《碱金属》难点重点巧学与试题巧解例析
I. 难点巧学
一、定量反应离子方程式的巧写
与量有关的离子反应是离子方程式书写的难点,但只要掌握以下两个基本的离子反应,HCO3-+OH-= CO32- + H2O……①、2HCO3- + 2OH-= CO32- + CO32- + 2H2O……②。便可简单、快速、准确地写出此类反应的离子反应式,这两个基本的离子反应式看似简单,且属于同一个离子反应式,只是形式有点不同,其实有较深的奥妙,是书写定量反应离子方程式的“法宝”。在书写定量反应的离子反应式时,先写出少量物质的离子,阴、阳离子都参加反应的话,它们的数量比例要符合化学式中量的比例关系。如果出现HCO3-或OH-,则用①式;出现2HCO3-或2OH-,则用②式。如有Ca2+参加反应,则生成物中的CO32-与Ca2+结合生成CaCO3沉淀(其它离子与CO32-结合生成沉淀时类推)。
1. 少量的NaHCO3溶液跟足量的Ca(OH)2溶液的反应离子反应式。
第一步:先写出少量物质中参加反应的离子,即HCO3- +
第二步:因是HCO3-,即用①式:HCO3- + OH- +
第三步:有Ca2+ 参加反应,生成CaCO3↓,Ca2+也应加上
离子方程式为:HCO3-(少)+ OH- + Ca2+ = CaCO3↓+ H2O
在上面的离子反应式中,反应物Ca(OH)2化学式中Ca2+与OH-数目比为1:2,但因其过量,OH-只有一半参加反应,另外一半留在溶液中,所以Ca2+与OH-数目比可以为1:1(实际参加反应的数目比)。
2. 过量NaHCO3跟Ca(OH)2的反应。
第一步:Ca2+ + 2OH-(少量,Ca2+ : OH- =1:2)+
用②式:Ca2+ + 2OH-(少量)+ 2HCO3- =CaCO3↓+ CO32- + 2H2O
3. 少量的Ca(HCO3)2与足量的NaOH反应。
用②式:Ca2+ + 2HCO3-(少量)+ 2OH-=CaCO3↓+ CO32- + 2H2O
4. 少量NaOH溶液与足量Ba(HCO3)2反应。
用①式:OH-(少量)+ HCO3-+ Ba2+ =BaCO3↓+ H2O
5. 向Na2CO3溶液中滴入少量盐酸。
先写少量H+(少)+ CO32- =HCO3-
6. 向盐酸溶液中滴入少量Na2CO3溶液
CO32-(少)+2H+=H2O + CO2↑
巧写规律:少量物质中参加反应的离子先写,过量物质的离子根据少量物质的离子反应情况,按“要多少有多少”的原则,根据①或②式可达到准确速写的效果,像5、6的情况可以类比推出。
二、钠、钾等活泼金属与盐溶液的反应规律
将钠、钾等活泼金属加到盐溶液中,首先钠与水反应,若生成的碱与盐能反应,则继续反应,否则钠只与水反应。
例:①钠和CuSO4溶液反应
2Na + 2H2O + CuSO4 = Cu(OH)2↓+ H2↑+ Na2SO4
②钠和NH4Cl溶液反应
2Na + 2NH4Cl = 2NaCl + 2NH3↑+ H2↑
③钠和Ba(NO3)2溶液反应
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
规律:钠、钾等活泼金属和盐溶液反应,不能置换出盐中的金属。这是因为金属阳离子在水中一般以水合离子的形式存在,即金属离子周围有一定数目的水分子包围着,不能和钠直接接触。
三、与Na2O2有关的重要反应的巧算
1.Na2O2跟H2O、CO2的反应
2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑、2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2↑
此类题可利用差量法进行计算:
2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑ △m
2×18g 32g 2×18g-32g=4g
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 △V △m
2L 1L 2 L-1 L=1L
2×44g 32g 2×44g -32g =56g
2.Na2O2跟CO、H2的反应(在有足量O2存在的条件下)
2CO + O2 2CO2…………………………………………………………………①
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2…………………………………………………②
① + ②得:Na2O2 + CO = Na2CO3(虚拟的反应)
即:CO可被Na2O2完全吸收
2H2 + O2 2H2O……………………………………………………………………③
2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑…………………………………………………④
③ + ④得:Na2O2 + H2 = 2NaOH(虚拟的反应)
即:H2可被Na2O2完全吸收
规律:mg①CO、②H2、③CO和H2的混合物在有足量O2存在的条件下,不断用电火花引燃,燃烧后的混合气体再被足量的Na2O2吸收,则固体质量增加量以上三种情况是mg。
3.Na2O2跟通式为(CO)mH2n的有机物反应。
符合通式为(CO)mH2n的有机物可以看成是CO和H2的混合物,在有O2存在且不断用电火花引燃的情况下可以被Na2O2完全吸收。如甲醇CH3OH、乙酸CH3COOH可分别写成 (CO)H2×2、(CO)2 H2×2,都符合这种情况。
四、Na2O2与水反应使酚酞褪色的机理
Na2O2与水的反应实质上是分步进行的:Na2O2 + 2H2O = H2O2 + 2NaOH,2H2O2=2H2O + O2↑。我们可利用带火星的木条检验O2,用酚酞试液检验NaO