高中化学 钠元素及其化合物讲义1 精.docx
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高中化学钠元素及其化合物讲义1精
钠元素及其化合物
【知识归纳】
一、金属钠的理化性质
1、钠的物理性质
2、钠的化学性质
二、钠的化合物
1、过氧化钠与氧化钠
2、碳酸钠与碳酸氢钠
Na2CO3和NaHCO3比较
碳酸钠
碳酸氢钠
俗名
纯碱或苏打
小苏打
色态
白色晶体
细小白色晶体
水溶性
易溶于水，溶液呈碱性使酚酞变红
易溶于水（但比Na2CO3溶解度小）溶液呈碱性（酚酞变浅红）
热稳定性
较稳定，受热难分解
受热易分解
2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O
与酸反应
CO
＋H＋
HCO
HCO
＋H＋
CO2↑＋H2O
HCO
＋H＋
CO2↑＋H2O
相同条件下放出CO2的速度NaHCO3比Na2CO3快
与碱反应
Na2CO3＋Ca（OH）2
CaCO3↓＋2NaOH
反应实质：
CO
与金属阳离子的复分解反应
NaHCO3＋NaOH
Na2CO3＋H2O
反应实质：
HCO
＋OH－
H2O＋CO
与H2O和CO2的反应
Na2CO3＋CO2＋H2O
2NaHCO3
CO
＋H2O＋CO2
HCO
不反应
与盐反应
CaCl2＋Na2CO3
CaCO3↓＋2NaCl
Ca2＋＋CO
CaCO3↓
不反应
主要用途
玻璃、造纸、制皂、洗涤
发酵、医药、灭火器
转化关系
典型例题
1.一小块金属钠长时间置于空气中，可能有下列现象，这些现象出现的先后顺序是（ ）
①变成白色粉末 ②变暗 ③变成白色固体 ④变成液体
A．①②③④ B．②③④①
C．②③①④D．③②④①
解析：
钠在空气中发生如下变化：
Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3。
反应现象为：
钠由银白色变暗，之后变成白色固体（NaOH），白色固体潮解变成液体，与空气中的CO2、H2O结合形成白色晶体（Na2CO3·10H2O），最后晶体风化，变成白色粉末（Na2CO3）。
答案：
B
2.在烧杯中加入水和苯（苯的密度为0.88g/cm3，与水互不相溶，且不与钠反应）各50mL，将一小粒金属钠（密度为0.97g/cm3）投入烧杯中，观察到的现象可能为（ ）
A．钠在水层中反应并四处游动
B．钠停留在苯层中不发生反应
C．钠在苯的液面上反应并四处游动
D．钠在苯与水的界面处反应并可能上浮下沉
解析：
苯与水互不相溶，且钠的密度介于苯和水之间；加入钠后，钠处在苯与水的中间。
由于钠能与水反应，生成氢气，氢气附着在钠的周围，浮力增大，钠上浮进入苯层，氢气放出后，浮力减小，钠又回到水层，这样上浮下沉至反应完全。
答案：
D
3.在一定条件下，将钠与氧气反应的生成物1.5g溶于水，所得溶液恰好能被80ml浓度为0.50mol·L-1的HCl溶液中和，则该生成物的成分是（）
A．Na2OB．Na2O2C．Na2ONa2O2D．Na2O2NaO2
3、C
4.向紫色石蕊试液中加入过量Na2O2粉末振荡，可观察到的现象是（）
A．溶液仍为紫色B．最终溶液褪色，而无其它现象
C．溶液最终变蓝色D．溶液中有气泡产生，溶液最终变为无色
5.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中含有的阴离子数目为2NA
6.（双选）过氧化钠可做为氧气的来源，常温常压下为二氧化碳与过氧化钠反应，若固体质量增加了28克，反应中有关质量的物理量正确的是（）
A．二氧化碳44克，氧气16克
B．二氧化碳88克，氧气32克
C．碳酸钠106克，氧气16克
D．碳酸钠106克，氧气32克
4、D5、A6、AB
7.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），将混合物在氧气中加热
D．Na2CO3溶液（Na2SO4），加入适量Ba（OH）2溶液，过滤
D
8.将过量CO2通入NaOH溶液中反应，然后将得到的溶液蒸干并灼烧最后剩余固体成分为（）
A．Na2CO3B．Na2CO3和NaOHC．NaHCO3D．NaHCO3和Na2CO3
A
巩固训练
1．2.3g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5g固体，由此判断其产物是（ ）
A．只有Na2OB．只有Na2O2
C．Na2O和Na2O2D．无法确定
解析：
若2.3g钠全部生成Na2O，质量为3.1g；若2.3g钠全部生成Na2O2，质量为3.9g，因为3.1g<3.5g<3.9g，故氧化产物应为Na2O和Na2O2的混合物。
答案：
C
2．将金属钠分别投入下列物质的稀水溶液中，能生成白色沉淀的是（ ）
A．HClB．K2SO4
C．MgCl2D．CuCl2
解析：
