高中化学高一上册必修一第二章 海水中的重要元素—钠和氯 知识点

第二章 海水中的重要元素—钠和氯

一、钠

1．金属的物理通性有哪些？

（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．化学通性有哪些？

（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.金属钠的性质有哪些？

（1）物理性质有哪些？

钠银白色、质软、熔点低、密度比水的小但比煤油的大。★

（2）化学性质有哪些？

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）

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）钠的保存方法是什么？

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)       2Na + Cl2↑

2.钠的化合物 

(1)氧化物

提示：a、Na2O2与H2O的离子反应方程式：2Na2O2 + 2H2O = 4Na+ + 4OH- + O2↑

实质：Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2    2H2O2 = 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

b、Na2O2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NaHCO3

①碳酸钠和碳酸氢钠性质比较

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NaOH

NaHCO3能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水

例如：NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O    HCO3- + OH- = CO32- + H2O

④Na2CO3与NaHCO3的相互转化：

a、CO2+H2O

Na2CO3                            NaHCO3

b、固体加热c、氢氧化钠溶液

a、Na2CO3 + H2O + CO2 == 2NaHCO3    CO32- + H2O + CO2 = 2HCO3-

b、2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2↑

c、NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O    HCO3- + OH- = CO32- + H2O

⑤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NaHCO3

b、滴入CaCl2或BaCl2溶液   产生白色沉淀的是Na2CO3

c、逐滴滴入稀盐酸    反应较剧烈的是NaHCO3

3.焰色试验的概念和实验步骤是什么？

（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 2NaCl

②铁与氯气反应      2Fe+3Cl2 2FeCl3

③铜与氯气反应      Cu + Cl2 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 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 2PCl3        2P + 5Cl2 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，H2O   4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NaClO

②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)2

③漂白粉的漂白原理：  Ca(ClO)2 + CO2+H2O==CaCO3↓+ 2HClO

④漂白粉失效原理       2HClO 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0.012Kg 12C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／NA

5．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-1

3．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/mol

 2．物质的量=气体的体积/气体摩尔体积n=V／Vm

 3．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(克拉珀龙方程)：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是什么？

   （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／V

 2．一定物质的量浓度的配制的步骤包括哪些？

  （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。

（3）注意事项：

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)