钠及其重要化合物.docx

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钠及其重要化合物

钠及其重要化合物

考点过关

一.钠的重要性质

1．钠的物理性质

金属钠是一种柔软，银白色、有金属光泽的金属，是热和电的良导体；它的密度为0.97g／cm3，比水的密度小，比煤油的密度大，熔点为97.81℃、沸点为882.9℃。

2．钠的化学性质

钠原子最外层只有一个电子，在化学反应中钠原子容易失去最外层的一个电子，具有很强的还原性，是一种活泼的金属元素。

（1）跟非金属反应：

金属钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成氧化钠：

4Na+O2=2Na2O，（空气中钠的切面变暗）

在空气（或氧气）中燃烧：

2Na+O2

Na2O2（黄色火焰），以上反应说明Na2O2比Na2O稳定。

可见，与O2反应时因条件不同而产物不同。

在氯气中燃烧：

2Na+Cl2

NaCl（白烟）

（2）钠与水反应：

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

现象：

浮：

钠投入水中并浮在水面上

熔：

融化成红色小球

游：

同时钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方迅速游动最后消失

鸣：

钠立即跟水反应，并放出热量，发出嘶嘶响声，产生气体

红：

反应后的水溶液使酚酞变红。

（3）钠与酸反应：

钠与酸的反应比水反应更激烈，极易爆炸。

（4）钠与盐溶液反应：

先考虑钠与水反应生成NaOH，再考虑NaOH是否与盐反应。

例如：

①钠与CuSO4溶液反应

2Na+2H2O=NaOH+H2↑

（1）

CuSO4+2NaOH＝Na2SO4+Cu（OH）2

（2）

合并

（1）

（2）得：

2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4+Cu（OH）2↓+H2↑

②钠与FeCl3溶液反应：

6Na+6H2O+2FeCl3=6NaCl+2Fe（OH）3↓+3H2↑

（5）钠与有机物反应（CH3CH2OH）

2CH3CH2OH+2Na═2CH3CH2ONa+H2

3．钠的存放和取用

由于金属钠的化学性质非常活泼，易与空气中的O2、H2O等反应，所以少量金属钠可保存在煤油里，大量的金属钠则存在铁筒中用石蜡密封。

取用时一般先用镊子把钠从煤油中夹出来，并用滤纸把表面的煤油吸干，然后用小刀切下绿豆大小的一块再做有关实验。

4.工业制法：

2NaCl（熔融）═2Na+Cl2↑条件是通电

5．钠的存在与用途

自然界中钠只能以化合态的形态存在，主要以氯化钠的形式存在。

（1）K-Na合金用于原子反应堆导热剂

（2）制备Na2O2

（3）作光源：

高压钠灯

（4）制稀有金属

二．钠的化合物

1．氧化钠和过氧化钠的比较

比较内容

Na2O

Na2O2

颜色、状态

白色固体

淡黄色固体

氧的化合价

—2价

—1价（过氧离子O22—）

电子式

稳定性

较不稳定

较稳定

生成条件

通过钠的常温氧化生成

通过钠的燃烧生成

物质类别

碱性氧化物

过氧化物（不是碱性氧化物）

与水反应

Na2O+H2O==2NaOH

2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑

与CO2反应

Na2O+CO2==Na2CO3

2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2

与盐酸反应

Na2O+2HCl==2NaCl+H2O

2Na2O2+4HCl==4NaCl+2H2O+O2↑

用途

用于少量Na2O2制取

强氧化剂、漂白剂、供氧剂

保存

密封保存

密封保存

转换关系

NaO

Na2O2

2．碳酸钠与碳酸氢钠

碳酸钠

碳酸氢钠

俗名

苏打、纯碱

小苏打

色、态

白色粉未

细小晶体

