必修1第三章 第一讲 钠及其重要化合物 知识点与典型题例

1、必修1 第三章第一讲钠及其重要化合物 知识点与典型题例钠原子最外层只有1个电子，在化学反应中钠原子容易失去最外层的电子，具有很强的还原性，是一种活泼的金属元素。1跟非金属反应(1)金属钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成氧化钠：4NaO2=2Na2O(空气中钠的切面变暗)。(2)在空气(或氧气)中燃烧：2NaO2Na2O2(黄色火焰)，以上反应说明Na2O2比Na2O稳定。可见，Na与O2反应时因条件不同而产物不同。(3)在氯气中燃烧：2NaCl22NaCl。2钠与水反应实质是钠与水电离出的H发生反应。在酸溶液中，酸电离出大量的H，故钠先与酸电离出的H发生反应，等酸电离的H反应完后，钠再与水发生

2、反应。受到c(H)的影响，钠单质与酸的反应要比与水的反应剧烈，与水的反应要比与醇的反应剧烈。3钠单质与盐溶液反应实质是钠先与水发生反应，然后生成的氢氧化钠再与盐反应。在盐溶液中钠不能置换出金属活动性顺序表中钠后面的金属，需要在熔融状态下的非水体系中才可以实现。题组训练1.观察法是研究物质性质的一种基本方法。一同学将一小块金属钠露置于空气中，观察到下列现象：银白色灰暗白色出现液滴白色固体，下列说法正确的是()A发生了氧化还原反应B变白色是因为生成了碳酸钠C是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液D只发生物理变化解析4NaO2=2Na2O，属于氧化还原反应，故A项正确；Na2OH2O=2NaOH，故B

3、项错误；中因NaOH易潮解，吸收空气中的水蒸气，表面形成溶液，故C项错误；中发生反应2NaOHCO2=Na2CO3H2O，进而形成Na2CO3·10H2O晶体，然后再风化形成Na2CO3，故D项错误。答案A2下列关于钠与水反应的说法不正确的是()将一小块钠投入滴有石蕊试液的水中，反应后溶液变蓝将钠投入稀盐酸中，钠先与水反应，后与盐酸反应钠在水蒸气中反应时因温度高会燃烧将两小块质量相等的金属钠，一块直接投入水中，另一块用铝箔包住，在铝箔上刺些小孔，然后按入水中，两者放出的氢气质量相等ABC D解析钠与水反应产生氢氧化钠使石蕊变蓝，正确。钠与水的反应本质是钠与H的反应，所以钠先与盐酸溶液

4、中的H反应，错误。钠在水蒸气中反应产生的是氢气，尽管温度高且反应放热，因无氧气所以不能燃烧，错误。2Na2H2O=2NaOHH2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，因此，用铝箔包住的钠与水反应放出的H2多，错误。答案C3将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是_。MgSO4溶液NaCl溶液Na2SO4溶液饱和澄清石灰水Ca(HCO3)2溶液CuSO4溶液饱和NaCl溶液解析2Na2H2O=2NaOHH2，中Mg22OH=Mg(OH)2；中反应消耗水，溶液温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2产生沉淀；中Ca2HCOOH=CaCO3H2O

5、；生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意；水减少，c(Na)增大，使NaCl(s)Na(aq)Cl(aq)平衡向左移动。答案4Na与FeSO4溶液反应，一般很难完整地观察到反应全过程的有关现象。有人用如图所示装置进行实验改进：先将试管内新制备的FeSO4溶液液面上覆盖一薄层汽油，然后将试管放入烧杯中，待试管内汽油层消失后，往试管内投入一小粒钠，并迅速塞上带导管的单孔塞。(1)实验中汽油的作用是_。(2)加入钠后观察到液面上有大量气泡逸出，溶液中有_色沉淀生成。(3)如果往试管中加入汽油后立即投入钠粒可能发生爆炸，其原因是_。(4)写出钠与FeSO4溶液反应的离子方程式_。解析由于Fe(OH

6、)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3，要想看到钠与FeSO4溶液反应的完整的实验现象，关键是要隔绝空气。将钠投入FeSO4溶液中首先和水反应生成H2和NaOH，NaOH再与FeSO4反应生成白色的Fe(OH)2沉淀。钠与水反应放出大量热，若汽油没有挥发尽，可能引起爆炸。答案(1)受热时汽化，其蒸气将试管内空气排尽，起保护气作用(2)白(3)钠与水剧烈反应放出大量热，使由H2、汽油蒸气、空气组成的混合气发生爆炸(4)2Na2H2OFe2=2NaFe(OH)2H2归纳总结1.金属钠与可溶性盐溶液的反应2金属钠与溶液反应现象的分析(1)共性：因为钠在上述反应中均属于剧烈的置换反应，故有共同的现象产生

