知识讲解钠铜基础.docx

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知识讲解钠铜基础

高考总复习钠、铜

【考纲要求】

1．掌握钠单质及Na2O、Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3等重要化合物的性质及其转化，了解它们的主要用途。

2．了解铜及其重要化合物的性质。

3．了解焰色反应及碱金属元素的性质递变规律。

4．了解金属冶炼的方法。

5．了解常见金属的活动顺序及其应用。

【知识网络】

1．钠及其重要化合物

2．铜及其重要化合物

【考点梳理】

考点一、金属常识

1．存在

自然界中，金属大多数以化合态存在，地壳中金属元素含量居第一位的是铝。

2．物理通性

金属单质一般具有良好的导电性、导热性、延展性。

通常情况下，除Hg外，其余金属单质都是固态，

有金属光泽，不透明。

3．原子结构与在周期表中的位置

金属元素处于元素周期表的左边和中间，属于主族元素和过渡元素。

金属原子最外层电子数一般小于4，易失去电子，显还原性。

4．合金

（1）概念：

由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。

（2）性能：

硬度比单一金属大；熔点比单一金属低；化学性质与单一成分不同；机械性能优于单一成分

考点二、常见金属的活动顺序

金属活动顺序

KCaNaMgAlZnFeSnPb

H

CuFe2+HgAg

PtAu

单质还原性

还原性由强到弱：

K＞Ca＞Na＞Mg＞Al＞……

阳离子氧化性

氧化性由弱到强：

K+＜Ca2+＜Na+＜Mg2+＜Al3+＜Zn2+＜Fe2+＜...＜H+＜Cu2+＜Fe3+＜Hg2+＜Ag+

跟O2反应

能被氧化，由易到难

不能被氧化

跟水反应

能反应置换出氢气，由易到难

不能置换出水中的氢

跟酸反应

与稀硫酸、稀盐酸能反应置换出氢气，由易到难

与强氧化性酸反应不产生氢气

与王水反应

跟碱反应

仅Al、Zn能跟强碱水溶液反应

跟盐反应

先与水反应

排在前面的金属能从盐溶液中置换出后边的金属

碱的热分解

受热不分解

受热分解

常温分解

自然界中存在

化合态

游离态

主要冶炼方法

电解法：

KCaNaMgAl

热还原法：

ZnFeSnPb、Cu

热分解法：

HgAg

物理方法

考点三、金属冶炼的方法

1、电解法

2、热还原法

Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2

MgO+C

Mg↑+CO↑

Fe2O3+2Al

2Fe+Al2O3（铝热反应）

3、热分解法

2HgO

2Hg+O2↑2Ag2O

4Ag+O2↑

4、有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来

Cu2S+O2

2Cu+SO2（火法炼铜）

Fe+CuSO4=FeSO4+Cu（湿法炼铜）

5、物理方法：

Pt、Au

Au、Pt在自然界中主要以游离态存在。

考点四、钠及其化合物

【高清课堂：

356175钠及其化合物】

1、钠单质

　　⑴钠的物理性质

状态

颜色

硬度

密度

熔点

导电、导热性

固体

银白色

较小（比水大）

较小（比水小）

较低（用酒精灯加热，很快熔化）

是电和热的良导体

⑵钠的化学性质：

强还原性（Na—e-=Na+）

　　①钠与非金属单质的反应

　　A：

与氧气：

4Na+O2＝2Na2O（变暗）；2Na+O2

Na2O2（淡黄色固体）

　　B：

与氯气：

2Na+Cl2

2NaCl（白烟）

　　C：

与S：

2Na+S

Na2S

要点诠释：

　　钠在露置于空气中的变化过程：

　　Na

Na2O→NaOH→NaOH（aq）

Na2CO3·10H2O

Na2CO3

　现象：

银白色→变暗→白色固体→溶液→白色块状→白色粉末

　　②钠与水的反应（水中先滴入酚酞）