水溶性

易溶于水

溶解度较碳酸钠小

热稳定性

稳定，受热不易分解

2NaHCO3

Na2CO3+CO2↑+H2O

与盐酸反应

慢Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3

Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O

快NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O

与碱反应

Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3+2NaOH

NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O

相互转化

CO2+H2O

用途

重要的化工原料，用于玻璃、造纸、纺织、洗涤剂等的生产

食品工业，泡沫灭火剂等

3.氢氧化钠的性质

（1）物理性质

无色透明固体片状晶体，熔点318.4℃，吸湿性很强，易吸水潮解，易溶于水

（2）化学性质

强碱性，可与Al、Si、酸、酸性氧化物、两性氢氧化物及两性氧化物、铵盐等物质反应

与Al、Si单质反应

2NaOH+2Al+2H2O═2NaAlO2+3H2↑

2NaOH+Si+H2O═Na2SiO3+2H2↑

与两性氢氧化物和两性氧化物反应

NaOH+Al（OH）3═2NaAlO2+H2O

2NaOH+Al2O3═2NaAlO2+H2O

余非金属氧化物反应

2NaOH+SO2═Na2SO3+H2O

2NaOH+2NO2═NaNO3+NaNO2+H2O

与铵盐反应

反应实质：

OH-+NH4+═NH3·H2O

与有机物的反应

油脂与氢氧化钠在加热的条件下可以发生皂化反应（特别说明：

脂在碱性性条件完全水解）

（3）用途、保存与制备

用途：

可作化工原料，可作碱性气体干燥剂，吸收酸性气体

保存方法：

密封于塑料瓶中或玻璃瓶，但玻璃瓶不能用玻璃塞（2NaOH+SiO2═Na2SiO3+H2O，Na2SiO3是玻璃胶使玻璃塞与瓶口粘结）

制法

工业制法：

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，

Na2CO3＋Ca（OH）2＝CaCO3↓＋2NaOH

三．有关钠及其化合物的几个问题

1．金属钠露置在空气中的变化过程：

银白色金属钠

　2．Na2CO3与盐酸的互滴反应

（1）向盐酸里逐渐滴加入Na2CO3溶液（开始时酸过量）开始就有气体放出；

（2）向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸（开始时酸不足）开始无气体产生：

　　　　HCl+Na2CO3=NaCl+NaHCO3（无气泡）

　　　　HCl+NaHCO3=NaCl+CO2↑+H2O

　　可见不同的滴加顺序产生不同的现象，利用这种现象不用其他试剂就可鉴别Na2CO3溶液和盐酸。

3．碳酸氢钠和碳酸钠的制法

（1）制取NaHCO3的方法

①减压低温蒸干NaHCO3溶液。

NaHCO3遇热易分解，其水溶液加热更易分解，所以不可能采用常压下蒸发溶剂的方法制得NaHCO3晶体。

②往饱和Na2CO3溶液中通入CO2，过滤得到晶体。

Na2CO3+C02+H2O=2NaHCO3

（2）制取Na2CO3的方法

往饱和食盐水中依次通人足量的NH3、CO2（氨碱法），利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理，使NaHCO3从溶液中析出：

NH3+H2O+CO2=NH4HCO3

NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl

2NaHCO3

Na2CO3+CO2↑+H2O（工业方法）

四．焰色反应

　　许多金属或它们的化合物在燃烧时火焰呈特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应，是一种物理变化，是元素的性质而不仅属化合物。

