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高考化学一轮复习精讲精练第10讲 钠及其重要化合物（精讲）（2份打包，解析版+原卷版，可预览）
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第10讲 钠及其重要化合物
【考情分析】
1.掌握钠及其重要化合物的主要性质及其应用。
2.了解钠及其重要化合物的制备方法。
3.了解碱金属及焰色反应。
【核心素养分析】
1.宏观辨识与微观探析：认识钠及其化合物的性质和应用。能从钠的原子结构及其重要化合物的微观结构理解其性质，领悟结构决定性质。
2.科学探究与创新意识：了解钠及其化合物的性质探究方案，并积极参与实验探究过程，得出相关结论。
【重点知识梳理】
知识点一 钠与碱金属
一、钠的性质及应用
1．钠的物理性质
(金属的)通性
个性
颜色
导电性、导热性
熔点
硬度
密度
银白色
良好
低
小
比水的小，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
NaNa＋
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
O2
Cl2：2Na＋Cl22NaCl
(2)与水反应
①离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。
②钠与水(含酚酞)反应的实验现象及解释
(3)与盐酸反应
离子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。
【特别提醒】Na先与酸反应，再与水反应——先酸后水。
(4)与盐的反应
①Na与盐反应的原理
与熔融盐
与熔融盐发生置换反应：
4Na＋TiCl44NaCl＋Ti，Na＋KClNaCl＋K↑
(Na能够制取K并不能说明Na的还原性比K强，因为K的沸点比Na低，使K成为蒸气逸出)
与盐溶液
与盐溶液反应时先与水反应，生成的碱与盐可能发生复分解反应：
如与CuSO4溶液反应：
先发生2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
再发生2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4
总反应为2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑
②钠与盐溶液反应的分析方法
第一步：钠与水反应生成NaOH和H2；
第二步：生成的NaOH如果能与溶质反应，则发生的是NaOH与溶质的复分解反应。
生成气体型
钠与NH4Cl溶液反应生成H2和NH3
生成沉淀型
钠与铜盐、铁盐等溶液反应生成Cu(OH)2或Fe(OH)3
复杂型
钠与AlCl3稀溶液反应，如果钠量较多，则先生成Al(OH)3沉淀，后沉淀溶解
(5)与羟基化合物的反应
2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑
(6)钠在空气中的变化过程
过程
现象
反应原理
①
变暗
4Na＋O2===2Na2O
②
成液
Na2O＋H2O===2NaOH
③
结块
2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO3·10H2O
④
变成粉末
Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O
因此，钠久置在空气中，最终变成Na2CO3粉末。
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＋TiCl44NaCl＋Ti。
二、碱金属元素
1．碱金属的一般性与特殊性
原子结构与性质
相同点
最外层上都只有1个电子具有相似的化学性质
不同点
从Li→Cs电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大从Li到Cs金属性逐渐增强
物理
性质
相同点
碱金属除Cs略带金色光泽外，其他都是银白色有金属光泽的固体，密度较小，硬度较小，熔、沸点较低，导电、导热性较强
递变性
从Li→Cs密度逐渐增大(Na、K反常)，熔、沸点逐渐降低
化学
性质
与O2等
非金属
的反应
碱金属都能与O2等非金属反应，锂、钠与O2反应的生成物类型不同：
4Li＋O22Li2O，
2Na＋O2Na2O2。
K、Rb、Cs与O2反应生成物更复杂
与H2O
的反应
碱金属均能与水发生反应，生成氢氧化物和氢气(用M代表碱金属)2M＋2H2O===2MOH＋H2↑，从Li→Cs金属性逐渐增强，反应越来越剧烈
2．碱金属单质、化合物的特殊性
(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的。
(2)碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
(3)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物(如NaH)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。
(4)一般情况下，碱金属所形成的盐均溶于水，并且在一定温度下，酸式盐比正盐的溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小)。
(5)试剂瓶中的试剂取出后，一般不能放回原瓶，但金属Na、K等需立即放回原瓶。
(6)锂与O2反应与钠不同，只生成Li2O，而不生成Li2O2。
3.焰色反应
(1)焰色反应的概念
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，属于物理变化，是元素的性质。
(2)焰色反应的操作
铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色
(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。
(4)应用
①用于检测某种金属元素是否存在；②添加到烟花中，使焰火更加绚丽多彩。
知识点二 钠的化合物
一、钠的氧化物与氢氧化物
1．氧化钠与过氧化钠的比较
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
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＋O22Na2O2)
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↑
主要性质与用途
具有碱性氧化物通性
强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂，具有强氧化性
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－＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
与非金属单质反应：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
(3)NaOH的制取
①土法制碱：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH
