高中化学知识点钠及其化合物 碱金属文档格式.docx

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HCO

＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O

Ca（OH）2少量：

Ca2＋＋2OH－＋2HCO

===CaCO3↓＋CO

＋2H2O

③NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O

④2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O

　碱金属和焰色反应

1．碱金属元素

（1）物理性质：

导电导热性

密度

熔沸点

银白色（铯略带金色光泽）

良好

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

2．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的颜色，属于物理变化，属于元素的性质，应用于检验某些元素的存在。

（2）常见元素的焰色

钠元素：

黄色；

钾元素：

浅紫色（透过蓝色钴玻璃）。

（3）操作步骤

铂丝

火焰无色―→蘸取待测物

观察火焰颜色

注意：

洗涤铂丝用稀HCl溶液洗涤，然后在火焰上灼烧，火焰为无色，说明铂丝洗净。

1．易误诊断（正确的打“√”，错误的打“×

”）。

（1）钠是一种强还原剂，在自然界中只能以化合态存在（　　）

（2）钠能把FeSO4溶液中的Fe置换出来（　　）

（3）钠与O2反应只能生成Na2O2（　　）

（4）潜水艇紧急情况下可以用Na2O2作供氧剂（　　）

（5）Na2O和Na2O2均为碱性氧化物（　　）

（6）澄清石灰水可用于鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液（　　）

（7）Na2CO3比NaHCO3稳定可根据反应2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O证明（　　）

（8）Na、NaOH、Na2O、Na2CO3的焰色反应相同（　　）

（9）K、Li与O2反应也只能生成两种氧化物（　　）

（10）碱金属的还原性Li<

Na<

K<

Rb<

Cs（　　）

【答案】　

（1）√　

（2）×

　（3）×

　（4）√　（5）×

　（6）×

　（7）√　（8）√　（9）×

　（10）√

2．写出下列反应的离子方程式

（1）Na与H2O反应：

__________________________________________________。

（2）Na2O2与H2O反应：

________________________________________________。

（3）Na与CuSO4溶液反应：

_____________________________________________。

（4）Na2CO3溶液中逐滴滴入稀盐酸至过量：

_____________________________。

【答案】　

（1）2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑

（2）2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑

（3）2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu（OH）2↓＋2Na＋＋H2↑或2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，Cu2＋＋2OH－===Cu（OH）2↓

（4）CO

＋H＋===HCO

，HCO

＋H＋===CO2↑＋H2O

3种颜色：

Na2O2—淡黄色，钠元素焰色—黄色、钾元素焰色—紫色。

3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。

4个性质：

NaOH的化学性质—指示剂变色；

与酸性氧化物反应；

与酸反应；

与盐反应。

5个字：

钠与水（滴有酚酞）反应的现象——“浮、熔、游、响、红”。

1个转化关系：

钠及其氧化物性质及应用

1.钠的主要性质

（1）金属钠与酸溶液的反应

Na与水反应的实质是Na置换H2O电离出的H＋。

酸溶液中H＋主要由酸电离得到，所以Na投入到酸溶液中时，首先与酸反应，且比在纯水中反应剧烈，只有当酸反应完全后，剩余的钠才与水反应。

（2）钠与盐溶液反应

①钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，这是因为金属阳离子在水中一般是以水合离子的形式存在，即金属离子周围有一定数目的水分子包围着，不能和钠直接接触，因而是钠先与水反应，然后是生成的碱与盐的反应。

②工业上在850℃，钠与熔融状态的KCl反应可以制取金属钾：

Na（l）＋KCl（l）

NaCl（l）＋K（g），反应能发生是因为在此温度下，体系中只有钾是气体，能从体系中逸出。

2．Na2O2的主要性质

（1）Na2O2的强氧化性

①投入FeCl2溶液，生成红褐色沉淀[Fe（OH）3]。

②投入酚酞溶液中，先变红后褪色。

③投入品红溶液中，红色褪去。

④Na2O2与SO2反应生成Na2SO4。

（2）Na2O2与CO2或H2O反应均生成O2，在这两反应中Na2O2均既作氧化剂又作还原剂。

　下列叙述或化学用语正确的是________（填字母）。

A．（2013·

新课标全国卷Ⅱ）钠与CuSO4溶液反应的离子方程式为2Na＋Cu2＋===Cu＋2Na＋

B．（2013·

广东高考）1molNa被完全氧化生成Na2O2，失去2NA个电子

C．（2013·

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

D．（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，其反应为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

E．（2012·

广东高考）Na2O2用作呼吸面具的供氧剂

F．（2010·

安徽高考）将0.01mol的Na2O和Na2O2分别加入100mL蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度相同（溶液体积变化忽略）

【解析】　A项，Na与盐溶液反应是先与水反应，不能置换出Cu，错误；

B项，1molNa只能失去NA个电子，错误；

C项，离子方程式不守恒，错误；

D项，Na2O2放置在潮湿的空气中，Na2O2先和水反应生成NaOH固体，NaOH固体吸水形成白色粘稠物，再与空气中的CO2反应。

E项，Na2O2与呼出的CO2和H2O反应生成O2。

F项，根据反应Na2O＋H2O===2NaOH，Na2O2＋H2O===2NaOH＋

O2↑可知，生成NaOH物质的量相同，浓度也相同。

【答案】　EF

考向1　钠的性质及应用

1.

