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新人教版高考化学一轮复习第3章金属及其重要化合物第9讲钠及其重要化合物学案
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这是一份新人教版高考化学一轮复习第3章金属及其重要化合物第9讲钠及其重要化合物学案，共15页。学案主要包含了物理性质，制取及保存，用途等内容，欢迎下载使用。
第9讲 钠及其重要化合物
考点一 钠的性质及应用
一、物理性质：银白色，有金属光泽的固体，质地柔软，熔点低(小于100 ℃)，密度比水的小但比煤油的大。
二、从钠的原子结构认识钠的化学性质——还原性
1．与非金属单质(如O2、Cl2)反应
O2
Cl2：2Na＋Cl22NaCl(现象：剧烈燃烧，产生白烟)。
2．与水(滴有酚酞)、酸、醇、盐溶液反应
(1)钠与水反应的离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑(现象：浮、熔、游、响、红)。
(2)钠与盐酸反应的离子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。
(3)钠与乙醇反应的化学方程式：2Na＋2CH3CH2OH―→2C2H5ONa＋H2↑(现象：沉、慢)。
(4)钠与CuSO4溶液反应的化学方程式：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。
三、制取及保存
1．制取：化学方程式为2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。
2．保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。
四、用途
1．钠钾合金(液态)可用于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，熔融状态下可用于制取某些金属，如4Na＋TiCl44NaCl＋Ti。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2020·高考江苏卷)室温下，Na在空气中反应生成Na2O2。( )
(2)将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶，集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生，说明CO2具有氧化性。( )
(3)钾、钠、镁等活泼金属着火时，不能用泡沫灭火器灭火。( )
(4)钠是银白色金属，熔点低，硬度大。( )
(5)金属钠在石棉网上加热时，先熔化成银白色小球，然后剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色的固体。( )
(6)金属钠具有强还原性，可与TiCl4溶液反应制取金属Ti。( )
答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)×
2．金属钠露置在空气中会发生一系列变化，其过程如下：
银白色金属钠表面变暗出现白色固体，接着表面变潮湿白色块状固体白色粉末状物质
请写出上述各步反应的化学方程式：______________________________。
答案：①4Na＋O2===2Na2O；②Na2O＋H2O===2NaOH；③2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO3·10H2O；④Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O
演练一 钠与非金属单质反应
1．等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气(常温)中充分反应，则下列说法正确的是( )
A．第一块钠失去电子较多
B．两块钠失去电子一样多
C．第二块钠的反应产物质量较大
D．两块钠的反应产物质量一样大
解析：选B。金属钠失电子均变为＋1价的阳离子，等质量的两块钠，失电子数是一样的。根据反应4Na＋O2===2Na2O，则1 mol金属钠完全反应生成氧化钠的质量是31 g，根据反应2Na＋O2Na2O2，则1 mol金属钠完全反应生成过氧化钠的质量是39 g，等质量的两块钠，其物质的量相等，所以生成过氧化钠的质量较大，即第一块钠的反应产物质量较大。
(1)钠与氧气反应的产物与反应温度有关，加热或点燃条件下产物是过氧化钠。
(2)不管生成氧化钠还是过氧化钠，金属钠失电子均变为＋1价的阳离子，因而等量的钠完全反应失去的电子数相同。
2．倒置的坩埚盖子上放有硫粉，在硫粉中央放一小块钠，按图示搭建装置，用胶头滴管向金属钠上滴加一滴水，立即倒扣上大烧杯，发现坩埚盖子内火星四溅，烧杯内出现大量白烟。下列说法错误的是( )
A．水是钠与硫反应的催化剂
B．含有酚酞的水溶液可能变为红色
C．钠与硫的反应是放热反应
D．滤纸逐渐变黑
解析：选A。钠与水反应放热，放出的热量引发钠与硫的反应，所以水不是催化剂，A项错误；硫化钠为强碱弱酸盐，溶于水后，发生水解使溶液显碱性，所以含有酚酞的水溶液可能变为红色，B项正确；钠与硫的反应被引发后，不需要加热就能继续反应说明其为放热反应，C项正确；硫化钠与硫酸铜反应生成硫化铜黑色固体，故滤纸逐渐变黑，D项正确。
演练二 钠与水反应的延伸——钠与酸、碱、盐溶液反应
3．将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体放出，又有白色沉淀产生的是( )
①MgSO4溶液 ②Na2SO4稀溶液 ③饱和澄清石灰水
④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥饱和NaCl溶液
A．①④⑤⑥ B．③④⑤⑥
C．②④⑤⑥ D．①③④⑥
解析：选D。钠首先与水反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；①中Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；②中没有白色沉淀生成，不符合题意；③中反应消耗水，溶液温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2沉淀；④中Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O；⑤中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意；⑥中水减少，NaCl过饱和，析出NaCl晶体。
4．将一小块金属钠分别投入盛有a.水、b.乙醇、c.稀硫酸的三个小烧杯中，反应速率由大到小的顺序为________________________。解释反应速率不同的原因：_______________________________________________________。
答案：c>a>b 钠与三种物质反应的实质都是钠与H＋间的置换反应，H＋浓度的大小决定了反应速率的快慢，由三种物质电离出H＋的能力可知，反应速率的大小顺序为c>a>b
5．有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100 mL大试管中先加40 mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面移至胶塞处，并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题：
(1)有关钠反应的现象是_______________________________________。
(2)大试管的溶液中出现的现象：_______________________________。
(3)装置中液面的变化：大试管内________；长颈漏斗内________。
