高考化学一轮复习第三章金属及其化合物第7讲钠及其重要化合物学生用书

第7讲钠及其重要化合物复习目标1．掌握钠及其重要化合物的主要性质及其应用；2.了解钠及其重要化合物的制备方法。考点一钠及其氧化物必备知识梳理·夯实学科基础一、钠1．物理性质：________色，具有________固体，ρ(H2O)____ρ(Na)____ρ(煤油)，熔点______100℃。质地________，可以用小刀切割，可导电导热。2．从钠的原子结构认识钠的化学性质——强还原性Na________O2、Cl2、H2O、H＋等,失去1e－Na＋________(1)与非金属单质(如O2、Cl2)反应①与O2反应常温：4Na+②Cl2：2Na＋Cl22NaCl(黄色火焰，白烟)③S：2Na＋SNa2S(2)与水反应①离子方程式：________________________。②与滴加酚酞的水反应的现象与解释(3)与酸(如盐酸)反应离子方程式：__________________，由于____________________，钠与酸的反应比钠与水的反应更剧烈。(4)与盐反应①与盐溶液反应：Na与盐溶液反应时，先与水反应，生成的碱与盐发生复分解反应。如与CuSO4溶液反应离子方程式：____________________，________________________。总反应的离子方程式：____________________。②钠与熔融盐反应______________________________________________________。(5)与乙醇反应化学方程式：__________________________。3．钠的制取、保存4．钠的用途特别提醒钠不能保存在CCl4中，因为CCl4的密度比钠的大，钠浮在CCl4表面，与空气接触而发生变质。二、钠的氧化物1．氧化钠与过氧化钠的比较物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)颜色状态______固体______固体类别________氧化物过氧化物氧元素化合价________________化学键类型只有离子键有离子键和共价键电子式________________组成结构由Na＋与O2－构成，nNa+由Na＋与O22−构成，与水反应Na2O＋H2O=2NaOH2Na2O2＋2H2O=________________与CO2反应Na2O＋CO2=________________2Na2O2＋2CO2=________________与盐酸反应Na2O＋2HCl=________________2Na2O2＋4HCl=________________主要用途可制烧碱漂白剂、消毒剂、供氧剂保存密封密封、远离易燃物特别提醒掌握Na2O2性质的两个角度1．从结构角度理解Na2O2的强氧化性Na2O2的结构中含有过氧键(—O—O—)，含有过氧键结构的物质具有较强的氧化性以此类推。如H2O2、H2SO5(过一硫酸，相当于H2O2中的一个H被—SO3H取代)、Na2S2O8(过二硫酸钠)中都有过氧键结构，都是很强的氧化剂。2．从化合价角度理解Na2O2的氧化性与还原性(1)氧化性试剂现象反应原理并解释SO2气体—Na2O2＋SO2=Na2SO4FeCl2溶液有红褐色沉淀生成4Na2O2＋4FeCl2＋6H2O=4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8NaClNa2SO3溶液—Na2O2＋Na2SO3＋H2O=Na2SO4＋2NaOH氢硫酸溶液变浑浊Na2O2＋H2S=S↓＋2NaOH酚酞溶液溶液先变红后褪色与水反应生成NaOH，Na2O2的强氧化性使之褪色品红溶液溶液红色褪去Na2O2的强氧化性使之褪色(2)还原性：遇KMnO4等更强的氧化剂时，表现出还原性、氧化产物为O2。(3)既表现氧化性又表现还原性：遇CO2、H2O、H＋时则发生自身的氧化还原反应(歧化反应)2.金属钠露置在空气中会发生一系列变化，其过程：银白色金属钠①表面变暗②出现白色固体，接着表面变稀③白色块状固体④白色粉末状物质写出上述各步反应的化学方程式：①________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．Na2O2与H2O、CO2的反应规律与实验探究Na2O2与H2O、CO2反应计算的四个关系先后关系Na2O2与CO2、H2O(g)的混合气体反应，可看作Na2O2先与CO2反应，再与H2O(g)反应。电子转移关系当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量关系为2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝n(Na2O2)＝2n(O2)气体体积变化关系若CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量是原气体体积的12，等于生成氧气的量，ΔV＝V(O2)＝12固体质量变化关系CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时，固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”，所以固体增加的质量Δm＝28g·mol－1×n(CO2)、Δm＝2g·mol－1×n(H2O)[思维建模]ωg化学式符合通式(CO)m·(H2)n的物质(其中m、n为自然数)在O2中充分燃烧后，将其产物通过足量的Na2O2固体，反应完毕，固体增重ωg。中学阶段常见符合这一关系的物质有(1)无机物：H2、CO及H2和CO的混合气体；(2)有机物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。[易错易混辨析](错误的说明错因)(1)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶()错因：____________________________________________________________________。(2)在氧气中加热时，金属钠会剧烈燃烧，生成淡黄色的固体Na2O2()错因：____________________________________________________________________。(3)Na与足量O2反应生成Na2O，随着温度的升高，生成Na2O的速率逐渐加快()错因：____________________________________________________________________。