第5讲 钠及其化合物 无答案.docx

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第5讲钠及其化合物无答案

钠及其化合物

1.钠与氧气：

常温：

点燃：

2.钠与水反应：

____________________________

离子方程式：

____________________________

3.钠与硫酸反应：

4.氧化钠与水反应：

___________________________

5.过氧化钠与二氧化碳反应：

6.过氧化钠与水反应：

_

离子方程式：

_______________________

7.NaOH溶液中通入少量CO2：

离子方程式：

__________________

NaOH溶液中通入过量CO2：

离子方程式：

_____________________

8.①向碳酸钠溶液滴入少量稀盐酸：

离子方程式：

__________________

向稀盐酸滴入少量碳酸钠溶液：

离子方程式：

__________________

②除去碳酸氢钠溶液中混有的碳酸钠：

③碳酸钠与氢氧化钙：

④碳酸氢钠与盐酸：

离子方程式：

__________________

⑤少量碳酸氢钠溶液滴入氢氧化钙溶液中：

离子方程式：

__________________

少量氢氧化钙溶液滴入碳酸氢钠溶液中：

⑥除去碳酸钠溶液中的碳酸氢钠：

⑦除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠：

⑧鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液：

钠及其化合物的性质与应用

1．物理性质

颜色

熔点

硬度

密度比水

导电导热性

银白色

低

小

小

良好

2．化学性质

钠

（2）钠与含有酚酞的水溶液反应的实验现象及解释：

（1）钠与氧气反应时，反应条件不同，产物不同，常温下生成Na2O，点燃或加热时生成Na2O2。

（2）金属钠暴露在空气中会发生一系列变化，最终生成Na2CO3。

其变化过程为：

银白色钠

Na2O

NaOH

NaOH浓溶液

Na2CO3·10H2O

Na2CO3。

（3）钠与盐溶液的反应实质是钠先与水反应生成NaOH和H2，然后再考虑NaOH是否能与盐溶液反应。

如Na与CuCl2溶液的反应可表示为：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，

CuCl2＋2NaOH===Cu（OH）2↓＋2NaCl。

1．钠与水反应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．将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有沉淀产生的是________。

①MgSO4溶液　②NaCl溶液　③Na2SO4溶液　④饱和澄清石灰水　⑤Ca（HCO3）2溶液

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＋

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

隔绝空气

[认知无盲区]

（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。

[练习点点清]

3．设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是（　　）

A．1mol钠与氧气反应生成Na2O或Na2O2时，失电子数目均为NA

B．1molNa2O2与足量CO2反应时，转移2NA个电子

C．1mol·L－1的NaOH溶液中含Na＋数目为NA

D．1molNa2O2晶体中含有的阴离子数目为2NA

4．下列说法正确的是（　　）

A．Na、Na2O、Na2O2都能与水发生氧化还原反应

B．Na2O、Na2O2都能与二氧化碳反应并生成O2

C．Na、Na2O、Na2O2溶于水形成的溶液其溶质相同

D．Na2O、Na2O2都能与水反应，都是碱性氧化物

[基础全扫描]

名称

碳酸钠（Na2CO3）

碳酸氢钠（NaHCO3）

俗名

纯碱

小苏打

物理性质

色态

白色晶体

细小白色晶体

水溶性

易溶于水，溶液呈碱性

易溶于水（但比Na2CO3溶解度小），溶液呈碱性

稳定性

稳定，但结晶碳酸钠（Na2CO3·10H2O）易风化

不稳定，受热易分解，方程式：

2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O

化学性质

与H＋反应

CO

＋2H＋===H2O＋CO2↑

HCO

＋H＋===H2O＋CO2↑

与碱反应[Ca（OH）2]

与OH－不反应，但Ca2＋＋CO

===CaCO3↓

Ca2＋＋OH－＋HCO

===CaCO3↓＋H2O（碱过量）

Ca2＋＋2OH－＋2HCO

===CaCO3↓＋CO

＋H2O（碱不足）

与盐反应

CaCl2

Ca2＋＋CO

===CaCO3↓

不反应

硫酸铝

2Al3＋＋3CO

＋3H2O===2Al（OH）3↓＋3CO2↑

3HCO

＋Al3＋===Al（OH）3↓＋3CO2↑

主要用途

玻璃、造纸、制皂、洗涤

发酵、医药、灭火器

相互转化

Na2CO3

NaHCO3

[认知无盲区]

