小初高学习高考化学一轮综合复习第三章金属及其化合物第10讲钠及其重要化合物练习.docx

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小初高学习高考化学一轮综合复习第三章金属及其化合物第10讲钠及其重要化合物练习

第10讲　钠及其重要化合物

考纲要求

　1.了解钠的主要性质及应用。

2.了解钠的重要化合物的主要性质及应用。

考点一　钠和氢氧化钠

1．钠

（1）物理性质：

银白色，有金属光泽的固体，质地柔软，熔点低（小于100℃），密度比水的小但比煤油的大。

（2）从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性

①与非金属单质反应

2Na＋Cl2

2NaCl（现象：

剧烈燃烧、白烟）

4Na＋O2===2Na2O（现象：

银白色固体变暗）

2Na＋O2

Na2O2（现象：

钠先熔化、后燃烧，产物是淡黄色固体）

②与酸、水（滴有酚酞）、醇反应

2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑（快）

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑（现象：

浮、熔、游、响、红）

2Na＋2CH3CH2OH―→2C2H5ONa＋H2↑（沉、慢）

（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，通常保存在石蜡油或煤油中。

（4）钠的用途

①钠钾合金（液态）可用于原子反应堆的导热剂。

②用作电光源，制作高压钠灯。

③冶炼某些金属

金属钠具有强还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如4Na＋TiCl4

4NaCl＋Ti。

2．氢氧化钠

（1）物理性质：

NaOH的俗名为烧碱、火碱或苛性钠；它是一种白色固体，易溶于水并放出大量的热，有吸水性；吸收空气中的水分而潮解；有很强的腐蚀性。

（2）化学性质

①具有碱的通性

②其他反应

与金属铝反应：

2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑

与非金属单质反应：

Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O

酯类水解：

CH3COOC2H5＋NaOH

CH3COONa＋CH3CH2OH

（3）NaOH的制取

①土法制碱：

Na2CO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋2NaOH

②现代工业制碱：

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

（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）钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化（　　）

（7）金属钠具有强还原性，可与TiCl4溶液反应制取金属Ti（　　）

（8）NaOH在空气中久置，最终变为Na2CO3（　　）

（9）根据反应Na＋KCl

NaCl＋K↑，知Na的金属性强于K（　　）

（10）实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶（　　）

答案　

（1）×　

（2）√　（3）√　（4）×　（5）√　（6）×　（7）×　（8）√　（9）×　（10）√

1．金属钠露置在空气中会发生一系列变化，其过程：

银白色金属钠

表面变暗

出现白色固体接着表面变稀

白色块状固体

白色粉末状物质

请写出上述各步反应的化学方程式。

答案　①4Na＋O2===2Na2O

②Na2O＋H2O===2NaOH

③2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO3·10H2O

④Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O

2．将一小块金属钠分别投入盛有：

a.水、b.乙醇、c.稀H2SO4的三个小烧杯中，反应速率由大到小的顺序为______________。

解释反应速率不同的原因：

_______________________

________________________________________________________________________。

答案　c>a>b　钠与上述三种物质反应的实质都是钠与H＋间的置换反应，由三种物质电离出H＋的能力可知反应速率的大小顺序为c>a>b

题组一　钠与水反应的拓展延伸

1．（2017·石家庄高三模拟）向分别盛有100mL水、100mL0.1mol·L－1盐酸、100mL0.01mol·L－1NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05molNa。

下列有关说法正确的是（　　）

A．三个烧杯中均先发生的离子反应为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑

B．三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且X烧杯中的反应最剧烈

C．三个烧杯反应后，溶质的物质的量浓度相同

D．三个烧杯反应后，生成的气体的质量一定相同

答案　D

解析　钠与盐酸反应时钠先与H＋反应，离子方程式表示为2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑，A错误；三个烧杯中，Y烧杯中的氢离子浓度最大，反应最剧烈，B错误；X烧杯中生成的溶质为NaOH，Y烧杯中生成的溶质为NaCl、NaOH，Z烧杯中生成NaOH，原溶质为NaOH，故三个烧杯中溶质的物质的量浓度不同，C错误；因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完，故生成H2的量相同，D正确。

