第1讲钠及其重要化合物

(教师备用)

本章主要考点有：钠及其化合物(Na2O、Na2O2、NaOH)的性质，氯气的性质、制法以及氯气与日常生活、科学技术的联系，物质的量与阿伏加德罗常数等。试题主要以选择题为主，在非选择题中也兼顾考查，特别是上海化学对卤素的考查较为常见。本部分知识与生产、生活联系较多，随着高考联系实际、学科综合内容的增多，本部分知识显得尤为重要，关于阿伏加德罗常数的考查更是热点之一。1．钠及其重要化合物(1)抓住钠及其化合物的转化关系：Na→Na2O(Na2O2)→NaOH→Na2CO3→NaHCO3。以钠为重点，明确其单质与化合物的性质及相互转化，进而延伸到其他碱金属。(2)掌握Na2O2的性质，如：Na2O2与H2O、CO2的反应。2．氯及其重要化合物(1)抓住物质的结构、性质、用途、制法这条主线，从不同角度分析、理解，形成完整的知识网络。(2)密切联系有关实验，注重实验设计的改进与创新，通过对实验现象的观察思考，加深对物质的认识。(3)进行组合实验。如Cl2制取与性质、检验组合；Cl2制取与其他气体制取相组合等。3．物质的量、阿伏加德罗常数从概念入手，根据典型例题，体会各类题目的特点，形成正确思路和方法。第1讲钠及其重要化合物(对应学生用书第1页)1．了解化学的主要特点是在原子、分子水平上认识物质。了解化学可以识别、改变和创造分子。2．了解科学探究的基本过程，学习运用以实验和推理为基础的科学探究方法。3．了解钠及其重要化合物的主要性质及其应用。(对应学生用书第1～2页)一、化学科学的概念及特征1．化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的自然科学。2．化学的特征是认识分子和制造分子，它是一门具有创造性和实用性的科学，化学家们已能在微观层面上操纵分子和原子。二、研究物质性质的基本方法及程序1．研究物质性质的基本方法为观察、实验、分类、比较，此外还有假说、模型。2．研究物质性质的基本程序为：观察物质的外观→预测物质的性质→通过实验来验证和探究→对现象进行分析、归纳、探讨→得出物质性质的结论。三、钠的重要性质1．物理性质颜色状态密度硬度熔点银白色固体比水小，比煤油大较小较低，小于100℃2.化学性质(2)钠与滴有酚酞的水反应的现象分析【思考题】

实验室如何保存金属钠？应该怎样取用？用剩的钠如何处理？答案：钠易与空气中的O2、H2O反应，且钠不与煤油反应，密度比煤油大，故通常将钠保存在煤油中。取用钠时应用镊子夹取，用滤纸吸干表面的煤油，在玻璃片上用小刀切割。用剩的钠应放回原瓶。四、氧化钠和过氧化钠的比较测控导航表考点题号(难易度)研究物质的方法1(易)钠的存在及用途2(易)钠的性质3(易)，4(易)Na2O2的性质5(中)1.金属钠不仅跟氧气、水等无机物反应，还能跟酒精、醋酸等有机物反应。要研究金属钠跟酒精反应与钠跟水反应的异同点，下列研究方法中没有用到的是(

C

)A．实验

B．观察

C．分类

D．比较解析：比较钠与水、酒精反应的异同要用到实验、观察和比较。2．下列叙述中错误的是(

A

)A．钠在自然界中可以游离态存在B．钠可以保存在煤油中C．钠可用于道路和广场照明D．钠着火时可以用沙土扑灭解析：钠是非常活泼的金属，所以它在自然界中只能以化合态存在，而不能以游离态存在；钠与煤油不反应，并且钠的密度比煤油大，将钠保存在煤油中可以避免空气及水与钠接触；高压钠灯发出的黄光透雾能力强，可用于道路和广场照明；钠着火时比较好的灭火方法是采用沙土盖灭。3．在研究金属钠与水反应的实验中，反应过程中所观察到的现象与金属钠的下列性质无关的是(

