化学考点过关（中）：考点 金属钠及其化合物

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精元素及其化合物的知识是高中化学的重要组成部分,是化学理论的核心载体，元素及其化合物知识点多，涉及面广，与生产、生活、科技等问题密切相关，是化学学习和研究的重点。金属及其化合物》的核心考点是钠、铝、铁及其化合物的性质及转化关系,合金的概念及其重要应用,金属及其化合物的反应条件、反应现象、反应规律及应用,以上应用中的有关计算.许多试题都以元素化合物知识为载体，涉及元素化合物的组成、结构、性质、变化与制备等知识，设置选择题或综合实验试题，并与离子反应、氧化还原反应等基本概念及基本理论相结合,关注金属及其化合物知识在生产生活中广泛的应用性、性质的多样性，侧重考查学生运用所学化学知识分析、解决问题的能力。钠及其化合物是金属及其化合物的典型代表之一，并渗透到整个中学化学学习的各个阶段之中,是学习的重点，主要包括金属钠的性质、氧化钠和过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠等内容。钠为银白色立方体结构金属，质软而轻可用小刀切割，密度比水小，为0.97g/cm3，熔点97.81℃,沸点882。9℃。钠是热和电的良导体，具有较好的导磁性，钾钠合金（液态）是核反应堆导热剂.钠是一种硬度小、熔点低的银白色的金属,具有金属光泽。钠原子的最外层只有1个电子，很容易失去，所以有强还原性。常温下极易被氧化，加热时可燃烧生成淡黄色的Na2O2。因为钠在空气中极易被氧化，实验室保存钠时应与空气隔绝，通常保存在煤油中。钠在常温下与氧气反应的化学方程式是4Na＋O2=2Na2O，在加热或点燃时反应的化学方程式是2Na＋O2Na2O2，由此得出的结论是反应条件不同，其产物不同。钠与水反应的化学方程式是2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，按照不同的分类方法，钠与水的反应属于置换反应、离子反应、氧化还原反应、放热反应，Na是还原剂，H2O是还原剂，NaOH是氧化产物，H2是还原产物。钠与水反应过于剧烈，一般不用此反应制备H2,金属钠失火不能用水或泡沫灭火器灭火，一般用砂土盖灭.钠与酸反应时先与酸中的H＋反应，如果钠过量,钠把酸消耗尽之后,再与水反应.钠与盐溶液反应时先与水反应，如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠不反应,只发生钠与水的反应。如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠反应,则会发生两个反应。【例1】用如图所表示的方法研究金属钠与水反应的性质,其中A是用带孔的锡箔包着的小块的金属钠.（1)从大块钠上取下的小块钠要用滤纸擦一擦，这样做的目的是________________.(2)包裹钠块的锡箔要预先扎上足够多的小孔，若孔数不够，可能出现的不良后果是___.假如在实验刚开始就将镊子松开拿出水面，A表现出的现象是________，出现这种现象的原因是______________________________________________。（3)据预测，钠与水反应生成氢气和氢氧化钠。①证明生成的气体是氢气的实验方法是__；②证明生成氢氧化钠的实验方法和相应的现象是________________________________；（4）如果用饱和碳酸钠溶液代替水做钠的性质实验的研究．①有金属钠参加的化学反应的方程式是__________________________________;②其他化学反应的方程式是(假设溶液的温度保持不变）_________________________；③再向烧杯中加入足量的稀盐酸，化学反应的化学方程式是_____________________.【答案】(1)擦去钠表面上的煤油，避免影响实验效果(2)发生爆炸A浮在水面上钠的密度小于水的密度，反应生成的氢气增大了A所受的浮力（3）①在气体充满试管时，在水中单手握管、拇指封口，管口朝下拿出水面．