高三化学一轮复习精品学案1：钠及其化合物

第三章 金属及其化合物 第1讲 钠及其化合物

明考纲要求

理主干脉络

1.了解钠的主要性质及其应用

2.了解钠的重要化合物的主要性质及其应用 单质―→氧化物―→碱―→盐

考点一金属钠、焰色反应

『基础知识梳理』 1．钠的物理性质

颜色 熔点 硬度 密度 导电导热性 银白色

低

小

比水的小比煤油的大

良好

2．钠的化学性质

从原子结构认识钠的化学性质，

Na ――→Cl 2、O 2、H 2O 等

Na ＋

。

(1)与非金属单质(如O 2、Cl 2)的反应

与O 2

反应???

常温下：化学方程式为4Na ＋O 2

=====常温

2Na 2

O

点燃时：化学方程式为2Na ＋O 2

=====点燃

Na 2O

2

(2)与水的反应：

①化学方程式：2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑。 ②与滴加酚酞的水反应的现象与解释：

3．钠的制备与保存

(1)制备：电解熔融氯化钠，化学方程式为2NaCl=====电解

2Na ＋Cl 2↑。 (2)保存：密封存放，通常保存在煤油中。 4．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颜色的现象。属于元素的物理性质。

(2)操作步骤：

铂丝――→酒精灯灼烧无色――→蘸取 待测物――→酒精灯灼烧观察火焰颜色――→用盐酸洗涤铂丝――→酒精灯灼烧无色。 (3)常见元素焰色反应的颜色：

钠元素：黄色；钾元素：紫色(透过蓝色钴玻璃)。 『方法清单』

1．金属钠与盐(如CuSO 4)溶液反应的解题技巧

金属钠先与盐溶液中的水发生反应：2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑， NaOH 再与溶液中的溶质(如CuSO 4)发生复分解反应： 2NaOH ＋CuSO 4===Cu(OH)2↓＋Na 2SO 4。

反应的总化学方程式为2Na ＋2H 2O ＋CuSO 4===Cu(OH)2↓＋Na 2SO 4＋H 2↑。 2．金属钠与溶液反应时实验现象的分析方法

(1)共性：因为钠在上述反应中均属于剧烈的置换反应，故有共同的现象产生。①浮：钠浮在液面上；②熔：钠熔化成光亮的小球；③游：在液面上不停地游动直至反应完；④响：反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。

(2)差异性：与酸及能形成弱碱的金属盐溶液反应时，由于溶液中H ＋

浓度较大，反应比钠与水剧烈，最后钠可能在液面上发生燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH 3)等。

『应用体验』

1.将一小块钠投入含5 mL 饱和石灰水的试管里，不可能观察到的现象是( ) A ．钠熔成小球并在液面上游动 B ．有气体生成

C ．溶液底部有银白色物质生成

D ．溶液变浑浊

2．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________。 ①MgSO 4溶液 ②NaCl 溶液

③Na 2SO 4溶液 ④Ca(HCO 3)2溶液 ⑤CuSO 4溶液 ⑥饱和NaCl 溶液

考点二氧化钠与过氧化钠

『基础知识梳理』

物质氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2) 颜色状态白色固体淡黄色固体

类别碱性氧化物过氧化物

氧元素化合价－2 －1

化学键类型只有离子键有离子键和共价键

电子式

Na＋[]2－Na＋Na＋[]2－Na＋

与水反应Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

与CO2反应Na2O＋CO2===Na2CO32Na2O2＋2CO2===Na2CO3＋O2

与盐酸反应Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑

主要用途可制烧碱漂白剂、消毒剂、供氧剂

保存密封密封、远离易燃物

『方法清单』

一、Na2O2强氧化性的“五个表现”

