备考2024届高考化学一轮复习讲义第三章金属及其化合物第1讲钠及其重要化合物考点1钠及其氧化物

第1讲钠及其重要化合物课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解钠、钠的氧化物、碳酸钠、碳酸氢钠的主要性质。2.了解钠、钠的氧化物、碳酸钠、碳酸氢钠在生产、生活中的应用。3.结合实例认识钠及其化合物的多样性。4.认识钠及其化合物的转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值钠及其氧化物2023北京，T12；2023年1月浙江，T4；2023广东，T10；2022年6月浙江，T8；2021北京，T7；2021广东，T11、T15；2021辽宁，T9；2021海南，T7；2020年7月浙江，T9；2019全国Ⅱ，T111.宏观辨识与微观探析：能根据实验现象辨识物质及其反应；能运用化学方程式、离子方程式描述钠及其化合物的变化；能联系物质的组成和结构解释宏观现象；能根据典型实验现象说明钠及其化合物可能具有的性质，评估所作说明或预测的合理性。2.证据推理与模型认知：能从生产、生活的实际问题中提取钠及其化合物的性质，了解钠及其化合物的用途，建立物质性质与用途之间的联系；能从类别通性、化合价升降趋势、原子结构的角度说明钠及其化合物的性质及物质的转化路径。3.科学态度与社会责任：具有理论联系实际的观念，有将化学成果应用于生产、生活的意识。4.科学探究与创新意识：能基于碳酸钠和碳酸氢钠的性质进行简单的分离、鉴别、制备等实验设计与操作碳酸钠及碳酸氢钠2023辽宁，T4；2023北京，T3；2022全国乙，T7；2021年6月浙江，T12；2021河北，T14；2021北京，T12；2021湖南，T15；2021江苏，T11；2021全国甲，T10；2021全国乙，T9碱金属2023湖北，T2；2023海南，T4；2022湖北，T18；2021北京，T13命题分析预测1.选择题中常以一个选项的形式考查钠、过氧化钠的性质，碳酸钠或碳酸氢钠的鉴别及有关计算，体现高考命题的基础性。2.2025年高考还可能以选择题的形式考查物质的结构与性质，如钠的活泼性、过氧化钠的结构与性质等，非选择题还可能结合实验进行考查，也可能结合侯氏制碱法，考查相关实验操作、碳酸钠含量计算等1.辩证观钠是还原性很强的活泼金属，易失去电子生成Na＋，但在一定条件下钠也可以得到电子生成Na－，说明活泼金属元素在一定条件下也能表现出非金属性；同理，活泼非金属元素在一定条件下也能表现出金属性。2.认识思路钠元素的价类二维图及转化关系考点1钠及其氧化物1.钠（1）钠的物理性质[1]银白色，有金属光泽的固体，质地[2]柔软，熔点[3]低（小于100℃），密度比水的[4]小，但比煤油的[5]大。（2）从Na的原子结构角度认识钠的化学性质——还原性①与非金属单质（如O2、Cl2）的反应O2常温Cl2：[8]2Na＋Cl2△2NaCl。②与水反应[9]2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑。③与强酸（如稀硫酸）反应：[10]2Na＋2H＋2Na＋＋H2↑（离子方程式）。④与盐溶液反应与盐溶液反应时一般先与水反应，生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。如与CuSO4溶液反应：2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑，2NaOH＋CuSO4Cu（OH）2↓＋Na2SO4。总反应为[11]2Na＋2H2O＋CuSO4Cu（OH）2↓＋Na2SO4＋H2↑。⑤与含羟基或羧基的有机物发生置换反应a.与乙醇反应：2C2H5OH＋2Na2C2H5ONa＋H2↑。b.与丙酸反应：2C2H5COOH＋2Na2C2H5COONa＋H2↑。（3）钠的制取、保存及取用、用途制取2NaCl（熔融）电解2Na＋Cl2↑保存及取用保存：密封保存，通常保存在[12]石蜡或煤油中；取用：用镊子夹取一小块钠，用滤纸把表面的煤油吸干，将钠放在玻璃片上，用小刀切下绿豆粒大小的一块，剩余的钠放回原瓶中用途①K－Na合金（液态）可用作原子反应堆的导热剂；②用作电光源，制作高压钠灯；③冶炼某些金属：金属钠具有强还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如4Na＋TiCl4熔融4NaCl＋Ti2.氧化钠和过氧化钠（1）分类、组成与用途氧化钠（Na2O）过氧化钠（Na2O2）色、态[13]白色固体[14]淡黄色固体阴阳离子个数比[15]1∶2[16]1∶2氧元素的化合价[17]－2[18]－1电子式[19]Na＋[∶O····∶]2－Na[20]Na＋[∶O····∶O····∶]2是否是碱性氧化物[21]是[22]否用途可用于制备烧碱可作强氧化剂、漂白剂、供氧剂（2）化学性质氧化钠（Na2O）过氧化钠（Na2O2）与水反应[23]Na2O＋H2O2NaOH[24]2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑与二氧化碳反应[25]Na2O＋CO2Na2CO3[26]2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2（3）过氧化钠与二氧化碳、水反应的规律①由电子转移关系可知，存在关系：2molNa2O2～1molO2～2mol电子，无论是CO2、H2O（g）中的一种物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2、H2O（g）与放出O2的物质的量之比均为2∶1。