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2022届高考统考化学人教版一轮复习教师用书：第1部分 第3章 第1节 钠及其化合物教案
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这是一份2022届高考统考化学人教版一轮复习教师用书：第1部分 第3章 第1节 钠及其化合物教案，共25页。
第一节 钠及其化合物
钠及其氧化物
知识梳理
1．钠的主要性质及应用
(1)物理性质：银白色，金属光泽，ρ＝0.97 g·cm－3，比水的密度小、比煤油的密度大，质软，熔点为97.81 ℃，沸点为882.9 ℃。
(2)化学性质(写出化学方程式)
②与H2O反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。
实验探究：Na与H2O(含酚酞)反应的现象及解释
③与乙醇反应：2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑。
④与酸(HCl)反应：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑。
⑤与盐(CuSO4)溶液反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4(答案合理即可)。
⑥与熔融盐TiCl4反应：4Na＋TiCl4eq \(=====,\s\up7(熔融))Ti＋4NaCl。
(3)钠的保存与用途
①保存：少量钠保存在煤油或石蜡油中。
②制备与用途：
[辨易错]
(1)Na在空气中露置，首先生成Na2O2。( )
(2)Na投入CuCl2溶液中，有红色固体生成。( )
(3)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶。( )
(4)金属钠可保存在煤油中，也可保存在四氯化碳中。( )
(5)把钠投入NH4Cl溶液中，可以生成两种气体。 ( )
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√
2．钠的氧化物
(1)氧化钠和过氧化钠
(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遇到CO2、SO3等最高价氧化物时发生自身氧化还原反应生成盐和O2，既表现氧化性又表现还原性。
[辨易错]
(1)Na2O与Na2O2中的阴、阳离子个数比相同。( )
(2)Na2O与Na2O2和水反应均生成NaOH，二者均为碱性氧化物。( )
(3)Na、Na2O2投入FeCl3溶液中均有红褐色沉淀和气体生成。( )
(4)Na2O2投入酚酞溶液中，溶液变红且不褪色。( )
(5)7.8 g Na2O2与CO2充分反应，转移电子数为0.1NA（NA表示阿伏加德罗常数的值）。( )
[答案] (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√
知识应用
1．在潜水艇和消防员的呼吸面具中常放Na2O2，Na2O2发生反应的化学方程式为 。
[答案] 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2．在生活中，常用Na2O2作漂白剂，其原理是
。
[答案] Na2O2具有强氧化性，能使有色物质被氧化而褪色
(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 Na2CO3
(2)③ ①②④⑤
命题点1 钠及其氧化物的性质及应用
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 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．①④⑤⑥ B．①③⑤⑥
C．②④⑤⑥ D．①③④⑥
D [2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；②中NaOH与Na2SO4不反应，不能产生沉淀，不符合题意；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＋＋HCOeq \\al(－,3)＋OH－===CaCO3↓＋H2O；⑤中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意；⑥中水减少，c(Na＋)增大，使NaCl(s) Na＋(aq)＋Cl－(aq)平衡向左移动。]
2．Na2O2是中学化学常用试剂，下列说法错误的是( )
A．0.1 ml Na2O2与足量CO2反应转移的电子的物质的量为0.1 ml
B．Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2
C．等物质的量的Na2O2与Na2O溶于等质量水中得到的NaOH的物质的量浓度相同
D．等质量的Na2O2与Na2S晶体中含有相同数目的阴离子
B [Na2O2具有强氧化性，与SO2反应生成Na2SO4，B项错误。]
命题点2 钠与Na2O2性质的实验探究
3．为探究钠与盐反应的规律，某实验小组同学设计了下列两组实验：
实验1：如图1，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。
图1 图2
现象：瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。
实验2：如图2，向盛有CuSO4溶液的小烧杯中加入一小块钠。
现象：钠浮在水面上，熔化成液态钠球并四处游动，生成蓝色沉淀。
(1)实验1、2中反应的化学方程式分别为 、 。
(2)比较实验1、实验2可知Na与CuSO4反应生成Cu的实验条件为 。
[答案] (1)2Na＋CuSO4eq \(=====,\s\up7(△))Na2SO4＋Cu
2Na＋CuSO4＋2H2O===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑
(2)加热且无水
4．(2020·成都调研)过氧化钠与水反应后滴加酚酞，酚酞先变红后褪色。某小组欲探究其原因，进行如图所示实验。实验①取反应后的溶液加入二氧化锰，立即产生大量气体；实验②③中红色均不褪去。下列分析错误的是( )
① ② ③
A．过氧化钠与水反应产生的气体为O2
B．过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂
C．实验②③可证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气
D．过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2
B [过氧化钠与水反应不需要催化剂，B项错误；实验②③作为对照实验，可证明氢氧化钠和氧气不能使酚酞溶液褪色，C项正确；根据实验①的现象可判断过氧化钠与水反应可能生成了H2O2，H2O2在MnO2作催化剂的条件下分解产生O2，D项正确。]
Na及其氧化物的常见实验探究点
(1)Na与H2O或盐溶液反应实验。
(2)Na2O2参与反应的实验(如与CO2、SO2、H2O等反应)。
(3)Na2O2纯度的测定等。
命题点3 Na2O2与CO2、H2O反应的定量计算
Na2O2与CO2、H2O(g)反应的定量模型
(1)气体物质的量或体积关系
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气体体积的eq \f(1,2)，等于生成氧气的量，即ΔV＝V(O2)＝eq \f(1,2)V(原气体)。
(2)固体质量关系
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”、H2O(g)中的“H2”。
对于(CxOy)m(CO2＋H2O)eq \(――→,\s\up7(Na2O2))(Na2CO3＋NaOH)
(CxOy)mHn的质量为m g时，上述过程最终固体增重：
Δmeq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(＝m gx∶y＝1∶1,>m gx∶y>1∶1,(3)电子转移关系
2Na2O2～2H2O(2CO2)～O2～2e－。
(4)先后顺序关系
分析问题时，可以按Na2O2先与CO2反应，再与H2O(g)反应的顺序进行判断。
5．下列说法不正确的是( )
A．2.3 g Na投入97.7 g水中，所得溶液的质量分数为4%
B．62 g Na2O与78 g Na2O2投入相同体积的足量水中，所得溶液的浓度相同
C．78 g Na2O2与足量CO2或H2O(g)充分反应，二者生成的O2均为0.5 ml
D．将28 g CO充分燃烧生成的CO2完全通入足量Na2O2中完全反应，固体增重28 g
A [Na投入水中生成H2逸出，溶液质量<100 g，溶液的质量分数大于4%。]
6．在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5 g和足量的Na2O2，用电火花引燃，使其完全反应，Na2O2增重7.5 g，则原混合气体中O2的质量分数约是 ( )
A．54.5% B．40%
C．36% D．33.3%
A [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、氧气，所以过氧化钠固体增重的质量等于CO、H2的质量，所以原混合气体中CO、H2的质量一共是7.5 g，则O2的质量是16.5 g－7.5 g＝9.0 g，所以原混合气体中O2的质量分数是eq \f(9.0 g,16.5 g)×100%≈54.5%。]