(4)写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式：____________________。
答案：(1)有气泡生成，钠熔化成小球且在煤油和FeSO4溶液界面处上下跳动，最终完全溶解
(2)下层溶液出现白色絮状沉淀
(3)下降 上升
(4)2Na＋FeSO4＋2H2O===Fe(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑
钠与水溶液反应的规律和思维模型
(1)钠与水、酸反应的实质都是与H＋的反应。
(2)钠与溶液反应的思维模型
①金属钠与酸溶液的反应
钠首先与酸反应，且反应比在纯水中剧烈，当酸反应完全后，再与水反应。
②金属钠与盐溶液的反应
钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，因钠先与水反应，然后再考虑生成的NaOH是否能与盐进一步发生复分解反应。
[注意] 钠与乙醇反应，钠块先沉在液面下，后上下浮动，能看到表面冒出气泡，但钠不能熔化成小球。
考点二 钠的氧化物与氢氧化物
一、氧化钠与过氧化钠
物质
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
氧元素的化合价
－2价
－1价
颜色、状态
白色固体
淡黄色固体
电子式
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
是否为碱性氧化物
是
否
化合物类型
离子化合物
离子化合物
与H2O反应
的化学方程式
Na2O＋H2O===2NaOH
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
与CO2反应的
化学方程式
Na2O＋CO2===Na2CO3
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
与盐酸反应
的化学方程式
Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O
2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑
用途
—
氧化剂、供氧剂、漂白剂、杀菌剂
二、Na2O2的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质：
2Na22
1．Na2O2的强氧化性
试剂
现象
反应原理
SO2气体
—
Na2O2＋SO2===Na2SO4
FeCl2溶液
产生气泡和红褐色沉淀
4Na2O2＋4FeCl2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8NaCl
Na2SO3溶液
—
Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2NaOH
氢硫酸
溶液变浑浊
Na2O2＋H2S===S↓＋2NaOH
酚酞溶液
溶液先变红后褪色
Na2O2与水反应生成了NaOH，使溶液变红，Na2O2的强氧化性又使溶液褪色
品红溶液
红色褪去
Na2O2的强氧化性使之褪色
2.遇KMnO4等强氧化剂时，Na2O2表现出还原性，氧化产物为O2。
3．遇CO2、H2O、H＋时，Na2O2发生自身的氧化还原反应。
三、氢氧化钠
1．物理性质：NaOH的俗名为烧碱、火碱或苛性钠；它是一种白色固体，易溶于水并放出大量的热；有吸水性，吸收空气中的水分而潮解；有很强的腐蚀性。
2．化学性质
(1)具有碱的通性。
(2)其他反应
①与金属铝反应：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑(填离子方程式)。
②与非金属单质反应：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。
③酯类水解：CH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋CH3CH2OH。
3．工业制烧碱
电解饱和食盐水法：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2020·浙江7月选考)Na2O在空气中加热可得固体Na2O2。( )
(2)烧碱、纯碱均属于碱，不能盛放在玻璃试剂瓶中。( )
(3)氧化钠、过氧化钠均为离子化合物。( )
(4)1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA。( )
(5)H2O2和Na2O2都属于过氧化物，含有的化学键完全相同。( )
(6)7.8 g过氧化钠含有的共用电子对数为0.2NA。( )
(7)将足量过氧化钠投入紫色石蕊溶液中，溶液先变蓝后褪色，同时有气泡产生。( )
解析：(5)H2O2中只含共价键，Na2O2中既有离子键又有共价键。(6)过氧化钠的电子式为，1 mol过氧化钠中含有1 mol共用电子对，所以7.8 g(0.1 mol)过氧化钠含有的共用电子对数为0.1NA。(7)过氧化钠与水反应生成了O2和NaOH，使紫色石蕊溶液变蓝；过氧化钠又具有强氧化性，能漂白石蕊溶液。
答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)√
演练一 过氧化钠的性质
1．用双线桥分析Na2O2与水反应中电子转移的方向和数目：___________________________________________________。
(1)氧化剂是________，还原剂是________，氧化产物是________，还原产物是________。
(2)1 mol Na2O2与水完全反应时转移的电子数是________________。
答案：
(1)Na2O2 Na2O2 O2 NaOH (2)NA(或6.02×1023)
2．(2021·大同高三调研)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反应时有单质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
解析：选B。A项，可燃物燃烧的条件是达到着火点和具有助燃物质；B项，反应物中没有单质参加反应，不符合置换反应的定义；C项，Na2O2与CO2、H2O的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应；D项，Na2O2先和水反应生成O2和NaOH，NaOH再与Ca(HCO3)2反应产生沉淀CaCO3。
3．(教材拓展题)某溶液中含有HCO、SO、CO、CH3COO－4种阴离子。向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化)( )
A．CH3COO－ B．SO
C．CO D．HCO
解析：选A。Na2O2与水反应生成NaOH，HCO＋OH－===CO＋H2O，HCO浓度减小，CO浓度增大；SO具有还原性，被Na2O2氧化成SO，SO浓度减小；Na2O2与水反应产生的OH－抑制CH3COO－的水解，但CH3COO－水解程度很小，所以CH3COO－的浓度基本保持不变。
演练二 过氧化钠与水、二氧化碳反应的定量分析
4．分别向甲、乙、丙、丁四个烧杯内加入0.1 mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠，然后各加入100 mL水，搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是( )
A．甲＜乙＜丙＜丁 B．丁＜甲＜乙＝丙
C．甲＝丁＜乙＝丙 D．丁＜甲＜乙＜丙
解析：选B。(1)甲、丁相比
甲：Na→NaOH，消耗H2O，溶剂减少；
丁：NaOH不反应，溶剂不变；
故NaOH的质量分数：甲＞丁。
(2)乙、丙相比
故乙、丙溶液完全等同。
(3)乙、丙与甲相比