②现代工业制碱：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
二 、碳酸钠与碳酸氢钠
1．Na2CO3和NaHCO3的比较
名称
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
俗名
纯碱或苏打
小苏打
主
要
性
质
水溶性
易溶于水，溶液呈碱性
易溶于水(但比Na2CO3溶解度小)，溶液呈碱性
稳定性
稳定，但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化
受热易分解，其分解反应的方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
与H＋反应
CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
HCO＋H＋===H2O＋CO2↑
产生CO2气体的速率Na2CO3
与OH－不反应，但Ca2＋＋CO===CaCO3↓
Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O(碱过量)
Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O(碱不足)
与盐反应
CaCl2
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
不反应
硫酸铝
2Al3＋＋3CO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑
Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑
相互转化
Na2CO3 NaHCO3
主要用途
用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸等工业中
灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一
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
4.Na2CO3的制备—侯氏制碱法
①原料
食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气
其反应为C＋H2O(g)CO＋H2，CO＋H2O(g)CO2＋H2。
②工艺流程
③反应原理
产生NaHCO3反应：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。
产生Na2CO3的反应：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
④循环使用的物质：CO2。
知识点三 碱金属元素、焰色反应
一、碱金属的一般性与特殊性
1．一般性
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
密度呈增大趋势(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；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂
2.特殊性
(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。
(2)碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
(3)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。
二、焰色反应
1．概念
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，属于物理变化，属于元素的性质。
2．操作
铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色
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。
【典型题分析】
高频考点一 钠与氧气的反应
例1．（山西忻州一中模拟）下列有关钠的说法正确的是( )
A．Na与足量O2反应生成Na2O，随着温度的升高，生成Na2O的速率逐渐加快
B．1molNa被完全氧化生成Na2O2，失去2NA个电子
C．Na表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化
D．Na在O2中完全燃烧所得产物的电子式为
【答案】D
【解析】Na在点燃或加热时生成Na2O2，A错误；1molNa氧化为Na2O2失去NA个电子，B错误；Na表面形成的氧化层不能保护内层金属不被空气氧化，C错误。
【变式探究】（辽宁大连八中模拟）等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气中在常温下充分反应，则下列说法正确的是( )
A．第一块钠失去电子多
B．两块钠失去电子一样多
C．第二块钠的反应产物质量大
D．两块钠的反应产物质量一样大
【答案】B
【解析】金属钠失电子均变为＋1价的阳离子，等质量的两块钠，失去电子数目是一样的。根据反应4Na＋O2===2Na2O可知，1mol金属钠完全反应得氧化钠的质量是31g，根据反应2Na＋O2Na2O2可知，1mol金属钠完全反应得过氧化钠的质量是39g，等质量的两块钠的物质的量相等，所以生成过氧化钠的质量大，即第一块钠的反应产物质量大。
高频考点二 钠与酸、碱、盐溶液的反应
例2．（吉林长春市实验中学模拟）把一小块金属钠放入下列溶液中，说法正确的是( )
A．放入饱和NaOH溶液中：有氢气放出，恢复至原温度后溶液的pH增大
B．放入稀CuSO4溶液中：有氢气放出，有紫红色铜析出
C．放入MgCl2溶液中：有氢气放出，有白色沉淀生成
D．放入NH4NO3溶液中：有无色无味气体放出
【答案】C
【解析】A项错误，饱和NaOH溶液中放入钠，钠与水反应消耗水且生成NaOH，从而会有部分NaOH晶体析出，同时生成氢气，由于溶液仍是饱和NaOH溶液，故溶液的pH不变；B项错误，钠先与水反应生成H2和NaOH，然后生成的NaOH与CuSO4反应会出现蓝色沉淀；C项正确，钠先与水反应生成H2和NaOH，然后生成的NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀；D项错误，钠先与水反应生成H2和NaOH放热，然后生成的NaOH与NH反应生成NH3·H2O，NH3·H2O部分分解产生的少量氨会与氢气同时放出，故放出的气体有刺激性气味。
【变式探究】（江苏淮阴中学调研）如图甲是演示金属钠与水反应的重要实验，为收集并检验气体产物，某兴趣小组将甲装置改进成如下乙或丙装置，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．随着反应的进行，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的体积的关系是________(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
【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的同时还产生NaOH，NaOH可以和Al发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故用铝箔包住钠时产生的H2的体积较大。
