专题04钠及其化合物(原卷版)

专题04钠及其化合物考点01钠及其性质考点02氧化钠与过氧化钠考点03碳酸钠与碳酸氢钠考点04侯氏制碱法考点05焰色试验▉考点01钠及其性质1．物理性质(1)色态：________色固体。(2)硬度：质地_____，可以用小刀切割。(3)密度：钠与水、煤油密度大小关系为________________。(4)熔点：______100℃(填“>”“＝”或“<”)。2．化学性质(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应O2eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(常温：4Na＋O2=2Na2O。，加热或点燃：2Na＋O2\o(=,\s\up7(△))Na2O2。))Cl2：2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2NaCl(2)与H2O反应离子方程式：________________________________；现象：浮、球、游、响、红。(3)与盐酸反应离子方程式：________________________________。(4)与盐的反应①与熔融盐的反应4Na＋TiCl4eq\o(=,\s\up7(熔融))4NaCl＋TiNa＋KCleq\o(=,\s\up7(高温))NaCl＋K↑②与盐溶液的反应(以CuSO4溶液为例)2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑CuSO4＋2NaOH=Cu(OH)2↓＋Na2SO4总方程式为：________________________________________________。【特别提醒】(1)钠与水、酸反应的本质与顺序：本质上均是与H＋的反应，反应顺序是有酸酸在前，无酸水为先。(2)钠与盐溶液的反应钠与盐溶液反应时一般先考虑与水的反应，生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。3．制取与保存(1)制取：化学方程式为2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑。(2)保存：密封保存，通常保存在________________。4．用途(1)钠、钾合金(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。【归纳总结】金属钠长期露置在空气中会发生一系列变化，其现象如下：银白色金属钠eq\o(→,\s\up7(①))表面变暗eq\o(→,\s\up7(②))出现白色固体，接着表面变潮湿eq\o(→,\s\up7(③))白色块状固体eq\o(→,\s\up7(④))白色粉末状物质上述各步反应的化学方程式：①4Na＋O2=2Na2O；②Na2O＋H2O=2NaOH；③2NaOH＋CO2＋9H2O=Na2CO3·10H2O；④Na2CO3·10H2O=Na2CO3＋10H2O。▉考点02氧化钠与过氧化钠1．氧化钠和过氧化钠物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)颜色、状态________固体________固体类别________氧化物________(非碱性氧化物)氧的价态________________电子式阴、阳离子个数比________________化学性质热稳定性不稳定(2Na2O＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2Na2O2)稳定与水反应________________________________________________________与CO2反应________________________________________________________与酸(盐酸)反应________________________________________________________主要用途用于制取少量Na2O2、烧碱强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂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eq\o(O,\s\up6(0))2eq\o(,\s\up7(失去电子，化合价升高),\s\do5(表现还原性))Na2eq\o(O,\s\up6(－1))2eq\o(→,\s\up7(得到电子，化合价降低),\s\do5(表现氧化性))eq\o(O,\s\up6(－2))(1)Na2O2表现强氧化性Na2O2＋SO2=________；Na2O2＋Na2SO3＋H2O=________________；Na2O2＋H2S=________________；Na2O2＋品红溶液→品红溶液褪色；Na2O2＋酚酞溶液→溶液先变红后褪色。(2)Na2O2表现还原性当遇KMnO4等强氧化剂时，Na2O2被氧化，其氧化产物为O2。(3)Na2O2既表现氧化性又表现还原性遇CO2、H2O、H＋则发生自身的氧化还原反应。【疑难点拨】Na2O2与CO2、H2O反应的关系(1)电子转移关系当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量的关系为2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝n(Na2O2)＝2n(O2)。