高考化学大一轮学考复习考点突破 第三章 金属及其化合物 第10讲 钠及其化合物检测 新人教版doc.docx

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2019高考化学大一轮学考复习考点突破第三章金属及其化合物第10讲钠及其化合物检测新人教版

考纲要求

　1.了解钠的主要性质及应用。

2.了解钠的重要化合物的主要性质及应用。

考点一　钠的性质及应用

1．钠的物理性质

颜色：

银白色，有金属光泽；

密度：

ρ（H2O）>ρ（Na）>ρ（煤油）；

熔点：

低于100℃；

硬度：

质地柔软，可以用小刀切割。

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：

2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。

3．钠的制取及保存

（1）制取：

化学方程式为2NaCl（熔融）

2Na＋Cl2↑。

（2）保存：

密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。

4．钠的用途

（1）制取Na2O2等化合物。

（2）钠钾合金（液态）可用于原子反应堆的导热剂。

（3）用作电光源，制作高压钠灯。

（4）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。

深度思考

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）钠是银白色金属，熔点低，硬度大（　　）

（2）在氧气中加热时，金属钠剧烈燃烧，生成淡黄色的固体Na2O2（　　）

（3）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（　　）

（4）金属钠着火时，可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火（　　）

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

（6）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（　　）

（7）金属钠具有强还原性，可与TiCl4溶液反应制取金属Ti（　　）

答案　

（1）×　

（2）√　（3）√　（4）×　（5）√　（6）×　（7）×

2．钠能否保存在CCl4中？

原因是什么？

答案　否，因为CCl4的密度比钠的大，不能起到隔绝空气的作用。

3．金属钠着火，不能用H2O、干冰灭火的原因是___________________________________

________________________________________________________________________。

答案　钠和H2O可直接反应产生H2，可能会引起爆炸，加热时钠也可与CO2直接反应，而且金属钠着火生成的是Na2O2，与H2O、CO2都能反应

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

答案　B

解析　金属钠失电子均变为＋1价的阳离子，等质量的两块钠，失电子是一样的。

根据4Na＋O2===2Na2O，则1mol金属钠完全反应得氧化钠的质量是31g，根据反应2Na＋O2

Na2O2，则1mol金属钠完全反应得过氧化钠的质量是39g，等质量的两块钠，即金属钠的物质的量是相等的，所以生成过氧化钠的质量大，即第一块钠的反应产物质量大。

2．倒置的坩埚盖子上放硫粉，在硫粉中央放一小块钠，按图示搭建装置，用胶头滴管向金属钠滴加一滴水，立即倒扣上大烧杯，发现坩埚盖子内火星四溅，烧杯内出现大量白烟，下列说法错误的是（　　）

A．水是钠与硫反应的催化剂

B．酚酞的水溶液可能变为红色

C．钠与硫的反应是放热反应

D．滤纸逐渐变黑

答案　A

解析　A项，钠与水反应放热，放出的热量引发钠与硫的反应，所以水不是催化剂，错误；B项，硫化钠为强碱弱酸盐，溶于水后，发生水解使溶液显碱性，所以酚酞的水溶液为红色，正确；C项，钠与硫反应引发后，不需要加热就能继续反应说明其为放热反应，正确；D项，硫化钠与硫酸铜反应生成硫化铜黑色固体，正确。

（1）钠与氧气反应的产物与反应温度有关，加热或点燃产物是过氧化钠。

（2）不管生成氧化钠还是过氧化钠，金属钠失电子均变为＋1价的阳离子，因而等量的钠完全反应失去的电子数相同。

题组二　对钠与水反应的实质的理解

3．（2016·武汉高三模拟）向分别盛有100mL水、100mL0.1mol·L－1盐酸、100mL0.01mol·L－1NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05molNa。

下列有关说法正确的是（　　）

A．三个烧杯中均会发生的离子反应为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑

B．三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且X烧杯中反应最剧烈

C．三个烧杯反应后，溶质的物质的量浓度相同

D．三个烧杯反应后，生成的气体的质量一定相同

答案　D

解析　钠与盐酸反应时钠先与H＋反应，离子方程式表示为2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑，A错误；三个烧杯中，Y烧杯中的氢离子浓度最大，反应最剧烈，B错误；X烧杯中生成的溶质为NaOH，Y烧杯中生成的溶质为NaCl，Z烧杯中生成NaOH，由于原溶质为NaOH，故Z烧杯中物质的量浓度最大，C错误；因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完，故生成H2的量相同，D正确。

4．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_________________________

________________________________________________________________________。

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

5．

（1）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　④饱和澄清石灰水　⑤Ca（HCO3）2溶液　⑥CuSO4溶液　⑦饱和NaCl溶液

答案　①④⑤⑦

解析　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓；④中反应消耗水，溶液温度升高，Ca（OH）2的溶解度降低，析出Ca（OH）2产生白色沉淀；⑤中Ca2＋＋HCO