【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
高频考点三 钠及其化合物的性质
例3.（高考组合题） 下列说法正确的是( )
A．（浙江卷）Na2O在空气中加热可得固体Na2O2
B．(2019·全国卷Ⅱ)Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色，反应的化学方程式为2Na2O2===2Na2O＋O2↑
C．(江苏卷) 室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2
D．(2018·江苏卷) NaHCO3受热易分解，所以可用于制胃酸中和剂
【答案】A
【解析】无水状态下Na2O2比Na2O更稳定，Na2O在空气中加热可以生成更稳定的Na2O2，A正确；Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色，反应的化学方程式为：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，B错误；常温下，Na与空气中的氧气反应生成Na2O；加热条件下，钠与氧气反应生成Na2O2，故C错误；NaHCO3能与HCl反应，NaHCO3用于制胃酸中和剂，NaHCO3用于制胃酸中和剂与NaHCO3受热易分解没有关系，D错误。
【变式探究】（浙江杭州十四中模拟）下列有关叙述正确的是( )
A．碳酸氢钠药片是抗酸药，服用时喝些醋能提高药效
B．分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中，可比较水与乙醇中氢的活泼性
C．钾、钠、镁等活泼金属着火时，可用泡沫灭火器灭火
D．灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋
【答案】B
【解析】醋酸能与碳酸氢钠反应产生二氧化碳，降低药效，A错误；钠在水中反应的速率比在乙醇中的大，可比较二者氢原子的活泼性，B正确；钠、钾燃烧产物都能与二氧化碳反应产生氧气，镁能在二氧化碳中燃烧，因而不能用泡沫灭火器灭火，C错误；钠的焰色反应为黄色，可掩盖钾的火焰的紫色，D错误。
高频考点四 过氧化钠的性质
例4.(河南安阳一中模拟)1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭的容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是( )
A．Na2CO3 B.Na2O2、Na2CO3
C．NaOH、Na2CO3 D.Na2O2、NaOH、Na2CO3
【答案】A
【解析】本题涉及的反应有：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O；2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2；2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑；在CO2和H2O与Na2O2反应时，实际上是与CO2先反应。2 mol NaHCO3分解产生的1 mol CO2恰好与1 mol Na2O2反应，无Na2O2与水反应，所以残留固体只有Na2CO3。
【方法规律】Na2O2与H2O、CO2反应的四种关系规律
1．物质的量的关系
无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2∶1，即气体减小的体积等于生成的O2的体积。
2．先后顺序关系
由于CO2能够与NaOH反应，所以一定量的Na2O2与一定量的H2O(g)和CO2的混合物反应，可视为Na2O2先与CO2反应，剩余的Na2O2再与H2O(g)反应。
3．转移电子关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1 mol O2，转移2 mol电子。如：2CO2＋2Na2O2===2Na2CO得到2e－3＋O失去2e－2。
4．固体质量关系
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，m g该物质在O2中完全燃烧，将其产物[CO2和H2O(g)]通入足量Na2O2后，固体增重必为m g。或者是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足上述关系。
符合这一关系的常见的物质还有：
(1)无机化合物：H2、CO及H2和CO的混合气体。
(2)有机化合物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。
【变式探究】(山西大同高三调研)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，可燃物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。
高频考点五 碳酸钠与碳酸氢钠的除杂
例5.(福建莆田一中模拟) 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
【答案】D
【解析】Na2CO3和Na2SO4均能与Ba(OH)2反应，且加Ba(OH)2会引入新的杂质，不能达到除杂的目的。
【变式探究】（山东枣庄八中模拟）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，如下图Ⅰ～Ⅳ所示。
(1)只根据图Ⅰ、图Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(2)图Ⅲ、图Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，有关反应的化学方程式为__________________
________________________________________________________________________，
与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是________(填字母)。
A．Ⅳ比Ⅲ复杂
B．Ⅳ比Ⅲ安全
C．Ⅳ比Ⅲ操作简便
D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行
(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是__________(填化学式)。
【解析】(1)装置Ⅰ不能达到实验目的，二者现象相同，都能与盐酸反应产生使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体。装置Ⅱ可以对比二者和盐酸反应放出CO2的速率及等质量时放出CO2的多少来进行鉴别。(2)～(3)NaHCO3加热可以分解产生CO2，Na2CO3加热不分解，可以利用装置Ⅲ鉴别。装置Ⅳ是改进装置，试管A中装入碳酸钠直接加热，试管B中装入碳酸氢钠间接加热，若间接加热的NaHCO3分解而直接加热的Na2CO3不分解，则可验证碳酸氢钠不稳定。
【答案】(1)Ⅱ (2)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O D (3)NaHCO3
高频考点六 碳酸钠与碳酸氢钠的性质
例6．（河南洛阳一中模拟）下列有关NaHCO3和Na2CO3的性质的叙述错误的是( )
