高中化学58个精讲4钠及其化合物的性质文档格式.docx
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钠与氧气的反应
图2—9
2Na＋O2
Na2O2，2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑
①玻璃管中装的钠不能太大，太大反应太剧烈，会将玻璃管炸裂．
②反应开始时，即钠熔成小球后要稍稍倾斜玻璃管，但是角度不能太大，以防止钠从玻璃管中脱出．并能保证空气疏通从而观察到明显现象．
③在取钠时要将其表面的氧化物用小刀除去，用纯钠进行实验．因为表面被氧化的钠在受热熔化后，钠表面会有一层黑色而影响实验现象的观察．
④加热时间不能太长，否则钠与O2迅速反应、燃烧起来，现象就不是很明显了．
⑤盛Na2O2的小试管要干燥．
（4）实验现象
钠熔成小球，先变成白色后变成淡黄色固体，淡黄色固体遇水放出使带火星木条复燃的气体．
（5）实验结论
钠熔点低，与O2加热反应生成Na2O2，Na2O2遇水生成O2．
二、NaHCO3的分解
①用一干燥大试管，装入NaHCO3粉末．（大约占试管容积1/6）
②将大试管用带导气管的单孔塞塞紧．并将大试管固定在铁架台上，且试管口稍向下倾斜．
③大试管上的导气管另一端插入到盛有澄清石灰水的试管中．
④用酒精灯加热，先均匀受热，然后固定在药品多的部位加热．
⑤当试管中产生气体减少时，先把导管从澄清石灰水中拿出来，再熄灭酒精灯
（2）反应原理2NaHCO3
Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑
①装药品时，应将药品倾斜地铺在试管底部，以便于受热．
②固定大试管时，应夹在其中上部（离管口1/3处）且要使试管口略向下倾斜．防止反应生成的水冷却回流而将试管炸裂．
③当试管中产生气体减少时，若停止实验，应先将导气管从石灰水中取出来，再撤去酒精灯停止加热，否则，会使石灰水倒吸而引起试管炸裂．
澄清石灰水变浑浊，大试管内壁有水生成．
NaHCO3受热易发生分解反应．
三、Na2CO3和NaHCO3与酸的反应
（1）实验步骤
图2—10
（2）反应原理
Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑或CO
＋2H＋＝H2O＋CO2↑
NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2↑或HCO
＋H＋H2O＋CO2↑
使用的盐酸浓度不能太大，否则生成的气泡太多太迅速而溢出试管．
（4）实验现象和结论
两者都与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的气体，但NaHCO3与盐酸反应更剧烈．
三．实验思考
1．若钠、钾等碱金属在空气中失火，可否用水或CO2灭火，为什么?
用什么灭火效果好?
答案：
钠、钾等碱金属失火不能用水灭火，因为它们与水反应剧烈，且产生易燃气体H2，易导致爆炸发生；
也不能用CO2灭火，因为Na、K有还原性，能夺去CO2中的氧继续燃烧．
钠、钾失火可用沙土、抹布扑灭或盖灭．
2．万一被钠灼伤了皮肤，应该怎么办?
万一被钠灼伤了皮肤，应先用稀醋酸洗涤，然后再涂上3%～5%的硼酸溶液．情况严重者速到医院烧伤科救治．
3．用稀盐酸与Na2CO3还是NaHCO3制作的灭火器灭火效果好，有哪些优点?
用稀盐酸与NaHCO3制作的灭火器灭火效果好．优点有二：
①产生气体速度快，②产生气体CO2多．
4．实验室中做固体受热生成气体反应的实验注意事项有哪些?
