三维设计人教通用版高考化学一轮总复习讲义 第一节 钠及其化合物.docx

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三维设计人教通用版高考化学一轮总复习讲义第一节钠及其化合物

第一节

钠及其化合物

明考纲要求

理主干脉络

1.了解钠的主要性质及其应用

2.了解钠的重要化合物的主要性质及其应用

单质―→氧化物―→碱―→盐

金属钠　焰色反应

1．钠的物理性质

颜色

熔点

硬度

密度

导电导热性

银白色

低

小

比水的小比煤油的大

良好

2．钠的化学性质

从原子结构认识钠的化学性质，

Na

Na＋。

（1）与非金属单质（如O2、Cl2）的反应

与O2反应

（2）与水的反应：

①化学方程式：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。

②与滴加酚酞的水反应的现象与解释：

3．钠的制备与保存

（1）制备：

电解熔融氯化钠，化学方程式为2NaCl

2Na＋Cl2↑。

（2）保存：

密封存放，通常保存在煤油中。

4．焰色反应

（1）概念：

很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊颜色的现象。

属于元素的物理性质。

（2）操作步骤：

铂丝

无色

待测物

观察火焰颜色

铂丝

无色。

（3）常见元素焰色反应的颜色：

钠元素：

黄色；钾元素：

紫色（透过蓝色钴玻璃）。

1.判断下列描述的正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）（2013·新课标全国卷Ⅱ）钠与CuSO4溶液的反应：

2Na＋Cu2＋===Cu↓＋2Na＋。

（　　）

（2）（2013·广东高考）1molNa被完全氧化生成Na2O2，失去2NA个电子。

（　　）

（3）（2011·北京高考）钠与足量O2反应生成Na2O，随着温度的升高，生成Na2O的速率逐渐加快。

（　　）

（4）钠与水反应的离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。

（　　）

（5）4Na＋O2===2Na2O和2Na＋O2

Na2O2可说明相同的反应物在不同的条件下可能发生不同的反应。

（　　）

（6）焰色反应是大多数金属元素的性质，属于化学变化。

（　　）

（7）用洁净的铂丝对某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，则溶液中一定含有Na＋，不含K＋。

（　　）

答案：

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）√　（5）√　（6）×　（7）×

2．钠能否保存在CCl4中？

提示：

不能，因钠的密度小于CCl4的密度，钠会浮在CCl4的液面上，钠仍能与空气中的O2和水蒸气发生反应。

钠应保存在煤油中。

3．金属钠露置于空气中会发生什么样的变化？

最终生成的物质是什么？

提示：

金属钠露置于空气中发生的一系列变化是：

银白色金属钠

Na2O

NaOH

NaOH浓溶液

最终生成的物质是Na2CO3。

4．金属钠着火，能用水、泡沫灭火器灭火吗？

提示：

不能，原因是钠能与水、二氧化碳发生反应，应用干燥的沙土盖灭。

5．有相同质量的两块金属钠，其中一块用有小孔的铝箔包裹，都放入足量的水中，哪一个生成的H2多？

为什么？

提示：

用铝箔包裹的钠生成的H2多。

原因是Na与水反应生成的NaOH也能与铝反应产生H2。

1．金属钠与盐（如CuSO4）溶液反应的解题技巧

金属钠先与盐溶液中的水发生反应：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，

NaOH再与溶液中的溶质（如CuSO4）发生复分解反应：

2NaOH＋CuSO4===Cu（OH）2↓＋Na2SO4。

反应的总化学方程式为2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu（OH）2↓＋Na2SO4＋H2↑。

2．金属钠与溶液反应时实验现象的分析方法

（1）共性：

因为钠在上述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：

反应中不停地发出“嘶嘶嘶”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，反应比钠与水剧烈，最后钠可能在液面上发生燃烧；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.将一小块钠投入含5mL饱和石灰水的试管里，不可能观察到的现象是（　　）

A．钠熔成小球并在液面上游动

B．有气体生成

C．溶液底部有银白色物质生成

D．溶液变浑浊

2．将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是________。

①MgSO4溶液　②NaCl溶液

③Na2SO4溶液　④Ca（HCO3）2溶液　⑤CuSO4溶液　⑥饱和NaCl溶液

[答案专区]

1.解析：

将一小块钠投入到饱和石灰水中，钠与水剧烈反应，首先观察到钠与水反应的一系列现象，随着反应的进行，水被消耗，溶液的温度升高，由于Ca（OH）2的溶解度随温度的升高而降低，所以溶液中的Ca（OH）2有部分析出，观察到溶液变浑浊。