C

)A．钠的熔点低

B．钠的密度小C．钠的硬度小

D．钠的金属活动性很强解析：金属钠与水反应时，熔成光亮的小球，说明钠的熔点低，A选项正确；金属钠浮在水面上，则说明B选项正确；金属钠与水反应剧烈，说明D选项正确；钠与水的反应现象不能体现金属钠的硬度，取用钠时用小刀切割才能说明钠的硬度小。4．取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象中，正确的描述是(

C

)①钠先熔化②在空气中燃烧，放出黄色火花③燃烧后得到白色固体④燃烧时火焰为黄色⑤燃烧后生成淡黄色固体物质A．①②B．①②③C．①④⑤D．②④⑤解析：钠在空气中燃烧，先熔化、火焰为黄色，燃烧后生成淡黄色固体，所以描述正确的为①④⑤。5．(思维拓展)Na2O2几乎能与所有常见的气态非金属氧化物在一定条件下反应，如：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

(1)试分别写出Na2O2与SO2、SO3反应的化学方程式：________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。(2)通过比较可知，当非金属处于______价态时，与Na2O2反应有O2生成。(3)等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过Na2O2后，体积变为原体积的8/9(同温同压下)，这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为________________。解析：本题考查了Na2O2的性质。(3)只有CO2与Na2O2反应，且由方程式知每2体积CO2参与反应放出1体积O2，体积减小1体积。假设反应前均为3体积，则有：V(N2)∶V(O2)∶V(CO2)＝3∶4∶1。答案：(1)Na2O2＋SO2===Na2SO42Na2O2＋2SO3===2Na2SO4＋O2↑(2)高(3)3∶4∶1(对应学生用书第2～4页)钠的化学性质1．金属钠露置在空气中的反应(1)变化过程(2)涉及的主要反应4Na＋O2===2Na2O，Na2O＋H2O===2NaOH,2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O等。2．钠与酸的反应钠与水反应的实质是钠与水电离出的H＋间的置换反应，酸中c(H＋)大于水中c(H＋)，故钠与酸反应要比钠与水反应剧烈。如2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑当酸反应完后，若钠有剩余，钠继续与水反应。即钠与酸的反应可总结为“先酸后水”。3．钠与盐反应(1)钠是一种强还原剂，可与熔融态盐发生置换反应，如TiCl4(熔融)＋4Na===Ti＋4NaCl。(2)与盐溶液反应金属活动性顺序表中氢后面的金属其阳离子的氧化性虽然强于H＋，但其反应速率远小于钠原子与H2O的反应速率，故金属钠投入盐溶液中首先是与水反应，然后再分析NaOH是否与盐溶液发生复分解反应。如钠与CuSO4、FeCl3溶液发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，NaOH再进一步与溶液中的CuSO4、FeCl3反应生成Cu(OH)2、Fe(OH)3沉淀：2NaOH＋CuSO4===Na2SO4＋Cu(OH)2↓，3NaOH＋FeCl3===3NaCl＋Fe(OH)3↓。另外，由于反应放出大量热，生成的Cu(OH)2、Fe(OH)3沉淀可能会分解，生成对应的CuO、Fe2O3。同时，如果钠的用量较大，往往能导致爆炸。钠与其他几种重要的盐溶液反应①与铝盐溶液要考虑钠与铝盐的量的问题，因过量的NaOH溶液能溶解Al(OH)3；②与饱和NaCl溶液要考虑Na与水反应，造成饱和溶液中溶剂减少，溶质可能有部分析出的现象。【例1】

某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物，设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几粒钠块，再从U形管高端加入水(含有酚酞)，赶出空气，一会儿加热铜丝。根据反应中观察到的现象，回答下列问题：(1)金属钠的变化现象是______________________________________________。(2)U形管中溶液的颜色________________________________________________，说明有__________生成。(3)铜丝的变化现象是____________，说明有__________生成。(4)若ag钠与bmL水完全反应，则该溶液中溶质的质量分数是________________。审题导引：解题时要明确三点：水、煤油、钠密度相对大小，钠与水反应的有关计算，H2的化学性质。【迁移应用】