　　2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

现象概述

现象描述

原因

浮

浮在水面

钠的密度比水小

游

四处游动

钠与水反应产生气体

熔

熔化成银白色小球

钠的熔点较低，且该反应放出大量热

响

发出咝咝的响声

钠与水反应剧烈

红

溶液由无色变为红色

生成了碱性物质

③钠与酸的反应：

钠与稀硫酸、盐酸等非氧化性酸反应时，首先是钠直接跟酸反应，过量的钠再与水反应；而不能认为是钠

先跟水反应，生成的NaOH再跟酸中和。

钠投入足量盐酸中反应的化学方程式是：

2Na+2HCl==2NaCl+H2↑，

离子方程式是：

2Na+2H+==2Na++H2↑。

④钠与盐溶液的反应：

先考虑Na与水反应生成NaOH，再考虑NaOH是否与盐发生复分解反应。

2Na+2H2O==2NaOH+H2↑；

CuSO4+2NaOH==Cu（OH）2↓+Na2SO4。

总反应方程式为：

2Na+CuSO4+2H2O==Cu（OH）2↓+H2↑+Na2SO4。

⑤Na可与某些有机物反应：

　2CH3COOH+2Na→2CH3COONa+H2↑；

2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑；

　　2C6H5OH+2Na→2C6H5ONa+H2↑；

⑶钠的保存和取用

要点诠释：

　　由于钠极易被氧化，也易与水发生反应，所以保存钠应隔绝空气和水。

钠通常保存在煤油中，原因是①钠极易与空气中的O2、水蒸气反应；②钠不与煤油反应；③钠的密度比煤油大，沉于底部。

　钠不能保存在汽油、CCl4中，因汽油易挥发，CCl4的密度比钠的密度大，起不到隔离O2和H2O的作用。

（4）钠的存放和取用。

取用时一般先用镊子把钠从煤油中夹出来，并用滤纸把表面的煤油吸干，然后用小刀切下黄豆粒大小的一块再做有关实验。

（5）钠的用途：

①冶炼金属：

TiCl4+4Na

Ti+4NaCl；

②钠钾合金，作原子反应堆的导热剂；

③在电光源上，用钠制高压钠灯。

2、钠的重要化合物

　　⑴Na2O、Na2O2和NaOH

名称和化学式

氧化钠（Na2O）

过氧化钠（Na2O2）

氢氧化钠（NaOH）

颜色和状态

白色固体

淡黄色固体

无色固体

类别

碱性氧化物

离子化合物

过氧化物

离子化合物

碱

离子化合物

电子式

氧元素化合价

-2

-1

-2

化学键

离子键

离子键、非极性键

离子键、极性键

稳定性

不稳定

比Na2O稳定

稳定

与水反应

Na2O+H2O＝2NaOH

2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑

不反应

与酸反应

Na2O+2HCl＝2NaCl+H2O

2Na2O2+4HCl＝4NaCl+O2↑＋2H2O

NaOH+HCl＝NaCl+H2O

与酸酐反应

Na2O+CO2＝Na2CO3

2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

NaOH+CO2＝NaHCO3

用途

制氢氧化钠

漂白剂、供氧剂、氧化剂

化工原料、制纸浆、肥皂

　要点诠释：

Na2O2的强氧化性：

能氧化SO2、FeCl2、H2S、Na2SO3等，因其强氧化性而使品红溶液褪色。

　　⑵Na2CO3和NaHCO3

名称和化学式

碳酸钠（Na2CO3）

碳酸氢钠（NaHCO3）

俗名

纯碱、苏打

小苏打

颜色和状态

白色粉末

白色晶体

水中溶解性

易溶

易溶（比Na2CO3溶解度小）

热稳定性

稳定

不稳定：

2NaHCO3

Na2CO3+CO2↑+H2O

与酸反应

CO32－+H+＝HCO3－

HCO3－+H+＝H2O+CO2↑

HCO3－+H+＝CO2↑+H2O

与某些碱反应

Ba（OH）2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH

