高考化学第三章第一节 钠及其化合物.docx

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高考化学第三章第一节钠及其化合物

第三章金属及其化合物

第一节

钠及其化合物

1.了解钠及其重要化合物的制备方法。

2.掌握钠及其重要化合物的主要性质及其应用。

考点

（一）　钠及其氧化物【点多面广精细研】

1．钠的性质与应用

（1）物理性质

颜色状态

密度

硬度

熔点

银白色固体

比水小，比煤油大

较小

较低，低于100℃

（2）化学性质

钠在化学反应中易失去最外层的一个电子，表现还原性。

①与非金属单质（如O2、Cl2）的反应

O2

常温：

4Na＋O2===2Na2O（白色固体）

加热：

2Na＋O2

Na2O2（淡黄色固体）

Cl2

2Na＋Cl2

2NaCl

②与水的反应

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。

钠与水（含酚酞）反应的实验现象分析：

③与酸的反应

2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。

[注意]　Na先与酸反应，再与水反应——先酸后水。

④与盐溶液的反应

与盐溶液反应时先与水反应，生成的碱与盐可能发生复分解反应。

如与CuSO4溶液反应：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，

2NaOH＋CuSO4===Cu（OH）2↓＋Na2SO4。

总反应为2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu（OH）2↓＋Na2SO4＋H2↑。

⑤与羟基化合物的反应

2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑。

（3）工业制备

2NaCl（熔融）

2Na＋Cl2↑。

（4）保存

钠易与空气中的O2、H2O反应，且钠的密度比煤油的密度大，不与煤油反应，故通常将钠保存在煤油中。

（5）钠的用途

①制钠钾合金，用于原子反应堆的导热剂。

②作还原剂来制取活泼金属。

如4Na＋TiCl4

4NaCl＋Ti。

③制作高压钠灯。

2．钠的氧化物——氧化钠与过氧化钠

（1）氧化钠、过氧化钠的性质比较

物质

氧化钠（Na2O）

过氧化钠（Na2O2）

颜色状态

白色固体

淡黄色固体

类别

碱性氧化物

过氧化物

氧元素化合价

－2

－1

化学键类型

只有离子键

有离子键和共价键

电子式

Na＋[

]2－Na＋

Na＋[

]2－Na＋

组成结构

由Na＋与O2－构成，

＝

由Na＋与O

构成，

＝

与水反应

Na2O＋H2O===2NaOH

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

与CO2反应

Na2O＋CO2===Na2CO3

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

与盐酸反应

Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O

2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑

主要用途

可制烧碱

漂白剂、消毒剂、供氧剂

保存

密封

密封、远离易燃物

（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：

①Na2O2的强氧化性

试剂

现象

反应原理并解释

SO2气体

—

Na2O2＋SO2===Na2SO4

FeCl2溶液

有红褐色

沉淀生成

4Na2O2＋4FeCl2＋6H2O===4Fe（OH）3↓＋O2↑＋8NaCl

Na2SO3

溶液

—

Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2NaOH

氢硫酸

溶液变浑浊

Na2O2＋H2S===S↓＋2NaOH

酚酞溶液

溶液先变红后褪色

与水反应生成NaOH，Na2O2的强氧化性使之褪色

品红溶液

溶液红色褪去

Na2O2的强氧化性使之褪色

②遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为

。

③遇CO2、H2O、H＋时则会发生自身的氧化还原反应。

[小题练微点]

判断下列说法的正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）在氧气中加热时，金属钠剧烈燃烧，生成淡黄色的固体Na2O2（　　）

（2）金属钠在石棉网上加热时，先熔化成银白色小球，然后剧烈燃烧，产生黄色火焰（　　）

（3）金属钠着火时，可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火（　　）

（4）钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化（　　）

（5）金属钠具有强还原性，可与TiCl4溶液反应制取金属Ti（　　）

（6）实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶（　　）

（7）1molNa2O2固体中含离子总数为4NA（　　）

（8）H2O2和Na2O2都属于过氧化物，含有的化学键完全相同（　　）

（9）Na2O2在与CO2的反应中既是氧化剂，又是还原剂（　　）

（10）将足量过氧化钠投入紫色石蕊溶液中，溶液先变蓝色后褪色，同时有气泡产生（　　）

答案：

（1）√　

（2）√　（3）×　（4）×　（5）×　（6）√　（7）×（8）×　（9）√　（10）√

[学霸微提醒]