(1)如何将上述装置改成启普发生器简易装置？(2)若在U形管中加入的不是水而是CuSO4溶液，反应后U形管中有什么现象？答案：(1)在U形管较短一端中间增加一个带细孔的塑料隔板，将有多个小孔的铜箔包着的钠置于隔板上方，调节钠块在煤油或水中。(2)有蓝色沉淀生成，有气泡产生。Na2O2与某些氧化物反应的规律1．Na2O2与CO2、H2O反应的重要关系2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2(1)物质的量关系无论是CO2或H2O(g)的单一气体还是二者的混合气体，与足量Na2O2反应时：生成O2的物质的量总是CO2或H2O(g)(或二者混合气体)物质的量的一半，也是反应掉的Na2O2物质的量的一半。如果是在相同状况下，且水为气态时，气体体积的减小量是原混合气体体积的一半，即为生成氧气的体积。

(2)先后顺序关系当CO2和H2O与Na2O2同时反应时，可以认为是CO2先反应，然后H2O才反应。可以理解如下，即便是H2O先反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，得到的NaOH也迅速与CO2反应生成H2O,2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，与Na2O2直接与CO2反应的产物完全相同。(3)电子转移关系Na2O2与CO2和H2O反应时，每产生1molO2转移2mol电子。知ag通式符合(CO)m(H2)n(m＝0,1,2，…，n＝0,1，2，…)的物质在氧气中燃烧，将其产物通过足量的Na2O2固体，反应完毕，固体增重ag。若物质符合(CO)m(H2)nCx，则固体质量增加大于ag，若物质符合(CO)m(H2)nOx，则固体质量增加小于ag。3．Na2O2的强氧化性(1)Na2O2与SO2反应：Na2O2＋SO2===Na2SO4。(2)Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2＋氧化成Fe3＋，同时生成Fe(OH)3沉淀。(3)Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊。(4)Na2O2投入Na2SO3溶液，可将SO氧化成SO。其化学反应方程式为：Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2NaOH。(5)Na2O2投入品红溶液中，使品红溶液退色(强氧化性)。(6)Na2O2投入加有酚酞的水中，先变红(生成NaOH)后退色(强氧化性)。【例2】

(2010年抚顺六校模拟改编)为测定某含有杂质Na2O的Na2O2样品的纯度，某小组同学分别设计了如下方案。【方案一】

准确称量样品mg，与水充分反应后将溶液的体积稀释为VmL，从中取出V1mL溶液，装入锥形瓶，用已知浓度的盐酸进行滴定，以确定溶液的浓度，再计算出样品中Na2O2的含量。(1)此方案中，酸碱中和滴定时应选用________滴定管。(2)写出此方案中所涉及反应的离子方程式：

_______________________________________________________________________________________________________。【方案二】

准确称量样品mg，将样品与二氧化碳充分反应，通过测定反应产生氧气的体积，计算出样品中Na2O2的含量。(3)该方案的实验过程中，仪器的连接顺序是________(填仪器下方序号)，①中的进气口为________(填“A”或“B”)。(4)装置⑤的作用是___________________________________________________。(5)你认为方案一、方案二中测定结果比较准确的是________________________。审题导引：①明确酸碱中和滴定实验操作；②掌握Na2O、Na2O2与水反应的化学方程式；③学会Na2O2与CO2反应产生O2体积的测量方法。解析：(1)酸碱中和滴定中碱盛放在锥形瓶中，则盐酸盛放在酸式滴定管中。(2)方案一涉及的反应为：Na2O＋H2O===2NaOH,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，HCl＋NaOH===NaCl＋H2O。(3)方案二中包括CO2的制取、CO2与Na2O2的反应、O2的净化、O2体积的测量等操作，因此仪器的连接顺序为②④⑤①③。①为利用排出H2O的体积测量O2体积的装置，应该短管进、长管出。(5)方案一测定结果比较准确，因为方案二中不能排除装置中原有氧气的影响。答案：(1)酸式(2)Na2O＋H2O===2Na＋＋2OH－，2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑，H＋＋OH－===H2O(3)②④⑤①③

