一元碱A、B、C的分子量比为3:5:7,它们的混合物中物质的量之比为7:5:3,此混合物53.6g恰好中和500mL,13.37%的硫酸(d=1.1g/cm3)反应,求这三种碱金属的相对原子质量。
答案:7, 23, 39
14、使一定量的PH3和H2的混合气体,依次通过两支加热的硬质玻璃管,第一支管中装有铜屑,第二支管中装有CuO,第一支管中由于发生了如下反应2PH3+3Cu Cu3P2(固)+3H2,玻璃管质量增加4.96g,第二支管发生反应后,质量减少了5.76g。
(1)计算原混合气体中,磷化氢和氢气的体积比。
(2)在标况下,原混合气体的密度是多少?
答案:(1)4:3 (2)0.91g/L
15.向100 g 8%的NaOH溶液中通入一定量的CO2,然后将溶液在减压低温下蒸干.
(1)将所得固体可能的成分填入下表.
(2)如果最后得到的固体质量为13.7 g,则标况下通入CO2的体积是多少?
解析:(1)CO2通入NaOH溶液后有以下反应发生
2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O ①
NaOH+CO2====NaHCO3 ②
当n(NaOH)∶n(CO2)=2∶1时,二者恰好按①式进行,所得固体为Na2CO3.
当n(NaOH)∶n(CO2)>2∶1时,NaOH过量,固体为NaOH与Na2CO3的混合物.
当n(NaOH)∶n(CO2)=1∶1时,反应恰好按②式进行,固体产物为NaHCO3.
当1∶1<n(NaOH)∶n(CO2)<2∶1时,既有①式反应,又有②式反应,所得固体为Na2CO3与NaHCO3的混合物.
当n(NaOH)∶n(CO2)<1∶1时,反应按②式进行,产物为NaHCO3.
(2)若固体产物全为Na2CO3时,设其质量为x g
2NaOH+CO2 ==== Na2CO3+H2O
2 106
x x=10.6 g
若固体产物全为NaHCO3时,设其质量为y g
NaOH+CO2 ==== NaHCO3
1 84
y? y=16.X g
因为实际得到固体13.7 g,而10.6<13.7 g<16.X g,所以固体物质应是Na2CO3和NaHCO3的混合物.
设13.7 g混合物中有Na2CO3 a mol、NaHCO3 b mol
n(CO2)=a+b=0.15 mol(C原子守恒)
V(CO2)=0.15 mol×22.4 L·mol-1=3.36 L.
答案:(1)
(2)通入的CO2在标准状况下的体积为3.36 L.
(更改的)第二节 几种重要的金属化合物
第一课时
【主干知识梳理】
一、钠的重要化合物
1、氧化钠和过氧化钠
Na2O和Na2O2性质比较
氧化钠 过氧化钠
化学式 Na2O Na2O2
电子式
氧元素的化合价 +2价 +1价
色、态 白色固体 淡黄色固体
稳定性 不稳定,可继续氧化 稳定
与H2O反应的方程式 Na2O+H2O=2NaOH 2Na2O+2H2O=4NaOH+O2↑
与CO2反应的方程式 Na2O+CO2=Na2CO3 2Na2O+2CO2=2Na2CO3+O2↑
用途 制NaOH,用途较少 做供氧剂、氧化剂、漂白剂等
转化关系 2Na2O+O2 2Na2O2
2、碳酸钠和碳酸氢钠
(1) 碳酸钠和碳酸氢钠性质比较
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗名 纯碱 小苏打
颜色和状态 白色粉末(Na2CO3·10H2O为晶体) 白色晶体
溶解性 易溶于水,溶液呈碱性 易溶于水(比Na2CO3小),溶液呈碱性
热稳定性 稳定 受热易分解其方程式
与酸反应(离子方程式) CO+2H+=H2O+CO2↑ H++HCO3-=H2O+CO2↑
与Ca(OH)2等碱的反应 Ca2+ +CO32-==CaCO3↓ Ca2+ +OH- +HCO3- == CaCO3↓+ H2O(碱足量)Ca2+ +2OH- +2HCO3- == CaCO3↓+2 H2O+CO32-
相互转化
3、焰色反应
很多金属或者它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色,这叫做焰色反应。该变化属于物理变化。