（1）金属Na在空气中长期放置，最终会生成Na2CO3粉末，发生的反应为Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3。

（2）Na2O2常温下为淡黄色固体，其他同颜色的物质有单质硫（黄色）、AgBr（浅黄色）、AgI（黄色）。

钠的性质

1.金属钠分别与下列溶液反应时，既有沉淀析出，又有气体逸出的是（　　）

A．BaCl2溶液　　　　　　　　B．K2SO4溶液

C．Ca（HCO3）2溶液D．NH4NO3溶液

解析：

选C　因为是溶液中的反应，所以都有H2产生，NH4NO3溶液还产生NH3，Ca（HCO3）2溶液还产生CaCO3沉淀。

2．（2019·崇明模拟）少量金属钠投入下列试剂中，反应最缓慢的是__________，既有气体又有沉淀的是__________。

A．NaHCO3溶液反应B．饱和氯化铵溶液

C．0.1mol·L－1NaOH溶液D．无水乙醇

解析：

A项，少量金属钠投入NaHCO3溶液中，反应为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O；B项，金属钠投入饱和氯化铵溶液中，反应为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，反应消耗水，饱和氯化铵溶液析出氯化铵固体，可能释放出氨气；C项，少量金属钠投入0.1mol·L－1NaOH溶液中，反应为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；D项，少量金属钠投入无水乙醇中，反应为2Na＋2C2H5OH===2C2H5ONa＋H2↑；钠为活泼金属，钠与水溶液的反应，实质都是与H＋的反应，乙醇为非电解质，不电离，与钠反应最缓慢。

答案：

D　B

[方法规律]　钠与盐溶液反应的原理分析

（1）与NaCl、Na2SO4、NaNO3溶液反应：

实质是与水反应。

（2）与CuSO4溶液反应：

钠先与水反应，生成的NaOH再与CuSO4反应，2OH－＋Cu2＋===Cu（OH）2↓。

（3）与铝盐溶液反应：

要考虑钠与铝盐的量的问题，因为过量的NaOH溶液能溶解Al（OH）3，OH－＋Al（OH）3===AlO

＋2H2O。

（4）与NaHCO3溶液反应：

钠先与水反应，生成的NaOH再与NaHCO3反应，OH－＋HCO

===H2O＋CO

。

（5）与NH4Cl溶液反应：

钠先与水反应，生成的NaOH再与NH4Cl反应，OH－＋NH

===NH3·H2O。

过氧化钠的性质

3.下列说法错误的是（　　）

A．（2017·江苏高考）Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂

B．（2015·全国卷Ⅰ）过氧化钠与水反应时，生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA

C．（2014·全国卷Ⅱ）CO2通过Na2O2粉末后固体质量增重

D．（2015·四川高考）标准状况下，5.6LCO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA

解析：

选D　A项，Na2O2与CO2反应产生O2，可用作呼吸面具供氧剂，正确；B项，过氧化钠与水反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，根据电子转移情况得关系式O2～2e－，可知生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA，正确；C项，2Na2O2＋2CO2

===2Na2CO3＋O2，2molCO2生成1molO2，所以粉末固体质量增重，正确；D项，CO2与Na2O2发生反应的化学方程式为2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，每有2molCO2参加反应转移2mol电子，标准状况下，5.6LCO2的物质的量为0.25mol，反应转移的电子数为0.25NA，错误。

4.过氧化钠可作为氧气的来源。

常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了28g，反应中有关物质的物理量正确的是（NA表示阿伏加德罗常数）（　　）

选项

二氧化碳

碳酸钠

转移的电子

A

1mol

2NA

B

22.4L

1mol

C

106g

1mol

D

106g

2NA

解析：

选C

＋2CO2===2Na2CO3＋O2Δm　转移电子

2mol2mol56g2mol

1mol1mol28g1mol

由上述关系可得出C项正确；B项未指明标准状况，错误。

[方法规律]

1．掌握Na2O2的强氧化性的两个角度

（1）从结构角度

Na2O2的结构中含有过氧链（—O—O—），含有过氧链结构的物质有较强的氧化性，以此类推，如H2O2、H2SO5（过一硫酸，相当于H2O2中的一个H被—SO3H取代）、Na2S2O8（过二硫酸钠）中都有过氧链结构，都是很强的氧化剂。