实验室固体受热生成气体的装置都可用制O2装置．注意事项：
①试管应夹持在其中上部（或离管口1/3处）；
②试管口应略向下倾斜，因为实验室中的药品不是很干燥，加热时有水生成，或固体反应时生成水，若不略向下倾斜会使水倒流把试管炸裂；
③受热时先均匀加热试管底部，然后固定在药品集中的部位加热．
5．焰色反应操作的注意事项有哪些？
（1）所用火焰本身的颜色要浅，以免干扰观察．
（2）蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色，同时熔点要高，不易被氧化．用铂丝效果最好，也可用铁丝、镍丝、钨丝等来代替铂丝．但不能用铜丝，因为它在灼烧时有绿色火焰产生．
（3）金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净，然后在火焰上灼烧至无色，以除去能起焰色反应的少量杂质．
（4）观察钾的焰色时，要透过蓝色的钴玻璃片，因为钾中常混有钠的化合物杂质，蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰，以看清钾的紫色火焰．
四．知识网络
3．例题精讲
【】下列关于钠的说法不正确的是[]
A、金属钠和氧气反应，条件不同，产物不同
B、钠钾合金通常状况下呈液态，可作原子反应堆的导热剂
C、钠的化学活泼性很强，少量的钠可保存在有机溶剂
中
D、由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动顺序表中钠后面的金属
【】将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是[]
A、
B、
C、
D、
【】用金属钠制取
通常采用下法：
，试说明不采用钠在氧气中燃烧而用此法制取
的原因：
解析钠在氧气中燃烧将生成
，而题示反应有
生成，在氮气流中
就不会被进一步氧化成
。
【】将4.6g钠与1.6g硫粉迅速混合起来，并放在石棉网上加热，反应后生成的固体是[]
A、黄色固体混合物B、硫与硫化钠
C、过氧化钠与硫化钠D、氧化钠与硫化钠
【】A、B、C、D、E五种物质都含有同一元素，它们按下图所示关系相互转化，已知A为单质。
（1）写出A～E的化学式
（2）分别写出有关反应的化学方程式，其中属于氧化还原反应的，请标出电子转移的方向和数目
①A→B：
________②A→C：
________③A→D：
________
④C→D：
________⑤C→E：
________⑥D→E：
【】2.1g
和
组成混合气体与足量的
充分反应后，立即通入足量的
固体中，固体质量增加[]
A、2.1gB、3.6gC、7.2gD、不可确定
【】根据图示回答，经数小时后，U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况（实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响）[]
A、A处上升，B处下降B、A、B两处都下降
C、A处下降，B处上升D、A、B两处都不变
【】苏打和小苏打有着广泛应用，试从反应物用量角度说明，在下列用途中选（A）苏打，还是（B）小苏打，并说明原因。
（1）做面条时防止面粉较长时间储存变酸味，常加入适量的碱面，选用________，因为________。
（2）作为泡沫灭火器的药品，选用________，因为________。
（3）用于洗涤餐具及实验室的玻璃仪器等，选用________，因为________（提示：
二者水溶液均显碱性，且苏打的碱性强）。
（4）治疗胃酸过多时，选用________，因为________。
【】某干燥粉末可能由
、
中的一种或几种组成。
将该粉末与足量的盐酸反应，有气体X逸出，X通过足量的
溶液后体积缩小（同温、同压下测定）。
若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量，下列判断正确的是[]
A、粉末中一定有
，
B、粉末中一定不含有
C、粉末中一定不含有
D、无法肯定粉末里是否含有
4．实战演练
1.46g金属钠在空气中充分燃烧得到淡黄色粉末，该粉末与足量的水反应放出气体的体积是（标准状况下） （ ）