(4)钠与CuSO4溶液反应的离子方程式：2Na＋Cu2＋=Cu↓＋2Na＋()错因：____________________________________________________________________。(5)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化()错因：____________________________________________________________________。(6)金属钠具有强还原性，可与TiCl4溶液反应制取金属Ti()错因：____________________________________________________________________。(7)钠能置换出醇羟基中的氢，所以将一小块钠放入乙醇中，能产生气泡()错因：____________________________________________________________________。(8)把钠投入到NH4Cl溶液中可以生成两种气体()错因：____________________________________________________________________。(9)Na2O2加入酚酞溶液中，反应现象为变红()错因：____________________________________________________________________。(10)反应Na＋KClK＋NaCl能发生的原因是钠的还原性强于钾()错因：____________________________________________________________________。题组强化训练·形成关键能力题组一钠与溶液反应的本质1．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________(填序号)。①MgSO4溶液②BaCl2溶液③饱和澄清石灰水④Ca(HCO3)2溶液⑤CuSO4溶液⑥饱和食盐水⑦浓盐酸2SO4的三个小烧杯中，反应速率由快到慢的顺序为________。解释反应速率不同的原因：_____________________________。3．下列叙述不正确的是()A．切开的金属Na暴露在空气中，光亮的表面逐渐变暗，发生的反应为2Na＋O2=Na2O2B．4.6gNa与O2完全反应，生成7g产物时失去电子的物质的量为0.2molC．Na与稀硫酸反应的离子方程式为2Na＋2H＋=2Na＋＋H2↑D．将少量Na投入到CuSO4溶液中，既有沉淀生成又有气体放出题组二Na2O2的性质的多样性4．某溶液中含有①NO3−、②HCO3−、③SO32−A．①B．①⑤C．①④⑤D．①③④⑤5．过氧化钠是一种常见的强氧化剂，具有强氧化性。根据要求回答下列问题：(1)将Na2O2固体分别投入到品红溶液、紫色石蕊溶液中，溶液颜色的变化分别为________________、____________________。(2)Na2O2与木炭粉混合研磨会发生爆炸，原因是__________________________________。(3)某同学根据SO2、CO2都是酸性氧化物，预测二者的混合气体与Na2O2反应生成的固体产物中只含有Na2RO3。这一预测是否正确？________，理由是______________________________________________________。题组三Na2O2与H2O、CO2反应的定量分析6．将Wg某气体与一定量的O2混合后通入装有足量Na2O2固体的密闭容器中，用间断电火花不断地引燃气体，经过足够长的时间后，发现固体质量增加Wg，则气体可能是()①H2②CO③H2和CO的混合气体④甲醛(HCHO)⑤乙二醇(CH2OH—CH2OH)蒸气A．只有①B．只有①②C．只有①②③D．①②③④⑤7．将一定量的Na2O2和NaHCO3混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体，冷却后有固体物质剩余，下列选项不正确的是()选项n(Na2O2)/moln(NaHCO3)/mol剩余的固体物质A12Na2CO3B2Na2O2、Na2CO3C21Na2O2、NaOH、Na2CO3D22NaOH、Na2CO3考点二碳酸钠和碳酸氢钠必备知识梳理·夯实学科基础名称碳酸钠碳酸氢钠化学式________________俗名________、苏打________颜色、状态白色粉末细小白色晶体溶解度Na2CO3________NaHCO3碱性Na2CO3________NaHCO3热稳定性受热________分解受热________分解主要用途玻璃、造纸、制皂、洗涤发酵、医药、灭火器3．碳酸钠和碳酸氢钠的转化关系4．碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别与除杂(1)Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法①利用热稳定性不同②相同条件下利用反应速率不同③利用阴离子的不同④利用溶液的碱性不同(2)Na2CO3、NaHCO3的除杂混合物(括号内为杂质)除杂方法Na2CO3(s)(NaHCO3)加热法NaHCO3(aq)(Na2CO3)通入足量CO2Na2CO3(aq)(NaHCO3)滴加适量NaOH溶液2CO3、NaHCO3与酸的反应(1)Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较二者浓度相同时生成CO2的速率________快耗酸量二者等质量________耗酸多二者等物质的量________耗酸多生成CO2的体积二者等质量______产生的多二者等物质的量相等(2)依据图像特点判断溶液溶质成分的方法①化学原理：向碳酸钠溶液中逐滴滴加稀盐酸至过量，依次发生①CO32−+H+===HCO3－、HCO3②图像分析依据图像特点判断溶液溶质成分若V(Oa)＝V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)溶液中的溶质为________涉及离子方程式Oa：CO32−ab：HCO3−＋H＋=H2O＋CO若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为________涉及离子方程式Oa：OCOab：HCO3−＋H＋=H2O＋CO若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为________涉及离子方程式Oa：COab：HCO3−＋H＋=H2O＋CO若a＝0(即图像从原点开始)溶液中的溶质为____涉及离子方程式：HCO3−＋H＋=H2O＋CO[易错易混辨析](错误的说明错因)(1)1molNa2O2固体中含离子总数为4××1023()错因：____________________________________________________________________。