（2）从化合价的角度

Na2O2中的氧元素为－1价，有很强的氧化性，能氧化一些常见的还原剂，如SO2、Fe2＋、SO

、HSO

、H2S、S2－、I－。

同时－1价的O也有还原性，如遇到强氧化剂KMnO4也可以被氧化成O2。

2．Na2O2与H2O、CO2反应计算的三个关系

电子转

移关系

当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量关系为2Na2O2～O2～2e－，n（e－）＝n（Na2O2）＝2n（O2）

气体体

积变化

关系　

若CO2、水蒸气（或两混合气体）通过足量Na2O2，气体体积的减少量是原气体体积的

，等于生成氧气的量，ΔV＝V（O2）＝

V（原气体）

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＝28g·mol－1×n（CO2）、Δm＝2g·mol－1×n（H2O）

1．（2019·商丘模拟）在蒸发皿中放一小块钠，加热至熔化时，用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。

据此判断下列说法中不正确的是（　　）

A．上述反应是置换反应

B．上述反应是放热反应

C．上述反应中无水CuSO4表现了还原性

D．加热且无水条件下，Na可以与CuSO4反应并生成Cu

解析：

选C　实验现象说明熔融的钠将CuSO4中的铜置换出来并且放出热量，属于置换反应，钠作还原剂，CuSO4作氧化剂。

2．下列有关Na2O2的说法不正确的是（　　）

A．向包有Na2O2粉末的脱脂棉上滴加几滴水，脱脂棉剧烈燃烧起来，说明Na2O2与H2O反应放热且有氧气生成

B．Na2O2与CO2反应时有单质O2生成，该反应属于置换反应

C．Na2O2在空气中久置变白，涉及的氧化还原反应中，Na2O2

D．Na2O2粉末加入Ca（HCO3）2溶液中，会产生气体和浑浊

点拨：

既是氧化剂又是还原剂，说明物质发生了歧化反应，类似的反应有S＋NaOH（浓）、Cl2＋NaOH、Na2O2＋H2O等。

解析：

选B　A项，燃烧说明脱脂棉的温度达到着火点且有助燃物质氧气生成，正确；B项，反应物中没有单质参加反应，不符合置换反应的定义，错误；C项，Na2O2与CO2、H2O的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应，正确；D项，Na2O2先和水反应生成O2和NaOH，NaOH再与Ca（HCO3）2反应产生CaCO3沉淀，正确。

3．200℃时，11.6gCO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后

，则原混合气体的总物质的量是（　　）

A．0.125mol　　　　　　　B．0.25mol

C．0.5molD．1mol

点拨：

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”。

解析：

选C　根据质量守恒定律可知，生成O2的质量为11.6g－3.6g＝8g，n（O2）＝

＝0.25mol，根据Na2O2与H2O（g）、CO2反应的物质的量的关系可知，CO2和H2O（g）的物质的量之和为0.25mol×2＝0.5mol。

4．某同学探究钠的性质时，将等量的金属钠分别投入下列溶液中，请你帮他完成实验报告：

序号

溶液

现象

解释及离子方程式

①

饱和NaCl溶液

②

饱和石灰水

③

CuSO4溶液

④

FeCl3溶液

归纳：

钠与盐溶液反应的现象：

浮、熔、游、响。

消耗的水会使饱和盐溶液中的盐晶体析出；生成的NaOH再与溶液中的溶质反应产生现象。

答案：

①溶液中出现浑浊　Na与H2O反应使水量减少，2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑

②溶液中出现浑浊　Na与H2O反应放热，Ca（OH）2溶解度随温度升高而减小，且Na与H2O反应使水量减少，2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，产生的OH－促进Ca（OH）2（s）Ca2＋（aq）＋2OH－（aq）溶解平衡逆向移动

③溶液中出现蓝色沉淀　2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu（OH）2↓＋2Na＋＋H2↑