A．44.8L B．11.2L C．22.4L D．5.6L
2．氢化钠（NaH）是一种白色的离子晶体，其中钠是+1价。
NaH与水作用放出氢气，下列叙述中正确的是 （ ）
A．NaH在水中显酸性B．NaH中氢离子的电子层排布与氦原子相同
C．NaH中氢离子半径比锂离子半径大D．NaH中氢离子可被还原成氢气
3．下列物质的溶液既能与H+反应，又能与OH-反应的是 （ ）
A．MgSO4 B．Na2CO3 C．NaHCO3 D．（NH4）2SO4
4．将一小块金属钾投入下列物质的溶液中，既能放出气体，又有沉淀析出的是 （ ）
A．MgCl2 B．BaCl2
C．CuCl2 D．NaHCO3
5．下列关于碱金属的叙述中，正确的是 （ ）
A．碱金属都可以保存在煤油中
B．碱金属与水反应均漂浮在水面上
C．碱金属在空气中加热均可生成多种氧化物
D．碱金属的硬度小、密度小、熔点低
6．下列关于纯碱晶体（Na2CO3·
10H2O）的叙述中，错误的是（ ）
A．将晶体放置在空气中质量会减轻
B．加热晶体则生成NaHCO3
C．Na2CO3可作为干燥剂使用
D．晶体溶于水后呈碱性
7．相同质量的Na、Mg、Al分别与过量的盐酸反应，在相同条件下置换出H2的体积比是 （ ）
A．36∶69∶92 B．23∶12∶9
C．1∶2∶：
3 D．9∶12∶23
8．有关镁的下列叙述中错误的是 （ ）
A．能与NH4Cl溶液作用放出氢气
B．与冷水剧烈反应，生成Mg（OH）2沉淀并放出氢气
C．在CO2中能继续燃烧，所以金属镁着火，不能用CO2去灭火
D．在通常情况下其表面有一层致密的氧化膜，所以抗腐蚀能力很强
9．有无色溶液，加入Na2O2时有无色无味气体放出，并有白色沉淀生成，加入Na2O2的量与生成白色沉淀的量如图3-18所示。
该无色溶液中含有的物质是 （ ）
A．CaCl2和MgCl2B．Al2（SO4）3C．Al2（SO4）3和MgSO4D．Na2SO4和MgSO4
10．相同质量的镁条分别在下列气体中充分燃烧，所得固体物质的质量最大的是 （ ）
A．O2 B．N2 C．CO2 D．空气
11．足量的镁粉与一定量的盐酸反应，由于反应速度太快，为了减慢反应速度，但不影响产生氢气的总量，可以加入下列物质中的 （ ）
A．CH3COONa B．MgO C．K2CO3 D．NaOH
12．两种固体物质混合后加热分解，残留固体的质量是原混合物质量的一半，这组混合物可能是下列的 （ ）
A．Na2CO3和NaHCO3B．MgCO3和Mg（OH）2
C．Fe（OH）3和Cu（OH）2D．Cu（NO3）2和CaCO3
13．把含有某一种氯化物杂质的氯化镁粉末95mg溶于水后，与足量的硝酸银溶液反应，生成氯化银沉淀300mg，则该氯化物中的杂质可能是 （ ）
A．氯化钠 B．氯化铝 C．氯化钾 D．氯化钙
14．将4.34gNa、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应，在标准状况下得到672mL混合气体。
该混合气体通过电火花引燃，恰好完全反应，则混合物中Na、Na2O和Na2O2的物质的量之比为 （ ）
A．1∶1∶1 B．1∶1∶2 C．1∶2∶2 D．4∶3∶2
15．取镁铝合金粉末若干，用足量的盐酸溶解后，再向溶液中加入过量的NaOH溶液，将生成的沉淀过滤、洗涤、灼烧，得到的白色粉末与原合金粉末质量相等，则原合金中镁的质量分数是 （ ）
A．30％ B．40％ C．50％ D．60％
二、非选择题
16．现有X、Y、Z、W等4种钠的化合物，它们之间的相互关系如下：
X
W+CO2↑+H2O，Z+CO2→W+O2↑，Z+H2O→Y+O2↑，W+Ca（OH）2→CaCO3↓+Y。
则X、Y、Z、W的化学式依次为____、____、____、____。
17．用金属钠制取Na2O通常采用下法：
2NaNO2+6Na
4Na2O+N2↑。
试说明为什不采用钠在氧气中燃烧而采用此法制取Na2O的原因___________________。
18．有一块合金中含有金、铁、铝、铜、镁，取其样品加过量稀硝酸，反应后溶液中存在的阳离子有_________，在溶液中加入过量的NaOH溶液，溶液中减少的离子有_______________，增多的离子有______________。
