2025版高考化学一轮复习第三章第1节钠及其化合物教师用书

PAGEPAGE16第1节钠及其化合物[考试说明]1.驾驭钠的主要性质及其用途。2.了解钠的重要化合物的主要性质及其用途。3.了解钠及其重要化合物的制备方法。[命题规律]钠及其化合物是高考化学中的基本学问之一，是高考的常考点，主要的考查形式有：结合阿伏加德罗常数、氧化还原反应以选择题形式考查Na与H2O、Na与O2及Na2O2与H2O、CO2反应的特点及电子转移状况；以选择题型考查Na2O2与H2O、CO2反应的有关计算和Na2CO3与NaHCO3稳定性的比较等；以Na2O2与H2O、Na2O2与CO2、Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应为载体，设计试验以填空题型考查。考点1钠的性质及应用学问梳理1.钠的物理性质2．钠的化学性质从原子结构相识钠的化学性质：Naeq\o(→,\s\up17(Cl2、O2、H2O、H＋等))Na＋(1)主要化学性质(2)钠与水(含酚酞)反应的试验现象及说明3．钠的制取及保存(1)制取：化学方程式为eq\o(□,\s\up1(23))2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up17(电解))2Na＋Cl2↑。(2)保存：密封保存，通常保存在eq\o(□,\s\up1(24))煤油中。4．钠的用途(1)制取Na2O2等化合物。(2)钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。(3)用作电光源，制作eq\o(□,\s\up1(25))高压钠灯。(4)冶炼某些金属。金属钠具有强的eq\o(□,\s\up1(26))还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如4Na＋TiCl4eq\o(=,\s\up17(熔融))4NaCl＋Ti。5．焰色反应(1)金属钠着火，不能用水、泡沫灭火器灭火，应用干燥的沙土盖灭。(2)钠与水、酸、盐溶液反应的本质与依次：本质上均是与H＋的反应，反应依次是“有酸酸在前、无酸水为先”。(3)工业上在850℃，钠与熔融状态的KCl反应可以制取金属钾：Na(l)＋KCl(l)eq\o(=,\s\up17(850℃))NaCl(l)＋K(g)，反应发生是因为在反应温度下，体系中只有钾是气体，能从体系中逸出，利于反应进行，该反应不能说明金属钠的还原性强于金属钾。推断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。(1)切开的金属Na暴露在空气中，光亮表面渐渐变暗，缘由：2Na＋O2=Na2O2。(×)错因：常温下4Na＋O2=2Na2O。(2)金属钠着火时，用细沙覆盖灭火。(√)错因：______________________________(3)钠与硫酸铜溶液反应：2Na＋Cu2＋=Cu↓＋2Na＋。(×)错因：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，2NaOH＋CuSO4=Na2SO4＋Cu(OH)2↓。(4)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气。(×)错因：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up17(电解))2Na＋Cl2。(5)将钠块放入水中，产生气体的离子方程式为Na＋H2O=Na＋＋OH－＋H2↑。(×)错因：H原子不守恒。(6)试验室将Na保存在CCl4中。(×)错因：钠保存在煤油中。题组训练1.金属钠是一种活泼金属，除了具有金属的一般性质外，还具有自己的特性。下列关于钠的叙述中正确的是()A．钠是银白色金属，熔点低，硬度大B．钠放置在空气中，会快速被氧化而生成淡黄色的Na2OC．在氧气中加热时，金属钠猛烈燃烧，发出黄色火焰D．金属钠着火时，可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火答案C解析钠可用小刀切割，硬度小，A错误；钠放置在空气中，被缓慢氧化生成白色的Na2O，B错误；Na能与H2O、CO2反应，故钠着火时只能用细沙盖灭，D错误。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________。①MgSO4溶液②NaCl溶液③Na2SO4溶液④饱和澄清石灰水⑤Ca(HCO3)2溶液⑥CuSO4溶液⑦饱和NaCl溶液答案①④⑤⑦解析2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓；④中反应消耗水，溶液温度上升，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2产生沉淀；⑤中Ca2＋＋HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=CaCO3↓＋H2O；⑥中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意；⑦中水削减，c(Na＋)增大，使NaCl(s)Na＋(aq)＋Cl－(aq)平衡向左移动。考点2氧化钠和过氧化钠学问梳理1.氧化钠与过氧化钠的比较2．过氧化钠的强氧化性(1)从化合价的角度分析eq\o(O,\s\up6(0))2eq\o(→,\s\up17(失去电子，化合价上升),\s\do15(表现为还原性))Na2eq\o(O,\s\up6(－1))2eq\o(→,\s\up17(得到电子，化合价降低),\s\do15(表现为氧化性))eq\o(O,\s\up6(－2))Na2O2既有氧化性又有还原性，但主要表现为氧化性。(2)强氧化性的详细表现(3)遇CO2、H2O、H＋则发生自身的氧化还原反应。(1)Na2O、Na2O2中阴、阳离子个数比均为1∶2。其中Na2O2中的氧原子以“Oeq\o\al(2－,2)”原子团形式存在。(2)Na2O2与H2O、CO2的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应，在反应中H2O、CO2既不是氧化剂，也不是还原剂。