1．与足量盐酸反应的比较

2．Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法通常有

3．Na2CO3与NaHCO3的提纯

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。

[练习点点清]

5．（2012·普宁新世界高中质检）在体积为250mL的锥形瓶内装有20mLH2O，同时收集满CO2气体。

当在锥形瓶内加入一定量的金属钠后迅速塞紧瓶塞，一段时间后发现气球瘪凹，则锥形瓶内的溶质是（　　）

A．Na2CO3B．NaHCO3

C．Na2CO3与NaHCO3D．NaOH与Na2CO3

[基础全扫描]

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

颜色

Na：

黄色，K：

紫色（观察时要透过蓝色钴玻璃）

应用

常用于金属单质或金属离子的鉴别

2．碱金属元素

（1）物理性质：

颜色

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：

[认知无盲区]

（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，如灼烧Na2CO3、NaCl、Na2SO4或钠的单质，均发出黄色火焰。

（2）并不是所有的金属元素都能发生焰色反应，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进行观察，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。

[练习点点清]

6．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＋

7．下列叙述正确的是（　　）

A．碱金属性质相似均为银白色金属

B．随原子序数的增大碱金属的密度依次增大

C．钠可保存在煤油中而锂不能

D．碳酸氢盐的溶解度大于其正盐的溶解度

[考点一　过氧化钠与水、二氧化碳的反应]

——————————————————————————————

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：

一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O（g）的混合物的反应时，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]　．取ag某物质在O2中完全燃烧，将生成物与足量Na2O2固体完全反应，反应后，固体质量恰好也增加了ag。

下列物质不能满足上述结果的是（　　）

A．H2B．CO

C．C6H12O6D．C12H22O11

[考点二　Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应情况的比较]

1．仅用试管和胶头滴管，你能鉴别Na2CO3溶液和稀盐酸吗？

能；利用滴加顺序不同，现象不同可以区分Na2CO3溶液和稀盐酸。

2．往等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中滴加等浓度的盐酸，哪种物质反应速率快？

NaHCO3溶液与盐酸反应放出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？

NaHCO3放出的CO2多；Na2CO3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？

Na2CO3和NaHCO3。

1．Na2CO3与盐酸的互滴反应

（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：

CO

＋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：

CO

＋2H＋===H2O＋CO2↑。

2．Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图像的归纳

（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]　（2009·全国卷高考）下列叙述正确的是（　　）

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

3．（2010·上海高考）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（　　）

4．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________。

[尝试解题]　采用差量法，减少的质量为碳酸氢钠分解生成的CO2和H2O的质量，由此可求出碳酸氢钠的质量，进而求出碳酸钠的质量分数。

2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑　Δm固

168　　62

mb

[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？

提示：

不能；因为Na2CO3和NaHCO3均能使澄清的石灰水变浑浊。

2．往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？

提示：

不同；往Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，反应开始阶段无现象，后随稀盐酸加入而产生气泡。

反应原理为：

CO

＋H＋===HCO

，HCO

＋H＋===H2O＋CO2↑；往NaHCO3溶液中逐滴加入稀盐酸，立即产生大量的气泡，反应原理为：

HCO

＋H＋===H2O＋CO2↑。

3．如何除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3杂质？

提示：

往溶液中通入足量CO2。

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？

提示：

不能；原因是碱石灰增加的质量为反应生成CO2和溶液中挥发出来水蒸气的质量，因此，不能通过数据准确计算出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？

