新高考一轮复习鲁科版第三章第1课时钠及其重要化合物的性质与用途学案

房无力第三章金属及其化合物

第1课时钠及其重要化合物的性质与用途

课标要求

1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解钠及其重要化合

物的主要性质。

2.了解钠及其重要化合物在生产、生活中的应用。

3.了解钠及其重要化合物的制备方法。

►考点一,,钠及其氧化物的性质

H必备知识恒冬

一、钠单质

颜色密度熔点硬度

p（水）大于

银白色,有小于质地柔软,可

P（钠）大于

金属光泽IOO℃以用小刀切割

P（煤油）

（1）钠的主要化学反应

[常温:4Na+02=2Na20（fifi）

oɔ△

与非金属加热：2^+02=^2。2（淡黄色）

<k------------------------

单质反应c%:2Na+Cl2里2NaCl（黄色火焰，白烟）

心U:2Na+S=Na2S（研磨爆炸）

钠〈

与水的反应:2Na+2HzO=2NaOH+电t

与酸（如HCl）反应:2Na+2HCl=2NaCl+H2t

与盐溶液（如CUSO4溶液）反应:2Na+2电0+

、CUSO4=CU（OH）2I+Na2SO4+也t

I丘侬拔通常情况下,钠与盐溶液反应时并非发生金属之间的置换反

应,一般认为是钠先与水反应生成NaOH和H2,生成的NaOH再与盐发生

复分解反应，即分两步进行反应。

（2）钠与水（含酚醐）反应的实验现象及解释

—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.钠的制取、保存及用途

---、电解

—电解熔融氯化钠：2NaCl赢=2Na+CLt

保存）一密封保存,通常保存在煤油或石蜡油中

万钠、钾合金可用于原子反应堆的导热剂

作强还原剂,如4Na+TiCU星矍4NaCl+Ti

尸制取NaQz等化合物

J用作电光源,制作高压钠灯

O微点拔钠不能保存在CCL中，因为CCL的密度比钠的大,钠浮在CCL

表面,与空气接触而变质。

二、钠的重要化合物

物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)

色态白色固体淡黄色固体

过氧化物(非

类别碱性氧化物

碱性氧化物)

氧的价态-2-1

・♦•♦・・

电子式应［：0：］2"Na^庾［：0：0:了而

生成条件常温加热或点燃

不稳定

热稳

(2N&0+0咨稳定

定性

2Na2O2)

化与水Na2O+H2O—

2Na2O2+2H2O_4NaOH+O2t

学反应2Na0H

性与C02Na2O+CO2—

2Na202+2cc)22N¾CO3+O2

质反应Na2CO3

与酸

Na2O+2HCl—

反应2Na202+4HCl=4NaCl+2H20+02I

2NaCl+H20

(盐酸)

具有碱性、氧化

主要性质具有强氧化性

物通性

用于制取少量强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消

主要用途

Na202＞烧碱毒剂

苣微⅛拔Na2O2具有强氧化性,但Na2O2与水、C（λ反应时一,水中的氢与CO2

中的碳都处于最高价态,不能被氧化,故反应为岫2。2自身的氧化还原

反应。

［理解辨析］

1.判一判（正确的打“J”，错误的打“义”）

⑴实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶。（）

（2）Naz02加入酚儆溶液中，现象为溶液变红,并最终保持不变。（）

解析：⑵岫2。2具有强氧化性,现象应为溶液先变红后褪色。

答案：⑴J（2）X

⑴向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油，片刻后再向该烧杯中

轻缓地加入一绿豆大小的金属钠，可能观察到的现象符合图中的哪

一个？

提示：因为P（煤油）＜P（Na）＜P（H2O）,所以A图符合。

⑵国庆节晚会上,某同学表演了“吹气生火”的魔术。该同学用玻璃

管向包着过氧化钠的脱脂棉上吹气。过一会,脱脂棉燃烧了起来,你知

道这是怎么回事吗？

提示:过氧化钠与COz反应产生氧气:2Na2（）2+2C02—2Na2CO3+O2,同时该

反应放热,所以脱脂棉燃烧了起来。

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）。

①MgSol溶液②BaCI2溶液③饱和澄清石灰水④Ca（HCO3溶液

⑤CUSOl溶液⑥饱和食盐水⑦浓盐酸

2+

解析:22+2乩0_2NaoH+4t,①中Mg+20H—Mg（OH）2I;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

