钠镁及其化合物一.docx

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钠镁及其化合物一

第1讲　钠、镁及其化合物

（一）

[考纲要求]　1.了解金属钠、镁及其重要氧化物的性质及有关计算。

2.以实验探究、框图推断考查钠及其重要氧化物的综合应用。

考点一　钠

1．物理性质

颜色

密度

熔点

比水____，比煤油____

____100℃

2．化学性质

主要化学反应

特别提醒　

（1）实验室中钠常保存在煤油或者石蜡油中，使之隔绝空气和水。

但不能保存在四氯化碳和汽油中。

（2）钠与氧气反应，条件不同产物不同。

1．金属钠着火，不能用H2O、干冰灭火的原因是________________________________________________________________________，

通常用__________掩埋。

2．金属钠露置在空气中会发生一系列变化：

银白色金属钠

3．将一小块金属钠分别投入盛a水、b乙醇、c稀H2SO4的三个小烧杯中，反应速率由快到慢的顺序为______________。

解释反应速率不同的原因：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

特别提醒　钠与水、酸反应的实质都是与H＋的反应。

3．Na与水（滴有酚酞）反应的现象及解释

实验现象

实验结论

浮在水面上

熔化成闪亮的银白色小球

四处游动，发出嘶嘶的响声

在反应后的溶液中滴入酚酞试液，溶液变成红色

4．将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有沉淀产生的是____________。

①MgSO4溶液　②NaCl溶液　③Na2SO4溶液　④饱和澄清石灰水　⑤Ca（HCO3）2溶液

5．有人设计

出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。

实验时，往100mL大试管中先加40mL煤油，取3粒米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FeSO4溶液使煤油的液面至胶塞，并夹紧弹簧夹（如图）。

仔细观察，回答下列问题：

（1）有关钠反应的现象是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）大试管的溶液中出现的现象：

________________________________________________________________________。

（3）装置中液面的变化：

大试管内　　　　；长颈漏斗内　　　　　　。

（4）写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

归纳总结　金属钠与可溶性盐溶液的反应思考方法

考点二　氧化钠和过氧化钠

完成下列表格

化学式

Na2O

Na2O2

氧元素化合价

色、态

化学式

阴、阳离子

个数比

是否为碱性

氧化物

与水反应的

化学方程式

与CO2反应的

化学方程式

与盐酸反应的

化学方程式

2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑

转化关系

2Na2O＋O2

2Na2O2

重要用途

强氧化剂、漂白剂、供氧剂

6．设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是（　　）

A．1mol钠与氧气反应生成Na2O或Na2O2时，失电子数目均为NA

B．1molNa2O2与足量CO2反应时，转移2NA个电子

C．1mol·L－1的NaOH溶液中含Na＋数目为NA

D．1molNa2O2晶体中含有的阴离子数目为2NA

7．过氧化钠的强氧化性

比较下列两组反应，回答下列问题。

一组：

①Na2O2＋CO2　　　　　②Na2O2＋SO2

二组：

③Na2O2＋FeCl3（溶液）④Na2O2＋FeCl2（溶液）

问题：

（1）写出①、②两反应的化学方程式。

（2）判断③、④反应中可能发生的现象，为什么？

（3）Na2O2在什么情况下表现强氧化性？

8．某溶液中含有HCO

、SO

、CO

、CH3COO－4种阴离子。

向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是（假设溶液体积无变化）（　　）

A．CH3COO－　B．SO

C．CO

D．HCO

（1）Na2O2的电子式为Na＋[

]2－Na＋，O

是个原子团。

（2）Na2O2与H2O、CO2的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应。

（3）在研究Na2O2与其他溶液反应时，要注意Na2O2的强氧化性和溶液的强碱性。

考点三　镁的提取和性质

1．镁的提取

（1）镁的存在：

自然界中的镁主要以________的形式存在于地壳和海水中，海水中镁的总储量约为__________。

（2）镁的提取过程

9．写出上述①②④⑤的离子方程式或化学方程式。

10．写出利用海边大量的贝壳制成石灰乳的化学方程式。

11．为什么要在HCl气流中加热MgCl2·6H2O获得MgCl2?

