考点09 钠及其化合物——2023年江苏省普通高中化学学业水平合格性考试专项精讲+测试

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考点09 钠及其化合物
【学业要求】
1.了解钠及其重要化合物的主要用途。2.了解钠及其重要化合物的主要物理性质。3.了解钠分别与氧气、水、酸等物质的反应。4.了解氧化钠分别与水、酸等物质的反应。5.比较碳酸钠、碳酸氢钠的溶解性、热稳定性、与酸的反应。6.学会鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的方法。7.了解钠、钾的焰色反应。

一、金属钠的性质与应用
1．钠的原子结构与性质的关系
钠原子最外层只有1个电子，核外电子排布为，在化学反应中钠原子很容易失去1个电子形成最外层为8个电子的钠离子，核外电子排布为，达到稳定结构，因此金属钠的化学性质很活泼，在自然界中以化合态形式存在。
2．钠的物理性质
钠的物理性质既有金属的一般性，又有其特殊性：
一般性：银白色金属，热和电的良导体。
特殊性：质软，密度比水小，熔点低。
3．钠的化学性质
(1)钠与氧气的反应
常温下，钠在空气中表面变暗：4Na＋O2===2Na2O；
钠在空气中燃烧：2Na＋O2Na2O2；
(2)钠与水反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，该反应的还原剂是钠，氧化剂是水，。
　钠与水(滴有酚酞)反应
实验现象
原因
金属钠熔化成闪亮的小球
该反应为放热反应，钠的熔点低
金属钠浮在液面上
钠的密度比水小
钠在水面上四处游动，并发出“嘶嘶”声
反应中产生气体
反应后的溶液显红色
生成物中有碱性物质
4．金属钠的用途
(1)作还原剂：用以将钛、锆、铌、钽等在国防工业上有重要用途的金属从其熔融的卤化物中还原出来。化学方程式为：TiCl4＋4NaTi＋4NaCl。
(2)作电光源：高压钠灯。特点是黄光射程远，透雾能力强。
(3)制造合金：钠钾合金常温下是液体，用作快中子反应堆的热交换剂。
5．钠的制备
工业上电解熔融NaCl可以得到金属钠：2NaCl2Na＋Cl2↑(填电解方程式)。
二、过氧化钠和氧化钠性质的比较
物质
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
氧的化合价
－2价
－1价
n(Na＋)∶n(阴离子)
2∶1
2∶1
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
氧化物类别
碱性氧化物
过氧化物(不属碱性氧化物)
生成
4Na＋O2===2Na2O
2Na＋O2Na2O2
与氧气反应
2Na2O＋O22Na2O2
不反应，稳定性强
与水反应
Na2O＋H2O===2NaOH
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
与CO2反应
Na2O＋CO2===Na2CO3
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
与稀盐酸反应
Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O
2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋O2↑＋2H2O
漂白性
无
有
用途
制NaOH
漂白剂、消毒剂、供氧剂、强氧化剂
三、碳酸钠与碳酸氢钠性质的比较
名称
碳酸钠(纯碱或苏打)
碳酸氢钠(小苏打)
颜色、状态
白色粉末
白色细小晶体
溶解性
易溶
易溶，同温下溶解度比Na2CO3小
水溶液的
酸碱性
碱性
碱性，物质的量浓度相同时，Na2CO3溶液的碱性强于NaHCO3溶液
与酸反应
能反应，有气体产生
剧烈反应，有气体产生
与碱反应
能与Ca(OH)2、
Ba(OH)2溶液反应
与碱溶液都能反应
热稳定性
稳定，受热不易分解
不稳定，受热易分解
可相互转化
Na2CO3NaHCO3
主要用途
作去污剂、制玻璃、肥皂、造纸、纺织、洗涤剂、石油、冶金等
发酵剂、灭火剂、医用(治疗胃酸过多)