（2014·

山东省实验中学高三模拟）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

【解析】　红色物质为Cu，即2Na＋CuSO4===Na2SO4＋Cu。

【答案】　C

考向2　过氧化钠的性质

2．向下列物质的溶液中加入一定量的Na2O2固体，不出现浑浊现象的是（　　）

A．MgCl2溶液　　　　　B．Ca（HCO3）2稀溶液

C．K2SO3溶液D．FeCl2溶液

【解析】　加入MgCl2溶液中生成Mg（OH）2沉淀，加入FeCl2溶液中能将Fe2＋氧化成Fe3＋，最终生成Fe（OH）3沉淀；

加入Ca（HCO3）2稀溶液中可生成CaCO3沉淀；

加入K2SO3溶液中可将其氧化为K2SO4，但没有沉淀生成。

Na2O2与H2O、CO2反应的五大关系计算

　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

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，气体体积的减少量等于原混合气体体积的

且等于生成氧气的体积。

3．电子转移关系

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

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）。

故凡分子组成符合（CO）m（H2）n　（m＝0，1，2……，n＝0，1，2……），Wg该物质在O2中完全燃烧将其产物（CO2，H2O气）通入过量Na2O2固体中，固体增重Wg。

5.先后顺序关系

一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O（g）的混合物的反应，可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O发生反应。

　（2014·

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%

【解析】　根据2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；

可以固体增重的组成为CO和H2，根据题意可知HCHO和H2的质量为8g，O2的质量为20g－8g＝12g，故w（O2）＝

×

100%＝60%。

Na2O2增重的规律

Wg物质在O2中完全燃烧，将其产物（CO2、H2O）通入足量Na2O2固体中①若物质组成为（CO）m（H2）n（m＝0，1，2……；

n＝0，1，2，……），Na2O2增重Wg，②若物质组成为（CO）m（H2）nOx，Na2O2增重小于Wg，③若物质组成为Cx（CO）m（H2）n，Na2O2增重大于Wg。

考向1　物质的量、电子转移的计算

3．（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

【解析】　2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　转移电子

1mol1mol　1mol（106g）　1mol（NA）

B项，常温常压下22.4LCO2的物质的量不是1mol。

【答案】　AC

考向2　CO2、H2O与Na2O2反应的先后及其计算

4．（2014·

东北三校一模）amolNa2O2和bmolNaHCO3固体混合后，在密闭容器中加热到250℃，使其充分反应，当排出O2和H2O的物质的量之比为1∶1时，a∶b为（　　）

A．1∶1　　　B．1∶2　　　C．2∶3　　　D．2∶1

【解析】　该容器中先后发生了三个反应：

2NaHCO3

Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑、2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O（g）===4NaOH＋O2，bmolNaHCO3产生bmol混合气体，amolNa2O2消耗amol混合气体，剩余（b－a）molH2O、产生a/2molO2，有a/2∶（b－a）＝1∶1解得a∶b＝2∶3，C项正确。

Na2CO3、NaHCO3与酸的反应和鉴别

1.Na2CO3、NaHCO3与酸反应的比较

（1）与等浓度盐酸反应的规律

①放出CO2快慢：

NaHCO3>

Na2CO3

②混合物反应先后顺序

因CO

结合H＋更容易，所以Na2CO3先反应生成NaHCO3，然后NaHCO3与H＋再反应。

③与足量盐酸反应耗酸量的比较

等质量的Na2CO3和NaHCO3，前者耗酸量多；

等物质的量的Na2CO3和NaHCO3，前者耗酸量多。

④与足量盐酸反应生成CO2量的比较

等质量的Na2CO3和NaHCO3，后者生成CO2量多；

等物质的量的Na2CO3和NaHCO3，两者生成CO2量一样多。

（2）两种情况下NaHCO3的量与生成CO2的量的关系

①受热分解时

2n（NaHCO3）～n（CO2）

②与酸反应时

NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O

n（NaHCO3）～n（CO2）

2．Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法

Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸

反应原理：

第一步：

Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3（无气体）

第二步：

NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O（有气体）

因此Na2CO3溶液与盐酸可用互滴法鉴别。

　100mL0.6mol·

L－1碳酸钠溶液和200mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是（　　）

A．0.8mol·

L－1B．0.6mol·

L－1

C．0.5mol·

L－1D．0.3mol·

【解析】　将盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中，开始发生反应Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，待Na2CO3消耗尽时发生反应NaHCO3＋HCl===CO2↑＋H2O＋NaCl，故要有气体产生，盐酸的物质的量应大于Na2CO3的物质的量；