NaHCO3+Ca（OH）2＝CaCO3↓+NaOH+H2O

2NaHCO3+Ca（OH）2＝CaCO3↓+Na2CO3+2H2O

与某些盐反应

BaCl2+Na2CO3＝BaCO3↓+2NaCl

NaHCO3+NaHSO4＝Na2SO4+H2O+CO2↑

与CO2反应

Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3

不反应

相互转化

制法

2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O

NaOH+CO2＝NaHCO3

鉴别

加酸产生CO2

加BaCl2或CaCl2溶液有白色沉淀

加酸产生CO2较Na2CO3快

加BaCl2或CaCl2溶液无白色沉淀

用途

制玻璃、肥皂、造纸、纺织

发酵粉、治胃酸过多

要点诠释：

　碳酸钠与盐酸的反应：

　　若将盐酸逐滴缓慢滴加到碳酸钠溶液中：

H++CO32－=HCO3－；HCO3－+H+=H2O+CO2↑。

　　现象：

开始无气体生成，滴加到一定量后出现气体。

　　若将碳酸钠逐滴缓慢滴加到盐酸中：

2H++CO32－＝H2O+CO2↑。

　　现象：

立即出现气泡。

（常用来相互鉴别）

3、碱金属元素的原子结构和性质及其递变规律

名称和符号

锂（Li）

钠（Na）

钾（K）

铷（Rb）

铯（Cs）

原子序数

3

11

19

37

55

结

构

原子结构示意图

电子式

Li·

Na·

K·

Rb·

Cs·

主要化合价

+1

相同点

最外层电子数相同，都是1个电子

不同点

原子核外电子层数不同，依次增多

原子半径

依次递增：

Li＜Na＜K＜Rb＜Cs

离子半径

依次递增：

Li+＜Na+＜K+＜Rb+＜Cs+

单质还原性

依次递增：

Li＜Na＜K＜Rb＜Cs

阳离子氧化性

依次递减：

Li+＞Na+＞K+＞Rb+＞Cs+

物理性质

颜色和状态

银白色固体

密度

0．534g/cm3

0.97g/cm3

0.86g/cm3

1.523g/cm3

1.879g/cm3

熔沸点

依次递减：

Li＞Na＞K＞Rb＞Cs

化学性质

跟氧气反应

Li2O

Na2O、Na2O2

产物复杂

跟卤素反应

2M+X2＝2MX（M、X2分别表示碱金属、卤素）

跟硫反应

2M+S＝M2S

与水反应

2M+2H2O＝2MOH+H2↑　反应剧烈程度：

Li＜Na＜K＜Rb＜Cs

与酸反应

2M+2H+＝2M++H2↑

与CuSO4溶液反应

2Na+CuSO4+2H2O==Cu（OH）2↓+H2↑+Na2SO4

制法

2MCl

2M+Cl2↑（K：

Na+KCl

K↑+NaCl）

要点诠释：

碱金属元素的一般规律与特殊性质

（1）常温下碱金属很容易被空气里的氧气氧化，也易与水蒸气反应，故碱金属需保存在煤油中，以隔绝空气和水（Li的密度小于煤油，只能封于石蜡中）。

（2）碱金属在空气或氧气中燃烧时，由于其活泼性不同，其产物亦不同。

锂燃烧只能生成氧化锂（Li2O），钠燃烧生成Na2O2，钾、铷、铯等燃烧时主要生成超氧化物，即KO2、RbO2、CsO2。

（3）碱金属中，随原子序数的递增，其密度逐渐增大，但K的密度0.862g·cm－3反比钠的0.971g·cm－3小。

（4）一般来说，酸不稳定，其对应的盐也不稳定（如HNO3不稳定，硝酸盐也不稳定，受热易分解），碳酸不稳定，但其对应的钠盐（Na2CO3）却稳定。

（5）酸式盐的溶解度一般大于正盐，但NaHCO3的溶解度却比Na2CO3小。

（6）试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但金属Na、K等除外。

考点五、焰色反应

1、焰色反应：

很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈特殊的颜色，在化学上称为焰色反应（发生的是物理变化）。