【重点难点讲练】
【要点透析】一、过氧化钠性质:实验室可利用Na2O2与H2O的反应快速制取O2;Na2O2不是碱性氧化物;Na2O2与H2O、CO2反应可以都放出大量的热。证明方法是用脱脂棉包住Na2O2放在石棉网上,用胶头滴管向脱脂棉上滴加几滴水,或用玻璃管向脱脂棉吹CO2,脱脂棉燃烧。点拨:过氧化钠与水反应的实质一般认为,过氧化钠与水的反应应分两步进行:Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2(复分解反应);2H2O22H2O + O2(分解反应) 失2×e-2Na2O2 + 4H2O = 4NaOH + 2H2O + O2 得2×e-其总反应式及电子转移情况为:由此可见,还原产物是H2O,氧化剂是Na2O2,还原剂是Na2O2。例1、呼吸面具中的Na2O2可以与H2O、CO2反应,放出氧气。若用KO2(超氧化钾)代替Na2O2,也可以起到同样的作用,生成K2CO3和O2。4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2;由上述知识可知,解答下列问题:(1)1摩尔 Na2O2和KO2,分别与CO2反应,生成的氧气质量比是_______.(2)你认为在呼吸面具或潜水艇中,选用_______做供氧剂更合适。理由_______.【解析】根据2Na2O2+2CO2= 2Na2CO3+O2;4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2;1molNa2O2 与CO2反应生成O20.5mol;1molKO2与CO2反应生成3/4molO2,所以相同条件下KO2产氧量高。答案:(1)2/3(2)KO2,相同条件下KO2产氧量高。例2、铁路提速为鲜活水产品、新鲜水果和蔬菜的运输提供了有利条件。在鲜活鱼的长途运输中,必须考虑以下几点:水中需要保持适量的O2;及时除去鱼排出的CO2;防止细菌的大量繁殖。现有两种在水中能起供氧灭菌作用的物质,其性能如下:过氧化钠(Na2O2):易溶于水,与水反应生成NaOH和O2;过氧化钙(CaO2):微溶于水,与水反应生成Ca(OH)2(微溶)和O2。根据以上介绍,你认为运输鲜活水产品时应选择 加入水中。原因是
解析: 此题综合性较强,考查了金属过氧化物的性质:与水反应产生碱和氧气。碱可以杀菌消毒,抑制细菌繁殖,还可以吸收鱼苗呼吸产生的CO2气体,但必须注意区别Ca(OH)2(微溶,碱性弱)和NaOH易溶性(碱性强)对鱼苗的损害。答案:过氧化钙(CaO2);过氧化钠(Na2O2)与水激烈反应生成O2和强碱 NaOH,对生物题杀伤能力较强。小结:学习Na2O2时除重点掌握它的和H2O、CO2的反应外还需知道Na2O2可以作为漂白剂的。可设计实验:向烧杯中加入一定量的水,再滴加两滴酚酞试液。把少量固体Na2O2加入烧杯中,观察烧杯中溶液的变化;然后再加入较多Na2O2固体;(或者向盛水的烧杯中加入一有色羽毛,再加入一块固体过氧化钠)。记录你观察到的现象。二、 有关钠的化合物的混合物的计算:(1).NaHCO3和Na2CO3固体混合物加热。仅发生反应2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,反应的差量即为分解产生的H2O和CO2,由差量法求解.(2)amolNa2O2和bmolNaHCO3固体混合物在密闭容器中加热。
发生的反应按下列方式处理:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑分解产生的CO2与Na2O2反应完后,若Na2O2过量,H2O再与Na2O2反应.①当a/b<1/2时,剩余固体为Na2CO3,排出气体为O2、H2O、CO2②当a/b=1/2,剩余固体为Na2CO3,排出气体为O2、H2O
③当1/2⑤当a/b>1时,剩余固体为Na2CO3、NaOH、Na2O2,排出气体为O2