②固体增重关系：足量Na2O2与nmolCO2、nmolH2O反应增加的质量为nmolCO、nmolH2的质量。1.易错辨析。（1）[浙江高考改编]钠着火能用泡沫灭火器灭火。（✕）（2）[2021浙江]钠与水反应生成氢氧化钠和氢气。（√）（3）[浙江高考]高压钠灯可用于道路照明。（√）（4）钠可以保存在四氯化碳中。（✕）（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。（✕）（6）[2022全国甲改编]检验乙醇中是否含有水，可向乙醇中加入一小粒金属钠，产生无色气体，则证明乙醇中含有水。（✕）（7）23gNa与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子（NA表示阿伏加德罗常数的值）。（✕）2.[钠与水反应的现象]取一小块钠投入盛有水的烧杯中，盖上玻璃片，发现钠浮于水面并四处游动，滴有酚酞的水变为红色；另取一小块钠投入盛有水和苯各10mL的试管中，观察到钠在苯和水的界面处反应并上下跳动。说明：钠的密度比水小（填“大”或“小），比苯大（填“大”或“小），与水反应有气体生成，生成碱。3.[钠与盐反应的现象]将一小块金属钠投入FeCl3溶液中，若观察到有少量红褐色沉淀生成，用离子方程式表示原因：2Na＋2H2O2Na＋＋2OH－＋H2↑、3OH－＋Fe3＋Fe（OH）3↓。4.易错辨析。（1）1molNa2O2固体中含离子总数为4NA。（✕）（2）H2O2和Na2O2都属于过氧化物，含有的化学键完全相同。（✕）（3）7.8g过氧化钠含有的共用电子对数为0.2NA。（✕）（4）[浙江高考]Na2O在空气中加热可得固体Na2O2。（√）（5）[江苏高考]Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂。（√）（6）[2021浙江改编]探究金属钠在氧气中燃烧所得固体粉末的成分：取少量固体粉末，加入2～3mL蒸馏水。若无气体生成，则固体粉末为Na2O；若有气体生成，则固体粉末为Na2O2。（✕）5.[过氧化钠与水、二氧化碳反应的定量关系]（1）Na2O2与水的反应中，氧化剂是Na2O2，还原剂是Na2O2，生成0.1mol氧气，转移的电子数目为0.2NA（设NA为阿伏加德罗常数的值）。（2）0.1molNa2O2与足量的CO2反应时，转移电子的物质的量为0.1mol。（3）在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5g和足量的Na2O2，用电火花引燃，使其恰好完全反应，Na2O2增重7.5g，则原混合气体中O2的质量分数是（A）A.54.5％ B.40％C.36％ D.33.3％研透高考明确方向命题点1钠与水、盐溶液的反应1.钠与水反应的实验过程如图所示，下列有关说法错误的是（D）A.②中钠熔成小球，说明钠与水反应放热且钠的熔点低B.②中钠球四处游动，说明反应产生了气体C.③中滴加酚酞溶液后溶液变红，说明有碱性物质生成D.钠与水反应的离子方程式是2Na＋2H＋2Na＋＋H2↑解析②中钠熔成小球所需的热量是由反应放出的，此时水未沸腾，说明钠的熔点低，A项正确；②中钠球四处游动，是因为反应产生的气体推动钠球运动，B项正确；③中滴加酚酞溶液后溶液变红，说明有碱性物质生成，C项正确；水是弱电解质，不能拆开，正确的离子方程式是2Na＋2H2O2Na＋＋2OH－＋H2↑，D项错误。命题拓展将3小块大小、形状均相同的金属钠分别投入盛有：a.水、b.乙醇、c.稀H2SO4的三个小烧杯中，反应速率由大到小的顺序为c＞a＞b。解释反应速率不同的原因：钠与题述三种物质反应的实质都是钠与H＋之间的置换反应，三种物质电离出H＋的能力不同，反应速率不同。2.[2023山东七校联考]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（D）①MgSO4溶液②Na2SO4溶液③饱和澄清石灰水④Ca（HCO3）2溶液⑤CuCl2溶液⑥FeCl3溶液A.①④⑤⑥ B.②④⑤C.③④⑤⑥ D.①③④解析2Na＋2H2O2NaOH＋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－CaCO3↓＋CO32－＋2H命题点2钠的实验探究3.[海南高考]某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。回答下列问题：（1）选用如图所示装置及药品制取CO2。打开弹簧夹，制取CO2。为了得到干燥、纯净的CO2，产生的气流应依次通过盛有饱和碳酸氢钠溶液、浓硫酸的洗气瓶（填试剂名称）。反应结束后，关闭弹簧夹，可观察到的现象是产生的气体使干燥管内盐酸液面下降，与碳酸钙脱离接触，反应停止。