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第二章 海水中的重要元素 — 钠和氯

2023-04-09 09:13:32 来源:哔哩哔哩


(资料图片仅供参考)

一、钠Ⅰ.钠Na1、金属的物理通性(1)金属在常温下的状态除汞是液体外,其他在常温下是固体。(2)金属的颜色、光泽绝大多数金属都是银白色,具有金属光泽,少数金属是特殊颜色如铜是紫红色,金是金黄色。(3)良好的导电、导热性。(4)延展性延性:拉成细丝的性质。展性:压成薄片的性质。2、化学通性(1)化合态金属元素只有正化合价(2)金属单质易失电子,表现还原性(3)易与氧气反应,得到氧化物(4)活动性排在氢前的金属元素与酸反应得到盐和氢气(5)与盐反应,置换出活动性弱的金属单质3、金属钠的性质(1)物理性质钠银白色、质软、熔点低、密度比水的小但比煤油的大。(2)化学性质①很活泼,常温下:4Na + O2=2Na2O(新切开的钠放在空气中容易变暗)②加热条件下:2Na+O2===Na2O2(先熔化成小球,后燃烧产生黄色火焰,生成淡黄色固体Na2O2)钠在空气中的变化过程:Na―→Na2O―→NaOH―→Na2CO3·10H2O(结晶)―→Na2CO3(风化),最终得到是一种白色粉末。一小块钠置露在空气中的现象:银白色的钠很快变暗(生成Na2O),跟着变成白色固体(NaOH),然后在固体表面出现小液滴(NaOH易潮解),最终变成白色粉未(最终产物是Na2CO3)。③钠与水的反应与H2O反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑离子方程式:2Na++2H2O=2Na++2OH-+H2↑(注意配平)实验现象分析与结论浮在水面上钠的密度比水小熔成小球反应放热,且钠的熔点低四处游动有气体生成,推动小球迅速游动发出嘶嘶的响声有气体生成,反应剧烈加入酚酞溶液由无色变红色生成碱性物质生成知识拓展:a:将钠放入硫酸铜溶液中,能否置换出铜单质?不能,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑2NaOH + CuSO4= Cu(OH)2↓ + Na2SO4实验现象:钠熔成小球,在液面上四处游动,有蓝色沉淀生成,有气泡放出K、Ca、Na三种单质与盐溶液反应时,先与水反应生成相应的碱,碱再和盐溶液反应b:将钠放入盐酸中,钠将先和H2O反应,还是先和HCl反应?2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑一般规律:钠与酸溶液反应时,钠直接与溶液中的酸反应,酸不足量则钠先与酸反应再与水反应。但当钠与其它盐溶液反应时,一般是钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,然后再看生成的氢氧化钠是否与原溶液中的溶质反应!(3)钠的保存方法①钠必须保存在隔绝空气环境中,实验室将钠保存在煤油或石蜡中。②钠着火的处理?用干燥的砂土扑灭③钠的存在:以化合态存在。④钠的保存:保存在煤油或石蜡中。⑤工业制钠:电解熔融的NaCl:2NaCl(熔融)===熔融2Na + Cl2↑Ⅱ.钠的化合物(1)氧化物Na2ONa2O2色态白色固体淡黄色固体简化学简化你的化学学习9物质种类碱性氧化物过氧化物氧元素价态-2-1生成条件4Na+O2==2Na2O2Na+O2===Na2O2与水反应Na2O+H2O==2NaOH2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑与酸性氧化物反应Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2与酸反应Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2↑+2H2O稳定性不稳定2Na2O+O2===2Na2O2稳定提示:①Na2O2与H2O的离子反应方程式:2Na2O2+ 2H2O = 4Na++ 4OH-+ O2↑实质:Na2O2+ 2H2O = 2NaOH + H2O22H2O2= 2H2O + O2↑实验现象:产生气泡,试管壁发烫,溶液(滴加酚酞)先变红,后褪色与H2O、CO2的反应,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,是过氧化物②Na2O2的用途:做漂白剂(强氧化性漂白),呼吸面具或潜艇中的供氧剂。