④溶液中出现红褐色沉淀　6Na＋6H2O＋2Fe3＋===2Fe（OH）3↓＋6Na＋＋3H2↑

考点

（二）　氢氧化钠、钠的碳酸盐【点多面广精细研】

1．氢氧化钠

（1）物理性质

NaOH的俗名为烧碱、火碱或苛性钠；它是一种白色固体，易溶于水并放出大量的热，有吸水性；吸收空气中的水分而潮解；有很强的腐蚀性。

（2）化学性质

①具有碱的通性。

②其他反应

与金属铝反应：

2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑。

与非金属单质（Cl2）反应：

Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。

酯类（CH3COOC2H5）水解：

CH3COOC2H5＋NaOH

CH3COONa＋CH3CH2OH。

（3）NaOH的制取

①土法制碱：

Na2CO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋2NaOH。

②现代工业制碱：

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。

2．碳酸钠和碳酸氢钠

（1）Na2CO3与NaHCO3的性质比较

Na2CO3

NaHCO3

俗名

纯碱、苏打

小苏打

颜色状态

白色粉末

白色晶体

溶解性

易溶于水

易溶于水

（溶解度比Na2CO3小）

水解（离子方程式，下同）

CO

＋H2OHCO

＋OH－

HCO

＋H2OH2CO3＋OH－

与盐酸反应

CO

＋2H＋===CO2↑＋H2O

HCO

＋H＋===H2O＋CO2↑

与NaOH反应

不反应

HCO

＋OH－===CO

＋H2O

与足量Ca（OH）2反应

Ca2＋＋CO

===CaCO3↓

Ca2＋＋OH－＋HCO

===CaCO3↓＋H2O

与BaCl2反应

CO

＋Ba2＋===BaCO3↓

不反应

与CO2反应

CO

＋CO2＋H2O===2HCO

不反应

热稳定性

较稳定

2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O

相互转化

Na2CO3

NaHCO3

（2）Na2CO3、NaHCO3的用途

①Na2CO3是一种非常重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。

②NaHCO3是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一；在医疗上，它是治疗胃酸过多的一种药剂。

[小题练微点]

判断下列说法的正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都会分解（　　）

（2）向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2，会有NaHCO3晶体析出（　　）

（3）苏打是面包发酵粉的主要成分之一（　　）

（4）用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和Na2CO3溶液（　　）

（5）相同温度下溶解度：

小苏打<苏打，热稳定性：

Na2CO3>NaHCO3（　　）

（6）Na2CO3溶液（杂质NaHCO3），选用适量的NaOH溶液（　　）

（7）NaHCO3溶液（杂质Na2CO3），应通入过量的CO2气体（　　）

答案：

（1）×　

（2）√　（3）×　（4）√　（5）√　（6）√　（7）√

[学霸微提醒]

碳酸盐、碳酸氢盐的区别

（1）溶解性：

一般地，碳酸盐小于碳酸氢盐，如CaCO3

（2）热稳定性：

①不溶于水的碳酸盐一般受热分解，如CaCO3高温分解，溶于水的碳酸盐一般受热不分解，Na2CO3受热不分解，但（NH4）2CO3受热分解。

②碳酸氢盐不稳定，受热分解，NaHCO3、Ca（HCO3）2受热都分解。

碳酸钠和碳酸氢钠的性质

1.判断下列说法的正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）（2018·全国卷Ⅱ）碳酸钠可用于去除餐具的油污（　　）

（2）（2018·江苏高考）物质性质与用途具有对应关系：

NaHCO3受热易分解，可用于制胃酸中和剂（　　）

（3）（2018·江苏高考）NaHCO3（s）

Na2CO3（s）

NaOH（aq）（　　）

（4）（2018·天津高考）溶解度：

Na2CO3

（5）（2017·天津高考）除去NaHCO3固体中的Na2CO3：

将固体加热到恒重（　　）

（6）（2015·全国卷Ⅱ）将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，立即产生气泡（　　）

（7）（2014·全国卷Ⅰ）用热的烧碱溶液洗去油污，是因为Na2CO3可直接与油污反应（　　）

（8）（2014·全国卷Ⅱ）用热碱水清除炊具上残留的油污，没有发生化学反应（　　）

（9）（2014·全国卷Ⅱ）碳酸氢钠受热分解实验如图所示（　　）

答案：

（1）√　

（2）×　（3）√　（4）×　（5）×　（6）×（7）×　（8）×　（9）×

2．（2019·雁峰区一模）下列有关Na2CO3和NaHCO3的比较中不正确的是（　　）

A．热稳定性：

Na2CO3＞NaHCO3

B．相同温度下，0.1mol·L－1盐溶液的pH值：

Na2CO3＞NaHCO3

C．等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应放出气体的量：

Na2CO3＜NaHCO3

D．相同温度下，0.1mol·L－1盐溶液分别与0.1mol·L－1HCl溶液反应的剧烈程度：

Na2CO3＞NaHCO3

解析：

选D　NaHCO3受热易分解，不稳定，则热稳定性为Na2CO3＞NaHCO3，故A正确；Na2CO3水解程度比NaHCO3大，物质的量浓度相同时，Na2CO3溶液碱性较大，故B正确；设质量都是106g，则Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为1mol、