钠是黄色；钾是紫色（透过蓝色钴玻璃）；钙是砖红色。

　　1．焰色反应

　　焰色反应指的是元素的性质，相应金属不管是离子还是单质灼烧时都会呈现其焰色。

　　做焰色反应的实验时应注意：

①火焰本身尽可能无色，

②铂丝要洁净，

③焰色反应鉴定物质的方法，一般是在其他化学方法无效时才采用。

　　2．焰色反应的操作步骤：

（1）洗：

将铂丝（或光洁的铁丝）用盐酸洗净

（2）烧：

将铂丝（或光洁的铁丝）放在酒精灯上灼烧至与铂（或光洁的铁丝）的原来颜色相同；

　　（3）蘸：

蘸取待测溶液；

　　（4）烧：

在酒精灯上灼烧，观察焰色；

　　（5）洗：

用稀盐酸洗净铂丝（或光洁的铁丝），并在酒精灯上灼烧至与铂（或光洁的铁丝）的原来颜色相同。

　　进行焰色反应之前，灼烧铂丝是为了防止操作之前铂丝上的残留物对实验产生影响。

用盐酸洗铂丝灼烧可除去铂丝上的残留物对后面实验的干扰。

不用硫酸是由于盐酸盐比硫酸盐更易挥发，对实验的影响小。

　　焰色反应所用铂丝昂贵，实验室常用光洁的铁丝、铬丝、钨丝等无焰色的金属代替。

3.用途

（1）用于检测某元素是否存在

（2）制造绚丽多彩的烟花

4.常见元素焰色

Na：

黄色K：

紫色Li：

紫红色Ca：

砖红色Cu：

绿色

巧记：

黄（浅）紫、钠与钾，钙锂锶、砖紫洋（红），黄绿钡、绿色铜

五．碱金属元素（Li、Na、K、Rb、Cs）

　　1．原子结构：

（1）相似性：

最外层均为1个电子

（2）递变性：

核电荷数依次增多，电子层数依次增多，原子半径依次增大

　　2．元素性质：

（1）相似性：

均为活泼金属元素，最高正价均为+1价

（2）递变性：

失电子能力依次增强，金属性依次增强

　　3．单质性质：

（1）相似性：

均具强还原性，均具轻、软、易熔的特点

（2）递变性：

还原性依次增强，密度趋向增大，熔沸点依次降低，硬度趋向减小

　　由锂到铯熔点逐渐降低，与卤素单质等恰恰相反。

这是因为碱金属中存在金属键，金属键随原子半径的增大而减弱。

卤素单质中存在分子间作用力，分子间作用力随相对分子质量的增大而增强。

　　4．化合物性质：

（1）相似性：

氢氧化物都是强碱

（2）递变性：

氢氧化物的碱性依次增强

六．碱金属中的一般和特殊之处

1．Na、K需保存于煤油中，但Li的密度比煤油小，所以Li必须保存在密度更小的石蜡油中或密封于石蜡

2．碱金属中，从Li至Cs，密度呈增大的趋势，但ρ（K）=0．862g／cm3<ρ（Na）=0.971e／cm3。

3．酸式盐的溶解度一般大于正盐，但溶解度NaHC03

4．氧在化合物中一般显-2价，氢显+1价，但Na2O2、H202中的氧显-1价，NaH、CaH2中的氢显-1价。

5．试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但IA金属Na、K等除外。

6．一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属，但对IA非常活泼的金属Na、K等除外。

如：

2Na+CuS04+2H20=Cu（OH）2↓＋H2↑+Na2S04

考题精炼

一．钠与酸、碱、盐等的反应

1.钠与酸反应

钠先与酸电离的H+反应，当钠过量时，过量的钠在与水反应，与酸反应更剧烈。

无论与酸与水反应

生成的H2与反应的Na的物质的量之比都1:

2

***2.与盐溶液的反应

虽说排在金属活动顺序表前的金属单质都能置换出其后的金属阳离子，但是钠与盐溶液的反应时，

钠是先与水反应生成氢气和氢氧化钠，强氧化钠在和溶液中金属阳离子反应，钠不能把盐溶液中的

金属阳离子置换出来

在计算时要注意两点：

一是只要有水，那就先与水反应直到钠反应完，二是生成NaOH同时也有H2

的生成

***3.反应快慢的比较

钠与水、酸、有机物CH3CH2OH反应生成氢气快慢的比较，生成氢气的快慢由快到慢

是：

酸＞水＞CH3CH2OH，酸能直接电离出H+离子，水电离的H+很少，CH3CH2OH不能电离出H+，所以酸最快，CH3CH2OH最慢

例1.把一小块钠投入下列溶液中，说法正确的是（）

A.放入饱和的NaOH溶液中，有气体放出，溶液的pH增大

B.放入CuSO4溶液中，有紫红色的铜析出

C.放入MgCl2溶液中，有白色沉淀产生

D.放入NH4NO3溶液中，有无色无味气体生成

变式1.将5.0g的Na与Al的混合物投入100ml的水中，充分反映无固体剩余，经检验溶液中只有一种溶质，则反映生成气体的体积（标况下）及所得溶液溶质的物质的量浓度为（）