答案：

C

2.解析：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓；④中Ca2＋＋HCO

＋OH－===CaCO3↓＋H2O；⑤中生成的是蓝色的Cu（OH）2沉淀，不合题意要求；⑥中水减少，有NaCl析出。

答案：

①④⑥

氧化钠与过氧化钠

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＋

与水反应

Na2O＋H2O===2NaOH

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

与CO2反应

Na2O＋CO2===Na2CO3

2Na2O2＋2CO2===Na2CO3＋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

1.判断下列描述的正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）（2013·江苏高考）Na2O2溶于水产生O2的离子方程式为Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑。

（　　）

（2）氧化钠与过氧化钠都属于碱性氧化物。

（　　）

（3）过氧化钠中阴、阳离子个数比为1∶1。

（　　）

（4）Na2O2可用作潜水艇供氧剂。

（　　）

（5）（2012·北京高考）Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色粘稠物的成分是NaOH。

（　　）

（6）7.8gNa2O2与足量的CO2反应，转移电子的个数为0.2NA。

（　　）

答案：

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）√　（5）×　（6）×

2．氧化钠、过氧化钠中阴、阳离子个数比相同吗？

提示：

相同；Na2O、Na2O2中阴、阳离子个数比均为1∶2。

3．将Na2O2投入到品红溶液中，品红溶液褪色吗？

提示：

Na2O2具有漂白性，能使品红溶液褪色。

4．1molNa2O2与足量水反应时生成O2的物质的量为________mol；转移电子的数目为________。

提示：

依据Na2O2与水反应的化学方程式可知，1molNa2O2与足量水反应生成0.5molO2，转移1mol电子，即数目为NA。

一、Na2O2强氧化性的“五个表现”

1．Na2O2与SO2反应：

Na2O2＋SO2===Na2SO4。

2．Na2O2与FeCl2溶液的反应：

能将Fe2＋氧化成Fe3＋，得到Fe（OH）3沉淀。

3．Na2O2与氢硫酸的反应：

能将H2S氧化成单质硫。

4．Na2O2与Na2SO3溶液的反应：

能将SO

氧化成SO

。

5．Na2O2与品红溶液的反应：

能使品红溶液褪色。

二、利用Na2O2与H2O、CO2反应的四个关系解答问题的策略

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时，气体体积的减少量或原混合气体体积的

即为生成氧气的量。

3．转移电子关系

当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1molO2，转移2mol电子。

如：

2CO2＋

4．固体质量关系

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

或者是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足上述条件。

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；

（2）有机物：

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

1.在溶液中加入足量的Na2O2后仍能大量共存的离子组是（　　）

A．Na＋、Fe2＋、Cl－、SO

　　B．K＋、AlO

、Cl－、SO

C．Ca2＋、Mg2＋、NO

、HCO

D．Na＋、Cl－、CO

、SO

2．比较下列两组反应，回答下列问题。

一组：

①Na2O2＋CO2；②Na2O2＋SO2

二组：

③Na2O2＋FeCl3（溶液）；④Na2O2＋FeCl2（溶液）

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）Na2O2在什么情况下表现强氧化性？

3.200℃时，11.6gCO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6g，则原混合气体的总物质的量是（　　）

A．0.125mol　　　　　　B．0.25mol

C．0.5molD．1mol

4．[双选题]（2011·上海高考）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）（　　）

二氧化碳

碳酸钠

转移的电子

A

1mol

NA

B

22.4L

1mol

C

106g

1mol

D

106g

2NA

[答案专区]

1.解析：

Na2O2具有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，能将SO

氧化成SO

，A、D两项不能共存；Na2O2与水反应生成NaOH，C项中的Mg2＋，HCO

与OH－不能大量共存。

答案：

B

3.解析：

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、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。

答案：

C

2.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，因为③中Na2O2与水反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，NaOH与FeCl3反应生成红褐色Fe（OH）3沉淀。

④中Na2O2与FeCl2发生氧化还原反应2Na2O2＋2FeCl2＋3H2O===2Fe（OH）3↓＋4NaCl＋

O2↑。

（3）Na2O2与水反应发生自身氧化还原反应放出O2，在遇到有还原性物质时会表现出强氧化性。

4.解析：

根据反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，若反应中固体增重28g，则有1molCO2参加反应，同时生成1molNa2CO3，转移的电子数为NA，A、C项正确，D项错误。

常温常压下1molCO2的体积大于22.4L，B项错误。

答案：

AC

碳酸钠与碳酸氢钠

碳酸钠（Na2CO3）

碳酸氢钠（NaHCO3）

俗名

纯碱、苏打

小苏打

色态

白色粉末

细小白色晶体

溶解性

易溶于水，溶液呈碱性

易溶于水（但比Na2CO3溶解度小），溶液呈碱性

化学性质

热稳定性

加热不分解

不稳定，受热易分解

与H＋反应

CO

＋2H＋===H2O＋CO2↑

HCO

＋H＋===H2O＋CO2↑

与碱反应[Ca（OH）2]

