备战2025年高考化学精品教案第三章金属及其化合物第1讲钠及其重要化合物（Word版附解析）

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1.辩证观
钠是还原性很强的活泼金属，易失去电子生成Na＋，但在一定条件下钠也可以得到电子生成Na－，说明活泼金属元素在一定条件下也能表现出非金属性；同理，活泼非金属元素在一定条件下也能表现出金属性。
2.认识思路
钠元素的价类二维图及转化关系
考点1 钠及其氧化物
1.钠
（1）钠的物理性质
[1] 银白 色，有金属光泽的固体，质地[2] 柔软 ，熔点[3] 低 （小于100 ℃），密度比水的[4] 小 ，但比煤油的[5] 大 。
（2）从Na的原子结构角度认识钠的化学性质——还原性
①与非金属单质（如O2、Cl2）的反应
O2常温[6] 4Na＋O2 2Na2O 加热或点燃[7] 2Na＋O2 △或点燃 Na2O2
Cl2：[8] 2Na＋Cl2 △ 2NaCl 。
②与水反应
[9] 2Na＋2H2O 2NaOH＋H2↑ 。
③与强酸（如稀硫酸）反应：[10] 2Na＋2H＋ 2Na＋＋H2↑ （离子方程式）。
④与盐溶液反应
与盐溶液反应时一般先与水反应，生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。
如与CuSO4溶液反应：2Na＋2H2O 2NaOH＋H2↑，2NaOH＋CuSO4 Cu（OH）2↓＋Na2SO4。总反应为[11] 2Na＋2H2O＋CuSO4 Cu（OH）2↓＋Na2SO4＋H2↑ 。
⑤与含羟基或羧基的有机物发生置换反应
a.与乙醇反应：2C2H5OH＋2Na 2C2H5ONa＋H2↑。
b.与丙酸反应：2C2H5COOH＋2Na 2C2H5COONa＋H2↑。
（3）钠的制取、保存及取用、用途
2.氧化钠和过氧化钠
（1）分类、组成与用途
（2）化学性质
（3）过氧化钠与二氧化碳、水反应的规律
①由电子转移关系可知，存在关系：2 ml Na2O2～1 ml O2～2 ml 电子， 无论是CO2、H2O（g）中的一种物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2、H2O（g）与放出O2的物质的量之比均为 2∶1。
②固体增重关系：足量Na2O2与n ml CO2、n ml H2O反应增加的质量为n ml CO、n ml H2的质量。
1.易错辨析。
（1）[浙江高考改编]钠着火能用泡沫灭火器灭火。（ ✕ ）
（2）[2021浙江]钠与水反应生成氢氧化钠和氢气。（ √ ）
（3）[浙江高考]高压钠灯可用于道路照明。（ √ ）
（4）钠可以保存在四氯化碳中。（ ✕ ）
（5）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。（ ✕ ）
（6）[2022全国甲改编]检验乙醇中是否含有水，可向乙醇中加入一小粒金属钠，产生无色气体，则证明乙醇中含有水。（ ✕ ）
（7）23 g Na与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子（NA表示阿伏加德罗常数的值）。（ ✕ ）
2.[钠与水反应的现象]取一小块钠投入盛有水的烧杯中，盖上玻璃片，发现钠浮于水面并四处游动，滴有酚酞的水变为红色；另取一小块钠投入盛有水和苯各10 mL的试管中，观察到钠在苯和水的界面处反应并上下跳动。说明：钠的密度比水 小 （填“大”或“小），比苯 大 （填“大”或“小），与水反应 有气体生成 ，生成 碱 。
3.[钠与盐反应的现象]将一小块金属钠投入FeCl3溶液中，若观察到有少量红褐色沉淀生成，用离子方程式表示原因： 2Na＋2H2O 2Na＋＋2OH－＋H2↑、3OH－＋Fe3＋ Fe（OH）3↓ 。
4.易错辨析。
（1）1 ml Na2O2固体中含离子总数为4NA。（ ✕ ）
（2）H2O2和Na2O2都属于过氧化物，含有的化学键完全相同。（ ✕ ）
（3）7.8 g过氧化钠含有的共用电子对数为0.2NA。（ ✕ ）
（4）[浙江高考]Na2O在空气中加热可得固体Na2O2。（ √ ）
（5）[江苏高考]Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂。（ √ ）
（6）[2021浙江改编]探究金属钠在氧气中燃烧所得固体粉末的成分：取少量固体粉末，加入2～3 mL蒸馏水。若无气体生成，则固体粉末为Na2O；若有气体生成，则固体粉末为Na2O2。（ ✕ ）
5.[过氧化钠与水、二氧化碳反应的定量关系]
（1）Na2O2与水的反应中，氧化剂是 Na2O2 ，还原剂是 Na2O2 ，生成0.1 ml氧气，转移的电子数目为 0.2NA （设NA为阿伏加德罗常数的值）。
（2）0.1 ml Na2O2与足量的CO2反应时，转移电子的物质的量为 0.1 ml。
（3）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，使其恰好完全反应，Na2O2增重7.5 g，则原混合气体中O2的质量分数是（ A ）
A.54.5％B.40％
C.36％D.33.3％
命题点1 钠与水、盐溶液的反应
1.钠与水反应的实验过程如图所示，下列有关说法错误的是（ D ）
A.②中钠熔成小球，说明钠与水反应放热且钠的熔点低
B.②中钠球四处游动，说明反应产生了气体
C.③中滴加酚酞溶液后溶液变红，说明有碱性物质生成
D.钠与水反应的离子方程式是2Na＋2H＋ 2Na＋＋H2↑
解析 ②中钠熔成小球所需的热量是由反应放出的，此时水未沸腾，说明钠的熔点低，A项正确；②中钠球四处游动，是因为反应产生的气体推动钠球运动，B项正确；③中滴加酚酞溶液后溶液变红，说明有碱性物质生成，C项正确；水是弱电解质，不能拆开，正确的离子方程式是2Na＋2H2O 2Na＋＋2OH－＋H2↑，D项错误。
命题拓展
将3小块大小、形状均相同的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 c＞a＞b 。解释反应速率不同的原因： 钠与题述三种物质反应的实质都是钠与H＋之间的置换反应，三种物质电离出H＋的能力不同，反应速率不同 。
2.[2023山东七校联考]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（ D ）
①MgSO4溶液 ②Na2SO4溶液 ③饱和澄清石灰水 ④Ca（HCO3）2溶液 ⑤CuCl2溶液 ⑥FeCl3溶液
A.①④⑤⑥B.②④⑤
C.③④⑤⑥D.①③④
解析 2Na＋2H2O 2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－ Mg（OH）2↓；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，产生白色沉淀；④中Ca2＋＋HCO3－＋OH－ CaCO3↓＋H2O或Ca2＋＋2HCO3－＋2OH－ CaCO3↓＋CO32－＋2H2O。
命题点2 钠的实验探究
3.[海南高考]某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。回答下列问题：
（1）选用如图所示装置及药品制取CO2。打开弹簧夹，制取CO2。为了得到干燥、纯净的CO2，产生的气流应依次通过盛有 饱和碳酸氢钠溶液 、 浓硫酸 的洗气瓶（填试剂名称）。反应结束后，关闭弹簧夹，可观察到的现象是 产生的气体使干燥管内盐酸液面下降，与碳酸钙脱离接触，反应停止 。不能用稀硫酸代替稀盐酸，其原因是 生成的硫酸钙覆盖在碳酸钙表面，阻止反应进一步进行 。
（2）金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表：
①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分。取适量滤液于2支试管中，向一支试管中滴加1滴酚酞溶液，溶液变红；向第二支试管中滴加澄清石灰水，溶液变浑浊。据此推断，白色物质的主要成分是 D （填标号）。
A.Na2OB.Na2O2
C.NaOHD.Na2CO3
②为检验黑色固体的成分，将其与浓硫酸反应，生成的气体具有刺激性气味。据此推断黑色固体是 碳（C） 。
③本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为 4Na＋3CO2 点燃 2Na2CO3＋C 。
解析 （1）实验室利用碳酸钙与稀盐酸反应制取干燥、纯净的CO2时，产生的气流应依次通过盛有饱和碳酸氢钠溶液（除去HCl）与浓硫酸（除去水）的洗气瓶。题图中选用的装置是简易的启普发生器，反应结束后，关闭弹簧夹，反应产生的CO2使干燥管内的压强增大，则干燥管内的液面下降，直到固体与液体脱离接触，反应停止。（2）①实验完毕后，集气瓶瓶壁上的白色物质溶于水形成的溶液能够使酚酞溶液变红，说明其溶液呈碱性；能够使澄清石灰水变浑浊，则表明溶液中含有CO32－，综合可知集气瓶瓶壁上的白色物质的主要成分是Na2CO3。②黑色的物质是CO2被Na还原而生成的碳单质，碳单质与浓硫酸在加热的条件下反应生成CO2、SO2和H2O，有关反应的化学方程式为C＋2H2SO4（浓） △ CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，SO2是一种有强烈刺激性气味的气体。③钠与二氧化碳反应的化学方程式为4Na＋3CO2 点燃 2Na2CO3＋C。
命题点3 过氧化钠的性质及实验探究
4.[上海高考改编]许多化学反应具有一定的规律，如Na2O2在一定条件下与非金属氧化物的反应：Na2O2＋SO2 Na2SO4，2Na2O2＋2SO3 2Na2SO4＋O2，据此判断下列化学方程式正确的是（ D ）
A.2Na2O2＋2MnO2 2Na2MnO4
