高中化学金属钠及其化合物讲义Word下载.docx

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[练习点点清]

1．钠与水反应时的现象中与钠的下列性质无关的是（　　）

A．钠的熔点低　　　　　　B．钠的密度小

C．钠的硬度小D．有强还原性

2．（2013·

郑州模拟）取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列现象描述正确的是（　　）

①金属先熔化　②在空气中燃烧，放出黄色火花　③燃烧后得白色固体　④燃烧时火焰为黄色　⑤燃烧后生成淡黄色固体物质

A．②⑤B．①②③

C．①④⑤D．④⑤

钠的重要化合物

1．氧化钠与过氧化钠的比较

氧化钠

过氧化钠

色态

白色粉末

淡黄色粉末

属性

碱性氧化物

过氧化物

电子式

Na＋[

]2－Na＋

氧的化合价

－2

－1

构成

存在Na＋、O2－离子

存在Na＋、O

离子

与H2O反应

Na2O＋H2O===2NaOH

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

与CO2反应

Na2O＋CO2===Na2CO3

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

用途

供氧剂、漂白、杀菌等

保存

隔绝空气

2．碳酸钠与碳酸氢钠的比较

Na2CO3俗名纯碱，水溶液呈碱性；

NaHCO3俗名小苏打，水溶液呈碱性，溶解度：

Na2CO3>

NaHCO3。

（1）NaHCO3加热分解的化学方程式：

2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑。

（2）完成下列①～③的离子方程式：

①加入过量盐酸：

Na2CO3：

CO

＋2H＋===H2O＋CO2↑，

NaHCO3：

HCO

＋H＋===H2O＋CO2↑；

②加入过量澄清石灰水

＋Ca2＋===CaCO3↓，

＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O；

③向Na2CO3溶液中通入CO2：

＋H2O＋CO2===2HCO

。

（1）Na2O固体中阳离子（Na＋）、阴离子（O2－）的数目比为2∶1，Na2O2固体中阳离子（Na＋）、阴离子（O

）的数目比也是2∶1。

（2）Na2O不如Na2O2稳定，加热时，Na2O易转化为Na2O2。

（3）Na2O2与H2O的反应是放热反应，生成的气体能使带火星的木条复燃，滴入酚酞后溶液变红色，随即红色又褪去。

（4）Na2O2具有强氧化性，能氧化Fe2＋、SO

、S2－等。

（5）除去固体Na2CO3中少量NaHCO3的方法是加热至固体质量不再变化；

除去NaHCO3溶液中少量Na2CO3的方法是通入足量CO2；

除去Na2CO3溶液中少量NaHCO3的方法是加入适量NaOH。

（6）金属钠着火，不能用水、泡沫灭火器灭火，原因是钠可与水反应，Na2O2会与CO2反应，均会加剧火情。

3．下列推断正确的是（　　）

A．1molNa2O2与水反应，转移电子1mol

B．Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应的产物也相同

C．钠能与氧气和水反应，钠暴露在空气中最终的产物是NaOH

D．将Na2O2加入酚酞试液中，得到红色溶液

焰色反应与碱金属元素

1．焰色反应

定义

很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应

实验步骤

火焰的

Na：

黄色，K：

紫色（观察时要透过蓝色钴玻璃）

2．碱金属元素

（1）物理性质：

密度

熔沸点

（铯略带金色光泽）

Li→Cs：

呈增大趋势，

但ρ（K）<

ρ（Na）

逐渐

降低

（2）化学性质：

钾与水反应的化学方程式为：

2K＋2H2O===2KOH＋H2↑。

（1）焰色反应是物理变化，是金属元素的性质，既可以是单质，也可以是化合物，如不论灼烧Na2CO3、NaCl、Na2SO4还是钠的单质，均发出黄色火焰。

（2）在中学化学实验中要求掌握钠、钾的焰色反应。

K＋的火焰颜色必须透过蓝色钴玻璃观察，以防止Na＋对其造成干扰。

（3）锂与O2不论是在常温还是在加热条件下反应均生成Li2O而不是Li2O2。

（4）钠、钾保存在煤油中，锂保存在石蜡中。

4．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，下列各判断正确的是（　　）

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＋

5．碱金属钫（Fr）具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是（　　）

A．在碱金属元素中它具有最大的原子半径

B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物

C．它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱

D．它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸

——————————

————

1.必记2种颜色：

Na2O2——淡黄色，钠元素焰色——黄色。

2.掌握5类反应：

①钠与非金属（O2、Cl2）的反应；

②钠与水、酸、盐溶液的反应；

③Na2O2与H2O、CO2的反应；

④Na2CO3与盐酸、CO2（H2O）的反应；

⑤NaHCO3热分解及与盐酸的反应。

3.熟记5个字：

钠与水（滴有酚酞）反应的现象——“浮、熔、游、响、红”。

