全国版版高考化学一轮复习第3章金属及其化合物第1节钠及其化合物学案.docx

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全国版版高考化学一轮复习第3章金属及其化合物第1节钠及其化合物学案

第1节　钠及其化合物

考试说明

1．了解钠的主要性质及其用途。

2．了解钠的重要化合物的主要性质及其用途。

3．了解钠及其重要化合物的制备方法。

命题规律

钠及其化合物是高考化学中的基本知识之一，是高考的常考点，主要的考查形式有：

结合阿伏加德罗常数、氧化还原反应以选择题形式考查Na与H2O、Na与O2及Na2O2与H2O、Na2O2与CO2反应的特点及电子转移情况，以选择题型考查Na2O2与H2O、CO2反应的有关计算和Na2CO3与NaHCO3稳定性的比较等；以Na2O2与H2O、Na2O2与CO2、Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应为载体设计实验以填空题型考查。

考点1　钠的性质及应用

1．钠的物理性质

颜色

熔点

硬度

密度

导电导热性

银白色

低

小，可用小刀切割

比水的小比煤油的大

良好

2．钠的化学性质

从原子结构认识钠的化学性质：

Na

Na＋

（1）主要化学性质

（2）钠与水（含酚酞）反应的实验现象及解释

3．钠的制取及保存

（1）制取：

化学方程式为2NaCl（熔融）

2Na＋Cl2↑。

（2）保存：

密封保存，通常保存在煤油中。

4．钠的用途

（1）制取Na2O2等化合物。

（2）钠、钾合金（液态）可用于原子反应堆的导热剂。

（3）用作电光源，制作高压钠灯。

（4）冶炼某些金属。

金属钠具有强的还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如4Na＋TiCl4

4NaCl＋Ti。

（1）金属钠着火，不能用水、泡沫灭火器灭火，应用干燥的沙土盖灭。

（2）钠与水、酸、盐溶液反应的本质与顺序：

本质上均是与H＋的反应，反应顺序是“有酸酸在前、无酸水为先”。

（3）工业上在850℃，钠与熔融状态的KCl反应可以制取金属钾：

Na（l）＋KCl（l）

NaCl（l）＋K（g），反应发生是因为在反应温度下，体系中只有钾是气体，能从体系中逸出，利于反应正向进行，该反应不能说明金属钠的还原性强于金属钾。

【基础辨析】

判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

（1）切开的金属Na暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗，原因：

2Na＋O2===Na2O2。

（×）

（2）金属钠着火时，用细沙覆盖灭火。

（√）

（3）钠与硫酸铜溶液反应：

2Na＋Cu2＋===Cu↓＋2Na＋。

（×）

（4）工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气。

（×）

（5）将钠块放入水中，产生气体的离子方程式为Na＋H2O===Na＋＋OH－＋H2↑。

（×）

（6）实验室将Na保存在CCl4中。

（×）

1．金属钠是一种活泼金属，除了具有金属的一般性质外，还具有自己的特性。

下列关于钠的叙述中正确的是（　　）

A．钠是银白色金属，熔点低，硬度大

B．钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成淡黄色的Na2O

C．在氧气中加热时，金属钠剧烈燃烧，发出黄色火焰

D．金属钠着火时，可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火

答案　C

解析　钠可用小刀切割，硬度小，A错误；钠放置在空气中，被缓慢氧化生成白色的Na2O，B错误；Na能与H2O、CO2反应，故钠着火时只能用细沙盖灭，D错误。

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　②NaCl溶液　③Na2SO4溶液　④饱和澄清石灰水　⑤Ca（HCO3）2溶液　⑥CuSO4溶液　⑦饱和NaCl溶液

答案　①④⑤⑦

解析　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓；④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产生沉淀；⑤中Ca2＋＋HCO

＋OH－===CaCO3↓＋H2O；⑥中生成的Cu（OH）2是蓝色沉淀，不符合题意；⑦中水减少，c（Na＋）增大，使NaCl（s）Na＋（aq）＋Cl－（aq）平衡向左移动。