B.Na2O2＋2NO2 2NaNO2＋O2
C.2Na2O2＋2N2O5 4NaNO3
D.2Na2O2＋P2O3 Na4P2O7
解析 MnO2与 Na2O2发生氧化还原反应，生成NaMnO4，A项错误；NO2与 Na2O2反应生成NaNO3，B项错误；N2O5中N元素处于最高价，N2O5与 Na2O2反应会产生氧气，C项错误；P2O3中P元素的化合价不是最高价，Na4P2O7中P是＋5价，为最高价，D项正确。
命题拓展
过氧化钠具有氧化性，遇到还原性物质可发生反应，写出下列反应的化学方程式。
（1）Na2O2与Na2SO3溶液反应： Na2O2＋Na2SO3＋H2O Na2SO4＋2NaOH 。
（2）Na2O2与H2S溶液反应： Na2O2＋H2S S↓＋2NaOH 。
（3）足量Na2O2与FeCl2溶液反应： 2Na2O2＋2H2O 4NaOH＋O2↑、FeCl2＋2NaOH Fe（OH）2↓＋2NaCl、4Fe（OH）2＋O2＋2H2O 4Fe（OH）3↓ 。
5.[2023上海检测]某实验小组通过如图所示实验探究Na2O2与水的反应。
下列说法不正确的是（ D ）
A.②中大量气泡的主要成分是氧气
B.③中溶液变红，说明有碱性物质生成
C.产生④中现象的原因可能是溶液中含有强氧化性物质
D.⑤中MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度
解析 过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气：2Na2O2＋2H2O 4NaOH＋O2↑，A项正确；过氧化钠与水反应可生成强碱氢氧化钠，无色酚酞溶液遇到氢氧化钠溶液变成红色，B项正确；过氧化钠与水反应实际上分两步进行：Na2O2＋2H2O 2NaOH＋H2O2，2H2O2 2H2O＋O2↑，过程中有具有强氧化性的过氧化氢生成，能使溶液褪色，C项正确；生成的过氧化氢在二氧化锰催化下发生分解，因此产生较多气泡，D项错误。
命题拓展
向Na2O2与H2O反应后所得溶液中滴加酚酞溶液，溶液先变红后褪色。某小组欲探究其原因，进行如图所示实验：①取少量反应后的溶液于试管中，加入MnO2后迅速产生大量气体且该气体能使带火星的木条复燃；实验②③中溶液红色均不褪去。下列分析错误的是（ B ）
A.Na2O2与H2O反应产生的气体为O2
B.Na2O2与H2O反应需要MnO2作催化剂
C.实验②③证明使溶液褪色的不是NaOH和O2
D.Na2O2与H2O反应可能生成了具有强氧化性的H2O2
解析 Na2O2与H2O反应产生的气体为O2，A项正确；Na2O2与H2O反应不需要催化剂，H2O2分解需要MnO2作催化剂，B项错误；实验②③作为对照实验，能证明使溶液褪色的不是NaOH和O2，C项正确；根据向反应后所得溶液中加入MnO2后迅速产生大量气体且该气体能使带火星的木条复燃，可判断Na2O2与H2O反应可能生成了具有强氧化性的H2O2，D项正确。
技巧点拨
命题点4 其他过氧化物的拓展
6.（1）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。
①写出下列物质的电子式。
过氧化钙： Ca2＋[∶O····∶O····∶]2－ ，过氧化氢： H∶O····∶O····∶H ；上述两种物质在结构上的共同特点是 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） 。
②分别写出供氧（与H2O反应）、解酸（吸收二氧化碳）的化学方程式： 2CaO2＋2H2O 2Ca（OH）2＋O2↑、2CaO2＋2CO2 2CaCO3＋O2 。
（2）五氧化铬又称过氧化铬，其中Cr元素的化合价为＋6，则每个CrO5分子中存在过氧键的数目为 2 个。
（3）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 4H2O2＋Cr2O72－＋2H＋ 2CrO5＋5H2O ，上述反应 不是 （填“是”或“不是”）氧化还原反应。
解析 （2）设每个CrO5中过氧键（—O—O—）有x个，－2价O有y个，则2x+2y=62x＋y=5，解得x=2y=1。
考点2 碳酸钠及碳酸氢钠
1.碳酸钠与碳酸氢钠的比较
2.碳酸钠溶液与盐酸的互滴
（1）向盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液：[10] 2HCl＋Na2CO3 2NaCl＋CO2↑＋H2O （开始就有气泡）。
（2）向碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸
开始时，酸不足：[11] Na2CO3＋ HCl NaCl＋NaHCO3 （无气泡）。
再加酸：[12] NaHCO3＋ HCl NaCl＋ CO2↑＋H2O （有气泡）。
1.易错辨析。
（1）NaHCO3能和胃酸反应，可用于治疗胃酸过多，但不适合胃溃疡患者。（ √ ）
（2）NaHCO3能和面粉发酵后产生的酸反应产生CO2气体，可用于做馒头。（ √ ）
（3）向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2气体，可获得NaHCO3晶体。（ √ ）
（4）[天津高考改编]盐碱地（含较多Na2CO3等）不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良。（ ✕ ）
（5）[天津高考改编]除去NaHCO3固体中的Na2CO3，可将固体加热至恒重。（ ✕ ）
（6）[浙江高考]NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强。（ ✕ ）
（7）用饱和碳酸氢钠溶液可以鉴别乙酸和乙醇。（ √ ）
2.[鉴别]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正确的是（ A ）
A.在两只小玻璃杯中分别加入等质量的两种样品，再加入等质量的食醋，产生气泡较快的是小苏打
B.用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧，火焰颜色发生明显变化的是小苏打
C.分别用炒锅加热两种样品，全部分解，没有残留物的是小苏打
D.将两种样品配成等物质的量浓度的稀溶液，分别测量pH，pH大的是小苏打
3.热的纯碱溶液除油污效果更好的原因是 加热使碳酸钠的水解平衡向吸热的正反应方向移动，溶液中c（OH－）增大，皂化反应程度增大，除油污效果更好 。
命题点1 碳酸钠、碳酸氢钠与酸的反应
1.取两份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20 mL 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的体积与所加入盐酸的体积的关系如图（分A、B两种情况）：
（1）在A情况下，溶液中溶质是 NaOH、Na2CO3 （填化学式），其物质的量之比为 1∶1 。
（2）在B情况下，溶液中溶质是 Na2CO3、NaHCO3 （填化学式），其物质的量之比为 1∶1 。
（3）原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为 1.5 ml·L－1 。
解析 （1）对于A情况，V1＝100 mL，V2＝（150－100）mL＝50 mL＜V1，据此判断溶液中溶质的成分是NaOH和Na2CO3。根据NaOH＋HCl NaCl＋H2O、Na2CO3＋HCl NaHCO3＋NaCl、NaHCO3＋HCl NaCl＋H2O＋CO2↑可知，NaOH和Na2CO3的物质的量之比等于消耗盐酸的体积之比，则n（NaOH）∶n（Na2CO3）＝（100 mL－50 mL）∶50 mL＝1∶1。（2）对于B情况，V1＝50 mL，V2＝150 mL－50 mL＝100 mL＞V1，据此判断溶液中溶质的成分是Na2CO3和NaHCO3。根据Na2CO3＋HCl NaHCO3＋NaCl、NaHCO3＋HCl NaCl＋H2O＋CO2↑可知，NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比等于两个过程分别消耗盐酸的体积之比，则n（NaHCO3）∶n（Na2CO3）＝（150 mL－50 mL－50 mL）∶50 mL＝1∶1。（3）当加入150 mL盐酸时，恰好完全反应，此时溶液中溶质为NaCl。据元素质量守恒有n（NaOH）＝n（Na＋）＝n（Cl－）＝0.2 ml·L－1×0.15 L＝0.03 ml，所以原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为 L＝1.5 ml·L－1。
技巧点拨
依据图像特点判断溶液溶质成分
命题点2 碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较
2.[2023山东枣庄模拟改编]下列实验操作不能达到实验目的的是（ A ）
解析 碳酸钠和碳酸氢钠均可以和澄清石灰水反应生成沉淀，A项符合题意。先以酚酞为指示剂，则加入标准盐酸后，溶液由红色变为无色时，碳酸钠完全转化为碳酸氢钠，再以甲基橙为指示剂，加入标准盐酸后，溶液由黄色变为橙色时，碳酸氢钠已经完全转化为CO2，根据两次消耗的标准盐酸的量可以计算碳酸钠或碳酸氢钠的质量分数，B项不符合题意。溶解得多的是Na2CO3，溶解得少的是NaHCO3，C项不符合题意。碳酸氢钠固体受热分解成碳酸钠、水和二氧化碳，而碳酸钠受热不分解，可用加热的方法除去碳酸钠固体中混有的碳酸氢钠固体，D项不符合题意。
命题拓展
[除杂]依据二者性质的差异确定除杂方法（后者为杂质）。
技巧点拨
Na2CO3与NaHCO3的性质与相关除杂、鉴别
命题点3 碳酸钠和碳酸氢钠混合物中组分质量（分数）的测定