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[考点一　过氧化钠与水、二氧化碳的反应][动态课件见光盘]

学前提问

1．7.8gNa2O2与足量的H2O或CO2反应，转移电子的物质的量是多少？

2．2.1gCO和H2的混合气体在O2中完全燃烧，将生成物与足量的Na2O2固体充分反应，固体质量增加了多少？

3．将5.6L（标准状况）的CO2气体迅速通过一定量的Na2O2固体后得到4.48L（标准状况）气体，你能确定这4.48L气体的成分及体积吗？

4．将1molNa2O2与2molNaHCO3固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体后冷却，残留的固体物质是什么？

Na2O2与CO2和H2O反应的“五大关系”

Na2O2与H2O、CO2反应的化学方程式：

2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2

2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑

（1）物质的量的关系：

2CO2～O2　2H2O～O2

即无论是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：

2CO2～O2～ΔV　2H2O～O2～ΔV

即CO2和水蒸气的混合气体（或单一气体）通过足量Na2O2，气体体积的减少量等于原混合气体体积的一半且等于生成氧气的体积。

（3）电子转移关系：

2CO2～2Na2O2～O2～2e－　2H2O～2Na2O2～O2～2e－

即当Na2O2与CO2、H2O反应时，转移的电子的物质的量与参加反应的Na2O2的物质的量相同，是生成O2的物质的量的2倍。

（4）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（实际上两反应不能发生）。

（5）反应先后顺序关系：

一定量Na2O2与一定量CO2和H2O（g）的混合物反应时，可视作Na2O2先与CO2反应，等CO2反应完成后，Na2O2再与H2O（g）发生反应。

[例1]　[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

C

106g

D

2NA

1．200℃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．5.8　　　　　　　B．11.6

C．23.2D．46.4

吉林省实验中学模拟）在一密闭容器中有HCHO、H2和O2混合气体共20g，放入足量的Na2O2用电火花引燃，使其完全反应，Na2O2增重8g，则原混合气体中O2的质量分数是（　　）

A．40%　　　　　　　　　　B．33.3%

C．60%D．36%

[考点二　Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应情况的比较][动态课件＋flash演示见光盘]

1．仅用试管和胶头滴管，你能鉴别Na2CO3溶液和稀盐酸吗？

2．往等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中滴加等浓度的盐酸，哪种物质放出CO2的速率快？

3．等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的盐酸反应，哪种物质放出的CO2多？

哪种物质消耗的盐酸多？

4．标准状况下，将2.24LCO2通入100mL、1.5mol/L的NaOH溶液中充分反应，所得溶液中溶质的成分是什么？

用数形结合思想解答Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应。

（1）向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，开始无明显现象，后有无色气体放出：

＋H＋===HCO

、HCO

＋H＋===H2O＋CO2↑。

（2）向盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液，开始即有无色气体放出：

＋2H＋===H2O＋CO2↑。

（3）Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图像：

①向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的物质的量与产生CO2的物质的量的关系如图1所示；

②向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的物质的量与产生CO2的物质的量的关系如图2所示；

③向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的物质的量与产生CO2的物质的量的关系如图3所示（设NaOH、Na2CO3的物质的量之比为1∶1）；

④向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的物质的量与产生CO2的物质的量的关系如图4所示（设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为1∶1）。

[例2]　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（　　）

3．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________。

（2011·

北京高考）下列实验方案，能否测定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。

Na2CO3和NaHCO3的热稳定性。

　鉴别碳酸钠和碳酸氢钠

[高考源于教材]

