高考化学一轮复习 第三章 第一讲 钠及其重要化合物.docx

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高考化学一轮复习第三章第一讲钠及其重要化合物

2021年高考化学一轮复习第三章第一讲钠及其重要化合物

[考纲展示]

1．知道Na及其氧化物的性质。

　2.能利用Na及其氧化物分别与水反应的化学方程式进行相关计算。

　3.能规范解答以Na及其氧化物为载体的实验探究、框图推断题。

　4.了解Na2CO3和NaHCO3的性质。

　5.能正确鉴别Na2CO3和NaHCO3，并能用实验的方法实现它们之间的相互转化。

　6.从原子的核外电子排布，理解ⅠA族元素（单质、化合物）的相似性和递变性。

　7.了解碱金属的主要物理性质和化学性质及其应用。

　8.了解碱金属及其化合物的典型计算。

　9.记住Na、K等重要金属元素的焰色反应。

考点一　钠的性质及应用[学生用书P45]

一、钠的物理性质

颜色：

银白色，熔点：

低，硬度：

小，导电、导热性：

良好，密度：

ρ（H2O）＞ρ（钠）＞ρ（煤油）。

二、钠的化学性质

1．主要化学性质

Na

总结：

钠与水、酸反应的实质都是钠与H＋的反应。

2．钠与含有酚酞的水反应的实验现象及解释

三、钠的保存

实验室中通常将少量钠保存在煤油中，目的是防止钠与空气中的氧气和水发生反应。

四、钠的用途

1．工业上用钠作强还原剂，用于冶炼金属，如4Na＋TiCl4

Ti＋4NaCl。

2．NaK合金（液态）用作原子反应堆的导热剂。

3．制作高压钠灯。

巧记口诀

银白轻低软，传导热和电，遇氧产物变，遇氯生白烟，遇水记五点，浮熔游响红，遇酸酸优先，遇盐水在前。

　（xx·四川绵阳第二次诊断考试）下列物质放在空气中会变质，且变质过程与空气中的O2、CO2、水蒸气都有关的是（　　）

A．过氧化钠

B．金属钠

C．硫酸亚铁晶体

D．四氯化硅液体

[解析]　A项，过氧化钠可与空气中的水蒸气、CO2反应，变质过程与空气中的O2无关；B项，金属钠与空气中的水蒸气、O2反应而变质，生成物可进一步和CO2反应；C项，硫酸亚铁晶体不与空气中的CO2反应；D项，四氯化硅液体与空气中的O2、CO2都不反应。

[答案]　B

1．金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板

2．金属钠与溶液反应现象分析的思维模板

（1）共性：

因为钠与溶液反应中均属于剧烈的置换反应，故有共同的现象产生。

①浮：

钠浮在液面上；②熔：

钠熔化成光亮的小球；③游：

在液面上不停地游动直至反应完；④响：

反应中不停地发生“嘶嘶”的响声。

（2）差异性：

与酸及能形成弱碱的金属盐溶液反应时，由于溶液中H＋浓度较大，反应比钠与水的反应剧烈，最后钠可能在液面上燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀（如生成难溶碱）、气体（NH3）等。

　1.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体产生，又有沉淀生成的是________。

①MgSO4溶液　②FeCl3溶液　③饱和NaCl溶液

④Ca（HCO3）2溶液　⑤NH4Cl溶液

解析：

均发生2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，①生成Mg（OH）2沉淀，②生成Fe（OH）3沉淀，③析出NaCl固体，④生成CaCO3沉淀，⑤仅生成气体。

答案：

①②③④

题组一　钠的性质

1．（教材改编）下列关于钠的叙述中，不正确的是（　　）

A．钠燃烧时发出耀眼的白光

B．钠燃烧时生成过氧化钠

C．钠有很强的还原性

D．钠原子的最外层只有一个电子

解析：

选A。

钠燃烧时火焰呈黄色，故A错。

2．将一小块金属钠分别投入盛有a.水、b.乙醇、c.稀H2SO4的三个小烧杯中，反应速率由快到慢的顺序为________________________________________________________________________。

