知识点1 钠
1. 物理性质
| 性质 | 描述 |
|---|---|
| 颜色 | 银白色 |
| 硬度 | 柔软(可用刀切割) |
| 密度 | 小于水(ρ = 0.97 g/cm³) |
| 熔点 | 较低(97.8°C) |
| 导电导热性 | 良好 |
⚠️ 注意:钠需要保存在煤油(或石蜡油)中,因为钠极易与空气中的 O₂ 和 H₂O 反应。
2. 化学性质
(1)与氧气反应
加热(黄色火焰,淡黄色固体):2Na + O₂ ⟶Δ Na₂O₂(淡黄色)
(2)与水反应
实验现象(浮熔游响红):
| 现象 | 原因 |
|---|---|
| 浮在水面 | 钠的密度小于水 |
| 熔成闪亮小球 | 反应放热,钠熔点低 |
| 四处游动 | 产生的 H₂ 推动钠球 |
| 发出嘶嘶声 | 反应剧烈,H₂ 与空气摩擦 |
| 溶液变红 | 生成了 NaOH(滴入酚酞) |
(3)与酸反应
⚠️ 注意:钠与酸反应比与水反应更剧烈,因为酸中 c(H⁺) 更大。
(4)与盐溶液反应
钠先与水反应生成 NaOH,再与盐发生复分解反应。例如:
3. Na₂O 与 Na₂O₂ 性质对比
| 性质 | Na₂O | Na₂O₂ |
|---|---|---|
| 颜色 | 白色 | 淡黄色 |
| 氧元素价态 | -2 | -1 |
| 类别 | 碱性氧化物 | 过氧化物(不是碱性氧化物) |
| 与水反应 | Na₂O + H₂O = 2NaOH | 2Na₂O₂ + 2H₂O = 4NaOH + O₂↑ |
| 与 CO₂ 反应 | Na₂O + CO₂ = Na₂CO₃ | 2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂ |
| 用途 | — | 供氧剂、漂白剂 |
💡 说明:Na₂O₂ 中 O 为 -1 价,处于中间价态,因此既有氧化性又有还原性,与水、CO₂ 反应时发生歧化反应。
知识点2 钠的重要化合物
1. Na₂CO₃ 与 NaHCO₃ 性质对比
| 性质 | Na₂CO₃(纯碱/苏打) | NaHCO₃(小苏打) |
|---|---|---|
| 溶解性 | 易溶 | 可溶(溶解度较小) |
| 热稳定性 | 稳定,加热不分解 | 不稳定,加热分解 |
| 与酸反应 | 较缓和 | 更剧烈 |
| 与碱反应 | 不与 NaOH 反应 | 与 NaOH 反应 |
| 溶液酸碱性 | 水溶液显较强碱性 | 水溶液显较弱碱性 |
热稳定性对比实验:
Na₂CO₃ 加热不分解
与盐酸反应:
NaHCO₃ + HCl = NaCl + H₂O + CO₂↑
💡 说明:NaHCO₃ 与酸反应更剧烈,因为 HCO₃⁻ 直接与 H⁺ 结合,而 CO₃²⁻ 需结合两个 H⁺,分步反应。
2. 鉴别方法
| 方法 | Na₂CO₃ | NaHCO₃ |
|---|---|---|
| 加热法 | 无现象 | 产生使澄清石灰水变浑浊的气体 |
| 加 CaCl₂ 溶液 | 产生白色沉淀 | 无现象 |
| 加等量盐酸 | 先无气泡后有气泡 | 立即产生气泡 |
知识点3 氯气
1. 物理性质
| 性质 | 描述 |
|---|---|
| 颜色 | 黄绿色 |
| 气味 | 有刺激性气味 |
| 密度 | 大于空气 |
| 毒性 | 有毒 |
| 溶解性 | 可溶于水(1体积水约溶解2体积 Cl₂) |
⚠️ 注意:实验室闻氯气的方法——用手轻轻在瓶口扇动,使少量气体飘进鼻孔。禁止直接凑近瓶口闻!
