大单元二　第四章　第十讲　碱金属　钠及其氧化物-备战2025年高考化学大一轮复习课件（人教版）

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1.知道碱金属元素的性质特点及焰色试验的操作。2.了解钠及其氧化物的主要性质，能列举它们性质的应用及有关实验现象。
考点一　　碱金属　焰色试验
1.碱金属碱金属是位于元素周期表第ⅠA族的金属元素，目前有 、 、 、 、铯(Cs)、钫(Fr)六种，价层电子排布式为 ，均为金属性 的元素。2.碱金属单质的物理性质(1)颜色： 色金属(Cs略带金色光泽)。(2)硬度：小，可用小刀切割，且随Li、Na、K、Rb、Cs硬度逐渐 。(3)密度：小，随原子序数的递增， 碱金属的密度逐渐增大，但ρK ρNa(填“>”或“<”，下同)。ρ水 ρK或ρNa，ρK或ρNa ρ煤油，实验室将少量钠、钾保存在 中；ρ煤油>ρLi，金属锂常保存在石蜡油中。(4)熔点：低，随原子序数的递增， 其单质的熔点逐渐 ，钠的熔点 100 ℃。
3.碱金属单质的化学性质(1)均能与水反应，且Li→Cs反应越来越剧烈。通式： (用R表示碱金属)。(2)均能与O2反应，锂只生成Li2O，K在空气中燃烧能生成复杂氧化物，如KO2 (超氧化钾)。4.检验碱金属元素的实验方法——焰色试验(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征颜色，属于 ______变化，是元素的性质。(2)重要碱金属元素的焰色：钠： 色；钾： 色(透过 观察)。
2R＋2H2O===2ROH＋H2↑
1.焰火中红色来源于钠盐灼烧(2022·全国乙卷，7D)(　　)2.非金属单质燃烧时火焰均为无色(　　)3.Na2SO4与NaOH灼烧时火焰颜色相同(　　)4.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察(　　)5.只有金属单质灼烧时火焰才有颜色(　　)
一、碱金属的还原性1.碱金属单质及其化合物有广泛应用。回答下列问题：(1)锂是最轻的活泼金属，常用于制造高效锂电池。电解池中的电解液不能用水作溶剂，原因是_______________。(2)金属钾是一种活泼的金属，下列有关其性质的说法正确的是___(填字母)。A.钾在空气中燃烧时，只生成K2OB.钾与水反应，由于反应剧烈可能会发生爆炸
二、金属氢化物的还原性金属氢化物是金属与氢的二元化合物，活泼金属(如碱金属)氢化物，都是优良的还原剂，过渡金属合金(或金属互化物)的氢化物被用作储氢材料。2.根据金属氢化物的特点解答下列问题。(1)KH是一种野外供氢剂，其电子式为________，与水反应放出氢气，化学方程式为______________________。生成1 ml氢气时，反应中转移的电子数为______________。
KH＋H2O===KOH＋H2↑
NA(或6.02×1023)
(2)NaH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)，脱锈过程中生成两种产物，其反应的化学方程式：___________________________。(3)完成以氢化锂(LiH)和氯化铝为原料合成氢化铝锂(LiAlH4)的反应方程式：4LiH＋______===LiAlH4＋3_____。
3NaH＋Fe2O3===2Fe＋3NaOH
1.钠的化学性质(1)①钠分别与水、乙醇反应的化学方程式：_________________________________、_______________________________________。②钠与水反应(滴有酚酞)的实验
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2CH3CH2OH＋2Na―→ 2CH3CH2ONa＋H2↑
(2)钠与氧气反应钠与氧气在常温下反应的化学方程式： ；钠与氧气在加热条件下反应的化学方程式： 。2.钠的用途(1)钠钾合金(室温下呈液态)可用作核反应堆的传热介质。(2)用作电光源，制作高压钠灯。(3)冶炼某些金属。3.工业制取金属钠电解熔融氯化钠： 。
4Na＋O2===2Na2O
1.加热时，碱金属单质与O2反应均生成相应的过氧化物(　　)2.金属钠着火时，可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火(　　)3.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(　　)4.钠与乙醇反应时钠浮于液面上四处游动(　　)5.实验结束后剩余的金属钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶中(　　)
一、钠与溶液反应的本质1.钠与水溶液反应的本质是与水电离的氢离子反应，思考解答下列问题：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________(用字母表示)。解释反应速率不同的原因：________________________________________________________________________________________________________________。
