高考化学一轮复习学案(鲁科版)： 第1章 认识化学科学 第1节 钠及其化合物学案 鲁科版

第1节 钠及其化合物

[考纲知识整合]

1．钠的物理性质

(1)软——质软，硬度小。

(2)亮——银白色，有金属光泽。

(3)轻——ρ(H 2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)。

(4)低——熔点低，低于100 ℃。

(5)导——可导电、导热。

2．钠的化学性质(写出化学方程式)

(1)与非金属反应????? O 2??? 常温：4Na ＋O 2===2Na 2O 点燃：2Na ＋O 2=====点燃Na 2O

2 Cl 2：2Na ＋Cl 2=====点燃2NaCl

(2)与H 2O 反应：2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑。

实验探究：Na 与H 2O(

含酚酞)反应的现象及解释

(3)与乙醇反应：2Na ＋2C 2H 5OH ―→2C 2H 5ONa ＋H 2↑。

(4)与酸(HCl)反应：2Na ＋2HCl===2NaCl ＋H 2↑。

(5)与盐(CuSO 4)溶液反应：2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑，CuSO 4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na 2SO 4。

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)用途：制Na2O2，Na-K合金可用于原子反应堆的导热剂，制高压钠灯，冶炼某些金属

熔融4NaCl＋Ti(g)。

如4Na＋TiCl4=====

1．下列说法正确的有________(填序号)。

①(全国Ⅱ卷)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

②(全国Ⅱ卷)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

③(全国Ⅱ卷)比较水与乙醇中氢的活泼性的方法是：分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中

④(浙江高考)钾、钠、镁等活泼金属着火时，不能用泡沫灭火器灭火

⑤(全国Ⅱ卷)钠在空气中燃烧可生成多种氧化物，23 g钠充分燃烧时转移电子数为N A

⑥23 g钠与足量H2O反应完全后可生成N A个H2分子

⑦将钠投入水中，产生气体，其化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

⑧钠与CuSO4溶液反应的离子方程式：2Na＋Cu2＋===Cu＋2Na＋

【答案】②③④⑤⑦

2．(合肥质检)将金属钠放入盛有某溶液的小烧杯中，有气体产生，恢复至原温度有白色沉淀。该溶液可能是 ( )

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Na2CO3溶液

A．①④⑤⑥B．③④⑤⑥

C．②④⑤⑥D．①③④⑥

D[2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；②中NaOH与Na2SO4不反应，得不到沉淀；③中反应消耗水，析出Ca(OH)2沉淀；④中Ca2＋＋HCO－3＋OH－===CaCO3↓＋H2O；⑤生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意；⑥水减少，有碳酸钠晶体析出。] 3．金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。该反应的演示方法分别如图甲、乙所示：

甲乙

(1)现按图甲所示的方法，在室温时，向盛有饱和NaOH溶液的水槽中，加入一小块金属

钠。下列有关描述正确的是________(填字母，下同)。

a．钠浮在液面上，并四处游动，最后消失

b．钠熔化成一个光亮的小球

c．恢复到室温时，NaOH溶液的浓度增大

d．恢复到室温时，溶液中Na＋数目减少

(2)按图乙所示方法来收集产生的气体并检验，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，在相同条件下体积的关系是________。

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】(1)金属钠投入饱和NaOH溶液中，Na与H2O反应，生成气体和NaOH，H2O减少，NaOH晶体析出，但温度不变，饱和NaOH浓度不变。

(2)铝箔成分为Al，Al与NaOH溶液反应也生成H2。

【答案】(1)abd (2)b

4．下列关于钠的实验现象的叙述中，不正确的是( )

考点2| 钠的氧化物和新型钠的化合物

[考纲知识整合]

