专题07-金属钠及其氧化物(人教版2019必修第一册)

钠的物理性质及用途钠的化学性质钠的存在、制备、保存氧化钠和过氧化钠知识点一钠的物理性质及用途1．物理性质(1)颜色：银白色，有金属光泽；(2)密度：ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)；(3)熔点、沸点：熔点为98℃、沸点为883℃；(4)导电、导热性：具有良好的导电性和导热性。(5)硬度：质地柔软，可以用小刀切割。（金属钠的切割方法：滤纸吸干煤油——小刀切割——切外皮露出庐山真面目。）2．金属钠的用途(1)做还原剂。用以将钛、铌、钽等在国防工业上有重要用途的金属从其熔融的卤化物中还原出来。(2)做化工原料。用以生产丁钠橡胶、氢化钠、过氧化钠、氰化钠、以及碳酸钠等含钠化合物，用途十分广泛。(3)制造合金。钠与汞的合金钠汞齐，用做有机合成的还原剂。钠铅合金，用于汽油抗爆剂的生产。钠钾合金，用做核反应堆的冷却剂和热交换剂。(4)做电光源。钠蒸气的黄光透雾力强，用钠制造的高压钠灯广泛用于公路照明。(5)钠的一种同位素。Na-24具有放射性，用于生物学研究中的放射性示踪分析。由于其半衰期很短，对人体损害不大。【典例1】★☆☆☆☆下列现象或性质能体现钠的物理性质的是()①钠燃烧时发出黄色的火焰②钠燃烧时生成过氧化钠③熔点低④密度比水小⑤热和电的良导体⑥钠有很强的还原性．A．①③④⑤⑥B．①②③④⑤C．②③④⑤D．①③④⑤【答案】D【解析】焰色反应为物理性质。【典例2】★☆☆☆☆下列关于钠的叙述正确的是()A．钠为银白色固体，熔点很高 B．钠在空气中燃烧，生成淡黄色的过氧化钠C．钠可保存在酒精中 D．钠与CuSO4溶液反应，可置换出单质铜【答案】B【解析】金属钠在和氧气加热反应生成过氧化钠。【训练1】★☆☆☆☆物质的性质决定物质反应的现象，关于钠与水反应的现象和钠的下列性质无关的是()A．钠的熔点较低 B．钠的密度小于水C．钠的硬度较小 D．钠的还原性强【答案】C【解析】浮，熔，游，响，红。和硬度无关。【训练2】★☆☆☆☆下列有关钠的物理性质的叙述中正确的是()①银白色金属；②质软，可以用小刀切割；③熔点低于100℃；④密度比水小；⑤热和电的良导体；⑥钠、钾合金的熔点介于钠、钾熔点之间A．①②④B．①②③④⑤C．①③④D．①②③④⑤⑥【答案】D【解析】钠、钾合金的熔点介于钠、钾熔点之间．知识点二钠的化学性质1.与非金属单质的反应①Na与O2点燃发生反应的化学方程式为：2Na＋O2eq\o(=====,\s\up7(加热))Na2O2②Na在常温下露置于空气中的化学方程式为：4Na＋O2====2Na2O③Na与S的反应为：2Na＋S===Na2S（研磨）④Na与Cl2的反应为：2Na＋Cl2====2NaCl2.与水的反应化学方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑如果在容器中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块钠放入水中，有什么现象？实验现象：a．“浮”：将钠投入水中，钠浮在水面上。说明钠的密度比水小。b．“熔”：钠熔化成小球。说明钠的熔点低。且该反应是放热反应。c．“游”：小球在水面上四处游动，并伴有嘶嘶声。说明有气体生成。d．“响”：反应剧烈e．“红”：反应后的溶液能使酚酞变红。说明反应生成了碱。离子方程式为：2Na＋2H2O=2Na+＋2OH-＋H2↑。其中，Na做还原剂，H2O做氧化剂。3.与盐酸反应钠跟盐酸、稀硫酸等非氧化性酸反应时，反应现象比与水反应更剧烈，原因是：钠与水反应的实质是钠被水电离出的H+所氧化，酸溶液中的H+浓度远大于水中的H+浓度，因而反应更剧烈。离子方程式：2Na＋2H+=2Na+＋H2↑。4.与CuSO4溶液反应Na与CuSO4溶液反应的过程实验现象：产生的气体可以燃烧，并产生黄色的火焰（反应较与水反应剧烈）有蓝色沉淀生成因为硫酸铜溶液里的每个Cu2+都是被若干个水分子包围着的，钠在CuSO4溶液里直接接触到的微粒是水分子，这样钠先与水反应生成NaOH，生成的NaOH再跟CuSO4反应，而不能认为发生的是钠与铜的置换反应。