高中化学-钠及其化合物

钠及其化合物

课标解读要点网络

1.了解钠的主要性质及其应用。

2.掌握钠的重要化合物（Na2O2、NaOH芈焰色N,n

0反应铺化物-

Na/)2或Na?。7-1\

NaOH等）的主要性质及其应用。Na

c.反应化合物2°2~|

NaC1一性质Na2c。3出

3.了解钠及其重要化合物的制备Na2s0,蹩1।

减金属L-NaHCO、一

CHONa也__^

方法。25Na0H

4了.解Na'、K*的检验方法。

A肩纥‘必备知识•关凝方落实知识培养能力

BIBEIZHISHIGUANJIANNENGLI

考点1钠及其氧化物

【必备知识•落实]

1.钠的主要性质及应用

⑴物理性质：银白色，金属光泽，〃=0.97g.em3,比水的密度小、比煤油的

密度大，质软，熔点为97.81℃,沸点为882.9C。

（2）化学性质（写出化学方程式）

[■常温：4Na+O2=2Na2O

△

①与非金属反应＜〔加热：2Na+O2==Na2O2

lCh：2Na+Ch—2NaCl

②与H2O反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2）。

实验探究：Na与H2O（含酚猷；）反应的现象及解释

密度比水小

熔点低,反应放热

生成气体，使钠受力不均衡

反应剧烈,产生气体

生成了碱（NaOH）

③与乙醇反应：2Na+2c2H5OH-2c2H5ONa+H2t。

④与酸(HC1)反应：2Na+2HCl=2NaCl+H2t°

⑤与盐(CuSCU)溶液反应：2Na+2H2O==2NaOH+H2t,CuSCU+

2NaOH-Cu(OH)2I+Na2sOK答案合理即可)。

熔融

⑥与熔融盐TiC14反应：4Na+TiCl4=^Ti+4NaClo

(3)钠的保存与用途

①保存：少量钠保存在煤油或石蜡油中。

②制备与用途：

NaCl(熔融)

电

解

制取Na?。?等化合物—钠、钾合金可用于原子反应堆的

侬导搦

片'制一作强还原剂,如4Na+TiCl,=

作高压钠灯4NaCl+Ti

2.钠的氧化物

(1)氧化钠和过氧化钠

化学式Na?ONa2O2

阳、阴离子Na卡与。2一Na"和OF

个数比之比为2：1之比为2J_L

氧的化合价-2-1

颜色白色淡黄色

2Na2O2+2H2O=

与H2O反应Na2O+H2O=2NaOH

4NaOH+O2t

2Na2Ch+2CC)2=

与C02反应Na2O+CO2=Na2co3

2Na2cCh+02

(2)Na2O2的强氧化性与还原性

从元素化合价角度分析Na2O2的性质

o失去电子，化合价升高X得到电子，化合价降低”

