高届高级高中化学一轮复习第三章金属及其化合物第1讲.docx

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高届高级高中化学一轮复习第三章金属及其化合物第1讲

第1讲　钠及其化合物

【2020·备考】

最新考纲:

1.了解钠及其重要化合物的制备方法。

2.掌握钠及其重要化合物的主要性质。

3.掌握钠及其重要化合物的应用。

核心素养:

1.宏观辨识与微观探析:

认识物质的多样性,能从钠元素的原子结构认识钠的性质,理解“结构决定性质”的内涵。

2.科学探究与创新意识:

能发现和提出有探究价值的有关钠及其化合物性质的探究方案,进行实验探究。

考点一　钠的主要性质及其应用

（频数:

★☆☆　难度:

★★☆）

名师课堂导语本考点主要考查钠的重要性质,特别是钠与盐溶液的反应要重点掌握,另外钠的用途及保存也常在考题中出现,要引起关注。

1.钠的物理性质

颜色

密度

熔点

硬度

银白色,有

金属光泽

ρ（水）大于ρ（钠）

大于ρ（煤油）

小于100℃

质地柔软

钠的质地柔软,取用钠进行有关反应时,可以用小刀切割除去氧化膜。

2.从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性

（1）与非金属单质（如O2、Cl2）的反应

O2

Cl2:

2Na＋Cl2

2NaCl

（2）与水反应

①离子方程式:

2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。

②与滴加酚酞的水反应的现象及解释

（3）与盐酸反应

离子方程式:

2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。

（4）钠与盐反应

①钠与盐溶液反应

如Na投入CuSO4溶液中,反应的离子方程式为2Na＋2H2O＋Cu2＋===2Na＋＋Cu（OH）2↓＋H2↑。

②钠与熔融盐反应:

4Na＋TiCl4

Ti＋4NaCl

1.钠与酸及能显酸性的金属盐溶液反应时,由于溶液中H＋浓度较大,最后钠可能在液面上燃烧。

2.钠与盐的饱和溶液反应时,由于溶剂H2O减少,盐溶液中会有晶体析出。

3.钠的制取、保存及用途

（1）制取:

化学方程式为2NaCl（熔融）

2Na＋Cl2↑。

（2）保存:

密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中。

因为CCl4的密度比钠的大,钠不能保存在CCl4中,另外常考的试剂保存还有:

NaOH溶液（用橡胶塞）、氯水、浓硝酸（棕色试剂瓶、玻璃塞）、氢氟酸（塑料瓶）等。

（3）用途:

①钠、钾合金（液态）可用于原子反应堆的导热剂；

②金属钠还可用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼；

③用作电光源,制作高压钠灯。

用金属钠冶炼金属时,是钠与熔融盐反应,不能与水溶液反应,如:

4Na＋TiCl4

4NaCl＋Ti；

Na＋KCl

NaCl＋K↑（制取金属钾,因为钾的沸点比钠的低,使钾成为钾蒸气而逸出）。

[速查速测]

1.（易混点排查）正确的打“√”,错误的打“×”

（1）烧碱、纯碱均属于碱,不能盛放在玻璃试剂瓶中（×）

（2）在氧气中加热时,金属钠剧烈燃烧,生成淡黄色的固体Na2O2（√）

（3）金属钠在石棉网上加热时,先熔化成银白色小球,然后剧烈燃烧,产生黄色火焰（√）

（4）金属钠着火时,可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火（×）

（5）钠与水反应的离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑（√）

（6）实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶（√）

2.（教材改编题）取一小块金属钠,放在燃烧匙里加热,下列实验现象描述正确的是________（填序号）。

①金属先熔化　②在空气中燃烧,放出黄色火花　③燃烧后得白色固体　④燃烧时火焰为黄色　⑤燃烧后生成淡黄色固体物质

答案　①④⑤

（1）填写空白；

（2）属于物理变化的有________（填序号）,属于化学变化的有________（填序号）。

答案　

（1）Na2O　NaOH　溶液　Na2CO3

（2）③　①②④⑤

[A组　基础知识巩固]

1.（2018·郑州模拟）下列叙述中不正确的是（　　）

A.钠在反应TiCl4＋4Na

Ti＋4NaCl中作还原剂

B.用镊子从煤油中取出金属钠,切下绿豆粒大小的钠,小心放入装满水的烧杯中,观察钠与水反应的现象

C.用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧,观察到火焰呈黄色,一定含有Na＋,可能含有K＋