mol，Na2CO3～CO2，NaHCO3～CO2，产生的CO2的物质的量分别为1mol、

mol，即放出CO2的质量：

Na2CO3＜NaHCO3，故C正确；分别滴加HCl溶液，反应离子方程式分别为CO

＋2H＋===CO2↑＋H2O、HCO

＋H＋===H2O＋CO2↑，相同条件下NaHCO3比Na2CO3反应放出气体剧烈，故D错误。

方法规律

1．从“弱”字入手理解Na2CO3、NaHCO3的几个性质

（1）二者的水溶液都显碱性，是因为弱酸根CO

和HCO

的水解。

Na2CO3溶液的碱性更强，是因为弱酸根CO

的水解程度更大。

（2）与同浓度的盐酸反应，NaHCO3反应更剧烈，是因为CO

和HCO

与酸反应生成CO2，HCO

只需要结合一个H＋，而CO

需要结合2个H＋。

（3）向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，边滴加边振荡，无气泡产生，是因为H＋首先和CO

反应生成HCO

。

（4）向Na2CO3溶液中通入CO2气体，生成NaHCO3，可以理解为弱酸碳酸电离出的H＋结合了CO

生成了HCO

。

2．Na2CO3、NaHCO3的鉴别与除杂

（1）Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法

（2）Na2CO3、NaHCO3的除杂方法

依据二者性质的差异确定除杂方法（后者为杂质）

序号

混合物

除杂方法

①

Na2CO3（s）、NaHCO3

加热法

②

NaHCO3（aq）、Na2CO3

通入足量CO2

③

Na2CO3（aq）、NaHCO3

加入适量NaOH溶液

侯氏制碱法

3.（2016·江苏高考）根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验，经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤。

下列图示装置和原理能达到实验目的的是（　　）

解析：

选C　A项，制取NH3应用Ca（OH）2和NH4Cl固体加热，不正确；B项，CO2气体应长管进、短管出，不正确；C项，析出的NaHCO3晶体用过滤的方法分离，正确；D项，NaHCO3应低温烘干，不能直接加热，易发生反应2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O，不正确。

4．工业上以粗盐（含Ca2＋、Mg2＋、SO

等杂质）为主要原料，采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥NH4Cl，实验室模拟工艺流程如图甲所示。

下列说法正确的是（　　）

A．饱和食盐水中先通入的气体为CO2

B．流程图中的“系列操作”中一定需要使用玻璃棒

C．如图乙所示装置可以比较Na2CO3和NaHCO3晶体的热稳定性

D．除去粗盐溶液中的杂质可依次加入过量NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液，过滤后再加入盐酸调节溶液的pH

解析：

选B　A项，CO2在水中溶解度较小，NH3溶解度较大，故应先通入NH3，使溶液为碱性溶液，再通入CO2，可以达到实验目的，错误；B项，从溶液中得到固体，需要加热浓缩、冷却结晶、过滤等操作，因此流程图中的“系列操作”中一定需要玻璃棒搅拌、引流等，正确；C项，Na2CO3加热不易分解，NaHCO3晶体加热容易分解，故小试管中盛放NaHCO3，大试管中盛放Na2CO3，错误；D项，除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO

及泥沙，可以加过量BaCl2除去SO

，然后加NaOH除去Mg2＋，用Na2CO3除去Ca2＋和过量的Ba2＋，盐酸要放在最后，除去过量的NaOH和Na2CO3，错误。

[归纳拓展]　侯氏制碱法

（1）原料

食盐、氨气、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）

CO＋H2，CO＋H2O（g）

CO2＋H2。

（2）工艺流程

（3）反应原理

①产生NaHCO3的反应：

NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。

②产生Na2CO3的反应：

2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O。

（4）循环使用的物质：

CO2