【真题演练】
例1．(2018.江苏合格考真题) 下列实验方案能达到目的的是(　　)
A. 用NaOH溶液除去CO2中的HCl
B. 用加热的方法除去NaHCO3固体中的少量NaCl
C. 用丁达尔效应鉴别Al(OH)3胶体和Na2SO4溶液
D. 用酚酞溶液鉴别NaOH溶液和KOH溶液
【答案】C
【解析】
A．氢氧化钠溶液也与氯化氢反应，应该用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl，A错误；
B．碳酸氢钠分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，不能用加热的方法除去NaHCO3固体中的少量NaCl，B错误；
C．胶体可以产生丁达尔效应，可以用丁达尔效应鉴别Al(OH)3胶体和Na2SO4溶液，C正确；
D．NaOH溶液和KOH溶液均显碱性，不能用酚酞溶液鉴别NaOH溶液和KOH溶液，D错误；
答案选C。
例2．(2016·江苏学测)下列常见物质的俗名与化学式对应正确的是(　　)
A.烧碱——NaOH B.小苏打——Na2SO4
C.熟石灰——CaCl2 D.明矾——Al2(SO4)3
【答案】 A　
【解析】小苏打为NaHCO3，B项错误；熟石灰为Ca(OH)2，C项错误；明矾为KAl(SO4)2·12H2O，D项错误。
例3.(2009·江苏学测)下图是由短周期元素组成的一些单质及其化合物之间的转化关系图。常温常压下，D、F、K均为无色无刺激性气味的气体，B是最常见的无色液体，A是由单质C在D中燃烧生成的淡黄色固体。(反应中生成的部分物质已略去)

请回答下列问题：
(1)物质A的化学式为_____________________________________________________。
(2)化合物E的电子式为___________________________________________________。
(3)反应①的离子方程式为__________________________________________________
________________________________________________________________________；
反应②的化学方程式为_____________________________________________________。
【答案】(1)Na2O2
(2)Na＋[H]－
(3)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
2NaHCO3Na2CO3＋ CO2↑＋H2O
【解析】A是由单质C在D中燃烧生成的淡黄色固体，淡黄色固体为Na2O2，则A为Na2O2，C为Na，D为O2，B是最常见的无色液体，应为H2O，则E为NaOH，F为H2，K为CO2，H为Na2CO3，I为NaHCO3。
例4．(2007·江苏学测)某学校化学科研小组从文献资料上获得如下信息：NaHCO3在潮湿的空气中会缓慢分解成Na2CO3、H2O和CO2。为了验证这一信息，该科研小组将一瓶在潮湿空气中久置的NaHCO3样品混合均匀后，进行如下实验：
(1)在一个质量为a g的蒸发皿中加入一些样品，称得总质量为b g。用酒精灯对其充分加热，冷却后称得其总质量为c g。残留在蒸发皿中的固体是_________________(填化学式)。
(2)另称取相同质量的样品放入锥形瓶中，实验装置如下图所示。为了保证实验成功，所选用针筒的最大刻度值应大于或等于______________mL。
(设实验在标准状况下进行)

(3)打开活塞逐滴加入稀硫酸，至没有气泡产生为止。针筒中收集到的气体折算成标准状况下的体积为V mL(滴入稀硫酸的体积及针筒活塞的内壁的摩擦力忽略不计)。该科研小组设称取的每份样品中的Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为x、y，且没有利用化学方程式进行计算，就列出了如下算式：x＋y＝V mL/22 400 mL·mol－1，他们依据的原理是_________________。根据相似原理，请完成下列算式：2x＋y＝_____________________________________。
由上述两算式，该科研小组通过计算，得出了样品中的Na2CO3、NaHCO3的质量分数。
【答案】(1)Na2CO3　(2)(＋)×22 400　(3)原子守恒　×2
【解析】(1)碳酸氢钠加热发生的反应方程式：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，所以残留在蒸发皿中的固体为碳酸钠。
(2)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O　Δm
　 168　　　　　106　　　　　　　　　62
　m(NaHCO3)　　　　　　　　　　　　(b－c) g
a g样品中含有碳酸氢钠的质量：m(NaHCO3)＝ g，碳酸氢钠的物质的量：n(NaHCO3)＝＝ mol，
根据反应2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O可知，
放出二氧化碳的物质的量：n(CO2)＝n(NaHCO3)＝ mol，
最终得到的c g固体为碳酸钠，则碳酸钠的物质的量为 mol，
根据碳原子守恒，生成二氧化碳的物质的量为 mol＋ mol＝(＋) mol，
标况下生成的二氧化碳的体积：22 400 mL·mol－1×(＋) mol＝22 400(＋) mL。
(3)标况下V mL二氧化碳的物质的量为，根据碳原子守恒可知，x＋y＝；
根据钠原子守恒可知，2x＋y＝×2。