7．将78 g Na2O2与84 g NaHCO3在密闭容器中加热充分反应，容器中固体成分及其质量为 ，气体成分及其质量为 。
[解析] 2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋ H2O
84 g(1 ml) 0.5 ml 0.5 ml 0.5 ml
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
0．5 ml 0.5 ml 0.5 ml 0.25 ml
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
0.5 ml 0.5 ml 1 ml 0.25 ml
[答案] Na2CO3：106 g、NaOH：40 g O2：16 g
碳酸钠与碳酸氢钠
知识梳理
1．Na2CO3与NaHCO3的性质及应用
(1)Na2CO3与NaHCO3的比较(用离子方程式表示)
注意：Na2CO3粉末在潮湿空气中逐渐形成晶体Na2CO3·10H2O，Na2CO3·10H2O在干燥空气中又风化为Na2CO3粉末，上述转化为化学变化。
(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。
[辨易错]
(1)Na2CO3、NaHCO3溶于水中，对水的电离有抑制作用。( )
(2)Na2CO3、NaHCO3溶液可以用Ba(OH)2溶液鉴别。( )
(3)将稀盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中立即产生气体。( )
(4)苏打和小苏打均与酸反应，故二者均可用治疗胃酸过多。( )
(5)除去CO2中的HCl气体，可将气体通入饱和Na2CO3溶液中。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2．Na2CO3、NaHCO3的工业制备——侯氏制碱法
(1)工艺流程
(2)反应原理
产生NaHCO3反应：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。
产生Na2CO3的反应：2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
(3)循环使用的物质：NaCl、CO2。
(4)该生产的副产品是NH4Cl，可用作肥料。
[深思考]
往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法)，而不先通CO2再通NH3的原因是
。
[答案] 由于CO2在NaCl溶液中的溶解度很小，先通入NH3使食盐水呈碱性，能够吸收大量CO2气体，产生较高浓度的HCOeq \\al(－,3)，才能析出NaHCO3晶体
知识应用
1．(1)小苏打单独用作蒸馒头的膨松剂，膨松效果不很好，如果用小苏打的同时加入一定量食醋，效果很好。其原理是 (写出化学方程式)。
(2)酵头发酵用于蒸馒头时，往往馒头有酸味，故在和面团时加入苏打水，其原因是
(用文字说明)
[答案] (1)NaHCO3＋CH3COOH===CH3COONa＋CO2↑＋H2O
(2)苏打水具有碱性，能与酸性物质反应，减小酸性
2．患有胃溃疡的病人不能服用小苏打药品的原因是什么？
[答案] 若服用小苏打药品，胃中的酸与小苏打反应生成CO2气体，加重胃溃疡。
命题点1 Na2CO3、NaHCO3的性质及应用
1．下列有关Na2CO3和NaHCO3比较中，不正确的是( )
A．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3
B．相同温度下，0.1 ml·L－1盐溶液的pH：Na2CO3>NaHCO3
C．等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应放出气体的量：Na2CO3D．相同温度下，0.1 ml·L－1盐溶液分别与0.1 ml·L－1盐酸反应的剧烈程度：Na2CO3>NaHCO3
D [相同温度下，同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液分别与0.1 ml·L－1盐酸反应，NaHCO3反应更剧烈。]
2．纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品，它们都是白色固体，下列区分这两种物质的方法中正确的是 ( )
A．分别用砂锅加热两种样品，全部分解挥发没有残留物的是小苏打
B．用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧，使火焰颜色发生明显变化的是小苏打
C．用两只小玻璃杯，分别加入少量的两种样品，再加入等量的食醋，产生气泡快的是小苏打
D．先将两种样品配成溶液，分别加入澄清石灰水，无白色沉淀生成的是小苏打
C [小苏打NaHCO3受热分解生成Na2CO3、H2O和CO2，有Na2CO3残留，A项错误；纯碱和小苏打的火焰颜色均为黄色，B项错误；二者的溶液中分别加入澄清石灰水，均有CaCO3沉淀生成，D项错误。]
3．为除去括号内的杂质，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 [Ba(OH)2与Na2CO3和Na2SO4均发生化学反应生成白色沉淀，不符合除杂的要求。]
(1)Na2CO3与NaHCO3的相互转化
(2)Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法
注意：鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液时不能用Ba(OH)2溶液或石灰水。
命题点2 Na2CO3与NaHCO3与酸反应的图像分析
[典例导航]
向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 ml·L－1稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列判断正确的是( )
A．在0～a范围内，只发生中和反应
B．ab段发生反应的离子方程式为COeq \\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O
C．a＝0.3
D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
[思路点拨] H＋与OH－、COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)反应的先后顺序为OH－＞COeq \\al(2－,3)＞HCOeq \\al(－,3)
[答案] C
Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物与盐酸反应的图像分析
向某溶液(Na2CO3或NaHCO3或NaOH)中逐滴加入盐酸，消耗HCl的物质的量与产生CO2的物质的量的关系如图所示：
(1)若OA＝0，则溶液中所含溶质为NaHCO3，涉及反应的离子方程式为HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O。
(2)若OA＝AB，则溶液中溶质为Na2CO3，涉及的离子反应为OA：COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)，AB：HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O。
(3)若OA＜AB，则溶液中溶质为Na2CO3和NaHCO3，涉及的离子反应同(2)。
(4)若OA＞AB，则溶液中溶质为NaOH、Na2CO3，涉及的离子反应为OA：OH－＋H＋===H2O，COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)，AB：HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O。
4．分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100 mL，再通入一定量的CO2，随后分别各取20mL溶液，向其中逐滴滴入0.2 ml·L－1的盐酸，在标准状况下产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如图所示(分A、B两种情况)：
A B
(1)在A情况下，溶质是 。
(填化学式)，其物质的量之比为 。
(2)在B情况下，溶质是 。
(填化学式)，其物质的量之比为 。
(3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为 。
[解析] 对于A，第一阶段消耗的酸是第二阶段的2倍，可知第一阶段反应为H＋＋OH－===H2O、COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)，第二阶段反应为HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O，由此推知A情况的溶液中n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝1∶1。
同理分析B情况的溶液中，n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝1∶1。