A.1.12L1molB.1.12L0.1molC.4.48L1molD.4.48L1mol

变式2.下列物质①HCl溶液②H2O③C2H5OH都能与Na反应放出H2，其产生H2的速率排列顺序正确的是

A．①>②>③B．②>①>③C．③>①>②D．②>③>①

变式3．下列各组离子中，能在同一溶液中大量共存，加入一小块钠后仍能大量共存的是

A．Na＋、K＋、Cl－、CO32－

B．Cu2＋、Na＋、SO42－、NO3－

C．Ba2＋、K＋、Cl－、SO42－

D．K＋、Na＋、HCO3－、CO32－

变式4．一定温度下，向饱和NaOH溶液中加入一定量的钠块，充分反应后恢复到原来温度，下列说法正确的是

A．溶液中溶质质量增加，溶剂质量减少，溶液中溶质的质量分数变大

B．溶液的pH不变，有氢气放出

C．溶液中的Na＋数目减小，有氧气放出

D．溶液中的c（Na＋）增大，有氧气放出

变式5．在一定温度下，向饱和NaOH溶液中投入一小块金属钠，充分反应后恢复到原来的温度，下列叙述合理的是

A.NaOH溶液浓度增大，并放出H2

B.溶液中NaOH的质量分数不变，有H2放出

C.溶液的总质量增大，有H2放出

D.溶液的总质量不变，有H2放出

变式6．将一小粒金属钠投入到盛有无水乙醇的小烧杯中，以下描述合理的是

A．无明显现象B．烧杯内溶液颜色逐渐变红

C．金属钠浮于液面上，四处游动D．金属钠沉入烧杯底部，并产生气泡

二．过氧化钠的性质

Na2O2是H2O2、CaO2等过氧化物的典型代表，其中的O22-的O为-1，既可以升到+1价又可以降到-2价，

遇到强氧化剂表现还原性，遇到还原剂表现氧化性，还在一定条件下发生歧化反应（与H2O、CO等表现

氧化性，与酸性高锰酸钾溶液表现还原性），Na2O2可以使品红褪色等）

例2.某溶液由NaHCO3、Na2CO3、Na2SO3、CH3COONa溶解而成，向该溶液中足量的Na2O2，溶液中离子浓度增大的是（）

Na+②HCO3-③CO32-④SO32-⑤CH3COO-

A.①⑤B.④⑤C.①③D.①③⑤

变式1.下列判断正确的是（）

A．可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2

B．可用CO2来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2

C．可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2

D．将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞试液中，最终溶液均为红色

变式2.某溶液中含有HCO3－、CO32－、SO32－、Na＋、NO3－五种离子。

若向其中加入Na2O2粉末充分反应后（溶液体积变化忽略不计），溶液中离子浓度保持不变的是（）

A．NO3－B．CO32－、NO3－C．SO32－、NO3－D．CO32－、SO32－、Na＋

变式3.为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装盛有Na2O2或K2O2颗粒的装置，它的用途是产生氧气。

下列关于Na2O2的叙述正确的是（）

A.Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶1

B．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，需要水和CO2的质量相等

C．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，转移电子的物质的量相等

D．Na2O2的漂白原理与SO2的漂白原理相同

三．碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别，转换和除杂

1.Na2CO3和NaHCO3的鉴别

方法

现象

加热（固体）

无现象的是Na2CO3，产生气体能使澄清石灰水变浑浊的是NaHCO3

滴入相同浓度的盐酸反应

反应剧烈的是NaHCO3：

HCO3-+H+═H2O+CO2↑

反应不剧烈的是Na2CO3：

CO32-+H+═HCO3-，

HCO3-+H+═H2O+CO2↑

与CaCl2溶液反应

产生白色沉淀的是Na2CO3，无现象的是NaHCO3

2.Na2CO3和NaHCO3的相互转化

H2O+CO2

3.Na2CO3和NaHCO3混合物的除杂

混合物（括号内为杂质）

除杂方法或试剂

Na2CO3固体（NaHCO3）

加热至恒重

Na2CO3溶液（NaHCO3）

加入适量的NaOH溶液

NaHCO3溶液（Na2CO3）

通入足量的CO2

例3．下列叙述中不正确的是（）

A．热稳定性:

Na2CO3比NaHCO3稳定

B．溶解性:

Na2CO3比NaHCO3易溶于水

C．相同质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,NaHCO3放出CO2多

D．相同物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液分别与同浓度的盐酸反应,产生气体的速率是

Na2CO3大

变式1.下列说法中不正确的是（　　）

A．Na2CO3比NaHCO3易溶于水

B．Na2CO3比NaHCO3稳定

C．Na2CO3和NaHCO3都能跟石灰水反应得到白色沉淀

D．物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应得CO2的物质的量之比为2：

1

变式2．下面有关Na2CO3与NaHCO3的叙述错误的是（）

A．Na2CO3遇少量酸可转化为NaHCO3

B．在水中的溶解度Na2CO3比NaHCO3大

C．与同浓度的硫酸反应时，Na2CO3比NaHCO3剧烈

D．NaHCO3能与NaOH反应，而Na2CO3不能

变式3．不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是（　　）

A．分别加热这两种固体物质，并将生成的气体通人澄清的石灰水中

B．分别在这两种物质的溶液中，加入CaCl2溶液

C．分别在这两种固体中，加入同浓度的稀盐酸

D．分别在这两种物质的溶液中，加入少量澄清的石灰水

例4．除去Na2CO3固体中少量NaHCO3的最佳方法是（）

A．加入适量盐酸

B．加入NaOH溶液

C．加热

D．配成溶液后通入CO2

变式1.欲除去小苏打溶液中少量的Na2CO3杂质，最易选用加入的物质是（　　）

A．干冰

B．盐酸

C．碳酸氢钙

D．氢氧化钙 

变式2.（江苏前黄中学09高三化学第二次周练）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），将混合物在空气中加热