1．Na2O2与SO2反应：Na2O2＋SO2===Na2SO4。

2．Na2O2与FeCl2溶液的反应：能将Fe2＋氧化成Fe3＋，得到Fe(OH)3沉淀。

3．Na2O2与氢硫酸的反应：能将H2S氧化成单质硫。

4．Na2O2与Na2SO3溶液的反应：能将SO2－3氧化成SO2－4。

5．Na2O2与品红溶液的反应：能使品红溶液褪色。

二、利用Na2O2与H2O、CO2反应的四个关系解答问题的策略

1．物质的量的关系

无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。

2．气体体积关系

若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2时，气体体积的减少量或原混合

气体体积的1

2

即为生成氧气的量。

3．转移电子关系

当Na 2O 2与CO 2、H 2O 反应时，每产生1 mol O 2，转移2 mol 电子。

如：2CO 2＋

4．固体质量关系

凡分子组成符合(CO)m ·(H 2)n 的物质，m g 该物质在O 2中完全燃烧，将其产物(CO 2和水蒸气)通过足量Na 2O 2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，即可满足上述条件。中学阶段常见的符合这一关系的物质有：

(1)无机物：H 2、CO 及H 2和CO 的混合气体；

(2)有机物：CH 3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH 3COOH(乙酸)、HCOOCH 3(甲酸甲酯)、(C 6H 12O 6

葡萄糖)等。

『应用体验』

1.在溶液中加入足量的Na 2O 2后仍能大量共存的离子组是( ) A ．Na ＋

、Fe 2＋

、Cl －

、SO 2－

4

B ．K ＋、AlO －2、Cl －、SO 2－

4

C ．Ca 2＋

、Mg 2＋

、NO －

3、HCO －

3

D ．Na ＋

、Cl －

、CO 2－

3、SO 2－

3

2．比较下列两组反应，回答下列问题。 一组：①Na 2O 2＋CO 2；②Na 2O 2＋SO 2

二组：③Na 2O 2＋FeCl 3(溶液)；④Na 2O 2＋FeCl 2(溶液) 问题：(1)写出①、②两反应的化学方程式。____________ (2)判断③、④反应中可能发生的现象，为什么？ (3)Na 2O 2在什么情况下表现强氧化性？

3.200℃时，11.6 g CO 2和水蒸气的混合气体与足量的Na 2O 2充分反应后固体质量增加了3.6 g ，则原混合气体的总物质的量是( )

A ．0.125 mol

B ．0.25 mol

C ．0.5 mol

D ．1 mol

4．[双选题](2011·上海高考)过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了28 g ，反应中有关物质的物理量正确的是(N A 表示阿伏加德罗常数)( )

二氧化碳 碳酸钠 转移的电子

A

1 mol

N A

B

22.4 L 1 mol

C 106 g 1 mol

D 106 g 2N A

『基础知识梳理』

碳酸钠(Na2CO3) 碳酸氢钠(NaHCO3) 俗名纯碱、苏打小苏打

色态白色粉末细小白色晶体

溶解性易溶于水，溶液呈碱性易溶于水(但比Na2CO3溶解度小)，溶液呈碱性

化学性质

热稳定性加热不分解不稳定，受热易分解

与H＋反应CO2－3＋2H＋===H2O＋CO2↑HCO－3＋H＋===H2O＋CO2↑与碱反应[Ca(OH)2]

与OH－不反应，但发生反应

Ca2＋＋CO2－3===CaCO3↓

Ca2＋＋OH－＋HCO－3===CaCO3↓＋

H2O(碱过量)

Ca2＋＋2OH－＋2HCO－3===CaCO3↓

＋CO2－3＋2H2O(碱不足)

与某些盐(如CaCl2) Ca2＋＋CO2－3===CaCO3↓不反应主要用途玻璃、造纸、制皂、洗涤发酵、医药、灭火器

相互转化Na

2CO3

①CO2＋H2O ②少量盐酸

①固加热②液NaOH NaHCO3

『方法清单』

一、碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法

(1)利用热稳定性不同。

(2)利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)。

(3)利用阴离子的不同。

(4)利用溶液的酸碱性不同。

二、碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较方法

(1)速率：相同条件下，NaHCO3与盐酸反应放出CO2的速率比Na2CO3与盐酸反应快。

(2)耗酸量：等质量的Na2CO3与NaHCO3前者耗酸多，等物质的量时前者耗酸多。

(3)CO2生成量比较：

①等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，产生CO2的量相等。

②等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，NaHCO3产生的CO2多。

③等物质的量的HCl与足量的Na2CO3、NaHCO3分别反应，NaHCO3产生的CO2多。

④一定量的NaHCO3受热分解产生的CO2与其受热分解后的残留物与过量盐酸反应产生的CO2相等(碳元素守恒)。

『应用体验』

1.不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是( )