Na2CO3和NaHCO3的性质是元素化合物的重要内容，特别是NaHCO3的热稳定性更是高考的常考点；

教材中通过测量Na2CO3和NaHCO3溶液的酸碱性、比较两者的热稳定性以及两者与盐酸的反应等实验详细地介绍了Na2CO3和NaHCO3性质的差异。

要求学生掌握Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法。

而高考却将这一知识点迁移到Na2CO3和NaHCO3混合物质量分数的测定，NaHCO3与Na2O2固体混合物在密闭容器中的反应及产物的确定等内容，着重考查了学生设计实验方案及运用知识解决实际问题的能力。

[迁移·

发散·

整合]

一、高考还可能这样考

1．能否用澄清的石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液？

2．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？

3．如何除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3杂质？

4．取agNa2CO3和NaHCO3的混合物与足量的稀H2SO4反应，将逸出的气体用碱石灰吸收，增重bg，该方案能否测定混合物中Na2CO3的质量分数？

5．取agNa2CO3和NaHCO3的混合物与足量Ba（OH）2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得到bg固体，该方案能否测定混合物中Na2CO3的质量分数？

二、相关实验知识归纳

鉴别Na2CO3和NaHCO3的方法

NaHCO3

①加热

不分解

分解产生使澄清石灰水变浑浊的气体

②与酸反应的速率

慢

快

③与酸互滴

现象与滴加顺序有关

现象与滴加顺序无关

④滴加盐溶液

加CaCl2产生白色沉淀

加CaCl2无明显现象

⑤溶液的碱性

物质的量浓度相同时，pH大的是Na2CO3溶液，小的是NaHCO3溶液；

滴加酚酞，红色深的是Na2CO3溶液，浅的是NaHCO3溶液

[随堂基础落实]

1．（2013·

漳州模拟）跟Na、Na2O、Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3六种物质都能发生反应的是（　　）

A．H2O　　　　　　　　　B．CO2

C．H2SO4D．Ca（OH）2

2．如图所示，若锥形瓶内是水，分液漏斗内的液体也是水，向烧杯内滴加水时，发现U形管内液体右移，静止后液面左边低于右边，则烧杯内的物质是（　　）

A．过氧化钠　　　　B．碳酸氢钠

C．铝D．铁

3．（2013·

盐城模拟）下列关于钠及其化合物的叙述正确的是（　　）

A．将足量的Na2O2和Na2O分别加入酚酞试液中，最终溶液均为红色

B．用钠与空气反应制纯净的Na2O2，空气必须经过碱石灰处理后，才能与钠反应

C．钠与钠离子都具有强还原性

D．在Na2O2与CO2的反应中，氧化剂是Na2O2，还原剂是CO2

4．有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是（　　）

方案

操作

判断

分别加入澄清石灰水

产生沉淀者为Na2CO3

分别加入等浓度的稀盐酸

反应较剧烈者为Na2CO3

分别加入CaCl2溶液

逐渐加入等浓度的盐酸

立即产生气泡者为Na2CO3

课下作业

一、选择题（本题包括10小题，每小题5分，共50分）

1．下列物质露置于干燥的空气中，不发生变化的是（　　）

A．Na2O　　　　　　　　B．Na2O2

C．NaHCO3D．Na2CO3·

龙岩模拟）现有一块金属钠露置于空气中一段时间，为检验该固体是否部分变质为碳酸钠，先将固体样品溶解于水得到溶液，并采取下列措施，其中可以实现实验目的的是

（　　）

A．测所得溶液的pH

B．取溶液少量，向其中滴入酚酞观察溶液是否变红

C．取溶液少量，向其中加入盐酸观察是否有气泡产生

D．取溶液少量，向其中加入CuSO4溶液，观察是否有沉淀产生

3．下列各组物质混合后，只能生成一种含钠化合物的是（　　）

A．Na2CO3溶液、盐酸B．NaOH溶液、CO2

C．NaHCO3溶液、石灰水D．Na2O2、CO2

4．（2013·

菏泽模拟）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。

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

5．（2012·

济南模拟）下列对一些事实的理论解释正确的是（　　）

选项

客观事实

理论解释

Na＋比Na原子稳定

Na＋最外电子层有8个电子而Na只有1个

熔化状态下NaCl能导电而NaCl晶体不能导电

熔化状态下的NaCl中存在离子而NaCl晶体中没有离子

钾原子比钠原子更易失去电子

钾的核电荷数比钠的多

纯碱溶液能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝色

纯碱能电离出OH－而使石蕊试纸变蓝色

6．（2012·

济南联考）为除去括号内的杂质，下列各选项中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），将混合物在空气中加热