而滴加顺序不同，产生气体体积不同，则盐酸的物质的量应小于Na2CO3物质的量的2倍。

综上分析0.06mol<

n（HCl）<

0.12mol。

考向1　Na2CO3与NaHCO3的性质比较

5．（2009·

全国Ⅱ高考）下列叙述中正确的是（　　）

A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成

B．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

C．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

D．向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3结晶析出

【解析】　A项，CaCO3与CO2、H2O反应生成的Ca（HCO3）2与NaHCO3不反应。

B项，向Na2CO3溶液中滴加等物质的量的HCl时，发生反应：

CO

，不生成CO2。

C项，等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应时，NaHCO3产生的CO2多。

D项，向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时，发生反应：

Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，反应中消耗H2O，且生成的NaHCO3溶解度小，故NaHCO3会结晶析出。

【答案】　D

考向2　Na2CO3与NaHCO3的鉴别

6．（2014·

扬州模拟）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，如图所示。

（1）只根据图Ⅰ所示实验，不能够达到实验目的的原因是

__________________________________________________________。

（2）图Ⅱ、Ⅲ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为_____________________________________。

（3）若用实验Ⅱ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（填化学式）____________________。

【解析】　

（1）NaHCO3、Na2CO3都与盐酸反应放出CO2，不能达到目的。

（2）Ⅱ、Ⅲ都是利用NaHCO3的不稳定性进行鉴别。

（3）试管B装入碳酸氢钠，试管A装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠很不稳定。

【答案】　

（1）无论是Na2CO3还是NaHCO3均可以与盐酸反应产生CO2，两者的现象一样，故达不到鉴别目的

（2）2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O

（3）NaHCO3

考向3　有关Na2CO3、NaHCO3的定量计算

7．

（1）①纯净的Na2CO3ag　②Na2CO3与NaHCO3的混合物ag　③纯净的NaHCO3ag，按要求回答下列问题：

A．分别与盐酸完全反应时，耗酸量从大到小的顺序为____________。

B．分别和盐酸完全反应时，放出CO2气体的量从大到小的顺序为____________。

C．分别溶于水，再加入足量的澄清石灰水，生成沉淀的质量从大到小的顺序为____________。

D．分别配成等体积的溶液，c（Na＋）的浓度从大到小的顺序为____________。

（2）将agNa2CO3和NaHCO3的混合物充分加热，其质量变为bg，则Na2CO3的质量分数为____________。

（3）若将问题

（1）中的等质量改为等物质的量，回答上述A、B、C、D四问。

【答案】　

（1）A.①>

②>

③　B．③>

①　C．③>

①　D．①>

③　

（2）

100%

（3）A.①>

③　B．①＝②＝③　C．①＝②＝③

D．①>

③

Na2CO3与NaHCO3的鉴别

高考母题

　判断正误（正确的打“√”，错误的打“×

（1）（2013·

福建高考）用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体（　　）

（2）（2013·

新课标全国卷Ⅰ）侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异（　　）

（3）（2013·

广东高考）因溶解度：

CaCO3<

Ca（HCO3）2，故溶解度：

Na2CO3<

NaHCO3（　　）

（4）（2012·

重庆高考）NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3（　　）

【解析】　

（1）NaHCO3比Na2CO3热稳定性差，故可利用加热分解的方法区分二者；

（2）侯氏制碱法原理是NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，利用NaHCO3溶解度小的性质；

（3）溶解度：

Na2CO3>

NaHCO3；

（5）NaHCO3比Na2CO3热稳定性差。

【答案】　

（1）√　

（2）√　（3）×

　（4）×

教材溯源

（人教必修1P56）

如图所示，分别用Na2CO3和NaHCO3做实验，观察现象。

鉴别碳酸钠和碳酸氢钠

命题展望

Na2CO3和NaHCO3是钠的两种重要化合物，应用广泛，二者的鉴别和性质是高考的热点。

高考还可能从下面几点设计命题角度：

1．如何除去Na2CO3固体中的NaHCO3杂质？

【提示】　加热法。

2．能否用Ba（OH）2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液？

写出离子方程式。

【提示】　否；

Ba2＋＋CO

===BaCO3↓，2HCO

＋Ba2＋＋2OH－===BaCO3↓＋CO

＋2H2O。

3．如何除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3杂质？

【提示】　向溶液中通入足量的CO2气体，CO

＋CO2＋H2O===2HCO

。

4．同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液，可以用酚酞鉴别吗？

【提示】　可以。

5．侯氏制碱法的工艺过程中应用了什么原理？

【提示】　物质溶解度的差异。

6．某溶液中加入盐酸产生使石灰水变浑浊的气体，则该溶液中一定含有CO

吗？

【提示】　不一定，可能含HCO

、SO

、HSO