解释反应速率不同的原因：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

要认清钠与给出的三种物质间的反应实质是与H＋反应。

答案：

c>a>b　钠与上述三种物质反应的实质都是钠与H＋间的置换反应，H＋浓度的大小决定了反应速率的快慢。

由三种物质电离H＋的能力可知H＋浓度的大小顺序为c>a>b，因而反应速率为c>a>b

题组二　有关钠的反应的实验探究

3．（xx·河南开封高三调研）按如图所示实验装置进行钠跟水反应的实验，据此判断下列说法正确的是（　　）

A．打开右端胶塞，将一小块金属钠加入到煤油中，反应前片刻，钠的位置应在a处

B．开始反应后，能观察到的实验现象是钠在b处液面以下的水中反应

C．反应一段时间后，左端液面上升，进入长颈漏斗，a处有无色气体产生

D．若用苯或酒精来代替煤油，可观察到相同的实验现象

解析：

选C。

钠的密度比煤油的大，应下降到b处，与水反应，产生气体，由于气体的作用，又使钠进入煤油，由于重力作用，钠又要下沉，这样钠就在b界面上下跳动，所以A、B说法错误。

由于反应开始后产生的气体在a处积累，部分水将排到长颈漏斗中，反应一段时间后，左端液面上升，所以C说法正确。

由于酒精能溶于水，所以若用苯或酒精来代替煤油，观察到的实验现象不相同。

4．（xx·北京顺义一中高三模拟）金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应，相关实验有几个不同的演示方法。

分别如图中的甲、乙、丙所示：

（1）现按图甲所示的方法，在室温时，向盛有Ca（HCO3）2溶液的水槽中加入一小块金属钠。

下列现象描述正确的是________（填字母）。

A．钠浮在液面上，并四处游动，最后消失

B．钠熔化成一个光亮的小球

C．反应开始后，溶液由无色变成红色

D．恢复至室温，水槽底部有固体物质析出

（2）请补充并完成甲实验从试剂瓶中取出钠到向水槽中投入钠的有关操作：

用镊子从试剂瓶中取出一小块钠，________________________________。

用镊子夹取切好的金属钠投入到盛有Ca（HCO3）2溶液的水槽中。

（3）某同学用镊子夹住一块金属钠，按图乙所示的方法来收集产生的气体，但钠很快脱落，实验没有成功，正确的关键操作应该为________________________________________________________________________。

（4）按图丙在矿泉水瓶内装满水，用带有钠的带孔瓶塞塞紧，排出水的体积为16.8mL。

假设瓶内、瓶外均属于标准状况，则所用的钠的质量为________g。

解析：

（1）钠与水反应的现象加上生成的NaOH与Ca（HCO3）2反应生成沉淀。

（3）因Na与水反应放热使钠熔化，故很快脱落。

（4）Na与水反应产生气体16.8mL，m（Na）＝

×2×23g/mol＝0.0345g。

答案：

（1）ABD

（2）用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切下黄豆粒大小的钠粒，将多余的钠放回原试剂瓶

（3）用带有一些小孔的铝箔把钠包好，再用镊子夹住

（4）0.0345

（1）钠的取用方法：

用镊子夹取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切取黄豆粒大小的钠，将剩余的钠放回原试剂瓶。

（2）钠失火的处理：

用沙土盖灭，不能用水或泡沫灭火器灭火。

考点二　氧化钠和过氧化钠[学生用书P46]