根据最终生成NaCl，n(NaOH)＝n(HCl)＝0.15 L×0.2 ml·L－1＝0.03 ml，c(NaOH)＝eq \f(0.03 ml,0.02 L)＝1.5 ml·L－1。
[答案] (1)NaOH、Na2CO3 1∶1 (2)Na2CO3、NaHCO3 1∶1 (3)1.5 ml·L－1
命题点3 特殊钠化合物性质
5．氢化钠、硼氢化钠和氰化钠广泛应用于工业生产。
(1)氢化钠(NaH)中氢元素的化合价为 。
(2)NaH能与水剧烈反应：NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，该反应中的氧化剂是 ，氧化剂与还原剂的物质的量之比是 。
(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛，该反应的化学方程式为
。
(4)硼氢化钠(NaBH4，其中B为＋3价)与H2O反应生成NaBO2和H2的化学方程式为 ，
此反应中NaBH4作 剂。
(5)NaCN是一种剧毒化合物，易溶于水。NaCN的电子式为 ，在水中呈碱性的原因是
(用离子方程式表示)。
[解析] (3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛，氢元素化合价升高为＋1，钛元素化合价由＋4变为0，据此可写出化学方程式。
(4)NaBH4中H为－1价，具有强还原性，可还原H2O：NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑。
[答案] (1)－1 (2)H2O 1∶1
(3)2NaH＋TiCl4eq \(=====,\s\up7(高温))Ti＋2NaCl＋2HCl↑
(4)NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑ 还原
碱金属与焰色反应
知识梳理
1．碱金属的相似性与递变性
(1)相似性与递变性
(2)具体表现
①与O2等非金属反应
写出Li、Na与O2在加热的条件下发生反应的化学方程式：4Li＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2Li2O、2Na＋O2eq \(=====,\s\up7(△))Na2O2。
K、Rb、Cs与O2反应生成比过氧化物结构更复杂的物质。
②与H2O反应
碱金属单质与水均能发生反应，生成氢氧化物和H2。反应的化学方程式可表示为(用M代表碱金属)2M＋2H2O===2MOH＋H2↑，但从Li→Cs反应的剧烈程度逐渐增强。
③与酸反应均生成盐与H2，从Li→Cs，反应剧烈程度逐渐增强。
④与盐溶液反应时，均先与H2O反应，不能把盐溶液中的金属置换出来。
⑤与H2反应
碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。
[辨易错]
(1)碱金属在空气中点燃均不能生成碱性氧化物。( )
(2)Li、Na、K的密度逐渐增大，熔、沸点逐渐降低。( )
(3)Li、Na、K均可保存于煤油中。( )
(4)K投入LiCl溶液中可以把Li置换出来。( )
(5)碱金属与H2O、酸反应的实质均是与H＋反应。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2．焰色反应
(1)概念：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，属于物理变化，属于元素的性质，应用于检验某些元素的存在。如Na、Na2O、Na2CO3的焰色反应均为黄色。
(2)操作步骤
注意：①洗涤铂丝用稀盐酸而不用稀硫酸，因铂丝表面杂质与盐酸反应生成沸点较低的氯化物易汽化挥发，而硫酸盐的沸点较高不易汽化挥发。
②铂丝也可用光洁无锈的铁丝代替。
(3)常见元素的焰色
钠元素黄色；钾元素紫色(透过蓝色钴玻璃观察)；铜元素绿色；钡元素黄绿色；锶元素洋红色；锂元素紫红色；钙元素砖红色。
[口诀] 钠黄(色)钙砖红(色)锂紫红(色)，钾浅紫(色)钡黄绿(色)，锶为洋红(色)最美丽。
[辨易错]
(1)任何金属灼烧都有特征的焰色反应。( )
(2)钠元素的游离态与化合态的焰色反应均为黄色。( )
(3)尖嘴玻璃管灼烧时火焰呈黄色的原因是玻璃中含有钠元素。( )
(4)蘸取Na2CO3样品灼烧时火焰呈黄色，说明样品中不含钾元素。( )
[答案] (1)× (2)√ (3)√ (4)×
知识应用
1．最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。
(1)关于铷的结构和性质，判断正确的是 (填序号)。
①与水反应比钠剧烈 ②它的原子半径比钠小 ③它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2 ④它的阳离子最外层电子数和镁原子相同 ⑤它是还原剂
(2)氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是 (填序号)。
A．氢化铷溶于水显酸性
B．氢化铷中氢被还原为氢气
C．氢化铷与水反应时，水是还原剂
D．氢化铷中氢离子核外有两个电子
[答案] (1)①③⑤ (2)D
2．《本草经集注》中区分硝石(KNO3)和朴消(Na2SO4)的方法：“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”，这是利用什么方法区分的？ 。
[答案] 焰色反应
命题点 碱金属与焰色反应
1．有关碱金属的叙述正确的是( )
A．随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低，密度逐渐增大
B．碱金属单质的氧化性很强，均易与Cl2、O2、Si等发生反应
C．Cs2CO3用酒精灯加热时不能分解为CO2和Cs2O
D．无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它不易溶于水
C [A项，从Li→Cs，密度有增大趋势，但不是逐渐增大，ρ(K)＜ρ(Na)，错误；B项，碱金属单质的还原性很强，错误；D项，根据相似性，Cs2SO4与Na2SO4类似，易溶于水，错误。]
2．碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是( )
A．在碱金属元素中它具有最大的原子半径
B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物
C．它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱
D．它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸
B [Fr性质很活泼，与O2反应可生成更复杂的氧化物，不是只生成Fr2O。]
3．下列有关焰色反应实验操作注意事项的说法正确的是( )
①钾元素的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察
②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同，再蘸取被检验的物质
③每次实验后，要将铂丝用盐酸洗净
④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰
⑤没有铂丝时，也可以用光洁无锈的铁丝代替
A．仅有③不正确 B．仅有④不正确
C．仅有⑤不正确 D．全对
[答案] D
4．焰色反应是元素分析的一种重要方法，请回答有关问题：
(1)是否所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色？举例说明。 。
(2)某同学灼烧某白色粉末，火焰呈黄色，他判断该白色粉末中含Na＋、不含K＋。他的判断是否正确？如不正确，设计实验检验白色粉末中是否含K＋。(如正确，此问可不答) 。
(3)该同学用铂丝蘸取某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，他判断该溶液一定为钠盐溶液。其他同学不同意他的观点。理由是 。
[答案] (1)否。Fe及其化合物
(2)否。做K元素的焰色反应时需要透过蓝色钴玻璃观察，如火焰呈紫色，含K＋，否则不含K＋
(3)该溶液可能为NaOH溶液
钠的重要化合物的实验探究
物质的实验探究是考查学生化学素养的重要途径。经常涉及钠的重要化合物的定量测定及性质探究，如Na2CO3的含量测定，Na2O2的性质探究等。这一热点很好地体现了学生的“科学探究与创新意识”的核心素养。
利用如图所示装置来测定纯碱(含少量NaCl)样品中Na2CO3的质量分数(铁架台、铁夹等在图中均已略去)。实验步骤如下：
a．按图连接装置，并检查气密性；
b．准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为83.4 g；
c．准确称得6.0 g纯碱样品放入容器Ⅱ中；
d．打开分液漏斗Ⅰ的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；
e．打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6 g。
(1)若d、e两步的实验操作太快，则会导致测定结果 (填“偏大”或“偏小”)。
(2)装置A中试剂X应选用 ，作用是 。
(3)E装置的作用是 。
(4)根据实验中测得的有关数据，计算纯碱样品中Na2CO3的质量分数为 (结果保留到小数点后一位)。
[思路点拨] 审题时应注意①考虑生成的CO2完全被D吸收；②考虑空气的成分中含CO2；③考虑碱石灰吸收CO2的程度等。根据关系式：Na2CO3～CO2可求出Na2CO3的有关量。
