钠及其重要化合物.docx
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钠及其重要化合物
第10讲 钠及其重要化合物
考点一 钠的性质及应用
1.钠的物理性质
银白色，有金属光泽的固体，质地柔软，熔点低，密度比水的，但比煤油的。
保存：
密封保存，通常保存在中。
Li通常保存在中。
2.从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性
Na
Na＋
（1）与非金属单质（如O2、Cl2）的反应
O2
Cl2：
2Na＋Cl2
2NaCl
（2）与水反应
①离子方程式：
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。
②与滴加酚酞的水反应的现象及解释
（3）与盐酸反应
离子方程式：
。
1.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，反应速率由大到小的顺序为______________。
解释反应速率不同的原因_____________________________。
2.钠与盐溶液的反应
思考回答下列问题：
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 ②BaCl2溶液 ③饱和澄清石灰水 ④Ca（HCO3）2溶液 ⑤CuSO4溶液
3.钠的制取及活泼金属灭火
（1）制取：
化学方程式为2NaCl（熔融）
2Na＋Cl2↑。
（2）活泼金属灭火：
4.钠的用途
（1）钠钾合金（液态）可用于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
金属钠具有强还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如4Na＋TiCl4
4NaCl＋Ti。
（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）金属钠着火时，可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火（ ）
（3）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（ ）
（4）金属钠具有强还原性，可与TiCl4溶液反应制取金属Ti（ ）
（5）根据反应Na＋KCl
NaCl＋K↑，知Na的金属性强于K（ ）
（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（ ）
题组一 钠与氧气反应的特点
1.等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气（常温）中充分反应，则下列说法正确的是（ ）
A.第一块钠失去电子多
B.两块钠失去电子一样多
C.第二块钠的反应产物质量最大
D.两块钠的反应产物质量一样大
题组二 钠与水反应的拓展延伸
1.如图甲是演示金属钠与水的反应的重要实验，为收集检验气体产物，某兴趣小组将甲装置改进成如下乙或丙，请根据要求回答下列问题。
（1）写出钠与水反应的离子方程式：
____________________________________。
（2）按乙装置实验，液体添加完毕后，关闭活塞，打开右边胶塞，向煤油中加入一小块钠，立即塞好胶塞，可观察到的现象是________（填字母）。
A.钠块始终保持在a处，直至完全消失
B.钠沉入U形管b处而后又慢慢浮到a处
C.钠处于煤油和水的交界处上下浮动
D.随反应的进行煤油与胶塞处液面下降，漏斗中液面上升
E.最终钠块在煤油中燃烧起来
（3）乙装置中漏斗在反应过程中的主要作用是__________________________________。
（4）用乙装置实验，点燃气体产物时，是否需要检验纯度________（填“是”或“否”）。
（5）按图丙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。
取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体在相同条件下体积的关系是________（填字母）。
①用铝箔包住钠
②用铜箔包住钠
a.二者收集气体一样多
b.①收集气体体积较大
c.②收集气体体积较大
1.钠与水、酸反应的实质都是与H＋的反应。
2.钠与乙醇反应的特点——慢、沉
钠与乙醇反应，钠块先沉在液面下，后上下浮动、能看到表面冒出气泡，并不能熔化成小球。
3.钠与酸反应的特点——快，可能燃烧或爆炸。
考点二 钠的氧化物与氢氧化物
1.氧化钠与过氧化钠的比较
Na2O
Na2O2
电子式
氧元素化合价
－2
－1
色、态
白色固体
淡黄色固体
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
是否为碱性氧化物
是
不是
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↑
用途
氧化剂、供氧剂、漂白剂
2.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）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↑
（1）烧碱、纯碱均属于碱，不能盛放在玻璃试剂瓶中（ ）
（2）NaOH在空气中久置，最终变为Na2CO3（ ）
（3）氧化钠、过氧化钠均为离子化合物（ ）
（4）1molNa2O2固体中含离子总数为4NA（ ）
（5）H2O2和Na2O2都属于过氧化物，含有的化学键完全相同（ ）
（6）7.8g过氧化钠含有的共用电子对数为0.2NA（ ）
1.金属钠露置在空气中会发生一系列变化，其过程：
银白色金属钠
表面变暗
出现白色固体接着表面变稀
白色块状固体
白色粉末状物质
请写出上述各步反应的化学方程式。
2.用单线桥分析Na2O2与水反应中电子转移的方向和数目：