氧化钠与过氧化钠的比较

氧化钠

过氧化钠

化学式

Na2O

Na2O2

氧元素的化合价

－2

－1

电子式

化合物类型

离子化合物

离子化合物

颜色状态

白色固体

淡黄色固体

与H2O反应的方程式

Na2O＋H2O===2NaOH

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

与CO2反应的方程式

Na2O＋CO2===Na2CO3

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

与盐酸反应的方程式

Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O

2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑

用途

氧化剂、供氧剂、漂白剂、杀菌剂

（1）分析过氧化物的组成时要注意O

为原子团，是一个整体。

（2）过氧化钠是一种“绿色”氧化剂。

（3）过氧化钠的强氧化性

①Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2＋氧化成Fe3＋，同时生成Fe（OH）3沉淀。

②Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，使溶液变浑浊。

③Na2O2投入Na2SO3溶液中，可将SO

氧化成SO

。

④Na2O2投入品红溶液中，因其有漂白性，可使品红溶液褪色。

　（xx·福建龙岩高三模拟）取ag某物质在O2中完全燃烧，将生成物与足量Na2O2固体完全反应，反应后，固体质量恰好也增加了ag，下列物质不能满足上述结果的是（　　）

A．H2B．CO

C．C6H12O6D．C12H22O11

[解析]　2CO＋O2

2CO2①

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2②

①＋②得：

Na2O2＋CO===Na2CO3（虚拟的反应）

即可看作CO能被Na2O2完全吸收；

同理，2H2＋O2

2H2O③

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑④

③＋④得：

Na2O2＋H2===2NaOH（虚拟的反应）

即可看作H2能被Na2O2完全吸收；C项可变形为（CO）6（H2）6；D项变为C·（CO）11（H2）11，因而反应后质量增加大于ag。

[答案]　D

凡分子组成符合（CO）m·（H2）n的物质，Wg该物质在O2中完全燃烧，将其产物（CO2和水蒸气）通过足量的Na2O2后，固体增重必为Wg。

或是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足该条件。

中学阶段常见的符合这一关系的物质有：

（1）无机物：

H2、CO及H2和CO的混合气体等；

（2）有机物：

CH3OH（甲醇）、HCHO（甲醛）、CH3COOH（乙酸）、HCOOCH3（甲酸甲酯）、C6H12O6（葡萄糖）等。

　2.（xx·安徽合肥一模）在Na2O2与CO2的反应中，下列说法正确的是（　　）

A．该反应中Na2O2是氧化剂，CO2是还原剂

B．1molNa2O2参加反应，有2mole－转移

C．Na2O2晶体中阴、阳离子个数比为1∶2

D．CO2分子中含有极性键和非极性键

解析：

选C。

该反应中Na2O2既是氧化剂，又是还原剂，A项错误；根据

知，1molNa2O2参加反应，转移1mole－，B项错误；Na2O2晶体中阴、阳离子分别为O

、Na＋，个数比为1∶2，C项正确；CO2分子的结构式为O===C===O，CO2分子中只含极性键，不含非极性键，D项错误。

题组一　Na2O2的性质及应用

1．（教材改编）比较下列四组反应，回答下列问题。

一组：

①Na2O2＋CO2　②Na2O2＋SO2

二组：

③Na2O2＋FeCl3（溶液）　④Na2O2＋FeCl2（溶液）

三组：

⑤SO2通入品红溶液中，加热　⑥Na2O2加入到品红溶液中，加热

四组：

⑦NaOH溶液滴入紫色石蕊试液中　⑧Na2O2固体加入到紫色石蕊试液中

问题：

（1）写出①、②两反应的化学方程式。

（2）判断③、④反应中可能发生的现象，为什么？

（3）判断⑤、⑥反应中可能发生的现象，为什么？

（4）判断⑦、⑧反应中可能发生的现象，为什么？

解析：

既要注意Na2O2与水反应的现象和产物，又要注意Na2O2在此反应中表现的强氧化性带来的其他效应。

答案：

（1）①2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

②Na2O2＋SO2===Na2SO4

（2）③、④反应均会有红褐色沉淀生成并有气体放出，④中气体明显少于③中气体，FeCl3与NaOH反应生成Fe（OH）3，Fe（OH）3是不溶性的红褐色沉淀；④中Fe2＋具有强还原性，易被Na2O2氧化并生成Fe（OH）3，Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有O2产生。