3.[热分解法][浙江高考]为确定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数，可通过加热分解得到的CO2质量进行计算，某同学设计的实验装置示意图如图所示：
请回答：
（1）仪器a的名称是 球形干燥管 。
（2）装置B中冰水的作用是 冷凝反应生成的水 。
（3）该同学设计的实验装置存在缺陷。有关该实验装置及实验过程中，下列因素可能使碳酸钠的质量分数偏高的是 AC 。
A.样品分解不完全
B.装置B、C之间缺少CO2的干燥装置
C.产生CO2气体的速率太快，没有被碱石灰完全吸收
D.反应完全后停止加热，通入过量的空气
解析 依据题意，NaHCO3的质量是通过其热分解产生的CO2的质量计算出来的，从而得到NaHCO3的质量分数，进而可求出Na2CO3的质量分数。装置A为样品受热分解装置，装置B为冷凝水的装置，若不冷凝水，水会被装置C中的碱石灰吸收，从而使测得的CO2的质量偏大，装置C为吸收CO2的装置，a中盛放碱石灰可以防止空气中的CO2和水蒸气进入装置C中。（1）仪器a为球形干燥管。（2）装置B中冰水的作用是冷凝反应生成的水，避免水进入装置C中干扰实验。（3）若样品分解不完全，测得的CO2的质量偏小，Na2CO3的质量分数偏高，A项符合题意；装置B、C之间缺少CO2的干燥装置，会使测得的CO2的质量偏大，Na2CO3的质量分数偏低，B项不符合题意；产生CO2气体的速率太快，没有被碱石灰完全吸收，会使测得的CO2的质量偏小，Na2CO3的质量分数偏高，C项符合题意；反应完全后停止加热，通入过量的空气，空气中的CO2和水蒸气会被装置C吸收，使测得的CO2的质量偏大，Na2CO3的质量分数偏低，D项不符合题意。
命题拓展
下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数的是（ C ）
A.取a g混合物充分加热，减重b g
B.取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g固体
C.取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b g
D.取a g混合物与足量Ba（OH）2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b g固体
解析 A项采用差量法，减少的质量为NaHCO3分解生成的二氧化碳和水的质量，由此可求出NaHCO3的质量，进而求出Na2CO3的质量分数。B项中b g为生成的NaCl的质量，根据钠原子守恒和混合物总质量可计算出Na2CO3的质量，进而求出Na2CO3的质量分数。C项中碱石灰增加的质量为盐与酸反应生成的二氧化碳及溶液中挥发出来的水蒸气的质量，不能通过数据准确计算出Na2CO3的质量分数。D项中b g为BaCO3的质量，利用碳原子守恒，根据BaCO3的质量和混合物总质量可以求出Na2CO3的质量，进而求出Na2CO3的质量分数。
技巧点拨
碳酸钠和碳酸氢钠混合物中组分质量（分数）的测定方法
4.[酸溶法]某校课外小组为测定某Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数，甲、乙两组同学分别进行了下列相关实验。
方案Ⅰ：甲组同学用质量法，按如图1所示的实验流程进行实验：
称量样品 加入适量盐酸 蒸发结晶 称量固体
图1
（1）实验时，蒸发结晶操作中，除酒精灯外，还要用到的主要仪器是 蒸发皿、玻璃棒、铁架台 。
（2）有同学认为“加入适量盐酸”不好操控，应改为“加入过量盐酸”，便于操作且不影响测定结果的准确性，该观点 正确 （填“正确”或“错误”），原因是 盐酸易挥发，过量的盐酸在加热过程中挥发出来，不影响测定结果 。
（3）若实验中测得样品质量为46.4 g，固体质量为40.95 g，则Na2CO3的质量分数为 45.7％ （保留3位有效数字）。
（4）蒸发结晶过程中若有固体飞溅，测得Na2CO3的质量分数 偏小 （填“偏大” “偏小”或“无影响” ）。
方案Ⅱ：乙组同学按如图2所示装置进行实验，主要实验流程如图3所示：
图2
图3
（5）在C装置中装入碱石灰来吸收净化后的气体，D装置的作用是 吸收空气中的水蒸气和CO2，以确保C装置质量增加量的准确性 。
（6）有的同学认为为了减小实验误差，应在反应前后都通入N2，反应后通入N2的目的是 将A、B装置中残留的CO2全部赶入C装置中，以减小实验误差 。
解析 （1）蒸发结晶操作中用到的仪器为酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、铁架台。（2）改为“加入过量盐酸”正确，因为盐酸易挥发，过量的盐酸在加热过程中挥发出来，不影响测定结果。（3）设样品中Na2CO3的质量为x g，NaHCO3的质量为y g，则x＋y=46.4x106×2×58.5+y84×58.5=40.95，解得x＝21.2，y＝25.2，则Na2CO3的质量分数为21.2 g46.4 g×100％≈45.7％。（4）由于Na2CO3中钠的质量分数大于NaHCO3中钠的质量分数，所以蒸发结晶过程中若有固体飞溅，测得Na2CO3的质量分数偏小。（5）方案Ⅱ是根据CO2的质量计算Na2CO3的质量分数，D装置的作用是吸收空气中的水蒸气和CO2，以确保C装置质量增加量的准确性。（6）反应后通入N2的目的是将A、B装置中残留的CO2全部赶入C装置中，以减小实验误差。
热点4 侯氏制碱法
命题特点：利用物质的溶解性差异，通过分离操作，达到制备目的，要注意物质的循环利用。
联合制碱法——侯氏制碱法
（1）制备原料：食盐、氨气、二氧化碳。
（2）工艺流程
（3）反应原理
[1] NH3＋NaCl＋CO2＋H2O NaHCO3↓＋NH4Cl
[2] 2NaHCO3 △ Na2CO3＋CO2↑＋H2O
（4）绿色思想：循环使用的物质为[3] CO2、食盐水 。
1.[2023豫南名校联考]侯氏制碱法拉开了我国制碱工业大幕，是我国化学工业的重要基石，其制备原理是依据反应NH3＋CO2＋H2O＋NaCl NaHCO3↓＋NH4Cl析出碳酸氢钠。下列说法正确的是（ A ）
甲 乙 丙 丁
A.用装置甲制取氨气时得到氨气的量很少，原因是NH3和HCl遇冷会重新化合
B.用装置乙制取二氧化碳时，因为硫酸是强酸，所以反应太快，不好控制
C.用装置丙制取碳酸氢钠时，可以同时通入NH3和CO2，也可以先通入NH3后通入CO2
D.用装置丁分离得到产品NaHCO3时，为了得到干燥产品，可以采用较高温度的气流干燥
解析 氯化铵受热分解为氨气和氯化氢，在试管口二者又重新化合生成氯化铵，故用装置甲制取氨气时得到氨气的量很少，A项正确；稀硫酸和大理石反应生成的硫酸钙微溶于水，会包裹在大理石表面，阻止反应继续进行，故用装置乙制取二氧化碳时，往往反应不充分，大理石的利用率低，B项错误；用装置丙制取碳酸氢钠时，应先通入NH3后通入CO2，这样可促进二氧化碳的溶解，利于碳酸氢钠的制备，且NH3应从右侧通入，以防倒吸，C项错误；由于碳酸氢钠受热易分解，故不能采用较高温度的气流干燥，D项错误。
2.[2021河北]化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献，某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3，进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl。实验流程如图：
回答下列问题：
（1）从A～E中选择合适的仪器制备NaHCO3，正确的连接顺序是 aefbcd （按气流方向，用小写字母表示）。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或 将分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽与分液漏斗上口颈部的小孔对齐 。
（2）B中使用雾化装置的优点是 增大饱和氨盐水和CO2的接触面积，增加CO2的吸收效率 。
（3）生成NaHCO3的总反应的化学方程式为 NaCl＋NH3·H2O＋CO2 NaHCO3↓＋NH4Cl 。
（4）反应完成后，将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液：
①对固体NaHCO3充分加热，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量Na2O2，Na2O2增重0.14 g， 则固体NaHCO3的质量为 0.84 g。
②向滤液中加入NaCl粉末，存在NaCl（s）＋NH4Cl（aq） NaCl（aq）＋NH4Cl（s）过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线，需采用的操作为 降温 、 过滤 、洗涤、干燥。
（5）无水Na2CO3可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前，若无水Na2CO3保存不当，吸收了一定量水分，用其标定盐酸浓度时，会使结果A （填标号）。
A.偏高B.偏低C.不变
解析 （1）制备NaHCO3的原理是向饱和氨盐水中通入CO2，A为CO2的发生装置，制得的CO2中含有H2O、HCl，通过D除去HCl，再通过B制备NaHCO3，最后用C吸收逸出的NH3和CO2，正确的连接顺序为aefbcd。（2）B中使用雾化装置，可以增大饱和氨盐水和CO2的接触面积，增加CO2的吸收效率。（3）生成NaHCO3的总反应的化学方程式为NaCl＋NH3·H2O＋CO2 NaHCO3↓＋NH4Cl。（4）①根据2NaHCO3 △ Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑、2Na2O2＋2CO2 2Na2CO3＋O2，结合差量法得84×456＝m（NaHCO3）0.14 g，则m（NaHCO3）＝0.84 g。②根据NaCl和NH4Cl的溶解度曲线可知，NH4Cl的溶解度受温度影响较大，而NaCl的溶解度受温度影响不大，要使NH4Cl充分析出并分离，需采取的操作为降温、过滤、洗涤、干燥。（5）若无水Na2CO3保存不当，吸收了一定量水分，用其标定盐酸浓度时，消耗的Na2CO3溶液的体积偏大，会使结果偏高。