考点2　氧化钠和过氧化钠

1．氧化钠与过氧化钠的比较

2．过氧化钠的强氧化性

（1）从化合价的角度分析

Na2O2既有氧化性又有还原性，但主要表现为氧化性。

（2）强氧化性的具体表现

（3）遇CO2、H2O、H＋则发生自身的氧化还原反应。

（1）Na2O、Na2O2中阴、阳离子个数比均为1∶2。

其中Na2O2中的氧原子以“O

”原子团形式存在。

（2）Na2O2与H2O、CO2的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应，在反应中H2O、CO2既不是氧化剂，也不是还原剂。

（3）当过氧化钠与H2O或CO2反应时，1molNa2O2转移的电子是1mol而不是2mol。

【基础辨析】

判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

（1）1mol钠与氧气反应生成Na2O或Na2O2时，失去的电子数目均为NA。

（√）

（2）氧化钠与过氧化钠都属于碱性氧化物。

（×）

（3）Na2O与Na2O2都是离子化合物，都只存在离子键。

（×）

（4）Na2O2与H2O反应时，Na2O2是氧化剂，水是还原剂。

（×）

（5）7.8gNa2O2与足量的CO2反应，转移电子的个数为0.2NA。

（×）

（6）Na2O2与H2O反应制备O2的离子方程式：

Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑。

（×）

题组一钠的氧化物的性质及应用

1．下列对Na2O2的叙述中，正确的是（　　）

A．Na2O2能与酸反应生成盐和水，所以Na2O2是碱性氧化物

B．Na2O2能与水反应，所以Na2O2可以作气体的干燥剂

C．Na2O2与CO2反应产生氧气，可用于呼吸面具中

D．Na2O2与CO2反应时，Na2O2只作氧化剂

答案　C

解析　Na2O2能与酸反应生成盐、水和氧气，所以不是碱性氧化物，A错误；Na2O2能与水反应，但生成氧气，引入杂质，Na2O2不能作气体的干燥剂，B错误；Na2O2与CO2反应时，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，D错误。

2．在下列物质的溶液中分别加入一定量的Na2O2固体，不会出现浑浊现象的是（　　）

A．饱和Na2CO3溶液B．Ca（HCO3）2稀溶液

C．Na2SO3稀溶液D．饱和CaCl2溶液

答案　C

解析　Na2O2固体与水反应生成NaOH和O2。

A中溶液饱和，由于水被消耗导致析出Na2CO3晶体；B中Ca（HCO3）2与NaOH溶液反应生成碳酸钙沉淀；C中Na2SO3被氧化成Na2SO4，Na2SO4可溶于水，不会出现浑浊现象；D中溶液饱和，水的减少及NaOH与CaCl2反应生成的Ca（OH）2微溶，会产生白色沉淀。

题组二有关Na2O2与H2O、CO2反应的计算

3．下列说法正确的是（　　）

A．3.9gNa2O2含离子数目为0.2NA

B．Na2O2与CO2反应生成0.1molO2时转移电子0.4mol

C．Na2O2投入到CuCl2溶液中有蓝色沉淀及气泡产生

D．向饱和烧碱溶液中加入2gNa2O2，充分反应后，溶液中n（Na＋）不变

答案　C

解析　3.9gNa2O2的物质的量为0.05mol，所含离子数目为0.05mol×3＝0.15mol，A错误；由2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2及Na2O2中氧元素为－1价知，每生成1molO2时会转移2mol电子，B错误；Na2O2投入到CuCl2溶液中，Na2O2先与水反应生成NaOH与O2，NaOH再与CuCl2反应生成Cu（OH）2沉淀，C正确；Na2O2与水反应，溶剂减少，溶质相应减少，则n（Na＋）减小，D错误。

4．将Wg某气体与一定量的O2混合后通入装有足量Na2O2固体的密闭容器中，用间断电火花不断地引燃气体，经过足够长的时间后，发现固体质量增加Wg，则气体可能是（　　）