[解析] (1)反应过快会使产生的CO2气体不能完全被D装置中碱石灰吸收；快速鼓入空气，也会使装置内残留CO2不能被D装置中碱石灰完全吸收，则测得的CO2质量偏小，测定结果偏小；(2)鼓入空气，可把残留在装置B、C中的CO2赶出由D中碱石灰吸收，因为空气中含有CO2，因此应把鼓入空气中的CO2吸收处理，所以装置A应放入NaOH溶液；(3)如果D装置直接与外界空气相连通，则空气中的H2O(g)和CO2会对测定结果带来影响，所以装置E的作用是防止空气中H2O(g)和CO2进入装置D中；(4)反应中放出CO2气体的质量＝85.6 g－83.4 g＝2.2 g，设消耗碳酸钠的质量为x，
Na2CO3～CO2
106 44
x 2.2 g
解得x＝5.3 g
纯碱样品中Na2CO3的质量分数＝eq \f(5.3 g,6.0 g)×100%≈88.3%。
[答案] (1)偏小 (2)NaOH溶液 吸收空气中的CO2 (3)防止空气中的CO2和H2O(g)进入装置D中 (4)88.3%
Na2CO3纯度测定的方法
(1)气体法：①原理：Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋CO2↑＋H2O，通过测量CO2的质量或体积确定Na2CO3的质量。
②实验操作：向m g纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)或CO2的质量为a g。
③计算式：纯度＝eq \f(V×10－3×106,22.4×m)×100%或eq \f(a×106,44×m)×100%
(2)沉淀法：①测定原理：Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
②实验操作：先将m g纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为n g。
③计算：纯度为eq \f(\f(n,197)×106,m)×100%。
某课外活动小组设计如图实验装置，验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应”。
(1)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是
，
该反应中，反应物的总能量 (填“大于”或“小于”)生成物的总能量。
(2)装置Ⅰ中的试剂是 (填字母)。
a．稀盐酸 B．稀硫酸
c．小苏打 D．石灰石
(3)实验时，应先打开弹簧夹 (填“K1”或“K2”)，观察到预期现象后，关闭它，再打开另一个弹簧夹。
(4)实验过程中将带火星的木条置于a口，观察到带火星的木条始终不复燃。
①为观察到最终木条复燃，甲建议在Ⅲ后安装一个盛有碱石灰的干燥管，目的是
；
②乙认为即使采纳甲的建议且最终观察到木条复燃，也不能证明CO2参与了反应，原因是
。
(5)为进一步达到实验目的，应补充的实验是：取最终反应后Ⅲ中所得固体，
。
[解析] (1)此反应是放热反应。(2)依据实验目的，需要干燥CO2，所以装置Ⅰ是制取CO2的装置，因为盐酸易挥发出HCl，所以应选择稀硫酸、小苏打。(3)先通干燥CO2，然后再通湿润CO2进行对比。(5)证明反应后固体中含有COeq \\al(2－,3)。
[答案] (1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 大于 (2)bc (3)K2 (4)①除去未充分反应的CO2 ②水与Na2O2反应生成O2 (5)加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中(答案合理即可)
[真题验收]
1．下列有关叙述正确的是 (填序号)。
①(2020·江苏高考)室温下，Na在空气中反应生成Na2O2
②(2020·江苏高考)物质间转化均能实现：NaCl(aq)eq \(――→,\s\up7(CO2g))NaHCO3(s)eq \(――→,\s\up7(加热))Na2CO3(s)
③(2020·7月浙江选考)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强
④(2020·7月浙江选考)高压钠灯可用于道路照明
⑤(2020·7月浙江选考)Na2O在空气中加热可得固体Na2O2
⑥(2019·全国卷Ⅱ)Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色，其方程式为2Na2O2===2Na2O＋O2↑
⑦(2018·全国卷Ⅱ)碳酸钠可用于去除餐具的油污
⑧(2017·全国卷Ⅱ)将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶中，瓶中产生大量白烟，有黑色颗粒产生，可得出CO2具有氧化性
⑨(2017·全国卷Ⅱ)乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体，可得出乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性
[答案] ④⑤⑦⑧
2．(2017·海南高考)锂是最轻的活泼金属，其单质及其化合物有广泛的用途。回答下列问题：
(1)用碳酸锂和 反应可制备氯化锂，工业上可由电解LiClKCl的熔融混合物生产金属锂，阴极上的电极反应式为
。
(2)不可使用二氧化碳灭火器扑灭因金属锂引起的火灾，其原因是
。
(3)硬脂酸锂是锂肥皂的主要成分，可作为高温润滑油和油脂的稠化剂。鉴别硬脂酸锂与硬脂酸钠、硬脂酸钾可采用的实验方法和现象分别是
。
(4)LiPF6易溶于有机溶剂，常用作锂离子电池的电解质。LiPF6受热易分解，其热分解产物为PF5和 。
[解析] (1)碳酸锂与盐酸反应生成LiCl，由电解LiClKCl的熔融混合物产生金属锂，阴极上锂离子得到电子。
(2)Li是活泼的金属，与二氧化碳反应。 (3)阳离子不同、焰色反应不同。(4)在LiPF6和PF5中磷的化合价都是＋5价，因而该分解反应为非氧化还原反应，根据原子守恒，即可确定另一氟化物的化学式为LiF。
[答案] (1)盐酸 Li＋＋e－===Li
(2)Li与二氧化碳反应
(3)焰色反应，观察到黄色的为硬脂酸钠，透过蓝色钴玻璃观察到紫色的为硬脂酸钾 (4)LiF
[新题预测]
某化学兴趣小组从网上查得如下信息：①钠能在CO2中燃烧。②常温下CO能与PdCl2溶液反应得到黑色的Pd。经过分析讨论，他们认为钠在CO2中燃烧时，还原产物可能是C，也可能是CO，氧化产物可能是Na2CO3。为验证上述推断，他们设计如下方案进行实验，请回答下列问题。
(1)他们欲用上述仪器组装一套装置：用石灰石与盐酸反应制取CO2(能随意控制反应的进行)，证明钠能在CO2中燃烧并检验气态还原产物，所用仪器接口连接顺序为 (填标号)，制取CO2的离子方程式为
。
(2)装置连接好后，首先要进行的实验操作是 ，点燃酒精灯前，应进行的操作是 ，等装置D中出现 现象时，再点燃酒精灯，这步操作的目的是 。
(3)若装置D中的PdCl2溶液中有黑色沉淀，装置C的硬质玻璃管中有残留固体(只有一种物质)，则硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为 ；若装置D中的PdCl2溶液中无黑色沉淀，硬质玻璃管中有残留固体(有两种物质)，则硬质玻璃管中反应的化学方程式为
。
[解析] (1)装置F可通过关闭或打开导管上的止水夹实现对制气反应的控制，制取的CO2中含有HCl、H2O，可分别用饱和NaHCO3溶液、浓硫酸除去。(2)由于钠易与氧气反应，故点燃酒精灯前，先用CO2将装置内的空气排出，当澄清石灰水变浑浊时，表明装置中空气已排尽。(3)当装置C中残留固体只有一种而装置D中的PdCl2溶液中有黑色固体出现时，表明反应的产物是Na2CO3与CO；当装置C中残留固体有两种而装置D中的PdCl2溶液中没有黑色固体出现时，表明生成物是Na2CO3与C，由此可写出相应反应的化学方程式。
[答案] (1)jcdabefgh(e与f可颠倒)
CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
(2)检查装置的气密性 打开装置F中导管上的止水夹澄清石灰水变浑浊 排尽装置内的空气
(3)2Na＋2CO2eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO 4Na＋3CO2eq \(=====,\s\up7(△))2Na2CO3＋C
考纲定位
要点网络
1.了解钠的主要性质及其应用。
2．掌握钠的重要化合物(Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3等)的主要性质及其应用。
3．了解钠及其重要化合物的制备方法。
4．了解Na＋、K＋的检验方法。
化学式
Na2O
Na2O2
阳、阴离子个数比
Na＋与O2－之比为2∶1
Na＋和Oeq \\al(2－,2)之比为 2∶1
氧的化合价
－2
－1
颜色
白色
淡黄色
与H2O反应
Na2O＋H2O===2NaOH
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
与CO2反应
Na2O＋CO2=== Na2CO3
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
相似性
递变性(由Li→Cs)
原子结构
最外层均为1个电子
电子层数逐渐增多
核电荷数逐渐增大
原子半径逐渐增大
元素性质
都具有较强的金属性，最高正价均为＋1价
金属性逐渐增强
单质性质