在考虑钠与碱、盐水溶液反应的问题时，注意钠与水反应的同时，还要考虑生成的NaOH与溶液中溶质的反应。
钠与四种溶液反应都生成氢气；CuCl2溶液中会有蓝色沉淀生成，只有氯化镁溶液中可生成白色沉淀。
答案：
C
3．下列关于钠的性质叙述中，不正确的是（ ）
A．切下一小块钠，投入水中，钠熔成小球，说明钠与水反应有热量放出
B．从钠能与水反应可推知钠也能与盐酸反应
C．钠在空气中燃烧生成氧化钠
D．切开一块钠，呈银白色，很快变暗，说明钠常温下能与氧气反应
解析：
钠在空气中燃烧时发生反应：
2Na＋O2
Na2O2，故C选项错误。
答案：
C
4．[双选题]关于Na2O2与CO2、H2O反应的叙述正确的是（ ）
A．Na2O2与CO2反应中，Na2O2只作还原剂，CO2作氧化剂
B．Na2O2与H2O反应中，Na2O2既作氧化剂又作还原剂
C．Na2O2与CO2反应中，1molNa2O2转移2mol电子
D．Na2O2与水反应中，1molNa2O2转移1mol电子
解析：
Na2O2与CO2、H2O反应中，既作氧化剂又作还原剂，且1molNa2O2反应均转移1mol电子。
故选B、D。
答案：
BD
5．1mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是（ ）
A．Na2CO3 B．Na2O2 Na2CO3
C．NaOH Na2CO3D．Na2O2 NaOH Na2CO3
解析：
由题意可知，首先发生反应：
2NaHCO3
Na2CO3＋H2O＋CO2↑，生成H2O和CO2各1mol；然后H2O和CO2与Na2O2反应：
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，CO2和H2O完全反应需消耗2molNa2O2，但题中只有1molNa2O2，应优先考虑与CO2的反应：
1molNa2O2先与1molCO2反应，生成1molNa2CO3和0.5molO2。
最后残留的固体是Na2CO3。
答案：
A
6．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＋CO2＋H2O===Ca（HCO3）2，产物与NaHCO3不反应。
B项，发生反应：
CO
＋H＋===HCO
，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、质量多，故NaHCO3会结晶析出。
答案：
D
7．[双选题]有两个无标签的试剂瓶，分别装有Na2CO3和NaHCO3固体，有四位同学为鉴别它们采用以下不同方法，其中可行的是（ ）
A．分别将它们配制成溶液，再加入澄清石灰水
B．分别将它们配制成溶液，再加入NaOH溶液
C．分别将它们配制成溶液，再加入CaCl2溶液
D．分别加热，再用石灰水检验是否有CO2产生
解析：
A项中发生的反应分别为：
Na2CO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋2NaOH,2NaHCO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，两者现象相同（产生白色沉淀）；B项中只发生反应：
NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，但无明显现象；C项Na2CO3与CaCl2发生反应：
Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl，产生白色沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应，可以鉴别；D项将固体物质分别加热后，只发生反应：
2NaHCO3
Na2CO3＋H2O＋CO2↑，产生的CO2能使澄清石灰水变浑浊。
答案：
CD
8．下列对于过氧化钠的叙述中，正确的是（ ）
A．过氧化钠能与酸反应生成盐和水，所以过氧化钠是碱性氧化物
B．过氧化钠能与水反应，所以过氧化钠可以作很多气体的干燥剂
C．过氧化钠与水反应时，过氧化钠是氧化剂，水是还原剂
D．过氧化钠与二氧化碳反应时，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂
解析：
A项：
产物中还有O2生成，故不是碱性氧化物，B项，Na2O2与H2O反应产生O2，故不能作干燥剂，Na2O2与水、CO2的反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
D项正确。
答案：
D
9．用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察时看到火焰呈黄色，下列判断正确的是（ ）
A．只含Na＋
B．一定含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＋