钠与上述三种物质反应的实质都是钠与H＋之间的置换反应，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
2.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中：①MgSO4溶液　②BaCl2溶液　③饱和澄清石灰水　④Ca(HCO3)2溶液　⑤CuCl2溶液　⑥饱和食盐水　⑦浓盐酸(1)写出⑤中反应的离子方程式：__________________________________________。(2)既有气体又有白色沉淀产生的是____________ (填序号) 。
2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu(OH)2↓＋2Na＋＋H2↑
(1)钠与水、酸反应的本质与顺序：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。(2)钠与盐溶液的反应钠与盐溶液反应时一般先考虑与水的反应，生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。
二、钠的还原性的应用3.制备金属单质(1)钠是强还原剂，用Na来制取钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)等稀有金属。金属铌可用金属钠还原K2NbF7制取，写出热还原法制备铌的化学方程式：__________________________________。
K2NbF7＋5Na===Nb＋
(2)下列关于钠制取金属钛的方案错误的是________(填字母)。A.工业上用钠单质与TiCl4溶液反应制取钛单质B.金属钠与熔融的TiCl4反应可制备金属钛
4.(2021·福建1月适应性考试，10)钠在液氨中溶剂化速度极快，生成蓝色的溶剂合电子，如图为钠投入液氨中的溶剂化示意图。钠沉入液氨中，快速得到深蓝色溶液，并慢慢产生气泡。下列说法错误的是A.钠的密度比液氨大B.溶液的导电性增强C.0.1 ml钠投入液氨中生成0.01 ml H2时，Na共失去 0.02 ml电子D.钠和液氨可以发生的反应为2NH3 ＋2Na===2NaNH2 ＋H2↑
钠沉入液氨中说明钠的密度比液氨大，A正确；液氨中没有能导电的离子，而钠投入液氨中生成蓝色的溶剂合电子，能导电，说明溶液的导电性增强，B正确；钠投入液氨中先生成络合物，再反应得到H2，故0.1 ml钠反应失去0.1 ml电子，C错误；反应中钠失去电子，只能是氢元素得到电子，所以钠和液氨可以发生的反应为2NH3 ＋2Na===2NaNH2 ＋H2↑，D正确。
Na2O＋H2O===2NaOH
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
Na2O＋CO2===Na2CO3
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
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
(1)Na2O2表现强氧化性Na2O2＋SO2=== ；Na2O2＋Na2SO3＋H2O=== ；Na2O2＋H2S=== ；Na2O2＋品红溶液―→ 品红溶液褪色；Na2O2＋酚酞溶液―→ 溶液先变红后褪色。
Na2SO4＋2NaOH
(2)Na2O2表现还原性当遇KMnO4等强氧化剂时，Na2O2被氧化，其氧化产物为O2。(3)Na2O2既表现氧化性又表现还原性遇CO2、H2O、H＋则发生自身的氧化还原反应。
1.氧化钠、过氧化钠均为离子化合物(　　)2.1 ml Na2O2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.Na2O2投入滴加酚酞的水中，溶液先变红后褪色，并产生大量无色气泡(　　)5.Na2O由两种单质直接反应生成(　　)
一、钠的氧化物与水、CO2反应的定量关系1.(1)用单线桥分析Na2O2与水的反应中电子转移的方向和数目：_____________________；其中氧化剂是_______，还原剂是________，氧化产物是_____，还原产物是_______。(2)Na2O2与CO2反应生成0.1 ml氧气时，转移的电子数为___________________。
0.2NA(或1.204×1023)
2.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的质量分数是A.54.5% B.40%C.36% D.33.3%
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，所以原混合气体中CO、H2的总质量是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 ×100%≈54.5%。
