1、1专题 06 钠及其化合物【复习目标】1了解金属钠的物理性质，了解钠的化学性质及其应用。2.从原子的核外电子排布，理解碱金属族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。3.了解 Na2CO3和 NaHCO3的性质、转化及制法。4.以 Na2O2为例，了解过氧化物的性质。【考情分析】钠及其重要化合物与日常生活、工农业生产、科学技术等方面也有较多联系，如钠是人体维持体液平衡必不可少的元素；贵重金属的冶炼；从纯碱联系侯氏制碱法；苏打、小苏打、食盐和 Na2O2在日常生活中的应用等都是今后高考联系实际命题的好素材。高考题多以钠及其重要化合物知识为载体并结合其他元素及化合物知识，对化学基本概念、基本理论和考
2、生的能力进行考查，常见题型有选择题、实验题、化学工艺流程题，常常会涉及到简答和混合物的计算等。【考点过关】考点一 金属钠原子结构 钠原子最外层只有1个电子，极易失去最外层1个电子，形成8电子稳定结构的钠离子质软，硬度小银白色，有金属光泽 (H2O) (Na) (煤油)熔点低，低于100 物理性质可导电、导热钠的质地柔软，可以用小刀切割；钠通常保存在煤油或石蜡油中；钠用剩后要放回盛钠的试剂瓶空气中缓慢氧化生成氧化钠4Na+O2=2Na2O（白色固体）与O 2反应空气中加热或点燃生成过氧化钠2Na+O2 Na2O2（淡黄色粉末）与Cl 2反应2NaCl 2 2NaCl= = = = = 与S反应2
3、NaS Na2S= = = = = 化学性质钠浮在水面上，立刻熔成一个闪亮的小球，在水面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，最后完全消失，滴入酚酞试液溶液由无色变为红色22Na+2H2O=2NaOH+H2钠与酸溶液（非氧化性酸）反应时，首先发生钠与酸的置换反应，然后发生钠与水的置换反应2Na2H =2Na H 2与H 2O反应钠与盐溶液反应时，首先发生钠与水的反应，生成NaOH和H 2；然后发生NaOH溶液与盐溶液的反应。如钠与硫酸铜溶液的反应:2Na2H 2O=2Na 2OH H 22Na2H 2OCu 2 =2Na Cu(OH) 2H 2保存 钠很容易跟空气中的氧气和水起反应，因此在实验室中，
4、通常将钠保存在煤油里，由于 (Na) (煤油)，钠沉在煤油下面，将钠与氧气和水隔绝。大量的金属钠则存在铁筒中用石蜡密封用途 钠是一种强还原剂，工业上用它还原金属钛、锆、铌等；另外钠和钾的合金在常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂；钠也可用于制高压钠灯其他钠、钾失火可用沙土、抹布扑灭或盖灭。不能用水灭火，因为它们与水反应剧烈，且产生易燃气体H 2，易导致爆炸发生；也不能用CO 2灭火，因为Na、K有还原性，能夺去CO 2中的氧继续燃烧【考点演练】下列说法正确的是 。金属钠着火，可用水扑灭钠是最活泼的金属用瓷坩埚灼烧 Na、Na 2O、NaOH 等电解饱和食盐水可以制得金属钠钠投入硫酸铜溶液中，先与
5、水反应，不能置换出铜将一小块钠放在石棉网上，用酒精灯加热后，剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成氧化钠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 NA23 g 钠与足量 H2O 反应完全后可生成 NA个 H2分子将钠投入水中，产生气体，其化学方程式为 2Na2H 2O=2NaOHH 23答案：考点二 氧化钠与过氧化钠比较内容 Na2O Na2O2颜色、状态 白色固体 淡黄色固体氧的化合价 2 价 1 价（过氧离子 O22）电子式稳定性 较不稳定 较稳定生成条件 通过钠的常温氧化生成 通过钠的燃烧生成物质类别
6、碱性氧化物 过氧化物（不是碱性氧化物）与水反应 Na2O + H2O=2NaOH 2Na2O2 + 2H2O=4NaOH + O2与 CO2反应 Na2O + CO2=Na2CO3 2Na2O2 + 2CO2=2Na2CO3 + O2与盐酸反应Na2O + 2HCl=2NaCl + H2O 2Na2O2 + 4HCl=4NaCl + 2H2O + O2用途 用于少量 Na2O2制取 强氧化剂、漂白剂、供氧剂保存 密封保存 密封保存【考点演练】下列说法正确的是 。过氧化钠与水反应时，生成 0.1 mol O2转移的电子数为 0.2NANa 2O2与 CO2反应时，Na 2O2是氧化剂，CO 2是