(2)H2O2、Na2O2都属于过氧化物，含有的化学键类型相同()错因：___________________________________________________________________。(3)Na2O2在与CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂()错因：____________________________________________________________________。(4)向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2，会有NaHCO3晶体析出()错因：___________________________________________________________________。(5)将稀盐酸滴入Na2CO3与NaOH的混合溶液中，立即产生气体()错因：____________________________________________________________________。(6)在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都会分解()错因：____________________________________________________________________。(7)用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时，不涉及化学变化()错因：____________________________________________________________________。(8)向CaCl2溶液中通入足量CO2，有白色沉淀生成()错因：____________________________________________________________________。[深度思考](1)将CO2气体通入到饱和Na2CO3溶液中有何现象？原因是什么？________________________________________________________________________(2)请设计实验方案，用50mL2mol·L－1NaOH溶液和足量的CO2气体，制取50mL1mol·L－1的Na2CO3溶液。________________________________________________________________________题组强化训练·形成关键能力题组一Na2CO3、NaHCO3的性质与用途1．下列说法不正确的是()A．纯碱因碱性过强，不可用于食品工业B．人体中极少量的NO会促进血管扩张，防止血管栓塞C．石灰石—石膏法、氨水法等常用于燃煤烟气的脱硫处理D．电解CuSO4溶液可以制备金属铜2．表中，陈述Ⅰ、Ⅱ均正确及两者间具有因果关系()选项陈述Ⅰ陈述ⅡA小苏打可用于治疗胃酸过多NaHCO3受热易分解BNa2O2可作潜水艇的供氧剂Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2C硫单质在纯氧中完全燃烧有少量SO3生成二氧化硫在纯氧中易被氧化为SO3D氨气是电解质NH3的水溶液显碱性题组二Na2CO3、NaHCO3的转化与鉴别3．不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种固体的操作是()A．分别加热这两种固体物质，并将生成的气体通入澄清的石灰水中B．分别在这两种物质的溶液中，加入氯化钙溶液C．分别在这两种固体中，加入同浓度的稀盐酸D．分别在这两种物质的溶液中，加入少量澄清的石灰水4．下列实验方案不正确的是()A．用CaCl2溶液检验Na2CO3溶液和NaHCO3溶液B．用溴水除去甲烷中的乙烯C．用盐酸与硅酸钠溶液反应证明非金属性：Cl>SiD．用无水硫酸铜检验无水乙醇中是否含有水题组三Na2CO3、NaHCO3的混合物的求算5．在200g8%的NaOH溶液中通入一定量的CO2后，再向溶液中逐滴滴加稀盐酸至150g时开始产生气体，继续滴加稀盐酸到200g时，气体质量最大(假设CO2全部逸出)。溶液中产生CO2的质量与加入盐酸的质量如图所示。下列说法正确的是(设盐酸的密度为1g/mL)()A．B点时所得溶液的溶质为NaHCO3B．AB段发生的反应只有Na2CO3＋HCl=NaHCO3＋NaClC．最初通入的CO2的质量为8.8gD．加入盐酸的物质的量浓度为2mol·L－16．下列实验方案中，不能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3质量分数的是()A．取ag混合物充分加热，质量减少bgB．取ag混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干，灼烧，得到bg固体C．取ag混合物与NaOH溶液充分反应，得到bg溶液D．取ag混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体经干燥后用碱石灰吸收，质量增加bg考点三Na2CO3的制备和质量分数测定必备知识梳理·夯实学科基础一、侯氏制碱法1．制备原料食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气；其反应为C＋H2O(g)CO＋H2，CO＋H2O(g)CO2＋H2。2．工艺流程3．反应原理(1)产生NaHCO3的反应：__________________________________________________。(2)产生Na2CO3的反应：2NaHCO3≜Na2CO3＋H2O＋CO2↑。4．绿色化学思想循环使用的物质为________、________。二、测定碳酸钠质量分数的常用方法1．气体法(1)测定原理：Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋CO2↑。依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。