°2~~袤视为还原性~~"Na2°2~~~~"0

①强氧化性的五个表现

②遇KMnC)4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为02。

③遇到C02、S03等最高价氧化物时发生自身氧化还原反应生成盐和02,既

表现氧化性又表现还原性。

［补短板］

(1)钠与盐溶液反应的思维模板为

［Na］——»|NaOH|——►|发生复分解反应

(2)Na与H20或酸反应的实质是Na与H+反应。

(3)Na2O为碱性氧化物，NazCh不是碱性氧化物，二者中阴、阳离子个数比均

为1：2。

(4)1molNazCh与足量的C02或H2O反应时，转移电子均为1mol,且两反应

中Na2O2均既作氧化剂又作还原剂。

［知识应用］

1.金属钠露置在空气中会发生一系列变化：银白色金属钠会(生成

表面变暗HO出现白色固体表现形成溶液「

________)苛(生成)-^^(NaOH溶液L旨(生成

风化白色粉末状物质

Na2CO3-10H2O白色块状物质)谭生成)。

(1)填写空白。

(2)属于物理变化的有(填序号)，属于化学变化的有(填序

号)。

［答案］(l)Na2ONaOHNa2co3

⑵③①②④⑤

2.(l)Na投入Fe2(SO4)3溶液中发生反应的离子方程式为

⑵NazCh投入紫色石蕊试液中的现象为

(3)Na2O2投入CuS04溶液中的现象为

有关离子方程式为____________________________________________________

(4)15.6gNazCh与足量的CCh和H20(g)充分反应，生成L02(标准状

态)，转移电子数为o

［答案］(l)2Na+2H2O=2Na++2OET+H2t、

3+-

Fe+3OH=Fe(OH)3I

(2)有气泡冒出，溶液先变蓝后又退色

(3)有气泡冒出，有蓝色沉淀生成

+

2Na2O2+2H2O=4Na+40H+O2t

CU2++2OH=CU(0H)2I

(4)2.240.2NA

【关键能力•培养】

命题点1钠及其氧化物的性质及实验探究

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()

①MgSCU溶液②Na2sCU稀溶液③饱和澄清石灰水

④Ca(HCO3)2溶液⑤CuS04溶液⑥饱和NaCl溶液

A.①④⑤⑥B.①③⑤⑥

C.②④⑤⑥D.①③④⑥

2+

D［2Na+2H2O=2NaOH+H2t,①中Mg+2OH-=Mg(OH)2I;②中

NaOH与Na2so4不反应，不能产生沉淀，不符合题意；③中反应消耗水，溶液温

度升高，Ca(0H)2的溶解度降低，析出Ca(0H)2沉淀；④中Ca2++HCO3+OH-

=CaC03I+H2O;⑤中生成的Cu(0H)2是蓝色沉淀，不符合题意；⑥中水减少，

c(Na')增大，使NaCl(s)?=±Na+(aq)+C「(aq)平衡向左移动。］

2.下列关于Na2O2的说法正确的是()

A.Na2O2与S02反应生成Na2so3和。2

B.Na2O2投入酚醐溶液中，溶液变红

C.NazCh与水反应，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂

D.NazCh能与酸反应生成盐和水，所以NazCh是碱性氧化物

C［A项，Na2O2氧化S02生成Na2so4,错误；B项，最后溶液的红色又退

色，错误；D项，Na2O2不是碱性氧化物，错误。］

3.如图甲是演示金属钠与水反应的重要实验，为收集检验气体产物，某兴趣

小组将甲装置改进成如下乙或丙，请根据要求回答下列问题：

(1)按乙装置实验，液体添加完毕后，关闭活塞，打开右边胶塞，向煤油中加

入一小块钠，立即塞好胶塞，可观察到的现象是(双选，填选项字母)。

A.钠块始终保持在a处，直至完全消失

B.钠沉入U形管b处后又慢慢浮到a处

C.钠处于煤油和水的交界处上下浮动

D.随反应的进行煤油与胶塞处液面下降，漏斗中液面上升

E.最终钠块在煤油中燃烧起来

(2)乙装置中漏斗在反应过程中的主要作用是o

(3)用乙装置实验，点燃气体产物时，是否需要检验纯度？(填“是”

