第四章 第10讲 钠及其重要化合物（原卷版）

第四章金属及其化合物第10讲钠及其重要化合物【高考考向预测】近三年高考钠及其重要化合物为无机化学高频基础考点，选择、填空与工艺流程题常考，重点考查钠、氧化钠、过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠的结构性质、反应差异、转化关系、鉴别方法及相关计算，常结合离子反应、氧化还原综合命题；预测2027年依旧稳定考查，命题侧重过氧化钠多类反应定量分析、钠盐图像型辨析、侯氏制碱工业情境应用，强化二者性质对比与除杂转化题型，侧重反应机理深挖与实际工业场景结合，注重性质活用与定量计算能力考查。【核心梳理●明考点】考点一单质钠1.钠的物理性质及保存方法(1)银白色、有金属光泽的固体，质地柔软，熔点低(小于100℃)，密度比水的小，比煤油的大。(2)保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。2.钠的化学性质及制备(1)完成上述标有序号转化的化学方程式。①2Na+O2Na2O2；②2Na+Cl22NaCl；③2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；④2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑；⑤制取钠：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。(2)写出钠与无水乙醇反应的化学方程式，相同条件下，比较钠与水、盐酸、乙醇反应速率的快慢，并解释反应速率不同的原因。2Na+2C2H5OH→2C2H5ONa+H2↑，钠与上述三种物质反应的实质都是钠与H+之间的置换反应，由三种物质电离出H+的能力可知反应速率：盐酸>水>乙醇。3.钠的用途(1)钠钾合金(液态)可用作原子反应堆的导热剂。(2)用作电光源，制作高压钠灯。(3)冶炼某些金属：金属钠具有强还原性，熔融状态下可以用于制取某些金属，如4Na+TiCl44NaCl+Ti。1.钠投入到水中立即熔化成小球，说明其熔点低，且钠与水的反应是放热反应()2.钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化()2.金属钠着火时，可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火()4.金属钠可保存在煤油中，也可保存在CCl4中()5.取用金属钠时，所需用品一般有小刀、镊子、滤纸、玻璃片()6.钠与乙醇反应时钠浮于液面上四处游动()7.实验结束后剩余的金属钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶中()一、钠与水溶液的反应1.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中：①MgSO4溶液②BaCl2溶液③饱和澄清石灰水④Ca(HCO3)2溶液⑤CuCl2溶液⑥饱和食盐水⑦浓盐酸(1)写出⑤中发生反应的离子方程式：。(2)既有气体又有白色沉淀产生的是(填序号)。(1)钠与水、酸反应的本质与顺序：本质上均是与H+的反应，反应顺序是有酸酸在前，无酸水为先。(2)钠与盐溶液的反应一般先考虑钠与水的反应，生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。二、钠的强还原性应用2.(2025·山西大同模拟)钠在液氨中溶剂化速度极快，生成蓝色的溶剂合电子，该过程表示为Na+(x+y)NH3=Na+(NH3)x+e-(NH3)y，并慢慢产生气泡。下列说法不正确的是()A.钠加入液氨中溶液的导电性增强B.e-(NH3)y的可能结构为C.e-(NH3)y具有强还原性D.该反应体系产生的气体为H23.关于金属钠的用途，下列说法错误的是()A.金属钠与TiCl4溶液反应可用于制备金属钛B.金属钠可用作乙醚等有机溶剂的脱水剂C.钠和钾的合金可用作原子反应堆的导热剂D.金属钠与氢气反应生成的NaH，可作为野外生氢剂4.(1)钠是强还原剂，用Na来制取钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)等稀有金属。金属铌可用金属钠还原K2NbF7制取，写出热还原法制备铌的化学方程式：。(2)钠可以与硅、硼、磷的化合物反应，制备相应单质，写出金属钠与Na3PO4反应制备白磷(P4)的化学方程式：。考点二氧化钠和过氧化钠1.氧化钠和过氧化钠的比较物质氧化钠(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(非碱性氧化物)氧的价态-2-1电子式Na+[··O‥Na+[··O‥阴、阳离子个数比1∶21∶2化学性质热稳定性不稳定(2Na2O+O22Na2O2)稳定与水反应Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑与CO2反应Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2与酸(盐酸)反应Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑主要用途用于制取少量Na2O2、烧碱用作强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂2.Na2O2的强氧化性与还原性从元素化合价角度分析Na2O2的性质O02Na2O−1(1)Na2O2表现强氧化性Na2O2+SO2=Na2SO4；Na2O2+Na2SO3+H2O=Na2SO4+2NaOH；Na2O2+H2S=S↓+2NaOH；Na2O2+品红溶液品红溶液褪色(填现象，下同)；Na2O2+酚酞溶液溶液先变红后褪色。(2)Na2O2表现还原性当遇KMnO4等强氧化剂时，Na2O2被氧化，其氧化产物为O2。