(2)实验操作：向mg纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生CO2气体的体积为VmL(已折算为标准状况)。(3)数据处理纯碱样品中Na2CO3的质量为V22400mol×106g·mol－1＝106V22400g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为106V22400g2．沉淀法(1)测定原理：Na2CO3＋BaCl2=BaCO3↓＋2NaCl。依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。(2)实验操作：先将mg纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为ng。(3)数据处理纯碱样品中Na2CO3的质量为ng197g·mol−1×106g·mol－1＝106n197g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为106n197题组强化训练·形成关键能力题组一侯氏制碱法1．实验室模拟侯氏制碱法制取纯碱和氯化铵溶液，下列有关操作错误的是()A．图1为制取氨气将其溶于饱和食盐水B．图2为过滤获得碳酸钠晶体C．图3为灼烧碳酸氢钠制取碳酸钠D．图4为蒸发浓缩氯化铵溶液2．以下是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图：则下列叙述错误的是()A．A气体是NH3，B气体是CO2B．侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异C．第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒D．第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶题组二Na2CO3纯度测定3．为了测定NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物中各组分的含量，某同学设计如下实验：取一定质量的混合物，通过测量反应前后②和③装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。下列说法中错误的是()A．①②③中可以依次盛装碱石灰、无水CaCl2、碱石灰B．硬质玻璃管加热前，应关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止C．若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则测得的NaCl含量偏大D．实验过程中一直通入空气，停止加热后再停止通入空气4．化学小组设计以下实验方案，测定某部分变质为碳酸钠的小苏打样品中NaHCO3的质量分数。(1)方案一：称取一定质量样品，置于仪器a中用酒精灯加热至恒重，冷却，用托盘天平称量剩余固体质量计算。仪器a的名称是________。(2)方案二：称取此样品9.5g，溶于水中，配成100mL溶液。利用化学反应把HCO3−、CO3①取配制好的溶液于烧杯中，滴加足量沉淀剂，把溶液中HCO3−、A．CaCl2溶液B．MgSO4溶液C．NaCl溶液D．Ba(OH)2溶液②过滤，获取沉淀，则过滤操作所需要的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还有________。③将沉淀洗涤，并充分干燥，称量沉淀的质量为19.7g。由此可以计算ω(NaHCO3)约为________。(3)方案三：称取一定质量样品，按如图装置进行实验：①B装置内所盛试剂是________。②D装置的作用是________。③某同学认为上述测定结果将________(填“偏高”或“偏低”)，因为实验装置还存在一个明显的缺陷是________。情境创新设计Na2CO3很稳定，受热不易分解；NaHCO3不稳定，受热容易分解。某校化学兴趣小组的同学为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，设计了如下三种不同的鉴别实验：[问题探究](1)只根据图甲所示实验，能否达到实验目的？为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)图乙、丙所示实验均能鉴别Na2CO3和NaHCO3________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)若用图乙验证Na2CO3和NaHCO3的稳定性，则试管B中装入的固体应为________________________________________________________(填化学式)。考点四碱金属焰色试验必备知识梳理·夯实学科基础(1)一般性相似性递变性(由Li→Cs)原子结构最外层均为1个电子电子层数逐渐增多核电荷数逐渐________原子半径逐渐________元素性质都具有较强的金属性，最高正价均为＋1价金属性逐渐________单质性质物理性质(除Cs外)都呈银白色，密度较小，熔、沸点________密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐________化学性质都具有较强的还原性还原性逐渐________；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂(2)特殊性①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。②碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。2．焰色试验(1)概念：很多金属或它们的化合物在灼烧时火焰呈现特殊颜色的现象。(2)操作步骤：铂丝无色、待测物观察火焰颜色铂丝无色。(3)常见元素的焰色钠元素：________；钾元素：________(透过____________观察)；铜元素____________。特别提醒铂丝在使用前要用盐酸将其表面物质洗净，而不用稀硫酸洗涤，其原因是金属氯化物在灼烧时易挥发，若用稀硫酸洗涤铂丝，由于硫酸盐的熔、沸点较高而难以挥发，会对后续实验造成干扰。[易错易混辨析](错误的说明错因)(1)焰色试验是一种复杂的化学变化()错因：___________________________________________________________________。(2)钠、氧化钠、碳酸钠的焰色试验均显黄色()错因：___________________________________________________________________。