2、铂丝的清洗与灼烧如下图甲所示，观察钾的焰色如下图乙所示。

3、操作方法。

（1）洗：

用稀盐酸洗净铂丝，目的是使铂丝上的高沸点杂质转化为沸点相对较低的氯化物。

（2）烧：

将用盐酸洗涤过的铂丝在火焰上灼烧，目的是除去铂丝上的杂质。

要点诠释：

①所用的火焰应是无色或浅色的；

②要一直烧至火焰恢复到原来的无色或浅色为止。

（3）蘸：

用灼烧合格的铂丝蘸取被检验的物质。

（4）烧：

将蘸取被检验物质的铂丝放在火焰上灼烧。

特别提示：

在观察钾及钾的化合物的焰色反应的焰色时，要透过蓝色的钴玻璃片观察，其主要原因是钾及钾的化合物中可能混有钠或钠的化合物，钠的黄色火焰能掩盖钾的紫色火焰，而蓝色钴玻璃能滤去黄色的光，这样可以避免钾或钾的化合物中混有钠或其化合物所造成的干扰。

4、用途：

焰色反应作用：

检验（或鉴别）物质或离子。

考点六、常见金属阳离子的检验方法

（1）Na+：

焰色反应：

火焰颜色呈黄色。

（2）K+：

焰色反应：

火焰颜色呈紫色（透过蓝色钴玻璃）。

　　（3）Ag+：

加盐酸或可溶性的氯化物，生成不溶于强酸的白色沉淀。

　　（4）Ba2+：

加硫酸或可溶性的硫酸盐，生成不溶于强酸的白色沉淀。

　　（5）Ca2+：

加可溶性碳酸盐，生成白色沉淀；加强酸产生使澄清石灰水变浑浊的气体。

　　（6）Al3+：

加NaOH溶液，先出现白色胶状沉淀，后逐渐溶解。

　　（7）Fe2+：

①加NaOH溶液，产生白色胶状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；

　　　　　　　②加KSCN溶液不变色，加氯水后溶液变红色。

　　（8）Fe3+：

①加NaOH溶液，生成红褐色沉淀；②加KSCN，溶液变血红色。

考点七、铜及其重要化合物

【高清课堂：

356175铜及其化合物】

Cu的常见价态＋2和＋1价。

1、铜单质的化学性质

（1）与Cl2、O2等非金属反应

2Cu+O2

2CuO（黑色）

Cu+Cl2

CuCl2（棕黄色）

2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2（OH）2CO3（绿色）

2Cu+S

Cu2S（黑色）

（2）与FeCl3、AgNO3溶液反应

Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2

Cu+2AgNO3=2Ag+Cu（NO3）2

（3）与硝酸和硫酸反应

Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

Cu+2H2SO4（浓）

CuSO4+SO2↑+2H2O

2、氧化铜（CuO：

黑色）

（1）与酸反应

CuO+2HCl＝CuCl2+H2O

（2）氧化性

H2+CuO

Cu+H2O

C+2CuO

2Cu+CO2↑

CO+CuO

Cu+CO2

CuO+C2H5OH

Cu+CH3CHO+H2O

2CH3COOH+CuO=（CH3COO）2Cu+H2O

3、氢氧化铜[Cu（OH）2]