3.现有Na2O和Na2O2的混合物14 g，加入适量水使其充分溶解得到溶液A和1.12 L气体B(标准状况下)。(1)混合物中Na2O的物质的量为____ ml。
Na2O和Na2O2的混合物溶于水发生反应：Na2O＋H2O===2NaOH、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，气体B为氧气，其物质的量为0.05 ml，则Na2O2的物质的量为0.1 ml，质量为7.8 g，Na2O的质量为14 g－7.8 g＝6.2 g，物质的量为0.1 ml。
(2)在25 ℃下将溶液A加水稀释至400 mL，则该溶液的pH为___。
溶液A中NaOH的物质的量为0.1 ml×2＋0.05 ml×4＝0.4 ml，则稀释后溶液中c(OH－)＝c(NaOH)＝ ＝1 ml·L－1，c(H＋)＝10－14 ml·L－1，溶液pH＝14。
(1)Na2O2与CO2、H2O反应，生成1 ml O2，转移2 ml电子。(2)过氧化钠吸收二氧化碳、水时，Na2O2增重的质量，等于吸收CO、H2的质量。
二、过氧化钠的性质与探究无论是过氧化钠还是其他过氧化物，具有强氧化性、漂白性等特殊性质的根本原因是这些物质中都含有过氧键(—O—O—)。4.Na2O2是一种常见的过氧化物，具有强氧化性和漂白性。
(1)请写出Na2O2的电子式：_______________________，其中化学键的类型为_____________________，氧元素的化合价为____。(2)用化学方程式解释使酚酞溶液变红的原因：____________________________，依据实验现象推测红色褪去的原因是______________________________________________________。
反应生成的H2O2具有漂白作用(或反应生成的H2O2氧化了酚酞)
(3)用离子方程式解释加入酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色的原因：___________________________________________。(4)根据实验分析，过氧化钠与水反应除了生成氢氧化钠和氧气外，还存在另一反应，则另一反应的化学方程式为____________________________，其反应类型为____________。
＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O
Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2
5.(1)写出下列物质的电子式：过氧化钙：_______________，过氧化氢：_____________；从结构上看上述两种物质的共同特点是______________________________________________________。(2)纯净的过氧化钙(CaO2)是一种新型水产养殖增氧剂，常用于鲜活水产品的运输。可以起到杀菌、解酸(吸收二氧化碳)、防腐、供氧的作用。分别写出供氧、解酸(吸收二氧化碳)的化学方程式：______________________________、_____________________________。
两个氧原子之间都含有一对共用电子对(或都含有一个过氧键)
2CaO2＋2H2O===2Ca(OH)2＋O2↑
2CaO2＋2CO2===
6.指出下列物质中的过氧键，并标出氧元素的化合价。(1)过氧乙酸
7.(1)五氧化铬又称过氧化铬，其中Cr元素的化合价为＋6价，则每个CrO5分子中存在过氧键的数目为___个。
(2)过氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]是一种白色晶体，可用于漂白、消毒和增氧剂，在酸性溶液中过氧化尿素中的过氧化氢与重铬酸钾反应生成较稳定的蓝色过氧化铬(CrO5)，重铬酸钾与H2O2反应的离子方程式为___________________________________，上述反应_____(填“是”或“不是”)氧化还原反应。
1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明(2022·浙江6月选考，8B)(　　)(2)23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA(2021·广东，11D)(　　)(3)金属钠在空气中加热生成淡黄色固体：4Na＋O2===2Na2O(2021·北京，7B)(　　)
2.下列判断正确的是A.Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色，表示的反应为2Na2O2===2Na2O＋ O2↑(2019·全国卷Ⅱ，11C)B.用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液燃烧，火焰呈黄色，证明其中含有Na＋(2018·全国 卷Ⅲ，10C)C.乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体，说明乙醇分子中的氢 与水分子中的氢具有相同的活性(2017·全国卷Ⅱ，10B)D.用如图实验装置完成钠的燃烧实验(2022·湖北，6C)
