高考化学考点14 钠及其重要化合物

一、钠的性质、制备、保存及用途1物理性质（1）软质软，硬度小；（2）亮银白色，有金属光泽；（3）轻密度比水小，比煤油大；（4）低熔点低；（5）导可导电、导热。2化学性质（1）钠暴露在空气中的变化及反应分析所以钠暴露在空气中，最终得到的是白色粉末。部分反应如下：4Na+O22Na2ONa2O+H2O2NaOH2Na+2H2O2NaOH+H22NaOH+CO2Na2CO3+H2O需要特别指出的是Na2CO3的形成并非Na2O+CO2Na2CO3反应所致，因Na2O更易与水反应。（2）钠与酸溶液的反应酸过量时：钠与酸电离出的H+反应；酸不足时：先与酸电离出的H+反应，过量的钠再与水反应。（3）钠与碱溶液的反应钠与碱溶液反应的实质是Na与水的反应。（4）钠与盐溶液的反应钠与盐溶液反应时，钠先与水反应生成氢气和氢氧化钠，然后氢氧化钠与盐溶液再反应。钠不能把盐溶液中的金属阳离子置换出来。在有关计算中要特别注意两点：一是只要有水，Na就会与水发生反应，直到Na反应完全；二是生成NaOH的同时，生成的H2会从溶液中逸出。3钠的制备与保存（1）钠在自然界以化合态形式存在。工业上通常用电解熔融氯化钠的方法制备钠：2NaCl(熔融)2Na+Cl2。（2）金属钠保存在煤油或石蜡中，使之隔绝空气与水。4用途（1）KNa合金用于原子反应堆，作导热剂。（2）制备Na2O2。（3）作电光源：高压钠灯。（4）冶炼稀有金属。二、过氧化钠的性质1化合价与性质的关系，因此Na2O2既有氧化性，又有还原性，但主要表现出较强的氧化性。2强氧化性的表现实例三、氢氧化钠的性质、用途及保存1物理性质氢氧化钠俗称“苛性钠”、“烧碱”、“火碱”，晶体为白色，熔点318.4 ，吸湿性很强，易吸水而潮解，易溶于水。2化学性质氢氧化钠是可溶性强碱，具有碱的通性，如能与酸、酸性氧化物反应生成盐与水，能使酸碱指示剂变色。此外还具有如下一些特殊的性质。（1）与铝、硅单质的反应2NaOH+2Al+2H2O2NaAlO2 +3H22NaOH+Si+H2ONa2SiO3+2H2（2）与两性氧化物、两性氢氧化物的反应2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2ONaOH+Al(OH)3NaAlO2+2H2O（3）与非金属氧化物的反应SO2+2NaOHNa2SO3+H2O2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O（4）与铵盐的反应反应实质：+OHNH3H2O（5）与有机物的反应油脂与氢氧化钠在加热条件下可发生皂化反应；酯在碱性条件下可发生较彻底的水解反应等。3氢氧化钠的用途及保存（1）用途：氢氧化钠是一种重要的化工原料，固体氢氧化钠可用作中性气体或碱性气体的干燥剂。（2）保存方法：在实验室中，氢氧化钠可密封保存于塑料瓶或玻璃瓶中，但瓶塞需用橡胶塞，不可用玻璃塞。四、碳酸钠与碳酸氢钠1物理性质名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱、苏打小苏打颜色、状态白色粉末细小白色晶体水溶性易溶于水水中易溶，但比Na2CO3的溶解度小2化学性质（1）热稳定性Na2CO3性质稳定，受热难分解。NaHCO3性质不稳定，受热易分解，化学方程式为2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。（2）与酸(足量盐酸)反应(写出离子方程式)Na2CO3：2HCO2H2O；NaHCO3：HCO2H2O。（3）与碱(NaOH溶液)反应(写出化学方程式)Na2CO3：与NaOH不反应；NaHCO3：NaHCO3NaOHNa2CO3H2O。（4）溶于水呈碱性的原因(写出离子方程式)Na2CO3：H2OOH；NaHCO3：H2OH2CO3OH。（5）与盐(CaCl2)溶液反应(写出离子方程式)Na2CO3：Ca2CaCO3；NaHCO3：与CaCl2不反应。3主要用途（1）碳酸钠：玻璃、造纸、制皂、洗涤。（2）碳酸氢钠：发酵、医药、灭火器。五、碱金属的一般性和特殊性1碱金属的一般性相似性递变性(由Li到Cs)原子结构最外层均为1个电子电子层数逐渐增多，核电荷数逐渐增大，原子半径逐渐增大元素性质都具有较强的金属性，最高正价均为+1金属性逐渐增强单质性质物理性质(除Cs外)都呈银白色，密度较小，熔点较低密度逐渐增大(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增强2碱金属的特殊性（1）碱金属的密度随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。（2）碱金属一般都保存在煤油中，但锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。（3）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。（4）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)。（5）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。（6）与O2反应时，Li只生成Li2O，Na在常温时生成Na2O，加热时易形成Na2O2。六、焰色反应1定义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，这在化学上叫作焰色反应。