（1）检验醛基（CH3CHO）

CH3CHO+2Cu（OH）2+NaOH

Cu2O↓+CH3COONa+3H2O

（2）和酸反应

2CH3COOH+Cu（OH）2=（CH3COO）2Cu+2H2O

　Cu（OH）2+2HCl＝CuCl2+2H2O

（3）Cu（OH）2

CuO+H2O

4、胆矾（CuSO4·5H2O）

CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。

（1）CuSO4+5H2O＝CuSO4·5H2O，白色粉末无水CuSO4遇水生成蓝色CuSO4·5H2O，常作为水的检验依据。

（2）CuSO4·5H2O

CuSO4+5H2O（蓝色粉末变为白色粉末）。

（3）Cu2+在溶液中与碱反应生成蓝色沉淀[Cu（OH）2]，这是鉴定Cu2+的原理之一。

CuSO4+2NaOH＝Cu（OH）2↓+Na2SO4

（4）溶液中的Cu2+常为蓝色，如CuSO4溶液呈蓝色。

但浓CuCl2溶液为蓝绿色，稀CuCl2溶液为蓝色，可作为Cu2+的判定依据。

（5）CuSO4和石灰乳的混合液即为无机农药波尔多液，是一种良好的杀菌剂，可以用来防治多种作物的病害。

【典型例题】

类型一、钠的性质

例1、把一小块金属钠暴露在空气中，观察到以下现象：

①金属钠表面逐渐变暗；②过一段时间以后又逐渐变潮湿；③再过些时候又变成白色固体；④又过一段时间白色固体变成白色粉末。

试写出以上发生的各种现象有关的化学方程式。

【答案】①4Na+O2==2Na2O；②Na2O+H2O==2NaOH；③2NaOH+CO2+9H2O==Na2CO3·10H2O；

④Na2CO3·10H2O==Na2CO3+10H2O

【解析】钠在露置于空气中的变化过程为：

　　Na

Na2O→NaOH→NaOH（aq）

Na2CO3·10H2O

Na2CO3

　现象：

银白色→变暗→白色固体→溶液→白色块状→白色粉末

【总结升华】要从钠的化学性质和空气中的成分两个方面考虑。

举一反三：

【变式1】将一小块钠投入盛有5mL饱和澄清石灰水的试管里，不可能观察到的现象是（）。

A．钠熔成小球并在液面上游动B．有气体生成

C．试管底部有银白色物质生成D．溶液变浑浊

【答案】C

【变式2】将金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是：

　　A、HCl　　B、K2SO4 　　C、CuCl2 　　D、饱和NaOH溶液

【答案】CD。

【解析】钠遇酸溶液或水均能置换出其中的氢气，故以上四选项均能满足题干中“有气体放出”这一条件，但溶液质量减轻的条件应是投入金属钠的质量少于生成气体或沉淀质量。

因为46gNa置换出2gH2，所以A、B项中溶液质量增加。

C中由于钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与CuCl2反应，析出Cu（OH）2沉淀，同时放出H2，致使溶液质量减轻，D中2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，由于溶液是饱和的，所以溶液中NaOH不可能增加，但由于钠与水反应，导致水量减少，因而这部分水所溶的NaOH及新生成的NaOH将析出，所以溶液质量减轻。

【变式3】1.15gNa投入100g水中，得到的溶液质量分数为多少？

【答案】2.0%

【解析】将Na投入水中，生成NaOH并放出H2，溶液的总质量并非钠与水的质量之和，应等于钠的质量和水的质量之和减去H2的质量。

　　设反应生成H2的质量为x，生成NaOH的质量为y。

　　2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

　　46g　　　　80g　　2g

　1.15g　　　　y　　x

　　y=2gx=0.05g

　　NaOH溶液的质量分数=2÷（1.15+100-0.05）=2.0%

类型二、钠的氧化物

例2、在一密闭容器中盛有2molNa2O2与2molNaHCO3，将其加热到150℃，经充分反应后，容器内残留的固体是（）

A．1molNa2CO3和2molNaOHB．2molNa2CO3和2molNaOH

C．2molNa2CO3和1molNa2O2D．只有2molNa2CO3

【答案】B

【解析】首先考虑NaHCO3发生分解反应，再先考虑CO2与Na2O2反应；若Na2O2有剩余，再考虑H2O的反应。

　　【总结升华】关键搞清反应顺序。

举一反三：

【变式1】2mol过氧化钠与1mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭的容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是（）