7、：浮：钠浮在液面上；熔：钠熔化成光亮的小球；游：在液面上不停地游动直至反应完；响：反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。(2)差异性：与酸及能形成弱碱的金属盐溶液反应时，由于溶液中H浓度较大，反应比钠与水剧烈，最后钠可能在液面上发生燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。考点2 过氧化钠1.过氧化钠的强氧化性由于过氧化钠有强氧化性，当过氧化钠与具有还原性的物质发生反应时，可以把还原性物质氧化。(1)Na2O2与SO2反应：Na2O2SO2=Na2SO4。(2)Na2O2与FeCl2溶液反应：Na2O2投入FeCl2溶液中，可以将Fe2氧化为Fe3，同时产生Fe(O

8、H)3沉淀。(3)Na2O2与Na2SO3溶液反应：Na2O2投入Na2SO3溶液中，可以将SO氧化为SO。(4)Na2O2与H2S反应：Na2O2投入氢硫酸中，可以将H2S氧化为单质硫，产生淡黄色沉淀。(5)Na2O2与品红溶液反应：Na2O2投入品红溶液中，因其具有强氧化性，可以使品红溶液褪色，即具有漂白性。2有关Na2O2与CO2、H2O反应的计算有关Na2O2与CO2、H2O反应的几个重要关系2CO22Na2O2=2Na2CO3O22H2O2Na2O2=4NaOHO2(1)物质的量关系。无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O与放出O2的物

9、质的量之比都为21。(2)电子转移关系。当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1 mol O2转移 2 mol e。(3)先后顺序关系。Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应，可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O发生反应。(4)气体体积关系气体体积差量法。2Na2O22CO2=2Na2CO3O2气体体积差V 2 1 12Na2O22H2O(g)=4NaOHO2气体体积差V 2 1 1由此可见，气体体积关系：CO2和水蒸气的混合气体或单一气体通过足量Na2O2时，气体的体积变为原来的1/2，即为生成O2的体积。VV(CO2)V(O2)，VV(

10、H2O)V(O2)。(5)固体质量关系固体质量差量法。2Na2O22CO2=2Na2CO3O2固体质量差m 156 g 212 g212 g156 g56 g2Na2O22H2O=4NaOHO2固体质量差m 156 g 160 g160 g156 g4 g由此可见，每有2 mol CO2参与反应，固体增重为56 g，相当于2 mol CO的质量；每有2 mol H2O参与反应，固体增重为4 g，相当于2 mol H2的质量。即CO2、H2O(g)分别与足量Na2O2反应，固体增重分别相当于等物质的量的CO、H2的质量。题组训练5.在溶液中加入足量Na2O2后仍能大量共存的离子组是()ANH、B

11、a2、Cl、NOBK、AlO、Cl、SOCCa2、Mg2、NO、HCODNa、Cl、CO、SO解析过氧化钠具有氧化性，且加入溶液中会生成氢氧化钠，A项中OH与NH不能大量共存；C项中Ca2、Mg2、HCO均不能与OH大量共存；D项中SO可以被氧化。答案B6一定量的Na2O2与CO2反应后的固体物质41.8 g，恰好与1 L 1 mol·L1的稀盐酸完全反应，下列说法正确的是()A41.8 g固体物质为Na2CO3B41.8 g固体物质为0.1 mol Na2CO3和0.4 mol Na2O2的混合物C41.8 g固体物质为31.2 g NaHCO3和10.6 g Na2CO3的混合物

12、D一定量的Na2O2为78 g解析如果41.8 g固体为Na2CO3，则其不可能恰好与1 L 1 mol·L1的稀盐酸完全反应，A项错；固体为Na2CO3和Na2O2的混合物，由其恰好与1 L 1 mol·L1的稀盐酸完全反应，计算可得B项正确；Na2O2与CO2反应不可能生成碳酸氢钠，即C项错；根据钠离子守恒关系可求出一定量的Na2O2为0.5 mol，所以D项错。答案B7为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装盛有Na2O2或K2O2颗粒的装置，它的用途是产生氧气。下列关于Na2O2的叙述正确的是()ANa2O2中阴、阳离子的个数比为11BN