19．有一硫化钠、亚硫酸钠和硫酸钠的混合物，经测定含硫25.6％，则混合物中含氧量为________________。
20．A、B、C是三种溶于水的白色固体，它们的水溶液都呈碱性，焰色反应都显紫色（透过蓝色的钻玻璃观察）。
①A和B的水溶液反应时生成C。
②固态B受热时产物之一为D。
③C的水溶液和D反应生成B。
④A的水溶液和D反应时，如果条件不同，可分别生成B或C。
由此可推断出A、B、C的化学式依次是A______、B______、C______。
21．把一定量的Na2CO3、NaHCO3、Na2SO4混合物加到200mL1.00mol/L的HCl中完全反应后生成2016mL干燥的CO2（标准状况），然后加入400mL0.10mol/L的Ba（OH）2溶液，使SO42-完全沉淀，再加40mL1.00mol/L的HCI恰好中和过量的碱。
最后把沉淀分离出来，干燥称量为1.48g，求混合物中各组分的质量分数。
22．将一定质量的镁铝合金投入100mL一定物质的量浓度的盐酸中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5mol/L的NaOH溶液到过量，生成沉淀的质量与加入的NaOH溶液的体积关系如图3-19所示。
由图中数据计算
（1）原合金中镁和铝的质量。
（2）盐酸的物质的量浓度。
答 案
一、选择题
1．B 2．B、C 3．C 4．A、C5．D 6．B、C 7．A 8．B 9．C
10．C 11．A 12．B、D13．B 14．D 15．D
16．NaHCO3、NaOH、Na2O2、Na2CO3。
17．钠在氧气中燃烧得到的是Na2O2。
用此法，Na在N2的环境中反应，可避免生成Na2O2。
18．H+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+
H+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+
OH-、AlO2-
19．37.6％
20．A：
KOH B：
KHCO3或KHSO3 C：
K2CO3或K2SO3
21．w（Na2CO3）74.2％ w（NaHCO3）=16.8％
w（Na2SO4）=9％
22．
（1）合金中镁的质量是4.8g，铝的质量是2.7g
（2）盐酸的物质的量浓度是8mol/L
镁、铝
（一）Mg、Al性质的相似性和差异性
Mg和Al属于同周期相邻的两种金属元素，是第ⅡA、ⅢA族析重要代表元素。
它们具有强的还原性，但Al正处在周期表中金属与非金属分界线旁，因而Al具有特殊性质。
关于Mg、Al的物理学性质差异可从金属键的强弱分析入手。
镁铝合金的特点是质轻而更度和强度都较大，且Mg、Al在常温下即可被空气中O2氧化，生成致密氧化物保护膜，具有一定的抗腐蚀性，因而它们具有广泛的用途。
比较镁和铝
物
理
性
质
光泽密度
Mg
Al
银白色轻金属
原子或离半径
金属键能
溶、沸点
硬度
＞
＜
化
学
露置于空气
点燃
常温被氧化形成致密保护膜，具有一定抗腐蚀性
常温很快被氧化形成致密保护膜，抗蚀性能强于镁
燃烧
（与O2反应条件及现象）
2Mg+O22MgO
空气中能点燃发出耀眼强光
4Al+3O2=2Al2O3
高温
在纯氧或高温下点燃也可发出强光
与氧化物反应
（置换）
2Mg+CO22MgO+C+Q
2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
+Q
△
（铝热反应）
与其它非金属反应
3Mg+N2Mg3N2
2Al+3SAl2S3
（干法）
与H2O反应
Mg+2H2O（沸）Mg（OH）2+
H2↑
2Al+6H2O（沸）2Al（OH）3
+3H2↑
与非氧化性酸反应
Mg+2H+=Mg2++H2↑
2Al+6H+=2Al3++3H2↑
与强氧化性酸反应
能反应，无H2放出
常温被浓H2SO4、浓HNO3钝化
与强碱液反应
不反应
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO3
存在
△
光卤石（KCl·