A．分别加热这两种固体物质，并将生成的气体通入澄清的石灰水中

B．分别在这两种物质的溶液中加入CaCl2溶液

C．分别在这两种固体中加入同浓度的稀盐酸

D．分别在这两种物质的溶液中加入少量澄清的石灰水

2．可以用来判定碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是( )

A．加热时有无色气体放出

B．滴加盐酸时有气泡产生

C．溶于水后，滴加稀的氯化钡溶液有白色沉淀生成

D．溶于水后，滴加澄清石灰水有白色沉淀生成

3.有关NaHCO3和Na2CO3的性质，以下叙述错误的是( )

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．将石灰水加入NaHCO3溶液中不产生沉淀，加入Na2CO3溶液中产生白色沉淀

D．同物质的量浓度的两种溶液，Na2CO3溶液的pH大于NaHCO3溶液的pH

4．①纯净碳酸钠a mol；②碳酸钠与碳酸氢钠的混合物共a mol。两者相比，下列叙述正确的是( )

A．分别与足量盐酸完全反应时，混合物的耗酸量多

B．分别和足量盐酸完全反应时，纯净碳酸钠产生二氧化碳多

C．分别溶于水，再加入足量澄清石灰水，混合物得到的沉淀量多

D．分别配成等体积溶液，纯净碳酸钠的溶液中Na＋的物质的量浓度大

热点题型数形结合解答碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的图像题『方法点拨』

碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像

(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系如图1所示：

图像特点：Oa段、ab段消耗盐酸的体积相等。

反应原理：Oa段CO2－3＋H＋===HCO－3，

ab段HCO－3＋H＋===H2O＋CO2↑。

(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系如图2所示：

图像特点：从O点开始即产生CO2气体。

反应原理：HCO－3＋H＋===H2O＋CO2↑。

(3)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的体积关系如图3所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略)。

图像特点：Oa段消耗HCl的量小于ab段消耗HCl的量。

反应原理：Oa段CO2－3＋H＋===HCO－3，

ab段HCO－3＋H＋===H2O＋CO2↑。

(4)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的体积关系如图4所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)；

图像特点：Oa段消耗HCl的量大于ab段消耗HCl的量。

反应原理：Oa段H＋＋OH－===H2O，

CO2－3＋H＋===HCO－3；ab段HCO－3＋H＋===H2O＋CO2↑。

『应用体验』

1．(2010·上海高考)将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( )

2．向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体，再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图(忽略CO2的溶解和HCl的挥发)：

则下列分析都正确的组合是( )

①Ⅰ图对应溶液中的溶质为NaHCO3

②Ⅱ图对应溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3，且二者的物质的量之比为1∶1

③Ⅲ图对应溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3，且二者的物质的量之比为1∶1

④Ⅳ图对应溶液中的溶质为Na2CO3

A．①②B．①③

C．②④ D．②③

——★参考答案★——

考点一金属钠、焰色反应

『应用体验』 [答案专区]

1.『解析』将一小块钠投入到饱和石灰水中，钠与水剧烈反应，首先观察到钠与水反应的一系列现象，随着反应的进行，水被消耗，溶液的温度升高，由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，所以溶液中的Ca(OH)2有部分析出，观察到溶液变浑浊。 『答案』C

2.『解析』2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑，①中Mg 2＋＋2OH －===Mg(OH)2↓；④中Ca 2＋＋HCO －

3＋OH －

===CaCO 3↓＋H 2O ；⑤中生成的是蓝色的Cu(OH)2沉淀，不合题意要求；⑥中水减少，有NaCl 析出。 『答案』①④⑥

考点二 氧化钠与过氧化钠

『应用体验』 [答案专区]