【核心归纳】1．碳酸钠与碳酸氢钠性质的鉴别
实验方案
实验现象
实验结论
将相同质量的Na2CO3、NaHCO3分别慢慢溶于等量的水中
NaHCO3首先结晶析出
相同温度下溶解度较小的是NaHCO3
用pH试纸测量相同浓度的碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液的pH
碳酸钠溶液的pH大于碳酸氢钠的pH
碱性较强的是Na2CO3
分别加热NaHCO3固体和Na2CO3固体
NaHCO3受热分解有气体产生，Na2CO3受热不分解
稳定性较强的是Na2CO3
向盛有Na2CO3、
NaHCO3固体的试管中分别滴加相同浓度的盐酸
均放出气体，但放出气体的快慢不同
与盐酸反应较剧烈的是NaHCO3
2．碳酸钠与碳酸氢钠相关除杂问题
混合物
除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液

【过关检测】
1.(2022·泰州合格考模拟)下列离子方程式书写正确的是(　　)
A.实验室用大理石和稀盐酸制取CO2：
2H＋＋CO===CO2↑＋H2O
B.NaHCO3溶液与NaOH溶液反应：
OH－＋HCO===CO＋H2O
C.向AlCl3溶液中加入过量的氨水溶液：
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
D.铁和稀硝酸反应：
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2.(2022·江苏合格考模拟)下列关于物质的叙述中不正确的是(　　)
A.铝制容器不能盛装酸性溶液，可以盛装碱性溶液
B.少量金属钠着火时，可用细沙覆盖灭火
C.食盐是氯碱工业的基础原料
D.碳酸氢钠是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一
3.(2022·南京师大合格考模拟)下列说法不正确的是(　　)
A.碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液都能与澄清石灰水反应产生沉淀
B.二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去
C.实验室能用二氧化锰和稀盐酸共热制氯气
D.常温下铝片不能溶于浓硫酸
4.(2022·无锡合格考模拟)下列有关实验的叙述正确的是(　　)
A.用加热、称重的方法鉴别Na2CO3固体和NaHCO3固体
B.将KSCN溶液滴入FeCl2溶液中，溶液变为红色
C.用NaOH溶液除去CO2气体中含有的少量HCl杂质
D.用激光笔照射CuSO4溶液可产生“丁达尔效应”
5.(2022·南通合格考模拟)下列关于碳酸钠的说法正确的是(　　)
A.受热易分解
B.不能与二氧化碳在水溶液中发生反应
C.水溶液呈碱性，因而被称为“纯碱”
D.将10.6 g Na2CO3固体溶于100 mL水中即可配得1.00 mol·L－1Na2CO3溶液
6.(2022·泰州合格考模拟)下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法正确的是(　　)
A.相同温度下在水中的溶解度：Na2CO3 B.等质量的两种物质，分别与过量盐酸反应，生成CO2的质量相等
C.取同浓度的两种溶液，分别加入酚酞，溶液颜色较深的是Na2CO3溶液
D.Na2CO3和NaHCO3都能与CaCl2溶液反应产生白色沉淀
7.(2022·连云港合格考模拟)下列说法正确的是(　　)
A.实验室将少量Na保存在乙醇中
B.Na2O可作呼吸面具中的供氧剂
C.32 g O3中含有的氧原子数约是3×6.02×1023
D.可用激光笔鉴别FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体
8.(2022·南通合格考模拟)下列指定物质的主要成分与化学式对应正确的是(　　)
A.沼气——CH4
B.碱石灰——Na2CO3
C.漂白粉——CaCl2
D.明矾——CuSO4·5H2O
9.(2022·连云港合格考模拟)下列生活中常见物质的俗名与化学式对应正确的是(　　)
A.苏打—NaHCO3 B.胆矾—CuSO4·5H2O
C.水煤气—CO2 D.生石灰—Ca(OH)2
10.(2022·南京合格考模拟)碳酸钠是重要的化工原料。碳酸钠属于(　　)
A.酸 B.碱
C.盐 D.氧化物
11.(2022·苏州合格考模拟)下列有关钠及其化合物性质的描述，不正确的是(　　)
A.钠与水反应产生氢氧化钠和氢气
B.钠在空气中燃烧的产物为氧化钠
C.碳酸钠比碳酸氢钠更稳定
D.过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气
12.(2022·木渎高级中学模拟)设计下列实验方案鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色粉末，不能达到预期目的的是(　　)