1．氧化钠和过氧化钠

222

(1)将水滴入盛有Na2O2的试管中，现象是有气体生成，向反应后的溶液中加入酚酞试液，现象是溶液变红，后又退色。

(2)检验生成的气体是O2的方法是将带火星的木条放在试管口，若木条复燃，证明有O2。

3．新型钠的化合物

NaH、NaAlH4、NaBH4中氢元素均为－1价，都具有强还原性，遇水均生成H2。

1．下列说法正确的有________(填序号)。

①(北京高考)二氧化碳使Na2O2固体变白，二氧化碳被还原

②(江苏高考)Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂

③(全国Ⅱ卷)CO2通过Na2O2粉末后固体物质增重

④(山东高考)Na2O2与水反应是水作还原剂的氧化还原反应

⑤(江苏高考)在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1 mol氧气，转移电子的数目为0.4N A

⑥(江苏高考)Na2O2溶于水产生O2的离子方程式为Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑

⑦(北京高考)Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物，其反应为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

⑧Na2O2粉末投入含酚酞的水中，水中先变红后退色说明Na2O2具有漂白性

【答案】②③⑧

2．(郑州高三调研)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，会产生气体且溶液变浑浊

B[A项，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。] 3．比较下列四组反应，回答下列问题：

一组：①Na2O2＋CO2

②Na2O2＋SO2

二组：③Na2O2＋FeCl3(溶液)

④Na2O2＋FeCl2(溶液)

三组：⑤SO2通入品红溶液中，加热

⑥Na2O2加入到品红溶液中，加热

四组：⑦NaOH溶液滴入紫色石蕊试液中

⑧Na2O2固体加入到紫色石蕊试液中

(1)写出①反应的化学方程式：__________________________________

____________________________________________________________，

有同学类比①的反应写出②的反应方程式为2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2，你认为是否合理？________(填“合理”或“不合理”)。

(2)比较分析③④反应中可能发生的现象，相同点：

____________________________________________________________

____________________________________________________________，

差异：________________________________________________________。

(3)预测⑤可能的现象：__________________________________________，

⑥可能的现象：________________________________________________。

(4)判断⑦⑧反应中可能发生的现象：

⑦____________________________________________________________；

⑧____________________________________________________________。

【解析】(1)Na2O2具有强氧化性，与SO2发生反应：Na2O2＋SO2===Na2SO4。(2)③中FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3，Fe(OH)3是不溶性的红褐色沉淀；④中Fe2＋具有强还原性，易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3，Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有O2产生。 (3)SO2的漂白性是由于它能与某些有色物质生成易分解的无色物质，Na2O2的漂白性是因其具有强氧化性。

(4)Na2O2与H2O反应生成NaOH，呈碱性，同时Na2O2又有漂白性。

【答案】(1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2不合理

(2)均会有红褐色沉淀生成并有气体逸出④中气体明显少于③中气体

(3)溶液红色退去，加热后又恢复红色溶液红色退去，加热后不能恢复红色

(4)溶液变蓝溶液先变蓝后退色

4．如图是Na2O2和CO2定性、定量实验的装置示意图。

注射器1中抽取了100 mL CO2，U形管中装有适量小玻璃珠和约1.5 g Na2O2粉末。实验开始时，打开止水夹K1、K2、K4，关闭止水夹K3，推动注射器1活塞，缓缓将CO2压至U形管中，注射器2活塞缓缓向外移动。回答下列问题：(本题不考虑注射器内壁的摩擦阻力)

(1)U形管内的玻璃珠并不参与反应，其所起的作用除防止过氧化钠粉末被吹走外，另一个重要作用是_______________________________________

____________________________________________________________。

(2)U形管中可观察到的反应现象是_____________________________

____________________________________________________________。

(3)注射器1活塞推到底后，注射器2中收集到的气体大于50 mL，其原因除可能仍还含CO2外，还有一个重要原因是__________________________。