(3)Na2O2既表现氧化性又表现还原性在Na2O2与CO2、H2O的反应中，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂，每消耗1molNa2O2转移电子为1mol。1.氧化钠、过氧化钠均为离子化合物()2.78gNa2O2与足量水完全反应，转移的电子数为2NA()3.H2O2和Na2O2都属于过氧化物，含有的化学键类型完全相同()4.1molNa2O2固体中含离子总数为4NA()一、过氧化钠的性质与探究1.某溶液含有①NO3−、②HCO3−、③SO32−、④CO32−、A.① B.④ C.①④⑤ D.④⑤2.Na2O2是一种常见的过氧化物，具有强氧化性和漂白性。(1)请写出Na2O2的电子式：，其中化学键的类型为，氧元素的化合价为。(2)根据实验分析，过氧化钠与水反应除了生成氢氧化钠和氧气外，还存在另一反应，则另一反应的化学方程式为，其反应类型为。(3)用化学方程式解释使酚酞溶液变红的原因：，依据实验现象推测，红色褪去的原因是。(4)用离子方程式解释加入酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色的原因：。二、过氧键(—O—O—)的性质及应用(教材拓展人教必修第一册P28T11)3.(1)五氧化铬又称过氧化铬，其中Cr元素的化合价为+6价，则每个CrO5分子中存在过氧键的数目为__________个。(2)过氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]是一种白色晶体，可用于漂白、消毒和供氧，在酸性溶液中过氧化尿素中的过氧化氢与重铬酸钾反应生成较稳定的蓝色过氧化铬(CrO5)，重铬酸钾与H2O2反应的离子方程式为，上述反应(填“是”或“不是”)氧化还原反应。4.(1)写出下列物质的电子式：过氧化钙：，过氧化氢：；从结构上看上述两种物质的共同特点是。(2)纯净的过氧化钙(CaO2)是一种新型水产养殖增氧剂，常用于鲜活水产品的运输。可以起到杀菌、解酸(吸收二氧化碳)、防腐、供氧的作用。分别写出供氧、解酸(吸收二氧化碳)的化学方程式：、。凡含有过氧键(—O—O—)的物质，其性质与过氧化钠相似，具有较强的氧化性，如过氧化氢(H2O2)、过氧化钙(CaO2)、过氧乙酸(CH3COOOH)等。过二硫酸根离子(S2O82−)含有过氧键，其结构为，其中S元素的化合价为+6考点三碳酸钠和碳酸氢钠Na2CO3和NaHCO3的比较物质及颜色、状态碳酸钠(Na2CO3，白色粉末)碳酸氢钠(NaHCO3，白色晶体)俗名纯碱或苏打小苏打水溶性二者均易溶于水，Na2CO3溶于水伴有放热现象，NaHCO3溶于水伴有吸热现象，碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠水解反应二者均为强碱弱酸盐，水解使溶液呈碱性，相同物质的量浓度时(同温度下)，Na2CO3水溶液的碱性大于NaHCO3水溶液的碱性与盐酸反应CO32−+2H+=CO2↑+HHCO3−+H+=CO2↑+H与同浓度的盐酸反应产生CO2的速率：NaHCO3>Na2CO3与NaOH溶液反应不反应NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O二者的相互转化Na2CO3NaHCO3主要用途用于制玻璃、制肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中作为干粉灭火器、治疗胃酸过多的药品、发酵粉的主要成分一、Na2CO3、NaHCO3的转化与除杂1.选择适当的试剂或方法除去杂质，并完成转化的化学方程式，“[]”内为杂质。(1)Na2CO3(s)[NaHCO3]：，。(2)NaHCO3(aq)[Na2CO3]：，。(3)Na2CO3(aq)[NaHCO3]：，。二、碳酸钠与碳酸氢钠的性质探究与鉴别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，进行如下两组实验：回答下列问题：(1)用实验一能否区别碳酸钠和碳酸氢钠？简述依据：。(2)若用实验二验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是(填化学式)，a、b两试管中的现象有何不同：，用化学方程式表示b试管中可能发生反应的化学方程式：。3.室温下，分别向5mLNa2CO3、NaHCO3溶液中逐滴加入0.100mol·L-1HCl溶液和饱和石灰水，探究Na2CO3、NaHCO3的性质，实验装置如下：(1)滴加几滴盐酸时，试管①、②的现象有何不同？。(2)滴加几滴饱和石灰水时，试管③、④的现象：。用离子方程式表示试管④中发生的反应：。【真题再现●明考向】1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)化学实验员检验Na2O2是否失效的化学方程式：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑(2024·广东，7B)()(2)钠起火，可以使用水基灭火器扑灭(2023·天津，4D)()(3)Na2O2分别与H2O和CO2反应，生成的气体相同(2023·重庆，3C)()(4)制作面点时加入食用纯碱，利用NaHCO3中和发酵过程产生的酸(2024·安徽，3D)()2.[2022·天津，13(1)(2)(3)(4)(6)]金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。(1)基态Na原子的价层电子轨道表示式为。(2)NaCl熔点为800.8℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na。电解反应方程式如下：2NaCl(l)2Na(l)+Cl2(g)加入CaCl2的目的是。(3)Na2O2的电子式为。