考点3 碱金属
1.碱金属的一般性质
2.焰色试验
（1）概念
根据火焰呈现的特征颜色，可以判断试样所含的金属元素，化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
（2）焰色试验的操作
铂丝（或铁丝）酒精灯 灼烧 至与原来的火焰
颜色相同时为止蘸取待测物酒精灯 灼烧 观察火焰颜色
（3）常见元素的焰色
3.碱金属的化合物
（1）氢化物
MH（M表示碱金属）离子化合物，阴离子为H－，H元素化合价为[8] －1 。具有强还原性与H2O反应：MH＋H2O MOH＋H2↑（H的归中反应）还原钛盐制备Ti：TiCl4+4NaH 高温 4NaCl＋Ti+2H2↑
（2）Li2O、Na2O2、KO2（超氧化钾）
①Li在空气中燃烧生成Li2O（白色固体），Na在空气中燃烧生成Na2O2（淡黄色），K在空气中燃烧生成KO2（橙黄色）。
②KO2
KO2离子化合物，阴离子是O2－O可看作－12价，处于中间价态与水反应：4KO2+2H2O 4KOH+3O2↑与CO2反应：4KO2+2CO2 2K2CO3+3O2应用：可作供氧剂
1.易错辨析。
（1）钾在空气中燃烧时，只生成K2O。（ ✕ ）
（2）随着核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低，密度逐渐增大。（ ✕ ）
（3）KOH的碱性比CsOH的强。（ ✕ ）
（4）碱金属单质着火时均可用干冰灭火。（ ✕ ）
（5）[2021河北改编]Li单质在空气中燃烧的产物是Li2O2。（ ✕ ）
2.[焰色试验]易错辨析。
（1）做焰色试验时，用稀H2SO4洗涤铂丝。（ ✕ ）
（2）焰色是金属化合物的性质。（ ✕ ）
（3）灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋。（ ✕ ）
3.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 锂可以与水反应 。
4. 不能 （填“能”或“不能”）用玻璃棒代替铂丝或光洁无锈的铁丝做焰色试验，原因是 普通玻璃中含有硅酸钠、硅酸钙等，钠离子、钙离子的焰色会对实验产生干扰 。
5.[碱金属的氢化物]（1）KH是一种野外供氢剂，其电子式为 K＋[H∶]－ ，与水反应放出氢气，生成1 ml氢气时，反应中转移电子数为 NA 。
（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为 3NaH＋Fe2O3 2Fe＋3NaOH 。
6.书写下列反应的化学方程式。
（1）Li在空气中燃烧： 4Li＋O2 点燃 2Li2O ；
（2）Na在空气中燃烧： 2Na＋O2 点燃 Na2O2 ；
7.过氧化钠和超氧化钾（KO2）均能与CO2和水蒸气反应生成O2，是常用的高原和深水作业的供氧剂。请回答下列问题：
（1）Na2O2和KO2均属于 离子 （填“共价”或“离子”）化合物。
（2）Na2O2在空气中长时间放置，最终所得固体为 Na2CO3 。
（3）等物质的量的KO2和Na2O2完全发生供氧反应时，KO2的供氧量大。
命题点 碱金属及其化合物的性质 焰色试验
1.[锂电池材料][全国Ⅰ高考]磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：
下列叙述错误的是（ D ）
A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C.“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋
D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
解析 废旧电池中含有的金属、电解质溶液会对水体和土壤等造成污染，合理处理废旧电池有利于资源再利用，同时能够降低环境污染，保护环境，A项正确；由题图可知，将“正极片”碱溶后得到Na[Al（OH）4]滤液和含磷酸亚铁锂滤渣，表明可以回收的金属元素有Al、Fe、Li，B项正确；“含磷酸亚铁锂滤渣”与硫酸和硝酸的混合溶液反应，因硝酸有氧化性，可把Fe2＋氧化为Fe3＋，故“含Li、P、Fe等滤液”中的Fe是指Fe3＋，加碱液后得到Fe（OH）3，C项正确；因为锂及其化合物的性质与镁及其化合物的性质相似，由硫酸镁易溶于水推知，硫酸锂易溶于水，由碳酸镁微溶于水推知，碳酸锂微溶于水，所以不能用硫酸钠代替碳酸钠，D项错误。
2.[碱金属][海南高考]锂是最轻的活泼金属，其单质及化合物有广泛的用途。回答下列问题：
（1）用碳酸锂和 盐酸（合理即可） 反应可制备氯化锂。工业上可由电解LiCl－KCl的熔融混合物生产金属锂，阴极上的电极反应式为 Li＋＋e－ Li 。
（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 金属锂在二氧化碳中仍可燃烧 。
（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 分别取样进行焰色试验。锂盐焰色为紫红色，钠盐焰色为黄色，钾盐焰色为紫色（透过蓝色钴玻璃） 。
（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 LiF 。
解析 （1）类似于碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠，碳酸锂能与盐酸反应生成氯化锂。阴极上Li＋发生还原反应，电极反应式为Li＋＋e－ Li。（2）锂单质能在二氧化碳中燃烧，化学方程式为4Li＋CO2 点燃 C＋2Li2O或4Li＋3CO2 点燃 C＋2Li2CO3，所以不能使用二氧化碳灭火器扑灭因金属锂引起的火灾。（3）三种硬脂酸盐所含金属元素不同，进行焰色试验时可观察到不同的实验现象，据此可进行鉴别。（4）根据元素守恒易推断出另一种热分解产物是LiF。
3.[焰色试验][上海高考改编]CO2是重要的化工原料，也是应用广泛的化工产品。CO2与过氧化钠或超氧化钾反应可产生氧气。完成下列问题：
（1）K＋的焰色为 紫色 ，检验含K＋溶液中K＋的操作为 用洁净的铂丝蘸取待测液，在酒精灯上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，若火焰呈紫色，则说明含K＋ 。
（2）CO2和KO2有下列反应：
4KO2＋2CO2 2K2CO3＋3O2
4KO2＋4CO2＋2H2O 4KHCO3＋3O2
若9 ml CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 ml O2，则反应前密封舱内H2O的物质的量应该是多少？列式计算。
8KO2＋6CO2＋2H2O 2K2CO3＋4KHCO3＋6O2
n（CO2）∶n（H2O）＝3∶1 n（H2O）＝n（CO2）3＝3 ml
解析 （1）K＋的焰色为紫色，检验待测液中的K＋需要做焰色试验，即将铂丝（或光洁无锈铁丝）用盐酸洗净后，在酒精灯上灼烧至无色，蘸取待测液，在酒精灯上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，若火焰呈紫色，则说明含K＋。
（2）法一：依题意，9 ml CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 ml O2，即n（CO2）∶n（O2）＝1∶1。通过观察题给两个方程式可知，当把两个方程式相加时正好符合题目要求：8KO2＋6CO2＋2H2O 2K2CO3＋4KHCO3＋6O2，所以有n（H2O）＝13n（CO2）＝13×9 ml＝3 ml，即反应前密封舱内H2O的物质的量为3 ml。
法二：设反应前密封舱内H2O的物质的量为n
4KO2 ＋ 4CO2 ＋ 2H2O 4KHCO3 ＋ 3O2
2n n 1.5n
4KO2 ＋ 2CO2 2K2CO3 ＋ 3O2
9 ml－2n 1.5（9 ml－2n）
根据题意生成9 ml氧气，所以有1.5n＋1.5（9 ml－2n）＝9 ml，解得n＝3 ml，即反应前密封舱内H2O的物质的量为3 ml。
1.[类比思想]下列“类比”合理的是（ C ）
A.Na与H2O反应生成NaOH和H2，则Fe与H2O反应生成Fe（OH）3和H2
B.NaClO溶液与CO2反应生成NaHCO3和HClO，则NaClO溶液与SO2反应生成NaHSO3和HClO
C.Na3N与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl，则Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl
D.NaOH溶液与少量AgNO3溶液反应生成Ag2O和NaNO3，则氨水与少量AgNO3溶液反应生成Ag2O和NH4NO3
解析 铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，A不正确；HClO具有强氧化性，会将NaHSO3氧化，B不正确；氮化钠与氮化镁水解均生成相应的碱和氨气，再与盐酸反应生成盐，C正确；NaOH与AgNO3反应先生成AgOH，AgOH不稳定，生成Ag2O，氨水与少量硝酸银溶液反应先生成AgOH，而AgOH能溶于过量的氨水中，生成Ag（NH3）2OH，D不正确。
2.[模块融合][2021江苏]室温下，通过下列实验探究NaHCO3、Na2CO3溶液的性质。