(2)气体体积变化关系CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2时，气体体积的减少量是原来气体体积的eq\f(1,2)，等于生成氧气的体积，即ΔV＝V(O2)＝eq\f(1,2)V(混合)。(3)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(CO2)＝28g·mol－1×n(CO2)，Δm(H2O)＝2g·mol－1×n(H2O)。▉考点03碳酸钠与碳酸氢钠1．碳酸钠和碳酸氢钠的比较碳酸钠碳酸氢钠俗称________________________物理性质色与态白色粉末Na2CO310H2O白色晶体，易风化细小白色晶体溶解性易溶(溶解度碳酸钠碳酸氢钠)化学性质碱性同浓度，滴入酚酞，都变红色，碳酸钠溶液红色更深，碱性更强。与H+反应CO32+2H+=________________HCO3+H+==________________相同条件下NaHCO3比Na2CO3反应放出气体________与碱反应与NaOH、KOH不反应与NaOH反应生成Na2CO3离子方程式：________________________与澄清石灰水反应离子方程式：________________________NaHCO3足量：NaHCO3不足量：________________________________________热稳定性一般不分解NaHCO3加热分解的反应方程式：________________________________________与CO2反COeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=2HCOeq\o\al(－,3)不反应用途用于玻璃、制皂、造纸等用于制药、焙制糕点等【名师提醒】依据原理结论热稳定性2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O；Na2CO3受热不分解加热有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3与CaCl2、BaCl2的反应CO32+Ca2+=CaCO3↓，CO32+Ba2+=BaCO3↓；HCO3与Ca2+、Ba2+不反应有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3与盐酸反应的剧烈程度Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑；NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑生成气体剧烈的是NaHCO3，相对不剧烈的是Na2CO3盐酸逐滴加入时的现象CO32+H+=HCO3；HCO3+H+=CO2↑+H2O逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3，开始不产生气体，滴加一会才产生气体的是Na2CO33．碳酸钠与碳酸氢钠的除杂混合物(括号内为杂质)除杂方法及试剂Na2CO3固体(NaHCO3)________NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量________气体Na2CO3溶液(NaHCO3)加入适量________溶液【误区警示】碳酸钠和碳酸氢钠的认识误区(1)碳酸钠很稳定，固体和溶液中受热都不发生分解，碳酸氢钠固体受热易发生分解，但其溶液受热不易分解。(2)书写碳酸氢钠参与的离子反应方程式时，HCOeq\o\al(－,3)不能拆开。(3)在反应2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑中，利用差量法计算时，要注意固体质量减少的是二氧化碳和水的质量，而非仅仅是二氧化碳的质量。(4)不能用氢氧化钙溶液鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液，因为二者均能与氢氧化钙反应产生白色沉淀。【疑难点拨】1．测定纯碱中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eq\f(V,22400)mol×106g·mol－1＝eq\f(106V,22400)g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为eq\f(\f(106V,22400)g,mg)×100%＝eq\f(53V,112m)%。(2)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eq\f(ng,197g·mol－1)×106g·mol－1＝eq\f(106n,197)g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为eq\f(\f(106n,197)g,mg)×100%＝eq\f(106n,197m)×100%。2．Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析(1)向碳酸氢钠溶液中逐滴滴入盐酸①现象：立即产生气泡。②离子方程式：HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H＋=H2O＋CO2↑。③画出产生CO2的物质的量随n(HCl)的变化图像。