(4)采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2。空气与熔融金属Na反应前需依次通过、________(填字母)。a.浓硫酸 b.饱和食盐水c.NaOH溶液 d.KMnO4溶液(6)天然碱的主要成分为Na2CO3·NaHCO3·2H2O，1molNa2CO3·NaHCO3·2H2O经充分加热得到Na2CO3的质量为g。【限时训练】（40分钟）(1~9题，每小题6分，10~12题，每小题8分)1.(2025·长春二中一模)下列叙述正确的是()①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们的化学性质完全相同；②钠在常温下不易被氧化；③Na2O2可作供氧剂，而Na2O不能；④钠与CuSO4溶液反应，放出气体并生成蓝色沉淀。A.都正确 B.①④C.②④ D.③④2.(2025·河南高三检测)下列关于钠及其化合物的相关说法错误的是()A.钠着火时不能用泡沫灭火器灭火B.小苏打的主要成分是Na2CO3C.Na2O2投入滴有无色酚酞溶液的水中，溶液先变红，后褪色D.金属钠应密封保存，实验室中少量钠通常保存在煤油中3.Na2CO3是一种重要的盐，下列说法不正确的是()A.Na2CO3属于强电解质B.厨房油烟污渍可用热的Na2CO3溶液清洗C.Na2CO3又称食用碱D.Na2CO3是泡沫灭火器的主要成分4.钠元素广泛存在于自然界，中国科学技术大学的钱逸泰教授等以CCl4和金属钠为原料，在700℃时制造出纳米级金刚石粉末。该成果发表在世界权威杂志上，立刻被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。下列关于含钠元素的物质的说法错误的是()A.“稻草变黄金”的过程中元素种类没有改变B.NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同C.治疗胃酸过多可以用NaHCO3，糕点制作也可以用NaHCO3D.金属钠放置在空气中，最终会变成Na2O25.膨松剂是一种食品添加剂，能使面胚在焙烤过程中变得松软或酥脆。NaHCO3既可作为碱性膨松剂单独使用，也可以与酒石酸氢钾、淀粉按一定比例混合制成复合膨松剂，复合膨松剂遇水会产生CO2，起到膨松效果。下列说法正确的是()A.任何受热分解能产生气体的物质都可以作为食品膨松剂B.碳酸氢钠受热分解的化学方程式为NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑C.碳酸氢钠作为膨松剂时，必须与酒石酸氢钾、淀粉混合使用D.复合膨松剂应在干燥的环境中保存6.某固体NaOH因吸收了空气中的CO2而含有杂质，若要将该固体配制成较纯的溶液，则其主要的实验操作过程应是()A.溶解→加适量BaCl2溶液→过滤B.溶解→加适量CaCl2溶液→过滤C.溶解→加适量Ca(OH)2溶液→过滤D.溶解→加适量盐酸→加热7.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，会产生气体和浑浊8.(2025·吉林辽源五中期末)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，Na2CO3所消耗盐酸的体积是NaHCO3的两倍C.等质量的NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应，前者消耗盐酸较多D.等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应产生的CO2一样多9.(2026·合肥开学考)研究金属钠的性质，实验如下(钠的大小相同)：实验装置液体a现象蒸馏水Ⅰ.钠浮在水面，剧烈反应，有少量白雾0.1mol·L-1盐酸Ⅱ.钠浮在液面，反应比Ⅰ剧烈，有白雾产生浓盐酸Ⅲ.钠浮在液面，反应比Ⅰ缓慢，产生大量白雾，底部有白色固体无水乙醇Ⅳ.钠沉入底部，反应比Ⅰ缓慢得多，未见有固体生成下列说法正确的是()A.Ⅰ中反应的离子方程式为2Na+2H+=2Na++H2↑B.随着c(HCl)增大，钠与盐酸反应的剧烈程度增大C.对比实验Ⅰ、Ⅳ可知羟基极性：C2H5OH>H2OD.Ⅲ中溶液中的c(Cl-)以及生成的NaCl固体可能对反应剧烈程度有影响10.下列是某兴趣小组根据课本实验设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验。请观察如图所示的实验装置，分析实验原理。下列说法错误的是()A.甲为小苏打，乙为纯碱B.要证明碳酸氢钠受热能产生水，可在小试管内塞上蘸有无水硫酸铜粉末的棉花球C.整个实验过程中可以看到丙烧杯的澄清石灰水没变浑浊D.同质量的甲和乙完全反应消耗的同浓度的盐酸体积：甲>乙11.某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法正确的是()A.实验前pH(Na2CO3)>pH(NaHCO3)B.实验后两溶液中离子种类完全相同C.Na2CO3溶液中生成的沉淀比NaHCO3溶液中生成的沉淀少D.加入CaCl2溶液后，反应的离子方程式都是CO32−+Ca2+=CaCO12.过氧化钠与水反应后滴加酚酞，酚酞先变红后褪色。某小组欲探究其原因，进行如图所示实验。实验①取反应后的溶液加入二氧化锰，立即产生大量气体；实验②③中红色均不褪去。下列分析错误的是()A.过氧化钠与水反应产生的气体为O2B.过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂C.实验②③可证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气D.过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O213.(10分)某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。回答下列问题：金