__________________________________________。
（1）氧化剂和还原剂是___________，氧化产物是________，还原产物是____________。
（2）1molNa2O2与水完全反应时转移的电子数：
________________。
3.（Na2O2的强氧化性与还原性）从元素化合价角度分析Na2O2的性质
2
Na2
2
（1）Na2O2的强氧化性
①向氢硫酸饱和溶液中加入少量Na2O2，产生浅黄色沉淀，其化学方程式为________________________________________________________________________。
②Na2O2吸收SO2气体，生成Na2SO4，其化学方程式____________________________。
（2）Na2O2的还原性
在酸性高锰酸钾溶液中加入适量Na2O2粉末，溶液褪色，并产生无色气体，Na2O2表现出________性，氧化产物是________。
题组一 Na2O2的性质应用
1.（2019·大同高三调研）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既是氧化剂，又是还原剂
D.Na2O2粉末加入Ca（HCO3）2溶液中，会产生气体和浑浊
2.（2018·滨州统测）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
3.下列事实及其解释不正确的是（ ）
A.钠保存在煤油中，是因为煤油不与钠发生反应，钠比煤油密度大，煤油可以使钠隔绝空气和水蒸气
B.用洁净的玻璃管向包有Na2O2的脱脂棉吹气，脱脂棉燃烧，说明CO2、H2O与Na2O2的反应是放热反应
C.滴有酚酞的NaHCO3溶液呈浅红色，微热后红色加深，是因为NaHCO3分解生成了Na2CO3
D.钠长期暴露在空气中的产物是Na2CO3，原因是钠与氧气生成的Na2O与水和二氧化碳反应
4.把一小块金属钠放入下列溶液中，说法正确的是（ ）
A.放入饱和NaOH溶液中：
有氢气放出，恢复至室温后溶液的pH增大
B.放入稀CuSO4溶液中：
有氢气放出，有紫红色铜析出
C.放入MgCl2溶液中：
有氢气放出，有白色沉淀生成
D.放入NH4NO3溶液中：
有无色无味气体放出
5.下列关于钠的化合物的说法中，正确的是（ ）
A.Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸和NaOH溶液反应
B.Na2CO3固体中含有的NaHCO3可用加热的方法除去
C.Na2O2和Na2O均为白色固体，与CO2反应均放出O2
D.分别向Na2O2和Na2O与水反应后的溶液中立即滴入酚酞溶液，两者的现象相同
考点三 碳酸钠与碳酸氢钠
1.Na2CO3和NaHCO3的性质
2.转化关系
Na2CO3
NaHCO3
3.Na2CO3和NaHCO3性质的应用
（1）Na2CO3、NaHCO3的鉴别
①固体的鉴别用加热法：
产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。
②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。
a.沉淀法：
加入BaCl2溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的是Na2CO3溶液。
b.气体法：
滴入稀盐酸，立即产生气泡的是NaHCO3溶液。
c.测pH法：
用pH试纸测相同浓度的稀溶液，pH大的是Na2CO3溶液。
（2）Na2CO3、NaHCO3的除杂
序号
混合物（括号内为杂质）
除杂方法
①
Na2CO3（s）（NaHCO3）
加热法
②
NaHCO3（aq）（Na2CO3）
通入足量CO2
③
Na2CO3（aq）（NaHCO3）
滴加适量NaOH溶液
（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）用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液（ ）
（4）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（ ）
（5）用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时，不涉及化学变化（ ）
题组一 Na2CO3、NaHCO3的性质及生活中的应用
1.（2018·雁峰区校级一模）下列有关Na2CO3和NaHCO3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：
Na2CO3>NaHCO3
C.等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应放出气体的量：
Na2CO3D.相同温度下，0.1mol·L－1盐溶液分别与0.1mol·L－1盐酸反应的剧烈程度：
Na2CO3>NaHCO3
2.（2018·宜昌模拟）化学与生活密切相关，下列有关说法中正确的是（ ）
A.碳酸钠溶液呈碱性，可用热的纯碱溶液除去金属表面的煤油
B.日常生活中，小苏打常用作食用碱使用而苏打不能
C.在牙膏中添入Na2PO3F、NaF，能起到预防龋齿的作用
D.向含有纯碱的废水中加入适量生石灰，能消除水的污染
题组二 Na2CO3、NaHCO3的鉴别和除杂
3.为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是（ ）
A.Na2CO3溶液（NaHCO3），选用适量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液（Na2CO3），应通入过量的CO2气体
C.Na2O2粉末（Na2O），将混合物在氧气中加热
D.Na2CO3溶液（Na2SO4），加入适量Ba（OH）2溶液，过滤
4.下列有关Na2CO3和NaHCO3的叙述中正确的是（ ）
A.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