(3)做焰色试验实验时，用稀H2SO4洗涤铂丝()错因：___________________________________________________________________。(4)钠的还原性比钾的弱，但工业上制取钾可用Na和熔融KCl在高温下反应制备()错因：___________________________________________________________________。(5)Li在空气中加热可快速反应生成Li2O2()错因：___________________________________________________________________。(6)碱金属元素Li、Na、K都可保存在煤油中()错因：___________________________________________________________________。(7)Li、Na、K、Rb单质的熔、沸点依次升高()错因：___________________________________________________________________。(8)碱金属元素随核电荷数递增，氢氧化物的碱性依次减弱()错因：___________________________________________________________________。题组强化训练·形成关键能力题组一碱金属的性质1．碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是()A．在碱金属元素中它具有最大的原子半径B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物C．它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱D．它能与水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸2．下列有关铯及其化合物的说法不正确的是()A．CsOH的碱性比KOH的强B．铯与水或稀盐酸反应剧烈，都生成H2C．Cs的还原性比Na的强，故Na＋的氧化性强于Cs＋D．Li的金属性比Cs的强题组二焰色试验3．庆祝中华人民共和国70周年的焰火晚会令人难忘，五颜六色的火焰的产生与焰色试验有关。下列关于焰色试验的叙述正确的有()①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察②焰色试验是金属单质的特性③钡的焰色为绿色，钙的焰色为紫色④每次实验后，要将铂丝用硫酸洗净⑤没有铂丝时，也可以用光洁无锈的铁丝⑥所有金属或它们的化合物在火焰上灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色⑦若火焰颜色为黄色，则一定含钠元素，不含钾元素A．2个B．3个C．4个D．5个4．焰色试验是元素分析的一种重要方法，请回答有关问题：(1)是否所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色？举例说明。______________________。(2)某同学用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验，火焰呈黄色，他判断该溶液一定为钠盐溶液。其他同学不同意他的观点。理由是__________________________________________。高考真题演练·明确考查方向1．[2020·浙江7月，选考]下列说法正确的是()2O在空气中加热可得固体Na2O23溶液中可得Fe2在沸腾炉中与O2反应主要生成SO32O2溶液中加入少量MnO2粉末生成H2和O22．[2020·江苏卷]下列选项所示的物质间转化均能实现的是()A.NaCl(aq)电解Cl2(g)石灰水漂白粉(s)B.NaCl(aq)CO2gNaHCO3(s)加热NaC.NaBr(aq)Cl2gBr2(aq)D.Mg(OH)2(s)HClaqMgCl2(aq)3．[2020·浙江卷7月，选考]下列说法不正确的是()用于道路照明2可用来制造光导纤维3不溶于水，可用作医疗上检查肠胃的钡餐4．[2021·河北卷]化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献。某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3，进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl。实验流程如图：回答下列问题：(1)从A～E中选择合适的仪器制备NaHCO3，正确的连接顺序是________________(按气流方向，用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或________________。(2)B中使用雾化装置的优点是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(4)反应完成后，将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液：①对固体NaHCO3充分加热，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量Na2O2，Na2O2增重0.14g，则固体NaHCO3的质量为______g。②向滤液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)＋NH4Cl(aq)→NaCl(aq)＋NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线，需采用的操作为______________、______________、洗涤、干燥。(5)无水Na2CO3可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前，若无水Na2CO3保存不当，吸收了一定量水分，用其标定盐酸浓度时，会使结果________(填标号)。A.偏高B．偏低C．不变随堂过关训练·提升学科素养1．下列关于钠的说法正确的是()B.钠着火后，可用泡沫灭火器灭火C.钠的化学性质比较活泼，少量的钠可以保存在煤油中时，有大量红色固体铜出现2．将过氧化钠投入FeCl2溶液中，可观察到的实验现象是()C.无气体产生，有沉淀生成D.有气体产生，无沉淀生成3．