7、还原剂在含有 Fe2 、Fe 3 、Al 3 、NH 的溶液中加入足量的 Na2O2固体，再加入过量的稀盐酸，完全反应后， 44离子数目几乎没有改变的是 Fe3向 CuSO4溶液中加入 Na2O2的离子方程式为 2Na2O22Cu 2 2H 2O=4Na 2Cu(OH) 2O 2过氧化钠的电子式：1 mol Na 2O2固体中含离子总数为 4NACO 2通过 Na2O2粉末后固体质量增重Na 2O、Na 2O2均能与盐酸反应，生成 NaCl，二者都是碱性氧化物 Na 2O2在空气中易变质，需要密封保存，Na 2O 性质稳定，不必密封保存将 Na2O2放入氢氧化钠溶液中，不发生反应，无明显现象
8、答案：考点三 碳酸钠与碳酸氢钠化学式 Na2CO3 Na2CO310H2O NaHCO3俗名 纯碱、苏打 小苏打溶解性 易溶于水 易溶于水（溶解度较 Na2CO3小）色态 白色粉末 无色晶体 细小白色晶体热稳定性 稳定 易失水、风化 受热易分解 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2H+ CO32 +2H+=CO2+H 2O 较快，分步进行HCO3 +H+=CO2+H 2O 剧烈5NaOH 不反应 HCO3 +OH=CO32 +H2O石灰水CO32 +Ca2+=CaCO3 石灰水足量：HCO3 +Ca2+OH =CaCO3+H 2O石灰水不足：2HCO3 +Ca2+2OH=CaCO3+2
9、H 2O+CO32BaCl2 CO32 +Ba2+=BaCO3 不反应（若再加 NaOH，则有沉淀）CO2 NaCO3+CO2+H2O=2NaHCO3 不反应用途 用于玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业，洗涤发酵剂、灭火器，医疗上用于治胃酸过多转化【考点演练】下列说法正确的是 。用澄清石灰水鉴别 Na2CO3和 NaHCO3溶液装置 用于干燥 NaHCO3将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠混合溶液，立即产生气泡用热的烧碱溶液洗去油污，是因为 Na2CO3可直接与油污反应1L 0.1molL 1 的 NaHCO3溶液中 HCO3 和 CO32 离子数之和为 0.1NA碳酸氢钠受热分解实验装置如下：NaHCO
10、 3溶液中加足量 Ba(OH)2溶液的离子方程式：HCO Ba 2 OH =BaCO3H 2O 3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体积小向含有 CaCO3沉淀的水中通入 CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入 NaHCO3饱和溶液，又有 CaCO3沉淀生成向 Na2CO3饱和溶液中通入 CO2，有 NaHCO3结晶析出 6答案：考点四 碱金属元素原子结构 元素性质 单质性质 化合物性质相似性 最外层均 1 个电子均为活泼金属元素，最高正价均为+1 价均具强还原性，均具轻、软、易熔的特点氢氧化物都是强碱递变性核电荷数依次增多，电子层数依
11、次增多，原子半径依次增大失电子能力依次增强，金属性依次增强还原性依次增强，密度趋向增大，熔沸点依次降低，硬度趋向减小氢氧化物的碱性依次增强特殊性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；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；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；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)；试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但金属 Na、K 等需立即放回原瓶；锂与 O2反