A(4)除去O2中混有的CO2等气体(5)方案一装置①可用于排水集气法收集难溶于水的气体，注意导气管要“短进长出”，导气管“长进短出”、广口瓶中盛放相应的溶液，可做洗气装置。①、③组合将广口瓶与量筒相连可测得生成气体的体积。【针对训练】

1mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是(

A

)

A．Na2CO3B．Na2O2、Na2CO3C．NaOH、Na2CO3D．Na2O2、NaOH、Na2CO3(对应学生用书第4页)测控导航表考点题号(难易度)钠的性质1(易)，2(易)Na2O2的性质3(中)，4(中)综合应用5(易)1.(2010年厦门模拟)在空气中长时间放置少量金属钠，最终的产物是(

C

)A．NaOHB．Na2OC．Na2CO3D．Na2O2解析：银白色金属钠置于空气中首先被氧气氧化得到Na2O，遇水生成NaOH，潮解后得到溶液，进一步接触到空气中的CO2生成Na2CO3·10H2O，长时间的风化后生成Na2CO3。2．(原创题)下列关于钠的说法不正确的是(

D

)A．金属钠与O2反应，条件不同，产物不同B．钠—钾合金通常状况下呈液态，可做原子反应堆的导热剂C．钠的化学活泼性很强，少量的钠可保存在煤油中D．将金属钠投入水中，生成氢氧化钠，同时放出O2解析：本题考查钠的性质及保存方法。钠与氧气反应时，常温下生成氧化钠，加热时生成过氧化钠，A对；钾、钠均为金属，具有导热性，B对；钠易与空气中的氧气和水反应，且密度小于水，应保存在煤油中，C对；钠与水反应时，生成氢氧化钠与氢气，D错。3．某溶液中含有HCO、SO、CO、CH3COO－四种阴离子。向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化)(

A

)4．标准状况下，把4.48LCO2通过一定量的过氧化钠固体后收集到3.36L气体，则这3.36L气体的质量是(

C

)A．4.8g

B．5.4g

C．6.0g

D．6.6g5．(2010年河南南阳五校联考)如图表示某典型金属单质A与其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。已知：图中所示物质中的组成元素均为短周期元素，化合物C中含有两种金属元素，反应⑤用于工业制取A，反应⑥的产物过滤后得到化合物D的溶液呈碱性。(1)一步实现图中①至⑥的转化关系中一定属于复分解反应的是________(填序号)。(2)写出一步实现反应④所需加入的化学试剂(填化学式)：________。(3)写出反应①的离子方程式：

___________________________________________。(4)B→C的转化有多种途径，试写出其中两种不同反应类型的化学反应方程式：________________________________________________________________________。解析：由题意可推出：A是Na、B是NaOH、C是Na[Al(OH)4]、D是Na2CO3、E是NaCl。(1)①～⑥的转化关系中，③④⑥一定是复分解反应，②的转化可以通过Al与NaOH反应实现，也可以通过NaOH与铝盐等反应实现。(2)可利用Ca(OH)2或Ba(OH)2与Na2CO3反应得到NaOH。答案：(1)③④⑥

(2)Ca(OH)2或Ba(OH)2(3)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑(4)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑；Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4](其他合理答案也可)(时间：40分钟)(对应学生用书第225页)测控导航表考点题号(难易度)钠的性质1(易)，3(易)钠的氧化物的性质2(易)，6(易)，9(中)有关计算4(易)，7(中)综合应用5(易)，8(中)，10(难)一、选择题1．下列关于钠与水反应的说法不正确的是(

D

)①将小块钠投入滴有石蕊试液的水中，反应后溶液变红；②将钠投入稀盐酸中，钠先与水反应，后与盐酸反应；③钠在水蒸气中反应时因温度高会燃烧；④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。A．只有①②

B．只有②③C．只有②③④D．①②③④解析：钠与水反应生成的NaOH不能使石蕊变红，只能使其变蓝；钠先与盐酸中的H＋反应；钠在水蒸气中反应时生成H2，由于无氧气存在，不能燃烧；用铝箔包住的钠除Na与水反应生成H2外，Al与NaOH反应也会产生H2，产生的H2多。2．(2010年安徽蚌埠模拟)将Na2O2投入FeCl3溶液中，可观察到的现象是(