①H2　②CO　③H2和CO的混合气体　

④甲醛（HCHO）　⑤乙二醇（CH2OH－CH2OH）蒸气

A．只有①B．只有①②

C．只有①②③D．①②③④⑤

答案　D

解析　很容易判断①②③④⑤均是符合（CO）m·（H2）n组成的物质，在O2中充分燃烧后，再通入Na2O2固体中，固体增加质量恰好等于该物质的质量。

故答案选D。

Na2O2吸收H2O、CO2后固体质量的变化规律

将CO2看作CO燃烧所得：

⇒

将H2O看作H2燃烧所得：

⇒

所以Na2O2与CO2、H2O反应增加的质量为与CO2、H2O等物质的量的CO、H2的质量。

考点3　碳酸钠与碳酸氢钠

碳酸钠与碳酸氢钠的比较

（1）NaHCO3与碱溶液反应的实质是HCO

与OH－反应生成CO

，CO

有可能发生后续反应，如NaHCO3与Ca（OH）2溶液反应可以生成白色沉淀CaCO3。

（2）不能用Ca（OH）2或Ba（OH）2鉴别Na2CO3和NaHCO3，因为都能产生白色沉淀。

（3）Na2CO3和盐酸可以用互滴法鉴别，但NaHCO3和盐酸不可以用互滴法鉴别。

【基础辨析】

判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

（1）向苏打和小苏打溶液中分别加入盐酸均冒气泡，说明两者均能与盐酸反应。

（√）

（2）除去Na2CO3（s）中的少量NaHCO3（s），采用灼烧法。

（√）

（3）小苏打是面包发酵粉的主要成分之一。

（√）

（4）用热的烧碱溶液洗去油污，因为Na2CO3可直接和油污反应。

（×）

（5）向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，该溶液一定是碳酸盐溶液。

（×）

（6）用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液。

（√）

题组一Na2CO3与NaHCO3的性质与鉴别

1．[2017·黑龙江鹤岗一中期末]Na2CO3和NaHCO3是常见的两种钠盐，它们广泛应用于生产和生活中。

下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法中，不正确的是（　　）

A．小苏打能中和胃酸，对胃壁不产生强烈的刺激或腐蚀作用，可用于治疗胃酸过多症，但不适合胃溃疡病人

B．NaHCO3能中和面粉发酵后产生的酸，并且产生二氧化碳气体，可用于做馒头

C．可以用澄清石灰水来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液

D．往Na2CO3饱和溶液中通入CO2气体，可获得NaHCO3沉淀

答案　C

解析　小苏打与胃酸中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，反应的化学方程式为NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，胃溃疡病人不能服用小苏打类药物来治疗，因为反应产生的二氧化碳气体会造成胃部胀气，易造成胃穿孔，A正确；NaHCO3与酸反应生成二氧化碳气体，使得馒头或面包暄软多孔，B正确；Na2CO3和NaHCO3溶液都与澄清石灰水反应生成CaCO3白色沉淀，所以不能用澄清石灰水来鉴别，C错误；Na2CO3比NaHCO3易溶于水，所以在饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体可得到NaHCO3沉淀，D正确。

2．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所示实验，不能够达到实验目的的原因是

______________________________________________________。

（2）图Ⅱ、Ⅲ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为________________________________________________________

________________________________________________________。

（3）若用实验Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，则试管B中装入的固体最好是________（填化学式）。

答案　

（1）无论是Na2CO3还是NaHCO3均可以与盐酸反应产生CO2，使澄清石灰水变浑浊，达不到实验目的

（2）2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑，

CO2＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O

（3）NaHCO3

解析　

（1）NaHCO3、Na2CO3都与盐酸反应放出CO2，不能达到目的。

（2）图Ⅱ、Ⅲ中发生的反应均为2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O，CO2＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O。

（3）试管B中装入碳酸氢钠，试管A中装入碳酸钠，直接加热的碳酸钠温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠不稳定。

题组二Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的计算及图像分析

3．120mL含有0.20mol碳酸钠的溶液和200mL某浓度的盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是（　　）

A．2.0mol·L－1B．1.5mol·L－1

C．0.18mol·L－1D．0.24mol·L－1

答案　B

解析　前者滴入后者发生反应：

Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑①，后者滴入前者发生反应：

Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3②，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑③，盐酸的用量应在①②之间，即HCl的物质的量应为0.20mol

4．取等物质的量浓度的NaOH溶液A和B两份，每份10mL，分别向A、B中通入不等量的CO2，再继续向两溶液中逐滴加入0.1mol·L－1的盐酸，标准状况下产生的CO2气体体积与所加的盐酸体积之间的关系如图所示，下列叙述正确的是（　　）