D.金属Na表面自然形成的氧化层不能保护内层金属不被空气氧化

【解析】　钠与TiCl4反应作还原剂,A正确；应将钠表面的煤油用滤纸吸干且烧杯中不能装满水（否则会迸溅出液体）,B错误；钠元素的焰色为黄色,而钾元素的焰色为紫色,而且黄色会掩盖紫色,所以不能判断是否含有钾元素,C正确；金属Na表面自然形成的氧化层不能保护内层金属不被空气氧化,D正确。

答案　B

2.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体,又有白色沉淀产生的是（　　）

①MgSO4溶液　②Na2SO4稀溶液　③饱和澄清石灰水

④Ca（HCO3）2溶液　⑤CuSO4溶液　⑥饱和NaCl溶液

A.①④⑤⑥B.③④⑤⑥

C.②④⑤⑥D.①③④⑥

【解析】　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑,①中Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓；③中反应消耗水,溶液温度升高,Ca（OH）2的溶解度降低,析出Ca（OH）2沉淀；④中Ca2＋＋HCO

＋OH－===CaCO3↓＋H2O；⑤生成的Cu（OH）2是蓝色沉淀,不符合题意；⑥水减少,c（Na＋）增大,使NaCl（s）

Na＋（aq）＋Cl－（aq）平衡向左移动。

答案　D

3.（2019·宁德联考）如图,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,据此判断下列说法中不正确的是（　　）

A.上述反应是置换反应

B.上述反应说明钠比铜活泼

C.上述反应证明钠可以从CuSO4溶液中置换出铜

D.加热且无水条件下,Na可以与CuSO4反应并生成Cu

【解析】　实验在无水条件下进行,有红色物质生成,说明熔融的钠将硫酸铜中的铜置换出来并且放出热量,属于置换反应,钠作还原剂,硫酸铜作氧化剂,说明钠比铜活泼,故A、B项正确；若钠与CuSO4溶液混合,则钠先与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜,不会置换出铜单质,故C错误；根据以上分析,在无水条件下,Na可以与CuSO4反应并生成Cu,故D正确。

答案　C

【思维建模】

钠与盐溶液反应的思维模板

[微练]　写出下列反应的离子方程式

①将Na投入到Ca（HCO3）2溶液中,反应后生成正盐溶液

2Na＋Ca2＋＋2HCO

===CaCO3↓＋2Na＋＋CO

＋H2↑。

②将Na投入到NH4HCO3溶液中,有刺激性气味气体放出

2Na＋NH

＋HCO

===2Na＋＋CO

＋NH3↑＋H2↑。

[B组　考试能力过关]

4.下列说法正确的是（　　）

A.（2017·江苏化学,6A）钠与水反应:

Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑

B.（2016·浙江理综,8A）钾、钠、镁等活泼金属着火时,不能用泡沫灭火器灭火

C.（2015·广东理综,10A）23gNa与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子

D.（2013·新课标全国Ⅱ,10B）钠与CuSO4溶液反应:

2Na＋Cu2＋===Cu↓＋2Na＋

答案　B

5.（2018·海南化学,17）某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。

回答下列问题:

（1）选用如图所示装置及药品制取CO2。

打开弹簧夹,制取CO2。

为了得到干燥、纯净的CO2,产生的气流应依次通过盛有________、________的洗气瓶（填试剂名称）。

反应结束后,关闭弹簧夹,可观察到的现象是____________________________________________________________________。

不能用稀硫酸代替稀盐酸,其原因是______________________________________。

（2）金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表:

步骤

现象

将一小块金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入盛有CO2的集气瓶中。

充分反应,放置冷却

产生大量白烟,集气瓶底部有黑色固体产生,瓶壁上有白色物质产生

在集气瓶中加入适量蒸馏水,振荡、过滤

滤纸上留下黑色固体,滤液为无色溶液

①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分,取适量滤液于2支试管中,向一支试管中滴加1滴酚酞溶液,溶液变红,加过量CaCl2红色褪去:

向第二支试管中滴加澄清石灰水,溶液变浑浊。

据此推断,白色物质的主要成分是________（填标号）。

A.Na2OB.Na2O2

C.NaOHD.Na2CO3

②为检验黑色固体的成分,将其与浓硫酸反应,生成的气体具有刺激性气味。

据此推断黑色固体是________。

③本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为____________________________________________________________________。