(3)当过氧化钠与H2O或CO2反应时，1molNa2O2转移的电子是1mol而不是2mol。推断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。(1)1mol钠与氧气反应生成Na2O或Na2O2时，所失电子数目不相同。(×)错因：失去的电子数目均为NA。(2)氧化钠与过氧化钠都属于碱性氧化物。(×)错因：Na2O2不属于碱性氧化物。(3)Na2O与Na2O2都是离子化合物，都只存在离子键。(×)错因：Oeq\o\al(2－,2)内部存在共价键。(4)Na2O2与H2O反应时，Na2O2是氧化剂，水是还原剂。(×)错因：Na2O2既是氧化剂，又是还原剂。(5)7.8gNa2O2与足量的CO2反应，转移电子的个数为0.2NA。(×)错因：0.1_mol_Na2O2与CO2反应，转移0.1_mol电子。(6)Na2O2与H2O反应制备O2的离子方程式：Na2O2＋H2O=2Na＋＋2OH－＋O2↑。(×)错因：氧原子不守恒。题组训练题组一钠的氧化物的性质及应用1．下列对Na2O2的叙述中，正确的是()A．Na2O2能与酸反应生成盐和水，所以Na2O2是碱性氧化物B．Na2O2能与水反应，所以Na2O2可以作气体的干燥剂C．Na2O2与CO2反应产生氧气，可用于呼吸面具中D．Na2O2与CO2反应时，Na2O2只作氧化剂答案C解析Na2O2能与酸反应生成盐、水和氧气，所以不是碱性氧化物，A错误；Na2O2能与水反应，但生成氧气，引入杂质，Na2O2不能作气体的干燥剂，B错误；Na2O2与CO2反应时，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，D错误。2．在下列物质的溶液中分别加入肯定量的Na2O2固体，不会出现浑浊现象的是()A．饱和Na2CO3溶液 B．Ca(HCO3)2稀溶液C．Na2SO3稀溶液 D．饱和CaCl2溶液答案C解析Na2O2固体与水反应生成NaOH和O2。A中溶液饱和，由于水被消耗导致析出Na2CO3晶体；B中Ca(HCO3)2与NaOH溶液反应生成碳酸钙沉淀；C中Na2SO3被氧化成Na2SO4，Na2SO4可溶于水，不会出现浑浊现象；D中溶液饱和，水的削减及NaOH与CaCl2反应生成的Ca(OH)2微溶，会产生白色沉淀。题组二有关Na2O2与H2O、CO2反应的计算3．下列说法正确的是()A．3.9gNa2O2含离子数目为0.2NAB．Na2O2与CO2反应生成0.1molO2时转移电子0.4molC．Na2O2投入到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2gNa2O2，充分反应后，溶液中n(Na＋)不变答案C解析3.9gNa2O2的物质的量为0.05mol，所含离子数目为0.05mol×3＝0.15mol，A错误；由2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2及Na2O2中氧元素为－1价知，每生成1molO2时会转移2mol电子，B错误；Na2O2投入到CuCl2溶液中，Na2O2先与水反应生成NaOH与O2，NaOH再与CuCl2反应生成Cu(OH)2沉淀，C正确；Na2O2与水反应，溶剂削减，溶质相应削减，则n(Na＋)减小，D错误。4．将Wg某气体与肯定量的O2混合后通入装有足量Na2O2固体的密闭容器中，用间断电火花不断地引燃气体，经过足够长的时间后，发觉固体质量增加Wg，则气体可能是()①H2②CO③H2和CO的混合气体④甲醛(HCHO)⑤乙二醇(CH2OH－CH2OH)蒸气A．只有① B．只有①②C．只有①②③ D．①②③④⑤答案D解析很简单推断①②③④⑤均是符合(CO)m·(H2)n组成的物质，在O2中充分燃烧后，再通入Na2O2固体中，固体增加质量恰好等于该物质的质量。故答案选D。Na2O2汲取H2O、CO2后固体质量的改变规律将CO2看作CO燃烧所得：eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(2CO＋O2\o(=,\s\up17(点燃))2CO2,2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2))⇒eq\a\vs4\al(CO＋Na2O2,=Na2CO3)将H2O看作H2燃烧所得：eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(2H2＋O2\o(=,\s\up17(点燃))2H2O,2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑))⇒eq\a\vs4\al(H2＋Na2O2,=2NaOH)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。考点3碳酸钠与碳酸氢钠学问梳理1.碳酸钠与碳酸氢钠的比较2．侯氏制碱法(1)工业上制纯碱是向饱和NaCl溶液中依次通入足量的eq\o(□,\s\up1(20))NH3和足量的eq\o(□,\s\up1(21))CO2，此时会有晶体析出，过滤得到NaHCO3固体，最终将所得固体加热分解即得到纯碱。(2)工艺流程(3)反应原理①产生NaHCO3的反应：eq\o(□,\s\up1(22))NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl②产生Na2CO3的反应：eq\o(□,\s\up1(23))2NaHCO3eq\o(=,\s\up17(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑(4)循环运用的物质：eq\o(□,\s\up1(24))CO2、eq\o(□,\s\up1(25))饱和食盐水。(1)NaHCO3与碱溶液反应的实质是HCOeq\o\al(－,3)与OH－反应生成COeq\o\al(2－,3)，COeq\o\al(2－,3)有可能发生后续反应，如NaHCO3与Ca(OH)2溶液反应可以生成白色沉淀CaCO3。