2．镁的性质

12．镁在常温下为什么具有抗腐蚀性？

13．镁在空气中燃烧可能发生哪几个化学反应？

14．冶炼金属镁时为什么电解熔融的MgCl2而不是熔融的MgO?

有关过氧化钠的定量计算

1．Na2O、Na2O2分别与H2O反应后浓度的定量分析

思考　等物质的量的Na2O和Na2O2分别投入等量且足量的水中，所得溶液的物质的量浓度有什么关系？

二者溶液的质量差是否相等？

归纳总结　

（1）Na2O与Na2O2物质的量相等时，溶液的质量差相等。

（2）Na2O与Na2O2物质的量相等时，所得NaOH相等，同时消耗的水也相等，溶剂也相等，故二者物质的量浓度、质量分数均相等。

【例1】　往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠，然后各加入100mL水，搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是（　　）

A．甲＜乙＜丙＜丁B．丁＜甲＜乙＝丙

C．甲＝丁＜乙＝丙D．丁＜甲＜乙＜丙

2．Na2O2跟H2O、CO2反应的减量计算技巧

（1）Na2O2固体中滴入水，固体质量的变化

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　　Δm

　　2×18g　　　　32g　　2×18g－32g,＝4g

2×78g　　　　4×40g　　　　4×40g－2×78g,＝4g

（2）Na2O2吸收CO2时，固体质量变化

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　Δm

2×78g　　　　　2×106g　　　2×106g－2×78g＝56g

2×44g　　　　　32g　2×44g－32g＝56g

（3）Na2O2吸收CO2时，气体体积差量

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　　　　ΔV

　　2L　　　　　1L　　　2L－1L＝1L

【例2】　物质的量相同的N2、O2、CO2混合后，通过Na2O2颗粒一段时间，测得体积变为原混合气体体积的

（同温同压下），此时N2、O2、CO2的物质的量之比为（　　）

　A．1∶1∶0B．6∶9∶0

C．3∶4∶1D．3∶3∶2

3．Na2O2跟CO、H2的反应（在有足量O2存在的条件下）的计算技巧

2CO＋O2

2CO2①

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2②

①＋②得：

Na2O2＋CO===Na2CO3（虚拟的反应）

即：

CO可被Na2O2完全吸收

2H2＋O2

2H2O③

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑④

③＋④得：

Na2O2＋H2===2NaOH（虚拟的反应）

归纳总结　凡分子组成符合（CO）m·（H2）n的物质，Wg该物质在O2中完全燃烧，将其产物（CO2和水蒸气）通过足量的Na2O2后，固体增重必为Wg。

或是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足该条件。

中学阶段常见的符合这一关系的物质有：

（1）无机物：

H2、CO及H2和CO的混合气体；,

（2）有机物：

CH3OH（甲醇）、HCHO（甲醛）、CH3COOH（乙酸）、HCOOCH3（甲酸甲酯）、C6H12O6（葡萄糖）等。

【例3】　取ag某物质在O2中完全燃烧，将生成物与足量Na2O2固体完全反应，反应后，固体质量恰好也增加了ag，下列物质不能满足上述结果的是（　　）

A．H2B．CO

C．C6H12O6D．C12H22O11

过氧化钠与探究实验

【例4】　过氧化钠保存不当容易变质，生成Na2CO3。

（1）某过氧化钠样品已经部分变质，请你设计实验，限用一种溶液和水，证明过氧化钠已经变质：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）检验样品中还有过氧化钠的方法是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【例5】　某课题研究小组的同学在查阅资料时得知，Na2O2与干燥的CO2不能发生反应，当有少量水存在时，Na2O2可与CO2发生反应生成Na2CO3和O2。