A．等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小
B．等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应，所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍
C．等质量的NaHCO3和Na2CO3与同浓度盐酸完全反应，前者消耗盐酸较多
D．等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，二者产生的CO2一样多
【答案】C
【解析】Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O。解答此类题目用“归一”法。A项，假设二者均为1g，则NaHCO3反应产生molCO2，Na2CO3反应产生molCO2，正确；B项，假设二者均为1mol，则Na2CO3反应消耗2molHCl，NaHCO3反应消耗1molHCl，正确；C项，假设二者均为1g，Na2CO3反应消耗2×mol＝molHCl，NaHCO3反应消耗molHCl，错误；D项，假设二者均为1mol，则二者均产生1molCO2，正确。
【方法技巧】利用数形结合的思想理解碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应
(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图甲所示。
(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图乙所示。
(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图丙所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比为1∶1)。
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图丁所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为1∶1)。
【变式探究】 (山东潍坊一中质检)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·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O～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CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
C．a＝0.3
D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
【答案】C
【解析】向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸，发生的反应依次为OH－＋H＋===H2O，CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，据此可以解答。在O～a范围内，发生的反应是OH－＋H＋===H2O，CO＋H＋===HCO，不只发生中和反应，A错误；ab段发生反应的离子方程式为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，B错误；从图象知生成CO2为0.01 mol，根据离子方程式HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，可知消耗盐酸的物质的量为0.01 mol，故a＝0.3，C正确；根据离子方程式和图象可知Na2CO3的物质的量是0.01 mol，共计消耗盐酸0.02 mol，所以与氢氧化钠反应的盐酸是0.04 mol－0.02 mol＝0.02 mol，则氢氧化钠的物质的量为0.02 mol，因此原混合液中，NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1，D错误。
高频考点七 侯氏制碱法的原理及其实验操作
例7．（湖北华中师范大学附中模拟）以下是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图：
则下列叙述错误的是( )
A．气体A是NH3，气体B是CO2
B．侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
C．第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒
D．第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶
【答案】D
【解析】A项，NH3极易溶于水，且水溶液显碱性，可以促进CO2的吸收，因此先通入NH3后通入CO2，正确；B项，NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，利用了溶解度的差异，正确；C项，操作Ⅲ是过滤，因此用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒，正确；D项，晶体是NaHCO3，利用NaHCO3的不稳定性加热制Na2CO3：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，错误。
【变式探究】（广东汕头金山中学模拟）实验室模拟侯氏制碱法制取纯碱和氯化铵溶液，下列有关操作错误的是( )
选项
操作
目的
A
制取氨并将其溶于饱和食盐水
B
过滤获得碳酸钠晶体
C
灼烧碳酸氢钠制取碳酸钠
D
蒸发浓缩氯化铵溶液
【答案】B
【解析】A项，用氯化铵和氢氧化钙共热制备氨，正确；B项，侯氏制碱法中溶液中析出的晶体为碳酸氢钠，故应过滤获得碳酸氢钠，且应用玻璃棒引流，错误；C项，在坩埚中灼烧碳酸氢钠分解制备碳酸钠，正确；D项，在蒸发皿中蒸发浓缩氯化铵溶液，并不断搅拌，正确。
高频考点八 碱金属元素、焰色反应
例8．（云南昆明第三中学模拟）下列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升高
B．碱金属单质的金属性很强，均能与氢气、氮气等直接发生反应
C．碳酸铯用酒精灯加热时不能分解为二氧化碳和氧化铯
D．无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它不易溶于水
【答案】C
【解析】随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低；碱金属中除锂外，均不与氮气直接反应；由在酒精灯加热条件下Na2CO3不分解，可得出Cs2CO3加热也不分解；Cs与Na同为碱金属元素，性质相似，由Na2SO4易溶于水，可得出Cs2SO4也易溶于水。
【变式探究】（陕西西安市第一中学模拟）用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色，下列判断正确的是( )
A．只含有Na＋
B．一定含有Na＋，可能含有K＋
C．既含有Na＋，又含有K＋
D．可能含有Na＋，还可能含有K＋
【答案】B