(2)不能用Ca(OH)2或Ba(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3，因为都能产生白色沉淀。(3)Na2CO3和盐酸可以用互滴法鉴别，但NaHCO3和盐酸不行以用互滴法鉴别。推断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。(1)除去Na2CO3(s)中的少量NaHCO3(s)，采纳灼烧法。(√)错因：______________________________(2)小苏打是面包发酵粉的主要成分之一。(√)错因：______________________________(3)用热的纯碱溶液洗去油污，因为Na2CO3可干脆和油污反应。(×)错因：热的纯碱溶液碱性强，油污水解彻底。(4)向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，该溶液肯定是碳酸盐溶液。(×)错因：COeq\o\al(2－,3)或HCOeq\o\al(－,3)均可与H＋反应生成CO2。(5)用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液。(√)错因：______________________________题组训练题组一Na2CO3与NaHCO3的性质与鉴别1．Na2CO3和NaHCO3是常见的两种钠盐，它们广泛应用于生产和生活中。下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法中，不正确的是()A．小苏打能中和胃酸，对胃壁不产生猛烈的刺激或腐蚀作用，可用于治疗胃酸过多症，但不适合胃溃疡病人B．NaHCO3能中和面粉发酵后产生的酸，并且产生二氧化碳气体，可用于做馒头C．可以用澄清石灰水来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液D．往Na2CO3饱和溶液中通入CO2气体，可获得NaHCO3沉淀答案C解析小苏打与胃酸中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，反应的化学方程式为NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑，胃溃疡病人不能服用小苏打类药物来治疗，因为反应产生的二氧化碳气体会造成胃部胀气，易造成胃穿孔，A正确；NaHCO3与酸反应生成二氧化碳气体，使得馒头或面包暄软多孔，B正确；Na2CO3和NaHCO3溶液都与澄清石灰水反应生成CaCO3白色沉淀，所以不能用澄清石灰水来鉴别，C错误；Na2CO3比NaHCO3易溶于水，所以在饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体可得到NaHCO3沉淀，D正确。2．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试验，如图所示。(1)只依据图Ⅰ所示试验，不能够达到试验目的的缘由是______________________________。(2)图Ⅱ、Ⅲ所示试验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为____________________________________________________________。(3)若用试验Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，则试管B中装入的固体最好是________(填化学式)。答案(1)无论是Na2CO3还是NaHCO3均可以与盐酸反应产生CO2，使澄清石灰水变浑浊，达不到试验目的(2)2NaHCO3eq\o(=,\s\up17(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O(3)NaHCO3解析(3)试管B中装入碳酸氢钠，试管A中装入碳酸钠，干脆加热的碳酸钠温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明白碳酸氢钠不稳定。题组二Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的计算及图像分析3．120mL含有0.20mol碳酸钠的溶液和200mL某浓度的盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是()A．2.0mol·L－1 B．1.5mol·L－1C．0.18mol·L－1 D．0.24mol·L－1答案B解析前者滴入后者发生反应：Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑①，后者滴入前者发生反应：Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3②，NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑③，盐酸的用量应在①②之间，即HCl的物质的量应为0.20mol<n(HCl)<0.40mol，即1mol·L－1<c(HCl)<2mol·L－1，即选B。4.取等物质的量浓度的NaOH溶液A和B两份，每份10mL，分别向A、B中通入不等量的CO2，再接着向两溶液中逐滴加入0.1mol·L－1的盐酸，标准状况下产生的CO2气体体积与所加的盐酸体积之间的关系如图所示，下列叙述正确的是()A．原NaOH溶液的物质的量浓度为0.5mol·L－1B．A曲线表明原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质成分是Na2CO3和NaHCO3C．B曲线中当消耗盐酸0<V(盐酸)<25mL时发生的离子反应为OH－＋H＋=H2O、H＋＋COeq\o\al(2－,3)=HCOeq\o\al(－,3)D．