或“否”)。

(4)按图丙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质

量的钠按下列两种情况收集产生的气体体积在相同条件下的关系是(填

选项字母)。

①用铝箔包住钠

②用铜箔包住钠

a.①②二者收集气体一样多

b.①收集气体体积较大

c.②收集气体体积较大

［解析］(l)Na的密度介于煤和水之间，反应过程产生的气泡附在Na表面，

浮力变大，上浮，气泡破裂，浮力变小，又下降。

(3)乙装置产生的气体不含02,不必验纯。

(4)Na与H20反应放出H2时，生成的NaOH溶液与铝箔又反应生成H2o

［答案］(1)CD(2)贮存液体，防止溶液逸出(3)否(4)b

4.某课外活动小组设计如图实验装置，验证“二氧化碳与水接触时才能和过

氧化钠反应”。

⑴过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是

该反应中，反应物的总能量_______(填“大于”或“小于”)生成物的总能量。

(2)装置I中的试剂是(填字母)。

a.稀盐酸b.稀硫酸

c.小苏打d.石灰石

(3)实验时，应先打开弹簧夹(填“K”或“K2”)，观察到预期现象后，

关闭它，再打开另一个弹簧夹。

(4)实验过程中将带火星的木条置于a口，观察到带火星的木条始终不复燃。

①为观察到最终木条复燃，甲建议在III后安装一个盛有碱石灰的干燥管，目

的是________________________________________________________________

___________________________________________________________________;

②乙认为即使采纳甲的建议且最终观察到木条复燃，也不能证明C02参与了

反应，原因是_________________________________________________________

(5)为进一步达到实验目的，应补充的实验是：取最终反应后III中所得固体,

［解析］(1)此反应是放热反应。(2)依据实验目的，需要干燥CCh,所以装置

I是制取C02的装置，因为盐酸易挥发出HC1,所以应选择稀硫酸、小苏打。(3)

先通干燥C02,然后再通湿润C02进行对比。(5)证明反应后固体中含有CO歹。

［答案］(l)2Na2O2+2CO2=2Na2co3+O2大于

(2)bc(3)K2(4)①除去未充分反应的CO2②水与NazCh反应生成02⑸

加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中(答案合理即可)

题后归纳.

Na及其氧化物的常见实验探究点

(l)Na与H20或盐溶液反应实验。

(2)Na2O2参与反应的实验(如与CO2、S02、H2O等反应)。

(3)Na2O2纯度的测定等。

命题点2Na、NazCh的有关定量计算

5.(双选)下列说法不正确的是()

A.2.3gNa投入97.7g水中，所得溶液的质量分数为4%

B.62gNa20与78gNazCh投入相同体积的足量水中，所得溶液的浓度不相

同

C.78gNa2O2与足量C02或H20(g)充分反应，二者生成的。2均为0.5mol

D.将28gCO充分燃烧生成的C02完全通入足量Na2O2中完全反应，固体

增重28g

AB[Na投入水中生成取逸出，溶液质量<100g,溶液的质量分数大于4%；

根据Na2O2^Na2O与H2O反应方程式可知1molNa2O与1molNazCh溶于水所

得浓度相同。]

6.200℃时，11.6gCO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固

体质量增加了3.6g,则原混合气体的总物质的量是()

A.0.125molB.0.25mol

C.0.5molD.1mol

NazCh

C[CO2、H2O(g)2co3、NaOH—>

(11.6g)3里)(增重3.6g)

02(11.6g-3.6g)—*〃(02)=0.25mol—►〃(C02)+H(H2O)=0.5mol。根据质量

8Q.

守恒定律可知，生成02的质量为11.6g-3.6g=8g，〃(02)=五公意『T=025mol,

根据NazCh与H20(g)、CO2反应的物质的量的关系可知，C02和H20(g)的物质的

量之和为0.25molX2=0.5moL]

7.在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5g和足量的NazCh,用电火花引燃,

使其完全反应，Na2O2增重7.5g,则原混合气体中O2的质量分数约是()

A.54.5%B.40%

C.36%D.33.3%

A［CO、H2、02完全反应后生成的二氧化碳、水与过氧化钠反应生成碳酸

钠、氢氧化钠，所以过氧化钠固体增重的质量等于CO、H2的质量，所以原混合

气体中CO、H2的质量一共是7.5g,则O2的质量是16.5g—7.5g=9.0g,所以原

混合气体中02的质量分数是耨100%n54.5%。］

8.将Na2。、NazCh、Na和足量NaHCCh的混合物置于密闭容器中充分加热,

经足够长的时间后排放出所有气体物质，则最终残留的固体物质是()

A.NazCh与Na2co3B.Na2cO3

C.NaOH和Na2cO3D.Na2cO3、Na2O2>NaOH

B［NaHCCh足量，生成的H2O和CO2足量，使Na?。、Na2O2^Na反应完

全，最终变成Na2co3。］

9.将78gNa2O2与84gNaHCCh在密闭容器中加热充分反应，容器中固体成

分及其质量为，气体成分及其质量为o

［解析］2NaHCO3=^=Na2CO3+CO2t+H2O

84g(lmol)0.5mol0.5mol0.5mol

2Na2O2+2co2=2Na2cO3+O2

0.5mol0.5mol0.5mol0.25mol

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2t

0.5mol0.5mol1mol0.25mol

［答案］Na2co3：106g,NaOH：40gO2：16g

思维模型•

Na2O2与CO2、H20(g)反应的定量关系

(1)气体物质的量或体积关系

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;，等于生成氧气的量，即△V=V(02)=；V(原气体)。