(3)NaHCO3和NaOH的混合物在密闭容器中加热NaHCO3和NaOH在密闭容器中加热所发生的反应按下列方式处理;首先考虑NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O①若NaHCO3过量则再考虑2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑②。反应的差量可能是①造成的,也可能是①②共同造成,主要是看两者相对量的关系,所以首先讨论何者在①中过量是重要问题,然后再根据差量法进行进一步的计算。讨论过量一般采用的方法是假设两者等物质的量按反应①,由差量法求得理论失重值,再进行判断:若实际失重值小于或等于理论失重值,则n(NaHCO3):n(NaOH)≤1:1按反应①由差量法求算,质量减少为H2O的质量;b、 若实际失重值大于理论失重值,则n(NaHCO3):n(NaOH)>1:1,按反应①和②由差量法求算,质量减少由两部分组成:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O产生的水和由2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑生成的H2O和CO2.【例3】加热4.54g Na2CO3和NaHCO3的混合物至质量不再变化,剩余固体的质量为3.30g。计算原混合物中NaCO3的质量分数。【解析】 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2 ,失去的质量为水和二氧化碳,题中失重为4.54g -3.30g =1.24g,则W(NaHCO3)=×2×84g=3.36g,则W(Na2CO3)= 4.54g -3.36g=1.18g,所以NaCO3的质量分数为=26%【答案】26%【例4】有NaHCO3、Na2CO3、CaO、NaOH组成的混合物27.2g, 把它们溶于水后,溶液中Ca2+、CO32—、HCO3—均转化为沉淀,将反应后的溶液蒸干,最后得到白色固体物质共29g,则原混合物中Na2CO3的质量是 ( )A、10.6g B、5.3g C、5.9g D、无法确定【解析】发生反应的方程式为:⑴CaO+H2O=Ca(OH)2,⑵2 NaHCO3+Ca(OH)2= CaCO3↓+2 H2O,⑶Na2CO3+ Ca(OH)2= CaCO3↓+2NaOH.设Na2CO3为amol,NaHCO3为bmol,则CaO为(a+b)mol。由于CaO+H2O=Ca(OH)2,使混合物增加了(a+b)mol水的质量;由NaHCO3转化成CaCO3使混合物减轻了bmol水的质量,所以反应前后的质量差为amol水的质量。依题意得a=1.8/18mol=0.1mol【答案】A小结:解此类题目的要诀是合理分析反应的进行顺序,按方程式逐一分析。三、焰色反应很多金属或者它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色,由该方法可鉴别物质。点拨:焰色反应的实验⑴、用品:铂丝(或铁、铬、镍、钨等),酒精灯(或煤气灯),试剂。⑵、操作:洗——烧——蘸——烧“洗”:用稀盐酸洗涤铂丝。“烧”:在无色火焰上灼烧铂丝至火焰呈无色。“蘸”:蘸取试剂。“烧”:再次在无色火焰上灼烧,并观察火焰的颜色。⑶、火焰的颜色钠:黄色;钾:紫色(透过蓝色钴玻璃);钙:砖红色铜:绿色【例5】把物质灼烧时,焰色反应为黄色,下列判断正确的是( )A、该物质一定是钠的化合物 B、该物质一定含有钠元素C、该物质一定是金属钠 D、不能确定该物质中是否含有钾元素【解析】物质灼烧时火焰呈黄色,说明物质中一定含有钠元素。由于钠元素的黄色火焰能够掩盖掉钾元素的紫色火焰,而该操作中并没有透过蓝色钴玻璃,因此无法确定是否含有钾元素。【答案】B、D。小结:进行焰色反应实验步骤:把铂丝或光洁无锈的铁丝,用蒸馏水洗净,放在酒精灯或煤气灯的外焰上灼烧,至没有颜色时为止,再蘸取溶液,在外焰上灼烧验,此时观察火焰的颜色。 【针对练习】1.Na2O2与水反应能够产生O2,这一反应在呼吸面具、潜水艇及太空飞船中可为人体提供呼吸所用的O2。下面对该反应的说法中正确的是( ) A.这是一个氧化还原反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂B.