D．Na2CO3溶液（Na2SO4），加入适量的Ba（OH）2溶液，过滤

7．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是（　　）

陈述Ⅰ

陈述Ⅱ

碳酸钠溶液可用于治疗胃病

Na2CO3可与硫酸反应

Ⅰ对，Ⅱ对，有

将Na2O2加入酚酞试液中，酚酞变红色

Na2O2与水反应生成氢氧化钠

Ⅰ对，Ⅱ错，无

金属钠保存在煤油中，以隔绝空气

常温下，金属钠在空气中会生成过氧化钠

过氧化钠可用作航天员的供氧剂

Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2

8．（2013·

杭州质检）下列化学实验事实及其解释不正确的是（　　）

A．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

B．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

C．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

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CO2反应

9．用下图所示实验装置进行相关实验探究，其中装置不合理的是（　　）

A．鉴别纯碱与小苏打

B．证明Na2O2与水反应放热

C．证明Cl2能与烧碱溶液反应

D．探究钠与Cl2反应

10．（2013·

保定市高三模拟）100mL1mol·

L－1的Ca（HCO3）2溶液中，放入2.3g金属钠充分反应后，有关物质的物理量正确的一组是（NA表示阿伏加德罗常数）（　　）

生成CaCO3

溶液中HCO

H2

0.1NA

11.2L

10g

0.05NA

二、非选择题（本题包括4小题，共50分）

11．（9分）如图表示A～E五种物质间的相互转化关系，其中A为淡黄色固体，B为单质。

回答下列问题：

（1）写出各物质的化学式：

A________B________C________D________E________。

（2）写出B→C、D→E反应的离子方程式：

B→C：

_____________________________________________________________；

D→E：

____________________________________________________。

12．（13分）某研究性学习小组为探究碳酸钠和碳酸氢钠两种物质的性质和用途，进行了如下图所示实验：

（1）若用实验Ⅳ来验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，则试管B中装入的固体最好是________________，实验现象是____________________。

（2）若用实验来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种固体，能达到实验目的的是________（填装置序号）。

其中能够说明泡沫灭火器中选择碳酸氢钠与酸反应制CO2而不选择碳酸钠的实验是________。

（3）若测定Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3的质量分数，Ⅲ能否达到实验目的？

若能，请说明其计算所需的数据________；

若不能，请简要说明理由____________________________。

13．（12分）在200mL1mol·

L－1的NaHCO3溶液中，加入一定量X（X为由前20号元素组成的单质或化合物），恰好使其转化为只含Na2CO3溶质的溶液，实现转变的物质X有多种，请填写下表空格（表格中的物质不能重复）：

编号

1

2

3

4

X的化学式

Ca（OH）2

X的类别

单质

氧化物

离子化合物

加入X的物质

的量（mol）

0.1

0.2

14．（16分）某化学兴趣小组在一次实验活动中发现钠能在CO2中燃烧，他们对钠在CO2气体中燃烧后生成的白色物质进行了如下探究：

[实验]　将燃烧的钠迅速伸入到盛满CO2的集气瓶中，钠在其中继续燃烧至完全，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上附着白色物质。

[提出假设]　燃烧后瓶壁上附着的白色物质是什么？

假设1：

白色物质是Na2O。

假设2：

白色物质是Na2CO3。

假设3：

__________________________________。

[设计实验方案，验证假设]

实验方案

实验操作

实验现象

结论

方案1

取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液

溶液变成红色

白色物质是Na2O

方案2

①取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入适量BaCl2溶液

有白色沉淀生成

白色物质是Na2CO