在火焰的近处横置试管，管口靠近火焰，松开拇指点燃气体②向烧杯内的溶液中滴入3滴酚酞试液,溶液显红色（4)①2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑②Na2CO3＋10H2O=Na2CO3·10H2O③NaOH＋HCl=NaCl＋H2O，Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑氧化钠（Na2O）是一种白色粉末状固体,氧元素为—2价，氧化钠是一种碱性氧化物，能与水、酸、酸性氧化物等发生反应，氧化钠与水反应的化学方程式是Na2O＋H2O=2NaOH，氧化钠与CO2反应的化学方程式是Na2O＋CO2=Na2CO3。过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色粉末状固体,氧元素为-1价,过氧化钠不属于碱性氧化物,属于过氧化物，过氧化钠与水反应产生O2和碱性物质，同时放热，过氧化钠有漂白性。过氧化钠与水反应的化学方程式是2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑,Na2O2与水反应是一个氧化还原反应，Na2O2既是氧化剂,又是还原剂。氧化钠、过氧化钠都能与水反应生成氢氧化钠，其不同点是Na2O2与水反应有O2生成，Na2O与水反应无O2生成。二者与二氧化碳反应具有类似的规律,二者与二氧化碳反应具有类似的规律，过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2.由于过氧化氢具有强氧化性,会将部分试剂如品红等漂白，所以将过氧化钠投入酚酞溶液中酚酞先变红后褪色，这个过程是不可逆的。过氧化钠具有强氧化性，在熔融状态时遇到棉花、炭粉、铝粉等还原性物质会发生爆炸.因此存放时应注意安全，不能与易燃物接触。它易吸潮，有强腐蚀性，会引起烧伤。当放有过氧化钠的空间发生火灾时，严禁采用清水灭火、二氧化碳灭火器，应采用防火沙覆盖灭火。【例2】某课外活动小组学生模拟呼吸面具中的原理(过氧化钠与潮湿二氧化碳的反应，涉及的反应有:2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2.设计用如图所示仪器来制取氧气并测量氧气的体积。图中的量气装置E是由甲、乙两根玻璃管组成，它们用橡皮管连通，并装入适量水．甲管有刻度(0~50mL)，供量气用，乙管可上下移动，以调节液面高低。实验可供选用的药品有：稀硫酸、盐酸、过氧化钠、碳酸钠、大理石、水.(1）上述装置的连接顺序是（填各接口的编号，其中连接胶管及夹持装置均省略)：_____。(2）C装置中放入的反应物是________________________________________________。（3）装置A的作用是___________________________，装置B的作用是_______________。（4）为了较准确地测量氧气的体积,除了必须检查整个装置的气密性外，在读取反应前后甲管中液面的读数，求其差值的过程中，应注意________和________（填写字母编号).a．视线与凹液面最低处相平b．等待片刻，待乙管中液面不再上升时立刻读数c．读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平d．读数时不一定使甲、乙两管液面相平而在使用盐酸时会使生成的CO2中混有HCl,因此要用碳酸氢钠溶液除去。潮湿的CO2通入D中，与Na2O2反应生成O2,反应生成的O2中可能混有未反应的CO2，故需用NaOH溶液洗气除去，然后再测量O2的体积.调节甲、乙两管液面相平，是为了使O2的压强与大气压相等，减少计算误差。【答案】（1)⑤③④⑥⑦②①⑧(其中⑥⑦顺序可对调）（2)大理石和盐酸(3）吸收混在氧气中未反应的CO2吸收混在CO2中的HCl(4)ac碳酸钠常温下为白色无气味的粉末或颗粒，俗名除叫苏打外，又称纯碱。有吸水性，露置空气中逐渐吸收1mol/L水分(约=15%），其水合物有Na2CO3·H2O,Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O.碳酸钠易溶于水，20℃时每一百克水能溶解20克碳酸钠，35。4℃时溶解度最大，100克水中可溶解49。7克碳酸钠。碳酸钠稳定性较强，溶液显碱性，能使酚酞变红。能与酸发生复分解反应，碳酸钠与盐酸反应的化学方程式是Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O,碳酸钠也能与一些钙盐、钡盐发生复分解反应，反应的离子方程式是COeq\o\al(2－,3）＋Ca2＋=CaCO3↓，COeq\o\al（2－,3）＋Ba2＋=BaCO3↓，碳酸钠能和氢氧化钙、氢氧化钡等碱发生复分解反应，生成沉淀和氢氧化钠,工业上常用这种反应制备烧碱。