(2)Na2CO3和NaHCO3①碳酸钠和碳酸氢钠性质比较名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名苏打、纯碱小苏打色、态白色粉末白色细小晶体用途洗涤剂,玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业发酵粉、灭火剂、治疗胃酸过多(有胃溃疡时不能用)溶解度大小溶解度:Na2CO3>NaHCO3水溶液碱性碱性(同浓度):Na2CO3>NaHCO3与酸反应方程式NaHCO3比Na2CO3快2CO3+2H+= H2O+CO2↑Na2CO3+ 2HCl ==2NaCl + CO2↑ + H2OHCO3+H+= H2O +CO2↑NaHCO3+ HCl ==NaCl + CO2↑ + H2O热稳定性热稳定性:Na2CO3>NaHCO32NaHCO3===Na2CO3+H2O+CO2↑与CaCl2反应Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl(白色沉淀)NaHCO3+CaCl2不反应与澄清石灰水反应Na2CO3+ Ca(OH)2= CaCO3↓ + 2NaOH2CO3+ Ca2+= CaCO3↓有白色沉淀生成(量不同产物不同)②注意:碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应,但是碳酸氢钠与酸反应比碳酸钠更剧烈。Na2CO3+ HCl =NaCl + NaHCO3(无气泡产生)NaHCO3+ HCl = NaCl + CO2↑ + H2O(有气泡)③Na2CO3易与Ba2+、Ca2+的碱反应生成碳酸盐沉淀和NaOHNaHCO3能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水例如:NaHCO3+ NaOH = Na2CO3+ H2OHCO3+ OH-=2CO3+ H2O④Na2CO3与NaHCO3的相互转化a、Na2CO3+ H2O + CO2== 2NaHCO32CO3+ H2O + CO2= 2HCO3b、2NaHCO3===Na2CO3+ H2O + CO2↑c、NaHCO3+ NaOH = Na2CO3+ H2OHCO3+ OH-=2CO3+ H2O⑤如何区别Na2CO3和NaHCO3?a、加热加热固体,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3b、滴入CaCl2或BaCl2溶液产生白色沉淀的是Na2CO3c、逐滴滴入稀盐酸反应较剧烈的是NaHCO3Ⅲ、焰色试验的概念和实验步骤(1)概念:金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊的颜色,这在化学上叫焰色试验。(2)焰色反应是物理变化,反映的是元素的性质。元素原子发射一定波长的光而产生各种颜色。(3)钠的焰色是黄色,钾透过蓝色的钴玻璃焰色是紫色。(4)实验步骤①将铂丝(或光洁无锈的铁丝)用稀盐酸洗涤后放在酒精灯外焰上灼烧至火焰颜色与原来相同;②用铂丝蘸取待测碳酸钠溶液放在外焰上灼烧,观察火焰颜色;③用盐酸洗净铂丝,在外焰上灼烧至火焰无色后,再蘸取碳酸钾溶液在外焰上灼烧,透过蓝色的钴玻璃观察火焰的颜色。二、氯气1、氯元素位于第三周期第ⅦA族,原子结构:容易得到一个电子形成氯离子Cl-,为典型的非金属元素,在自然界中以化合态存在。2、物理性质黄绿色气体,有刺激性气味的有毒气体,可溶于水(1体积水大约溶解2体积的氯气),易液化,加压和降温条件下可变为液态(液氯)和固态。3、化学性质(1)与金属反应①钠与氯气反应2Na+Cl2===点燃2NaCl②铁与氯气反应2Fe+3Cl2===点燃2FeCl3③铜与氯气反应Cu + Cl2===点燃CuCl2规律:氯气与变价金属(如Fe、Cu)发生反应,把变价金属氧化成高价的金属氯化物。(2)与非金属反应现象:氢气在氯气中安静燃烧,发出苍白色火焰,瓶口呈白雾状。生成的HCl极易溶于水,与空气中的水蒸气结合形成的盐酸(氢氯酸)小液滴。H2+ Cl2===点燃2HCl(在点燃(或光照)下氯气均能与氢气反应)实验证明,在一定条件下,Cl2还能与P、S、C等非金属直接化合。2P + 3Cl2===点燃2PCl32P + 5Cl2===点燃2PCl5燃烧:燃烧不一定有氧气参加,物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。燃烧的本质是剧烈的氧化还原反应,所有发光放热的剧烈化学反应都称为燃烧。(3)氯气与水的反应Cl2+H2O == HCl+HClO在该反应中,Cl2既是氧化剂于是还原剂,转移的电子数为e-。1体积的水溶解2体积的氯气形成的溶液为氯水,为浅黄绿色。①次氯酸HClO有强氧化性和漂泊性,次氯酸有弱酸性(酸性比碳酸还弱),作用:杀菌消毒,漂白不稳定,光照或加热分解,因此久置氯水会失效。