与OH－不反应，但发生反应Ca2＋＋CO

===CaCO3↓

Ca2＋＋OH－＋HCO

===CaCO3↓＋H2O（碱过量）

Ca2＋＋2OH－＋2HCO

===CaCO3↓＋CO

＋2H2O（碱不足）

与某些盐（如CaCl2）

Ca2＋＋CO

===CaCO3↓

不反应

主要用途

玻璃、造纸、制皂、洗涤

发酵、医药、灭火器

相互转化

Na2CO3

NaHCO3

1.判断下列描述的正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）（2013·大纲全国卷）确定NaCl溶液中是否混有Na2CO3的方法是取少量溶液滴加CaCl2溶液，观察是否出现白色浑浊。

（　　）

（2）（2013·广东高考）相同温度下，碳酸钠的溶解度小于碳酸氢钠的溶解度。

（　　）

（3）（2013·江苏高考）向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，该溶液一定是碳酸盐溶液。

（　　）

（4）（2013·安徽高考）用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液。

（　　）

（5）（2012·北京高考）向NaHCO3溶液中加入过量澄清石灰水，出现白色沉淀的离子方程式：

2HCO

＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋CO

＋2H2O。

（　　）

（6）可用Ca（OH）2溶液鉴别区分Na2CO3和NaHCO3两种溶液。

（　　）

答案：

（1）√　

（2）×　（3）×　（4）√　（5）×　（6）×

2．如何除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3?

提示：

用加热法可除去Na2CO3中混有的少量NaHCO3。

3．如何除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3?

提示：

向溶液中通入CO2气体。

4．在饱和Na2CO3溶液中加入稀盐酸，边加边搅拌，最终无气体产生，溶液变浑浊，其原因是______________________，反应的化学方程式是______________________________。

继续滴加稀盐酸有气体放出，溶液变澄清，其原因是______________________，反应的化学方程式为_________________________________________________________________。

提示：

Na2CO3与盐酸反应生成NaHCO3，相同条件下NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，从而析出NaHCO3晶体；Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3↓

NaHCO3与盐酸反应生成CO2气体和NaCl，NaCl的溶解度比NaHCO3的大；NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑

一、碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法

（1）利用热稳定性不同。

（2）利用和酸反应生成气体的速率不同（相同条件下）。

（3）利用阴离子的不同。

（4）利用溶液的酸碱性不同。

二、碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较方法

（1）速率：

相同条件下，NaHCO3与盐酸反应放出CO2的速率比Na2CO3与盐酸反应快。

（2）耗酸量：

等质量的Na2CO3与NaHCO3前者耗酸多，等物质的量时前者耗酸多。

（3）CO2生成量比较：

①等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，产生CO2的量相等。

②等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，NaHCO3产生的CO2多。

③等物质的量的HCl与足量的Na2CO3、NaHCO3分别反应，NaHCO3产生的CO2多。

④一定量的NaHCO3受热分解产生的CO2与其受热分解后的残留物与过量盐酸反应产生的CO2相等（碳元素守恒）。

1.不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是（　　）

A．分别加热这两种固体物质，并将生成的气体通入澄清的石灰水中

B．分别在这两种物质的溶液中加入CaCl2溶液

C．分别在这两种固体中加入同浓度的稀盐酸

D．分别在这两种物质的溶液中加入少量澄清的石灰水

2．可以用来判定碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是（　　）

A．加热时有无色气体放出

B．滴加盐酸时有气泡产生

C．溶于水后，滴加稀的氯化钡溶液有白色沉淀生成

D．溶于水后，滴加澄清石灰水有白色沉淀生成　　

3.有关NaHCO3和Na2CO3的性质，以下叙述错误的是（　　）

A．等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小

B．等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应，所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍

C．将石灰水加入NaHCO3溶液中不产生沉淀，加入Na2CO3溶液中产生白色沉淀

D．同物质的量浓度的两种溶液，Na2CO3溶液的pH大于NaHCO3溶液的pH

4．①纯净碳酸钠amol；②碳酸钠与碳酸氢钠的混合物共amol。

两者相比，下列叙述正确的是（　　）

A．分别与足量盐酸完全反应时，混合物的耗酸量多

B．分别和足量盐酸完全反应时，纯净碳酸钠产生二氧化碳多

C．分别溶于水，再加入足量澄清石灰水，混合物得到的沉淀量多

D．分别配成等体积溶液，纯净碳酸钠的溶液中Na＋的物质的量浓度大

[答案专区]

1.解析：

A中能产生气体且能使澄清石灰水变浑浊的是NaHCO3；B中有白色沉淀生成的是Na2CO3；C中反应剧烈的是NaHCO3；D中两者均可与Ca（OH）2反应产生白色沉淀，故不能鉴别。