2+2+

色沉淀;④中Ca+HCO3+0H-CaCO3I+H2O或Ca+2HC03+20H—

CaCO3I+Cθr+2H2O;⑤中生成的CU（OH）2是蓝色沉淀,不符合题意;⑥

中水减少,溶液过饱和析出NaClo

答案:①③④⑥

'T关键能力房市

钠单质的性质

1.为探究钠的部分性质，设计实验操作如下：

①向如图所示的试管中加入苯（已知苯的密度为0.86g∙cm-3,苯不溶

于水）；②拔出大头针,使Na（密度为0.97g・cm3）落入苯中（钠与苯不

反应）；③从长颈漏斗中加入MgCI2溶液（密度约为1g∙Cm3）。下列说

法中正确的是（C）

¢-MgCl2溶液

L-Na

百一苯

0

2溶液加入苯中,MgCk溶液在上层

2溶液与苯的界面处反应,并上下跳动直至消失,下层有白色沉淀产生

2溶液底部四处游动,MgCb溶液中有白色沉淀产生

解析：由于苯的密度比水小,所以将MgCl2溶液加入盛有苯的试管中时,

液体分层,MgCb溶液在下层，苯在上层,A错误；由于密度P（苯）〈P

（Na）<P（乩0）,所以金属Na在MgCI2溶液与苯的界面处与MgCl2溶液中

的水反应产生电气泡使Na受到的浮力增大,钠块上升,后又下落至界

面处的MgCI2溶液中进一步与水反应,钠块上下跳动直至消失,反应产

生的NaOH与MgCI2发生复分解反应产生Mg（OH）2白色沉淀，因此会看

到下层有白色沉淀产生,B、D错误,C正确。

2.下面关于金属钠的描述正确的是（C）

A.钠的化学性质很活泼,钠离子和钠原子都具有较强的还原性

D.钠和钾的合金在室温下呈固态,可作原子反应堆的导热剂

解析:A项,钠离子有较弱的氧化性,错误;B项,钠能把钛错等金属从

它们的熔融盐中还原出来,错误;C项,钠与氧气在常温下生成氧化钠,

在加热条件下生成过氧化钠,正确;D项,钠和钾的合金在室温下呈液

态,错误。

X题⅛⅛>氧化钠和过氧化钠

3.下列关于氧化钠和过氧化钠的叙述正确的是（B）

解析:过氧化钠为淡黄色固体,A错误;过氧化钠可以和二氧化碳及水

反应生成氧气,可用于呼吸面具中作为氧气的来源,氧化钠与水反应

只生成氢氧化钠,C错误;氧化钠是碱性氧化物,过氧化钠不是碱性氧

化物,D错误。

2。2与水的反应：

气泡消失后轻轻振荡加入少量MDor

滴1~2滴酚微溶液

UNa2O2@

大粒气泡溶液变红红色褪去较多气泡

①②③④⑤

下列说法不正确的是（D）

A.②中的大量气泡主要成分是氧气

B.③中溶液变红,说明有碱性物质生成

C.④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的

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，故A正确;氢氧化钠是

强碱,遇到酚酸,溶液变成红色,故B正确；过氧化钠与水反应可能生

成了过氧化氢,过氧化氢具有强氧化性，能够使溶液褪色,故C正确;