2. 化学性质
(1)与金属反应
2Fe + 3Cl₂ ⟶点燃 2FeCl₃(棕褐色烟)
Cu + Cl₂ ⟶点燃 CuCl₂(棕黄色烟)
(2)与非金属反应
H₂ + Cl₂ ⟶光照 2HCl(爆炸)
(3)与水反应
氯水成分分析:
| 类别 | 微粒 |
|---|---|
| 分子 | Cl₂、H₂O、HClO |
| 离子 | H⁺、Cl⁻、ClO⁻、少量 OH⁻ |
(4)与碱反应
2Cl₂ + 2Ca(OH)₂ = CaCl₂ + Ca(ClO)₂ + 2H₂O(制漂白粉)
知识点4 次氯酸 HClO
1. 主要性质
| 性质 | 说明 |
|---|---|
| 弱酸性 | HClO 是弱酸,酸性比碳酸还弱 |
| 漂白性(强氧化性) | 能漂白色素和有机色质,漂白是永久性的 |
| 不稳定性 | 见光分解 |
| 杀菌消毒 | 利用其强氧化性 |
2. 光照分解
2HClO ⟶⟶ 2HCl + O₂↑
💡 说明:氯水应保存在棕色试剂瓶中,置于阴凉暗处,防止 HClO 见光分解。
知识点6 氯气的实验室制法
1. 反应原理
💡 说明:此反应中 MnO₂ 是氧化剂,浓 HCl 是还原剂。必须使用浓盐酸,稀盐酸不能与 MnO₂ 反应制 Cl₂。
也可以用 KMnO₄ 与浓盐酸反应(不需加热):
2. 实验装置
| 装置部分 | 仪器 | 作用 |
|---|---|---|
| 气体发生装置 | 圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯 | 制取 Cl₂ |
| 除杂装置 | 饱和 NaCl 溶液(洗气瓶) | 除去 HCl 气体 |
| 干燥装置 | 浓 H₂SO₄(洗气瓶) | 干燥 Cl₂ |
| 收集装置 | 向上排空气法 | 收集 Cl₂(密度比空气大) |
| 尾气处理 | NaOH 溶液 | 吸收多余的 Cl₂,防止污染 |
⚠️ 注意: - 除去 HCl 用饱和食盐水而非水(因为 Cl₂ 在饱和食盐水中的溶解度比在纯水中更小) - 干燥 Cl₂ 用浓 H₂SO₄,不能用碱石灰或 NaOH(会与 Cl₂ 反应) - 尾气必须处理,Cl₂ 有毒
知识点7 氯及其化合物转化关系
NaClO Ca(ClO)₂
↖ ↖
HCl ←⟶ Cl₂ → HClO → O₂
↘ ↘
+Na/Fe/Cu +H₂O
NaCl/FeCl₃/CuCl₂
知识点6 物质的量
1. 物质的量 n
| 概念 | 符号 | 定义 |
|---|---|---|
| 物质的量 | n | 表示含有一定数目粒子的集合体,单位是摩尔(mol) |
| 阿伏加德罗常数 | Nₐ | 6.02 × 10²³ mol⁻¹ |
| 摩尔质量 | M | 单位物质的量的物质所具有的质量,单位 g/mol |
2. 基本公式
n = m / M
n = V / Vₘ(气体)
其中 N 为粒子数,m 为质量(单位 g),V 为气体体积(单位 L),Vₘ 为气体摩尔体积。
⚠️ 注意:使用摩尔质量时,数值上等于相对原子质量或相对分子质量,但单位为 g/mol。
知识点7 气体摩尔体积
1. 气体摩尔体积
在标准状况(0°C、101 kPa)下,1 mol 任何气体所占体积约为:
⚠️ 注意:22.4 L/mol 的条件是标准状况且对象必须是气体。标准状况下 H₂O、SO₃、CCl₄ 等不是气体,不适用。
2. 阿伏加德罗定律
同温同压下,相同体积的任何气体含有相同数目的分子。
| 条件 | 推论 | 公式 |
|---|---|---|
| 同温同压 | 体积之比 = 物质的量之比 | V₁/V₂ = n₁/n₂ |
| 同温同容 | 压强之比 = 物质的量之比 | P₁/P₂ = n₁/n₂ |
| 同温同压 | 密度之比 = 摩尔质量之比 | ρ₁/ρ₂ = M₁/M₂ |
| 同温同压同质 | 体积之比 = 摩尔质量反比 | V₁/V₂ = M₂/M₁ |
知识点8 物质的量浓度
1. 定义与公式
其中 c 为物质的量浓度(单位 mol/L),n 为溶质的物质的量(单位 mol),V 为溶液体积(单位 L)。
2. 一定物质的量浓度溶液的配制
实验步骤(以配制 100 mL 1.00 mol/L NaCl 溶液为例):
| 步骤 | 操作 | 仪器 |
|---|---|---|
| 计算 | 计算所需溶质质量 | — |
| 称量 | 用托盘天平称量 NaCl | 托盘天平、药匙 |
| 溶解 | 在烧杯中用适量蒸馏水溶解 | 烧杯、玻璃棒 |
| 转移 | 将溶液转移至容量瓶 | 玻璃棒引流 |
| 洗涤 | 洗涤烧杯和玻璃棒 2~3 次,洗液移入容量瓶 | — |
| 定容 | 加水至刻度线以下 1~2 cm,改用胶头滴管滴加至刻度线 | 胶头滴管 |
| 摇匀 | 盖好瓶塞,反复上下颠倒摇匀 | — |
| 装瓶 | 将配好的溶液转移至试剂瓶,贴标签 | 试剂瓶 |
3. 误差分析
| 操作 | 影响 |
|---|---|
| 未洗涤烧杯和玻璃棒 | 浓度偏低 |
| 定容时俯视刻度线 | 浓度偏高(体积偏小) |
| 定容时仰视刻度线 | 浓度偏低(体积偏大) |
| 定容摇匀后液面下降再加水 | 浓度偏低 |
| 转移时有溶液溅出 | 浓度偏低 |
💡 说明:误差分析的依据是 c = n / V。判断操作使 n(溶质物质的量)偏大/偏小,还是 V(溶液体积)偏大/偏小,即可判断浓度误差方向。
📌 笔记区
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