为了探究“二氧化碳是否在有水存在时才能与过氧化钠反应”。

某课题研究小组的同学们设计了如图所示的实验装置，分别进行甲、乙两次实验：

实验甲：

干燥的二氧化碳和过氧化钠的反应，在干燥的试管Ⅱ中装入Na2O2，在通入CO2之前，关闭K1和K2。

在试管Ⅰ内装入试剂X后，打开K1和K2，通入CO2，几分钟后，将带火星的木条插入试管Ⅲ的液面上，观察到木条不复燃，且Ⅱ中的淡黄色没有变化。

实验乙：

潮湿的二氧化碳和过氧化钠的反应，在试管Ⅰ内装入试剂Y，其他操作同实验甲，观察到木条复燃，且Ⅱ中的淡黄色变为白色。

请回答下列问题：

（1）在装入Na2O2后，通入CO2前，关闭K1和K2的目的是________。

（2）在实验甲中，试剂X是________，其作用是__________________；在实验乙中，试剂Y是________。

（3）根据上述两个实验现象，得到的结论是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）试管Ⅲ中的NaOH溶液的作用是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）为了确保实验现象的准确性，制备CO2所用的反应物最好选用________（填字母）。

a．大理石　　b．小苏打　　c．烧碱

d．盐酸e．稀硫酸f．稀硝酸

高考题组一　有关Na、Na2O、Na2O2参与的离子

反应，氧化还原反应及其结构

1．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）2Na2O2＋2H2O―→4NaOH＋O2↑

H2O既不是氧化剂也不是还原剂（　　）

（2011·上海，18A）

（2）Na2O2与H2O反应制备O2

Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑（　　）

（2010·天津理综，5B）

（3）钠与水反应

Na＋H2O===Na＋＋OH－＋H2↑（　　）

（2008·广东理科基础，30A）

（4）用惰性电极电解熔融NaCl的离子方程式为2Cl－＋2H2O

Cl2↑＋H2↑＋2OH－

（　　）

（2010·江苏，3A）

（5）1molNa与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，钠失去NA个电子（　　）

（2011·大纲全国卷，12D）

（6）Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同（　　）

（2010·山东理综，13B）

（7）Na2O2的电子式为Na

·

·

Na（　　）

（2010·课标全国卷，7A）

高考题组二　钠及其氧化物的综合应用

2．过氧化钠可作为氧气的来源。

常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了28g，反应中有关物质的物理量正确的是（NA表示阿伏加德罗常数）（　　）

二氧化碳

碳酸钠

转移的电子

①

1mol

NA

②

22.4L

1mol

③

106g

1mol

④

106g

2NA

A.①③B．②④C．①④D．②③

3．（2010·安徽理综，13）将0.01mol下列物质分别加入100mL蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是（溶液体积变化忽略不计）（　　）

①Na2O2　②Na2O　③Na2CO3　④NaCl

A．①>②>③>④B．①>②>④>③

C．①＝②>③>④D．①＝②>③＝④

4．（2009·上海，10）9.2g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有（　　）

A．0.2mol中子B．0.4mol电子

C．0.2mol质子D．0.4mol分子

5．（2007·全国理综Ⅱ，13）在一定条件下，将钠与氧气反应的生成物1.5g溶于水，所得溶液恰好能被80mL浓度为0.50mol·L－1的HCl溶液中和，则该生成物的成分是（　　）