（3）⑤溶液红色褪去，加热后又恢复红色；⑥溶液红色褪去，加热后不能恢复红色。

原因是SO2的漂白性是由于其与有色物质反应生成的不稳定的化合物，Na2O2的漂白性是因其具有强氧化性。

（4）⑦溶液变蓝，⑧溶液先变蓝后褪色。

原因是Na2O2与H2O反应生成NaOH，呈碱性，同时Na2O2又有漂白性。

2．将Na2O2分别投入到含有下列离子的溶液中，离子浓度明显减小的是（　　）

①S2－　②SO

　③HCO

　④Fe2＋　⑤CO

⑥SO

　⑦CH3COO－　⑧NH

A．①②③④⑧B．①②③④⑤

C．②③④⑤⑧D．④⑤⑥⑦⑧

解析：

选A。

S2－、SO

、Fe2＋均被氧化，HCO

转化成CO

，NH

转化成NH3·H2O或生成NH3。

CO

、CH3COO－、SO

基本不变。

题组二　关于Na2O2的定量计算

3．200℃时，11.6gCO2和H2O的混合气体与足量的Na2O2反应，反应后固体质量增加了3.6g，则原混合气体的平均相对分子质量为（　　）

A．5.8B．11.6

C．23.2D．46.4

解析：

选C。

2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，

2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2；

固体增加的质量等于混合气体减小的质量，

即：

m（混合气体）＋m（Na2O2）＝m（固体）＋m（O2）

m（混合气体）－m（O2）＝m（固体）－m（Na2O2）＝3.6g

所以m（O2）＝m（混合气体）－3.6g＝8g

n（O2）＝

＝

mol

n（混合气体）＝

mol

所以Mr（混合气体）＝

＝23.2g·mol－1。

4．在一定条件下，使CO和O2的混合气体26g充分反应，所得混合物在常温下跟足量的Na2O2固体反应，结果固体增重14g，则原混合气体中O2和CO的质量比可能是（　　）

A．9∶4B．1∶1

C．7∶6D．6∶7

解析：

选D。

固体增重的质量即为CO的质量，所以O2的质量为26g－14g＝12g，其比值为：

＝

，D正确。

Na2O2与CO2、H2O反应的5个角度

（1）物质的量的关系

无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。

（2）气体体积关系

若CO2和水蒸气的混合气体（或单一气体）通过足量Na2O2，气体体积的减小量或原混合气体体积的

即为生成氧气的量。

（3）固体质量关系

相当于固体Na2O2只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看作发生相应的反应：

Na2O2＋CO===Na2CO3，Na2O2＋H2===2NaOH（实际上两反应都不能发生）。

（4）电子转移关系

当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1molO2转移2mole－。

如：

2CO2＋2Na2O2===2Na2CO得2e－3＋O失2e－2

（5）先后顺序关系

一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O（g）的混合物反应，可看作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O（g）发生反应。

考点三　碳酸钠与碳酸氢钠[学生用书P47]

碳酸钠与碳酸氢钠的比较

名称

碳酸钠

碳酸氢钠

俗名

纯碱（或苏打）

小苏打

主要性质

色态

白色粉末

细小白色晶体

水溶性

易溶

可溶

等浓度的水溶液的碱性

较强

较弱

稳定性

稳定（Na2CO3·10H2O易风化）

受热易分解

主要性质

与盐酸反应

Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑或Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3

NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑

与NaOH和Ca（OH）2反应

与NaOH不反应；Ca（OH）2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH

NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O；2NaHCO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O

主要用途

化工原料、洗涤剂

食品发酵、泡沫灭火器

相互转化

Na2CO3

NaHCO3

（1）Na2CO3、NaHCO3与酸、碱、盐的反应均为复分解反应，因而反应能否进行应从复分解反应的条件来判断。

（2）NaHCO3与碱溶液反应的实质是HCO

与OH－反应生成CO

，CO

有可能发生后续反应，如NaHCO3与Ca（OH）2溶液反应可以生成白色沉淀CaCO3。

（3）不能用澄清石灰水来鉴别Na2CO3与NaHCO3：

Ca（OH）2溶液与二者均生成白色沉淀CaCO3，无法区别。

　（xx·金考卷选粹）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________（填装置序号）。

（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）。

[解析]　