12、应与钠不同，只生成 Li2O，而不生成 Li2O2【考点演练】下列说法正确的是 。碱金属的单质都能在空气中稳定存在碳酸钾溶液的 pH77用电解铯盐溶液的方法制金属铯随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低，密度逐渐增大碱金属单质的金属性很强，均易与 Cl2、O 2、N 2等发生反应Cs 2CO3加热时不能分解为 CO2和 Cs2O无水硫酸铯的化学式为 Cs2SO4，它不易溶于水碱金属钫的氢氧化物的化学式为 FrOH，FrOH 是一种极强的碱灼烧白色粉末，火焰成黄色，证明原粉末中有 Na ，无 K氢化铷与水反应可放出氢气，氢化铷与水反应时水是还原剂 答案：【过关练习】1.(乌鲁木齐 2017
13、届诊断考试)按如图所示实验装置进行钠跟水反应的实验，据此判断下列说法正确的是( )A打开右端胶塞，将一小块金属钠加入到煤油中，反应前片刻，钠的位置应在 a 处B开始反应后，能观察到的实验现象是钠在 b 处液面以下的水中反应C反应一段时间后，左端液面上升，进入长颈漏斗，a 处有无色气体产生D若用苯或酒精来代替煤油，可观察到相同的实验现象82.(海淀 2017 届一模)如表所示，对陈述、的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是( )选项 陈述 陈述 判断A 碳酸钠溶液可用于治疗胃病 Na2CO3可与盐酸反应 对，对，有B向滴有酚酞的水溶液中加入Na2O2变红色Na2O2与水反应生成氢氧化钠
14、 对，错，无C 金属钠具有强还原性 高压钠灯发出透雾性强的黄光 对，对，有D过氧化钠可为航天员供氧 Na2O2能与 CO2和 H2O 反应生成O2对，对，有解析：A 项中陈述错误，治疗胃酸过多可用 Al(OH)3而不是 Na2CO3；B 项中陈述错误，酚酞在 Na2O2的水溶液中最终呈无色；C 项，陈述与之间无因果关系。答案：D 3.(重庆名校 2017 届联考)下列关于 Li、Na、K、Rb、Cs 的叙述中正确的是 ( )A单质的密度均小于 1 g/cm3B原子半径随核电荷数的增加而增大C碱金属单质在反应中既能得到电子也能失去电子D从 Li 到 Cs，碱金属元素单质的密度越来越大，熔、沸点越
15、来越高解析：A 项，单质 Rb 和 Cs 的密度大于 1 g/cm3，错误；B 项，碱金属元素的原子半径由上到下依次增大，正确；C 项，碱金属元素都是金属元素，单质在反应中不能得到电子，只能失去电子，错误；D 项，K 的密度反常，小于 Na 的密度，从上到下，碱金属元素单质的熔、沸点逐渐降低，错误。答案：B4.(衡水 2017 届模拟)下列实验操作正确的是( )选项 实验 操作A 观察钠与水反应的现象用镊子从煤油中取出金属钠，切下黄豆大小的钠，小心放入装满水的烧杯中B 检验 NaHCO3与 Na2CO3溶液用小试管分别取少量溶液，然后滴加澄清石灰水C 证明 Na2O2与 CO2是放热反应Na2
16、O2用棉花包裹，放入充满 CO2的集气瓶中，棉花燃烧说明是放热反应D 检验 Na2CO3与 K2CO3溶液用铂丝分别蘸取溶液，在酒精灯外焰上灼烧，直接观察火焰的颜色解析：应将钠表面的煤油用滤纸吸干且烧杯中不能装满水，A 错误；向 NaHCO3与 Na2CO3溶液中分别滴加澄清石灰水，都有白色沉淀产生，B 错误；Na 2O2与 CO2反应生成氧气，如果棉花燃烧说明达到了着火点，能9证明是放热反应，C 正确；观察钾的焰色反应应该透过蓝色钴玻璃，D 错误。答案：C5.(张家口 2017 届调考)工业上制备过碳酸钠(2Na 2CO33H2O2)的一种流程如下：下列说法不正确的是( )A可以用 MnO2
17、作稳定剂B“结晶”时，加入 NaCl 的主要作用是增大产品的产率C“分离”所用的主要玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒D2Na 2CO33H2O2受热分解属于氧化还原反应6.(太原 2017 届质量检测)向 NaOH 和 Na2CO3混合溶液中滴加 0.1 molL1 盐酸，CO 2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 a 点时溶液中存在 c(Na ) c(HCO ) c(CO ) c(H2CO3) 3 23B0 a 段溶液中水电离出的 OH 浓度先增大后减小C a0. 2D ab 段发生反应的离子方程式为 CO 2H =H2OCO 223解析：对 NaOH 和
