高三化学一轮复习讲义 12　第一篇　第二部分　第三章　第9讲　钠及其化合物　碱金属(基础课)

第三章金属及其化合物第9讲钠及其化合物碱金属(基础课)1．掌握钠的主要性质及其应用。2．掌握钠的重要化合物的主要性质及其应用。3．了解钠及其重要化合物的制备方法(含侯氏制碱法)。4．了解碱金属与焰色试验及应用。钠及其氧化物1．钠(1)物理性质：银白色的金属光泽，ρ＝0.971g·cm-3，比水的密度__、比煤油的密度___，质软，熔点为97.8℃，沸点为883℃。(2)化学性质(写出化学方程式)①与非金属单质反应O②与H2O反应：______________________。实验探究：Na与H2O(含酚酞溶液)反应的现象及解释③与乙醇反应：2Na＋2C2H5OH

2C2H5ONa＋H2↑。④与酸(HCl)反应：______________________。⑤与盐(CuSO4)溶液反应：____________________________________[或2Na＋2H2O＋CuSO4=Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑]。⑥与熔融盐TiCl4反应：4Na＋TiCl4熔融Ti(3)钠的制取及保存(4)钠的用途①钠与水溶液的反应规律：有酸酸优先，无酸水靠前。在酸溶液中，可认为钠首先与酸反应，酸完全反应后，钠可与水反应；在盐溶液中，钠首先与水反应，反应生成的氢氧化钠可能继续与盐反应。②钠与乙醇反应的特点：慢、沉。钠与乙醇反应，钠块先沉在液面下，表面冒出气泡，上下浮动，但不能熔化。③钠与酸反应的特点：快，可能燃烧或爆炸。2．钠的氧化物比较化学式Na2ONa2O2电子式Na+[︰O‥‥︰]2-Na+[︰O‥‥︰O‥氧的化合价－2___颜色白色______与H2O反应Na2O＋H2O=2NaOH_______________________与CO2反应Na2O＋CO2=Na2CO3_______________________主要用途制烧碱作漂白剂、消毒剂、供氧剂稳定性2Na2O＋O2△2Na2判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)Na与任何水溶液反应时，均先与H2O反应。 ()(2)检验乙醇中是否含有水，可向乙醇中加入一小粒金属钠，产生无色气体，则证明乙醇中含有水。 ()(3)将钠投入浓NH4Cl溶液中可以生成两种气体。 ()(4)将Na投入CuSO4溶液中，溶液中有红色Cu生成。 ()(5)Na与H2O、乙醇反应时均在液面以上四处游动。 ()(6)Na2O、Na2O2均与H2O反应生成NaOH，故二者均为碱性氧化物。 ()(7)Na2O2投入含酚酞溶液的水中，溶液先变红后又褪色。 ()(8)1molNa2O与Na2O2的混合物中阴离子数约为6.02×1023。 ()(9)Na2O2与H2O、CO2反应中，Na2O2均只作氧化剂。 ()钠的性质及探究1．下列关于钠的实验现象的叙述不正确的是()选项实验操作实验现象A切开一小块钠，观察切面颜色的变化钠切面颜色变暗，最后呈淡黄色B把一小块钠投入CuSO4溶液中钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，产生蓝色沉淀C把一小块钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，反应后溶液变蓝D把一小块钠迅速投入热坩埚中，继续加热坩埚片刻钠熔成小球，然后剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体2．(人教版必修第一册内容改编)某同学探究金属Na与CO2的反应，实验如下：实验Ⅰ实验Ⅱ操作将点燃的金属钠伸到盛有CO2的集气瓶中将集气瓶用水冲洗，过滤。取黑色滤渣灼烧；向滤液中滴加氯化钡溶液现象①火焰呈黄色②瓶内有黑色固体及另一种固体X①黑色滤渣可燃②滴加BaCl2溶液后有白色沉淀Y生成下列说法错误的是()A．生成黑色固体的反应为4Na＋3CO2△2Na2COB．Y是BaCO3C．X是Na2O2D．金属Na着火不能用CO2灭火钠的氧化物性质及探究3．(人教版必修第一册内容改编)为证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中作供氧剂，实验装置图如下，其中a是实验室制备二氧化碳的装置，c中盛放的是过氧化钠。