碳酸钠是一种十分重要的化工产品，是玻璃、肥皂、纺织、造纸、制革等工业的重要原料.冶金工业以及净化水也都用到它。它还可用于其他钠化合物的制造。早在十八世纪，它就和硫酸、盐酸、硝酸、烧碱并列为基础化工原料--三酸两碱之一。在日常生活中，苏打也有很多用途，比如它可以直接作为洗涤剂使用，在蒸馒头时加一些苏打，可以中和发酵过程中产生的酸性物质.碳酸氢钠,俗称小苏打。白色细小晶体，可溶于水,在水中的溶解度小于碳酸钠。溶于水时溶液呈弱碱性。常温性质稳定，受热易分解,碳酸氢钠受热分解的化学方程式是2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，与酸反应比Na2CO3剧烈，与HCl反应的化学方程式是NaHCO3＋HClNaCl＋H2O＋CO2↑，碳酸氢钠与一些钙盐、钡盐不反应,能和碱反应，与氢氧化钠反应的化学方程式是NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O，与氢氧化钙反应，碳酸氢钠的剂量要分过量和少量。碳酸氢钠可直接作为制药工业的原料，用于治疗胃酸过多。还可用于电影制片、鞣革、选矿、冶炼、金属热处理,以及用于纤维、橡胶工业等。同时用作羊毛的洗涤剂，以及用于农业浸种等。食品工业中一种应用最广泛的疏松剂，用于生产饼干、糕点、馒头、面包等，是汽水饮料中二氧化碳的发生剂；可与明矾复合为碱性发酵粉，也可与纯碱复合为民用石碱;还可用作黄油保存剂。消防器材中用于生产酸碱灭火器和泡沫灭火器。中学范围可以将二者配成溶液，有三种方法鉴别碳酸氢钠和碳酸钠,一是向两溶液中加入氯化钙溶液，有白色沉淀生成的是碳酸钠,二是向溶液（等浓度)中分别滴入酚酞,看红色的深浅，深的是碳酸钠，三是取等浓度等体积的两种溶液，向溶液中分别逐滴滴入盐酸，先产生气体的是碳酸氢钠；若是固体则直接加热,有两种方案可区分,一是将可能产生的气体通入澄清石灰水,有白色沉淀产生的是碳酸氢钠,二是称反应后的固体质量,质量不变的是碳酸钠。【例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，如图Ⅰ～Ⅳ所示。（1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是________（填选项序号）.(2）图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为________________;与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是______（填选项序号).A．Ⅳ比Ⅲ复杂B．Ⅳ比Ⅲ安全C．Ⅳ比Ⅲ操作简便D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不行(3）若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是________(填化学式）.（3）试管B装入碳酸氢钠，试管A装入碳酸钠,这样直接加热的碳酸钠，温度高，不分解,不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠很不稳定。【答案】(1）Ⅱ（2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca（OH）2=CaCO3↓＋H2OD（3)NaHCO3【考点练习】1．金属钠是一种活泼金属,除了具有金属的一般性质外,还具有自己的特性.下列关于钠的叙述中，正确的是()A．钠是银白色金属，熔点低，硬度大B．钠放置在空气中,会迅速被氧化而生成淡黄色的氧化钠C．在氧气中加热时，金属钠剧烈燃烧,发生黄色火焰D．金属钠着火可以用水灭火2．将一小块金属钠投入到CuSO4溶液中，不可能观察到的现象是（）A．溶液中有蓝色沉淀生成B．有气体生成C．有红色物质析出D．钠熔成小球浮游在液面上3．下列叙述中正确的是（）①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物②Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生置换反应生成O2③Na2O主要有氧化性，Na2O2主要有还原性④Na2O2可作供氧剂，而Na2O不能⑤Na2O2是强氧化剂,Na2O是一种碱性氧化物A。