(2)向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸①写出反应的离子方程式：COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H＋=HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H＋=H2O＋CO2↑②画出产生CO2的物质的量随n(HCl)的变化图像。▉考点04侯氏制碱法1．制备原料________、________、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)eq\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2，CO＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))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：________________________________________4．绿色思想：循环使用的物质为________、________________________。▉考点05焰色试验实验用品铂丝或铁丝、稀盐酸、酒精灯操作步骤焰色钠元素：________色钾元素：________色【疑难点拨】1．焰色反应产生的火焰颜色与元素的存在状态无关，如：灼烧钠的化合物和单质时，火焰颜色均为黄色。几种常见金属的焰色：钠：黄色，钾：紫色(透过蓝色钴玻璃)，钙：砖红色。2．焰色反应是物理变化而不是化学变化。3．不能用玻璃棒醮取待测液进行焰色试验。1．下列物质中，常温下不能与水反应的是()A．氯气 B．Na C．NaCl D．Na2O22．下列有关金属钠与水反应的现象描述不正确的是()A．钠熔成小球B．钠沉入水底C．钠四处游动D．发出嘶嘶声3．(2024·浙江温州高一期中)金属钠与水反应的实验过程中没有涉及到的图标是()A．

B．

C．

D．

4．(2024·浙江杭州东方高一期中)下列关于钠的说法中，正确的是()A．钠在空气中燃烧生成白色固体B．钠着火后可用水来灭火C．钠的化学性质比较活泼，少量的钠可以保存在煤油中D．当钠与硫酸铜溶液反应时，有大量红色固体铜出现5．(2024·浙江湖州高一期中)下列有关焰色试验说法正确的是()A．焰色试验是单质才有的性质B．焰色试验是元素的性质C．用焰色试验检验Na2CO3溶液中是否混有K2CO3时，可以直接观察火焰鉴别D．焰色试验属于化学检验法6．(2024·江苏省省扬州市模拟预测)钠钾合金常温下呈液态，可用作快中子反应堆的热交换剂，这主要是因为钠钾合金A．易与反应 B．易与反应C．熔点低、导热性好 D．密度小、硬度小7．(2024·浙江温州高一期中)化学与生活密切相关，下列物质与其用途不符合的是()A．过氧化钠：呼吸面具的供氧剂B．钠：冶炼稀有金属C．纯碱：治疗胃酸过多D．小苏打：制作馒头和面包的膨松剂8．(2024·江西抚州高一期末)现加热的碳酸钠和碳酸氢钠的混合固体使碳酸氢钠完全分解，固体质量变为，则原混合固体中碳酸钠的质量分数为()A．B．C．D．9．(2024·浙江省“七彩阳光”新高考研究联盟高一期中)下列关于钠的化合物说法正确的是()A．纯净的碳酸钠可作为药物用于治疗胃酸过多B．在工业上，制取NaOH一般可采用Na2O与H2O的反应C．NaHCO3可用于焙制糕点，体现了NaHCO3的不稳定性D．氢氧化钠属于一元碱，也属于强碱，这种分类法称为树状分类法10．下列关于钠盐、钠的氧化物叙述中正确的是()A．钠在空气中燃烧生成的淡黄色固体为碱性氧化物B．Na2CO3固体和NaHCO3固体溶于水时都是放热的C．等物质的量的Na2O2和Na2O中的阴离子个数相等D．Na2CO3和NaHCO3溶液都是碱性，都不与碱反应11．(2024·浙大附中高一期中)下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是()A．将Na2O与Na2O2分别加入滴有酚酞的水中，二者现象相同B．Na2O2和Na2O的阴阳离子个数之比分别为1∶1和1∶2C．将Na2O2分别加入FeCl3和FeCl2溶液中最终所得沉淀颜色相同D．等质量的Na2O与Na2O2分别投入等量且足量水中，反应后溶液物质的量浓度相等12．下列关于NaHCO3和Na2CO3的描述不正确的是()A．NaHCO3俗称小苏打B．Na2CO3溶液显碱性，所以Na2CO3属于碱C．热稳定性：NaHCO3＜Na2CO3D．等物质的量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，生成的CO2的量相等13．(2024·江苏省省泰州市高三模拟)实验室模拟侯氏制碱法制备Na2CO3，下列装置与原理均正确的是A．制取CO2 B．制取NH3C．制取NaHCO3 D．制取Na2CO314．(2024·河南南阳高一期中)设计如图装置(夹持装置省略)检验钠与水反应的产物，先在U形管内加入少量煤油和几粒钠块，再从U形管高端加入水(含有酚酞)，打开止气夹，赶出空气，一段时间后加热铜丝。下列说法正确的是()A．钠块在煤油和水交界处四处游走，直至消失B．铜丝由黑色变成红色，说明有生成C．U形管溶液右侧从上到下逐渐由无色变为红色D．钠与水反应的离子方程式：Na＋H2O=Na＋＋OH－＋H2↑15．(2024·天津滨海新高一期末)以不同类别物质间的转化为线索，可结构化认识钠及其化合物。下列说法错误的是()A．过程Ⅰ～Ⅳ中，发生了电子转移的是Ⅰ、Ⅱ、ⅢB．