1.『解析』Na 2O 2具有强氧化性，能将Fe 2＋

氧化成Fe

3

＋

，能将SO 2－

3氧化成SO 2－

4，A 、D 两项不能共存；Na 2O 2

与水反应生成NaOH ，C 项中的Mg 2＋

，HCO －

3与OH －

不能大量共存。 『答案』B

3.『解析』根据质量守恒定律可知，

生成O 2的质量为11.6 g －3.6 g ＝8 g ，

n (O 2)＝

8 g

32 g·mol

－1＝0.25 mol ，

根据Na 2O 2与H 2O 、CO 2反应的物质的量的关系可知CO 2和H 2O(g)的物质的量之和为0.25 mol×2＝0.5 mol 。 『答案』C

2.『答案』(1)①2Na 2O 2＋2CO 2===2Na 2CO 3＋O 2 ②Na 2O 2＋SO 2===Na 2SO 4

(2)③、④反应均会有红褐色沉淀生成并有气体放出，④中气体明显少于③中气体，因为③中Na 2O 2与水反应2Na 2O 2＋2H 2O===4NaOH ＋O 2↑，NaOH 与FeCl 3反应生成红褐色Fe(OH)3沉淀。④中Na 2O 2与FeCl 2发生氧化还原反应

2Na 2O 2＋2FeCl 2＋

3H 2O===2Fe(OH)3↓＋4NaCl ＋1

2

O 2↑。

(3)Na 2O 2与水反应发生自身氧化还原反应放出O 2，在遇到有还原性物质时会表现出强氧化性。

4.『解析』根据反应2Na 2O 2＋2CO 2===2Na 2CO 3＋O 2，若反应中固体增重28 g ，则有1 mol CO 2参加反应，同时生成 1 mol Na 2CO 3，转移的电子数为N A ，A 、C 项正确，D 项错误。常温常压下1 mol CO 2的体积大于22.4 L ，B 项错误。 『答案』AC

考点三碳酸钠与碳酸氢钠『应用体验』

[答案专区]

1.『解析』A中能产生气体且能使澄清石灰水变浑浊的是NaHCO3；B中有白色沉淀生成的是Na2CO3；C中反应剧烈的是NaHCO3；D中两者均可与Ca(OH)2反应产生白色沉淀，故不能鉴别。

『答案』D 3.『解析』摩尔质量NaHCO3小于Na2CO3，等质量的NaHCO3、Na2CO3，n(NaHCO3)>n(Na2CO3)，即产生CO2的体积在相同条件下NaHCO3的大；物质的量相等的NaHCO3、Na2CO3与盐酸反应，消耗同浓度盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍；NaHCO3溶液中HCO－3与OH－反应生成CO2－3，CO2－3与Ca2＋结合生成CaCO3沉淀；相同条件下Na2CO3溶液比NaHCO3溶液的pH 大。

『答案』C

2.『解析』NaHCO3受热分解产生CO2，不能证明混有Na2CO3；NaHCO3、Na2CO3均与

盐酸反应产生CO2气体；Na2CO3与BaCl2反应产生白色沉淀，而NaHCO3不与BaCl2反应，没有明显现象；Na2CO3、NaHCO3溶于水后，滴加澄清石灰水均有白色沉淀产生，综上分析只有C正确。

『答案』C 4.『解析』两者与足量盐酸反应时，前者耗酸量多，产生二氧化碳的量一样多，故A、B项错误；与足量澄清石灰水反应时得到的沉淀一样多，C错误。『答案』D

热点题型数形结合解答碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的图像题

『应用体验』

1．

『解析』选C 盐酸先与NaOH反应，NaOH为0.01 mol，中和NaOH需要盐酸0.1 L；

0.01 mol Na2CO3→NaHCO3→CO2，第一步需HCl 0.01 mol(即0.1 L)，第二步需HCl 0.01 mol(即0.1 L)；由上可知，加盐酸0.2 L时开始有气体产生，到0.3 L时气体达到最大值且不再变化，故C项正确。

2．

『解析』选A 图像Ⅰ中从O点即开始产生CO2气体，对应溶液中的溶质为NaHCO3，①

正确；图像Ⅱ中Oa 段消耗HCl 的量小于ab 段消耗HCl 的量，对应的溶液中的溶质为Na 2CO 3和NaHCO 3，且二者的物质的量之比

n Na 2CO 3n NaHCO 3＝13－1×2＝1

1

，②正确；图像Ⅲ中，Oa 段消

耗HCl 的量等于ab 段消耗HCl 的量，对应溶液中的溶质为Na 2CO 3，③不正确；图像Ⅳ中，

Oa 段消耗HCl 的量大于ab 段消耗HCl 的量，对应溶液中的溶质为Na 2CO 3、NaOH ，且二者的

物质的量之比：

n Na 2CO 3n NaOH ＝13－1×2＝11

，④不正确。