B

)①生成白色沉淀②生成红褐色沉淀③有气泡产生④因为Na2O2具有漂白性，所以FeCl3溶液退色A．①④

B．②③

C．①③

D．仅②解析：Na2O2投入FeCl3溶液中，Na2O2与水反应得到O2和NaOH，NaOH与FeCl3溶液产生红褐色沉淀。3．(2009年上海化学)9.2g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有(

B

)A．0.2mol中子

B．0.4mol电子C．0.2mol质子

D．0.4mol分子解析：本题典型考查了单质钠与水反应的相关计算。选项中都是D2的粒子数，所以要先算出D2的物质的量。9.2g金属钠是0.4mol，由反应方程式2Na＋2D2O===2NaOD＋D2↑知，0.4mol钠可生成0.2molD2,0.2molD2中含有的中子数、电子数、质子数均为0.4mol。4．(2010年安徽理综)将0.01mol下列物质分别加入100mL蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)(

C

)①Na2O2

②Na2O

③Na2CO3

④NaClA．①>②>③>④B．①>②>④>③C．①＝②>③>④D．①＝②>③＝④6．(2010年广东中山六校联考)下列叙述正确的是(

D

)①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物②Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀③钠在常温下不容易被氧化④Na2O2可做供氧剂，而Na2O不行⑤Cu与HNO3溶液反应，由于HNO3溶液浓度不同可发生不同的氧化还原反应A．都正确

B．②③④⑤C．②③⑤D．④⑤解析：过氧化钠属于过氧化物，不属于碱性氧化物，①错；碳酸氢钙易溶于水，②错；钠是活泼金属，易与空气中的水或氧气反应，③错；过氧化钠与水、CO2反应放出氧气，Na2O与水(CO2)反应生成氢氧化钠(Na2CO3)，④对；金属与硝酸反应，浓硝酸的还原产物为NO2，稀硝酸的还原产物为NO，⑤对。7．取ag某物质在氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后固体的质量增加量大于ag。下列物质中能满足上述结果的是(

D

)A．H2B．COC．C6H12O6D．C12H22O11解析：A、B、C三项符合通式(CO)m(H2)n，将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体后，固体增加ag，D项可看做(CO)11(H2)11C，反应后固体质量的增加量大于ag。8．(2010年德州模拟)Na3N是离子化合物，它与水反应可生成NH3。下列说法中不正确的是(

B

)A．Na3N与过量盐酸反应可生成两种盐B．Na3N与水反应中，Na3N做还原剂C．Na＋与N3－的电子层结构均与氖原子相同D．Na3N与水反应后所得溶液呈碱性解析：根据题目信息可知其反应式为：Na3N＋3H2O===3NaOH＋NH3↑，由于反应前后各元素的化合价均没有发生变化，所以属于非氧化还原反应，B错误，D正确；Na3N与过量的盐酸反应的化学方程式为Na3N＋4HCl===3NaCl＋NH4Cl，A正确；Na＋与N3－的核外电子数与氖原子相同，C正确。9．(2010年南平质检)某同学想通过如图所示装置(夹持装置已略去)实验，探究SO2与Na2O2反应的产物。实验后测得反应前C管的质量为m1g，反应后C管的质量为m2g，反应后装置D质量增加了ng。请分析：Ⅰ.装置B的作用是________________________________________________________________________。装置D的作用是________________________________________________________________________。Ⅱ.如何检验反应中是否有O2生成？Ⅲ.对C中固体产物提出如下假设：假设1：只有Na2SO3假设2：只有Na2SO4假设3：________________________________________________________________________。(1)若按假设2进行，反应方程式为________________________________________________________________________。(2)若Na2O2反应完全，为确定C中固体产物的成分，甲同学设计如下实验：得出结论：产物是Na2SO4。该方案是否合理？______(填“是”或“否”)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若假设1成立，某同学以反应前后C管的质量差(m2－m1)g为依据推断生成Na2SO3的质量为(m2－m1)×126/64g。老师提示推算不合理，请你分析其中的缘由：_____________________