(4)为了使剩余气体中二氧化碳能反应完，接下来的操作是

____________________________________________________________。

(5)要证明反应产物之一为氧气，最为方便的实验方法是

____________________________________________________________。

【解析】(1)玻璃珠还可起到增大Na2O2与CO2接触面积，使之反应完全的作用。(2)U 形管中Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，故U形管内淡黄色粉末渐渐变白。(3)由2Na2O2＋

2CO 2===2Na 2CO 3＋O 2可知100 mL CO 2理论上应产生50 mL O 2，收集到的气体大于50 mL ，除部分CO 2没反应外，还可能是反应放热，气体受热膨胀。(4)为了让CO 2反应完，可把注射器2中的气体再推入U 形管中，反复数次。(5)可利用O 2支持燃烧，能使带火星的木条复燃。

【答案】 (1)增大过氧化钠和二氧化碳的接触面积，使反应完全

(2)淡黄色粉末渐渐变白

(3)该反应为放热反应，反应后气体温度升高，体积变大

(4)将注射器2中气体再推入U 形管中，反复数次

(5)打开橡胶塞，立即将带火星的木条伸入U 形管中，木条复燃

[题后归纳] Na 2O 2的强氧化性表现

(1)Na 2O 2与SO 2的反应：Na 2O 2＋SO 2===Na 2SO 4。

(2)Na 2O 2与FeCl 2溶液的反应：能将Fe 2＋氧化成Fe 3＋

，得到Fe(OH)3沉淀。

(3)Na 2O 2与氢硫酸的反应：能将H 2S 氧化成单质硫。

(4)Na 2O 2与Na 2SO 3溶液的反应：能将SO 2－3氧化成SO 2－4。

(5)Na 2O 2与品红溶液的反应：能使品红溶液退色。因此Na 2O 2可作漂白剂。

5．(大连高三测试)过氧化钠和氢化钠(NaH)，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 ＋H 2O===NaOH ＋H 2↑，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(TiCl 4)还原成金属钛，该反应的化学方程式为____________________________________________________________

____________________________________________________________。

【解析】 (1)氢化钠(NaH)中钠元素化合价为＋1，化合物中元素化合价代数和为0，则氢元素的化合价为－1。

(2)NaH 能与水剧烈反应：NaH ＋H 2O===NaOH ＋H 2↑，NaH 中氢元素化合价由－1变为0，作还原剂，H 2O 中氢元素化合价由＋1变为0，作氧化剂，该反应中的氧化剂是H 2O ，氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1。

(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl 4)还原成金属钛，氢元素化合价升高为＋1或0，钛元素化合价由＋4变为0，据此可写出化学方程式。

【答案】 (1)－1 (2)H 2O 1∶1 (3)2NaH ＋TiCl 4=====高温Ti ＋2NaCl ＋2HCl↑(或4NaH ＋

TiCl 4=====高温Ti ＋4NaCl ＋2H 2↑)

6．硼氢化钠(NaBH 4)在有机合成中被称为“万能还原剂”，它的特点是性能稳定，还原时有选择性。采用NaBO 2、SiO 2、Na 、H 2为原料制备NaBH 4的流程如图所示。