下列说法错误的是()A．a中可以用Na2CO3和稀盐酸来制备CO2B．b中是饱和NaHCO3溶液，作用是除去a中产生的HClC．c中只发生反应：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2D．f中收集的气体可使带火星的木条复燃4．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)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_________________________________________________________________________________________________________。(3)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：________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)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________________。Na2O2中O2①Na2O2遇到还原剂表现极强氧化性。如还原剂SO2、Fe2+、SO32-、S2-、H2②Na2O2遇到强氧化剂表现还原性。如强氧化剂KMnO4等。③Na2O2遇到最高价氧化物如SO3、CO2时，既表现氧化性又表现还原性；Na2O2遇到低价氧化物如SO2时，只表现氧化性。Na2O2与CO2、H2O反应的有关计算5．(2025·临汾模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是()A．7.8gNa2O2与足量的CO2或H2O(g)充分反应，二者转移的电子数均为0.1NAB．62gNa2O与78gNa2O2投入相同体积的足量水中，所得溶液的浓度不相同C．78gNa2O2与足量CO2或H2O(g)充分反应，二者生成的O2均为0.5molD．40gCO、H2与HCHO混合气体完全燃烧，生成的CO2、H2O(g)全部通入足量Na2O2中完全反应，固体质量增加40g6．密闭容器中盛有1molNaHCO3和0.8molNa2O2，加热充分反应后，容器内残留的固体及其物质的量是____________________________________________。Na2O2与CO2、H2O(g)反应的定量模型(1)气体物质的量或体积减小关系若CO2、水蒸气(或两者的混合气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量ΔV＝V(O2)＝12V(原气体)(2)固体质量增加关系相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”、H2O(g)中的“H2”，即Δm(固体)＝2844m(CO2)＋218m(H2(CxOy)mHnO2CO2＋H2ONa2O(CxOy)mHn的质量为ag时，最终固体增重：Δm=(3)Na2O2与定量CO2、H2O(g)反应，可以按Na2O2先与CO2反应再与H2O(g)反应进行分析。碳酸钠与碳酸氢钠1．碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质和用途名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名__________小苏打水溶性__溶于水__溶于水，溶解度比Na2CO3__主要用途用于制玻璃、制肥皂、纺织、造纸等用于制药、焙制糕点等2．碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质(1)热稳定性①Na2CO3性质稳定，受热难分解。②NaHCO3性质不稳定，受热易分解，化学方程式为_______________________。(2)与酸(如足量盐酸)反应(填离子方程式)①Na2CO3：__________________。②NaHCO3：_________________。(3)与碱(如NaOH溶液)反应(填离子方程式)①Na2CO3：与NaOH溶液不反应。②NaHCO3：________。(4)相互转化①Na2CO3