【解析】Na元素的焰色为黄色，而K元素的焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，而且黄色会干扰紫色，所以无法判断是否含有K元素。
第10讲 钠及其重要化合物
【考情分析】
1.掌握钠及其重要化合物的主要性质及其应用。
2.了解钠及其重要化合物的制备方法。
3.了解碱金属及焰色反应。
【核心素养分析】
1.宏观辨识与微观探析：认识钠及其化合物的性质和应用。能从钠的原子结构及其重要化合物的微观结构理解其性质，领悟结构决定性质。
2.科学探究与创新意识：了解钠及其化合物的性质探究方案，并积极参与实验探究过程，得出相关结论。
【重点知识梳理】
知识点一 钠与碱金属
一、钠的性质及应用
1．钠的物理性质
(金属的)通性
个性
颜色
导电性、导热性
熔点
硬度
密度
银白色
良好
低
小
比水的小，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
NaNa＋
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
O2
Cl2：2Na＋Cl22NaCl
(2)与水反应
①离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。
②钠与水(含酚酞)反应的实验现象及解释
(3)与盐酸反应
离子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。
【特别提醒】Na先与酸反应，再与水反应——先酸后水。
(4)与盐的反应
①Na与盐反应的原理
与熔融盐
与熔融盐发生置换反应：
4Na＋TiCl44NaCl＋Ti，Na＋KClNaCl＋K↑
(Na能够制取K并不能说明Na的还原性比K强，因为K的沸点比Na低，使K成为蒸气逸出)
与盐溶液
与盐溶液反应时先与水反应，生成的碱与盐可能发生复分解反应：
如与CuSO4溶液反应：
先发生2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
再发生2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4
总反应为2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑
②钠与盐溶液反应的分析方法
第一步：钠与水反应生成NaOH和H2；
第二步：生成的NaOH如果能与溶质反应，则发生的是NaOH与溶质的复分解反应。
生成气体型
钠与NH4Cl溶液反应生成H2和NH3
生成沉淀型
钠与铜盐、铁盐等溶液反应生成Cu(OH)2或Fe(OH)3
复杂型
钠与AlCl3稀溶液反应，如果钠量较多，则先生成Al(OH)3沉淀，后沉淀溶解
(5)与羟基化合物的反应
2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑
(6)钠在空气中的变化过程
过程
现象
反应原理
①
变暗
4Na＋O2===2Na2O
②
成液
Na2O＋H2O===2NaOH
③
结块
2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO3·10H2O
④
变成粉末
Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O
因此，钠久置在空气中，最终变成Na2CO3粉末。
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＋TiCl44NaCl＋Ti。
二、碱金属元素
1．碱金属的一般性与特殊性
原子结构与性质
相同点
最外层上都只有1个电子具有相似的化学性质
不同点
从Li→Cs电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大从Li到Cs金属性逐渐增强
物理
性质
相同点
碱金属除Cs略带金色光泽外，其他都是银白色有金属光泽的固体，密度较小，硬度较小，熔、沸点较低，导电、导热性较强
递变性
从Li→Cs密度逐渐增大(Na、K反常)，熔、沸点逐渐降低
化学
性质
与O2等
非金属
的反应
碱金属都能与O2等非金属反应，锂、钠与O2反应的生成物类型不同：
4Li＋O22Li2O，
2Na＋O2Na2O2。
K、Rb、Cs与O2反应生成物更复杂
与H2O
的反应
碱金属均能与水发生反应，生成氢氧化物和氢气(用M代表碱金属)2M＋2H2O===2MOH＋H2↑，从Li→Cs金属性逐渐增强，反应越来越剧烈
2．碱金属单质、化合物的特殊性
(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的。
(2)碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
(3)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物(如NaH)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。
(4)一般情况下，碱金属所形成的盐均溶于水，并且在一定温度下，酸式盐比正盐的溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小)。
(5)试剂瓶中的试剂取出后，一般不能放回原瓶，但金属Na、K等需立即放回原瓶。
(6)锂与O2反应与钠不同，只生成Li2O，而不生成Li2O2。
3.焰色反应
(1)焰色反应的概念
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，属于物理变化，是元素的性质。
(2)焰色反应的操作
铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色
(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。
(4)应用
①用于检测某种金属元素是否存在；②添加到烟花中，使焰火更加绚丽多彩。
知识点二 钠的化合物
一、钠的氧化物与氢氧化物
1．氧化钠与过氧化钠的比较
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
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＋O22Na2O2)
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↑
主要性质与用途
具有碱性氧化物通性
强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂，具有强氧化性
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－＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
与非金属单质反应：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
(3)NaOH的制取
①土法制碱：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH
②现代工业制碱：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
二 、碳酸钠与碳酸氢钠
1．Na2CO3和NaHCO3的比较
名称
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