＋OH－===CaCO3↓＋H2O；⑥中生成的Cu（OH）2是蓝色沉淀，不符合题意；⑦中水减少，c（Na＋）增大，使NaCl（s）Na＋（aq）＋Cl－（aq）平衡向左移动。

（2）按要求书写反应的离子方程式

①将Na投入到CuSO4溶液中

2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu（OH）2↓＋2Na＋＋H2↑。

②将Na投入到Ca（HCO3）2溶液中，反应后生成正盐溶液

2Na＋Ca2＋＋2HCO

===CaCO3↓＋2Na＋＋CO

＋H2↑。

③将Na投入到NH4HCO3溶液中，有刺激性气味气体放出

2Na＋NH

＋HCO

===2Na＋＋CO

＋NH3↑＋H2↑。

题组三　钠与水反应实验的改进与创新

6．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

答案　

（1）2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑

（2）CD　（3）储存反应过程中排出的水　（4）否　（5）b

解析　

（2）因钠的密度比水小，比煤油大，钠与水接触时反应产生氢气，生成的气体将钠块带离水层，进入煤油层后停止反应又下沉，如此往复，直至钠反应完，反应过程中没有氧气，钠不可能燃烧，所以钠处于煤油和水的交界处，上下浮动。

（4）液体充满U形管，反应过程中只产生氢气，不可能含有氧气，点燃时不会产生爆炸，因而不需要检验氢气的纯度。

（5）Na和H2O反应产生H2的同时产生NaOH，NaOH可以和Al发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故用铝箔包住Na时产生的H2的体积较大。

1．钠与水、酸反应的实质都是与H＋的反应。

2．钠与溶液反应的思维模板

（1）金属钠与酸溶液的反应

钠首先与酸反应，且反应比在纯水中剧烈，当酸反应彻底后，再与水反应。

（2）金属钠与盐溶液的反应

钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，因钠先与水反应，然后再考虑生成的NaOH是否能与盐进一步发生复分解反应。

注意　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。

考点二　钠的氧化物——氧化钠和过氧化钠

1．氧化钠与过氧化钠的比较

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

与水反应的

化学方程式

Na2O＋H2O===2NaOH

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

与CO2反应的化学方程式

Na2O＋CO2===Na2CO3

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

与盐酸反应的化学方程式

Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O

2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑

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

（1）Na2O2的强氧化性

试剂

反应原理

现象

SO2气体

Na2O2＋SO2===Na2SO4

－

FeCl2溶液

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

红褐色沉淀

Na2SO3溶液

Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2NaOH

－

氢硫酸

Na2O2＋H2S===S↓＋2NaOH

溶液变浑浊

酚酞溶液

与水反应生成NaOH，Na2O2的强氧化性使之褪色

先变红后褪色

品红溶液

Na2O2的强氧化性使之褪色

红色褪去

（2）遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为O2。

（3）遇CO2、H2O、H＋则发生自身的氧化还原反应。

深度思考

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）氧化钠、过氧化钠均为碱性氧化物（　　）

（2）氧化钠、过氧化钠均为离子化合物（　　）

（3）1molNa2O2固体中含离子总数为4NA（　　）

（4）Na2O2溶于水产生O2的离子方程式为Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑（　　）

（5）Na2O2、Na2O组成元素相同，与CO2反应产物也相同（　　）

（6）Na2O2与H2O反应时，Na2O2既是还原剂又是氧化剂（　　）

答案　

（1）×　

（2）√　（3）×　（4）×　（5）×　（6）√

2．用双线桥分析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：

________________。

答案　

（1）Na2O2　O2　NaOH　

（2）NA（或6.02×1023）

3．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。

答案　①4Na＋O2===2Na2O

②Na2O＋H2O===2NaOH

③2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO3·10H2O

④Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O

题组一　过氧化钠的性质及应用

1．（2017·郑州高三调研）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

答案　B

解析　A项，燃烧的条件是达到着火点和具有助燃物质；B项，反应物中没有单质参加反应，不符合置换反应的定义；C项，Na2O2与CO2、H2O的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应；D项，Na2O2先和水反应生成O2和NaOH，NaOH再与Ca（HCO3）2反应产生沉淀CaCO3。

2．（2016·衡水中学模拟）下列反应与Na2O2＋SO2===Na2SO4相比较，Na2O2的作用相同的是（　　）

A．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

B．2Na2O2＋2SO3===2Na2SO4＋O2

C．Na2O2＋H2SO4===Na2SO4＋H2O2

D．3Na2O2＋Cr2O3===2Na2CrO4＋Na2O

答案　D

解析　题给反应中，Na2O2作氧化剂，SO2作还原剂。

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，Na2O2自身发生氧化还原反应，故A错误；2Na2O2＋2SO3===2Na2SO4＋O2，Na2O2自身发生氧化还原反应，故B错误；Na2O2＋H2SO4===Na2SO4＋H2O2，元素化合价没有发生变化，发生的是复分解反应，故C错误；3Na2O2＋Cr2O3===2Na2CrO4＋Na2O，Na2O2中氧元素由－1价变为－2价，Na2O2在反应中作氧化剂，故D正确。