解析：
钠的焰色是黄色，K的焰色是紫色，观察K的焰色时需要透过蓝色钴玻璃，以滤去黄色光的干扰，该实验中没有通过蓝色钴玻璃观察说明一定含Na＋，不能确定是否含K＋。
答案：
B
10．将一小块钠投入到FeCl3溶液中，此时观察到的现象是__________________________________________________________，有关的化学方程式是__________________________________________________________。
解析：
钠与盐溶液反应分两个过程，一是钠与水反应，二是NaOH与盐的反应。
答案：
钠浮于液面上，熔成闪亮的小球，四处游动，发出嘶嘶的响声，溶液中有红褐色沉淀析出 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，3NaOH＋FeCl3===Fe（OH）3↓＋3NaCl或2FeCl3＋3H2O＋6Na===2Fe（OH）3↓＋3H2↑＋6NaCl
11．（10分）下列图示中，A为一种常见的单质，B、C、D、E是含A元素的常见化合物，它们的焰色反应均为黄色。
填写下列空白：
（1）写出化学式：
A______________，B______________，D______________。
（2）以上反应中属于氧化还原反应的有______________（填序号）。
（3）写出反应⑤的离子方程式：
____________________________________。
写出反应⑥的化学方程式：
___________________________________。
解析：
由题给条件知A为单质钠，再由图示关系可以看出，B是A与O2在点燃条件下生成且焰色反应为黄色，故B为Na2O2，C为NaOH，D为Na2CO3，E为NaHCO3。
答案：
（1）Na Na2O2 Na2CO3
（2）①②③④
（3）OH－＋CO2===HCO
2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O
12．A、B、C、D、F五种物质的焰色反应均为黄色，A、B、C、D与盐酸反应均生成E，此外B还生成一种可燃性气体。
而C、D还生成一种无色无味气体H，该气体能使澄清石灰水变浑浊。
D和A可反应生成C，F和H也可反应生成C和另一种无色无味气体。
请回答下列问题：
（1）写出A、C、F的化学式
A________；C________；F________。
（2）写出F和H反应的化学方程式____________________________________。
（3）写出下列反应的离子方程式：
①D＋盐酸_________________________________；
②B＋水___________________________________。
解析：
由焰色反应为黄色，且A、B、C、D均与盐酸反应生成E，知E为NaCl，B还生成一种可燃性气体知B为Na，C、D还生成气体H使澄清石灰水变浑浊，知C、D为Na2CO3或NaHCO3，F和H（CO2）反应生成C和另一种气体，则F为Na2O2、C为Na2CO3，因而D为NaHCO3，D和A反应可生成Na2CO3，则A为NaOH。
答案：
（1）NaOH Na2CO3 Na2O2
（2）2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
（3）①HCO
＋H＋===H2O＋CO2↑
②2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
提升训练
1．①纯净的碳酸钠ag；②碳酸钠与碳酸氢钠的混合物ag，两者相比下列各种情况的描述正确的是（ ）
A．分别和盐酸完全反应时，混合物的耗酸量大
B．分别和盐酸完全反应时，纯净的碳酸钠放出的CO2多
C．分别溶于水，再加入足量澄清石灰水，混合物得到的沉淀质量大
D．分别配成等体积溶液，混合物溶液中的Na＋的物质的量浓度大
解析：
同质量的Na2CO3比NaHCO3耗酸量要多，但是产生的CO2要少，故A、B项均错误；同质量的两组物质，混合物含的碳元素较多，故最终转化成CaCO3沉淀的质量就大，C项正确；同质量的Na2CO3比NaHCO3所含Na＋物质的量大，故配成等体积溶液后纯净的碳酸钠溶液中的Na＋物质的量浓度大，故D项错误。
答案：
C
2．把2.3gNa投入到97.7g水中，所得溶液中溶质的质量分数为（）
A．2.3%B．4%C．大于4%D．小于4%
3．将金属钠投入下列溶液中，既有气体又有沉淀析出的是（）
A．BaCl2B．（NH4）2SO4C．Fe2（SO4）3D．NH4HSO4
2、C3、C
4．为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2g，则该样品的纯度（质量分数）是（ ）
A.
B.
C.
D.