由于它们的物质的量相等，所以甲(Na)所得NaOH的物质的量是乙、丙(Na2O、Na2O2)所得NaOH的物质的量的，且它们消耗的水的量相等，即溶剂的量相等，因此甲溶液中NaOH的质量分数比乙、丙小。
5．在密闭容器中充入CO2、CO、CH4的混合气体共m g，若加入足量Na2O2，充分振荡并不断用电火花引燃至反应完全，测得固体质量增加m g，则CO2与CH4的体积比为( )
A．3∶1 B．2∶1
C．1∶1 D．任意比
解析：选C。由题意知，混合气体被Na2O2完全吸收。
2CO＋O22CO2 ①
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 ②
得Na2O2＋CO===Na2CO3(虚拟的反应)
即CO可被Na2O2完全吸收
2H2＋O22H2O ③
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ ④
得Na2O2＋H2===2NaOH(虚拟的反应)
即H2可被Na2O2完全吸收
由于CO完全被吸收，当CO2、CH4的体积比符合1∶1时，相当于2CO·2H2，可被Na2O2完全吸收。
Na2O2与H2O、CO2的反应规律
电子转
移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量的关系为2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝n(Na2O2)＝2n(O2)
气体体积
变化关系
CO2、水蒸气(或二者的混合气体)通过足量Na2O2时，气体体积的减少量是原来气体体积的，等于生成氧气的量，即ΔV＝V(O2)＝V(原来)
固体质量
变化关系
CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时，固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”，所以固体增加的质量分别为Δm(CO2)＝28 g·mol－1×n(CO2)，Δm(H2O)＝2 g·mol－1×n(H2O)
延伸拓展
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，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后，固体增重必为W g。或是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足该条件。
中学阶段常见的符合这一关系的物质有
(1)无机物：H2、CO及H2和CO的混合气体。
(2)有机物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等
考点三 碳酸钠与碳酸氢钠
一、碳酸钠和碳酸氢钠的性质、相互转化及应用(能用离子方程式表示的写离子方程式)
名称
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
俗名
纯碱或苏打
小苏打
主
要
性
质
水溶性
易溶于水，溶液呈碱性
易溶于水(但比Na2CO3溶解度小)，溶液呈碱性
稳定性
稳定，但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化
受热易分解，其分解反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
与H＋
反应
CO＋2H＋===CO2↑＋H2O(H＋过量)
CO＋H＋===HCO(H＋不足)
HCO＋H＋===CO2↑＋H2O
与碱
[Ca(OH)2]
反应
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O(碱过量)
Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O(碱不足)
与盐反应
CaCl2
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
不反应
硫酸
铝
2Al3＋＋3CO＋3H2O ===2Al(OH)3↓＋3CO2↑
3HCO＋Al3＋===Al(OH)3↓＋3CO2↑
相互转化
Na2CO3NaHCO3
应用
Na2CO3是一种非常重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用
NaHCO3是焙制糕点所用发酵粉的主要成分之一；在医疗上，它是治疗胃酸过多的一种药剂(但胃溃疡病人慎用)
二、鉴别与除杂
1．Na2CO3、NaHCO3的鉴别
(1)固体的鉴别用加热法：产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。
(2)溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。
①沉淀法：加入BaCl2溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的是Na2CO3溶液。
②气体法：逐滴滴入稀盐酸，立即产生气泡的是NaHCO3溶液。
③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CO2
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
滴加适量NaOH溶液
三、钠及其重要化合物间的转化关系
写出框图中带标号的有关反应的化学方程式：
①2Na＋O2Na2O2；
②2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；
③2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；
④2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2；
⑤2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O；
⑥2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2020·浙江7月选考)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强。( )
(2)(2019·高考天津卷)盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良。( )
(3)在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都会分解。( )
(4)向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2，会有NaHCO3晶体析出。( )
(5)苏打是面包发酵粉的主要成分之一。( )
(6)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液。( )
(7)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，立即产生气泡。( )
解析：(2)Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，施加熟石灰生成了烧碱NaOH，碱性增强，不利于作物生长，故错误。
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)×
演练一 Na2CO3、NaHCO3的性质与鉴别
1．下列有关Na2CO3和NaHCO3的说法中，不正确的是( )
A．相同温度下，溶解度：Na2CO3>NaHCO3
B．相同温度下，0.1 mol·L－1盐溶液的pH：Na2CO3>NaHCO3
C．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