俗名
纯碱或苏打
小苏打
主
要
性
质
水溶性
易溶于水，溶液呈碱性
易溶于水(但比Na2CO3溶解度小)，溶液呈碱性
稳定性
稳定，但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化
受热易分解，其分解反应的方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
与H＋反应
CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
HCO＋H＋===H2O＋CO2↑
产生CO2气体的速率Na2CO3
与OH－不反应，但Ca2＋＋CO===CaCO3↓
Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O(碱过量)
Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O(碱不足)
与盐反应
CaCl2
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
不反应
硫酸铝
2Al3＋＋3CO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑
Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑
相互转化
Na2CO3 NaHCO3
主要用途
用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸等工业中
灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一
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
4.Na2CO3的制备—侯氏制碱法
①原料
食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气
其反应为C＋H2O(g)CO＋H2，CO＋H2O(g)CO2＋H2。
②工艺流程
③反应原理
产生NaHCO3反应：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。
产生Na2CO3的反应：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
④循环使用的物质：CO2。
知识点三 碱金属元素、焰色反应
一、碱金属的一般性与特殊性
1．一般性
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
密度呈增大趋势(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；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂
2.特殊性
(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。
(2)碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
(3)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。
二、焰色反应
1．概念
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，属于物理变化，属于元素的性质。
2．操作
铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色
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。
【典型题分析】
高频考点一 钠与氧气的反应
例1．（山西忻州一中模拟）下列有关钠的说法正确的是( )
A．Na与足量O2反应生成Na2O，随着温度的升高，生成Na2O的速率逐渐加快
B．1molNa被完全氧化生成Na2O2，失去2NA个电子
C．Na表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化
D．Na在O2中完全燃烧所得产物的电子式为
【答案】D
【解析】Na在点燃或加热时生成Na2O2，A错误；1molNa氧化为Na2O2失去NA个电子，B错误；Na表面形成的氧化层不能保护内层金属不被空气氧化，C错误。
【变式探究】（辽宁大连八中模拟）等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气中在常温下充分反应，则下列说法正确的是( )
A．第一块钠失去电子多
B．两块钠失去电子一样多
C．第二块钠的反应产物质量大
D．两块钠的反应产物质量一样大
【答案】B
【解析】金属钠失电子均变为＋1价的阳离子，等质量的两块钠，失去电子数目是一样的。根据反应4Na＋O2===2Na2O可知，1mol金属钠完全反应得氧化钠的质量是31g，根据反应2Na＋O2Na2O2可知，1mol金属钠完全反应得过氧化钠的质量是39g，等质量的两块钠的物质的量相等，所以生成过氧化钠的质量大，即第一块钠的反应产物质量大。
高频考点二 钠与酸、碱、盐溶液的反应
例2．（吉林长春市实验中学模拟）把一小块金属钠放入下列溶液中，说法正确的是( )
A．放入饱和NaOH溶液中：有氢气放出，恢复至原温度后溶液的pH增大
B．放入稀CuSO4溶液中：有氢气放出，有紫红色铜析出
C．放入MgCl2溶液中：有氢气放出，有白色沉淀生成
D．放入NH4NO3溶液中：有无色无味气体放出
【答案】C
【解析】A项错误，饱和NaOH溶液中放入钠，钠与水反应消耗水且生成NaOH，从而会有部分NaOH晶体析出，同时生成氢气，由于溶液仍是饱和NaOH溶液，故溶液的pH不变；B项错误，钠先与水反应生成H2和NaOH，然后生成的NaOH与CuSO4反应会出现蓝色沉淀；C项正确，钠先与水反应生成H2和NaOH，然后生成的NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀；D项错误，钠先与水反应生成H2和NaOH放热，然后生成的NaOH与NH反应生成NH3·H2O，NH3·H2O部分分解产生的少量氨会与氢气同时放出，故放出的气体有刺激性气味。
【变式探究】（江苏淮阴中学调研）如图甲是演示金属钠与水反应的重要实验，为收集并检验气体产物，某兴趣小组将甲装置改进成如下乙或丙装置，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．随着反应的进行，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的体积的关系是________(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
【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的同时还产生NaOH，NaOH可以和Al发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故用铝箔包住钠时产生的H2的体积较大。
【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
高频考点三 钠及其化合物的性质
例3.（高考组合题） 下列说法正确的是( )