MgCl2·
6H2O）
HCl
Ca（OH）2
菱镁矿MgCO3
电解
铝土矿Al（OH）3
Al2O3Al
冶炼
海水Mg（OH）2
MgCl2
Mg
制合金、飞机、汽车、轮船部件、导线、日用品
用途
制合金、飞机、汽车部件、烟火、照明弹等
注意：
CO2
1．镁在空气中燃烧所得产物质种类
MgO
MgMg3N2
MgO+e
想一想：
为什么镁在空气中燃烧产生主要为MgO？
2．比较Mg分别在O2、N2、CO2中燃烧所得产物质量的大小
（1）等物质的量的Mg分别在足量的气体中燃烧
1Mg～
O2～MgO
1mol40g
②Mg～
N2～
Mg3N2产物质量大小顺序：
1mol
g③＞①＞②
③Mg～
CO2～MgO+
C
1mol46g
（2）等物质的量的气体与足量Mg反应
①O2～2MgO
1mol80g产物质量大小顺序
②N2～Mg3N2②＞③＞①
1mol100g
③CO2～2MgO+C
3．Al与NaOH溶液反应的电子转移情况。
常见的错误有：
6e
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
其实该反应的氧化剂只有水。
为什么？
从Al与NaOH溶液反应本质分析：
2Al+6H2O==2Al（OH）3+3H2↑……①
2Al（OH）3+2NaOH==2NaAlO2+4H2O……②
①+②得
2Al+2NaOH+6H2O==2NaAlO2+3H2↑+4H2O
其中NaOH所起的作用：
上述反应①通常条件是微弱的，但NaOH溶液能溶解Al（OH）3促使反应①程度增大。
故NaOH仅表现碱性。
4．铝热反应
（1）定义：
Al+MxOyM+Al2O3+放出大量热
铝热剂引发反应发生特点
使高熔点金属熔化
（2）原因：
①Al的强还原性
②Al的亲氧性强
（3）应用：
①冶炼高熔点金属（如Fe、Cr、V、Mn等）
②焊接金属。
（二）铝、硅的相似性
铝、硅虽然不属于同主族，但因们于阶梯玫的两侧，故Al和Si及其人经合物的化学性质有许多相似之外，被称为“孪生兄妹”
现对其单质、氧化物及其水化物比较如下：
单质
Si
与O2反应
4Al+3O22Al2O3
Si+O2SiO2
与Cl2反应
2Al+3Cl22AlCl3
Si+2ClSiCl4
Si+2FeO2Fe+SiO2
与酸反应
2Al+6HF=2AlF3+3H2↑
Si+4HF=SiF4+H2↑
与碱液反应
2Al+2H2+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑
Si+2H2O+2NaOH=Na2SiO3+2H2↑
氧化物
Al2O3
SiO2
Al2O3+2OH—=2AlO2—+H2O
SiO2+2OH—=SiO32—+H2O
与酸液反应
Al2O3+6HCl=2AlCl3+H2O
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
与碱性氧化物反应
Al2O3+CaOCa（AlO2）2
SiO2+CaOCaSiO3
氧化物对应水化物
Al（OH）3
H2SiO3
受热分解
2Al（OH）3Al2O3+3H2O
H2SiO3SiO2+H2O
Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O
与碱反应
Al（OH）3+OH—=AlO2—+2H2O
H2SiO3+2OH—=SiO32—+2H2O
含氧酸盐
NaAlO2
Na2SiO3
与强酸反应
AlO2—+H++H2O==Al（OH）3↓
SiO32—+2H+=H2SiO3↓
与弱酸反应
AlO2—+CO2+2H2O==Al（OH）33↓+HCO3—
2AlO2—+CO2+3H2O=2Al（OH）33↓+CO32—
SiO32—+2CO2+H2O=H2SiO3+2HCO3—
SIo32—+CO2+2H2O=H2SiO3+CO32—
水解呈碱性
AlO2—+3H2OAl（OH）3+OH—
SiO32—+2H2OH2SiO3+2OH—
双水解反应
AlO2—+NH4++H2O==Al（OH）3
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