解析：
依据NaHCO3受热分解的化学方程式，结合反应前后固体质量差可列式求解：
2NaHCO3
Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑ Δm
2×84 106 18 44 62
m（NaHCO3） （w1－w2）g
m（NaHCO3）＝
g，
m（Na2CO3）＝w1－m（NaHCO3）＝
g。
答案：
A
5．“绿色化学实验”进课堂，某化学教师为“氯气与金属钠反应”设计了如下装置与操作以替代相关的课本实验。
实验操作：
钠与氯气反应的装置可作如图改进，将一根玻璃管与氯气发生器相连，玻璃管内放一块黄豆粒大的金属钠（已吸净煤油），玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花球。
先给钠预热，到钠熔融成小球时，撤火，通入氯气，即可见钠着火燃烧，生成大量白烟。
以下叙述错误的是
A．反应生成的大量白烟是氯化钠晶体
B．浸有NaOH溶液的棉球用于吸收未反应的氯气，以免污染空气
C．用淀粉碘化钾溶液滴在管外的棉球，可以判断氯气是否被完全吸收
D．钠着火燃烧产生苍白色火焰
6．等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气（常温）中充分反应，则
下列说法正确的是（）
A．第一块钠失去电子多
B．两块钠失去电子一样多
C．第二块钠的反应产物质量最大
D．两块钠的反应产物质量一样大
答案:
5、D6、B
7．1mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体是（）
A．Na2CO3B．Na2O2、Na2CO3
C．NaOH、Na2CO3D．Na2O2、NaOH、Na2CO3
A
8．CO与H2的混合气体3g在足量氧气中燃烧后，在150℃时将混合气体通过足量的Na2O2后，Na2O2增重的质量为（）
A．1.5gB．3gC．6gD．无法计算
B
9．将O2、CH4、Na2O2放入密闭容器中，在150℃条件下电火花引发恰好完全反应后，容器中的压强为零。
原O2、CH4、Na2O2物质的量之比为（）
A．1∶2∶6B．2∶1∶6C．1∶2∶8D．2∶1∶4
A
10.将一定质量的钠、氧化钠、过氧化钠的混合物与足量的水反应，得到0.36g混合气体，通过放电完全反应，则混合物中钠、氧化钠、过氧化钠的质量比可能为（）
A.23∶62∶7B.92∶93∶156C.23∶124∶78D.46∶93∶78
B
11．取ag某物质在氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后固体增加的质量大于ag。
下列物质中满足以上结果的是：
（ ）
①H2②CO③C6H12O6④C2H5OH⑤HCOOCH3⑥C12H22O11
A．①②③④⑤⑥B．①②③⑤C．③④⑤⑥D．④⑥
B
12．在一定条件下，使CO和O2的混合气体26g充分反应，所得混合物在常温下跟足量的Na2O2固体反应，结果固体增重14g，则原混合气体中O2和CO的质量比可能是（ ）。
A．9∶4B．1∶1
C．7∶6D．6∶7
D
13．某溶液中含有HCO
、CO
、SO
、Na＋、NO
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．NO
B．CO
、NO
C．SO
、NO
D．CO
、NO
、Na＋
C
14．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溶液中加入含等物质的量的HCl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饱和溶液中通入足量CO2，有NaHCO3结晶析出
D
15．（10分）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、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是________（填装置序号）。
（2）图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式：
________________________________________________________________________；
与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是__________（填选项序号）。
A．Ⅳ比Ⅲ复杂
B．Ⅳ比Ⅲ安全
C．Ⅳ比Ⅲ操作简便
D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行
（3）若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是________（填化学式）。
解析：
（1）Na2CO3、NaHCO3均能与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的CO2气体，但等质量的Na2CO3与NaHCO3跟过量盐酸反应时，NaHCO3与盐酸反应更剧烈且产生气体的量多，故实验Ⅰ不能鉴别Na2CO3与NaHCO3，而实验Ⅱ可以。
（2）NaHCO3受热易分解：
2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O，Na2CO3受热不分解，可用加热方法鉴别，对比实验Ⅲ，实验Ⅳ可以同时进行两个对比实验，现象明显。
（3）将NaHCO3置于小试管B，Na2CO3置于大试管A，加热时D中澄清石灰水不变浑浊，C中变浑浊，说明Na2CO3比NaHCO3稳定。
答案：
（1）Ⅱ
（2）2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O D （3）NaHCO3
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