D．Na2CO3溶液（Na2SO4），加入适量的Ba（OH）2溶液，过滤

变式3．除去下列物质中的少量杂质：

（1）Na2CO3固体中的NaHCO3，方法是反应方程式：

（2）Na2CO3溶液中的NaHCO3，方法是反应方程式：

*****四.过氧化钠与水、二氧化碳反应规律

2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2①

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑②

Na2O2既作氧化剂又作还原剂，CO2和H2O既不是氧化剂也不是还原剂

1.Na2O2与CO2或H2O（g）反应的数量关系

物质的量的关系

无论是CO2、H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2、H2O与放出的O2的物

质的量之比均为2:

1

2.组成符合（CO）n（H2）m形式的物质与Na2O2反应地增重问题

在上述两个反应中，对于Na2O2而言，根据原子守恒，在反应①中Na2O2增加的质量实际上是：

2CO2－O2即2CO的质量，根据1molNa2O2～1molCO,其结果可以看作：

Na2O2+CO=Na2CO3

同理，在反应②中Na2CO3增加的质量实际上是H2O中H2的质量，根据2molNa2O2～4molH,其

结果可以看作：

Na2O2+H2=2NaOH

所以Na2O2与CO2、H2O反应增重质量为与CO2、H2O等物质的量的CO、H2的质量

（1）CO或H2的燃烧产物通过Na2O2固体，可看作CO或H2直接与Na2O2反应，所以固体的增重量就是CO或H2的质量或混合气体的质量

（2）组成符合n（CO）m（H2）形式的一种或几种物质，

g在O2中完全燃烧后通过Na2O2固体，固体的增重量必定是

g。

（中学间断常见的组成：

CO和H2和CO、H2任意比例的混合气体，

有机物：

CH3OH、

HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、CH3CH（OH）COOH（乳酸）、CH2OHCH2OHCH2OH（丙三醇，甘油）、C6H12O6等，

有机物和O2的混合物，满足n（CO）m（H2）组成的均可以）

例5.取ag某物质在氧气中完全燃烧，将其产物与足量过氧化钠固体完全反应，测其反应后固体质量仍为ag，下列物质中不能满足上述结论的是（）

A.H2B.COC.C6H12O6D.C12H22O11

变式1.将O2、CH4、Na2O2放入密闭容器中，在150℃条件下用电火花点燃反应，此时测得容器的压强为零，则混合物O2、CH4、Na2O2的物质的量之比为（）

A.1:

1:

1B.2:

2:

6C.1:

2:

6D.无法确定

变式2.一定温度下，w1g下列物质在足量的氧气中充分燃烧后，产物与足量的过氧化钠充分反应，过氧化钠增重w2g，且w1=w2，则符合此条件的物质是（）

①H2②CO③H2和CO的混合气体④HCOOCH3⑤CH3CHO⑥C6H12O6

A.①②③⑥B.①②③C.①②③④⑥D.①②③⑤

3.Na2O2与H2O（g）、CO2反应的差量问题

1.CO2、H2O（g）与过量的Na2O2反应，所得O2的体积为相同状况下CO2、H2O（g）体积的一半。

2.将Na2O2粉末加入H2O（l）中，根据反应Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，可知2molNa2O2生成1molO2，

相当于直接加入2molNa2O，即液体增加的质量等于同“物质的量”的Na2O的质量。

根据CO2或H2O与Na2O2反应的化学方程式，利用体积差量或质量差量进行计算，可以简化运算过程，

减少出错几率，提高解题速度。

例6.（2011·上海卷）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，反应中有关物质的量正确的是（NA表示阿伏加德罗常数）（）

二氧化碳

碳酸钠

转移电子数

A

1mol

NA

B

22.4L

1mol

C

106g

1mol

D

106g

2NA

4.Na2O2与H2O（g）、CO2反应的先后问题

Na2O2与H2O（g）、CO2的混合物反应，应看成Na2O2先吸收CO2生成Na2CO3，然后再吸收H2O（g）生成NaOH。

例7.将mmolNaHCO3和nmolNa2O2固体混合物置于密闭容器中加热到250℃，使其充分反应，最终生成的气体和剩余固体混合物均由两种物质组成，试完成下列问题：

（1）最终生成的气体由什么组成？

（2）分析m/n的数值范围及固体成分