2．

（1）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产生白色沉淀；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，析出白色NaCl固体。

（2）按要求书写反应的离子方程式

①将Na投入到CuSO4溶液中

________________________________________________________________________。

②将Na投入到NH4HCO3溶液中，有刺激性气味气体放出

________________________________________________________________________。

答案　①2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu（OH）2↓＋2Na＋＋H2↑

②2Na＋NH

＋HCO

===2Na＋＋CO

＋NH3↑＋H2↑

题组二　钠与水反应实验的改进与创新

3．如图甲是演示金属钠与水的反应的重要实验，为收集检验气体产物，某兴趣小组将甲装置改进成如下乙或丙，请根据要求回答下列问题。

（1）写出钠与水反应的离子方程式：

_______________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）按乙装置实验，液体添加完毕后，关闭活塞，打开右边胶塞，向煤油中加入一小块钠，立即塞好胶塞，可观察到的现象是________（填字母）。

A．钠块始终保持在a处，直至完全消失

B．钠沉入U形管b处而后又慢慢浮到a处

C．钠处于煤油和水的交界处上下浮动

D．随反应的进行煤油与胶塞处液面下降，漏斗中液面上升

E．最终钠块在煤油中燃烧起来

（3）乙装置中漏斗在反应过程中的主要作用是________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）用乙装置实验，点燃气体产物时，是否需要检验纯度________（填“是”或“否”）。

（5）按图丙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。

取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体在相同条件下体积的关系是________（填字母）。

①用铝箔包住钠

②用铜箔包住钠

a．二者收集气体一样多

b．①收集气体体积较大

c．②收集气体体积较大

答案　

（1）2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑

（2）CD　（3）储存反应过程中排出的水　（4）否　（5）b

解析　

（2）因钠的密度比水小，比煤油大，钠与水接触时反应产生氢气，生成的气体将钠块带离水层，进入煤油层后停止反应又下沉，如此往复，直至钠反应完，反应过程中没有氧气，钠不可能燃烧，所以钠处于煤油和水的交界处，上下浮动。

（4）液体充满U形管，反应过程中只产生氢气，不可能含有氧气，点燃时不会产生爆炸，因而不需要检验氢气的纯度。

（5）Na和H2O反应产生H2的同时产生NaOH，NaOH可以和Al发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故用铝箔包住Na时产生的H2的体积较大。

1．钠与水、酸反应的实质都是与H＋的反应。

2．钠与溶液反应的思维模板

（1）金属钠与酸溶液的反应

钠首先与酸反应，且反应比在纯水中剧烈，当酸反应彻底后，再与水反应。

（2）金属钠与盐溶液的反应

钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，因钠先与水反应，然后再考虑生成的NaOH是否能与盐进一步发生复分解反应。