13、a2O2分别与H2O、CO2反应产生相同量的O2时，需要H2O和CO2的质量相等CNa2O2分别与H2O、CO2反应产生相同量的O2时，转移电子的物质的量相等DNa2O2的漂白原理与SO2的漂白原理相同解析Na2O2中阴、阳离子的个数比为12，A项错误；生成相同量的O2时消耗H2O和CO2的物质的量相同，但质量不同，B项错；由得失电子守恒知两者转移电子的物质的量相同，C项正确；Na2O2因具有强氧化性而有漂白性，SO2易与有色物质化合生成无色不稳定的物质而有漂白性，故原理不同，D项错误。答案C8200 时，11.6 g CO2和H2O的混合物气体与足量的Na2O2反应，反应后固体增加了3.6g

14、，则原混合物的平均相对分子质量为()A5.8B11.6C23.2 D46.4解析CO2与H2O通过过氧化钠时增加的分别为CO与H2的质量。设原混合物中CO2与H2O的物质的量分别为x mol、y mol，则44x18y11.6，28x2y3.6，、方程式联立可解得：x0.1，y0.4，则混合气体的平均相对分子质量为11.6÷0.523.2。答案C9教材中给出的Na2O2与H2O反应的化学方程式2Na2O22H2O=4NaOHO2。为了探究Na2O2与H2O反应的机理，某学习探究小组在教师指导下设计了如图所示装置进行实验。实验步骤如下：按图示组装仪器，并检查气密性良好后装入药品。保持K

15、1打开、K2关闭，将注射器中的水推入试管，此时A中并无气体产生。挤压装有酚酞的胶头滴管，使酚酞滴入试管中，A中溶液显红色。挤压装有稀盐酸的胶头滴管，使稀盐酸滴入试管中，红色消失后再滴加2滴。用双连打气球向A中鼓气，使A中部分溶液通过导管、喷头进入B中支管，发现淀粉­KI溶液变蓝，KMnO4溶液褪色。迅速打开止水夹K2，关闭K1，继续向A中鼓气，待A中溶液进入C中试管约三分之一时停止鼓气，然后用热水浴加热试管片刻，有气泡冒出，经检验为氧气。回答下列问题：(1)用离子方程式表示淀粉­KI溶液变蓝的原因_。(2)用离子方程式表示KMnO4溶液褪色的原因_。(3)A中冰盐冷浴和C中

16、热水浴的作用分别是_、_。(4)Na2O2与H2O反应的机理是(用化学方程式表示)_ _。解析由知Na2O2和H2O反应的产物之一是NaOH；C中用热水浴加热试管中溶液放出氧气，说明该溶液中含有H2O2，故由可知Na2O2和H2O反应的另一产物是H2O2，综上分析可得出Na2O2和H2O反应的机理：Na2O22H2O=2NaOHH2O2、2H2O22H2OO2。H2O2中氧元素的化合价为1，处于氧元素的中间价态，因此，H2O2既具有氧化性又具有还原性。在酸性溶液中H2O2可将I氧化成I2，自身被还原成H2O。在酸性溶液中可将MnO还原成Mn2，自身被氧化成O2。答案(1)2I2HH2O2=I2

17、2H2O(2)2MnO5H2O26H=2Mn25O28H2O(3)防止生成的H2O2分解使H2O2分解(4)Na2O22H2O=2NaOHH2O2、2H2O22H2OO2归纳总结Na2O2结构和强氧化性的常考点1Na2O2的电子式为Na2Na，O是个原子团。2Na2O2与H2O、CO2的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应。3在研究Na2O2与其他溶液反应时，要注意Na2O2的强氧化性和溶液的强碱性。考点3 碳酸钠和碳酸氢钠1.鉴别 2与足量盐酸反应的比较 3Na2CO3溶液与盐酸反应(1)滴加顺序不同，现象不同，化学方程式不同。向盐酸里逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量)2HClNa2C