这是一个氧化还原反应,Na2O2是氧化剂,水是还原剂C.这是一个氧化还原反应,Na2O2是还原剂,水是氧化剂D.这是一个置换反应,有单质O2产生解析:Na2O2与水反应能够产生O2,是一个自身氧化还原反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,所以A正确;它不符合置换反应的条件,所以不是置换反应。答案:A2、(04上海)等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过Na2O2后,体积变为原体积的8/9(同温同压),这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为(A).3:4:1 (B).3:3:2 (C).6:7:3 (D).6:9:03.下列灭火剂能够扑灭金属钠着火的是( )A.干冰灭火器 B.泡沫灭火器C.干粉灭火器 D.砂土解析:干冰是固态的CO2,干粉灭火器里的NaHCO3受热分解为CO2、H2O和Na2CO3,泡沫灭火器里既含有H2O,又含有CO2,它们都能与金属钠及燃烧产物Na2O2发生反应,因此它们都不能用作钠的灭火器剂。钠着火后,应用沙土盖灭。答案:D4.(06年1月西城区抽样测试)取a g某物质A,在氧气中完全燃烧,使燃烧产物跟足量过氧化钠反应,反应后固体的质量增加了b g。若b>a,则A为( )(A)H2 (B)CO (C)C12H22O11 (D)C6H12O6答案:C5. 关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( )A.都是白色的固体 B.都是碱性氧化物C.都能和水反应形成强碱溶液 D.都是强氧化剂答案:C6.(06年湖南省百校大联考)将含有O2和CH4的混合气体置于盛有23.4 g Na2O2的密闭容器中,电火花点燃,反应结束后,容器内的压强为零(150℃),将残留物溶于水中,无气体产生。下列叙述正确的是A.原混合气体中O2和CH4的体积比为2∶1 B.残留物只有Na2CO3C.原混合气体中O2与CH4的体积比为1∶1 D.残留物只有Na2CO3和NaOH答案:D7.(06年北京西城区模拟)利用下图所示装置制取氧气并进行相关的实验探究。(1)将3.9 g过氧化钠放入烧瓶中,加入100 mLH2O,然后用排水法收集气体。① 过氧化钠跟水反应的化学方程式为_________________。 ② 集气瓶充满气体后,怎样从水槽中取出集气瓶?简述操作方法。___________________________________________(2)已知:酚酞在c(OH-)在1.0×10-4 mol/L~2.5 mol/L时呈红色,且0.5 mln内不会褪色;H2O2具有氧化性和漂白性。取上述实验得到的溶液于试管中,滴入2滴酚酞试液,溶液变红,片刻红色褪去。① 有人认为,“红色迅速褪去”是由于溶液中c(OH—)过大造成的,试通过估算并对比数据加以说明。___________________________________________。
② 还有人认为,“红色迅速褪去”是因为溶液中存在H2O2。试设计实验证明烧瓶内的溶液中可能有H2O2存在,请简述实验操作。___________________________________________。③ 补充实验,证明“红色迅速褪去”与溶液中存在H2O2有关。请简述实验操作。 ___________________________________________。答案:(1)① 2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑
② 用玻璃片在水面下盖住集气瓶口,将玻璃片与集气瓶一起移出水面,将盖有玻璃片的集气瓶正放在桌上。(2)① 经计算,烧瓶中c(OH—)约为1 mol/L;因为c(OH-)在1.0×10-4 mol/L~2.5 mol/L时酚酞呈红色,因此红色迅速褪去不是由于溶液中c(OH—)过大造成的。② 取烧瓶中的溶液于试管中,加入少量二氧化锰,有气泡放出,用带火星的木条检验,木条着火,说明溶液中可能有H2O2存在。③ 取②中试管里的溶液滴加酚酞试液,溶液变红且不褪色,说明“红色迅速褪去”与H2O2的存在有关。8.(07广州市调研测试)我国青海湖地区素有“夏天晒盐,冬天捞碱”之说。其中捞出的碱主要是碳酸钠和少量氯化钠的混合物。某同学以捞出的碱作为样品,并用下图装置对样品进行分析,根据量瓶中收集到的液体的体积来计算样品中碳酸钠的含量,下列装置中正确的是( )答案:B9.(07湖北联考)将2molNaHCO3和一定量Na2O2固体混合,在加热条件下让其充分反应,150℃下所得气体仅含2种组分,反应后固体的物质的量n的取值范围是A.n=l B.l【课时同步练习】
【基础达标】
1.将等物质的量的Na2O和Na2O2分别投入到足量且等质量的水中,得到溶质质量分数分别为%和%的两种溶液,则和的关系是( )
A.= B.> C.< D.无法确定
2.下列反应中,Na2O2只表现强氧化性的是
A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
B.Na2O2+MnO2=Na2MnO4
C.2Na2O2+H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2↑
D.5Na2O2+2KMnO4+8H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
3.氧化钠和过氧化钠的共同之处是( )
A都能与水反应生成碱
B都能与二氧化碳反应生成盐和氧气
C 都是淡黄色固体
D都是碱性氧化物
4.下列说法中不正确的是( )
A.Na2CO3比NaHCO3易溶于水
B.Na2CO3比NaHCO3稳定
C.Na2CO3和NaHCO3都能跟石灰水反应得到白色沉淀
D.物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应得CO2的物质的量之比为2:1
5.不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是( )
A.分别加热这两种固体物质,并将生成的气体通人澄清的石灰水中
B.分别在这两种物质的溶液中,加入CaCl2溶液
C.分别在这两种固体中,加入同浓度的稀盐酸
D.分别在这两种物质的溶液中,加入少量澄清的石灰水
6.把CO2通入含NaOH0.8g的碱溶液中,将产物在减压条件下蒸干后,得固体1.37g,则通入CO2的质量是( )
A.0.44g B.0.88g C.0.66g D.都不是
7.有甲、乙、丙三瓶等体积等物质的量浓度的NaOH溶液,若将甲蒸发掉一半水分,在乙中通入少量的CO2,丙不变,然后分别向甲、乙、丙三瓶中加入同浓度的盐酸,完全反应后所需盐酸溶液的体积是( )
A.甲=丙>乙 B.丙>乙>甲 C.乙>甲=丙 D.甲=乙=丙
8.(07江苏通州市期中)在一定条件下,分别以高锰酸钾、氯酸钾、过氧化钠为原料制取氧气,当制得同温、同压下相同体积的氧气时,三个反应中转移的电子数之比为
A.1∶1∶1 B.2∶2∶1 C.2∶3∶1 D.4∶3∶1
答案:B
9.(07江苏通州市期中)在右图支管中,一管装入2.3g金属钠,一管装入HgO,同时加热两部分,Na完全燃烧 ,若加热后容器里空气成分基本未变,则HgO质量可能是
A.21.7g B.24g
C.43.4g D.10.85g
答案:A
10.实验室甲、乙两瓶丢失标签的无色溶液,其中一瓶是盐酸,另一瓶是碳酸钠溶液。为确定甲、乙两瓶溶液的成分及其物质的量浓度,现操作如下:①量取25.00mL甲溶液,向其中缓慢滴加乙溶液15.00mL,共收集到二氧化碳气体224mL;②另取15.00mL乙溶液,向其中缓慢滴加甲溶液25.00mL,共收集到二氧化碳气体112mL。上述气体体积均已换算为标准状况。则根据上术操作及实验数据填空。
(1)写出上述过程所涉及反应的离子方程式: ;
(2)甲是 ,甲溶液的物质的量浓度为 ,乙溶液的物质的量浓度为 (二氧化碳在溶液中的小量溶解忽略不计)。
(3)将mL的甲溶液与等体积的乙溶液按各种可能的方式混合,产生的气体体积为mL(标准状况),则X