上述反应过程的化学方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4总反应化学方程式为：2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑与钠跟CuSO4溶液反应类似的还有：FeCl3溶液、MgSO4溶液等。若盐为熔融状态，钠可以置换出较不活泼的金属，如：Na与熔融的TiCl4反应，是一种重要的提纯单质钛的方法。【典例1】★☆☆☆☆将钠投入滴有石蕊的水中，下列有关现象的叙述中错误的是()A．钠浮在液面上 B．有气体产生C．水溶液变为红色 D．钠熔成小球并在水面四处游动【答案】C【解析】滴入石蕊的溶液中，最终颜色应该为蓝色。【典例2】★☆☆☆☆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．钠放置于空气中，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，火焰呈黄色D．金属钠着火可以用水灭火【答案】C【解析】金属钠可以和水反应产生氢气，不可用水灭火。【训练1】★★☆☆☆下列叙述正确的是()A．碳酸氢钠药片，该药是抗酸药，服用时喝些醋能提高药效B．将少量钠加入到盛有水和盐酸的烧杯中，可比较水和盐酸中氢的活泼性C．钾、钠、镁等活泼金属着火时，可用泡沫灭火剂灭火D．灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na+，无K+【答案】B【解析】碳酸氢钠不可作为抗酸药，会导致胃胀。A错、B正确。泡沫灭火剂中含有水分，不可用于活泼金属的灭火，D，看钾离子的颜色需要蓝色的Co玻璃。【训练2】★★☆☆☆下列关于钠的说法错误的是()A．金属钠与O2反应，条件不同，产物不同B．钠—钾合金通常状况下呈液态，可作原子反应堆的导热剂C．钠的化学活泼性很强，少量的钠可保存在煤油中D．将金属钠投入水中，生成氢氧化钠，同时放出O2【答案】D【解析】将金属钠投入水中，生成氢氧化钠，同时放出氢气。知识点三钠的存在、制备、保存1．存在：钠是一种很活泼的金属，天然情况下Na以化合态存在。2．钠的保存：通常实验室中通常把少量钠保存在煤油或石蜡油中保存，目的是防止Na与空气中的O2和水蒸气发生反应。3．制备：钠最早是在1807年电解氢氧化钠制得的。这个原理应用于工业生产，约在1891年才获得成功。而电解氯化钠制钠的工业方法直到1921年才实现。目前世界上钠的工业生产多数用电解氯化钠的方法，只有少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。【典例1】★★☆☆☆下列关于金属钠的叙述正确的是()A．金属钠可以保存在煤油或酒精中，防止在空气中变质B．钠是强氧化剂C．钠与熔融的四氯化钛反应可制取钛D．金属钠与水不反应【答案】C【解析】A，不可在酒精中存放。B、Na是良好的还原剂。C、正确。D金属钠和水会反应。【典例2】★★☆☆☆下面关于金属钠的描述错误的是()A．钠是电和热的良导体B．将Na投入盐酸中，Na先与水反应，生成的NaOH再与HCl反应C．钠的化学性质很活泼，在自然界里不能以游离态存在D．钠和钾的合金在室温下呈液态，可做原子反应堆的导热剂【答案】B【解析】Na会直接与酸的H反应，因为酸中的H更活泼。【训练1】★★☆☆☆下列关于金属钠性质的叙述中，正确的是()A．钠是密度小、硬度大、熔点高的银白色金属B．钠在纯净的氧气中充分燃烧，生成白色固体Na2OC．将金属钠放入CuSO4溶液中，可观察到大量红色的铜析出D．将金属钠放入水中立即熔化成小球，说明金属钠熔点低，且反应放出热量【答案】D【解析】钠的熔点很低，与水反应会使得金属钠融化。【训练2】★★☆☆☆用等质量的金属钠进行下列实验，不会产生氢气的是()A．将钠放入足量的稀盐酸中 B．将钠放入足量的稀硫酸中C．