NaHCO3向Na2CO3溶液中通入CO2，化学方程式为_________________________。②NaHCO3

Na2CO3NaHCO3固体受热分解转化成Na2CO3。3．碳酸钠和碳酸氢钠化学性质的应用(1)Na2CO3、NaHCO3的鉴别①固体的鉴别用加热法：能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。②溶液的鉴别可用气体法和测pH法。a．气体法：滴入稀盐酸，立即产生气泡的是NaHCO3溶液。b．测pH法：用pH试纸测相同浓度的稀溶液，pH大的是Na2CO3溶液。(2)Na2CO3、NaHCO3的除杂混合物(括号内为杂质)除杂方法Na2CO3(s)(NaHCO3)加热法NaHCO3(aq)(Na2CO3)通入足量CO2Na2CO3(aq)(NaHCO3)滴加适量NaOH溶液(3)日常生活中的应用①小苏打单独用作蒸馒头的膨松剂，膨松效果不是很好，如果用小苏打的同时加入一定量的食醋，效果很好。其原理是_________________________(写出化学方程式)。②酵头用于蒸馒头时，面团往往有酸味，在和面团时加入小苏打水，酸味大大减少。其原因是______________________________(用文字说明)。③患有胃溃疡的病人不能服用小苏打药品的原因是若服用小苏打药品，胃中的酸与小苏打反应生成CO2气体，造成胃穿孔。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)Na2CO3和NaHCO3均与盐酸反应，故二者均可以用于治疗胃酸过多。 ()(2)Na2CO3加入少量水结块、放热，NaHCO3加少量水溶解吸热。 ()(3)除去CO2中的HCl气体，可将气体通入饱和Na2CO3溶液中。 ()(4)澄清石灰水可以鉴别Na2CO3溶液与NaHCO3溶液，前者生成沉淀，后者没有沉淀。 ()(5)向饱和Na2CO3溶液中通入CO2，溶液中有沉淀析出。 ()(6)向NaHCO3溶液中加入少量石灰水的离子方程式为HCO3-＋Ca2+＋OH－=CaCO3↓＋H2O。 (Na2CO3、NaHCO3的性质及探究1．(人教版必修第一册内容改编)某小组同学进行了以下3个实验：实验1实验2实验3操作现象无沉淀及气体产生有沉淀及气体产生现象a下列说法正确的是()A．实验1中发生了反应Ca2++CO32-B．实验2中Ca2+促进了HCO3C．实验3中现象a可能是有沉淀及气体产生D．推测：可用0.05mol·L-1CaCl2溶液鉴别浓度均为0.001mol·L-1的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液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实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是________(填装置序号)。(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若用实验Ⅳ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)。3．(2025·铜川模拟)现有一种以NaHCO3为主要成分的膨松剂，由于膨松剂存放时间较长，部分分解成Na2CO3粉末。为测定混合样品中NaHCO3的质量分数，按如图所示连接装置(装置的气密性良好，各装置中的试剂皆为足量)。已知：碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙组成的混合物。实验过程：将m1g样品装入样品管中，测定实验前D的质量为m2g；打开K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟，以除去装置中的二氧化碳；然后关闭K1、K2，打开K3，点燃酒精灯加热至不再产生气体；拆下装置，再次称量D的质量为m3g。(1)装置B中发生反应的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)E处干燥管中盛放碱石灰的作用是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。如果没有该装置，可能会造成测定结果_________________________________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。(3)混合物中NaHCO3的质量分数为________(用含m1、m2、m3的代数式表示)。测定碳酸钠质量分数的常用方法(1)气体法①测定原理：Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋CO2↑。依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。②实验操作：向mg纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生CO2气体的体积为VmL(已折算为标准状况)。③数据处理：纯碱样品中Na2CO3的质量为V22400mol×106g·mol-1＝106V22400g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为106V22400g(2)沉淀法①测定原理：Na2CO3＋BaCl2=BaCO3↓＋2NaCl。依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。②实验操作：先将mg纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为ng。③数据处理：纯碱样品中Na2CO3的质量为ng197g·mol-1×106g·mol-1＝106n197g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析(1)反应原理：CO32-＋H＋=HCO3-＋H＋=CO2↑＋H2(2)根据图像确定溶液中溶质的方法若a＝0(即图像从原点开始)溶液中的溶质为NaHCO3若Oa＝ab(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)溶液中的溶质为Na2CO3若Oa>ab(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH若Oa<ab(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO34．向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体，再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图(忽略CO2的溶解和HCl的挥发)：则下列分析都正确的组合是()①Ⅰ图对应溶液中的溶质为NaHCO3②Ⅱ图对应溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3，且二者的物质的量之比为1∶1③Ⅲ图对应溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3，且二者的物质的量之比为1∶1④Ⅳ图对应溶液中的溶质为Na2CO3A．①② B．①③C．②④ D．②③碱金属与焰色试验1．碱金属的相似性与递变性(1)相似性与递变性(Li、Na、K、Rb、Cs、Fr)相似性递变性(由Li→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____原子半径逐渐____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____单质性质物理性质(除Cs外)都呈银白色，密度较小，熔、沸点____密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐____化学性质都具有较强的还原性还原性逐渐____(2)具体表现①与O2等非金属反应Li、Na与O2在加热条件下的反应：____________、____________(写化学方程式)。K、Rb、Cs与O2反应生成比过氧化物结构更复杂的物质。②与H2O反应2M＋2H2O=2MOH＋H2↑(M代表碱金属元素)，从Li→Cs反应的剧烈程度逐渐____。③与酸反应均生成盐与H2，从Li→Cs，反应剧烈程度逐渐增强。④与盐溶液反应时，均先与H2O反应，不能把盐溶液中的金属置换出来。⑤与H2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。如KH＋H2O=KOH＋H2↑。2．焰色试验(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出________，可以判断试样所含的金属元素，化学上把这样的____________称为焰色试验。这种变化属于____变化。(2)操作步骤——洗→烧→蘸→烧→洗①把熔嵌在玻璃棒上的铂丝(或用光洁无锈的铁丝)在稀盐酸中洗涤