A．（浙江卷）Na2O在空气中加热可得固体Na2O2
B．(2019·全国卷Ⅱ)Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色，反应的化学方程式为2Na2O2===2Na2O＋O2↑
C．(江苏卷) 室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2
D．(2018·江苏卷) NaHCO3受热易分解，所以可用于制胃酸中和剂
【答案】A
【解析】无水状态下Na2O2比Na2O更稳定，Na2O在空气中加热可以生成更稳定的Na2O2，A正确；Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色，反应的化学方程式为：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，B错误；常温下，Na与空气中的氧气反应生成Na2O；加热条件下，钠与氧气反应生成Na2O2，故C错误；NaHCO3能与HCl反应，NaHCO3用于制胃酸中和剂，NaHCO3用于制胃酸中和剂与NaHCO3受热易分解没有关系，D错误。
【变式探究】（浙江杭州十四中模拟）下列有关叙述正确的是( )
A．碳酸氢钠药片是抗酸药，服用时喝些醋能提高药效
B．分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中，可比较水与乙醇中氢的活泼性
C．钾、钠、镁等活泼金属着火时，可用泡沫灭火器灭火
D．灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋
【答案】B
【解析】醋酸能与碳酸氢钠反应产生二氧化碳，降低药效，A错误；钠在水中反应的速率比在乙醇中的大，可比较二者氢原子的活泼性，B正确；钠、钾燃烧产物都能与二氧化碳反应产生氧气，镁能在二氧化碳中燃烧，因而不能用泡沫灭火器灭火，C错误；钠的焰色反应为黄色，可掩盖钾的火焰的紫色，D错误。
高频考点四 过氧化钠的性质
例4.(河南安阳一中模拟)1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭的容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是( )
A．Na2CO3 B.Na2O2、Na2CO3
C．NaOH、Na2CO3 D.Na2O2、NaOH、Na2CO3
【答案】A
【解析】本题涉及的反应有：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O；2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2；2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑；在CO2和H2O与Na2O2反应时，实际上是与CO2先反应。2 mol NaHCO3分解产生的1 mol CO2恰好与1 mol Na2O2反应，无Na2O2与水反应，所以残留固体只有Na2CO3。
【方法规律】Na2O2与H2O、CO2反应的四种关系规律
1．物质的量的关系
无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2∶1，即气体减小的体积等于生成的O2的体积。
2．先后顺序关系
由于CO2能够与NaOH反应，所以一定量的Na2O2与一定量的H2O(g)和CO2的混合物反应，可视为Na2O2先与CO2反应，剩余的Na2O2再与H2O(g)反应。
3．转移电子关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1 mol O2，转移2 mol电子。如：2CO2＋2Na2O2===2Na2CO得到2e－3＋O失去2e－2。
4．固体质量关系
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，m g该物质在O2中完全燃烧，将其产物[CO2和H2O(g)]通入足量Na2O2后，固体增重必为m g。或者是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足上述关系。
符合这一关系的常见的物质还有：
(1)无机化合物：H2、CO及H2和CO的混合气体。
(2)有机化合物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。
【变式探究】(山西大同高三调研)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，可燃物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。
高频考点五 碳酸钠与碳酸氢钠的除杂
例5.(福建莆田一中模拟) 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
【答案】D
【解析】Na2CO3和Na2SO4均能与Ba(OH)2反应，且加Ba(OH)2会引入新的杂质，不能达到除杂的目的。
【变式探究】（山东枣庄八中模拟）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，如下图Ⅰ～Ⅳ所示。
(1)只根据图Ⅰ、图Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(2)图Ⅲ、图Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，有关反应的化学方程式为__________________
________________________________________________________________________，
与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是________(填字母)。
A．Ⅳ比Ⅲ复杂
B．Ⅳ比Ⅲ安全
C．Ⅳ比Ⅲ操作简便
D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行
(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是__________(填化学式)。
【解析】(1)装置Ⅰ不能达到实验目的，二者现象相同，都能与盐酸反应产生使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体。装置Ⅱ可以对比二者和盐酸反应放出CO2的速率及等质量时放出CO2的多少来进行鉴别。(2)～(3)NaHCO3加热可以分解产生CO2，Na2CO3加热不分解，可以利用装置Ⅲ鉴别。装置Ⅳ是改进装置，试管A中装入碳酸钠直接加热，试管B中装入碳酸氢钠间接加热，若间接加热的NaHCO3分解而直接加热的Na2CO3不分解，则可验证碳酸氢钠不稳定。
【答案】(1)Ⅱ (2)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O D (3)NaHCO3
高频考点六 碳酸钠与碳酸氢钠的性质
例6．（河南洛阳一中模拟）下列有关NaHCO3和Na2CO3的性质的叙述错误的是( )
A．等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小