将钠放入足量的硫酸氢钠溶液中 D．将钠用投入煤油之中【答案】D【解析】Na不与煤油反应。【训练3】★★☆☆☆金属钠着火时，可以灭火的物质是()A．水B．砂子C．煤油D．二氧化碳【答案】D【解析】金属钠和沙子不反应，但是会和二氧化碳以及水发生置换反应，因为是起火，所以肯定不能用煤油。知识点四钠的两种氧化物1．氧化钠（白色固体）（1）化学性质：①与水反应的化学方程式：Na2O＋H2O=2NaOH②与CO2反应的化学方程式：Na2O＋CO2=Na2CO3③与盐酸反应的化学方程式：Na2O＋2HCl=2NaCl＋H2O据反应③，我们把Na2O称为碱性氧化物。（2）主要用途：用于制取少量Na2O2，说明Na2O2比Na2O稳定。2．过氧化钠（淡黄色固体）（1）聚焦实验：分别向盛Na2O和Na2O2的试管里加水并用带火星的木条检验O2，向反应后溶液中滴入酚酞。（2）实验现象：试管1（Na2O2），加水无明显现象，滴酚酞后变红；试管2（Na2O），加入水，剧烈反应，有气泡放出，溶液变红后褪色，木条复燃。试管外壁温度升高。（3）解释：由滴入酚酞变红说明有氢氧化钠生成。根据质量守恒，还可推知气体产物只可能是氢气和氧气。木条复燃说明气体气体为氧气。推得发生如下反应：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。褪色说明Na2O2氧化性强，具有漂白性。（4）化学性质：①与水反应的化学方程式：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑②与CO2反应的化学方程式：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2③与盐酸反应的化学方程式：2Na2O2＋4HCl=4NaCl＋2H2O＋O2↑据反应③，我们不能把Na2O2称为碱性氧化物。主要用途：强氧化剂、漂白剂、供氧剂【典例1】★★★☆☆将等质量的Na、Na2O、Na2O2、NaOH，分别投入等质量的足量水中，溶液质量分数最小的()A．NaB．Na2OC．Na2O2 D．NaOH【答案】D【解析】各物质等物质的量，Na2O和Na2O2生成的NaOH和形成溶液的质量相等，所以质量分数相等，生成的NaOH是原各物质的物质的量的两倍；Na与水反应，总溶液质量由于放出H2而减小。答案：D【典例2】★★★☆☆已知A是一种金属单质，B显淡黄色，其转化关系如图所示，则C的以下性质错误的是()A．溶液呈碱性 B．与澄清石灰水反应产生白色沉淀C．与足量盐酸反应放出气体 D．受热易分解【答案】D【解析】D明显是碳酸钠，受热不易分解。【训练1】★★★☆☆某溶液中含有HCO3一、SO32一、CO32一、CH3COO-4种阴离子。向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是（假设溶液体积无变化）()A．醋酸根B．亚硫酸根 C．碳酸根 D．碳酸氢根【答案】A【解析】A不会反应，也不会有其他物质转化成A，所以A的浓度基本保持不变。【训练2】★★★☆☆为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装盛有Na2O2或K2O2颗粒的装置，它的用途是产生氧气。下列关于Na2O2的叙述正确的是 ()A．Na2O2中氧元素化合价为－2B．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，需要水和CO2的质量相等C．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，转移电子的数量相等D．Na2O2能与水反应，所以Na2O2可以作气体的干燥剂【答案】C【解析】过氧化钠分别于水或二氧化碳发生歧化反应，产生的氧气量相同，则转移的电子数量相同。1．某溶液含有①硝酸根、②碳酸氢根、③亚硫酸根、④碳酸根、⑤硫酸根五种阴离子。向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中的离子浓度减小的是(忽略溶液体积变化)()A．