18、Na2CO3混合配成的溶液，当滴加盐酸时，先发生氢氧化钠与盐酸的中和反应，再发生碳酸钠与盐酸的反应生成碳酸氢钠和氯化钠，最后发生碳酸氢钠与盐酸反应才有二氧化碳气体生成。 a 点时溶液中存在氯化钠，碳酸氢钠，根据物料守恒， c(Na ) c(HCO ) c(CO ) c(H2CO3) c(Cl )，故 A 3 23错误；0 a 段溶液中先发生氢氧化钠与盐酸的中和反应，溶液中氢氧化钠逐渐减少，水的电离程度逐渐增大，再发生碳酸钠与盐酸的反应生成碳酸氢钠和氯化钠，碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠，水的电离程度又逐渐减小，因此水电离出的 OH 浓度先增大后减小，故 B 正确；根据碳元素守恒，混合物中，碳酸钠
19、的物质的量是 0.01 mol，所以两步反应：HClNa 2CO3=NaHCO3NaCl，NaHCO 3HCl= =NaClH 2OCO 2，分别消耗的盐酸的量是 0.01 mol，0.1 molL1 盐酸的体积分别是 0.1 L，所以 a0.3，故 C 错误； ab段发生反应为：NaHCO 3HCl= =NaClH 2OCO 2，反应的离子方程式为：HCO H =H2OCO 2，故 D 3错误。答案：B7.(厦门 2017 届质量检测)实验室使用 pH 传感器来测定 Na2CO3和 NaHCO3混合物中 NaHCO3的含量。称取1.59 g 样品，溶于水配成 250.00 mL 溶液，取出
20、25.00 mL 该溶液用 0.1 molL1 盐酸进行滴定，得到10如下曲线。以下说法或操作正确的是( )A第一个计量点之前发生反应的离子方程式：HCO H =H2OCO 2 3B第二个计量点对应溶液中大量存在的阴离子是 Cl 、HCO 3C此样品中 n(NaHCO3)(28.1211.9)10 3 molD使用该方法测定 Na2CO3和 NaOH 混合溶液中的 NaOH 含量，将会得到 1 个计量点8.(乌鲁木齐 2017 届检测)Na 2CO3是一种重要的化学物质，某学生拟在实验室中制备并分析 Na2CO3的纯度。实验一 Na 2CO3制备：用 50 mL NaOH 溶液吸收 CO2气体
21、制备 Na2CO3，为防止通入的 CO2过量而生成NaHCO3，他设计了如下步骤：()用 25 mL NaOH 溶液吸收过量的 CO2气体，至 CO2气体不再溶解；()小心煮沸溶液 12 min；()在得到的溶液中加入另一半(25 mL)NaOH 溶液，使溶液充分混合。(1)按他的设计，第()步实验装置如图甲所示：装置 A 使用的试剂是_。装置 B 使用的试剂是_，作用是_。有人认为实验步骤()()的顺序可对调，即先混合，再煮沸，你认为是否合理_(填“是”或“否”)，理由是_。实验二 Na 2CO3纯度的分析：实验装置如图乙所示，装置 B 中盛有 10.0 g 的 Na2CO3样品假设杂质不参
22、加反应，原容器中 CO2含量可忽略不计，各装置内反应完全。实验室可供选择的试剂和药品还有 Zn 粒、浓H2SO4、CaCO 3(s)、蒸馏水。11(2)装置 A 锥形瓶内盛有_，装置 A 的作用是_；装置 B 分液漏斗中装有_。(3)若无装置 C，实验结果将_(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。装置 E 的作用是_。(4)若实验后，装置 D 的质量增加 3.96 g，则该 Na2CO3样品的纯度为_。答案：(1)石灰石和稀盐酸 饱和 NaHCO3溶液 吸收 CO2气体中的 HCl否 若不先驱出溶液中溶解的CO2气体，步骤()加入的 NaOH 将有一部分与 CO2反应，得到的 Na2CO3不纯