B.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同
C.物质的量浓度相同时，Na2CO3溶液的pH小于NaHCO3溶液
D.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3晶体析出
5.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，如下图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___________________________；
与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是________（填字母）。
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）。
题组三 Na2CO3、NaHCO3与酸反应的定量关系
6.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.等质量NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应，前者消耗盐酸较多
D.等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应产生CO2一样多
7.有甲、乙两个完全相同的装置，分别在它们的侧管中装入1.06gNa2CO3和0.84gNaHCO3，试管中各有10mL相同浓度的盐酸（如图），同时将两个侧管中的物质全部倒入各自的试管中，下列叙述正确的是（ ）
A.甲装置的气球膨胀速率大
B.若最终两气球体积相同，则一定有c（HCl）≥2mol·L－1
C.若最终两气球体积不同，则一定有c（HCl）≤1mol·L－1
D.最终两溶液中Na＋、Cl－的物质的量相同
8.（OH－、CO
、HCO
与H＋反应顺序的应用）分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100mL，再通入一定量的CO2，随后分别各取20mL溶液，向其中逐滴滴入0.2mol·L－1的盐酸，在标准状况下产生CO2的体积（y轴）与所加入盐酸的体积（x轴）的关系如下图（分A、B两种情况）：
（1）在A情况下，溶质是________________（填化学式），其物质的量之比为________。
（2）在B情况下，溶质是________________（填化学式），其物质的量之比为________。
（3）原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________。
12.向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol·L－1的稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积（V）的关系如图所示。
下列判断正确的是（ ）
A.在Oa段只发生中和反应
B.ab段发生反应的离子方程式为CO
＋2H＋===H2O＋CO2↑
C.a＝0.3
D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
依据图像特点判断溶液溶质成分的方法
若a＝0（即图像从原点开始）
溶液中的溶质为NaHCO3
若V（Oa）＝V（ab）（即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同）
溶液中的溶质为Na2CO3
若V（Oa）>V（ab）（即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积）
溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH
若V（Oa）溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3
题组四 侯氏制碱法原理及相关实验操作
1.以下是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图：
则下列叙述错误的是（ ）
A.A气体是NH3，B气体是CO2
B.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
C.第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒
D.第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶
2.（2018·上海一模）根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3，下列图示装置和原理能达到实验目的的是（ ）
3.实验室模拟侯氏制碱法制取纯碱和氯化铵溶液，下列有关操作错误的是（ ）
选项
操作
目的
A
制取氨气将其溶于饱和食盐水
B
过滤获得碳酸钠晶体
C
灼烧碳酸氢钠制取碳酸钠
D
蒸发浓缩氯化铵溶液
4．我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出的贡献，如图所示是某厂应用“侯氏制碱法”生产纯碱的工艺流程图，据图回答：
（1）上述流程图中，可循环利用的物质是____________。
（2）流程Ⅰ后过滤所得滤液中含有的溶质有__________。
（3）流程Ⅱ先通入氨气，再通入二氧化碳，如果反过来，二氧化碳的吸收率会降低，这是因为___________。
（4）用一个化学反应方程式表示出流程Ⅱ中发生的总反应____。
（5）工业生产纯碱的流程中，碳酸化时溶液中先析出碳酸氢钠而没有析出氯化铵的原因是_____________________。
考点四 碱金属元素、焰色反应
1.碱金属的一般性与特殊性
（1）一般性
相似性
递变性（由Li→Cs）
原子结构
最外层均为1个电子
电子层数逐渐增多
核电荷数逐渐增大
原子半径逐渐增大
元素性质
都具有较强的金属性，最高正价均为＋1价
金属性逐渐增强
单质性质