②③B．①C．④⑤D．①③④⑤【答案】A【解析】碳酸氢根会被转化成碳酸根，亚硫酸根会被转化成硫酸根。2．下列叙述正确的是()A．Na2O与Na2O2中阴、阳离子的个数比均为1:2B．足量Cl2、O2分别和两份等质量的Na反应，前者得到电子多C．胃酸过多可用服用碳酸钠D．钠投入水中会熔成小球，并四处游动，说明钠与水反应放热并生成氧气【答案】A【解析】A正确，B，一样多，因为Na就那么多，C不可因为胃酸是盐酸，服用纯碱会放出气体导致胃胀，D放出氢气。3．观察是研究物质性质的基本方法。一同学将一小块金属钠露置于空气中，观察到下列现象：银白色变灰暗变白色表面潮湿白色固体，下列说法错误的是()A．①中钠发生了氧化反应B．②变白色是因为生成了氢氧化钠C．③发生物理变化D．④生成了碳酸氢钠【答案】A【解析】金属钠变成了暗灰色因为生成了氧化钠，Na被氧化，发生氧化反应。4．下列有关钠的叙述正确的是()A．2.3g钠与97.7g水反应后溶液中溶质的质量分数等于4%B．钠跟CuSO4溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑，这是析出了金属铜C．因为钠比较活泼，故将钠放入FeCl3溶液中有红褐色沉淀生成D．钠在空气中的缓慢氧化与其在空气中点燃的产物都一样【答案】C【解析】A有气体放出，不可能为4%，B，钠会与水反应，不可能会置换出Cu，C正确。D选项产物不一样，分为氧化钠和过氧化钠。5．下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是()A．Na2O与Na2O2均可与水反应产生氧气B．Na2O与Na2O2分别与CO2反应的产物完全相同C．Na2O与Na2O2均为碱性氧化物D．在呼吸面具中，Na2O2常做供氧剂，而Na2O不能【答案】D【解析】Na2O与Na2O2与水和二氧化碳反应，产物并不完全相同，且只有氧化钠是碱性氧化物。6．下面有关钠的化合物的说法中正确的是()A．氧化钠与过氧化钠都是碱性氧化物 B．氧化钠与过氧化钠都是白色的固体C．NaHCO3比Na2CO3易溶于水 D．Na2CO3比NaHCO3稳定【答案】D【解析】Na的化合物基本知识。7．下列解释实验现象的反应方程式正确的是()A．切开的金属Na暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗：2Na＋O2=Na2O2B．金属钠比通金属铜活泼，金属钠放入CuSO4溶液：CuSO4＋2Na=Cu＋Na2SO4C．Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色粘稠物：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2D．将Na块放入水中，产生气体：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑【答案】D【解析】【解答】A.金属Na切面在空气中表面逐渐变暗，是钠与氧气常温下反应生成了氧化钠，发生的反应：4Na＋O2=2Na2O，A项不符合题意；B.金属钠比铜活泼，能与水剧烈反应，金属钠放入CuSO4溶液发生反应：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，CuSO4＋2NaOH=Cu(OH)2↓＋Na2SO4，B项不符合题意；C.Na2O2在潮湿的空气中会吸收空气中水生成氢氧化钠，氢氧化钠潮解变成白色粘稠物（氢氧化钠溶液），发生的反应：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，C项不符合题意；D.Na块放入水中剧烈反应，产生氢气，发生的反应：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，D项符合题意。故答案为：D。8．下列图示中，A为