已知：NaBH 4常温下能与水反应，可溶于异丙胺(沸点：33 ℃)。

(1)NaBH 4中含有的化学键类型为________。

(2)钠通常保存在________中；钠与氧气反应生成的两种氧化物分别为________、________。

(3)制取NaBH 4的化学方程式为_________________________________

____________________________________________________________；

在该反应加料之前，需要将反应容器加热至100 ℃以上并通入氩气，通入氩气的目的是__________________。

(4)物质X 的化学式为________；以上流程中可以循环使用的物质是______________________________。

【解析】 (1)NaBH 4由Na ＋和BH －4以离子键组成，BH －

4中B 、H 原子间存在共价键。(2)钠通常保存在煤油或石蜡油中。钠和O 2在常温下生成Na 2O ，点燃条件下生成Na 2O 2。(3)反应物为NaBO 2、SiO 2、Na 、H 2，由流程图可知生成NaBH 4和Na 2SiO 3，根据原子守恒和电子守恒配平化学方程式。通入惰性气体氩气，排出反应器中的水蒸气和空气，一是因为空气中有O 2，遇H 2加热危险，二是生成的NaBH 4能与H 2O 反应(题给信息)。(4)由题给信息可知NaBH 4能溶于异丙胺，而Na 2SiO 3不溶，故过滤后得到物质X 为Na 2SiO 3。NaBH 4溶于异丙胺中，其中异丙胺的沸点较低(33 ℃)，故通过蒸馏得到异丙胺(Y)和NaBH 4固体，所以异丙胺能循环使用。

【答案】 (1)离子键、共价键

(2)煤油(或石蜡油) Na 2O Na 2O 2(或氧化钠 过氧化钠)

(3)NaBO 2＋2SiO 2＋4Na ＋2H 2=====△NaBH 4＋2Na 2SiO 3 排出反应器中的水蒸气和空气

(4)Na 2SiO 3 异丙胺

考点3| 碱金属与焰色反应

[考纲知识整合]

1．碱金属的相似性与递变性

(1)相似性与递变性

①与O 2等非金属反应

写出Li 、Na 与O 2在点燃的条件下发生反应的化学方程式：4Li ＋O 2=====点燃2Li 2O 、2Na ＋

O 2=====点燃Na 2O 2。

K 、Rb 、Cs 与O 2反应生成比过氧化物结构更复杂的物质。

②与H 2O 的反应

碱金属单质与水均能发生反应，生成氢氧化物和H 2。反应的化学方程式可表示为(用M 代表碱金属)2M ＋2H 2O===2MOH ＋H 2↑，但从Li→Cs 反应的剧烈程度逐渐增强。

③与H 2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。

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。

(2)常见元素的焰色

钠元素：黄色；钾元素：浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。

(3)操作步骤

铂丝――→酒精灯灼烧火焰无色―→蘸取待测物――→酒精灯灼烧

观察火焰颜色 注意：洗涤铂丝用盐酸溶液洗涤，然后在火焰上灼烧，火焰为无色，说明铂丝洗净。

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 ．碱金属单质的金属性很强，均易与Cl 2、O 2、N 2等发生反应

C ．Cs 2CO 3加热时不能分解为CO 2和Cs 2O

D ．无水硫酸铯的化学式为Cs 2SO 4，它不易溶于水

C [钾的密度小于钠的密度，这是碱金属单质密度依次增大的一个例外；碱金属中除锂外，均不与N 2直接反应；Cs 2CO 3加热不分解；Cs 与Na 同为碱金属元素，性质相似，由Na 2SO 4

易溶于水，可得出Cs2SO4也易溶于水。]

2．金属活动性顺序表中K在Na的前面，K与Na在性质上具有很大的相似性。下面是根据Na的性质对K的性质的预测，其中不正确的是 ( )

A．K在空气中可以被空气中的氧气氧化

B．K可以与乙醇发生反应生成氢气

C．K与水的反应不如钠与水的反应剧烈

D．K也可放在煤油中保存

C[K比Na活泼，K在空气中可以被O2氧化，A正确；Na与乙醇反应放出H2，K也能与乙醇反应放出H2，B正确；K与水的反应比Na与水的反应剧烈，C错误；Na、K均可放在煤油中保存，D正确。]

3．下列说法正确的是________(填序号)。

①(天津高考)灼烧白色粉末，火焰成黄色，证明原粉末中有Na＋无K＋

②(江苏高考)用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，该溶液一定是钠盐溶液

③所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色

④非金属单质燃烧时火焰均为无色

⑤焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察

⑥NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同

⑦铂丝可以用盐酸洗涤而不能用稀H2SO4洗涤

⑧没有铂丝时，也可用光洁的铁丝或铜丝代替

【答案】⑥⑦