物理性质
(除Cs外)都呈银白色，密度较小，熔、沸点较低
密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低
化学性质
都具有较强的还原性
还原性逐渐增强
第一节 钠及其化合物
钠及其氧化物
知识梳理
1．钠的主要性质及应用
(1)物理性质：银白色，金属光泽，ρ＝0.97 g·cm－3，比水的密度小、比煤油的密度大，质软，熔点为97.81 ℃，沸点为882.9 ℃。
(2)化学性质(写出化学方程式)
②与H2O反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。
实验探究：Na与H2O(含酚酞)反应的现象及解释
③与乙醇反应：2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑。
④与酸(HCl)反应：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑。
⑤与盐(CuSO4)溶液反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4(答案合理即可)。
⑥与熔融盐TiCl4反应：4Na＋TiCl4eq \(=====,\s\up7(熔融))Ti＋4NaCl。
(3)钠的保存与用途
①保存：少量钠保存在煤油或石蜡油中。
②制备与用途：
[辨易错]
(1)Na在空气中露置，首先生成Na2O2。( )
(2)Na投入CuCl2溶液中，有红色固体生成。( )
(3)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶。( )
(4)金属钠可保存在煤油中，也可保存在四氯化碳中。( )
(5)把钠投入NH4Cl溶液中，可以生成两种气体。 ( )
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√
2．钠的氧化物
(1)氧化钠和过氧化钠
(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遇到CO2、SO3等最高价氧化物时发生自身氧化还原反应生成盐和O2，既表现氧化性又表现还原性。
[辨易错]
(1)Na2O与Na2O2中的阴、阳离子个数比相同。( )
(2)Na2O与Na2O2和水反应均生成NaOH，二者均为碱性氧化物。( )
(3)Na、Na2O2投入FeCl3溶液中均有红褐色沉淀和气体生成。( )
(4)Na2O2投入酚酞溶液中，溶液变红且不褪色。( )
(5)7.8 g Na2O2与CO2充分反应，转移电子数为0.1NA（NA表示阿伏加德罗常数的值）。( )
[答案] (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√
知识应用
1．在潜水艇和消防员的呼吸面具中常放Na2O2，Na2O2发生反应的化学方程式为 。
[答案] 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2．在生活中，常用Na2O2作漂白剂，其原理是
。
[答案] Na2O2具有强氧化性，能使有色物质被氧化而褪色
(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 Na2CO3
(2)③ ①②④⑤
命题点1 钠及其氧化物的性质及应用
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 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．①④⑤⑥ B．①③⑤⑥
C．②④⑤⑥ D．①③④⑥
D [2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；②中NaOH与Na2SO4不反应，不能产生沉淀，不符合题意；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＋＋HCOeq \\al(－,3)＋OH－===CaCO3↓＋H2O；⑤中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意；⑥中水减少，c(Na＋)增大，使NaCl(s) Na＋(aq)＋Cl－(aq)平衡向左移动。]
2．Na2O2是中学化学常用试剂，下列说法错误的是( )
A．0.1 ml Na2O2与足量CO2反应转移的电子的物质的量为0.1 ml
B．Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2
C．等物质的量的Na2O2与Na2O溶于等质量水中得到的NaOH的物质的量浓度相同
D．等质量的Na2O2与Na2S晶体中含有相同数目的阴离子
B [Na2O2具有强氧化性，与SO2反应生成Na2SO4，B项错误。]
命题点2 钠与Na2O2性质的实验探究
3．为探究钠与盐反应的规律，某实验小组同学设计了下列两组实验：
实验1：如图1，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。
图1 图2
现象：瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。
实验2：如图2，向盛有CuSO4溶液的小烧杯中加入一小块钠。
现象：钠浮在水面上，熔化成液态钠球并四处游动，生成蓝色沉淀。
(1)实验1、2中反应的化学方程式分别为 、 。
(2)比较实验1、实验2可知Na与CuSO4反应生成Cu的实验条件为 。
[答案] (1)2Na＋CuSO4eq \(=====,\s\up7(△))Na2SO4＋Cu
2Na＋CuSO4＋2H2O===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑
(2)加热且无水
4．(2020·成都调研)过氧化钠与水反应后滴加酚酞，酚酞先变红后褪色。某小组欲探究其原因，进行如图所示实验。实验①取反应后的溶液加入二氧化锰，立即产生大量气体；实验②③中红色均不褪去。下列分析错误的是( )
① ② ③
A．过氧化钠与水反应产生的气体为O2
B．过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂
C．实验②③可证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气
D．过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2
B [过氧化钠与水反应不需要催化剂，B项错误；实验②③作为对照实验，可证明氢氧化钠和氧气不能使酚酞溶液褪色，C项正确；根据实验①的现象可判断过氧化钠与水反应可能生成了H2O2，H2O2在MnO2作催化剂的条件下分解产生O2，D项正确。]
Na及其氧化物的常见实验探究点
(1)Na与H2O或盐溶液反应实验。
(2)Na2O2参与反应的实验(如与CO2、SO2、H2O等反应)。
(3)Na2O2纯度的测定等。
命题点3 Na2O2与CO2、H2O反应的定量计算
Na2O2与CO2、H2O(g)反应的定量模型
(1)气体物质的量或体积关系
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气体体积的eq \f(1,2)，等于生成氧气的量，即ΔV＝V(O2)＝eq \f(1,2)V(原气体)。
(2)固体质量关系
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”、H2O(g)中的“H2”。
对于(CxOy)m(CO2＋H2O)eq \(――→,\s\up7(Na2O2))(Na2CO3＋NaOH)
(CxOy)mHn的质量为m g时，上述过程最终固体增重：
Δmeq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(＝m gx∶y＝1∶1,>m gx∶y>1∶1,
2Na2O2～2H2O(2CO2)～O2～2e－。
(4)先后顺序关系
分析问题时，可以按Na2O2先与CO2反应，再与H2O(g)反应的顺序进行判断。
5．下列说法不正确的是( )
A．2.3 g Na投入97.7 g水中，所得溶液的质量分数为4%
B．62 g Na2O与78 g Na2O2投入相同体积的足量水中，所得溶液的浓度相同
C．78 g Na2O2与足量CO2或H2O(g)充分反应，二者生成的O2均为0.5 ml
D．将28 g CO充分燃烧生成的CO2完全通入足量Na2O2中完全反应，固体增重28 g
A [Na投入水中生成H2逸出，溶液质量<100 g，溶液的质量分数大于4%。]
6．在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5 g和足量的Na2O2，用电火花引燃，使其完全反应，Na2O2增重7.5 g，则原混合气体中O2的质量分数约是 ( )
A．54.5% B．40%
C．36% D．33.3%
A [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、氧气，所以过氧化钠固体增重的质量等于CO、H2的质量，所以原混合气体中CO、H2的质量一共是7.5 g，则O2的质量是16.5 g－7.5 g＝9.0 g，所以原混合气体中O2的质量分数是eq \f(9.0 g,16.5 g)×100%≈54.5%。]
7．将78 g Na2O2与84 g NaHCO3在密闭容器中加热充分反应，容器中固体成分及其质量为 ，气体成分及其质量为 。