答案　

（1）饱和碳酸氢钠溶液　浓硫酸　产生的气体使干燥管内盐酸液面下降,与碳酸钙脱离接触,反应停止　生成的硫酸钙覆盖在碳酸钙表面,阻止反应进一步进行

（2）①D

②碳（C）

③4Na＋3CO2

2Na2CO3＋C

考点二　氧化钠、过氧化钠

（频数:

★★☆　难度:

★★☆）

名师课堂导语本考点主要考查过氧化钠的性质,特别是过氧化钠与CO2和H2O的定性和定量分析,另外过氧化钠与其他水溶液的反应,以及过氧化钠的用途也常在考题中出现,要引起注意。

1.氧化钠和过氧化钠的比较

物质

氧化钠（Na2O）

过氧化钠（Na2O2）

色态

白色固体

淡黄色固体

类别

碱性氧化物

过氧化物（非碱性氧化物）

氧的价态

－2

－1

电子式

生成条件

常温

加热或点燃

化

学

性

质

热稳

定性

不稳定（2Na2O＋O2

2Na2O2）

稳定

与水反应

Na2O＋H2O===2NaOH

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

与CO2反应

Na2O＋CO2===Na2CO3

2Na2O2＋2CO2===

2Na2CO3＋O2

与酸反应

（盐酸）

Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O

2Na2O2＋4HCl===

4NaCl＋2H2O＋O2↑

主要性质

具有碱性氧化物通性

具有强氧化性

主要用途

用于制取少量Na2O2、烧碱

强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂

2.Na2O2的强氧化性与还原性

从元素化合价角度分析Na2O2的性质

（1）强氧化性的五个表现

（2）遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。

（3）遇CO2、H2O、H＋则发生自身的氧化还原反应。

1.Na2O2的电子式为

晶体中阴、阳离子个数比为1∶2而不是1∶1。

2.Na2O2具有强氧化性,但Na2O2与水、CO2反应时,水中的氢与CO2中的碳都处于最高价态,不能被氧化,反应为Na2O2自身的氧化还原反应。

[速查速测]

1.（易混点排查）正确的打“√”,错误的打“×”

（1）1molNa2O2固体中含离子总数为4NA（×）

（2）7.8g过氧化钠含有的共用电子对数为0.2NA（×）

（3）Na2O2在与CO2的反应中既是氧化剂,又是还原剂（√）

（4）将足量过氧化钠投入紫色石蕊溶液中,溶液先变蓝色后褪色,同时有气泡产生（√）

（5）Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间,变成白色粘稠物的原因是2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2（×）

2.（教材改编题）[RJ必修1·P55“实验3－5”改编]下列对过氧化钠的叙述中,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气体的干燥剂

C.过氧化钠与二氧化碳反应产生氧气,故可用于呼吸面具中

D.过氧化钠与二氧化碳反应时,过氧化钠只作氧化剂

答案　C

3.（思维探究题）比较下列四组反应,回答下列问题。

一组:

①Na2O2＋CO2　②Na2O2＋SO2

二组:

③Na2O2＋FeCl3（溶液）　④Na2O2＋FeCl2（溶液）

三组:

⑤NaOH溶液滴入紫色石蕊试液中　⑥Na2O2固体加入到紫色石蕊试液中

问题:

（1）写出①、②两反应的化学方程式。

（2）判断③、④反应中可能发生的现象,为什么？

（3）判断⑤、⑥反应中可能发生的现象？

答案　

（1）①2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

②Na2O2＋SO2===Na2SO4

（2）③、④反应均会有红褐色沉淀生成并有气体放出。

④中气体明显少于③中气体,FeCl3与NaOH反应生成Fe（OH）3,Fe（OH）3是不溶性的红褐色沉淀；④中Fe2＋具有强还原性,易被Na2O2氧化并生成Fe（OH）3,Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有O2产生。

（3）⑤溶液变蓝,⑥溶液先变蓝后褪色。

原因是Na2O2与H2O反应生成NaOH,呈碱性,同时Na2O2又有漂白性。

[A组　基础知识巩固]