若改变过程Ⅰ的反应条件，可得到钠的另一种氧化物C．若改变过程Ⅳ中CO2的量，可得到另一种钠盐D．Na2O和CO2分别属于碱性氧化物和酸性氧化物16．(2024·浙江湖州高一期中)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是()A．在0a范围内，只发生中和反应B．ab段发生反应的离子方程式为CO32+2H+=CO2↑+H2OC．D．原混合溶液中与Na2CO3的物质的量之比为1：217．某实验小组通过下图所示实验，探究Na2O2与水的反应：下列说法中正确的是()A．②中的大量气泡的主要成分是氢气B．③中溶液变红，说明有酸性物质生成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18．(2024·广东汕头高一期末)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是()选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ判断A铜绿的主要成分是碱式碳酸铜可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿Ⅰ对；Ⅱ对；无B氢氧化钠可用于治疗胃酸过多氢氧化钠可与盐酸反应Ⅰ对；Ⅱ对；有C过氧化钠可用作航天员的供氧剂Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2Ⅰ对；Ⅱ对；有D金属钠应保存在煤油中隔绝空气常温下，金属钠在空气中会生成过氧化钠Ⅰ对；Ⅱ对；有19．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是()选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ判断A纯碱可用于治疗胃溃疡纯碱可与盐酸反应Ⅰ对，Ⅱ对，有BCO2中的少量HCl杂质可将气体通入饱和Na2CO3溶液除去Na2CO3可与HCl反应Ⅰ对，Ⅱ错，无CNa2CO3溶液中混有少量NaHCO3杂质，可加入适量NaOH除去NaHCO3可与NaOH反应生成Na2CO3Ⅰ对，Ⅱ对，有D向饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体，有白色晶体析出NaHCO3难溶于水Ⅰ对，Ⅱ对，有20．候氏制碱法的主要工艺流程如下图所示。下列说法错误的是()A．气体1、气体2分别为CO2、NH3B．溶液2中，含碳微粒主要是HCO3C．循环利用溶液3提高了NaCl的利用率D．索尔维制碱法总反应为：2NaCl+CaCO3=Na2CO3+CaCl221．(2024·浙江省“七彩阳光”新高考研究联盟高一期中)下列是某溶液中逐滴滴加稀盐酸产生CO2的图像，下列对溶质成分分析正确的是()序号ABCD图像溶质NaHCO3Na2CO3、NaHCO3Na2CO3、NaOHNa2CO322．(2024·河南南阳高一期末)下列实验方案中，不能测定出Na2CO3和NaHCO3混合物中各物质的质量分数的是()A．取ag该混合物充分加热，质量减少bgB．取ag该混合物与足量NaOH溶液充分反应，得到bg溶液C．取ag该混合物与足量稀盐酸反应，加热、蒸干、灼烧，得到bg固体D．取ag该混合物与足量稀硫酸反应，逸出气体经干燥后并用碱石灰吸收，质量增加bg23．(2024·广东深圳高一期末)向100mL0.1mol/L的Na2CO3溶液中逐滴滴加0.1mol/L的稀盐酸，用pH传感器测定混合溶液的pH随加入稀盐酸体积变化的曲线如图所示，下列说法错误的是()A．从起始到A点过程中，几乎没有气体产生B．A点的溶液显碱性C．经测定B点溶液显酸性，原因是此时稀盐酸过量D．B点之后，继续滴加盐酸，溶液中没有明显现象24．元素的价类二维图指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为钠元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法不正确的是()A．氢氧化钠溶液可以与过量二氧化碳反应实现转化关系①B．Na2O2发生④⑤的转化均有O2产生C．碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③和⑧生成氯化钠D．反应②只能通过加热才能实现物质转化25．(2024·湖南衡阳高一期末)实验室有一包含有、Na2CO310H2O和NaHCO3的混合物。某同学利用下图所示装置进行实验，通过测量反应前后装置丙和丁的增重，测定该混合物中各组分的质量分数。下列说法正确的是()A．若将装置甲换为盛放溶液的洗气瓶，则测得的质量分数偏低B．若能测量装置乙中样品充分反应后剩余固体的质量，则撤去装置丙也可以达到实验目的C．若用浓硫酸替换装置丙中的氯化钙可以达到实验目的D．若撤去装置戊，则测得Na2CO310H2O的含量偏高26．(2025·江西赣州高一开学考试)物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的两个重要认识视角。图为钠及其化合物的“价类”二维图，请回答下列问题：(1)物质①与水反应的离子方程式为，通常把物质①保存在中。(2)纯碱和小苏打都是重要的化工原料，在生产和生活中有若广泛的应用。图I、Ⅱ中能更好说明二者的稳定性。Ⅱ中受热处发生反应的化学方程式为。(3)下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法不正确的是。A．相同条