A.分别向等质量的白色粉末中加等体积、等浓度的稀盐酸，比较生成气体的快慢
B.分别向等质量的白色粉末中加等体积适量的水，比较固体溶解量的多少
C.分别将等质量的白色粉末配成溶液，然后加入澄清石灰水，比较是否有沉淀生成
D.分别将等质量的白色粉末用如图装置进行实验，比较澄清石灰水是否变浑浊
13.(2022·锡山高级中学模拟)加热纯碱和小苏打的混合物20 g，至质量不再变化为止，冷却后称量其固体质量是13.8 g，则原混合物中纯碱的质量分数是(　　)
A.84% B.8.4%　C.1.6% D.16%
14.(2022·扬州合格考模拟)下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法中不正确的是(　　)
A.可用澄清石灰水鉴别这两种物质
B.Na2CO3比NaHCO3更稳定
C.相同条件下物质的量浓度均为0.5 mol·L－1的Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液强
D.等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸反应生成的二氧化碳质量相等
15.(2022·连云港合格考模拟)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
16.(2022·南通合格考模拟)下列有关物质用途的说法不正确的是(　　)
A.明矾可用作净水剂
B.苏打溶液呈弱碱性，可用作胃酸中和剂
C.碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多
D.过氧化钠能与H2O、CO2反应，可用作漂白剂和供氧剂
17.(2022·宿迁合格考模拟)为确认碳酸氢钠固体中是否含有碳酸钠，下列实验操作及判断正确的是(　　)
A.加热，观察是否放出气体
B.滴加盐酸，观察是否放出气体
C.溶于水中，滴加澄清石灰水，观察是否有白色沉淀生成
D.溶于水中，滴加少量氯化钡溶液，观察是否有白色沉淀生成
18.(2022·启东合格考模拟)将3.80 g碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物加入120 mL 0.5 mol·L－1的盐酸中，充分反应后得到溶液W。下列说法一定正确的是(　　)

A.溶液W中含有盐酸
B.生成气体的物质的量与消耗盐酸体积的关系如上图
C.将溶液W蒸发结晶所得固体质量为3.51 g
D.将固体混合物充分加热后再加入120 mL 0.5 mol·L－1的盐酸，所得溶液组成和W不相同
19.(2022·前黄中学模拟)向一定质量CaCl2和HCl的混合溶液中逐滴加入溶质质量分数为10%的Na2CO3溶液，反应过程中加入的Na2CO3溶液的质量与产生沉淀或气体的质量关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.图中Oa段表示生成沉淀的过程
B.b点溶液中溶质有两种
C.c点溶液的pH＝7
D.x值为106.0
20.(2022·淮安合格考模拟)已知A、B、C、D、E五种物质，且A、B、C、D的焰色反应均呈黄色，它们的关系如下图所示，已知E为气体单质，能使带火星的木条复燃。