[解析] 2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋ H2O
84 g(1 ml) 0.5 ml 0.5 ml 0.5 ml
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
0．5 ml 0.5 ml 0.5 ml 0.25 ml
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
0.5 ml 0.5 ml 1 ml 0.25 ml
[答案] Na2CO3：106 g、NaOH：40 g O2：16 g
碳酸钠与碳酸氢钠
知识梳理
1．Na2CO3与NaHCO3的性质及应用
(1)Na2CO3与NaHCO3的比较(用离子方程式表示)
注意：Na2CO3粉末在潮湿空气中逐渐形成晶体Na2CO3·10H2O，Na2CO3·10H2O在干燥空气中又风化为Na2CO3粉末，上述转化为化学变化。
(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。
[辨易错]
(1)Na2CO3、NaHCO3溶于水中，对水的电离有抑制作用。( )
(2)Na2CO3、NaHCO3溶液可以用Ba(OH)2溶液鉴别。( )
(3)将稀盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中立即产生气体。( )
(4)苏打和小苏打均与酸反应，故二者均可用治疗胃酸过多。( )
(5)除去CO2中的HCl气体，可将气体通入饱和Na2CO3溶液中。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2．Na2CO3、NaHCO3的工业制备——侯氏制碱法
(1)工艺流程
(2)反应原理
产生NaHCO3反应：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。
产生Na2CO3的反应：2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
(3)循环使用的物质：NaCl、CO2。
(4)该生产的副产品是NH4Cl，可用作肥料。
[深思考]
往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法)，而不先通CO2再通NH3的原因是
。
[答案] 由于CO2在NaCl溶液中的溶解度很小，先通入NH3使食盐水呈碱性，能够吸收大量CO2气体，产生较高浓度的HCOeq \\al(－,3)，才能析出NaHCO3晶体
知识应用
1．(1)小苏打单独用作蒸馒头的膨松剂，膨松效果不很好，如果用小苏打的同时加入一定量食醋，效果很好。其原理是 (写出化学方程式)。
(2)酵头发酵用于蒸馒头时，往往馒头有酸味，故在和面团时加入苏打水，其原因是
(用文字说明)
[答案] (1)NaHCO3＋CH3COOH===CH3COONa＋CO2↑＋H2O
(2)苏打水具有碱性，能与酸性物质反应，减小酸性
2．患有胃溃疡的病人不能服用小苏打药品的原因是什么？
[答案] 若服用小苏打药品，胃中的酸与小苏打反应生成CO2气体，加重胃溃疡。
命题点1 Na2CO3、NaHCO3的性质及应用
1．下列有关Na2CO3和NaHCO3比较中，不正确的是( )
A．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3
B．相同温度下，0.1 ml·L－1盐溶液的pH：Na2CO3>NaHCO3
C．等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应放出气体的量：Na2CO3
D [相同温度下，同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液分别与0.1 ml·L－1盐酸反应，NaHCO3反应更剧烈。]
2．纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品，它们都是白色固体，下列区分这两种物质的方法中正确的是 ( )
A．分别用砂锅加热两种样品，全部分解挥发没有残留物的是小苏打
B．用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧，使火焰颜色发生明显变化的是小苏打
C．用两只小玻璃杯，分别加入少量的两种样品，再加入等量的食醋，产生气泡快的是小苏打
D．先将两种样品配成溶液，分别加入澄清石灰水，无白色沉淀生成的是小苏打
C [小苏打NaHCO3受热分解生成Na2CO3、H2O和CO2，有Na2CO3残留，A项错误；纯碱和小苏打的火焰颜色均为黄色，B项错误；二者的溶液中分别加入澄清石灰水，均有CaCO3沉淀生成，D项错误。]
3．为除去括号内的杂质，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 [Ba(OH)2与Na2CO3和Na2SO4均发生化学反应生成白色沉淀，不符合除杂的要求。]
(1)Na2CO3与NaHCO3的相互转化
(2)Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法
注意：鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液时不能用Ba(OH)2溶液或石灰水。
命题点2 Na2CO3与NaHCO3与酸反应的图像分析
[典例导航]
向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 ml·L－1稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列判断正确的是( )
A．在0～a范围内，只发生中和反应
B．ab段发生反应的离子方程式为COeq \\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O
C．a＝0.3
D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
[思路点拨] H＋与OH－、COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)反应的先后顺序为OH－＞COeq \\al(2－,3)＞HCOeq \\al(－,3)
[答案] C
Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物与盐酸反应的图像分析
向某溶液(Na2CO3或NaHCO3或NaOH)中逐滴加入盐酸，消耗HCl的物质的量与产生CO2的物质的量的关系如图所示：
(1)若OA＝0，则溶液中所含溶质为NaHCO3，涉及反应的离子方程式为HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O。
(2)若OA＝AB，则溶液中溶质为Na2CO3，涉及的离子反应为OA：COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)，AB：HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O。
(3)若OA＜AB，则溶液中溶质为Na2CO3和NaHCO3，涉及的离子反应同(2)。
(4)若OA＞AB，则溶液中溶质为NaOH、Na2CO3，涉及的离子反应为OA：OH－＋H＋===H2O，COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)，AB：HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O。
4．分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100 mL，再通入一定量的CO2，随后分别各取20mL溶液，向其中逐滴滴入0.2 ml·L－1的盐酸，在标准状况下产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如图所示(分A、B两种情况)：
A B
(1)在A情况下，溶质是 。
(填化学式)，其物质的量之比为 。
(2)在B情况下，溶质是 。
(填化学式)，其物质的量之比为 。
(3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为 。
[解析] 对于A，第一阶段消耗的酸是第二阶段的2倍，可知第一阶段反应为H＋＋OH－===H2O、COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)，第二阶段反应为HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O，由此推知A情况的溶液中n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝1∶1。
同理分析B情况的溶液中，n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝1∶1。
根据最终生成NaCl，n(NaOH)＝n(HCl)＝0.15 L×0.2 ml·L－1＝0.03 ml，c(NaOH)＝eq \f(0.03 ml,0.02 L)＝1.5 ml·L－1。
[答案] (1)NaOH、Na2CO3 1∶1 (2)Na2CO3、NaHCO3 1∶1 (3)1.5 ml·L－1
命题点3 特殊钠化合物性质