实验1：用pH试纸测量0.1 ml·L－1 NaHCO3溶液的pH，测得pH约为8
实验2：将0.1 ml·L－1 NaHCO3溶液与0.1 ml·L－1CaCl2溶液等体积混合，产生白色沉淀
实验3：向0.1 ml·L－1 Na2CO3溶液中通入CO2，溶液pH从12下降到约为9
实验4：向0.1 ml·L－1 Na2CO3溶液中滴加新制饱和氯水，氯水颜色褪去
下列说法正确的是（ C ）
A.由实验1可得出：Ka2（H2CO3）＞KwKa1（H2CO3）
B.实验2中两溶液混合时有：c（Ca2＋）·c（CO32－）＜Ksp（CaCO3）
C.实验3中发生反应的离子方程式为CO32－＋H2O＋CO2 2HCO3－
D.实验4中c反应前（CO32－）＜c反应后（CO32－）
解析 A项，NaHCO3溶液的pH约为8，说明HCO3－ 的水解程度大于其电离程度，即Kh＝c（H2CO3）·c（OH－）·c（H＋）c（HCO3－）·c（H＋）＝KwKa1（H2CO3）＞Ka2（H2CO3），错误；B项，实验2中产生白色沉淀，则c（Ca2＋）·c（CO32－）＞Ksp（CaCO3），错误；C项，实验3中Na2CO3与CO2反应生成NaHCO3，溶液的碱性减弱，发生反应的离子方程式为CO32－＋H2O＋CO2 2HCO3－ ，正确；D项，饱和氯水中存在Cl2＋H2O⇌HCl＋HClO，实验4中向Na2CO3溶液中滴加饱和氯水，HCl与CO32－发生反应，促进平衡正向移动，氯水的黄绿色逐渐褪去，c（CO32－）减小，错误。
3.[金属锂][2021北京]有科学研究提出：锂电池负极材料（Li）由于生成LiH而不利于电池容量的保持。一定温度下，利用足量重水（D2O）与含LiH的Li负极材料反应，通过测定n（D2）/n（HD）可以获知n（Li）/n（LiH）。
已知：①LiH＋H2O LiOH＋H2↑
②2Li（s）＋H2（g）⇌2LiH（s） ΔH＜0
下列说法不正确的是（ C ）
A.可用质谱区分D2和HD
B.Li 与D2O的反应：2Li＋2D2O 2LiOD＋D2↑
C.若n（Li）/n（LiH）越大，则n（D2）/n（HD）越小
D.80 ℃反应所得n（D2）/n（HD）比25 ℃反应所得n（D2）/n（HD）大
解析 D2和HD的相对分子质量不同，可用质谱区分二者，A项正确；Li为活泼金属，能与D2O发生置换反应2Li＋2D2O 2LiOD＋D2↑，B项正确；Li和D2O反应生成D2，LiH和D2O反应生成HD，则n（Li）/n（LiH）越大，n（D2）/n（HD）越大，C项错误；根据已知反应②可知，升高温度能促进LiH分解为Li和H2，Li的物质的量越多，反应中生成的D2的物质的量越多，故n（D2）/n（HD）：80 ℃＞25 ℃，D项正确。
4.[钠及其化合物的实验探究]某化学兴趣小组对钠和钠的化合物进行了一系列的实验探究，请回答下列问题。
实验Ⅰ：探究二氧化碳与过氧化钠反应是否有氧气生成，设计了如图1所示的实验装置（部分夹持装置已省略）。
图1
（1）装置C中盛有 浓硫酸 ，作用是 除去二氧化碳中的水蒸气 。
（2）指出装置E中的错误之处： 应短导管进，长导管出 。
（3）取a g C3H6O2在氧气中完全燃烧，将其产物与足量Na2O2固体完全反应，反应后固体质量的增加量 大于 （填 “大于”“等于”或“小于”）a g。
实验Ⅱ：利用如图2所示装置（省略夹持装置）模拟工业级NaN3的制备。
图2
已知：2NaNH2＋N2O210~220°C NaN3＋NaOH＋NH3。
（4）装置H中盛放的药品为 碱石灰 。
（5）实验中使用油浴加热而不使用水浴加热的原因是 油浴加热可以达到210～220 ℃，水浴加热不能达到这样的温度 。
（6）氨气与熔融钠反应生成NaNH2的化学方程式为 2Na（熔融）＋2NH3 △ 2NaNH2＋H2 。
解析 （1）大理石与盐酸反应生成的CO2气体中混有HCl和水蒸气，B中盛有的饱和NaHCO3溶液可吸收挥发出的HCl，C中盛放浓硫酸，用于除去CO2中的水蒸气。（2）根据题图1知，装置E为采用排水法收集氧气的装置，则集气瓶中应短导管进，长导管出。（3）C3H6O2可写成C·（CO）2·（H2）3，结合2Na2O2＋2H2O 4NaOH＋O2↑[Δm固＝m（H2）]、2Na2O2＋2CO2 2Na2CO3＋O2[Δm固＝m（CO）]以及C也可与O2反应生成CO2可知，反应后固体质量增加量大于a g。（4）生成的氨气中含有水蒸气，需要干燥，则装置H中盛放的药品为碱石灰。（5）由于制备NaN3的反应需要在210～220 ℃下进行，所以实验中使用油浴加热而不用水浴加热。（6）氨气与熔融钠反应生成NaNH2，根据原子守恒、得失电子守恒可知，反应的化学方程式为2Na（熔融）＋2NH3 △ 2NaNH2＋H2。
5.[过氧化物的制备及性质探究]过氧化钙遇水具有放氧的特性，且本身无毒、不污染环境，是一种用途广泛的优良供氧剂，在工农业生产中有广泛的用途。
Ⅰ.过氧化钙的制备：向CaCl2溶液中加入30％的H2O2溶液，再通入氨气进行反应可制备CaO2·8H2O，在碱性环境下制取CaO2·8H2O的装置如图所示。
（1）写出制备CaO2·8H2O的化学方程式： CaCl2＋H2O2＋2NH3＋8H2O CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl 。（2）乙中发生沉淀反应时常用冰水浴控制温度在0 ℃左右，分析可能的原因：其一，该反应是放热反应，温度低有利于提高CaO2·8H2O的产率；其二， 温度低可减少H2O2的分解，提高H2O2的利用率 。
（3）反应结束后，经过滤、洗涤、低温烘干可获得CaO2·8H2O。检验CaO2·8H2O是否洗涤干净的操作为 取少量最后一次洗涤液于试管中，先加入稀HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液，若没有白色沉淀生成，则说明已经洗涤干净；反之则说明未洗涤干净 。
Ⅱ.水产运输中常向水中加一定量的CaO2·8H2O以增大溶氧量（DO），水中溶氧量可用每升水中溶解氧气的质量来表示，其测定步骤及原理如下：
a.固氧：碱性条件下，O2将Mn2＋氧化为MnO（OH）2，2Mn2＋＋O2＋4OH－ 2MnO（OH）2↓；
b.氧化：酸性条件下，MnO（OH）2将I－氧化为I2；
c.滴定：用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，2S2O32－＋I2 S4O62－＋2I－。
某同学向100 mL水中加入一定量CaO2·8H2O，取50.00 mL该水样，按上述方法测定水中溶氧量，消耗0.02 ml·L－1 Na2S2O3标准溶液15.00 mL。
（4）请写出步骤b中发生反应的离子方程式： MnO（OH）2＋2I－＋4H＋ Mn2＋＋I2＋3H2O 。
（5）该水样中的溶氧量（DO）为 48 mg·L－1（忽略体积变化）。
解析 （1）向CaCl2溶液中加入H2O2溶液并通入NH3，在碱性条件下生成CaO2·8H2O，该反应不涉及元素化合价的变化，为复分解反应，即反应的化学方程式为CaCl2＋H2O2＋2NH3＋8H2O CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl。（2）H2O2受热易分解，温度越高，H2O2的分解速率越大，H2O2的利用率越低。（3）因CaO2·8H2O表面附着NH4Cl，所以检验沉淀是否洗涤干净可检验最后一次洗涤液中是否有Cl－，其方法是取少量最后一次洗涤液于试管中，先加入稀HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液，若没有白色沉淀生成，则说明已经洗涤干净；反之则说明未洗涤干净。（4）步骤b中MnO（OH）2将I－氧化为I2，自身被还原为Mn2＋，结合溶液为酸性可得反应的离子方程式为MnO（OH）2＋2I－＋4H＋ Mn2＋＋I2＋3H2O。（5）根据三个步骤涉及反应的离子方程式可得关系式O2～2MnO（OH）2～2I2～4S2O32－，反应消耗Na2S2O3的物质的量为0.02 ml·L－1×15.00×10－3 L＝3×10－4 ml，则50.00 mL水样中O2的物质的量为3×10－4 ml×14＝7.5×10－5 ml，其DO为7.5×10－5ml×32 g·ml－1×103mg·g－10.05 L＝48 mg·L－1。
6.[锂离子电池电极材料的制备][全国Ⅰ高考]Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备。工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如右图所示。由图可知，当铁的浸出率为70％时，所采用的实验条件为 100 ℃、2 h，90 ℃、5 h 。
（2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl42－形式存在，写出相应反应的离子方程式 FeTiO3＋4H＋＋4Cl－ Fe2＋＋TiOCl42－＋2H2O 。
（3）TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：
分析40 ℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因 低于40 ℃，TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加；超过40 ℃，H2O2分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降 。
（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为＋4，其中过氧键的数目为 4 。