②在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同

③蘸取待测物，在外焰上灼烧

④观察火焰颜色，确定金属元素。(3)常见元素的焰色钠黄(色)钙砖红(色)锂紫红(色)，钾为紫(色)钡黄绿(色)，锶为洋红(色)最美丽。①洗涤铂丝用稀盐酸而不用稀硫酸，因铂丝表面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。②进行钾的焰色试验时要透过蓝色钴玻璃观察，目的是滤去钠元素的黄色光，避免含有微量钠元素的干扰。③做焰色试验时，不能使用玻璃棒蘸取溶液进行灼烧，因为玻璃中含钠元素。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)随着核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低，密度逐渐增大。 ()(2)Li单质在空气中燃烧的产物是Li2O2。 ()(3)根据反应Na＋KCl(熔融)⥬NaCl＋K↑，知Na的金属性比K强。 ()(4)碱金属元素从锂到铯都能够与氢气反应生成金属氢化物，与水反应都生成氢气。 ()(5)用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色试验，火焰呈黄色，则该溶液一定是钠盐溶液。 ()(6)灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋。 ()1．(2025·福州模拟)钠在液氨中溶剂化速度极快，生成蓝色的溶剂合电子，如图为钠投入液氨中的溶剂化示意图。钠沉入液氨中，快速得到深蓝色溶液，并慢慢产生气泡。下列说法错误的是()A．钠的密度比液氨大B．溶液的导电性增强C．0.1mol钠投入液氨中生成0.01molH2时，Na共失去0.02mol电子D．钠和液氨可以发生的反应为2NH3＋2Na=2NaNH2＋H2↑2．碱金属单质及其化合物有广泛应用。(1)锂是最轻的活泼金属，常用于制造高效锂电池。电解池中的电解液不能用水作溶剂，原因是_____________________________________________________。(2)金属钾是一种活泼的金属，下列有关其性质的说法正确的是________(填字母)。A．钾在空气中燃烧时，只生成K2OB．钾与水反应，由于反应剧烈可能会发生爆炸C．1mol·L-1KOH溶液比1mol·L-1NaOH溶液碱性强(3)KH是一种野外供氢剂，其电子式为__________________，与水反应放出氢气，化学方程式为_____________________________________________________。设NA为阿伏加德罗常数的值，则生成1mol氢气时，反应中转移电子数为________。(4)NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3)，脱锈过程中生成两种产物，其反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)CsOH的碱性比NaOH的碱性________(填“强”或“弱”)。3．焰色试验是元素分析的一种重要方法，请回答有关问题。(1)是否所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色？举例说明：________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)某同学灼烧某白色粉末，火焰呈黄色，他判断该白色粉末中含Na＋、不含K＋。他的判断是否正确？如不正确，请设计实验检验白色粉末中是否含K＋(如正确，此问可不答)：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)该同学用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验，火焰呈黄色，他判断该溶液一定为钠盐溶液。其他同学不同意他的观点。理由是___________________________________________________________________________________________________。(4)Cu与CuSO4进行焰色试验，火焰分别呈________、________。1．(真题精选)下列说法正确的是__________________________________(填序号)。(1)(2024·黑吉辽卷)金属钾着火，用湿抹布盖灭。(2)(2024·黑吉辽卷)除去乙醇中的少量水，可以加入金属钠过滤。(3)(2024·安徽卷)氯化钠和氯化钾可以用焰色试验鉴别。(4)(2024·安徽卷)过氧化钠和硫黄可以加水、振荡鉴别。(5)(2024·安徽卷)制作面点时加入食用纯碱，利用NaHCO3中和发酵过程产生的酸。(6)(2024·安徽卷)烹煮食物的后期加入食盐，能避免NaCl长时间受热而分解。(7)(2024·甘肃卷)次氯酸钠有强氧化性，可用于衣物漂白。(8)(2024·湖南卷)稀释浓硫酸时，酸溅到皮肤上，用3%～5%的NaHCO3溶液冲洗。(9)(2024·湖北卷)过滤法分离苯酚和NaHCO3溶液。2．(2024·北京卷，T8)关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中，不正确的是()A．两种物质的溶液中，所含微粒的种类相同B．可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3C．利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3D．室温下，二者饱和溶液的pH差约为4，主要是由于它们的溶解度差异(1)NaHCO3溶液呈碱性的理由是____________________________________________________________________________________________________________。(2)Na2CO3溶液转化为NaHCO3溶液的最佳方法是________，反应的离子方程式为______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸并振荡，发生反应的离子方程式依次为_______