5．氢化钠、硼氢化钠和氰化钠广泛应用于工业生产。
(1)氢化钠(NaH)中氢元素的化合价为 。
(2)NaH能与水剧烈反应：NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，该反应中的氧化剂是 ，氧化剂与还原剂的物质的量之比是 。
(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛，该反应的化学方程式为
。
(4)硼氢化钠(NaBH4，其中B为＋3价)与H2O反应生成NaBO2和H2的化学方程式为 ，
此反应中NaBH4作 剂。
(5)NaCN是一种剧毒化合物，易溶于水。NaCN的电子式为 ，在水中呈碱性的原因是
(用离子方程式表示)。
[解析] (3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛，氢元素化合价升高为＋1，钛元素化合价由＋4变为0，据此可写出化学方程式。
(4)NaBH4中H为－1价，具有强还原性，可还原H2O：NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑。
[答案] (1)－1 (2)H2O 1∶1
(3)2NaH＋TiCl4eq \(=====,\s\up7(高温))Ti＋2NaCl＋2HCl↑
(4)NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑ 还原
碱金属与焰色反应
知识梳理
1．碱金属的相似性与递变性
(1)相似性与递变性
(2)具体表现
①与O2等非金属反应
写出Li、Na与O2在加热的条件下发生反应的化学方程式：4Li＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2Li2O、2Na＋O2eq \(=====,\s\up7(△))Na2O2。
K、Rb、Cs与O2反应生成比过氧化物结构更复杂的物质。
②与H2O反应
碱金属单质与水均能发生反应，生成氢氧化物和H2。反应的化学方程式可表示为(用M代表碱金属)2M＋2H2O===2MOH＋H2↑，但从Li→Cs反应的剧烈程度逐渐增强。
③与酸反应均生成盐与H2，从Li→Cs，反应剧烈程度逐渐增强。
④与盐溶液反应时，均先与H2O反应，不能把盐溶液中的金属置换出来。
⑤与H2反应
碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。
[辨易错]
(1)碱金属在空气中点燃均不能生成碱性氧化物。( )
(2)Li、Na、K的密度逐渐增大，熔、沸点逐渐降低。( )
(3)Li、Na、K均可保存于煤油中。( )
(4)K投入LiCl溶液中可以把Li置换出来。( )
(5)碱金属与H2O、酸反应的实质均是与H＋反应。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2．焰色反应
(1)概念：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，属于物理变化，属于元素的性质，应用于检验某些元素的存在。如Na、Na2O、Na2CO3的焰色反应均为黄色。
(2)操作步骤
注意：①洗涤铂丝用稀盐酸而不用稀硫酸，因铂丝表面杂质与盐酸反应生成沸点较低的氯化物易汽化挥发，而硫酸盐的沸点较高不易汽化挥发。
②铂丝也可用光洁无锈的铁丝代替。
(3)常见元素的焰色
钠元素黄色；钾元素紫色(透过蓝色钴玻璃观察)；铜元素绿色；钡元素黄绿色；锶元素洋红色；锂元素紫红色；钙元素砖红色。
[口诀] 钠黄(色)钙砖红(色)锂紫红(色)，钾浅紫(色)钡黄绿(色)，锶为洋红(色)最美丽。
[辨易错]
(1)任何金属灼烧都有特征的焰色反应。( )
(2)钠元素的游离态与化合态的焰色反应均为黄色。( )
(3)尖嘴玻璃管灼烧时火焰呈黄色的原因是玻璃中含有钠元素。( )
(4)蘸取Na2CO3样品灼烧时火焰呈黄色，说明样品中不含钾元素。( )
[答案] (1)× (2)√ (3)√ (4)×
知识应用
1．最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。
(1)关于铷的结构和性质，判断正确的是 (填序号)。
①与水反应比钠剧烈 ②它的原子半径比钠小 ③它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2 ④它的阳离子最外层电子数和镁原子相同 ⑤它是还原剂
(2)氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是 (填序号)。
A．氢化铷溶于水显酸性
B．氢化铷中氢被还原为氢气
C．氢化铷与水反应时，水是还原剂
D．氢化铷中氢离子核外有两个电子
[答案] (1)①③⑤ (2)D
2．《本草经集注》中区分硝石(KNO3)和朴消(Na2SO4)的方法：“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”，这是利用什么方法区分的？ 。
[答案] 焰色反应
命题点 碱金属与焰色反应
1．有关碱金属的叙述正确的是( )
A．随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低，密度逐渐增大
B．碱金属单质的氧化性很强，均易与Cl2、O2、Si等发生反应
C．Cs2CO3用酒精灯加热时不能分解为CO2和Cs2O
D．无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它不易溶于水
C [A项，从Li→Cs，密度有增大趋势，但不是逐渐增大，ρ(K)＜ρ(Na)，错误；B项，碱金属单质的还原性很强，错误；D项，根据相似性，Cs2SO4与Na2SO4类似，易溶于水，错误。]
2．碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是( )
A．在碱金属元素中它具有最大的原子半径
B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物
C．它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱
D．它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸
B [Fr性质很活泼，与O2反应可生成更复杂的氧化物，不是只生成Fr2O。]
3．下列有关焰色反应实验操作注意事项的说法正确的是( )
①钾元素的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察
②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同，再蘸取被检验的物质
③每次实验后，要将铂丝用盐酸洗净
④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰
⑤没有铂丝时，也可以用光洁无锈的铁丝代替
A．仅有③不正确 B．仅有④不正确
C．仅有⑤不正确 D．全对
[答案] D
4．焰色反应是元素分析的一种重要方法，请回答有关问题：
(1)是否所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色？举例说明。 。
(2)某同学灼烧某白色粉末，火焰呈黄色，他判断该白色粉末中含Na＋、不含K＋。他的判断是否正确？如不正确，设计实验检验白色粉末中是否含K＋。(如正确，此问可不答) 。
(3)该同学用铂丝蘸取某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，他判断该溶液一定为钠盐溶液。其他同学不同意他的观点。理由是 。
[答案] (1)否。Fe及其化合物
(2)否。做K元素的焰色反应时需要透过蓝色钴玻璃观察，如火焰呈紫色，含K＋，否则不含K＋
(3)该溶液可能为NaOH溶液
钠的重要化合物的实验探究
物质的实验探究是考查学生化学素养的重要途径。经常涉及钠的重要化合物的定量测定及性质探究，如Na2CO3的含量测定，Na2O2的性质探究等。这一热点很好地体现了学生的“科学探究与创新意识”的核心素养。
利用如图所示装置来测定纯碱(含少量NaCl)样品中Na2CO3的质量分数(铁架台、铁夹等在图中均已略去)。实验步骤如下：
a．按图连接装置，并检查气密性；
b．准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为83.4 g；
c．准确称得6.0 g纯碱样品放入容器Ⅱ中；
d．打开分液漏斗Ⅰ的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；
e．打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6 g。
(1)若d、e两步的实验操作太快，则会导致测定结果 (填“偏大”或“偏小”)。
(2)装置A中试剂X应选用 ，作用是 。
(3)E装置的作用是 。
(4)根据实验中测得的有关数据，计算纯碱样品中Na2CO3的质量分数为 (结果保留到小数点后一位)。
[思路点拨] 审题时应注意①考虑生成的CO2完全被D吸收；②考虑空气的成分中含CO2；③考虑碱石灰吸收CO2的程度等。根据关系式：Na2CO3～CO2可求出Na2CO3的有关量。