A．原NaOH溶液的物质的量浓度为0.5mol·L－1

B．A曲线表明原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质成分是Na2CO3和NaHCO3

C．B曲线中当耗盐酸0

===HCO

D．B曲线表明原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液加盐酸后产生CO2气体体积（标准状况）的最大值为112mL

答案　D

解析　根据图像可知，当加入75mL盐酸时，CO2的生成量不再发生变化，所以生成的氯化钠为0.0075mol，根据原子守恒可知，A和B中氢氧化钠的物质的量是0.0075mol，浓度是0.75mol·L－1，A不正确；由于碳酸钠和盐酸的反应是分步进行的，即碳酸钠首先与盐酸反应生成碳酸氢钠，然后碳酸氢钠再与盐酸反应生成CO2，所以根据图像可知A曲线表示的溶液中含有氢氧化钠和碳酸钠，而B曲线表示的溶液中含有碳酸钠和碳酸氢钠，B、C不正确；B曲线中NaHCO3和HCl反应生成CO2所消耗的盐酸是50mL，所以生成的CO2是0.005mol，标准状况下的体积是112mL，D正确。

题组三Na2CO3和NaHCO3质量分数的测定

5．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.

答案　A

解析　设样品中NaHCO3的质量为x。

2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑　固体的质量差

168g　　　　106g　　　　　　　　　　62g

　x　　　　　　　　　　　　　　　　w1g－w2g

＝

　x＝

g，则混合物中Na2CO3的质量为w1－x＝

g，样品中Na2CO3的质量分数＝

，A正确。

差量法在化学方程式计算中的应用

1.[高考集萃]判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

（1）[2017·江苏高考]Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂。

（　　）

（2）[2016·浙江高考]钾、钠、镁等活泼金属着火时，不能用泡沫灭火器灭火。

（　　）

（3）[2015·全国卷Ⅰ]过氧化钠与水反应时，生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA。

（　　）

（4）[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）[2015·安徽高考]在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解。

（　　）

答案　

（1）√　

（2）√　（3）√　（4）×　（5）×

解析　

（1）Na2O2与CO2发生反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，该过程吸收CO2产生氧气，故Na2O2可用作呼吸面具供氧剂，正确；（4）标准状况下，5.6LCO2为0.25mol，与足量Na2O2反应时转移电子数为0.25NA，错误；（5）酒精灯加热条件下，Na2CO3不能分解，错误。

2．[2016·天津高考]根据所给的信息和标志，判断下列说法错误的是（　　）

答案　B

解析　碳酸氢钠易与醋酸反应，若与醋酸同服，会降低药效。

3．[2014·上海高考]下列反应与Na2O2＋SO2===Na2SO4相比较，Na2O2的作用相同的是（　　）

A．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

B．2Na2O2＋2SO3===2Na2SO4＋O2

C．Na2O2＋H2SO4===Na2SO4＋H2O2

D．3Na2O2＋Cr2O3===2Na2CrO4＋Na2O

答案　D

解析　反应Na2O2＋SO2===Na2SO4中SO2是还原剂，过氧化钠是氧化剂。

反应3Na2O2＋Cr2O3===2Na2CrO4＋Na2O中，过氧化钠是氧化剂。

4．[上海高考]上图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。

下列操作正确的是（　　）

A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰

B．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰

C．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉

D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉

答案　C

解析　侯氏制碱法的原理是向饱和的NaCl溶液中先通入NH3，然后通入CO2，利用生成的碳酸氢钠溶解度小而析出。

由于NH3在水中的溶解度大所以先通NH3，但为了防倒吸，所以a通入NH3，然后b通入CO2，考虑NH3的尾气处理所以选择放蘸稀硫酸的脱脂棉，即C正确。

5．[2015·浙江高考]化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。

一定条件下金属钠和H2反应生成甲。

甲与水反应可产生H2，甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。

将4.80g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24L（已折算成标准状况）的H2。

请推测并回答：

（1）甲的化学式________。

（2）甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式________________________。

（3）NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式________________________。

（4）甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂（铁锈的成分表示为Fe2O3），脱锈过程发生反应的化学方程式__________________________。