某学生探究0.25mol·L－1Al2(SO4)3溶液与0.5mol·L－1Na2CO3溶液的反应，实验如下。下列分析错误的是()实验1实验2A.实验1中，白色沉淀a是Al(OH)3B.实验2中，白色沉淀b中含有COC.检验白色沉淀a、b是否洗涤干净，不可使用相同的检验试剂D.实验1、2中，白色沉淀成分不同可能与混合后溶液的pH有关4．为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl)，准确称量Wg样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据合理的是()选项实验方法实验方案测量数据A滴定法将样品配成100mL溶液，取10mL，加入酚酞，用标准盐酸滴定消耗盐酸的体积B量气法将样品与盐酸反应，生成的气体全部被碱石灰吸收碱石灰增加的质量C重量法将样品放入烧瓶中，置于电子天平上，加入足量盐酸减少的质量D量气法将样品与盐酸反应，气体通过排水量气装置量气排出水的体积5.Ⅰ.某学习小组做Na2O2与H2O反应的实验，发现一些有趣的现象：①取适量Na2O2固体用脱脂棉包好放在石棉网上，然后向脱脂棉上滴加3～4滴水，结果脱脂棉剧烈燃烧。②取适量Na2O2固体置于试管中，加水使其充分反应至不再产生气体为止，滴入几滴酚酞试液，溶液先变红后褪色，回答有关问题：(1)已知Na2O2可看作是二元弱酸H2O2对应的盐，其第一步水解完全进行。写出其第一步水解的离子方程式_______________________________________________________。(2)由①实验现象所得出的有关结论是：A.有氧气生成；B.________。Ⅱ.为探究Na2O2与H2O反应的机理，他们在老师的指导下设计了如图所示装置。连接好装置，打开K1、K2，通过注射器注入适量蒸馏水，充分反应后用气球鼓气，Na2S溶液变浑浊，酸性KMnO4溶液褪色。分别取A、C中溶液滴入几滴酚酞，开始都变红，之后A中溶液很快褪色，C中溶液缓慢褪色。另取A、C中溶液分别加入少量二氧化锰，充分振荡，发现均反应剧烈，产生大量气泡，把带火星的木条伸入试管，木条复燃，向反应后的溶液中滴入几滴酚酞试液，溶液变红不褪色。(3)A中冰盐和C中热水的作用分别是______________________，______________________。(4)用化学方程式表示Na2S溶液变浑浊的原因______________________________________。(5)用离子方程式表示酸性KMnO4溶液褪色的原因(MnO4−________________________________________________________________________。(6)Na2O2与H2O反应的机理是(用化学方程式表示)第一步_______________________，第二步___________________________________________________________。(7)若向Na2O2中滴加适量的稀盐酸，也能同样产生使木条复燃的气体，请写出该反应的化学方程式____________________________________________________。第7讲钠及其重要化合物考点一必备知识梳理·夯实学科基础一、1．银白金属光泽>>低于柔软2.(2)2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑低放热碱(3)2Na＋2H＋=2Na＋＋H2↑酸溶液中H＋浓度大于水中(4)①2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑Cu2＋＋2OH－=Cu(OH)2↓2Na＋Cu2＋＋2H2O=Cu(OH)2↓＋H2↑＋2Na＋②(5)2Na＋2C2H5OH→2C2H5ONa＋H2↑3．石蜡油煤油二、1．白色淡黄色碱性－2－14NaOH＋O2↑Na2CO32Na2CO3＋O22NaCl＋H2O4NaCl＋2H2O＋O2↑2．4Na＋O2=2Na2ONa2O＋H2O=2NaOH2NaOH＋CO2＋9H2O=Na2CO3·10H2ONa2CO3·10H2O=Na2CO3＋10H2O易错易混辨析答案：(1)√(2)√(3)×温度升高，Na与O2反应生成Na2O2(4)×金属钠加入CuSO4溶液中，钠先与水反应，生成的NaOH再与CuSO4反应(5)×钠表面形成的氧化层的成分是Na2O，能与水反应生成NaOH，不能保护内层的钠(6)×钠与熔融的TiCl4反应生成Ti，与TiCl4溶液反应时应先与水反应，生成的NaOH再与TiCl4反应(7)√(8)√(9)×Na2O2具有强氧化性，现象应为先变红后褪色(10)×该反应能发生的原因是钠的沸点高于钾题组强化训练·形成关键能力1．解析：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓；③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，产生白色沉淀；④中Ca2++HCO3−＋OH－=CaCO3↓＋H2O或Ca2++2HCO3−+2OH−答案：①③④⑥2．答案：c>a>b钠与上述三种物质反应的实质都是钠与H＋间的置换反应，H＋浓度的大小决定了反应速率的快慢，由三种物质电离出H＋的能力可知H＋浓度的大小顺序为c>a>b，因而反应速率顺序为c>a>b3．解析：常温下切开的金属Na暴露在空气中，光亮的表面逐渐变暗是因为生成Na2O，A项错误；由题意知，虽然Na与O2完全反应生成的是Na2O2和Na2O的混合物，但是Na的物质的量为0.2mol，故失去电子的物质的量仍为0.2mol，B项正确；Na与稀硫酸反应的本质是与H＋的反应，C项正确；Na与水反应放出气体，生成的NaOH与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，D项正确。答案：A4．解析：向溶液中加入Na2O2，Na2O2与水反应生成NaOH和O2，对NO3−无影响；OH－与HCO3−反应生成CO32−，HCO3−的浓度减小，CO32−的浓度增大；Na2答案：A5．答案：(1)褪色先变蓝后褪色(2)Na2O2具有强氧化性，与木炭粉接触发生剧烈的氧化还原反应(3)不正确Na2O2与SO2反应可生成Na2SO46．解析：很容易判断①②③④⑤均是符合(CO)m·(H2)n组成的物质，在O2中充分燃烧后，再通入Na2O2固体中，固体增加质量恰好等于该物质的质量。答案：D7．