D．相同温度下，0.1 mol·L－1盐溶液分别与0.1 mol·L－1盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3>Na2CO3
解析：选C。A项，相同温度下，Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大，正确；B项，相同温度下，等浓度溶液的pH：Na2CO3>NaHCO3，正确；C项，根据化学方程式Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，当Na2CO3和盐酸的物质的量相等时，不会产生CO2，错误；D项，NaHCO3与盐酸反应一步完成，而Na2CO3与盐酸反应分两步进行，相同条件下NaHCO3比Na2CO3反应更剧烈，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实验，如图所示。
(1)只根据图Ⅰ所示实验，不能达到实验目的的原因是
______________________________________________________________。
(2)图Ⅱ、Ⅲ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为______________________________________________________________。
(3)若用图Ⅱ所示实验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)。
解析：(1)NaHCO3、Na2CO3都与盐酸反应放出CO2，反应现象相同。(2)Ⅱ、Ⅲ都是利用NaHCO3受热易分解的性质进行鉴别。(3)试管B中装入碳酸氢钠，试管A中装入碳酸钠，这样直接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温度比碳酸钠低，但发生了分解，使澄清石灰水变浑浊，说明碳酸氢钠受热易分解。
答案：(1)无论是Na2CO3还是NaHCO3，均可以与盐酸反应产生CO2，二者反应现象相同
(2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
(3)NaHCO3
演练二 与Na2CO3、NaHCO3有关的定量计算
3．下列有关NaHCO3和Na2CO3的性质的叙述错误的是( )
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，所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍
C．等质量的NaHCO3和Na2CO3与同浓度盐酸完全反应，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，二者产生的CO2一样多
解析：选C。Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O。解答此类题目用“归一”法。A项，假设二者均为1 g，则NaHCO3反应产生 mol CO2，Na2CO3反应产生 mol CO2，正确；B项，假设二者均为1 mol，则Na2CO3反应消耗2 mol HCl，NaHCO3反应消耗1 mol HCl，正确；C项，假设二者均为1 g，Na2CO3反应消耗2× mol＝ mol HCl，NaHCO3反应消耗 mol HCl，错误；D项，假设二者均为1 mol，则二者均产生1 mol CO2，正确。
4．将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( )
解析：选C。向NaOH与Na2CO3的混合溶液中滴加稀盐酸，稀盐酸首先与NaOH反应，然后与Na2CO3反应转化为NaHCO3：CO＋H＋===HCO，之后与HCO反应生成CO2，因n(OH－)＝n(CO)＝0.01 mol，故加入0.02 mol HCl后开始有气体生成。结合各种物质的物质的量分析图像可知，选项C符合题意。
依据图像特点判断溶液溶质成分的方法
若a＝0，即图像从原点开始
溶液中的溶质为NaHCO3
若V(Oa)＝V(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V(Oa)>V(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V(Oa)
考点四 碱金属元素 焰色反应
一、碱金属的一般性与特殊性
1．一般性
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价
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、沸点较低
密度呈增大趋势(钾反常)，熔、沸点逐渐降低
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
2.特殊性
(1)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。
(2)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油中。
(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。
二、焰色反应
1．概念
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，属于物理变化，属于元素的性质。
2．操作
铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色
3．常见元素的焰色
钠元素：黄色；钾元素：紫色(透过蓝色钴玻璃观察)；铜元素：绿色。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)ⅠA族元素又称碱金属元素。( )
(2)随核电荷数递增，碱金属元素氢氧化物的碱性逐渐减弱。( )
(3)随核电荷数递增，碱金属元素原子半径逐渐增大，还原性逐渐增强。( )
(4)从锂到铯都能与水反应生成碱和H2。( )
(5)金属锂常用于制造锂电池，这跟它的还原性强、密度小有关。( )
(6)焰色反应是一种复杂的化学变化。( )
(7)钠、氧化钠、碳酸钠的焰色反应均为黄色。( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)× (7)√
1．下列有关碱金属的叙述正确的是( )
A．随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐升高
B．碱金属单质的金属性很强，均能与氢气、氮气等直接发生反应
C．碳酸铯用酒精灯加热时不能分解为二氧化碳和氧化铯
D．无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它难溶于水
解析：选C。随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低；碱金属中除锂外，均不与氮气直接反应；由在酒精灯加热条件下Na2CO3不分解，可得出Cs2CO3加热也不分解；Cs与Na同为碱金属元素，性质相似，由Na2SO4易溶于水，可得出Cs2SO4也易溶于水。
2．碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中密度最大的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是( )
A．在碱金属元素中它具有最大的原子半径
B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物
C．它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱
D．它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸
解析：选B。根据同主族元素性质的递变规律，从金属锂到金属钫，随原子序数的递增，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强，与水反应的剧烈程度逐渐增强，在空气中的燃烧产物越来越复杂，可以生成过氧化物、超氧化物等。
3．用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在酒精灯火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色，下列判断正确的是( )
A．只含有Na＋
B．一定含有Na＋，可能含有K＋
C．既含有Na＋，又含有K＋
D．可能含有Na＋，还可能含有K＋
解析：选B。Na元素的焰色为黄色，而K元素的焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，而且黄色会干扰紫色，所以无法判断是否含有K元素。
第9讲 钠及其重要化合物
考点一 钠的性质及应用
一、物理性质：银白色，有金属光泽的固体，质地柔软，熔点低(小于100 ℃)，密度比水的小但比煤油的大。
二、从钠的原子结构认识钠的化学性质——还原性
1．与非金属单质(如O2、Cl2)反应
O2
Cl2：2Na＋Cl22NaCl(现象：剧烈燃烧，产生白烟)。
2．与水(滴有酚酞)、酸、醇、盐溶液反应
(1)钠与水反应的离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑(现象：浮、熔、游、响、红)。
(2)钠与盐酸反应的离子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。
(3)钠与乙醇反应的化学方程式：2Na＋2CH3CH2OH―→2C2H5ONa＋H2↑(现象：沉、慢)。
(4)钠与CuSO4溶液反应的化学方程式：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。
三、制取及保存
1．制取：化学方程式为2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。
2．保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。
四、用途
1．钠钾合金(液态)可用于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，熔融状态下可用于制取某些金属，如4Na＋TiCl44NaCl＋Ti。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2020·高考江苏卷)室温下，Na在空气中反应生成Na2O2。( )
(2)将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶，集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生，说明CO2具有氧化性。( )
(3)钾、钠、镁等活泼金属着火时，不能用泡沫灭火器灭火。( )
(4)钠是银白色金属，熔点低，硬度大。( )
(5)金属钠在石棉网上加热时，先熔化成银白色小球，然后剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色的固体。( )
(6)金属钠具有强还原性，可与TiCl4溶液反应制取金属Ti。( )
答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)×
2．金属钠露置在空气中会发生一系列变化，其过程如下：
银白色金属钠表面变暗出现白色固体，接着表面变潮湿白色块状固体白色粉末状物质
请写出上述各步反应的化学方程式：______________________________。
答案：①4Na＋O2===2Na2O；②Na2O＋H2O===2NaOH；③2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO3·10H2O；④Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O
演练一 钠与非金属单质反应
1．等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气(常温)中充分反应，则下列说法正确的是( )
A．第一块钠失去电子较多
B．两块钠失去电子一样多
C．第二块钠的反应产物质量较大
D．两块钠的反应产物质量一样大
解析：选B。金属钠失电子均变为＋1价的阳离子，等质量的两块钠，失电子数是一样的。根据反应4Na＋O2===2Na2O，则1 mol金属钠完全反应生成氧化钠的质量是31 g，根据反应2Na＋O2Na2O2，则1 mol金属钠完全反应生成过氧化钠的质量是39 g，等质量的两块钠，其物质的量相等，所以生成过氧化钠的质量较大，即第一块钠的反应产物质量较大。
(1)钠与氧气反应的产物与反应温度有关，加热或点燃条件下产物是过氧化钠。
(2)不管生成氧化钠还是过氧化钠，金属钠失电子均变为＋1价的阳离子，因而等量的钠完全反应失去的电子数相同。
2．倒置的坩埚盖子上放有硫粉，在硫粉中央放一小块钠，按图示搭建装置，用胶头滴管向金属钠上滴加一滴水，立即倒扣上大烧杯，发现坩埚盖子内火星四溅，烧杯内出现大量白烟。下列说法错误的是( )
A．水是钠与硫反应的催化剂
B．含有酚酞的水溶液可能变为红色
C．钠与硫的反应是放热反应
D．滤纸逐渐变黑
解析：选A。钠与水反应放热，放出的热量引发钠与硫的反应，所以水不是催化剂，A项错误；硫化钠为强碱弱酸盐，溶于水后，发生水解使溶液显碱性，所以含有酚酞的水溶液可能变为红色，B项正确；钠与硫的反应被引发后，不需要加热就能继续反应说明其为放热反应，C项正确；硫化钠与硫酸铜反应生成硫化铜黑色固体，故滤纸逐渐变黑，D项正确。
演练二 钠与水反应的延伸——钠与酸、碱、盐溶液反应
3．将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体放出，又有白色沉淀产生的是( )
①MgSO4溶液 ②Na2SO4稀溶液 ③饱和澄清石灰水
④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥饱和NaCl溶液
A．①④⑤⑥ B．③④⑤⑥
C．②④⑤⑥ D．①③④⑥
解析：选D。钠首先与水反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；①中Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；②中没有白色沉淀生成，不符合题意；③中反应消耗水，溶液温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2沉淀；④中Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O；⑤中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意；⑥中水减少，NaCl过饱和，析出NaCl晶体。
4．将一小块金属钠分别投入盛有a.水、b.乙醇、c.稀硫酸的三个小烧杯中，反应速率由大到小的顺序为________________________。解释反应速率不同的原因：_______________________________________________________。
答案：c>a>b 钠与三种物质反应的实质都是钠与H＋间的置换反应，H＋浓度的大小决定了反应速率的快慢，由三种物质电离出H＋的能力可知，反应速率的大小顺序为c>a>b