A．Na2OB．Na2O2

C．Na2O和Na2O2D．Na2O2和NaO2

高考题组三　有关钠及其氧化物参与的元素综合推断

6．（2009·四川理综，27）已知A～O分别代表一种物质，它们之间的转化关系如下图所示（反应条件略去）。

A、B、H分别是由短周期元素组成的单质。

B与冷水缓慢反应，与沸水迅速反应，放出氢气。

D是一种离子化合物，其阴、阳离子的个数比为2∶3，且能与水反应得到两种碱。

C为淡黄色固体化合物，O能与G的水溶液反应生成蓝色沉淀。

请回答下列问题：

（1）组成B单质的元素位于周期表第________周期，第________族。

化合物C的电子式为________________。

（2）J的沸点比硒化氢（H2Se）的沸点高，其原因是_________________________________。

（3）写出I与H在点燃条件下反应生成A和J的化学方程式：

________________________________________________________________________。

（4）写出D与足量的N反应生成E和F的化学方程式：

________________________________________________。

（5）上图中，在同一反应里一种物质既作氧化剂，又作还原剂，这样的反应共有________个。

高考题组四　镁及其化合物

7．（2011·上海，22）物质的量为0.10mol的镁条在只含有CO2和O2混合气体的容器中燃烧（产物不含碳酸镁），反应后容器内固体物质的质量不可能为（　　）

A．3.2gB．4.0gC．4.2gD．4.6g

8．（2011·广东理综，10）某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是（　　）

A．将水加入浓硫酸中得稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性

B．将NaOH溶液缓慢倒入MgSO4溶液中，观察Mg（OH）2沉淀的生成

C．将Mg（OH）2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀

D．将Mg（OH）2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体

9．海洋是资源的宝库，海水中所含食盐高达4×1015t。

用海水可生产食盐和金属镁或镁的化合物，其过程如下图所示。

写出图中

（1）贝壳主要成分的化学式________________________________________________________________________。

（2）第④步反应的化学方程式________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

10．Mg（OH）2加热分解生成MgO和H2O，MgO是高熔点的化合物，某些材料因含有Mg（OH）2而具有阻燃性。

简析Mg（OH）2能够阻燃的原因。

①________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

11．现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁（Mg3N2）。

已知实验中可能会发生下列反应：

①2Mg＋O2

2MgO；

②3Mg＋N2

Mg3N2；

③2Mg＋CO2

2MgO＋C；

④Mg＋H2O

MgO＋H2↑；

⑤Mg3N2＋6H2O

3Mg（OH）2＋2NH3↑

可供选择的装置和药品如下所示（镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应都是完全的，整套装置的末端与干燥管相连）。

回答下列问题：

（1）在设计实验方案时，除装置A、E外，还应选择的装置（填字母代号）及其目的分别是________________________________________________________________________；

（2）连接并检查实验装置的气密性。

实验开始时，打开自来水的开关，将空气从5升的储气瓶压入反应装置，则气流流经导管的顺序是（填字母代号）______________________________________________________________________；

（3）通气后，如果同时点燃A、F装置的酒精灯，对实验结果有何影响？

________________________________________________________________________，

原因是________________________________________________________________________；

（4）请设计一个实验，验证产物是氮化镁：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

课时规范训练

教材习题回扣

1．下列有关金属钠的说法中，错误的是（　　）

A．钠只有在加热条件下才能与氯气反应

B．钠与氧气反应的产物与反应条件有关

C．钠在反应中易失电子，表现出还原性

D．钠应保存在煤油中

2．某工厂采用如下步骤从海水中提取镁：

①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降，过滤，洗涤；③将沉淀物与盐酸反应，结晶，过滤，得到含结晶水的晶体；④将所得晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁；⑤电解熔融氯化镁，得到金属镁。

（1）请写出步骤①、⑤中发生反应的化学方程式。

①________________________________________________________________________

⑤________________________________________________________________________

（2）在以上提取镁的过程中，没有涉及的化学反应类型是（　　）

A．分解反应B．化合反应

C．复分解反应D．置换反应

3．根据碳酸钠和碳酸氢钠的性质回答下列问题

（1）将少量碳酸钠溶液滴入足量的盐酸中现象______________，反应的离子方程式：

________________________________。

向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，过程中的现象：

____________________________________________________。

写出过程中的离子方程式：

______________________________________。

（2）请设计实验方案除去碳酸钠固体中混有的少量碳酸氢钠。

写出有关化学方程式。

（3）