1.（2019·湖南联考）下列说法正确的是（　　）

A.Na2O2遇到湿润的紫色石蕊试纸后,石蕊试纸最终变成蓝色

B.Na2O2与CO2反应生成0.1molO2时转移电子0.2mol

C.Na2O2用于呼吸面具,活性炭用于防毒面具,两者原理相同

D.向饱和烧碱溶液中加入2gNa2O2,充分反应完后,溶液中c（Na＋）不变

【解析】　Na2O2遇到湿润的紫色石蕊试纸,它最终能氧化石蕊使其褪色,A项错误；由2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2及Na2O2中氧元素的化合价为－1价知,每生成1molO2时会转移2mol电子,B项正确；Na2O2用于呼吸面具是能与水或CO2反应产生O2,活性炭用于防毒面具是吸附有毒气体,C错误；Na2O2与水反应时能放出大量的热,使溶液温度升高,NaOH的溶解度增大,导致溶液中c（Na＋）增大,D项错误。

答案　B

2.已知硫酸亚铁溶液中加入Na2O2时发生反应:

4Fe2＋＋4Na2O2＋6H2O===4Fe（OH）3↓＋O2↑＋8Na＋。

下列说法正确的是（　　）

A.该反应中氧化剂是Na2O2,还原剂是FeSO4

B.若Fe2＋失去4mol电子,生成氧气的体积约为22.4L

C.4molNa2O2参加反应,共得到6mol电子

D.反应过程中可以看到白色沉淀先转化为灰绿色后转化为红褐色

【解析】　该反应中Fe2＋失电子作还原剂,Na2O2中的氧元素既得电子又失电子,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,A错误；未指明温度和压强,无法计算生成的氧气的体积,B错误；该反应中转移6e－,且只有Na2O2中的氧元素得电子,4molNa2O2参加反应,共得到6mol电子,C正确；反应过程中Fe2＋直接被氧化生成Fe3＋,形成Fe（OH）3沉淀,反应过程中无Fe（OH）2生成,D错误。

答案　C

3.现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,用如图所示实验装置测定Na2O2试样的纯度。

（可供选用的反应物只有CaCO3固体、6mol·L－1盐酸、6mol·L－1硫酸和蒸馏水）

回答下列问题:

（1）装置A中液体试剂选用_________________________________________。

（2）装置B的作用是_________________________________________________,

装置E中碱石灰的作用是______________________________________________。

（3）装置D中发生反应的化学方程式为_________________________________。

（4）若开始时测得样品的质量为2.0g,反应结束后测得气体体积为224mL（标准状况）,则Na2O2试样的纯度为________。

【解析】　

（1）A是用来制取二氧化碳的装置,碳酸钙和硫酸反应时,生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在碳酸钙的表面,使反应不能继续进行,所以用盐酸而不用硫酸来反应,故装置A中液体试剂选用6mol·L－1盐酸。

（2）碳酸钙和盐酸反应生成的二氧化碳中含有氯化氢气体,可用饱和碳酸氢钠溶液来除去；装置E中碱石灰的作用是吸收二氧化碳,防止二氧化碳对氧气的体积测量造成干扰。

（3）装置D中含有氧化钠和过氧化钠,CO2分别与它们发生反应。

（4）根据反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,反应结束后测得气体体积为224mL（标准状况）,即生成的氧气的物质的量为

＝0.01mol,则过氧化钠的物质的量为0.02mol,故试样中过氧化钠的纯度为

×100%＝78%。

答案　

（1）6mol·L－1盐酸

（2）除去气体中的HCl　吸收装置D中反应剩余的CO2

（3）2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、Na2O＋CO2===Na2CO3

（4）78%

【练后归纳】

Na2O2与H2O、CO2反应的定量关系

电子转移关系

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

气体体积变化关系

若CO2、水蒸气（或两混合气体）通过足量Na2O2,气体体积的减少量是原来气体体积的

等于生成氧气的量,ΔV＝V（O2）＝

V

固体质量变化关系

CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时,固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”,所以固体增加的质量Δm（CO2）＝28g·mol－1×n（CO2）,Δm（H2O）＝2g·mol－1×n（H2O）

[B组　考试能力过关]

4.判断正误（正确的打“√”,错误的打“×”）。

（1）（2018·海南化学,5A）Na2O2可与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具（√）

（2）（2017·北京理综,8A）二氧化碳使Na2O2固体变白,二氧化碳气体被还原（×）

（3）（2015·全国卷Ⅰ）过氧化钠与水反应时,生成0.1molO2转移的电子数为0.2NA（√）

（4）（2015·全国卷Ⅱ）CO2通过Na2O2粉末后固体质量增重（√）

（5）（2015·山东高考）向CuSO4溶液中加入Na2O2的离子方程式为2Na2O2＋2Cu2＋＋2H2O===4Na＋＋2Cu（OH）2↓＋O2↑（√）

（6）（2015·四川高考）标准状况下,5.6LCO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA（×）