（5）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式 2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4 高温 2LiFePO4＋3CO2↑＋H2O↑ 。
解析 （1）由图像可以看出，当铁的浸出率为70％时，实验条件有两个：100 ℃、2 h，90 ℃、5 h。（2）FeTiO3为难溶物，书写离子方程式时不能拆写成离子形式。（4）锂元素在化合物中只有一种化合价（＋1），Ti为＋4价，化合物中各元素化合价代数和等于0，过氧键中氧显－1价，类似过氧化氢、过氧化钠。如果能求出－1价氧原子个数，就能求出过氧键数目，即过氧键数目等于－1价氧原子个数的一半。设Li2Ti5O15中－2价、－1价氧原子个数分别为x、y，有x＋y=152x＋y=22，解得x＝7，y＝8。所以，过氧键数目为82＝4。（5）FePO4中Fe为＋3价，FeLiPO4中Fe为＋2价，FePO4作氧化剂，则H2C2O4作还原剂，高温煅烧时应生成CO2，据此可写出反应的化学方程式。
7.[2022湖北]全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水（含有Na＋、Li＋、Cl－和少量Mg2＋、Ca2＋），并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。
25 ℃时相关物质的参数如下：
LiOH的溶解度：12.4 g/100 g H2O
回答下列问题：
（1）“沉淀1”为 Mg（OH）2、Ca（OH）2 。
（2）向“滤液1”中加入适量固体Li2CO3的目的是 除去Ca2＋，同时避免Li＋沉淀 。
（3）为提高Li2CO3的析出量和纯度，“操作A”依次为 浓缩（结晶） 、 趁热过滤 、洗涤。
（4）有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备Li2CO3。查阅资料后，发现文献对常温下的LiHCO3有不同的描述：①是白色固体；②尚未从溶液中分离出来。为探究LiHCO3的性质，将饱和LiCl溶液与饱和NaHCO3溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。上述现象说明，在该实验条件下LiHCO3 不稳定 （填“稳定”或“不稳定”），有关反应的离子方程式为 Li＋＋HCO3－ LiHCO3，2LiHCO3 Li2CO3＋CO2↑＋H2O 。
（5）他们结合（4）的探究结果，拟将原流程中向“滤液2”加入Na2CO3改为通入CO2。这一改动能否达到相同的效果，作出你的判断并给出理由 能，滤液2为碱性溶液，通入CO2可以生成碳酸盐或碳酸氢盐，从而与Li＋反应生成Li2CO3[或不能，溶液中c（OH－）过低，生成的CO32－无法将Li＋沉淀完全] 。
解析 （1）加入石灰乳后，形成Ca（OH）2的过饱和溶液，Mg2＋转化为Mg（OH）2沉淀，故“沉淀1”为Mg（OH）2、Ca（OH）2。（2）“沉淀2”经热解、水合得到Ca（OH）2，故“沉淀2”是CaCO3，则“滤液1”中含有Na＋、Li＋、Cl－、Ca2＋，故向“滤液1”中加入固体Li2CO3可除去Ca2＋，但同时应避免Li＋沉淀，故加入的固体Li2CO3应适量。（3）因为Li2CO3的溶解度随温度升高而降低，故为了提高Li2CO3的析出量和纯度，需要浓缩（结晶）、趁热过滤、洗涤。（4）题述现象说明，在该实验条件下LiHCO3不稳定；溶液变浑浊说明生成了LiHCO3，伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀，说明LiHCO3迅速分解生成了Li2CO3、H2O和CO2，有关反应的离子方程式为Li＋＋HCO3－ LiHCO3↓，2LiHCO3 Li2CO3＋CO2↑＋H2O。

1.下列关于钠及其化合物的说法正确的是（ A ）
①[2023浙江]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
②[2023浙江]金属钠导热性好，可用作传热介质
③[2023浙江]Na和乙醇反应可生成H2
④[2023辽宁改编]可用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
⑤[2022北京]加热NaHCO3固体，产生无色气体：2NaHCO3 △ Na2CO3＋H2O＋CO2↑
⑥[2022海南]小苏打的主要成分是Na2CO3
A.①②③⑤B.①③⑤⑥
C.②④⑤⑥D.①②③④
解析 石灰水与Na2CO3和NaHCO3都能反应生成白色沉淀CaCO3，无法鉴别，④错误；小苏打的主要成分是NaHCO3，⑥错误。
2.[焰色试验]在北京冬奥会闭幕式的最后环节，“天下一家”“五环”等造型烟花在鸟巢上空完美绽放。利用焰色，不仅可以制作烟花爆竹，还可以制作信号弹等。下列有关说法正确的是（ B ）
A.所有的金属及其化合物都有特征焰色
B.做焰色试验时可用洁净的铁丝或铂丝蘸取待测物质
C.焰色试验体现了某些金属元素的化学性质
D.用铂丝蘸取某溶液在酒精灯外焰上灼烧时，火焰呈黄色，说明该溶液中一定含钠盐
解析 铁丝、铂丝灼烧时没有特征焰色，故做焰色试验时可用洁净的铁丝或铂丝蘸取待测物质，A项错误，B项正确；焰色试验没有新物质生成，体现了某些金属元素的物理性质，C项错误；火焰呈黄色，说明该溶液中含有钠元素，可能是钠盐，也可能是氢氧化钠等，D项错误。
3.下列关于钠的实验现象的叙述不正确的是（ A ）
解析 切开钠，钠与空气中的O2反应生成Na2O，切面颜色变暗，但最后不会呈淡黄色，A项错误；把一小块钠投入CuSO4溶液中，钠先与水反应生成NaOH与H2，钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，NaOH与CuSO4反应生成Cu（OH）2蓝色沉淀，B项正确；把钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中，钠与水反应生成NaOH与H2，钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，反应后溶液变蓝，C项正确；钠的熔点低，加热熔化，然后剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体，D项正确。
4.如图所示，试管b中盛有水，气球a中装有干燥的Na2O2粉末，U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮绳紧紧地系在试管口。实验时将气球中的Na2O2粉末抖入试管b的水中，将发生的现象是（ C ）
A.U形管内浅红色的水褪色
B.试管b内溶液变红
C.气球a鼓起变大
D.U形管内的液面：c高于d
解析 U形管内浅红色的水不会褪色，A项错误；因为试管b中没有滴入酚酞溶液，故试管b内溶液不会变红，B项错误； Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2，O2使气球鼓起变大，C项正确；因为Na2O2与H2O反应放热，故U形管内的液面：c低于d，D项错误。
5.[侯氏制碱法]如图所示是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是（ C ）
A.a先通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰
B.b先通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰
C.a先通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
D.b先通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
解析 “侯氏制碱法”的主要反应原理是NaCl＋CO2＋NH3＋H2O NaHCO3↓＋NH4Cl，由于CO2在H2O中的溶解度较小，而NH3在H2O中的溶解度较大，为防止倒吸，a通入NH3，b通入CO2；为了得到最大量的NaHCO3，应向饱和食盐水中先通入NH3，再通入CO2，否则因CO2在H2O中溶解的量有限，即使通入的NH3很多，得到的NaHCO3也很少。实验中的尾气主要是CO2和NH3，其中NH3对环境影响较大，需要进行吸收处理，NH3是碱性气体，所以c中应盛装酸性物质。综合上述分析，C项正确。
6.[2024大连部分学校联考]下列关于Na2CO3与NaHCO3性质的叙述正确的是（ A ）
①“侯氏制碱法”誉满全球，其中 “碱”为NaHCO3
②发酵粉的主要成分是碳酸氢钠，能使烘焙的糕点疏松多孔
③向碳酸钠固体中加入少量水后，碳酸钠结块成晶体，并伴随放热
④NaHCO3粉末中混有Na2CO3杂质，可通过加热至恒重除去Na2CO3
⑤相同温度下在水中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3
A.②③⑤B.①③④
C.①③⑤D.②④⑤
解析 “侯氏制碱法”中的“碱”为Na2CO3，①错误；发酵粉的主要成分是碳酸氢钠，能使烘焙的糕点疏松多孔，②正确；向碳酸钠中加入少量水后，碳酸钠结块成晶体，并伴随放热，③正确；NaHCO3粉末中有Na2CO3杂质，应配成溶液，通入过量CO2，然后低温蒸干、结晶、干燥，④错误；相同温度下，在水中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，⑤正确；故选A。
7.[2024哈尔滨师范大学附属中学开学考]下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是（ C ）
A.将Na2O与Na2O2分别加入滴有酚酞的水中，二者现象相同
B.Na2O2与Na2O中阴、阳离子个数之比分别为1∶1和 1∶2