（1）图Ⅰ不能达到实验目的，因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊，故不可以；图Ⅱ可以鉴别，因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，可根据气球膨胀程度来判断。

（2）图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O，实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。

（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）2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O　D　（3）NaHCO3

（1）当Na2CO3、NaHCO3溶液的浓度不同时，一般不用气体法。

（2）不能用Ca（OH）2或Ba（OH）2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3，因为二者都能产生白色沉淀。

（3）Na2CO3溶液与盐酸可用互滴法鉴别，NaHCO3溶液与盐酸不能用互滴法鉴别。

　3.（xx·北京高三模拟）下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是（　　）

A．取a克混合物充分加热，减重b克

B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体

C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克

D．取a克混合物与足量Ba（OH）2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体

解析：

选C。

A选项采用差量法，减少的质量为碳酸氢钠分解生成的二氧化碳的质量，由此可求出碳酸氢钠的质量，进而求出碳酸钠的质量分数；B选项中b克固体为生成的氯化钠的质量，根据钠原子守恒和混合物总质量可列式计算出碳酸钠的质量，进而求出碳酸钠的质量分数；C选项中碱石灰增加的质量为与硫酸反应生成的二氧化碳的质量及溶液中挥发出来的水蒸气的质量，因此不能通过数据准确计算出碳酸钠的质量分数；D选项中沉淀的质量即为碳酸钡的质量，根据碳酸钡的质量和混合物总质量可以列式求出碳酸钠的质量，进而求出碳酸钠的质量分数。

题组一　Na2CO3和NaHCO3的检验

1．下列试剂、用品或实验操作能鉴别等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液的是________。

①pH试纸　②CaCl2溶液　③澄清石灰水　④稀盐酸

⑤加热蒸干再灼烧

答案：

①②④

2．120mL含有0.20mol碳酸钠的溶液和200mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同。

则盐酸的浓度合理的是（　　）

A．2.0mol·L－1B．1.5mol·L－1

C．0.18mol·L－1D．0.24mol·L－1

解析：

选B。

若将盐酸滴入到碳酸钠溶液中，先发生反应Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，后发生反应NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，则当n（HCl）>0.20mol时有气体产生；若将碳酸钠溶液滴入到盐酸中，先发生反应Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，则当n（HCl）≥0.40mol时两者都有气体产生，但体积相同，故当0.2mol

题组二　Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图像

问题

3．将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol·L－1的稀盐酸。

下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是（　　）

解析：

选C。

滴加盐酸先发生反应OH－＋H＋===H2O，再发生反应CO

＋H＋===HCO

，最后发生反应：

HCO

＋H＋===CO2↑＋H2O，故B错；因n（OH－）＝n（CO

）＝0.01mol，故加入0.02molHCl后开始有气体生成，故C正确。

4．下图表示往某Na2CO3溶液中滴入稀盐酸产生CO2的过程：

（1）写出a点以前发生反应的离子反应方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

（2）写出a点到b点发生反应的离子反应方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

（3）若某Na2CO3溶液中含mmolNa2CO3，滴入一定量的稀盐酸，恰好使溶液中Cl－和HCO

的物质的量之比为2∶1，则滴入的稀盐酸中HCl的物质的量等于________________mol（用含m的式子表示）。

解析：

解答本题应该先明确a、b两点代表的意义。

a点以前加入的盐酸没有产生CO2，这说明加入的盐酸只是把CO

转变成为HCO

；b点开始，再加入盐酸也不会产生CO2气体，说明HCO

已全部与H＋结合生成了CO2和H2O。

第（3）问要使n（Cl－）∶n（HCO

）＝2∶1，即n（Cl－）＞n（HCO

），如仅发生Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3这一反应，这时溶液中Cl－的