解析：将Na2O2与NaHCO3的混合物加热，有关反应的化学方程式依次为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O、2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑。当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为1∶2时，二者反应的总方程式为2Na2O2＋4NaHCO34Na2CO3＋O2↑＋2H2O；当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为1∶1时，二者反应的总方程式为2Na2O2＋2NaHCO32Na2CO3＋O2↑＋2NaOH，即当n(Na2O2)∶n(NaHCO3)≤1∶2时，反应后剩余固体为Na2CO3，当1∶2<n(Na2O2)∶n(NaHCO3)≤1∶1，反应后剩余固体为Na2CO3和NaOH，当n(Na2O2)∶n(NaHCO3)>1∶1时，反应后剩余固体为Na2O2、NaOH、Na2CO3，由此可以判断A、C、D正确，B错误。答案：B考点二必备知识梳理·夯实学科基础1．Na2CO3NaHCO3纯碱小苏打大于大于难易2．Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑Na2CO3+CaNa2CO3＋BaCl2=BaCO3↓＋2NaClNaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑HCO3−＋OH－＋Ca2＋=CaCO3↓＋HCa2++2OH5．(1)NaHCO3Na2CO3Na2CO3NaHCO3(2)Na2CO3Na2CO3和NaOHNa2CO3和NaHCO3NaHCO3易错易混辨析答案：(1)×Na2O2中的阳离子为Na＋，阴离子为，二者的物质的量之比为2:1，1molNa2O2固体中含离子总数为3×(2)×H2O2是共价化合物，不含离子键，Na2O2是离子化合物，含有离子键与共价键(3)√(4)√(5)×盐酸先与NaOH反应，不会立即产生气体(6)×在酒精灯加热条件下，NaHCO3会分解，Na2CO3不会分解(7)×纯碱水解产生NaOH，油脂在碱性条件下水解生成甘油和高级脂肪酸钠，发生化学变化(8)×CO2和CaCl2溶液不反应深度思考答案：(1)有沉淀析出，原因是反应消耗了溶剂水，使生成的NaHCO3的质量比原Na2CO3的质量大，且NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度。(2)将50mLNaOH溶液，等分成两份，一份通入过量的CO2，然后加热煮沸、冷却后与另一份NaOH溶液混合即可。反应方程式可表示为第一步：NaOH＋CO2=NaHCO3第二步：NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O。题组强化训练·形成关键能力1．解析：纯碱可以用于食品工业与用量有关，如制作面食、味精等，A错误；NO在人体的血管系统内具有传送信号的功能，极少量的NO会促进血管扩张，防止血管栓塞，B正确；石灰石—石膏法脱硫的原理为：石灰石在高温下发生分解生成CaO和CO2，CaO与SO2反应生成CaSO3，CaSO3和O2反应生成CaSO4，CaSO4可用来生产副产品石膏(生石膏CaSO4·2H2O、熟石膏2CaSO4·H2O)；氨水法脱硫的原理为：氨水和SO2发生反应生成(NH4)2SO3，(NH4)2SO3和O2反应生成(NH4)2SO4，(NH4)2SO4可用作氮肥，C正确；电解池中，Cu2＋比H2O的H＋先放电，可以通过电解CuSO4溶液制备金属Cu，D正确。答案：A2．解析：小苏打可用于治疗胃酸过多的原因是小苏打可以和胃液中的盐酸反应，和NaHCO3受热易分解无关，故A不选；Na2O2可作潜水艇的供氧剂是因为Na2O2能和呼出的气体CO2、H2O反应生成O2，故选B；硫单质在纯氧中完全燃烧也只能生成SO2，不能生成SO3，故C不选；氨气溶于水能和水反应生成NH3·H2O，NH3·H2O能电离出NH4+和OH－，溶液显碱性，但NH4+和OH答案：B3．解析：Na2CO3受热不分解，而NaHCO3受热分解生成的气体通入澄清的石灰水中能使石灰水变浑浊，可以鉴别，故A不选；Na2CO3与CaCl2溶液作用产生CaCO3沉淀，而NaHCO3则不与CaCl2溶液反应，无沉淀产生，也可以鉴别，故B不选；向Na2CO3中逐滴加少量盐酸时，无气体产生，当盐酸加入较多时，可产生气体，而向NaHCO3中加入同浓度盐酸，则迅速产生气体，可以通过产生气体的快慢加以鉴别，故C不选；Na2CO3和NaHCO3均可与澄清石灰水反应产生沉淀，现象相同，无法鉴别，故选D。答案：D4．解析：因为氯化钙不与碳酸氢钠反应(碳酸氢钙可溶)，而氯化钙又可以与碳酸钠反应生成沉淀，因此可以鉴别，A正确；甲烷和溴水不反应，乙烯和溴水发生加成反应生成产物为液体，从而使混合气体通过溴水洗气瓶后得到纯净甲烷，B正确；在硅酸钠溶液中滴入稀盐酸，溶液变浑浊，说明盐酸的酸性强于硅酸，因HCl不是Cl的最高价含氧酸，不能说明Cl元素的非金属性强于Si元素，C错误；用无水硫酸铜检验酒精中是否含有水，如有水，生成CuSO4·5H2O，固体由白色变为蓝色，可鉴别，D正确。答案：C5．解析：200g8%的NaOH溶液中含有氢氧化钠16g，物质的量为16g40g·mol−1＝0.4mol，根据图像，滴加稀盐酸至150g时开始产生气体，继续滴加稀盐酸到200g时，气体质量最大，发生的反应为，NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑，B点溶液中的溶质为NaHCO3和NaCl，C点溶液中的溶质为NaCl，结合守恒关系分析解答。B点时所得溶液的溶质为NaHCO3和NaCl，故A错误；碳酸氢钠完全反应需要消耗50g稀盐酸，Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3，则碳酸钠完全反应转化为NaHCO3，也需要消耗50g稀盐酸，因此AB段发生的反应除了Na2CO3＋HCl=NaHCO3＋NaCl，还有盐酸与氢氧化钠的反应，故B错误；最终生成4.4g二氧化碳，则最初通入的CO2的质量为4.4g，故C错误；C点溶液中的溶质为NaCl，根据守恒关系，稀盐酸中HCl的物质的量＝200g8%的NaOH溶液中含有氢氧化钠的物质的量＝0.4mol，200g盐酸的体积为200mL，则盐酸的物质的量浓度为0.4mol0.2L＝2mol·L－答案：D6．