C.将Na2O2分别加入FeCl3和FeCl2溶液中最终所得沉淀颜色相同
D.等质量的Na2O与Na2O2投入等量且足量水中充分反应后所得溶液物质的量浓度相等
解析 Na2O与水反应生成氢氧化钠，可看到滴有酚酞的水变红，Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气，且Na2O2具有漂白性，可看到有气泡冒出，溶液先变红后褪色，二者现象不同，A错误；Na2O2中阴离子为O22－，所以Na2O2中阴、阳离子个数之比为1∶2，B错误；Na2O2与水反应生成NaOH，且Na2O2具有强氧化性，能将＋2价Fe氧化为＋3价Fe，因此将Na2O2分别加入FeCl3和FeCl2溶液中，最终都得到红褐色Fe（OH）3沉淀，C正确；Na2O2与水反应，溶液实际增加的是Na2O的质量，等物质的量的Na2O与Na2O2投入等量且足量水中充分反应后，两溶液增重相等，生成的NaOH的物质的量也相等，因而所得溶液物质的量浓度相等，由于等质量的Na2O与Na2O2的物质的量不相等，因而与水反应后所得溶液的物质的量浓度不相等，D错误。
8.[类比钠与水的反应][2024湖北襄阳一中月考]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（ C ）
A.钠的密度比液氨大
B.溶液的导电性增强
C.0.1 ml钠与液氨反应生成0.01 ml H2，Na共失去0.02 ml电子
D.钠和液氨可发生反应：2NH3＋2Na 2NaNH2＋H2↑
解析 钠能沉入液氨中，说明钠的密度比液氨大，A项正确；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，溶液中含有Na＋（NH3）x和e－（NH3）y，能导电，故溶液的导电性增强，B项正确；0.1 ml钠参加反应共失去0.1 ml电子，C项错误；反应中钠失去电子，化合价升高，根据氧化还原反应的规律知，只能是氢元素得到电子，所以钠和液氨可发生反应：2NH3＋2Na 2NaNH2＋H2↑，D项正确。
9.[2022天津]金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题：
（1）NaCl熔点为800.8 ℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na。电解反应方程式如下：
2NaCl（l）580℃电解CaCl2（l）2Na（l）＋Cl2（g）
加入CaCl2的目的是 作助熔剂，降低NaCl的熔点，降低能耗 。
（2）Na2O2的电子式为 Na＋[··O······O······]2－Na＋ 。
（3）采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2。空气与熔融金属Na反应前，需依次通过 c 、 a （填序号）。
a.浓硫酸b.饱和食盐水
c.NaOH溶液d.KMnO4溶液
（4）天然碱的主要成分为Na2CO3·NaHCO3·2H2O，1 ml Na2CO3·NaHCO3·2H2O经充分加热得到Na2CO3的质量为 159 g。
解析 （1）NaCl的熔点为800.8 ℃，加入CaCl2时电解温度为580 ℃，因此加入CaCl2的目的是降低NaCl熔点，从而降低能耗。（2）Na2O2为离子化合物，电子式为Na＋[··O······O······]2－Na＋。（3）空气中的水和二氧化碳能与Na2O2反应，所以与熔融金属Na反应前，需依次通过氢氧化钠溶液和浓硫酸除去二氧化碳和水。（4）根据钠元素守恒，1 ml Na2CO3·NaHCO3·2H2O经充分加热得到1.5 ml Na2CO3，其质量为106 g·ml－1×1.5 ml＝159 g。
10.Na2CO3和NaHCO3混合溶液具有控制酸碱平衡的作用。室温下，通过下列实验探究一定浓度的Na2CO3和NaHCO3混合溶液的性质。
实验1：向混合溶液中滴几滴酚酞溶液，溶液显红色；
实验2：向实验1所得溶液中滴加几滴稀盐酸，溶液红色变浅；
实验3：向混合溶液中通入过量的CO2，无明显现象；
实验4：向实验3所得溶液中滴加少量Ba（OH）2溶液，产生白色沉淀。
下列有关说法正确的是（ D ）
A.实验1中溶液显红色的主要原因是CO32－＋2H2O⇌H2CO3＋2OH－
B.实验2中溶液红色变浅的原因是HCO3－＋H＋⇌H2O＋CO2↑
C.实验3中无明显现象说明没有发生化学反应
D.实验4中产生白色沉淀的原因是2HCO3－＋Ba2＋＋2OH－ 2H2O＋CO32－＋BaCO3↓
解析 CO32－的水解能力比HCO3－强，实验1中溶液显红色的主要原因是CO32－的水解，CO32－是分步水解的，以第一步水解为主，CO32－＋H2O⇌HCO3－＋OH－，A项错误；实验2中滴加几滴稀盐酸，溶液红色变浅，碳酸钠更容易与酸反应，故主要原因是CO32－＋H＋ HCO3－，B项错误；实验3中无明显现象，但发生了化学反应CO2＋Na2CO3＋H2O 2NaHCO3，C项错误；实验4中产生白色沉淀，是氢氧化钡与碳酸氢钠反应生成了碳酸钡，Ba（OH）2少量，离子方程式为2HCO3－＋Ba2＋＋2OH－ 2H2O＋CO32－＋BaCO3↓，D项正确。
11.[锂及其化合物]过氧化锂（Li2O2）常用于制造热电偶、含氧化碲光学玻璃等，工业上通常采用如图所示的工艺流程获得Li2O2，下列有关说法错误的是（ A ）
A.实验室中可用锂条在纯O2中点燃的方式获取少量Li2O2
B.操作Ⅰ使用减压蒸馏提高H2O2溶液的浓度比常压蒸馏更合理
C.LiOH比Li2O2更易溶于乙醇
D.Li2O2比Na2O2性质稳定且摩尔质量更小，所以更适合应用在宇航密封舱内供氧
解析 锂在氧气中点燃生成氧化锂，而非Li2O2，A错误；H2O2性质不稳定，受热易分解，减压蒸馏可降低蒸馏温度，避免H2O2分解，B正确；根据该工艺流程中的过滤步骤可知，LiOH与H2O2反应得到Li2O2，在LiOH－乙醇饱和溶液中能过滤出过氧化锂，说明LiOH在乙醇中的溶解度比Li2O2的大，C正确；锂的相对原子质量小于钠的相对原子质量，故过氧化锂的摩尔质量比过氧化钠的摩尔质量小，由于锂离子半径小于钠离子半径，则Li2O2的离子键更强，性质更稳定，D正确。
12.[Na2CO3和NaHCO3的鉴别]某校化学课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图所示。
（1）方法Ⅰ中逐滴加入稀盐酸，写出发生反应的化学方程式。
①Na2CO3： Na2CO3＋HCl NaCl＋NaHCO3 、 NaHCO3＋HCl NaCl＋H2O＋CO2↑ 。
②NaHCO3： NaHCO3＋HCl NaCl＋H2O＋CO2↑ 。
③由此可知方法Ⅰ能（填“能”或“不能”）鉴别Na2CO3和NaHCO3。
（2）方法Ⅱ能鉴别Na2CO3和NaHCO3的现象是 盛NaHCO3的装置比盛Na2CO3的装置反应剧烈且反应后的气球更大 。
（3）方法Ⅲ、Ⅳ均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为 2NaHCO3 △ Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca（OH）2 CaCO3↓＋H2O ；与方法Ⅲ相比，方法Ⅳ的优点是C（填标号）。
A.Ⅳ比Ⅲ安全
B.Ⅳ比Ⅲ操作简便
C.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个实验，而Ⅲ不行
（4）若用方法Ⅳ验证Na2CO3和NaHCO3的稳定性，则试管B中装入的固体是 NaHCO3 （填化学式）。有的同学在连接盛Na2CO3的试管的导管口观察到开始加热时也有气泡产生，据此认为Na2CO3加热也分解。你认为此观点 错误 （填“正确”或“错误”），产生此现象的原因是 试管A中的空气受热膨胀逸出 。
（5）除了以上方法，请再写出一种鉴别二者的方法： 测量同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的pH，pH大的是Na2CO3 。
解析 （1）方法Ⅰ中Na2CO3与稀盐酸反应放出的气泡没有NaHCO3与稀盐酸反应放出的气泡剧烈，所以能鉴别二者。（2）方法Ⅱ利用等质量的NaHCO3、Na2CO3与足量稀盐酸反应时，NaHCO3与稀盐酸反应更剧烈且产生的气体更多进行鉴别。（3）方法Ⅲ、Ⅳ利用了NaHCO3受热易分解生成CO2，而Na2CO3受热不易分解的性质进行鉴别。方法Ⅳ的优点是用一套装置可同时做两个实验。（4）酒精灯直接加热试管A，则试管A中温度比试管B中温度高，因此试管B中盛放NaHCO3，且与试管B相连试管中的澄清石灰水变浑浊，而与试管A相连的试管中的澄清石灰水不变浑浊更能说明稳定性：Na2CO3＞NaHCO3。
13.[模块融合][2021湖北]金属Na溶解于液氨中形成氨合钠离子和氨合电子，向该溶液中加入穴醚类配体L，得到首个含碱金属阴离子的金黄色化合物[NaL]＋Na－。下列说法错误的是（ C ）
A.Na－的半径比F－的大
B.Na－的还原性比Na的强
C.Na－的第一电离能比H－的大
D.该事实说明Na也可表现出非金属性
解析 Na－核外有3个电子层、F－核外有2个电子层，故Na－的半径比F－的大，A项正确；Na－的半径比Na的大，Na－中原子核对最外层电子的引力小，易失电子，故Na－的还原性比Na的强，B项正确；Na－的第一电离能比H－的小，C项错误；该事实说明Na可以形成Na－，表现出非金属性，D项正确。
14.实验小组利用传感器探究Na2CO3和NaHCO3的性质。
【查阅资料】
溶液pH越小，OH－的浓度越小，溶液碱性越弱。
【实验过程】
【分析与解释】
（1）实验Ⅰ中，溶解时吸收热量的物质是 NaHCO3 （填化学式）。