答案：

D

3.解析：

摩尔质量NaHCO3小于Na2CO3，等质量的NaHCO3、Na2CO3，n（NaHCO3）>n（Na2CO3），即产生CO2的体积在相同条件下NaHCO3的大；物质的量相等的NaHCO3、Na2CO3与盐酸反应，消耗同浓度盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍；NaHCO3溶液中HCO

与OH－反应生成CO

，CO

与Ca2＋结合生成CaCO3沉淀；相同条件下Na2CO3溶液比NaHCO3溶液的pH大。

答案：

C

2.解析：

NaHCO3受热分解产生CO2，不能证明混有Na2CO3；NaHCO3、Na2CO3均与盐酸反应产生CO2气体；Na2CO3与BaCl2反应产生白色沉淀，而NaHCO3不与BaCl2反应，没有明显现象；Na2CO3、NaHCO3溶于水后，滴加澄清石灰水均有白色沉淀产生，综上分析只有C正确。

答案：

C

4.解析：

两者与足量盐酸反应时，前者耗酸量多，产生二氧化碳的量一样多，故A、B项错误；与足量澄清石灰水反应时得到的沉淀一样多，C错误。

答案：

D

数形结合解答碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的图像题

碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像

（1）向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系如图1所示：

图像特点：

Oa段、ab段消耗盐酸的体积相等。

反应原理：

Oa段　CO

＋H＋===HCO

，

ab段　HCO

＋H＋===H2O＋CO2↑。

（2）向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系如图2所示：

图像特点：

从O点开始即产生CO2气体。

反应原理：

HCO

＋H＋===H2O＋CO2↑。

（3）向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系如图3所示（设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略）。

图像特点：

Oa段消耗HCl的量小于ab段消耗HCl的量。

反应原理：

Oa段　CO

＋H＋===HCO

，

ab段　HCO

＋H＋===H2O＋CO2↑。

（4）向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系如图4所示（设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略）；

图像特点：

Oa段消耗HCl的量大于ab段消耗HCl的量。

反应原理：

Oa段　H＋＋OH－===H2O，

CO

＋H＋===HCO

；ab段　HCO

＋H＋===H2O＋CO2↑。

1．（2010·上海高考）将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol·L－1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　盐酸先与NaOH反应，NaOH为0.01mol，中和NaOH需要盐酸0.1L；0.01molNa2CO3→NaHCO3→CO2，第一步需HCl0.01mol（即0.1L），第二步需HCl0.01mol（即0.1L）；由上可知，加盐酸0.2L时开始有气体产生，到0.3L时气体达到最大值且不再变化，故C项正确。

2．向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体，再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图（忽略CO2的溶解和HCl的挥发）：

则下列分析都正确的组合是（　　）

①Ⅰ图对应溶液中的溶质为NaHCO3

②Ⅱ图对应溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3，且二者的物质的量之比为1∶1

③Ⅲ图对应溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3，且二者的物质的量之比为1∶1

④Ⅳ图对应溶液中的溶质为Na2CO3

A．①②　　　　　　　　B．①③

C．②④D．②③

解析：

选A　图像Ⅰ中从O点即开始产生CO2气体，对应溶液中的溶质为NaHCO3，①正确；图像Ⅱ中Oa段消耗HCl的量小于ab段消耗HCl的量，对应的溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3，且二者的物质的量之比

＝

＝

，②正确；图像Ⅲ中，Oa段消耗HCl的量等于ab段消耗HCl的量，对应溶液中的溶质为Na2CO3，③不正确；图像Ⅳ中，Oa段消耗HCl的量大于ab段消耗HCl的量，对应溶液中的溶质为Na2CO3、NaOH，且二者的物质的量之比：

＝

＝

，④不正确。

Na2CO3与NaHCO3的性质比较

设计实验方案，区别碳酸钠和碳酸氢钠固体、将有关内容填入表2－5。

表2－5　区别碳酸钠和碳酸氢钠的实验

实验方案

实验现象

结论

苏教版要求学生设计实验区别Na2CO3和NaHCO3，而人教版实验给出了区别二者的具体实验方法。

Na2CO3和NaHCO3的热稳定性。

该实验知识迁移到高考中：

Na2CO3、NaHCO3的鉴别及Na2CO3、

NaHCO3混合物中质量分数的测定。

判断下列描述的正误。

（1）（2013·福建高考T10－B）用加热分解的方法区分Na2CO3、NaHCO3两种固体（　　）

（2）（2011·北京高考T11A）用下面实验方案测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数：

取ag该混合物充分加热，减重bg。

（　　）

答案：

（1）√　

（2）√

1．向Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中分别逐滴加入稀盐酸，实验现象相同吗？

反应原理相同吗？

提示：

不同；向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，反应开始阶段无现象，后随稀盐酸的加入而产生