B曲线表明原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液加盐酸后产生CO2气体体积(标准状况)的最大值为112mL答案D解析依据图像可知，当加入75mL盐酸时，CO2的生成量不再发生改变，所以生成的氯化钠为0.0075mol，依据原子守恒可知，A和B中氢氧化钠的物质的量是0.0075mol，浓度是0.75mol·L－1，A不正确；由于碳酸钠和盐酸的反应是分步进行的，即碳酸钠首先与盐酸反应生成碳酸氢钠，然后碳酸氢钠再与盐酸反应生成CO2，所以依据图像可知A曲线表示的溶液中含有氢氧化钠和碳酸钠，而B曲线表示的溶液中含有碳酸钠和碳酸氢钠，B、C不正确；B曲线中NaHCO3和HCl反应生成CO2所消耗的盐酸是50mL，所以生成的CO2是0.005mol，标准状况下的体积是112mL，D正确。题组三Na2CO3和NaHCO3质量分数的测定5．为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2A.eq\f(84w2－53w1,31w1) B.eq\f(84w1－w2,31w1)C.eq\f(73w2－42w1,31w1) D.eq\f(115w2－84w1,31w1)答案A解析设样品中NaHCO3的质量为xg。2NaHCO3eq\o(=,\s\up17(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑固体的质量差168g106g62gxgw1g－weq\f(168g,xg)＝eq\f(62g,w1－w2g)x＝eq\f(84w1－w2,31)，则混合物中Na2CO3的质量为w1－x＝eq\f(84w2－53w1,31)g，样品中Na2CO3的质量分数＝eq\f(84w2－53w1,31w1)，A正确。差量法在化学方程式计算中的应用高考真题实战1.(高考集萃)推断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)(2024·全国卷Ⅱ)碳酸钠可用于去除餐具的油污。()(2)(2024·江苏高考)Na2O2汲取CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂。()(3)(2024·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。()(4)(2015·全国卷Ⅰ)过氧化钠与水反应时，生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA。()(5)(2015·四川高考)标准状况下，5.6LCO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA。()(6)(2015·安徽高考)在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解。()答案(1)√(2)√(3)√(4)√(5)×(6)×解析(1)碳酸钠水解呈碱性，因此可除餐具油污，正确。(2)Na2O2与CO2发生反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，该过程汲取CO2产生氧气，故Na2O2可用作呼吸面具供氧剂，正确。(5)标准状况下，5.6LCO2为0.25mol，与足量Na2O2反应时转移电子数为0.25NA，错误。(6)酒精灯加热条件下，Na2CO3不能分解，错误。2．(2024·天津高考)依据所给的信息和标记，推断下列说法错误的是()答案B解析碳酸氢钠易与醋酸反应，若与醋酸同服，会降低药效。3．(2014·上海高考)下列反应与Na2O2＋SO2=Na2SO4相比较，Na2O2的作用相同的是()A．2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2B．2Na2O2＋2SO3=2Na2SO4＋O2C．Na2O2＋H2SO4=Na2SO4＋H2O2D．3Na2O2＋Cr2O3=2Na2CrO4＋Na2O答案D解析反应Na2O2＋SO2=Na2SO4中SO2是还原剂，过氧化钠是氧化剂。反应3Na2O2＋Cr2O3=2Na2CrO4＋Na2O中，过氧化钠是氧化剂。4．(上海高考)右图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是()A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰B．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放碱石灰C．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉D．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉答案C解析侯氏制碱法的原理是向饱和的NaCl溶液中先通入NH3，然后通入CO2，利用生成的碳酸氢钠溶解度小而析出。由于NH3在水中的溶解度大所以先通NH3，但为了防倒吸，所以a通入NH3，然后b通入CO2，考虑NH3的尾气处理所以选择放蘸稀硫酸的脱脂棉，即C正确。5．(2024·全国卷Ⅰ节选)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：(1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式：__________________________________。(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺流程为：①pH＝4.1时，Ⅰ中为________溶液(写化学式)。②工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是__________。答案(1)2NaHSO3=Na2S2O5＋H2O(2)①NaHSO3②得到NaHSO3过饱和溶液解析(1)亚硫酸氢钠过饱和溶液经结晶脱水生成焦亚硫酸钠，依据原子守恒可知反应的方程式为2NaHSO3=Na2S2O5＋H2O。(2)①碳酸钠饱和溶液汲取SO2后的溶液显酸性，说明生成物是酸式盐，即Ⅰ中为NaHSO3溶液。②要制备焦亚硫酸钠，须要制备亚硫酸氢钠过饱和溶液，因此工艺中加入碳酸钠固体、并再次充入二氧化硫的目的是得到NaHSO3过饱和溶液。6．(201