物理性质
（除Cs外）都呈银白色，密度较小，熔、沸点较低
密度逐渐增大（钾反常），熔、沸点逐渐降低
化学性质
都具有较强的还原性
还原性逐渐增强；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂
（2）特殊性
①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。
②碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。
2.焰色反应
（1）焰色反应的概念
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，属于物理变化，是元素的性质。
（2）焰色反应的操作
铂丝
无色
待测物
观察火焰颜色
铂丝
无色
（3）常见元素的焰色
钠元素黄色；钾元素紫色（透过蓝色钴玻璃观察）；铜元素绿色。
（1）ⅠA族元素又称碱金属元素（ ）
（2）碱金属元素Li、Na、K都可保存在煤油中（ ）
（3）焰色反应是一种复杂的化学变化（ ）
（4）钠、氧化钠、碳酸钠的焰色反应均显黄色（ ）
1.已知钾是19号元素，钠的还原性比钾的弱，但工业上制取钾却用钠置换钾的原因
_____________________________________________________________________。
2.做焰色反应实验时，为什么用稀盐酸洗涤铂丝而不用稀硫酸？
1.下列有关铯及其化合物的说法不正确的是（ ）
A.CsOH的碱性比KOH的强
B.铯与水或稀盐酸反应剧烈，都生成H2
C.Cs的还原性比Na的强，故Na＋的氧化性强于Cs＋
D.Li的金属性比Cs的强
2.利用焰色反应，人们在烟花中有意识地加入特定金属元素，使焰火更加绚丽多彩。
下列说法中正确的是（ ）
A.非金属单质燃烧时火焰均为无色
B.Na2SO4与NaOH灼烧时火焰颜色相同
C.焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察
D.只有金属单质灼烧时火焰才有颜色
3.用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色，下列判断正确的是（ ）
A.只含有Na＋
B.一定含有Na＋，可能含有K＋
C.既含有Na＋，又含有K＋
D.可能含有Na＋，可能还含有K＋
1.（2018·海南，1）下列食品添加剂中，常用作防腐剂的是（ ）
A.碘酸钾B.碳酸氢钠C.苯甲酸钠D.磷酸氧钠
答案 C
2.（2018·高考选项组合）下列说法不正确的是（ ）
A.NaHCO3受热易分解，可用于制胃酸中和剂（2018·江苏，3A）
B.Na2O2可与CO2反应放出氧气，可用于制作呼吸面具（2018·海南，5A）
C.碳酸钠可用于去除餐具的油污（2018，全国卷Ⅱ，7A）
D.用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧，火焰呈黄色，证明其中含有Na＋（2018·全国卷Ⅲ，10C）
答案 A
3.（高考选项组合题）下列有关叙述正确的是（ ）
A.碳酸氢钠是抗酸药，服用时喝些醋能提高药效（2016·天津理综，1B）
B.分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中，可比较水和乙醇中氢的活泼性
（2016·全国卷Ⅱ，13D）
C.钾、钠、镁等活泼金属着火时，可用泡沫灭火器灭火（2016·浙江理综，8A改编）
D.灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋（2015·天津理综，2C）
4.（2018·济南联考）某班级化学兴趣小组做如下实验，请回答相关问题：
（1）甲组做金属钠在空气中燃烧实验。
实验室取用金属钠的方法是___________________。
（2）金属钠燃烧时会生成黑色固体，黑色固体的可能来源是________________、________________。
（3）某同学想用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2（不考虑空气中的N2），可利用的装置如下。
回答下列问题：
①装置Ⅳ中盛放的药品是________，若没有该装置可能导致生成的Na2O2中含有________，其反应的化学方程式为_______________________________________________________。
②若规定气流的方向为从左到右，各仪器连接的顺序是：
空气进入________，________接________，________接________，________接________（填字母）。
③装置Ⅱ的作用是__________________________________________________________。
5.现有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物，某同学设计如图所示的实验装置，通过测量反应产生的CO2和H2O的质量，来确定该混合物中各组分的质量分数。
（1）实验步骤：
①按图（夹持仪器未画出）组装好实验装置后，首先进行的操作是________________________。
②称取样品，并将其放入硬质玻璃管中；称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。
③打开活塞K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟，其目的是____________________。
④关闭活塞K1、K2，打开K3，点燃酒精灯加热至不再产生气体。
装置B中发生反应的化学方程式为______________________、____________________。
⑤打开活塞K1，缓缓鼓入空气数分钟，然后拆下装置，再次称量洗气瓶C和U形管D的质量。
（2）关于该实验方案
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