2操作步骤（1）干烧：实验开始时，将铂丝(或光洁无锈的铁丝)放在酒精灯（最好用煤气灯）外焰上灼烧，至与原火焰颜色相同为止。（2）蘸、烧与观色：将铂丝（或铁丝）蘸取需要检验的试样，在外焰上灼烧，观察火焰颜色。（3）洗、烧：将铂丝（或铁丝）用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至无色，以除去金属丝表面可能残留的杂质。3应用（1）用于检测某种金属元素是否存在。（2）添加到烟花中，使焰火更加绚丽多彩。4常见元素的焰色Na：黄色；K：紫色；Li：紫红色；Ca：砖红色；Cu：绿色。（1）焰色反应属于物理变化，焰色属于元素的性质，即同种元素的单质或化合物，固体或相应的溶液均会产生同样的焰色。（2）焰色反应适用于检验某些常规化学方法不能鉴定的金属元素，如Na、K等。（3）观察钾的焰色反应时，要透过蓝色钴玻璃，这是因为大部分钾的化合物里含有少量的钠，钠的黄色火焰会影响观察结果，用蓝色钴玻璃可以滤去杂质钠的焰色。（4）用稀盐酸清洗铂丝而不用稀硫酸的原因：铂丝表面的杂质与盐酸反应生成沸点较低的氯化物易气化挥发，而硫酸盐的沸点较高不易气化挥发。考向一 Na的性质及应用典例1 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MgSO4溶液Na2SO4稀溶液饱和澄清石灰水Ca(HCO3)2溶液CuSO4溶液饱和NaCl溶液ABCD【答案】D1一定温度下，向饱和NaOH溶液中投入一小块金属钠，充分反应后恢复到原来的温度。下列叙述中不合理的是ANaOH溶液浓度增大，并放出H2B溶液中NaOH的质量分数不变，有H2放出C溶液的质量减小，有H2放出D钠浮于液面，到处游动，发出“嘶嘶”的响声钠与盐溶液反应的思维流程1共性因为钠与不同的溶液反应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，反应比与水剧烈，最后钠可能在液面上燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。考向二 过氧化钠的性质及应用典例1 下列说法中正确的是ANa2O2遇到湿润的紫色石蕊试纸后，石蕊试纸最终变成蓝色BNa2O2与CO2反应生成0.1 mol O2时转移电子0.4 molC将Na2O2投入CuCl2溶液中有蓝色沉淀及气泡产生D向饱和烧碱溶液中加入2 g Na2O2充分反应完时，溶液中c(Na)不变【答案】C2某溶液由NaHCO3、Na2CO3、Na2SO3、CH3COONa四种物质溶解而成，向该混合溶液中加入足量的Na2O2，溶液中离子浓度增大的是Na+ CH3COOABCD考向三 过氧化钠与二氧化碳、水反应的规律2Na2O2+2CO22Na2CO3+O22Na2O2+2H2O4NaOH+O2以上反应中Na2O2既作氧化剂又作还原剂，CO2和H2O既不是氧化剂又不是还原剂。1物质的量关系无论是CO2、H2O(g)的单一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21，解答此类问题可借助物质的量守恒关系。2电子转移关系根据上式，由电子转移关系可知，存在关系：2 mol Na2O21 mol O22 mol 电子。3固体质量关系将CO2看作CO燃烧所得：2CO+O22CO2；2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。由，推知CO+Na2O2Na2CO3。将H2O看作H2燃烧所得：2H2+O22H2O；2Na2O2+2H2O4NaOH+O2。由，推知H2+Na2O22NaOH。所以Na2O2与CO2、H2O反应增加的质量为与CO2、H2O等物质的量的CO、H2的质量。根据上述分析，可以得出以下结论：（1）将CO或H2的燃烧产物CO2或H2O通过Na2O2固体，可以看成CO或H2直接与Na2O2反应，所以固体增加的质量就是参加反应的CO或H2的质量。（2）凡是分子组成符合(CO)n(H2)m形式的一种或几种物质，w g该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2固体后，Na2O2固体增加的质量必为w g。中学阶段常见的符合这一关系的物质有无机物：H2、CO及H2和CO的混合气体；有机物：CH3OH、HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、CH3CH(OH)COOH(乳酸)、C6H12O6(葡萄糖)等。4气体体积关系CO2、H2O(g)与过量的Na2O2反应，所得O2的体积为相同状况下CO2或H2O(g)体积的一半。5反应的先后问题一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物反应，可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完后，Na2O2再与H2O（g）发生反应。即便Na2O2先与H2O(g)反应，生成的NaOH又消耗CO2而生成H2O(g)，故CO2先反应。6反应的固体产物判断根据化学方程式：2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O(g)4NaOH+O2，结合CO2先反应，H2O(g)后反应的顺序，可以推知反应后固体产物的成分：当n(CO2)n(Na2O2)时，固体产物为Na2CO3；当n(CO2)n(Na2O2)时，固体产物为Na2CO3和NaOH；当n(CO2)+n(H2O)n(Na2O2)时，固体产物为Na2CO3和NaOH。