3．某溶液中含有HCO

、SO

、CO

、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．CH3COO－B．SO

C．CO

D．HCO

答案　A

解析　Na2O2与水反应生成NaOH，HCO

＋OH－===CO

＋H2O，HCO

浓度减小，CO

浓度增大；SO

具有还原性，被Na2O2氧化，浓度减小；CH3COO－浓度几乎不变。

题组二　Na2O2与H2O、CO2反应的定量分析

4．（2016·宁德调研）往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠，然后各加入100mL水，搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是（　　）

A．甲＜乙＜丙＜丁B．丁＜甲＜乙＝丙

C．甲＝丁＜乙＝丙D．丁＜甲＜乙＜丙

答案　B

解析　

（1）甲、丁相比：

甲：

Na→NaOH　　消耗H2O，溶剂减少

丁：

NaOH无反应　　溶剂不变

故NaOH的质量分数：

甲>丁。

（2）乙、丙相比：

生成NaOH相等消耗H2O相等

溶剂相等故乙、丙溶液完全等同。

（3）乙、丙与甲相比

甲：

Na　　乙：

Na2O　　丙：

Na2O2

当它们物质的量相等时，甲（Na）所得NaOH是乙、丙（Na2O、Na2O2）所得NaOH物质的量的

，它们所消耗的水相等，故溶剂相等，因此甲的质量分数比乙、丙小。

5．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

转移的电子数

A

1mol

2NA

B

22.4L

1mol

C

106g

1mol

D

106g

2NA

答案　C

解析

由上述关系，不难得出C项正确；B项中未指明标准状况，错误。

6．200℃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．0.125molB．0.25mol

C．0.5molD．1mol

答案　C

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（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。

Na2O2与H2O、CO2的反应规律

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来气体体积的

，等于生成氧气的量，ΔV＝V（O2）＝

V

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（CO2）＝28g·mol－1×n（CO2），Δm（H2O）＝2g·mol－1×n（H2O）

考点三　碳酸钠与碳酸氢钠

1．Na2CO3和NaHCO3的性质

2．转化

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

深度思考

1．正误判断，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碳酸钠溶液（　　）

（5）可用Ca（OH）2鉴别Na2CO3和NaHCO3两种溶液（　　）

（6）用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时，不涉及化学变化（　　）

答案　

（1）×　

（2）√　（3）×　（4）√　（5）×　（6）×

2．仅用试管和胶头滴管，你能鉴别Na2CO3溶液和稀盐酸吗？

若能，简述原理。

________________________________________________________________________。

答案　能，利用滴加顺序不同，现象不同可区别Na2CO3溶液和稀盐酸

3．请设计实验方案，用50mL2mol·L－1NaOH溶液和足量的CO2气体，制取50mL1mol·L－1的Na2CO3溶液。

答案　将50mLNaOH溶液，等分成两份，一份通入过量的CO2，然后加热煮沸、冷却后与另一份混合，即可。

反应方程式可表示为

第一步：

NaOH＋CO2===NaHCO3

第二步：

NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O

题组一　Na2CO3、NaHCO3的鉴别和除杂

1．（2017·银川质检）纯碱和小苏打都是白色晶体，在日常生活中都可以找到。

若要在家中将它们区分开来，下面的方法中可行的是（　　）

A．在水杯中各盛相同质量的样品，分别加入等体积的白醋，观察反应的剧烈程度

B．分别用干净铁丝蘸取样品在煤气炉的火焰上灼烧，观察火焰颜色

C．将样品溶解，分别加入澄清石灰水，观察是否有白色沉淀

D．分别放在炒锅中加热，观察是否有残留物

答案　A

解析　碳酸钠与酸反应分步进行，首先反应产生碳酸氢钠和氯化钠，然后是碳酸氢钠与酸反应产生氯化钠、二氧化碳和水，产生气体，而碳酸氢钠中加入酸马上放出气体，所以根据反应放出气体的快慢就可迅速得到判断，A正确；纯碱和小苏打都是钠盐，焰色反应火焰都为黄色，所以无法区别二者，B错误；二者都能与氢氧化钙溶液发生反应产生碳酸钙白色沉淀，无法区别它们，C错误；碳酸钠稳定，受热不分解，碳酸氢钠不稳定受热分解产生碳酸钠、二氧化碳和水，也有固体残留物，所以无法区分二者，D错误。

2．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

答案　D

解析　Na2CO3和Na2SO4均能与Ba（OH）2反应，不能达到除杂的目的。

3．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，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

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_______________________