注意　钠与乙醇反应，钠块先沉在液面下，后上下浮动、能看到表面冒出气泡，并不能熔化成小球。

考点二　钠的氧化物——氧化钠和过氧化钠

1．氧化钠与过氧化钠的比较

Na2O

Na2O2

电子式

氧元素化合价

－2

－1

色、态

白色固体

淡黄色固体

阴、阳离子个数比

1∶2

1∶2

是否为碱性氧化物

是

不是

与水反应的化学方程式

Na2O＋H2O===2NaOH

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

与CO2反应的化学方程式

Na2O＋CO2===Na2CO3

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

与盐酸反应的化学方程式

Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O

2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑

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

2

（1）Na2O2的强氧化性

试剂

反应原理

现象

SO2气体

Na2O2＋SO2===Na2SO4

－

FeCl2溶液

4Na2O2＋4FeCl2＋6H2O===4Fe（OH）3↓＋O2↑＋8NaCl

红褐色沉淀

Na2SO3溶液

Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2NaOH

－

氢硫酸

Na2O2＋H2S===S↓＋2NaOH

溶液变浑浊

酚酞溶液

与水反应生成NaOH，Na2O2的强氧化性使之褪色

先变红后褪色

品红溶液

Na2O2的强氧化性使之褪色

红色褪去

（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．类别与结构

（1）氧化钠、过氧化钠均为离子化合物（　　）

（2）1molNa2O2固体中含离子总数为4NA（　　）

（3）H2O2和Na2O2都属于过氧化物，含有的化学键完全相同（　　）

（4）7.8g过氧化钠含有的共用电子对数为0.2NA（　　）

答案　

（1）√　

（2）×　（3）×　（4）×

解析　（3）H2O2中只含共价键，Na2O2中既有离子键又有共价键。

（4）过氧化钠的电子式为

，1mol过氧化钠中含有1mol共用电子对。

2．过氧化钠的性质及用途

（1）Na2O、Na2O2都是易溶于水（与水反应）的白色固体（　　）

（2）Na2O2在与CO2的反应中既是氧化剂，又是还原剂（　　）

（3）Na2O2能与CO2反应产生O2，可用作呼吸面具供氧剂（　　）

（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（　　）

答案　

（1）×　

（2）√　（3）√　（4）√

解析　

（1）Na2O2是淡黄色固体。

（4）过氧化钠与水反应生成NaOH和氧气，过氧化钠具有强氧化性，能漂白石蕊溶液。

1．用双线桥分析Na2O2与水反应中电子转移的方向和数目：

___________________________。

（1）氧化剂和还原剂是__________________，氧化产物是__________________，还原产物是__________________。

（2）1molNa2O2与水完全反应时转移的电子数：

________________。

答案　

（1）Na2O2　O2　NaOH　

（2）NA（或6.02×1023）

2．（Na2O2的强氧化性与还原性）完成下列化学方程式：

（1）向氢硫酸饱和溶液中加入少量Na2O2：

Na2O2＋H2S===S↓＋2NaOH。

（2）向Na2SO3溶液中加入少量Na2O2：

Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2NaOH。

（3）向FeCl2溶液中加入等物质的量的Na2O2：

4Na2O2＋4FeCl2＋6H2O===4Fe（OH）3↓＋O2↑＋8NaCl。

3．Na2O2与SO3（g）的反应类似于Na2O2与CO2（g）的反应，但与SO2的反应却不能作简单类比。

（1）写出Na2O2分别与SO3、SO2反应的化学方程式：

________________________________________________________________________、

________________________________________________________________________。

（2）1molNa2O2参加上述两反应，转移电子数分别为_________________________________、

____________（用NA表示阿伏加德罗常数的值）。

答案　

（1）2Na2O2＋2SO3===2Na2SO4＋O2Na2O2＋SO2===Na2SO4

（2）NA　2NA

题组一　Na2O2的性质应用

1．（2018·郑州高三调研）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．Na2O2粉末加入Ca（HCO3）2溶液中，会产生气体和浑浊

答案　B

解析　A项，燃烧的条件是达到着火点和具有助燃物质；B项，反应物中没有单质参加反应，不符合置换反应的定义；C项，Na2O2与CO2、H2O的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应；D项，Na2O2先和水反应生成O2和NaOH，NaOH再与Ca（HCO3）2反应产生沉淀CaCO3。

2．某溶液中含有HCO

、SO

、CO

、CH3COO－4种阴离子。

向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是（假设溶液体积无变化）（　　）

A．CH3COO－B．SO

C．CO

D．HCO

答案　A

解析　Na2O2与水反应生成NaOH，HCO

＋OH－===CO

＋H2O，HCO

浓度减小，CO

浓度增大；SO

具有还原性，被Na2O2氧化，浓度减小；CH3COO－浓度几乎不变。

3．（过氧化钠的性质与纯度测定）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________。

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%

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%。

题组二　Na2O2与H2O、CO2反应的定量分析

4．往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠，然后各加入100mL水，搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是（　　）