3.[2019·全国卷Ⅱ，26(1)]利用焰色试验的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉(ZnS·BaSO4)样品时，钡的焰色为___(填标号)。A.黄色 B.红色 C.紫色 D.绿色
4.下列判断不正确的是A.将Na2O加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生(2015·山东，10改编)B.把水滴入盛有少量Na2O2的试管中，立即把带火星木条放在试管口；木条复燃， 说明反应生成了O2(2021·辽宁，9D)C.Na2O在空气中加热可得固体Na2O2(2020·浙江7月选考，12A)D.过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，可作潜水艇中的供氧剂(2023·浙江6月选 考，4D)
1.碱金属元素是周期性表现得最鲜明和最规律的元素。下列说法正确的是A.单质都能浮在水面上，都能保存在煤油中B.单质在空气中燃烧时，都生成过氧化物C.单质都不能在自然界中稳定存在D.单质都是强还原剂，其阳离子都具有强氧化性
Rb、Cs的密度比水大，Li的密度比煤油小，A不正确；Li燃烧只能生成Li2O，B不正确；碱金属单质是强还原剂，但其阳离子具有弱氧化性，D不正确。
2.(2023·江西景德镇4月模拟)黑火药是硫黄粉、硝石、木炭粉按一定比例混合而成，点燃时发生爆炸的化学方程式：2KNO3＋S＋3C K2S＋N2↑＋3CO2↑。古文献《本草经集注》记载了区分硝石(KNO3)和朴消(Na2SO4·10H2O)的方法：“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”。下列推断正确的是A.“紫青烟”主要是指钠元素的焰色试验B.“朴消”在灼烧时火焰没有颜色C.“硝石”在黑火药中起还原剂的作用D.“朴消”不能替代“硝石”制黑火药
钾元素的焰色试验是紫色，“紫青烟”主要是指钾元素的焰色试验，故A错误；钠元素的焰色试验为黄色，“朴消”在灼烧时火焰为黄色，故B错误；硝酸钾中氮元素是＋5价，处于最高价，火药发生化学反应时生成氮气，KNO3中氮元素的化合价降低，“硝石”在黑火药中起氧化剂的作用，故C错误；硫酸钠没有强氧化性，“朴消”不能替代“硝石”制黑火药，故D正确。
3.下列关于钠的说法不正确的是A.切开金属钠，切面会逐渐变暗B.实验室的单质钠常常保存在石蜡油或煤油中C.金属钠着火时用湿抹布盖灭D.固体钠的密度比水的密度小
4.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(常温)中充分反应，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
金属钠失电子均变为＋1价的阳离子，等质量的两块钠，失电子数是一样的；根据反应：4Na＋O2===2Na2O,1 ml 金属钠完全反应得氧化钠的质量是31 g，根据反应：2Na＋O2 Na2O2,1 ml金属钠完全反应得过氧化钠的质量是39 g，故等质量的两块钠，生成过氧化钠的质量大，即第一块钠的反应产物质量大。
5.中国科学家以二氧化碳为碳源，在470 ℃、80 MPa条件下与金属钠反应合成金刚石。下列说法不正确的是A.金属钠在反应中作还原剂B.反应中生成的氧化产物为Na2O2C.二氧化碳转变为金刚石发生的是还原反应D.钠被氧化最终生成碳酸钠
金属钠和二氧化碳反应生成金刚石，反应中碳元素化合价降低、钠元素化合价升高，钠作还原剂，二氧化碳发生还原反应，故A、C正确；钠与二氧化碳反应生成金刚石和氧化钠，氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠，故B错误，D正确。
6.观察是研究物质性质的一种基本方法。某同学将一小块金属钠露置于空气中，观察
A.①发生氧化还原反应生成了过氧化钠B.④只发生物理变化C.③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液D.②④是非氧化还原反应
7.过氧化钠具有强氧化性，遇木炭、铝粉等还原性物质时可燃烧。下列有关说法不正确的是A.Na2O2与CO2反应时，Na2O2是氧化剂，CO2是还原剂B.熔融过氧化钠时不可使用石英坩埚C.过氧化钠与木炭、铝粉反应时，过氧化钠均表现出强氧化性D.过氧化钠与二氧化硫反应时可生成硫酸钠
Na2O2与CO2反应时，Na2O2发生自身的歧化反应，A项错误；石英的主要成分是SiO2，而Na2O2能与SiO2反应生成Na2SiO3，B项正确；Na2O2具有强氧化性，而C、Al、SO2均具有还原性，故Na2O2可与C、Al、SO2发生氧化还原反应，可将C氧化成CO2，将Al氧化成Al2O3，将SO2氧化成 ，C、D项正确。
8.某溶液含有 五种阴离子。现向其中加入少量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度增大的是(设溶液体积无变化)A.① B.④ C.①④⑤ D.④⑤