典例1 200 时，11.6 g CO2和H2O(g)的混合气体与足量的Na2O2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A0.125 mol B0.25 mol C0.5 mol D1 mol【答案】C3将O2、CH4、Na2O2放入密闭容器中，在150 条件下用电火花引燃反应，恰好完全反应，此时容器中的压强为零，由此得出原混合物中O2、CH4、Na2O2的物质的量之比为A111B226C126D无法确定考向四 碳酸钠、碳酸氢钠的性质与鉴别典例1 有关Na2CO3和NaHCO3的性质，下列叙述错误的是A.相同温度下，等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的碱性比较，前者更强B.常温时水溶性：Na2CO3NaHCO3C.在酒精灯加热的条件下，前者不分解，后者分解D.将澄清石灰水分别加入Na2CO3和NaHCO3溶液中，前者产生沉淀，后者无明显现象【解析】将澄清石灰水分别加入Na2CO3和NaHCO3溶液中，都会生成CaCO3沉淀，反应为Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3+2NaOH和NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3+NaOH+H2O，D错误。*网【答案】D4某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，具体情况如图所示。 （1）只根据图、（盐酸足量且固体质量相同）所示实验，能够达到实验目的的是_(填装置序号)，写出该实验中能确定粉末是NaHCO3的两点现象_。（2）图、所示实验均能鉴别这两种物质，写出所发生的共同反应的化学方程式(若为离子反应，则写离子方程式)：_、_。（3）若用实验确定NaHCO3比Na2CO3易分解，则试管B中装入的固体是_(填化学式)，原因是_。 Na2CO3和NaHCO3鉴别的四个角度（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）利用和BaCl2(或CaCl2)溶液混合时现象不同（4）利用溶液的酸碱性不同考向五 碳酸钠、碳酸氢钠溶液与盐酸反应的规律1与酸反应放出CO2的速率快慢不同的原因分析NaHCO3溶液与盐酸反应只需一步即可放出CO2气体，故放出气体的速率较快：NaHCO3+HClNaCl+CO2+H2O。Na2CO3溶液与盐酸反应时，第一步生成NaHCO3，此时尚无气体放出：Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl；第二步是生成的NaHCO3与盐酸反应放出CO2。故将相同物质的量浓度的盐酸分别滴入等体积等物质的量浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中，前者放出气体的速率较快。2不用任何试剂鉴别Na2CO3溶液和盐酸的化学原理Na2CO3溶液与盐酸作用时，滴加方式不同，现象不同，产生CO2的量也不一定相同。以此可作为鉴别Na2CO3溶液和盐酸的依据。（1）把Na2CO3溶液逐滴加入盐酸中，开始时盐酸相对过量，则发生反应：Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2+H2O，即开始就有CO2气体放出。（2）把盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中，开始时Na2CO3相对过量，则先发生反应：Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3，继续滴加盐酸则进行下一步反应：NaHCO3+HClNaCl+CO2+H2O，即开始阶段无明显现象，之后才有气体产生。3碳酸钠、碳酸氢钠溶液与盐酸反应的常见图像Na2CO3溶液与盐酸反应先转化为与Na2CO3等物质的量的NaHCO3，没有CO2生成，且Na2CO3转化为NaHCO3消耗的HCl的物质的量与新生成的NaHCO3放出CO2消耗的HCl的物质的量相等（如图2所示），这是处理该类问题的关键点。抓住Na2CO3溶液与盐酸反应的这一特点，就很容易推出Na2CO3、NaOH的混合溶液以及Na2CO3、NaHCO3的混合溶液与盐酸反应的特点，常见图像如下：（1）向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗的HCl与产生的CO2的物质的量的关系如图1所示；（2）向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗的HCl与产生的CO2的物质的量关系如图2所示；（3）向Na2CO3、NaOH的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗的HCl与产生的CO2的物质的量关系如图3所示；（4）向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗的HCl的物质的量与产生的CO2的物质的量的关系如图4所示。典例1 向某NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M，因CO2通入量的不同，溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)的关系有下列图示四种情况，且（2）（3）（4）图中分别有OAAB，则下列分析与判断不正确的是A.M中只有一种溶质的有（1）和（3）B.M中有两种溶质的有（2）和（4）C.