都正确B.②③④⑤C.②③⑤D。④⑤4．纯碱和小苏打都是白色晶体，在日常生活中都可以找到.若要在家中将它们区分开来，下面的方法中可行的是（)A．在水杯中各盛相同质量的样品，分别加入等体积的白醋，观察反应的剧烈程度B．分别用干净铁丝蘸取样品在煤气炉的火焰上灼烧，观察火焰颜色C．将样品溶解，分别加入澄清石灰水，观察是否有白色沉淀D．分别放在炒锅中加热，观察是否有残留物5．下列说法不正确的是（)A．用加热法可除去Na2CO3中的NaHCO3B．Na2CO3的热稳定性大于NaHCO3C．可用石灰水区分Na2CO3与NaHCO3溶液D．Na2CO3和NaHCO3的水溶液均显碱性6.某实验小组对中学课本中可生成氢气的反应进行了研究，总结出两个可以生成H2的反应：①Zn＋盐酸；②Na＋水.为点燃钠与水反应生成的H2，他们设计了如图所示装置，请回答下列问题：(1)写出Na与H2O反应的化学方程式___________________.(2）实验小组在点燃用上述装置制得的H2时，①实验获得成功，②却失败了。他们分析认为失败的原因是Na与H2O的反应太快,Na的用量太小。于是他们准备增加钠的用量，可老师说太危险，你认为产生危险的原因是_____________________________。(3)实验小组查阅钠、煤油、水的密度分别为0。97g·cm－3、0.80g·cm－3、1.00g·cm－3，并据此对实验进行改进。①请画出改进后的装置示意图。②在改进后的实验中H2的生成速率减慢，原因是_________。7.在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品，用下图中的实验装置进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂。（1）A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式：_______________________。(2)填写表中空格：仪器加入试剂加入该试剂的目的B饱和NaHCO3溶液CD(3）写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：_______。8.某同学拟用50mLNaOH溶液吸收CO2气体制备Na2CO3溶液。为了防止通入的CO2气体过量生成NaHCO3,他设计了如下实验步骤：①用25mLNaOH溶液吸收过量的CO2气体，至CO2气体不再溶解;②小心煮沸溶液1～2min；③在得到的溶液中加入另一半(25mL）NaOH溶液，使溶液充分混合。(1)他能否制得较纯净的Na2CO3溶液?________.理由是________________________.(2）按他的设计，第①步实验装置如下图。装置A中使用的试剂是石灰石和盐酸溶液。可否使用纯碱代替石灰石？________.装置B使用的试剂是________，作用是_______________。（3）实验步骤②③的顺序_______（是或否）可以对调,理由是_________________。参考答案1.【解析】A中，钠的硬度小，可用小刀切割;B中，放置在空气中，钠被缓慢氧化生成白色的Na2O；D中,钠与水反应产生氢气，故钠着火时不能用水灭火。【答案】C2.【解析】钠投入到CuSO4溶液中首先与水反应：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，此时钠熔化成闪亮的小球浮游在液面上，有气体生成,生成的NaOH与CuSO4发生复分解反应,产生蓝色絮状沉淀.但钠不能将铜置换出来。【答案】C3。【解析】Na2O是NaOH的碱性氧化物，但Na2O2与水反应时还生成O2，不是碱性氧化物；Na2O2与CO2的反应不符合置换反应的特点；Na2O2有强氧化性，因其中－1价O易得电子变为其稳定价态－2价,而Na2O的氧化性、还原性都很弱。【答案】D4.【解析】A项，碳酸钠与酸反应首先产生碳酸氢钠和氯化钠，然后是碳酸氢钠与酸反应产生碳酸钠、二氧化碳和水,而碳酸氢钠中加入酸立即放出气体，所以根据反应放出气体的快慢可区分碳酸钠和碳酸氢钠，正确；B项，纯碱和小苏打都是钠盐，焰色反应火焰都为黄色