5．有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100 mL大试管中先加40 mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面移至胶塞处，并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题：
(1)有关钠反应的现象是_______________________________________。
(2)大试管的溶液中出现的现象：_______________________________。
(3)装置中液面的变化：大试管内________；长颈漏斗内________。
(4)写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式：____________________。
答案：(1)有气泡生成，钠熔化成小球且在煤油和FeSO4溶液界面处上下跳动，最终完全溶解
(2)下层溶液出现白色絮状沉淀
(3)下降 上升
(4)2Na＋FeSO4＋2H2O===Fe(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑
钠与水溶液反应的规律和思维模型
(1)钠与水、酸反应的实质都是与H＋的反应。
(2)钠与溶液反应的思维模型
①金属钠与酸溶液的反应
钠首先与酸反应，且反应比在纯水中剧烈，当酸反应完全后，再与水反应。
②金属钠与盐溶液的反应
钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，因钠先与水反应，然后再考虑生成的NaOH是否能与盐进一步发生复分解反应。
[注意] 钠与乙醇反应，钠块先沉在液面下，后上下浮动，能看到表面冒出气泡，但钠不能熔化成小球。
考点二 钠的氧化物与氢氧化物
一、氧化钠与过氧化钠
物质
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
氧元素的化合价
－2价
－1价
颜色、状态
白色固体
淡黄色固体
电子式
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
是否为碱性氧化物
是
否
化合物类型
离子化合物
离子化合物
与H2O反应
的化学方程式
Na2O＋H2O===2NaOH
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
与CO2反应的
化学方程式
Na2O＋CO2===Na2CO3
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
与盐酸反应
的化学方程式
Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O
2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑
用途
—
氧化剂、供氧剂、漂白剂、杀菌剂
二、Na2O2的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质：
2Na22
1．Na2O2的强氧化性
试剂
现象
反应原理
SO2气体
—
Na2O2＋SO2===Na2SO4
FeCl2溶液
产生气泡和红褐色沉淀
4Na2O2＋4FeCl2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8NaCl
Na2SO3溶液
—
Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2NaOH
氢硫酸
溶液变浑浊
Na2O2＋H2S===S↓＋2NaOH
酚酞溶液
溶液先变红后褪色
Na2O2与水反应生成了NaOH，使溶液变红，Na2O2的强氧化性又使溶液褪色
品红溶液
红色褪去
Na2O2的强氧化性使之褪色
2.遇KMnO4等强氧化剂时，Na2O2表现出还原性，氧化产物为O2。
3．遇CO2、H2O、H＋时，Na2O2发生自身的氧化还原反应。
三、氢氧化钠
1．物理性质：NaOH的俗名为烧碱、火碱或苛性钠；它是一种白色固体，易溶于水并放出大量的热；有吸水性，吸收空气中的水分而潮解；有很强的腐蚀性。
2．化学性质
(1)具有碱的通性。
(2)其他反应
①与金属铝反应：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑(填离子方程式)。
②与非金属单质反应：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。
③酯类水解：CH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋CH3CH2OH。
3．工业制烧碱
电解饱和食盐水法：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2020·浙江7月选考)Na2O在空气中加热可得固体Na2O2。( )
(2)烧碱、纯碱均属于碱，不能盛放在玻璃试剂瓶中。( )
(3)氧化钠、过氧化钠均为离子化合物。( )
(4)1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA。( )
(5)H2O2和Na2O2都属于过氧化物，含有的化学键完全相同。( )
(6)7.8 g过氧化钠含有的共用电子对数为0.2NA。( )
(7)将足量过氧化钠投入紫色石蕊溶液中，溶液先变蓝后褪色，同时有气泡产生。( )
解析：(5)H2O2中只含共价键，Na2O2中既有离子键又有共价键。(6)过氧化钠的电子式为，1 mol过氧化钠中含有1 mol共用电子对，所以7.8 g(0.1 mol)过氧化钠含有的共用电子对数为0.1NA。(7)过氧化钠与水反应生成了O2和NaOH，使紫色石蕊溶液变蓝；过氧化钠又具有强氧化性，能漂白石蕊溶液。
答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)√
演练一 过氧化钠的性质
1．用双线桥分析Na2O2与水反应中电子转移的方向和数目：___________________________________________________。
(1)氧化剂是________，还原剂是________，氧化产物是________，还原产物是________。
(2)1 mol Na2O2与水完全反应时转移的电子数是________________。
答案：
(1)Na2O2 Na2O2 O2 NaOH (2)NA(或6.02×1023)
2．(2021·大同高三调研)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反应时有单质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
解析：选B。A项，可燃物燃烧的条件是达到着火点和具有助燃物质；B项，反应物中没有单质参加反应，不符合置换反应的定义；C项，Na2O2与CO2、H2O的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应；D项，Na2O2先和水反应生成O2和NaOH，NaOH再与Ca(HCO3)2反应产生沉淀CaCO3。
3．(教材拓展题)某溶液中含有HCO、SO、CO、CH3COO－4种阴离子。向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化)( )
A．CH3COO－ B．SO
C．CO D．HCO
解析：选A。Na2O2与水反应生成NaOH，HCO＋OH－===CO＋H2O，HCO浓度减小，CO浓度增大；SO具有还原性，被Na2O2氧化成SO，SO浓度减小；Na2O2与水反应产生的OH－抑制CH3COO－的水解，但CH3COO－水解程度很小，所以CH3COO－的浓度基本保持不变。
演练二 过氧化钠与水、二氧化碳反应的定量分析