2HClO===光照2HCl+O2↑②新制氯水和久置氯水的区别新制氯水:3分子:Cl2,HClO,H2O4离子:H+,OH-,Cl-,ClO-久置氯水:分子:H2O离子:H+,Cl-(4)氯气与碱的反应①漂白液的制取:2NaOH + Cl2= NaClO + NaCl + H2O漂白液的主要成分是NaClO+NaCl,有效成分是NaClO②漂白粉和漂粉精的制取:2 Ca(OH)2+ 2Cl2==Ca(ClO)2+ CaCl2+ 2H2O漂白粉和漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2+CaCl2,有效成分是Ca(ClO)2③漂白粉的漂白原理:Ca(ClO)2+ CO2+H2O==CaCO3↓+ 2HClO④漂白粉失效原理2HClO光照2HCl + O2↑(5)氯气的实验室制法MnO2+4HCl (浓)===△MnCl2+2H2O+Cl2(氯气在饱和食盐水里的溶解度非常小)制取氯气吸收氯气收集氯气干燥氯气除去氯化氢仪器连接顺序:E→C→D→A→B→H→G→F三、物质的量1、物质的量——符号(n),表示含有一定数目粒子的集体的物理量。2、单位——为摩尔(mol):国际上规定,1mol粒子集体所含的粒子数与0.012Kg12C所含的碳原子数相同,约为6.02 × 1023。把含有6.02 × 1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔。3、阿伏加德罗常数把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,确定为6.02 × 1023mol-1。4、物质的量=物质所含微粒数目/阿伏加德罗常数n =N/NA5、物质的量与微观粒子数之间成正比:n1/n2=N1/N2使用物质的量应注意事项:①物质的量这四个字是一个整体,是专用名词,不得简化或增添任何字。②物质的量只适用于微观粒子,使用摩尔作单位时,所指粒子必须指明粒子的种类,如原子、分子、离子等。且粒子的种类一般都要用化学符号表示。③物质的量计量的是粒子的集合体,不是单个粒子。四、摩尔质量(M)1、定义:单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量。2、单位:g/mol或g.mol-13、数值:等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。4、物质的量=物质的质量/摩尔质量n = m/M五、气体摩尔体积1、气体摩尔体积(Vm)(1)定义:单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。(2)单位:L/mol或m3/mol2、物质的量=气体的体积/气体摩尔体积n=V/Vm3、标准状况特指0℃ 101KPa,Vm= 22.4 L/mol。4、阿伏加德罗定律:同温、同压下,等物质的量的任何气体(含有相同的分子个数)的体积相等.5、理想气体状态方程:pV=nRT推论:(1)同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比:V1:V2= n1:n2(2)同温、同体积时,气体的压强与其物质的量成正比:p1:p2= n1:n2(3)同温、同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比ρ1:ρ2=M1:M2六、物质的量在化学实验中的应用1、物质的量浓度的定义及公式(1)定义:以单位体积溶液里所含溶质的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质的物质的浓度。(2)单位:mol/L,mol/m3(3)物质的量浓度=溶质的物质的量/溶液的体积c= n/V2、一定物质的量浓度的配制的步骤(1)基本原理:根据欲配制溶液的体积和溶质的物质的量浓度,用物质的量浓度计算的方法,求出所需溶质的质量或体积,在烧杯中溶解并在容量瓶内用溶剂稀释为规定的体积,就得欲配制的溶液。(2)主要操作所需仪器:托盘天平或量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管。A.检验是否漏水,方法与分液漏斗查漏相同。B.配制溶液①计算;②称量;③溶解;④转移;⑤洗涤;⑥定容;⑦摇匀;⑧装瓶贴签。A.选用与欲配制溶液体积相同的容量瓶。B.使用前必须检查是否漏水。C.不能在容量瓶内直接溶解。D.溶解完的溶液等冷却至室温时再转移。E.定容时,当液面离刻度线1~2cm时改用滴管,以平视法观察加水至液面最低处与刻度相切为止。F.误差分析3、溶液稀释c (浓溶液)·V(浓溶液) =c(稀溶液·V(稀溶液)

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