5.（2016·江苏化学,18）过氧化钙（CaO2·8H2O）是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。

（1）Ca（OH）2悬浊液与H2O2溶液反应可制备CaO2·8H2O。

Ca（OH）2＋H2O2＋6H2O===CaO2·8H2O

反应时通常加入过量的Ca（OH）2,其目的是_____________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

（2）向池塘水中加入一定量的CaO2·8H2O后,池塘水中浓度增加的离子有________（填序号）。

A.Ca2＋B.H＋

C.CO

D.OH－

【解析】　

（1）Ca（OH）2过量,促进H2O2吸收,提高H2O2的利用率。

（2）CaO2·8H2O溶于水与水反应生成Ca（OH）2和O2,增加了Ca2＋和OH－。

答案　

（1）提高H2O2的利用率

（2）AD

考点三　两种重要的钠盐:

碳酸钠、碳酸氢钠

（频数:

★★☆　难度:

★★☆）

名师课堂导语本考点主要考查碳酸钠和碳酸氢钠的性质,特别是碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应要从定性、定量、图像等多方面掌握,另外有关碳酸钠和碳酸氢钠的实验探究也要加以关注！

1.Na2CO3和NaHCO3的物理性质

名称

碳酸钠

碳酸氢钠

化学式

Na2CO3

NaHCO3

俗名

纯碱或苏打

小苏打

颜色、状态

白色粉末

细小白色晶体

水溶性

易溶于水

水中易溶,比Na2CO3

的溶解度小

1.NaHCO3的溶解度较小,将CO2通入到饱和Na2CO3溶液时,开始无明显现象,后有沉淀析出。

2.能从NaHCO3的溶解度角度分析侯氏制碱法。

2.Na2CO3和NaHCO3的化学性质

（1）Na2CO3

写出上述序号所表示反应的化学方程式:

①Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑

②Na2CO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋2NaOH

③Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl

（2）NaHCO3

写出上述序号①、②、③、④所表示反应的化学方程式,②反应的离子方程式:

①NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑；

②Ca（OH）2过量:

HCO

＋OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O；

Ca（OH）2少量:

Ca2＋＋2OH－＋2HCO

===CaCO3↓＋CO

＋2H2O；

③NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O；

④2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑。

（3）相互转化:

1.设计出Na2CO3和NaHCO3的热稳定性的实验探究装置。

2.由NaHCO3与Ca（OH）2的反应,掌握“以少定多”的与量有关的离子方程式的书写方法。

3.Na2CO3的制备及用途

（1）Na2CO3的工业制备——侯氏制碱法

①制备原理

把二氧化碳通入氨的氯化钠饱和溶液中,使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出,过滤得到碳酸氢钠晶体,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。

②反应的化学方程式

a.NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl；

b.2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O。

（2）Na2CO3、NaHCO3的用途

①Na2CO3是一种非常重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。

②NaHCO3是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一；在医疗上,它是治疗胃酸过多的一种药剂。

Na2CO3和NaHCO3的用途较易混淆,在掌握时应从原理上加以区别,而不是死记硬背。

[速查速测]

1.（易混点排查）正确的打“√”,错误的打“×”

（1）用试管加热碳酸氢钠固体时,使试管口竖直向上（×）

（2）分别加热Na2CO3和NaHCO3固体,试管内壁均有水珠出现,则说明两种物质均受热分解（×）

（3）苏打是面包发酵粉的主要成分之一（×）

（4）NaHCO3溶液中加入稀盐酸:

CO

＋2H＋===H2O＋CO2↑（×）

（5）用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水与饱和纯碱溶液（√）

2.（教材课后习题改编）用适当的方法除杂（括号内为杂质）

物质

方法

Na2CO3（NaHCO3）固体粉末

________

Na2CO3（NaHCO3）溶液

________

NaHCO3（Na2CO3）溶液

________

答案　加热　加适量NaOH溶液　通入足量的CO2

3.（思维探究题）请设计实验方案,用50mL2mol·L－1NaOH溶液和足量的CO2气体,制取50mL1mol·L－1的Na2CO3溶液。

答案　将50mLNaOH溶液,等分成两份