（5）某同学认为：

用惰性气体赶尽反应体系中的空气，将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥，再与金属钠反应，得到的固体物质即为纯净的甲；取该固体物质与水反应，若能产生H2，即可证明得到的甲一定是纯净的。

判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

答案　

（1）NaH

（2）4NaH＋AlCl3===NaAlH4＋3NaCl

（3）NaAlH4＋2H2O===NaAlO2＋4H2↑

（4）3NaH＋Fe2O3===2Fe＋3NaOH

（5）制备过程不合理，因为盐酸易挥发，H2中混有HCl，导致产物中有NaCl；验纯方法不合理，如果有Na残留，Na与水反应也产生H2；没有考虑混入的NaCl

解析　

（1）由甲受热分解得到单质钠和H2分析，甲由Na、H两种元素组成，且4.80g化合物甲分解得到0.1molH2，即0.2gH2，说明同时得到4.6g金属钠，所以甲的化学式为NaH。

（2）NaH与AlCl3反应的化学方程式为4NaH＋AlCl3===NaAlH4＋3NaCl。

（3）NaAlH4与H2O反应将生成NaAlO2和H2，其化学方程式为NaAlH4＋2H2O===NaAlO2＋4H2↑。

（4）Fe2O3与NaH反应生成Fe和NaOH，反应为Fe2O3＋3NaH===2Fe＋3NaOH。

（5）由该同学的方法所制得的H2中含有HCl，所以反应所得固体产物中会含有NaCl，若用水检验所得的气体，一方面若有Na残留，Na与水反应也有H2产生；另一方面也无法验证固体中是否存在NaCl，所以得出固体是纯净的NaH也不合理。

一、选择题（每题6分，共72分）

1．下列物质与类别不对应的是（　　）

A

B

C

D

盐

碱性氧化物

糖类

混合物

答案　B

解析　小苏打的化学式为NaHCO3，属于盐，A正确；过氧化钠与水反应生成物除了碱以外还有O2，不是碱性氧化物，B错误；淀粉属于多糖，C正确；84消毒液是以次氯酸钠为主要成分的水溶液，属于混合物，D正确。

2．取一支大试管，加入20mL饱和澄清石灰水（ρ＝1.6g·cm－3），再加入5mL苯（ρ＝0.87g·cm－3），静置后缓慢加入黄豆粒大小的钠块（ρ＝0.97g·cm－3）。

能观察到的现象有（　　）

①钠在饱和澄清石灰水层反应并四处游动　②有气体产生　③澄清石灰水变浑浊　④钠在石灰水与苯的界面处反应并上下跳动　⑤钠停留在苯层不反应　⑥钠块最后消失

A．①②⑥B．②③④⑥

C．⑤D．①②③⑥

答案　B

解析　金属钠的密度小于水大于苯，将金属钠投入盛有澄清石灰水和苯的大试管中，钠会处于二者的界面处；同时由于钠与水反应生成H2，H2对金属钠产生推动作用，金属钠在界面处可能上下跳动。

由于有NaOH生成，并放出热量，Ca（OH）2的溶解度减小，饱和澄清石灰水中有Ca（OH）2析出，溶液变浑浊。

3．[2017·淮北模拟]有关Na2CO3和NaHCO3的性质，下列叙述中错误的是（　　）

A．相同温度下，等浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的碱性比较，前者更强

B．常温时溶解度：

Na2CO3＞NaHCO3

C．在酒精灯加热的条件下，前者不分解，后者分解

D．都能与烧碱反应，后者反应较慢

答案　D

解析　Na2CO3不能与NaOH反应，故D错误。

4．下列有关Na2O2的说法不正确的是（　　）

A．向包有Na2O2粉末的脱脂棉上滴加几滴水，脱脂棉剧烈燃烧起来，说明Na2O2与H2O反应放热且有氧气生成

B．Na2O2与CO2反应时有单质O2生成，该反应属于置换反应

C．Na2O2在空气中久置变白，涉及的氧化还原反应中，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂

D．Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应的产物不同

答案　B

解析　燃烧的条件是达到着火点和具有助燃物质，A正确；反应物中没有单质参加反应，不是置换反应，B错误；Na2O2与CO2、H2O的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应，C正确；Na2O与CO2反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，产物不