（2）图显示M中c(NaHCO3)V(ab)，溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH。（4）若V(Oa)c(H+)D.AB发生的反应为Ca2+CaCO37有关纯碱和小苏打的叙述正确的是A等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量稀H2SO4反应，NaHCO3产生的CO2多B等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的同种盐酸反应，NaHCO3消耗的盐酸多C向NaHCO3溶液中滴入Ba(OH)2溶液无沉淀，而向Na2CO3溶液中加入Ba(OH)2溶液出现白色沉淀DNa2CO3和NaHCO3都既能与酸反应，又能与氢氧化钠反应8将4.34 g Na、Na2O、Na2O2的混合物与足量水反应，在标准状况下得到672 mL混合气体，将该混合气体点燃，恰好完全反应，则原固体混合物中Na、Na2O、Na2O2的物质的量之比为A111 B112C121 D4329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25.00 mL该溶液用 0.1 molL1 盐酸进行滴定，得到如下曲线。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为+H+H2O+CO2B第二个计量点对应溶液中大量存在的阴离子是Cl、C此样品中n(NaHCO3)=(28.1211.9)103 molD使用该方法测定Na2CO3和NaOH混合溶液中的氢氧化钠含量，将会得到1个计量点10现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，用下图所示的实验装置测定Na2O2试样的纯度(可供选用的试剂只有CaCO3固体、6 molL1盐酸、6 molL1硫酸和蒸馏水)。请回答下列问题：（1）装置A中的液体试剂选用_。（2）装置B的作用是_，装置E中碱石灰的作用是_。（3）装置D中发生反应的化学方程式是_、_。（4）若开始时测得样品的质量为2.0 g，反应结束后测得生成气体的体积为224 mL(标准状况)，则试样中Na2O2的纯度为_。11Na2O2可用作漂白剂和呼吸面具中的供氧剂。（1）某学习小组发现：在盛有Na2O2的试管中加入足量水，固体完全溶解，并立即产生大量气泡，当气泡消失后，向其中滴入12滴酚酞溶液，溶液变红；将试管轻轻振荡，红色很快褪去；此时再向试管中加入少量MnO2粉末，又有气泡产生。使酚酞溶液变红是因为_，红色褪去的可能原因是_。加入MnO2反应的化学方程式为_。（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：按上图组装仪器(图中夹持仪器省略)，检查气密性，装入药品。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：检验H2的纯度后，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。添加稀盐酸的仪器名称是_；B装置的作用是_。必须检验氢气纯度的原因是_。设置装置D的目的是_。你得到的结论是_(若能反应请用化学方程式表示)。12018天津下列有关物质性质的比较，结论正确的是A. 溶解度：Na2CO3NaHCO3B. 热稳定性：HClPH3C. 沸点：C2H5SHC2H5OHD. 碱性：LiOHc(H+)，C正确。7【答案】A 8【答案】D【解析】本题涉及的反应较多，关系较复杂，宜采用关系式法求解。因2NaH2，2Na2O2O2，2H2O22H2O，由672 mL混合气体点燃恰好完全反应知V(H2)2V(O2)，则n(Na)2n(Na2O2)，由排除法可知D正确。9【答案】C【解析】用盐酸滴定Na2CO3和NaHCO3的混合溶液会出现两个计量点。第一个计量点之前发生的反应为+H+，第一个计量点与第二个计量点之间发生的反应为+H+CO2+H2O，A项错误；第二个计量点对应溶液中大量存在的阴离子是Cl，无大量存在，B项错误；根据图像和离子方程式可知C项正确；使用该方法测定Na2CO3和NaOH混合溶液中的氢氧化钠含量，将会得到3个计量点，发生的反应分别是H+OHH2O、+H+、+H+CO2+H2O，D项错误。10【答案】（1）6 molL1盐酸（2）除去气体中的HCl吸收装置D中反应剩余的CO2（3）2Na2O22CO2=2Na2CO3O2 Na2OCO2=Na2CO3（4）78% 11【答案】（1）过氧化钠和水反应生成氢氧化钠反应生成的H2O2具有漂白作用2H2O22H2OO2（2）长颈漏斗吸收氢气中的杂质气体防止空气与氢气混合加热发生爆炸检验反应中是否有水生成Na2O2H22NaOH【解析】（1）过氧化钠和水反应生成的氢氧化钠是碱，酚酞遇碱变红；红色褪去的可能原因是过氧化钠和水反应生成的过氧化氢具有氧化性，能氧化有色物质；过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2OO2。（2）分析实验现象可知过氧化钠变为白色固体，硫酸铜不变蓝色证明无水生成，证明氢气和过氧化钠反应生成氢氧化钠，反应的化学方程式为Na2O2H22NaOH。*网直通高考1【答案】C【解析