不能用稀硫酸代替稀盐酸，其原因是生成的硫酸钙覆盖在碳酸钙表面，阻止反应进一步进行。（2）金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表：步骤现象将一小块金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入盛有CO2的集气瓶中。充分反应，放置冷却产生大量白烟，集气瓶底部有黑色固体产生，瓶壁上有白色物质产生在集气瓶中加入适量蒸馏水，振荡、过滤滤纸上留下黑色固体，滤液为无色溶液①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分。取适量滤液于2支试管中，向一支试管中滴加1滴酚酞溶液，溶液变红；向第二支试管中滴加澄清石灰水，溶液变浑浊。据此推断，白色物质的主要成分是D（填标号）。A.Na2O B.Na2O2C.NaOH D.Na2CO3②为检验黑色固体的成分，将其与浓硫酸反应，生成的气体具有刺激性气味。据此推断黑色固体是碳（C）。③本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为4Na＋3CO2点燃2Na2CO3＋C。解析（1）实验室利用碳酸钙与稀盐酸反应制取干燥、纯净的CO2时，产生的气流应依次通过盛有饱和碳酸氢钠溶液（除去HCl）与浓硫酸（除去水）的洗气瓶。题图中选用的装置是简易的启普发生器，反应结束后，关闭弹簧夹，反应产生的CO2使干燥管内的压强增大，则干燥管内的液面下降，直到固体与液体脱离接触，反应停止。（2）①实验完毕后，集气瓶瓶壁上的白色物质溶于水形成的溶液能够使酚酞溶液变红，说明其溶液呈碱性；能够使澄清石灰水变浑浊，则表明溶液中含有CO32－，综合可知集气瓶瓶壁上的白色物质的主要成分是Na2CO3。②黑色的物质是CO2被Na还原而生成的碳单质，碳单质与浓硫酸在加热的条件下反应生成CO2、SO2和H2O，有关反应的化学方程式为C＋2H2SO4（浓）△CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，SO2是一种有强烈刺激性气味的气体。③钠与二氧化碳反应的化学方程式为4Na＋3CO2点燃2Na2CO3命题点3过氧化钠的性质及实验探究4.[上海高考改编]许多化学反应具有一定的规律，如Na2O2在一定条件下与非金属氧化物的反应：Na2O2＋SO2Na2SO4，2Na2O2＋2SO32Na2SO4＋O2，据此判断下列化学方程式正确的是（D）A.2Na2O2＋2MnO22Na2MnO4B.Na2O2＋2NO22NaNO2＋O2C.2Na2O2＋2N2O54NaNO3D.2Na2O2＋P2O3Na4P2O7解析MnO2与Na2O2发生氧化还原反应，生成NaMnO4，A项错误；NO2与Na2O2反应生成NaNO3，B项错误；N2O5中N元素处于最高价，N2O5与Na2O2反应会产生氧气，C项错误；P2O3中P元素的化合价不是最高价，Na4P2O7中P是＋5价，为最高价，D项正确。命题拓展过氧化钠具有氧化性，遇到还原性物质可发生反应，写出下列反应的化学方程式。（1）Na2O2与Na2SO3溶液反应：Na2O2＋Na2SO3＋H2ONa2SO4＋2NaOH。（2）Na2O2与H2S溶液反应：Na2O2＋H2SS↓＋2NaOH。（3）足量Na2O2与FeCl2溶液反应：2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑、FeCl2＋2NaOHFe（OH）2↓＋2NaCl、4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3↓。5.[2023上海检测]某实验小组通过如图所示实验探究Na2O2与水的反应。下列说法不正确的是（D）A.②中大量气泡的主要成分是氧气B.③中溶液变红，说明有碱性物质生成C.产生④中现象的原因可能是溶液中含有强氧化性物质D.⑤中MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度解析过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气：2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑，A项正确；过氧化钠与水反应可生成强碱氢氧化钠，无色酚酞溶液遇到氢氧化钠溶液变成红色，B项正确；过氧化钠与水反应实际上分两步进行：Na2O2＋2H2O2NaOH＋H2O2，2H2O22H2O＋O2↑，过程中有具有强氧化性的过氧化氢生成，能使溶液褪色，C项正确；生成的过氧化氢在二氧化锰催化下发生分解，因此产生较多气泡，D项错误。命题拓展向Na2O2与H2O反应后所得溶液中滴加酚酞溶液，溶液先变红后褪色。某小组欲探究其原因，进行如图所示实验：①取少量反应后的溶液于试管中，加入MnO2后迅速产生大量气体且该气体能使带火星的木条复燃；实验②③中溶液红色均不褪去。下列分析错误的是（B）A.Na2O2与H2O反应产生的气体为O2B.Na2O2与H2O反应需要MnO2作催化剂C.实验②③证明使溶液褪色的不是NaOH和O