生成的过氧化氢在二氧化镒作催化剂时发生了分解，因此放出大量气

泡,故D不正确。

碳酸钠及碳酸氢钠的性质与用途

H必备知识∕⅞各

2CO3和NaHeo3的性质

项目Na2CO3NaHCO3

俗名纯碱、苏打小苏打

颜色状态白色粉末细小白色晶体

易溶于水（同温下,溶解度比

溶解性易溶于水

Na2CO3小）

水解（离子

CO'+HzO-

方程式，HCOMOTUXVOH

HCoa+OH

下同）

较稳定（但

热稳定性Na2CO3∙IOH2O易2NaHC(λANa2CO3+CO2t+乩0

风化）

与戌CθΓ+2H^——H2O+CO2

t

HCO^+H—^⅛0+C02↑

酸（过量）ɪ

反通入COfHWCO-

应CO22HCO3

与NaOH不反应HCO3+OH—COf+H2O

碱

Ca2++C0f—CaCO

Ca(OH)23

反Ca*+OH+HCO,一CaCo3I+乩0

(过量)I

应

2+

与Ca+C0f—CaCO3

CaCl2

盐I

3+

反2A1+3CO∣^+3H20

AΓt+3HCO—Al(OH)I+3CO

应332

硫酸铝

2A1(OH)31+1

3C02↑

相互

λτCC①CO2+H2O；②适量H+Turn

Na2CO.①固体(加热)；②适量OH-NaHCOs

转化

用于玻璃、肥皂、

主要灭火器、治疗胃酸过多的药

合成洗涤剂、造纸

用途物、发酵粉的主要成分之一

等工业中

2.纯碱的工业制法一一侯氏制碱法

(1)反应原理

产生NaHCO3的反应:NWNaCl+COz+HzO—NaHCo3I+NHCl。

产生Na2CO3的反应:2NaHCo34ag+C0"+乩0。

⑵工艺流程

(3)绿色思想

①二氧化碳使用合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。

②工艺中循环使用的物质:毁、饱和食盐水。

∣⅞,⅞,⅛⅜.Na2CO3和NaHCo3的鉴别方法

-加少量水：Na£O,结块且有明显的发热

固体--加酸：NaHCo,比Na3CO,反应剧烈

-加热：能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO.

「沉淀法（稀溶液）：加入BaCb或CaCl2溶液•产生沉淀的

是NaJCO,

溶液--气体法：逐滴滴入盐酸，立即产生气体的是NaHCO,

-PH试纸或酚Sk试液：同浓度的两溶液，NafO,

的磁性较强

［理解辨析］

1.判一判（正确的打“J”，错误的打“义”）

（1）在酒精灯加热条件下,NazCOs、NaHCo3固体都会分解。（）

（2）用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时，不涉及化学变化。（）

⑶向CaCb溶液中通入足量C（）2,有白色沉淀生成。（）

解析：（1）在酒精灯加热条件下,NaHCo3会分解,Na2CO3不会分解。

（2）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。

（3）C02和CaCk溶液不反应。

答案：⑴×（2）×（3）X

能用氢氧化钙溶液鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液吗？

提示:不能。将氢氧化钙溶液分别加入碳酸钠和碳酸氢钠溶液中，两者

均反应产生白色沉淀,无法鉴别。

、T关键能力房市

避组―Na2CO3>NaHCo3的性质

L下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的叙述正确的是（B）

A.相同条件下,在水中的溶解性:碳酸钠〈碳酸氢钠

B.相同条件下,热稳定性:碳酸钠＞碳酸氢钠

C.相同条件下,与酸反应产生二氧化碳气体的速率:碳酸钠＞碳酸氢钠

D.一定条件下,碳酸钠不能转化为碳酸氢钠,而碳酸氢钠可以转化为

碳酸钠

解析:相同温度下,Na2CO3较NaHCO3易溶,A错误;碳酸氢钠加热发生分

解反应2NaHC032Na2C03+CC∣2t+H2O,而碳酸钠加热不分解,B正确;碳

酸钠与酸反应先转化为碳酸氢钠,碳酸氢钠再与酸反应生成二氧化碳,

故相同条件下,与酸反应的速率:碳酸钠〈碳酸氢钠,C错误;碳酸钠与

二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠在加热条件或与氢氧化钠

反应可以转化为碳酸钠,D错误。

2.将0∙4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1

mol-L稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO?的

物质的量的关系的是(C)