　　A．Na2CO3

　　B．Na2O2Na2CO3

　　C．NaOHNa2CO3

　　D．Na2O2NaOHNa2CO3

【答案】D

类型三、Na2CO3、NaHCO3

例3、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．分别将这两种固体配成溶液中，然后逐滴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

【答案】D

【解析】A项，将固体加热后，发生反应：

2NaHCO3

Na2CO3+H2O+CO2↑，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。

B项，在Na2CO3溶液中，加入CaCl2溶液有白色沉淀产生。

C项，分别向这两种固体配成溶液中，逐滴加入同浓度的稀盐酸，前者开始无气体，后者开始就有气体生成。

D项，发生的反应分别为：

Na2CO3+Ca（OH）2==CaCO3↓+2NaOH，2NaHCO3+Ca（OH）2==CaCO3↓+Na2CO3+2H2O，两者现象相同（产生白色沉淀）。

【总结升华】Na2CO3和NaHCO3的性质相似又相异，以此为源．可以迁移、类比其他弱酸的正盐和酸式盐（如Na2S和NaHS、Na2SO3和NaHSO3）的性质，它们具有很大程度的相似性。

举一反三：

【变式1】下列说法不正确的是（）。

A．相同温度下，Na2CO3比NaHCO3溶解度大

B．Na2CO3比NaHCO3稳定

C．Na2CO3和NaHCO3都能与澄清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，得到的CO2的物质的量之比为2∶1

【答案】D

【变式2】为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2g，则该样品的纯度（质量分数）是（）。

A．

B．

C．

D．

【解析】本题可用差量法求解，设样品中含NaHCO3的质量为x。

2NaHCO3

Na2CO3+CO2↑+H2OΔm（固体质量差）

2×84g106g62g

x（w1－w2）g

则样品中Na2CO3的质量分数为

。

【答案】A

类型四、合金的种类和性质

例4、下列关于合金的叙述正确的是（　　）

①具有金属的特性　②通过熔合而成　③含有两种或两种以上金属或金属跟非金属　④一般来说，合金的熔点比各组分的熔点低

A．①②B．③④

C．②③④D．全部

【答案】D

【解析】合金一般是由两种或两种以上的金属（或金属跟非金属）熔合而成的具有金属特性的物质，其熔点一般低于成分金属，硬度高于成分金属。

举一反三：

【变式1】下列有关金属及其合金的说法不正确的是（　　）

A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的

B．生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加

C．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹

D．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用

【答案】B

【解析】普通钢的含碳量比生铁要低，而合金钢是在普通钢中掺入其他金属，故其含碳量比普通钢更低。

【变式2】下列物质中，不属于合金的是（　　）

A．硬铝B．黄铜C．钢铁D．水银

【答案】D

【解析】硬铝是铝、铜、镁、锰等形成的合金；黄铜是铜锌合金；钢是铁碳合金；而水银是纯净的汞单质。

类型五、铜及其化合物的性质

例5、将一定量铁粉和铜粉的混合物加入由稀H2SO4和稀HNO3组成的混合溶液中，充分反应后金属粉末有剩余，下列有关推断正确的是（）

A．反应过程中不可能产生H2

B．剩余的金属粉末中一定有铜

C．往反应后的溶液中加入KSCN溶液会变血红色

D．往反应后的溶液中加入足量的稀H2SO4，则金属粉末的质量一定会减少

【答案】B

【解析】由金属单质的还原性强弱可知，首先参加反应的一定是活泼性强的铁，当铁反应完后，若溶液中还有H+与NO3―或Fe3+，这时才会有单质铜的溶解，所以，反应后的剩余金属有两种可能，一是铁与铜的混合物