(2)固体质量关系

相当于固体(NazCh)只吸收了C02中的“CO”、H2O(g)中的“H2”；可以看作发

生相应的反应：Na2O2+CO=Na2CO3,Na2Ch+H2-2NaOH(实际上两反应不能

发生)。故Am(CO)=28gmof1”(CCh),Am(H2)=2g-mol1”(HzO)。

,丁,NazCh,

对于(CQ)”H"O2,(CO2+H2O)——►(Na2c03+NaOH)

(CrOv),"H“的质量为mg时，上述过程最终固体增重：

c=wg(x：y=l：1)

△"4>mg(x：y>l：1)

l<mg(x：y<l:1)

(3)电子转移关系

2Na2Ch〜2H2O(2CC)2)〜。2〜2e-。

(4)先后顺序关系

一定量的NazCh与一定量C02和H20(g)的混合物反应，解决问题时可视作

NazCh先与C02反应，待C02反应完成后，NazCh再与H20(g)发生反应(实际情况

复杂得多)。

考点2碱金属与焰色反应

【必备知识•落实】

1.碱金属的相似性与递变性

(1)相似性与递变性

相似性递变性(由Li—Cs)

电子层数逐渐增多

原子

最外层均为1个电子核电荷数逐渐增大

结构

原子半径逐渐增大

元素都具有较强的金属性，最高

金属性逐渐增强

性质正价均为+1价

物理(除Cs外)都呈银白色，密度密度逐渐增大(钾反常)，熔、

单质性质较小，熔、沸点较低沸点逐渐降低

性质化学还原性逐渐增强；与02反应

都具有较强的还原性

性质越来越剧烈，产物越来越复

杂

（2）具体表现

①与02等非金属反应

写出Li、Na与02在点燃的条件下发生反应的化学方程式：

占燃占燃

4Li+O2^^2Li2。、2Na+O2^^Na2O2。

K、Rb、Cs与O2反应生成比过氧化物结构更复杂的物质。

②与H20反应

碱金属单质与水均能发生反应，生成氢氧化物和力。反应的化学方程式可表

示为（用M代表碱金属）2M+2H2O=2MOH+H2f,但从Li-Cs反应的剧烈程

度逐渐增强。

③与H2反应

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IT形式存

在，显一1价，碱金属氢化物是强还原剂。

2.焰色反应

（1）概念：某些金属或它们的化合物在灼烧时火焰呈现特征颜色的反应，属于

物理变化,属于元素的性质，应用于检验某些元素的存在。如Na、Na2。、Na2cO3

的焰色反应均为黄色。

（2）操作步骤

的丝，冷耦火焰无色一蘸取待测物冷翳观察火焰颜色

注意：①洗涤钠丝用稀盐酸而不用稀硫酸，因铀丝表面杂质与盐酸反应生成

沸点较低的氯化物易汽化挥发，而硫酸盐的沸点较高不易汽化挥发。

②钠丝也可用无锈的铁丝代替。

（3）常见金属元素的焰色反应

钠元素：黄鱼；钾元素：浅紫鱼（透过蓝色钻玻璃），铜元素：绿色。

［口诀］钠黄（色）钙砖红（色）锂紫红（色），钾浅紫（色）锁黄绿（色），锯为洋红（色）

最美丽。

【关键能力•培养】

命题点1碱金属的相似性和递变性

1.碱金属鲂(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.钻在空气中燃烧时，只生成化学式为FnO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.它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸

B［Fr性质很活泼，与。2反应可生成更复杂的氧化物，不是只生成FrzO。］

2.最近，德国科学家实现了锦原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成

果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知锄是第37号元素，质量数是85。

根据材料回答下列问题：

(1)锄37Rb位于元素周期表的第周期族。

(2)关于枷的结构和性质，判断正确的是(填序号)。

①与水反应比钠剧烈②它的原子半径比钠小③它的氧化物暴露在空气中

易吸收C02④它的阳离子最外层电子数和镁原子相同⑤它是还原剂

(3)氢化锄与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是(填序号)。

A.氢化锄溶于水显酸性

B.氢化锄中氢被还原为氢气

C.氢化锄与水反应时，水是还原剂

D.氢化锄中氢离子核外有两个电子

(4)现有钢和另一种碱金属形成的合金50g,当它与足量水反应时，放出标准

状况下的氢气22.4L,这种碱金属可能是(填序号)。

A.LiB.NaC.KD.Cs

［解析］(4)若生成1molH2,所需碱金属的质量分别为：Li:14g,Na:46g,

K:78g,Rb:171g,Cs:266g。利用平均值的概念可知：Rb可能含Li或Na。

［答案］(1)5IA(2)①③⑤(3)D(4)AB

3.锂是最轻的活泼金属，其单质及其化合物有广泛的用途。回答下列问题：

(1)用碳酸锂和反应可制备氯化锂，工业上可由电解LiCl-KCl的熔融

混合物生产金属锂，阴极上的电极反应式为

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(2)不可使用二氧化碳灭火器扑灭因金属锂引起的火灾，其原因是

(3)硬脂酸锂是锂肥皂的主要成分，可作为高温润滑油和油脂的稠化剂。鉴别

硬脂酸锂与硬脂酸钠、硬脂酸钾可采用的实验方法和现象分别是

(4)LiPF6易溶于有机溶剂，常用作锂离子电池的电解质。LiPF6受热易分解，

其热分解产物为PF5和o

［解析］(1)碳酸锂与盐酸反应生成LiCl,由电解LiCl-KCl的熔融混合物产生

金属锂，阴极上锂离子得到电子。

(2)Li是活泼的金属，与二氧化碳反应。(3)阳离子不同、焰色反应不同。(4)

在LiPF6和PF5中磷的化合价都是+5价，因而该分解反应为非氧化还原反应，根

据原子守恒，即可确定另一氟化物的化学式为LiF。

［答案］(1)盐酸Li++e=Li

(2)Li与二氧化碳反应

(3)焰色反应，观察到黄色的为硬脂酸钠，透过蓝色钻玻璃观察到紫色的为硬

脂酸钾(4)LiF

命题点2焰色反应及应用

4.下列有关焰色反应实验操作注意事项的说法正确的是()

①钾元素的火焰颜色要透过蓝色钻玻璃观察

②先将粕丝灼烧到与原来火焰的颜色相同，再蘸取被检验的物质

③每次实验后，要将伯丝用盐酸洗净

④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰

⑤没有知丝时，也可以用光洁无锈的铁丝代替

A.仅有③不正确B.仅有④不正确

C.仅有⑤不正确D.全对

［答案］D

5.用光洁的伯丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧。直接观察到火焰呈黄色,

下列判断正确的是()

A.只含有Na+

B.一定含有Na+,可能含有K+

C.既含有Na+,又含有K+

D.可能含有Na*,还可能含有K”

B［Na+的焰色反应干扰K+的焰色反应，无法确定K+的存在。］

C层线’课堂反馈•真题验收试做真题感悟高考

］KETANGFANKUIZHENTIYANSHOU

［一题串知，落实考法］

已知A、B、C、D是单质及其化合物，其焰色反应均为黄色，存在如图转

化(部分反应物或生成物已略去)。

r—］H20^-IC02r-nC0z广

因常温回一一——2»［5］|单质E|

(1)若A为金属钠，则E为,A与水反应的离子方程式为o

［考查Na的性质］

(2)若A为过氧化钠,则E为,A与C02反应的化学方程式为

A与水反应的离子方程式为o

若A的质量为7.8g,与足量水反应，转移电子的物质的量为。［考

查Na2O2的性