(1)写出下列物质的化学式：
A__________，B __________，C__________，D__________，E__________。
(2)写出A受热分解的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)写出Y与C反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
【答案解析】
1.B　2.A　3.C　4.A　5.C　6.C　7.D
8.A　[碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的混合物，漂白粉是氯化钙和次氯酸钙的混合物，明矾是十二水硫酸铝钾。]
9.B
10.C　[碳酸钠属于由碳酸根离子和钠离子组成的化合物，是盐，故答案为C。]
11.B　[钠在空气中燃烧生成Na2O2而不是Na2O。]
12.C　[NaHCO3和Na2CO3皆与Ca(OH)2反应产生沉淀。]
13.D　[2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O　Δm
2×84 g 62 g
m(NaHCO3) (20－13.8) g
m(NaHCO3)＝16.8 g
w(NaHCO3)＝×100%＝84%
w(Na2CO3)＝1－w(NaHCO3)＝16%。]
14.A　[Na2CO3和NaHCO3都会与澄清石灰水反应生成白色沉淀。]
15.C　[NaHCO3不稳定，加热条件下，易发生分解反应，生成 Na2CO3、CO2和H2O，所以可用加热的方法除去Na2CO3 固体中少量的NaHCO3；加入盐酸，两者均会发生反应；加入NaOH溶液，量不易控制，且会将固体转化为溶液；配成溶液后通入CO2，是将Na2CO3 转化为NaHCO3。]
16.B　[明矾溶于水，电离出的铝离子在溶液中水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体具有吸附性，能够作净水剂，A项正确；苏打是Na2CO3的俗名，碱性较强，不能用作胃酸中和剂，B项错误；碳酸氢钠能够与胃液中的盐酸反应，腐蚀性小，能够用于治疗胃酸过多，C项正确；过氧化钠能与H2O、CO2反应产生O2，可用作漂白剂和供氧剂，D项正确。]
17.D　[A项，碳酸钠稳定，受热不分解，碳酸氢钠不稳定，受热分解，加热产生气体，只能证明NaHCO3存在，不能证明Na2CO3是否存在，错误；B项，碳酸钠和碳酸氢钠都能与盐酸反应产生气体，不能证明碳酸钠的存在，错误；C项，Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH,2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2H2O＋Na2CO3，都有沉淀产生，错误；D项，Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl，碳酸氢钠不与BaCl2反应，如果有沉淀产生，说明存在碳酸钠，否则不存在，正确。]
18.C　[设碳酸钠的物质的量为x mol，碳酸氢钠的物质的量为y mol，根据题意有：106x＋84y＝3.80，假设混合物与盐酸恰好完全反应，碳元素全部转化成CO2，Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，因此有2x＋y＝120×10－3×0.5，解得x＝y＝0.02 mol，说明假设正确。A项，根据上述分析，盐酸全部反应，W溶液中没有盐酸，错误；B项，根据上述分析，以及碳元素守恒，生成CO2的物质的量为0.04 mol，错误；C项，根据分析，最后得到的物质为NaCl，根据Na元素守恒，m(NaCl)＝(0.02×2＋0.02)×58.5 g＝3.51 g，正确；D项，根据钠元素守恒和氯元素守恒，固体混合物充分加热后，再加入120 mL 0.5 mol·L－1的盐酸，所得溶液组成和W相同，错误。]
19.D　[Na2CO3溶液加入到混合物中，先与HCl反应，Oa段应为产生CO2的质量，b点时，由Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl可知溶质只有NaCl；c点时，Na2CO3过量，Na2CO3水溶液呈碱性；由n(HCl)＝2n(CO2)＝＝0.1 mol，
n(CaCl2)＝n(CaCO3)＝＝0.05 mol，
所以有＝0.05 mol＋，
所以m＝106.0 g。]
20.(1)NaHCO3　Na2CO3　Na2O2　NaOH　O2
(2)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
(3)2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2 ↑
解析　E为单质气体，能使带火星的木条复燃，为氧气，焰色反应为黄色的物质含有钠元素，C和X、Y反应都可以生成氧气，且含有钠元素，所以C为过氧化钠，X、Y为二氧化碳和水，能同时生成二氧化碳、水和一种钠的化合物的物质为碳酸氢钠，则A为碳酸氢钠，B为碳酸钠，C为过氧化钠，D为氢氧化钠，E为氧气，X为二氧化碳，Y为水。