4．分别向甲、乙、丙、丁四个烧杯内加入0.1 mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠，然后各加入100 mL水，搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是( )
A．甲＜乙＜丙＜丁 B．丁＜甲＜乙＝丙
C．甲＝丁＜乙＝丙 D．丁＜甲＜乙＜丙
解析：选B。(1)甲、丁相比
甲：Na→NaOH，消耗H2O，溶剂减少；
丁：NaOH不反应，溶剂不变；
故NaOH的质量分数：甲＞丁。
(2)乙、丙相比
故乙、丙溶液完全等同。
(3)乙、丙与甲相比
由于它们的物质的量相等，所以甲(Na)所得NaOH的物质的量是乙、丙(Na2O、Na2O2)所得NaOH的物质的量的，且它们消耗的水的量相等，即溶剂的量相等，因此甲溶液中NaOH的质量分数比乙、丙小。
5．在密闭容器中充入CO2、CO、CH4的混合气体共m g，若加入足量Na2O2，充分振荡并不断用电火花引燃至反应完全，测得固体质量增加m g，则CO2与CH4的体积比为( )
A．3∶1 B．2∶1
C．1∶1 D．任意比
解析：选C。由题意知，混合气体被Na2O2完全吸收。
2CO＋O22CO2 ①
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 ②
得Na2O2＋CO===Na2CO3(虚拟的反应)
即CO可被Na2O2完全吸收
2H2＋O22H2O ③
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ ④
得Na2O2＋H2===2NaOH(虚拟的反应)
即H2可被Na2O2完全吸收
由于CO完全被吸收，当CO2、CH4的体积比符合1∶1时，相当于2CO·2H2，可被Na2O2完全吸收。
Na2O2与H2O、CO2的反应规律
电子转
移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量的关系为2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝n(Na2O2)＝2n(O2)
气体体积
变化关系
CO2、水蒸气(或二者的混合气体)通过足量Na2O2时，气体体积的减少量是原来气体体积的，等于生成氧气的量，即ΔV＝V(O2)＝V(原来)
固体质量
变化关系
CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时，固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”，所以固体增加的质量分别为Δm(CO2)＝28 g·mol－1×n(CO2)，Δm(H2O)＝2 g·mol－1×n(H2O)
延伸拓展
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，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后，固体增重必为W g。或是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足该条件。
中学阶段常见的符合这一关系的物质有
(1)无机物：H2、CO及H2和CO的混合气体。
(2)有机物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等
考点三 碳酸钠与碳酸氢钠
一、碳酸钠和碳酸氢钠的性质、相互转化及应用(能用离子方程式表示的写离子方程式)
名称
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
俗名
纯碱或苏打
小苏打
主
要
性
质
水溶性
易溶于水，溶液呈碱性
易溶于水(但比Na2CO3溶解度小)，溶液呈碱性
稳定性
稳定，但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化
受热易分解，其分解反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
与H＋
反应
CO＋2H＋===CO2↑＋H2O(H＋过量)
CO＋H＋===HCO(H＋不足)
HCO＋H＋===CO2↑＋H2O
与碱
[Ca(OH)2]
反应
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O(碱过量)
Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O(碱不足)
与盐反应
CaCl2
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
不反应
硫酸
铝
2Al3＋＋3CO＋3H2O ===2Al(OH)3↓＋3CO2↑
3HCO＋Al3＋===Al(OH)3↓＋3CO2↑
相互转化
Na2CO3NaHCO3
应用
Na2CO3是一种非常重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用
NaHCO3是焙制糕点所用发酵粉的主要成分之一；在医疗上，它是治疗胃酸过多的一种药剂(但胃溃疡病人慎用)
二、鉴别与除杂
1．Na2CO3、NaHCO3的鉴别
(1)固体的鉴别用加热法：产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。
(2)溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。
①沉淀法：加入BaCl2溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的是Na2CO3溶液。
②气体法：逐滴滴入稀盐酸，立即产生气泡的是NaHCO3溶液。
③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CO2
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
滴加适量NaOH溶液
三、钠及其重要化合物间的转化关系
写出框图中带标号的有关反应的化学方程式：
①2Na＋O2Na2O2；
②2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；
③2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；
④2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2；
⑤2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O；
⑥2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2020·浙江7月选考)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强。( )
(2)(2019·高考天津卷)盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良。( )
(3)在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都会分解。( )
(4)向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2，会有NaHCO3晶体析出。( )
(5)苏打是面包发酵粉的主要成分之一。( )
(6)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液。( )
(7)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，立即产生气泡。( )