9.(2024·长沙模拟)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A.过氧化钠与水反应产生的气体为O2B.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
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。
10.下列物质均为a g，将它们在氧气中完全燃烧的产物全部通入到足量的过氧化钠固体中，则过氧化钠固体增重为a g的是①CO　②H2　③CH4　④HCHO　⑤CH3COOH　⑥HCOOHA.①②⑤⑥ B.②③④⑤C.①②④⑤ D.①②③⑤
则过氧化钠增加的质量即为H2、CO的质量。因此只要是CO或H2或它们的混合气体或化学式组成符合(CO)m·(H2)n，过氧化钠固体增重的质量就等于原物质的质量，则①②符合；而④HCHO可以改写成CO·H2，⑤CH3COOH可以改写成(CO)2·(H2)2，⑥HCOOH可以改写成CO2·H2，故①②④⑤符合。
11.下列各项中的叙述Ⅰ和叙述Ⅱ都正确，但叙述Ⅱ不能用于对叙述Ⅰ进行解释的是
金属钠和钾分别与水反应，钾反应相对较快的原因是钾的金属性比钠的强，或钾原子比钠原子更易失去电子，D项错误。
12.(2023·沈阳高三模拟)超氧化钾(KO2)与Na2O2性质相似，是广泛应用于航天和潜水的供氧剂。下列说法正确的是A.KO2中O元素的化合价为－1价B.KO2中阴、阳离子个数之比为2∶1C.1 ml KO2与CO2反应后，固体质量减少4 gD.当 ＝1时，KO2和Na2O2分别与足量水反应生成O2的物质的量之比为3∶2
KO2与CO2反应的化学方程式为4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O2　Δm＝8，即4 ml KO2完全反应，固体质量减少8 g，则1 ml KO2与CO2反应后，固体质量减少2 g，C错误；
13.某兴趣小组的学生根据Mg与CO2反应的原理推测钠也能在CO2中燃烧，为了确定其产物并进行实验论证，某同学设计了下列装置进行实验(已知PdCl2能被CO还原为Pd)，请回答下列问题：
(1)上图装置2中应盛放______________溶液。
根据二氧化碳的实验室制法可知，二氧化碳中可能含有HCl气体，所以应除去HCl，则装置B中盛放的是饱和碳酸氢钠溶液。
(2)为了使反应随开随用，随关随停，上图方框内应选用装置___(填字母)。
装置C可以达到固液分离的目的，起到随开随用，随关随停的作用。
(3)检查装置的气密性完好并装好药品后，在点燃酒精灯前，应先进行装置1的操作，待装置___(填数字)中出现________的现象时，再点燃酒精灯。
因为该实验是验证二氧化碳与Na的反应，所以应排出装置中的空气，所以先通入二氧化碳使装置5中澄清石灰水变浑浊后，再点燃酒精灯。
(4)①若装置6中有黑色沉淀(Pd)生成，装置4中残留固体(只有一种物质)加盐酸后有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出，则钠与二氧化碳反应的化学方程式为___________________________。
由题给信息分析知该固体是碳酸钠，则Na与二氧化碳反应生成CO和碳酸钠。
②若装置6中无明显现象，装置4中残留固体(有两种物质)加盐酸后有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出，则钠与二氧化碳反应的化学方程式为___________________________。
14.已知Na2O2可用作漂白剂和呼吸面具中的供氧剂。(1)写出Na2O2作呼吸面具中的供氧剂时发生反应的化学方程式：___________________________________________________________。(2)Na2O2具有强氧化性，H2具有还原性，有同学猜想Na2O2与H2能反应。为了验证此猜想，该小组同学进行如下实验，实验步骤和现象如下。步骤1：按图组装仪器(图中夹持仪器省略)，检查气密性，装入药品；
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
步骤2：打开K1、K2，产生的氢气流经装有Na2O2的硬质玻璃管，一段时间后，没有任何现象；步骤3：……，开始加热，观察到硬质玻璃管内Na2O2开始熔化，淡黄色的粉末变成了白色固体，干燥管内硫酸铜未变蓝色；步骤4：反应后撤去酒精灯，待硬质玻璃管冷却后关闭K1。
①盛装稀盐酸的仪器名称是________；B装置的作用是_________________________________________________________。②步骤3在点燃C处酒精灯前必须进行的操作是_____________。③设置装置D的目的是__________________。④根据实验现象得到的结论是______________________(用化学方程式表示)。
吸收氢气中的杂质气体(或除去氢气中的水蒸气和氯化氢气体)