提示：

能；沉淀的质量即为BaCO3的质量，根据BaCO3和原混合物的总质量可列式求出Na2CO3的质量，进而求出Na2CO3的质量分数。

二、相关实验知识归纳

1．差量法在NaHCO3分解计算中的应用

在化学反应中，根据质量守恒定律，反应物和生成物按一定的质量比发生反应。

碳酸氢钠固体的分解反应，产物中的二氧化碳是气体，水是液体。

反应体系中固体物质反应前后的差值与反应物、生成物的质量成正比例关系。

具体如下：

2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O　Δm（固）

2×84g106g44g18g62g

其固体差量可用下列两种方法得出：

（2NaHCO3－Na2CO3）或（CO2＋H2O），

即（2×84g－106g）或（44g＋18g）。

2．鉴别Na2CO3和NaHCO3的方法

Na2CO3

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（小）的是Na2CO3（NaHCO3）溶液；滴加酚酞，红色深（浅）的是Na2CO3（NaHCO3）溶液

[随堂基础落实]

1．在潜水艇中的防毒面具中可用来清除CO2的是（　　）

A．Na2CO3　　　　　　　B．NaOH

C．Na2OD．Na2O2

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．（2012·广东梅州丰顺模拟）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

A

分别加入澄清石灰水

产生沉淀者为Na2CO3

B

分别加入等浓度的稀盐酸

反应较剧烈者为Na2CO3

C

分别加入CaCl2溶液

产生沉淀者为Na2CO3

D

逐渐加入等浓度的盐酸

立即产生气泡者为Na2CO3

5．如图是某化学学习小组用来探究钠与水反应的实验装置。

该装置可以集反应、收集、检验气体于一体。

图中钠块是用大头针叉住的。

请填空：

（1）钠块的位置靠近B管上的胶塞，为了尽可能收集到纯净的气体，应先________（填“打开”或“关闭”）止水夹，然后慢慢提升A管，等B管中钠块与水接触时，应立即__________________________________

（填“打开”或“关闭”）止水夹，所以A管的作用是____________________________。

（2）钠与水反应的化学方程式是__________________________________________。

（3）为了安全，钠与水反应产生的气体在点燃前应该________，而该方法中可以直接点燃这种气体，其原因是___________________________________________________________

_________________________________________________________________________；

点燃该实验中产生的气体的操作方法是先用明火靠近导气管口，然后打开止水夹，可以观察到气体的燃烧，该气体燃烧的化学方程式是___________________________________。

6．如何用CO2和50mL2mol·L－1NaOH溶液制取50mL1mol·L－1Na2CO3溶液？

（1）写出简要的实验步骤：

________________________________________________________________________。

（2）写出有关反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

7．我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，其生产流程可简要表示如下：

（1）往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2（氨碱法），而不先通CO2再通NH3的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）从生产流程图可知，可循环的物质是________。

（3）写出反应的化学方程式。

________________________________________________________________________。

一、单项选择题（本题包括6小题，每小题4分，共24分）

1．（2012·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

2．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

3．（2012·广州模拟）把NaHCO3和Na2O2的混合物放在密闭容器中加热，关于混合物加热前后与足量盐酸反应消耗盐酸的量，下列判断正确的是（　　）

A．加热前后一样多

B．加热前消耗的多

C．加热后消耗的多

D．当Na2O2适量时才会一样多

4．（2012·广东模拟）下列实验操作正确的是（　　）

编号

实验

操作

A

观察钠与水反应的现象

用镊子从煤油中取出金属钠，切下绿豆大小的钠，小心放入装满水的烧杯中

B

检验NaHCO3与Na2CO3溶液

用小试管分别取少量溶液，然后滴加澄清石灰水

C

证明Na2O2与CO2是放热反应

Na2O2用棉花包裹，放入充满CO2的集气瓶中，棉花燃烧说明是放热反应

D

检验Na2CO3与K2CO3溶液

用铂丝分别蘸取溶液，在酒精灯外焰上灼烧，直接观察火焰的颜色

5．（2012·惠州三县联考）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

6．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（　　）

选项

陈述Ⅰ

陈述Ⅱ

判断

A

碳酸钠溶液可用于治疗胃病

Na2CO3可与硫酸反应

Ⅰ对，Ⅱ对，有

B

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

C

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

Ⅰ对，Ⅱ对，有

D

过氧化钠可用作航天员的供氧剂

Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2

Ⅰ对，Ⅱ对，有

二、双项选择题（本题包括2上题，每小题6分，共12分）

7．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体积大

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．将石灰水加入NaHCO3溶液中不产生沉淀，加入Na2CO3溶液中产生白色沉