23、(2)Zn 粒 装置 A 中生成的 H2推动装置 B 中的 CO2气体，使装置 B 中的 CO2气体全部被装置 D 中的碱石灰吸收 稀硫酸(3)偏高 防止空气中的水蒸气、CO 2等气体进入装置 D 中，使装置 D 中碱石灰的质量增加(4)95.4 %9.（河南省六市 2017 届高三下学期第一次联考）过碳酸钠(2Na 2CO33H2O2)是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂。某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案和装置示意图如下：已知主反应： H012副反应： 50时 开始分解请回答下列问题：（1）步骤的关键是_，其原因是_。（2）在滤液 X 中加入适量 NaCl 固体的目的是_。（3）步骤中
24、选用无水乙醇洗涤产品的目的是_。（4）下列物质中，会引起过碳酸钠失效的有_。A.NaHCO3 B.Na2SO3 C.Na2SiO3 D.HCl（5）过碳酸钠的产品中往往含有少量碳酸钠，可用重量法测定过碳酸钠的质量分数；其操作步骤：取样品溶液加入 BaCl2溶液过滤洗涤干燥称重。需直接测定的物理量有：样品的质量 m1g，沉淀的质量 m2g，则产品中过碳酸钠质量分数的表达式为：_。13= mol，m（2Na 2CO33H2O2）= n（2Na 2CO33H2O2） 314g/mol= g，产品中过碳酸钠的质量分数为 。答案：(1) 控制反应温度不能超过 50 制备过碳酸钠是放热反应，防止 H2O2
25、和过碳酸钠分解(2)增大钠离子浓度，有利于过碳酸钠的析出，提高产率，减少损失(3)减少过碳酸钠的溶解损失，并带走水分利于干燥(4) BD(5) 10. 小苏打长期放置在空气中会变质(部分转变为 Na2CO3)，某研究小组欲测定某小苏打样品中 NaHCO3的质量分数，设计如下实验方案：.加热分解法：利用图 1 装置，充分加热小苏打样品。(1)仪器 a 的名称为_。(2)在实验过程中，需要测量的实验数据有：仪器 a 的质量；_；_。.测量气体体积法:利用图 2 装置，测定反应生成气体的体积。(3)组装好仪器后，首先进行的操作为_。(4)导管 g 的作用为_。(5)为了减小实验误差，B、C 中最好用
26、_溶液代替水。(6)待反应结束，气体冷却至室温后，利用图示装置读取气体体积时，应注意的事项有：_ ；_ 。(7)若所取样品的质量为 m g，反应前滴定管 C 的读数为 V1 mL，反应结束后滴定管 C 的读数为 V2 mL，则样品中 NaHCO3和 Na2CO3的物质的量之和为_(气体体积均已换算为标准状况下的体积)。14碳能溶于水，但难溶于饱和碳酸氢钠溶液，从而减少误差，所以可以用饱和碳酸氢钠代替水。（6）读数时，B、C 两管液面相平、视线与液面最低处相平，否则易产生误差，导致计算结果有误差。(7)根据碳原子守恒，1 mol 碳原子对应 1 mol 二氧化碳，二氧化碳的物质的量为 mol，所
27、以样品中 NaHCO3和V1 V222 400Na2CO3的物质的量之和为 mol。V1 V222 400答案：(1)坩埚 (2)加热前，仪器 a 和样品的总质量 加热冷却后，仪器 a 和残留物的总质量(3)检查装置气密性 (4)平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压，使液体顺利流下；滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的气体体积误差 (5)饱和 NaHCO3(6)读数时应上下移动 C 管，使 B、C 两管液面相平 视线与液面最低处相平(7) molV1 V222 40011.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
28、择性。采用NaBO2、SiO 2、Na、H 2为原料制备 NaBH4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)NaBH4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 NaBH4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_。答案：(1)离子键、共价键(2)煤油 Na 2O、Na 2O2(或氧化钠、过氧化钠)(3)NaBO22SiO 24Na2H 2 NaBH42Na 2SiO3 排出反应器中的水蒸气和空气(4)Na 2SiO3 异丙胺