A．甲＜乙＜丙＜丁B．丁＜甲＜乙＝丙

C．甲＝丁＜乙＝丙D．丁＜甲＜乙＜丙

答案　B

解析　

（1）甲、丁相比：

甲：

Na→NaOH　　消耗H2O，溶剂减少

丁：

NaOH无反应　　溶剂不变

故NaOH的质量分数：

甲>丁。

（2）乙、丙相比：

生成NaOH相等消耗H2O相等

溶剂相等故乙、丙溶液完全等同。

（3）乙、丙与甲相比

甲：

Na　　乙：

Na2O　　丙：

Na2O2

当它们物质的量相等时，甲（Na）所得NaOH是乙、丙（Na2O、Na2O2）所得NaOH物质的量的

，它们所消耗的水相等，故溶剂相等，因此甲的质量分数比乙、丙小。

5．（2017·泉州市第五中学高三模拟）在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5g和足量的Na2O2，用电火花引燃，使其完全反应，Na2O2增重7.5g，则原混合气体中O2的质量分数是（　　）

A．54.5%B．40%

C．36%D．33.3%

答案　A

解析　CO、H2、O2完全反应后生成的二氧化碳、水与过氧化钠反应生成碳酸钠、氢氧化钠，所以过氧化钠固体增重的质量等于CO、H2的质量，所以混合气体中CO、H2的质量一共是7.5g，则O2的质量是16.5g－7.5g＝9.0g，所以原混合气体中O2的质量分数是

×100%≈54.5%。

Na2O2与H2O、CO2的反应规律

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（混合）

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）

考点三　碳酸钠与碳酸氢钠

1．Na2CO3和NaHCO3的性质

2．转化

Na2CO3

NaHCO3

3．Na2CO3和NaHCO3性质的应用

（1）Na2CO3、NaHCO3的鉴别

①固体的鉴别用加热法：

产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。

②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。

a．沉淀法：

加入BaCl2溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的是Na2CO3溶液。

b．气体法：

滴入稀盐酸，立即产生气泡的是NaHCO3溶液。

c．测pH法：

用pH试纸测相同浓度的稀溶液，pH大的是Na2CO3溶液。

（2）Na2CO3、NaHCO3的除杂

序号

混合物（括号内为杂质）

除杂方法

①

Na2CO3（s）（NaHCO3）

加热法

②

NaHCO3（aq）（Na2CO3）

通入足量CO2

③

Na2CO3（aq）（NaHCO3）

滴加适量NaOH溶液

1．性质及用途判断

（1）在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都会分解（　　）

（2）向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2，会有NaHCO3晶体析出（　　）

（3）苏打是面包发酵粉的主要成分之一（　　）

（4）用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液（　　）

（5）将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，立即产生气泡（　　）

（6）用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时，不涉及化学变化（　　）

（7）用热的纯碱溶液洗去油污，是因为Na2CO3可直接与油污反应（　　）

（8）相同温度下溶解度：

小苏打<苏打，热稳定性：

Na2CO3>NaHCO3（　　）

答案　

（1）×　

（2）√　（3）×　（4）√　（5）×　（6）×　（7）×　（8）√

2．（转化与除杂）为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法判断

（1）Na2CO3溶液（NaHCO3），选用适量的NaOH溶液（　　）

（2）NaHCO3溶液（Na2CO3），应通入过量的CO2气体（　　）

（3）Na2O2粉末（Na2O），将混合物在氧气中加热（　　）

（4）Na2CO3溶液（Na2SO4），加入适量的Ba（OH）2溶液，过滤（　　）

答案　

（1）√　

（2）√　（3）√　（4）×

Na2CO3、NaHCO3的鉴别

1．（溶液鉴别）下列关于同浓度碳酸钠和碳酸氢钠溶液的鉴别方法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）用干燥的pH试纸检验，pH大的是Na2CO3（　　）

（2）取等量的溶液于两支试管中，各滴入酚酞溶液，红色较深的是Na2CO3（　　）

（3）取等量的溶液于两支试管中，加热，有气泡产生的是NaHCO3（　　）

（4）取等量的溶液于两支试管中，逐滴加入稀盐酸，开始就有气体放出的是NaHCO3（　　）

（5）取等量的溶液于两支试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3（　　）

（6）取等量的溶液于两支试管中，滴加Ba（OH）2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3（　　）

答案　

（1）√　

（2）√　（3）×　（4）√　（5）√　（6）×

解析　

（1）Na2CO3、NaHCO3溶液均因水解呈碱性，同温度、相同物质的量浓度的两溶液，Na