解析：取ag混合物充分加热，质量减少bg，NaHCO3加热分解为碳酸钠、二氧化碳、水，则碳酸氢钠质量为84b31g，Na2CO3质量是a−84b31g，Na2CO3的质量分数是31a−84b31a×100%，故A不符合题意；取ag混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得到bg固体，设Na2CO3和NaHCO3的质量分别是xg、yg，则x+y=a117x106+58.5y84=b，解方程可得碳酸钠的质量，进而计算出Na2CO3质量分数，故B不符合题意；取ag混合物与足量NaOH溶液充分反应，得到bg溶液，不能计算碳酸钠质量，故C符合题意；取ag混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体经干燥后用碱石灰吸收，质量增加bg，可知二氧化碳的质量为bg；设Na2CO3和NaHCO3的质量分别是xg、yg答案：C考点三必备知识梳理·夯实学科基础一、3．(1)NH3＋NaCl＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl4．CO2饱和食盐水题组强化训练·形成关键能力1．解析：A项，用氯化铵和氢氧化钙共热制备氨气，正确；B项，侯氏制碱法中溶液析出的晶体为碳酸氢钠，故应过滤获得碳酸氢钠，错误；C项，在坩埚中灼烧碳酸氢钠分解制备碳酸钠，正确；D项，蒸发皿中蒸发浓缩氯化铵溶液，并不断搅拌，正确。答案：B2．解析：A项，利用NH3极易溶于水，且水溶液显碱性，可以提高CO2的吸收，因此先通NH3后通CO2，正确；B项，NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度，利用了溶解度的差异，正确；C项，操作Ⅲ是过滤，因此用到玻璃仪器：烧杯、漏斗、玻璃棒，正确；D项，晶体是NaHCO3，利用NaHCO3的不稳定性，2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，错误。答案：D3．解析：根据实验目的和装置的连接顺序可知：装置①用于吸收空气中的CO2和水蒸气，可以使用碱石灰；装置②吸收Na2CO3·10H2O和NaHCO3分解生成的水蒸气，可以使用无水CaCl2；装置③吸收碳酸氢钠分解生成的CO2，使用碱石灰，A项正确；实验前必须将装置中的水蒸气和CO2赶净，避免影响测定结果，硬质玻璃管加热前，应关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止，B项正确；若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则会增加水的质量，使测得Na2CO3·10H2O和NaHCO3的含量偏高，NaCl的含量偏低，C项错误；实验过程中一直通入空气，停止加热后继续通入空气使存留在装置中的CO2和水蒸气完全被吸收，D项正确。答案：C4．解析：(1)加热固体，应在坩埚中进行。(2)①把溶液中HCO3−、CO32−完全转化为沉淀，应选择氢氧化钡溶液，故选D。②过滤，获取沉淀，过滤操作所需要的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需要漏斗。③设固体中Na2CO3为xmol，NaHCO3为ymol，则106x+84y=9.5x+y=19.7197，解得x＝y＝，则ω(NaHCO3)(3)①B中盛放的试剂为浓硫酸，作用是除去二氧化碳中的水蒸气。②空气中的水蒸气和二氧化碳会被碱石灰吸收，故D装置的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳。③实验装置还存在的一个明显缺陷为装置中的二氧化碳不能被C装置全部吸收，导致测定的二氧化碳质量偏小，使测定结果偏低，所以需设计一个装置将A、B中的CO2全部吹入C装置中。答案：(1)坩埚(2)①D②漏斗③44.2%(3)①浓硫酸②防止空气中的水蒸气、CO2进入C装置③偏低缺少一个将A、B装置内的CO2气体驱赶到C装置中的装置情境创新设计答案：(1)不能。无论是Na2CO3还是NaHCO3均可以与盐酸反应产生CO2，两者的反应现象相似，故达不到鉴别的目的。(2)；CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O(3)NaHCO3考点四必备知识梳理·夯实学科基础1．(1)增大增大增强较低降低增强2．(3)黄色紫色蓝色钴玻璃绿色易错易混辨析答案：(1)×焰色试验是物理变化(2)√(3)×铂丝在使用前要用稀盐酸将其表面物质洗净，然后在火焰上灼烧至无色，这是因为金属氯化物在灼烧时易挥发，而硫酸盐难挥发(4)√(5)×Li与O2反应只生成Li2O(6)×Li的密度小于煤油密度，可保存在固体石蜡中(7)×同一主族，随着电子层数的增加，单质熔、沸点逐渐降低(8)×碱金属元素随核电荷数增加，元素金属性增强，对应氢氧化物的碱性依次增强题组强化训练·形成关键能力1．解析：根据同主族元素性质的递变规律，从金属锂到金属钫随原子序数的递增，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强，与水反应的剧烈程度逐渐增强，与氧气反应的产物越来越复杂，可以生成过氧化物、超氧化物甚至臭氧化物等。答案：B2．解析：根据元素周期律，Cs的金属性比K强，故CsOH的碱性比KOH强，A项正确；Cs的性质与钠相似，Na能与水或稀盐酸反应产生H2，故Cs也能与水或稀盐酸反应产生H2，且反应更剧烈，B项正确；Cs的还原性强于Na，则Na＋得电子能力比Cs＋强，即氧化性：Na＋>Cs＋，C项正确；Li、Cs均为碱金属元素，Cs的电子层数多，更容易失去最外层电子，故金属性：Cs>Li，D项错误。答案：D3．解析：①在观察钾的焰色时，要透过蓝色钴玻璃滤去钠的黄光，正确；②焰色试验是元素的性质，不是金属单质的特性，错误；③钡的焰色为黄绿色，钙的焰色为砖红色，错误；④硫酸不易挥发，灼烧时，硫酸及其盐不易挥发掉，无法达到洗净的目的，故每次实验后，要将铂丝用盐酸洗净，错误；⑤铁的焰色为无色，则可用光洁无锈铁丝进行焰色试验，正确；⑥焰色试验体现的是金属元素的一种性质，并不是所有金属元素都能使火焰呈现出特征颜色，如铁和铂的焰色为无色，错误；⑦物质灼烧时，焰色为黄色，说明该物质中一定含有Na元素，由于K元素的紫光能被黄光掩盖，可能含有钾元素，错误。答案：A4．答案：(1)不是；如铂、铁(2)该溶液也可能为NaOH溶液，还可能含有钾盐高考真题演练·明确考查方向1．解析：Na2O不稳定，在空气中加热可得到Na2O2，A项正确；镁加入过量的FeCl3溶液中只发生反应Mg＋2Fe3＋=Mg2＋＋2Fe2＋，得不到Fe，B项错误；FeS2在沸腾炉中与氧气反应只能得到SO2，不能得到SO3，C项错误；二氧化锰能催化过氧化氢分解，过氧化氢分解得到氧