B．等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应，所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍
C．等质量的NaHCO3和Na2CO3与同浓度盐酸完全反应，前者消耗盐酸较多
D．等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，二者产生的CO2一样多
【答案】C
【解析】Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O。解答此类题目用“归一”法。A项，假设二者均为1g，则NaHCO3反应产生molCO2，Na2CO3反应产生molCO2，正确；B项，假设二者均为1mol，则Na2CO3反应消耗2molHCl，NaHCO3反应消耗1molHCl，正确；C项，假设二者均为1g，Na2CO3反应消耗2×mol＝molHCl，NaHCO3反应消耗molHCl，错误；D项，假设二者均为1mol，则二者均产生1molCO2，正确。
【方法技巧】利用数形结合的思想理解碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应
(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图甲所示。
(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图乙所示。
(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图丙所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比为1∶1)。
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图丁所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为1∶1)。
【变式探究】 (山东潍坊一中质检)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·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O～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CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
C．a＝0.3
D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
【答案】C
【解析】向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸，发生的反应依次为OH－＋H＋===H2O，CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，据此可以解答。在O～a范围内，发生的反应是OH－＋H＋===H2O，CO＋H＋===HCO，不只发生中和反应，A错误；ab段发生反应的离子方程式为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，B错误；从图象知生成CO2为0.01 mol，根据离子方程式HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，可知消耗盐酸的物质的量为0.01 mol，故a＝0.3，C正确；根据离子方程式和图象可知Na2CO3的物质的量是0.01 mol，共计消耗盐酸0.02 mol，所以与氢氧化钠反应的盐酸是0.04 mol－0.02 mol＝0.02 mol，则氢氧化钠的物质的量为0.02 mol，因此原混合液中，NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1，D错误。
高频考点七 侯氏制碱法的原理及其实验操作
例7．（湖北华中师范大学附中模拟）以下是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图：
则下列叙述错误的是( )
A．气体A是NH3，气体B是CO2
B．侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
C．第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒
D．第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶
【答案】D
【解析】A项，NH3极易溶于水，且水溶液显碱性，可以促进CO2的吸收，因此先通入NH3后通入CO2，正确；B项，NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，利用了溶解度的差异，正确；C项，操作Ⅲ是过滤，因此用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒，正确；D项，晶体是NaHCO3，利用NaHCO3的不稳定性加热制Na2CO3：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，错误。
【变式探究】（广东汕头金山中学模拟）实验室模拟侯氏制碱法制取纯碱和氯化铵溶液，下列有关操作错误的是( )
选项
操作
目的
A
制取氨并将其溶于饱和食盐水
B
过滤获得碳酸钠晶体
C
灼烧碳酸氢钠制取碳酸钠
D
蒸发浓缩氯化铵溶液
【答案】B
【解析】A项，用氯化铵和氢氧化钙共热制备氨，正确；B项，侯氏制碱法中溶液中析出的晶体为碳酸氢钠，故应过滤获得碳酸氢钠，且应用玻璃棒引流，错误；C项，在坩埚中灼烧碳酸氢钠分解制备碳酸钠，正确；D项，在蒸发皿中蒸发浓缩氯化铵溶液，并不断搅拌，正确。
高频考点八 碱金属元素、焰色反应
例8．（云南昆明第三中学模拟）下列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升高
B．碱金属单质的金属性很强，均能与氢气、氮气等直接发生反应
C．碳酸铯用酒精灯加热时不能分解为二氧化碳和氧化铯
D．无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它不易溶于水
【答案】C
【解析】随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低；碱金属中除锂外，均不与氮气直接反应；由在酒精灯加热条件下Na2CO3不分解，可得出Cs2CO3加热也不分解；Cs与Na同为碱金属元素，性质相似，由Na2SO4易溶于水，可得出Cs2SO4也易溶于水。
【变式探究】（陕西西安市第一中学模拟）用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色，下列判断正确的是( )
A．只含有Na＋
B．一定含有Na＋，可能含有K＋
C．既含有Na＋，又含有K＋
D．可能含有Na＋，还可能含有K＋
【答案】B
【解析】Na元素的焰色为黄色，而K元素的焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，而且黄色会干扰紫色，所以无法判断是否含有K元素。
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