18、O3=2NaClCO2H2O向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸(开始时酸不足)HClNa2CO3=NaClNaHCO3(无气泡)HClNaHCO3=NaClCO2H2O(2)滴加顺序不同，放出CO2的量可能相同，也可能不同。当2时，放出CO2的量一样多；<2时，Na2CO3滴入盐酸中放出CO2多。4差量法在NaHCO3分解计算中的应用在化学反应中，根据质量守恒定律，反应物和生成物按一定的质量比发生反应。碳酸氢钠固体的分解反应，产物中的二氧化碳是气体，水是液体。反应体系中固体物质反应前后的差值与反应物、生成物的质量成正比例关系。具体如下：2NaHCO3Na2CO3CO2H2Om(固)2

19、15;84 g 106 g 44 g 18 g 62 g其固体差量可用下列两种方法得出：(2NaHCO3Na2CO3)或(CO2H2O)，即(2×84 g106 g)或(44 g18 g)。题组训练10.下列方法不能用于鉴别Na2CO3和NaHCO3固体的是()A分别加热两种固体，将放出的气体通入澄清石灰水B分别取两种固体溶于水，滴加Ba(OH)2溶液，观察是否生成沉淀C分别取两种固体各1 g，滴入几滴水振荡，用手触摸试管底部D分别取等质量的固体与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧称重解析B项，两者都会产生BaCO3沉淀，错误；C项，Na2CO3溶于水放热比NaHCO3溶于水放热明

20、显，正确；D项，最终得到的固体为NaCl，生成1 mol NaCl分别需要53 g Na2CO3和84 g NaHCO3固体，正确。答案B11向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入0.2 mol/L的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是()A原NaOH溶液的浓度为0.1 mol/LB通入CO2的体积为448 mLC所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH)n(Na2CO3)13D所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)n(Na2CO3)21解析由题图可知025 mL没有气体生成，从25 mL开

21、始生成二氧化碳气体，两个过程消耗的盐酸的体积比为13，则向NaOH溶液中通入一定量CO2反应后，溶液中的溶质物质的量的关系是n(Na2CO3)n(NaHCO3)12，D项正确，则C项错误；由HClNaClNaOH，则NaOH的物质的量浓度为0.1 L×0.2 mol/L÷0.1 L0.2 mol/L，故A项错误；由n(Na2CO3)n(NaHCO3)12，HCOHClCO2，可知生成二氧化碳的体积为22.4 L/mol×0.075 L×0.2 mol/L×1 000 mL/L336 mL，B项错误。答案D12向浓度相等、体积均为50 mL的A、

22、B两份NaOH溶液中，分别通入一定量的CO2后，再稀释到100 mL。(1)在NaOH溶液中通入一定量的CO2后，溶液中溶质的可能组成是_，_，_，_。(2)在稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol/L的盐酸，产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。A曲线表明，原溶液通入CO2后，所得溶质与盐酸反应产生CO2的最大体积是_mL(标准状况)。B曲线表明，原溶液通入CO2后，所得溶液中溶质的化学式为_。原NaOH溶液的物质的量浓度为_。解析分析图中曲线和各个量的关系，A中先加入的25 mL盐酸，含有的氢离子的物质的量为0.1 mol/L×0.025 L 0.002 5 m

23、ol，此时发生的反应为COH=HCO，所以可知溶液中含有的CO物质的量为0.002 5 mol，后加的50 mL盐酸和HCO反应生成CO2，因为后加的氢离子的物质的量为0.1 mol/L×0.050 L0.005 mol，所以CO2的体积为0.005 mol×22.4 L/mol×1 000 mL/L112 mL。在B中先加入的60 mL盐酸都没有气体生成，又加入15 mL盐酸才生成气体，也就是说只有HCO 0.1 mol/L×0.015 L0.001 5 mol，则原溶液中只有0.001 5 mol CO，含有0.0060.001 50.004 5 m

24、ol OH，即原溶液中的溶质是NaOH和Na2CO3。根据钠守恒，可计算氢氧化钠的物质的量浓度。在图中，如果在开始生成CO2前后消耗盐酸的比为11，则原溶质为碳酸钠，若<11，则原溶质为NaHCO3和Na2CO3的混合物，若>11，则为NaOH和Na2CO3的混合物。答案(1)NaOH、Na2CO3Na2CO3Na2CO3、NaHCO3NaHCO3(2)112NaOH、Na2CO30.150 mol/L13某实验小组欲探究Na2CO3和NaHCO3的性质，发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是，他们先对固体A、B进行鉴别，再通过实验进行性质探究。(1)分别加热固体A、B，发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方程式为_。(2)称取两种固体各2 g，分别加入两个小烧杯中，再各加1