n(CO2)∕moln(CO2)∕mol

0.01--------0.01,一---------

0ɑɪ020.3M(HayL00.10.20.3M(HCl)ZL

解析：经计算可知混合溶液中含n(NaOH)=O.Olmol,n(Na2CO3)=

0.01mol0加入盐酸，依次发生的反应为①NaOH+HCl==NaCl+H2O,②

Na2CO3+HC1=JIaHCO3+NaC1,(3)NaHC03+HCl-NaCl+H20+C02t,C项正确。

3.某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不

同的方法做了以下实验,具体情况如图所示。

⑴只根据图I、∏（盐酸足量且固体质量相同）所示实验,能够达到实

验目的的是（填装置序号），写出该实验中能确定粉末是NaHCO3

的两点现象o

⑵图川、IV所示实验均能鉴别这两种物质，写出共同发生的反应的化

学方程式（若为离子反应,则写离子方程式）：、。

（3）若用实验IV比较NaHCO3ʌNa2CO3的热稳定性,则试管B中装入的固

体是（填化学式），现象是

解析：（1）向Na2CO3^NaHCO3固体中逐滴加入盐酸,现象相同，故实验I

不能鉴别Na2CO3与NaHCO3o等质量的Na2C03>NaHCo3与过量盐酸反应

时,NaHCO3与盐酸反应更剧烈且产生气体的量更多，故实验II可以鉴

别。（2）NaHC受热易分解,Na2CO3受热不分解,加热法鉴别时共同的反

应为NaHCO3的分解反应和CO?与Ca（OH）2生成沉淀的反应。（3）小试管

B内的温度比大试管A内的温度低，只有将NaHCo3置于B中才能证明

NaHCO3更易分解。

答案：(1)II气球膨胀较大;产生气泡较剧烈

(2)2NaHC03=^Na2C03+C02t+H2O

2+

Ca+20H+CO2-CaCO3I+H2O

(S)NaHCO3C试管中澄清石灰水变浑浊,D试管中无明显现象

Y题组三＞侯氏制碱法

4.侯德榜为了提高食盐的利用率，降低生产成本,提出侯氏制碱法,其

流程如下：

由合成氨工业提供

X

NaHCO燃

沉在3~烧—*kNa2CO3

下列说法错误的是(C)

A.向饱和食盐水中，先通NH3,再通CO2

B.“母液I”吸收NL是将NaHCO3转化为Na2CO3,提高NH4Cl的纯度，

同时还增加产量

C.“盐析”中加入细小NaCl颗粒只是通过循环使用提高利用率

D.“煨烧”时需要的主要仪器有出烟、泥三角、三脚架、酒精灯、玻

璃棒等

解析:侯氏制碱法原理为向饱和食盐水中通入NH3、CO?,析出NaHCO3

沉淀,再加热获得纯碱Na2CO3。题图中，精制饱和食盐水中首先通入NL,

相对CO?来说,NFL在水中溶解度更大,且NL溶解后溶液显碱性,可促

进Co2溶解,A正确；母液I中主要含NH1CKNaCKNaHCO3,通入NH3,

可将NaHCO3转化为NazCG,溶解度增大，防止冷析析出NHCl时，同时析

出NaHCO3,提高NHo纯度,B正确;冷析后溶液中主要含NaCLNazCOs、

NH4Cl（少量），再加入NaCl固体进一步促进NH1Cl析出,提高NH4Cl产

率,C错误;煨烧固体时需要用到用烟,母烟配套泥三角使用，放在三脚

架上加热,加热时需用到酒精灯，同时需要用玻璃棒适当搅拌，防止受

热不均，引起固体迸溅,D正确。

5.侯氏制碱法在我国工业发展中具有重要作用。现某学习小组在实验

室中利用下列反应装置模拟侯氏制碱法制备NaHCO3,反应原理为

NH3+CO2+H2O+NaCl==NaHCO31+NH1Clo下列说法正确的是（C）

B.装置b、d依次盛装饱和Na2CO3溶液、稀硫酸

2吸收效率

D.反应后将装置C中的锥形瓶充分冷却，蒸发结晶得到NaHCO3晶体

解析:启普发生器要求为液体和块状固体的反应,不能用碳酸钙粉

末,A错误;装置b吸收HCl,装置d吸收氨气,依次盛装饱和NaHCOs溶

液、水,B错误;装置C中含氨的饱和食盐水提高了CO2吸收效率,C正

确;NaHeo3晶体易受热分解,故不能用蒸发结晶方式,D错误。

考点三,

►碱金属与焰色试验

W必备知识房各

（1）一般性

项目相似性递变性（由Li-CS）

电子层数逐渐增多；

最外层均

原子结构核电荷数逐渐增大;

为1个电子

原子半径逐渐增大

都具有较强的金属性,

元素性质金属性逐渐增强

最高正价均为价

物理（除CS外）都呈银白色，密度逐渐增大（钾反

单

性质密度较小,熔、沸点较低常），熔、沸点逐渐降低

质

还原性逐渐增强;与02

性化学

都具有较强的还原性反应越来越剧烈,产物

质性质

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迪中，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,碱金属氨化物是强还原剂。