[解析] (1)反应过快会使产生的CO2气体不能完全被D装置中碱石灰吸收；快速鼓入空气，也会使装置内残留CO2不能被D装置中碱石灰完全吸收，则测得的CO2质量偏小，测定结果偏小；(2)鼓入空气，可把残留在装置B、C中的CO2赶出由D中碱石灰吸收，因为空气中含有CO2，因此应把鼓入空气中的CO2吸收处理，所以装置A应放入NaOH溶液；(3)如果D装置直接与外界空气相连通，则空气中的H2O(g)和CO2会对测定结果带来影响，所以装置E的作用是防止空气中H2O(g)和CO2进入装置D中；(4)反应中放出CO2气体的质量＝85.6 g－83.4 g＝2.2 g，设消耗碳酸钠的质量为x，
Na2CO3～CO2
106 44
x 2.2 g
解得x＝5.3 g
纯碱样品中Na2CO3的质量分数＝eq \f(5.3 g,6.0 g)×100%≈88.3%。
[答案] (1)偏小 (2)NaOH溶液 吸收空气中的CO2 (3)防止空气中的CO2和H2O(g)进入装置D中 (4)88.3%
Na2CO3纯度测定的方法
(1)气体法：①原理：Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋CO2↑＋H2O，通过测量CO2的质量或体积确定Na2CO3的质量。
②实验操作：向m g纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)或CO2的质量为a g。
③计算式：纯度＝eq \f(V×10－3×106,22.4×m)×100%或eq \f(a×106,44×m)×100%
(2)沉淀法：①测定原理：Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
②实验操作：先将m g纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为n g。
③计算：纯度为eq \f(\f(n,197)×106,m)×100%。
某课外活动小组设计如图实验装置，验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应”。
(1)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是
，
该反应中，反应物的总能量 (填“大于”或“小于”)生成物的总能量。
(2)装置Ⅰ中的试剂是 (填字母)。
a．稀盐酸 B．稀硫酸
c．小苏打 D．石灰石
(3)实验时，应先打开弹簧夹 (填“K1”或“K2”)，观察到预期现象后，关闭它，再打开另一个弹簧夹。
(4)实验过程中将带火星的木条置于a口，观察到带火星的木条始终不复燃。
①为观察到最终木条复燃，甲建议在Ⅲ后安装一个盛有碱石灰的干燥管，目的是
；
②乙认为即使采纳甲的建议且最终观察到木条复燃，也不能证明CO2参与了反应，原因是
。
(5)为进一步达到实验目的，应补充的实验是：取最终反应后Ⅲ中所得固体，
。
[解析] (1)此反应是放热反应。(2)依据实验目的，需要干燥CO2，所以装置Ⅰ是制取CO2的装置，因为盐酸易挥发出HCl，所以应选择稀硫酸、小苏打。(3)先通干燥CO2，然后再通湿润CO2进行对比。(5)证明反应后固体中含有COeq \\al(2－,3)。
[答案] (1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 大于 (2)bc (3)K2 (4)①除去未充分反应的CO2 ②水与Na2O2反应生成O2 (5)加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中(答案合理即可)
[真题验收]
1．下列有关叙述正确的是 (填序号)。
①(2020·江苏高考)室温下，Na在空气中反应生成Na2O2
②(2020·江苏高考)物质间转化均能实现：NaCl(aq)eq \(――→,\s\up7(CO2g))NaHCO3(s)eq \(――→,\s\up7(加热))Na2CO3(s)
③(2020·7月浙江选考)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强
④(2020·7月浙江选考)高压钠灯可用于道路照明
⑤(2020·7月浙江选考)Na2O在空气中加热可得固体Na2O2
⑥(2019·全国卷Ⅱ)Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色，其方程式为2Na2O2===2Na2O＋O2↑
⑦(2018·全国卷Ⅱ)碳酸钠可用于去除餐具的油污
⑧(2017·全国卷Ⅱ)将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶中，瓶中产生大量白烟，有黑色颗粒产生，可得出CO2具有氧化性
⑨(2017·全国卷Ⅱ)乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体，可得出乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性
[答案] ④⑤⑦⑧
2．(2017·海南高考)锂是最轻的活泼金属，其单质及其化合物有广泛的用途。回答下列问题：
(1)用碳酸锂和 反应可制备氯化锂，工业上可由电解LiClKCl的熔融混合物生产金属锂，阴极上的电极反应式为
。
(2)不可使用二氧化碳灭火器扑灭因金属锂引起的火灾，其原因是
。
(3)硬脂酸锂是锂肥皂的主要成分，可作为高温润滑油和油脂的稠化剂。鉴别硬脂酸锂与硬脂酸钠、硬脂酸钾可采用的实验方法和现象分别是
。
(4)LiPF6易溶于有机溶剂，常用作锂离子电池的电解质。LiPF6受热易分解，其热分解产物为PF5和 。
[解析] (1)碳酸锂与盐酸反应生成LiCl，由电解LiClKCl的熔融混合物产生金属锂，阴极上锂离子得到电子。
(2)Li是活泼的金属，与二氧化碳反应。 (3)阳离子不同、焰色反应不同。(4)在LiPF6和PF5中磷的化合价都是＋5价，因而该分解反应为非氧化还原反应，根据原子守恒，即可确定另一氟化物的化学式为LiF。
[答案] (1)盐酸 Li＋＋e－===Li
(2)Li与二氧化碳反应
(3)焰色反应，观察到黄色的为硬脂酸钠，透过蓝色钴玻璃观察到紫色的为硬脂酸钾 (4)LiF
[新题预测]
某化学兴趣小组从网上查得如下信息：①钠能在CO2中燃烧。②常温下CO能与PdCl2溶液反应得到黑色的Pd。经过分析讨论，他们认为钠在CO2中燃烧时，还原产物可能是C，也可能是CO，氧化产物可能是Na2CO3。为验证上述推断，他们设计如下方案进行实验，请回答下列问题。
(1)他们欲用上述仪器组装一套装置：用石灰石与盐酸反应制取CO2(能随意控制反应的进行)，证明钠能在CO2中燃烧并检验气态还原产物，所用仪器接口连接顺序为 (填标号)，制取CO2的离子方程式为
。
(2)装置连接好后，首先要进行的实验操作是 ，点燃酒精灯前，应进行的操作是 ，等装置D中出现 现象时，再点燃酒精灯，这步操作的目的是 。
(3)若装置D中的PdCl2溶液中有黑色沉淀，装置C的硬质玻璃管中有残留固体(只有一种物质)，则硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为 ；若装置D中的PdCl2溶液中无黑色沉淀，硬质玻璃管中有残留固体(有两种物质)，则硬质玻璃管中反应的化学方程式为
。
[解析] (1)装置F可通过关闭或打开导管上的止水夹实现对制气反应的控制，制取的CO2中含有HCl、H2O，可分别用饱和NaHCO3溶液、浓硫酸除去。(2)由于钠易与氧气反应，故点燃酒精灯前，先用CO2将装置内的空气排出，当澄清石灰水变浑浊时，表明装置中空气已排尽。(3)当装置C中残留固体只有一种而装置D中的PdCl2溶液中有黑色固体出现时，表明反应的产物是Na2CO3与CO；当装置C中残留固体有两种而装置D中的PdCl2溶液中没有黑色固体出现时，表明生成物是Na2CO3与C，由此可写出相应反应的化学方程式。
[答案] (1)jcdabefgh(e与f可颠倒)
CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
(2)检查装置的气密性 打开装置F中导管上的止水夹澄清石灰水变浑浊 排尽装置内的空气
(3)2Na＋2CO2eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO 4Na＋3CO2eq \(=====,\s\up7(△))2Na2CO3＋C
考纲定位
要点网络
1.了解钠的主要性质及其应用。
2．掌握钠的重要化合物(Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3等)的主要性质及其应用。
3．了解钠及其重要化合物的制备方法。
4．了解Na＋、K＋的检验方法。
化学式
Na2O
Na2O2
阳、阴离子个数比
Na＋与O2－之比为2∶1
Na＋和Oeq \\al(2－,2)之比为 2∶1
氧的化合价
－2
－1
颜色
白色
淡黄色
与H2O反应
Na2O＋H2O===2NaOH
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
与CO2反应
Na2O＋CO2=== Na2CO3
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
相似性
递变性(由Li→Cs)
原子结构
最外层均为1个电子
电子层数逐渐增多
核电荷数逐渐增大
原子半径逐渐增大
元素性质
都具有较强的金属性，最高正价均为＋1价
金属性逐渐增强
单质性质
物理性质
(除Cs外)都呈银白色，密度较小，熔、沸点较低
密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低
化学性质
都具有较强的还原性
还原性逐渐增强
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