（2）实验Ⅱ中，Na2CO3溶液和澄清石灰水反应的离子方程式为 CO32－＋Ca2＋ CaCO3↓ ，OH－未参与该反应的实验证据是 澄清石灰水中滴加Na2CO3溶液的pH变化曲线与滴加蒸馏水的pH变化曲线基本重合 。
（3）实验Ⅱ中，滴加NaHCO3溶液的烧杯中溶液pH的变化与滴加Na2CO3溶液的有明显差异，原因是滴加NaHCO3溶液的烧杯中 HCO3－、OH－ （填离子符号）参与了反应。
解析 （1）实验Ⅰ中，根据题图可知，NaHCO3固体溶解时，溶液的温度略有下降，为吸热过程，Na2CO3固体溶解时，溶液的温度升高，为放热过程。（2）Na2CO3溶液和澄清石灰水反应生成CaCO3沉淀和NaOH，反应的离子方程式为CO32－＋Ca2＋ CaCO3↓；实验Ⅱ中，根据题图可知，澄清石灰水中滴加Na2CO3溶液的pH变化曲线与滴加蒸馏水的pH变化曲线基本重合，说明OH－未参与反应。（3）实验Ⅱ中，滴加NaHCO3溶液的烧杯中溶液pH的变化与滴加Na2CO3溶液的有明显差异，说明溶液中OH－的浓度发生了明显的变化，这是因为NaHCO3溶液中的HCO3－能与澄清石灰水中的OH－发生反应生成CO32－和H2O。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解钠、钠的氧化物、碳酸钠、碳酸氢钠的主要性质。
2.了解钠、钠的氧化物、碳酸钠、碳酸氢钠在生产、生活中的应用。
3.结合实例认识钠及其化合物的多样性。
4.认识钠及其化合物的转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值
钠及其
氧化物
2023北京，T12；2023年1月浙江，T4；2023广东，T10；2022年6月浙江，T8；2021北京，T7；2021广东，T11、T15；2021辽宁，T9；2021海南，T7；2020年7月浙江，T9；2019全国Ⅱ，T11
1.宏观辨识与微观探析：能根据实验现象辨识物质及其反应；能运用化学方程式、离子方程式描述钠及其化合物的变化；能联系物质的组成和结构解释宏观现象；能根据典型实验现象说明钠及其化合物可能具有的性质，评估所作说明或预测的合理性。
2.证据推理与模型认知：能从生产、生活的实际问题中提取钠及其化合物的性质，了解钠及其化合物的用途，建立物质性质与用途之间的联系；能从类别通性、化合价升降趋势、原子结构的角度说明钠及其化合物的性质及物质的转化路径。
3.科学态度与社会责任：具有理论联系实际的观念，有将化学成果应用于生产、生活的意识。
4.科学探究与创新意识：能基于碳酸钠和碳酸氢钠的性质进行简单的分离、鉴别、制备等实验设计与操作
碳酸钠及
碳酸氢钠
2023辽宁，T4；2023北京，T3；2022全国乙，T7；2021年6月浙江，T12；2021河北，T14；2021北京，T12；2021湖南，T15；2021江苏，T11；2021全国甲，T10；2021全国乙，T9
碱金属
2023湖北，T2；2023海南，T4；2022湖北，T18；2021北京，T13
命题分析预测
1.选择题中常以一个选项的形式考查钠、过氧化钠的性质，碳酸钠或碳酸氢钠的鉴别及有关计算，体现高考命题的基础性。
2.2025年高考还可能以选择题的形式考查物质的结构与性质，如钠的活泼性、过氧化钠的结构与性质等，非选择题还可能结合实验进行考查，也可能结合侯氏制碱法，考查相关实验操作、碳酸钠含量计算等
制取
2NaCl（熔融） 电解 2Na＋Cl2↑
保存及
取用
保存：密封保存，通常保存在[12] 石蜡或煤油 中；
取用：用镊子夹取一小块钠，用滤纸把表面的煤油吸干，将钠放在玻璃片上，用小刀切下绿豆粒大小的一块，剩余的钠放回原瓶中
用途
①K－Na合金（液态）可用作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 熔融 4NaCl＋Ti
氧化钠（Na2O）
过氧化钠（Na2O2）
色、态
[13] 白色 固体
[14] 淡黄色 固体
阴阳离子个数比
[15] 1∶2
[16] 1∶2
氧元素的化合价
[17] －2
[18] －1
电子式
[19] Na＋[∶O····∶]2－Na＋
[20] Na＋[∶O····∶O····∶]2－Na＋
是否是碱性氧化物
[21] 是
[22] 否
用途
可用于制备烧碱
可作强氧化剂、漂白剂、供氧剂
氧化钠（Na2O）
过氧化钠（Na2O2）
与水反应
[23] Na2O＋H2O 2NaOH
[24] 2Na2O2＋2H2O 4NaOH＋O2↑
与二氧化
碳反应
[25] Na2O＋CO2 Na2CO3
[26] 2Na2O2＋2CO2 2Na2CO3＋O2
步骤
现象
将一小块金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入盛有CO2的集气瓶中。充分反应，放置冷却
产生大量白烟，集气瓶底部有黑色固体产生，瓶壁上有白色物质产生
在集气瓶中加入适量蒸馏水，振荡、过滤
滤纸上留下黑色固体，滤液为无色溶液
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱或苏打
小苏打
主要性质
色、态
白色粉末
白色细小晶体
水溶性
易溶于水（20 ℃，S＝21.5 g）
可溶于水（20 ℃，S＝9.6 g）
热稳定性
稳定，但晶体Na2CO3·10H2O
易风化
受热易分解，分解反应为[1] 2NaHCO3 △ Na2CO3＋H2O＋CO2↑
与H＋反应
[2] CO32－＋2H＋ CO2↑＋H2O （写离子方程式，下同）
[3] HCO3－＋H＋ CO2↑＋H2O
与Ca（OH）2
反应
[4] Ca2＋＋CO32－ CaCO3↓
Ca（OH）2少量时：[5] Ca2＋＋2OH－＋2HCO3－ CaCO3↓＋2H2O＋CO32－
Ca（OH）2足量时：[6] Ca2＋＋OH－＋HCO3－ CaCO3↓＋H2O
与极稀CaCl2
溶液反应
[7] Ca2＋＋CO32－ CaCO3↓
不反应
与Al2（SO4）3
反应
[8] 2Al3＋＋3CO32－＋3H2O 2Al（OH）3↓＋3CO2↑
[9] Al3＋＋3HCO3－ Al（OH）3↓＋3CO2↑
相互转化
Na2CO3NaHCO3
主要用途
用在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中
用于灭火器、治疗胃酸过多等
原溶液中的溶质
涉及离子方程式
图像特点：Oa＝ab
Na2CO3
Oa：CO32－＋H＋ HCO3－；
ab：HCO3－＋H＋ H2O＋CO2↑
图像特点：Oa＞ab
Na2CO3和NaOH
Oa：OH－＋H＋ H2O、CO32－＋H＋ HCO3－；
ab：HCO3－＋H＋ H2O＋CO2↑
图像特点：Oa＜ab
Na2CO3和NaHCO3
Oa：CO32－＋H＋ HCO3－；
ab：HCO3－＋H＋ H2O＋CO2↑
NaHCO3
HCO3－＋H＋ H2O＋CO2↑
选项
目的
操作
A
鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液
用小试管分别量取少量待测溶液，然后滴加澄清石灰水
B
测定NaHCO3和Na2CO3混合物中Na2CO3和NaHCO3的质量分数
将固体溶于水配制成溶液，分别以酚酞和甲基橙为指示剂，用标准盐酸进行滴定
C
验证溶解度：NaHCO3＜Na2CO3
常温下，取10 g的NaHCO3和Na2CO3分别溶于水，观察溶解情况
D
除去Na2CO3固体中的NaHCO3
加热至恒重
序号
混合物
除杂方法
①
Na2CO3（s）、NaHCO3（s）
加热法
②
NaHCO3（aq）、Na2CO3（aq）
通入足量CO2
③
Na2CO3（aq）、NaHCO3（aq）
滴加适量NaOH溶液
相似性
递变性（由Li到Cs）
原子结构
价电子排布式为ns1，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[1] 增大
元素性质
都具有较强的金属性，最高正价均为[2] ＋1
金属性逐渐[3] 增强 ，第一电离能逐渐[4] 减小 ，电负性逐渐[5] 减小
单
质
性
质
物理
性质
都呈银白色（除Cs略带金色光泽外），密度较小，熔点较低
密度逐渐增大（钠、钾反常），熔点逐渐降低
化学
性质
都具有较强的还原性
还原性逐渐[6] 增强 ；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂；与H2O反应的剧烈程度逐渐[7] 增强
金属元素
Na
K
Li
Ca
Ba
Cu
Sr
Rb
焰色
黄色
紫色（透过蓝色钴玻璃）
紫红色
砖红色
黄绿色
绿色
洋红色
紫色
温度/℃
30
35
40
45
50
TiO2·xH2O转化率/％
92
95
97
93
88
化合物
Ksp
Mg（OH）2
5.6×10－12
Ca（OH）2
5.5×10－6
CaCO3
2.8×10－9
Li2CO3
2.5×10－2
选项
实验操作
实验现象
A
切开一小块钠，观察切面颜色的变化
钠切面颜色变暗，最后呈淡黄色
B
把一小块钠投入CuSO4溶液中
钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，产生蓝色沉淀
C
把一小块钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中
钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，反应后溶液变蓝
D
把一小块钠迅速投入热坩埚中，继续加热坩埚片刻
钠熔成小球，然后剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体
编号
实验操作
实验数据
实验Ⅰ
测量下面实验过程中温度的变化
实验Ⅱ
测量下面实验过程中溶液pH的变化
注：Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的浓度相等