④试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但Na、K等需放回原瓶。

⑤锂与反应与钠不同，只生成Li2Oo

(1)焰色试验的概念

根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把

这种定性分析操作称为焰色试验。焰色试验属于物理变化,是元素的

性质。

(2)焰色试验的操作

酒精灯酒精灯用盐酸酒精灯

粕丝灼烧,无色邈≡∙待测物灼烧,观察火焰颜色洗涤,柏丝灼烧’无色

⑶常见元素的焰色

钠元素:黄色;钾元素:紫色(透过蓝色钻玻璃观察);铜元素:绿色;根

元素:黄绿色;钙元素:砖红色。

I丘侬拔箱丝在使用前要用盐酸将其表面物质洗净,而不用稀HzSOi洗

涤,其原因是金属氯化物在灼烧时易挥发,而硫酸盐的熔、沸点较高，

难以挥发,会对后续实验造成干扰。

［理解辨析］

1.判一判(正确的打“J”，错误的打“X”)

⑴焰色试验是一种复杂的化学变化。()

(2)钠、氧化钠、碳酸钠的焰色试验均显黄色。()

⑶Li在空气中加热可快速反应生成巾2。2。()

解析：（1）焰色试验是物理变化。

（3）Li与。2反应只生成Li2。。

答案：（I）X（2）√（3）X

观察钾的焰色试验时一,为何要透过蓝色钻玻璃？

提示:实验室里的火焰大部分是黄色的，因为黄色会掩盖钾的紫色,而

蓝色的钻玻璃会过滤掉黄色的光,所以要透过蓝色的钻玻璃观察钾的

焰色。

∖T关键能力有厂

逊—碱金属的性质

1.下列关于碱金属的描述正确的是（A）

A.碱金属元素的单质硬度小、密度小、熔点低

D.碱金属与水反应,均漂浮在水面上

解析:通常状况下,碱金属都比较软,硬度较小,密度最大的铀也只有

1.879g∕cm∖熔点最高的锂只有180.5℃,所以“硬度小、密度小、

熔点低”是正确的,选项A正确;金属锂的密度为0.534g∕cm3,会浮在

煤油的上面,不能保存在煤油中，选项B错误;锂在空气中加热只生成

Li2O,不可能生成多种氧化物,选项C错误;碱金属中，锄、艳的密度均

大于1g∕cm3,选项D错误。

2.（双选）下列有关铀及其化合物的说法不正确的是（AD）

B.葩与水或稀盐酸反应剧烈，都生成H2

C.Cs的还原性比Na的强,故Na的氧化性强于Cs'

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

项错误;CS的性质与钠相似,Na能与水或稀盐酸反应产生乩,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。

逮⅛⅛>焰色试验

3.焰火与高中化学中“焰色试验”知识有关。下列有关“焰色试验”

说法中正确的是（B）

2S0ι灼烧时火焰颜色相同

解析:焰色试验前钻丝应先用盐酸洗涤，因箱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,故A错误;焰色试验是元素的性质，只要含有的金属元素相同，

无论是单质还是化合物,灼烧时火焰颜色都相同，故B正确；只有钾的

焰色试验需要透过蓝色钻玻璃,滤去黄光,故C错误;焰色试验没有新

物质生成,属于物理变化,故D错误。

4.下列有关焰色试验操作注意事项的说法正确的是（D）

①钾元素的火焰颜色要透过蓝色钻玻璃观察

②先将伯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没有伯丝时一，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

解析：由于焰色试验是通过观察火焰颜色来检验元素是否存在,所以

实验时所用火焰和所用金属丝在灼烧时都不应该有很明显的颜色,否

则将无法观察到被检验元素的真实焰色情况;观察钾的火焰颜色时要

透过蓝色钻玻璃，目的是滤去黄光,避免钠的干扰。

走进新高考

1.下列说法正确的是（B）

A.用二氧化碳灭火器扑灭金属钾的燃烧（2020・山东卷）

B.小苏打用作食品膨松剂（2020・山东卷）

C.室温下,Na在空气中反应生成Na2O2（2020•江苏卷）

D.盐碱地（含较多Na2CO3等）不利于作物生长,可施加熟石灰进行改良

（2019•天津卷）

解析:金属钾燃烧产物过氧化钾等能与二氧化碳反应产生氧气,A项错

误;钠在空气中反应生成氧化钠,C项错误;Na2CO3与Ca(OH)2会产生碳

酸钙等沉淀,D项错误。

2.(2021•河北卷，14)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Na2CO3⅛NH1Cl,

实验流程如图:

气体

饱

和产品NMO3

浓Naa粉末氨

氨盐

食盐水

水水NaCl粉末I

l-→母液

产品NH4ClI

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

(2)B中使用雾化装置的优点是o

⑶生成NaHCo3的总反应的化学方程式为