解析：(2)Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，施加熟石灰生成了烧碱NaOH，碱性增强，不利于作物生长，故错误。
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)×
演练一 Na2CO3、NaHCO3的性质与鉴别
1．下列有关Na2CO3和NaHCO3的说法中，不正确的是( )
A．相同温度下，溶解度：Na2CO3>NaHCO3
B．相同温度下，0.1 mol·L－1盐溶液的pH：Na2CO3>NaHCO3
C．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
D．相同温度下，0.1 mol·L－1盐溶液分别与0.1 mol·L－1盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3>Na2CO3
解析：选C。A项，相同温度下，Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大，正确；B项，相同温度下，等浓度溶液的pH：Na2CO3>NaHCO3，正确；C项，根据化学方程式Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，当Na2CO3和盐酸的物质的量相等时，不会产生CO2，错误；D项，NaHCO3与盐酸反应一步完成，而Na2CO3与盐酸反应分两步进行，相同条件下NaHCO3比Na2CO3反应更剧烈，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实验，如图所示。
(1)只根据图Ⅰ所示实验，不能达到实验目的的原因是
______________________________________________________________。
(2)图Ⅱ、Ⅲ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为______________________________________________________________。
(3)若用图Ⅱ所示实验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)。
解析：(1)NaHCO3、Na2CO3都与盐酸反应放出CO2，反应现象相同。(2)Ⅱ、Ⅲ都是利用NaHCO3受热易分解的性质进行鉴别。(3)试管B中装入碳酸氢钠，试管A中装入碳酸钠，这样直接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温度比碳酸钠低，但发生了分解，使澄清石灰水变浑浊，说明碳酸氢钠受热易分解。
答案：(1)无论是Na2CO3还是NaHCO3，均可以与盐酸反应产生CO2，二者反应现象相同
(2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
(3)NaHCO3
演练二 与Na2CO3、NaHCO3有关的定量计算
3．下列有关NaHCO3和Na2CO3的性质的叙述错误的是( )
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，所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍
C．等质量的NaHCO3和Na2CO3与同浓度盐酸完全反应，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，二者产生的CO2一样多
解析：选C。Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O。解答此类题目用“归一”法。A项，假设二者均为1 g，则NaHCO3反应产生 mol CO2，Na2CO3反应产生 mol CO2，正确；B项，假设二者均为1 mol，则Na2CO3反应消耗2 mol HCl，NaHCO3反应消耗1 mol HCl，正确；C项，假设二者均为1 g，Na2CO3反应消耗2× mol＝ mol HCl，NaHCO3反应消耗 mol HCl，错误；D项，假设二者均为1 mol，则二者均产生1 mol CO2，正确。
4．将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( )
解析：选C。向NaOH与Na2CO3的混合溶液中滴加稀盐酸，稀盐酸首先与NaOH反应，然后与Na2CO3反应转化为NaHCO3：CO＋H＋===HCO，之后与HCO反应生成CO2，因n(OH－)＝n(CO)＝0.01 mol，故加入0.02 mol HCl后开始有气体生成。结合各种物质的物质的量分析图像可知，选项C符合题意。
依据图像特点判断溶液溶质成分的方法
若a＝0，即图像从原点开始
溶液中的溶质为NaHCO3
若V(Oa)＝V(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V(Oa)>V(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V(Oa)
考点四 碱金属元素 焰色反应
一、碱金属的一般性与特殊性
1．一般性
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价
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、沸点较低
密度呈增大趋势(钾反常)，熔、沸点逐渐降低
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
2.特殊性
(1)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。
(2)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油中。
(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。
二、焰色反应
1．概念
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，属于物理变化，属于元素的性质。
2．操作
铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色
3．常见元素的焰色
钠元素：黄色；钾元素：紫色(透过蓝色钴玻璃观察)；铜元素：绿色。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)ⅠA族元素又称碱金属元素。( )
(2)随核电荷数递增，碱金属元素氢氧化物的碱性逐渐减弱。( )
(3)随核电荷数递增，碱金属元素原子半径逐渐增大，还原性逐渐增强。( )
(4)从锂到铯都能与水反应生成碱和H2。( )
(5)金属锂常用于制造锂电池，这跟它的还原性强、密度小有关。( )
(6)焰色反应是一种复杂的化学变化。( )
(7)钠、氧化钠、碳酸钠的焰色反应均为黄色。( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)× (7)√
1．下列有关碱金属的叙述正确的是( )
A．随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐升高
B．碱金属单质的金属性很强，均能与氢气、氮气等直接发生反应
C．碳酸铯用酒精灯加热时不能分解为二氧化碳和氧化铯
D．无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它难溶于水
解析：选C。随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低；碱金属中除锂外，均不与氮气直接反应；由在酒精灯加热条件下Na2CO3不分解，可得出Cs2CO3加热也不分解；Cs与Na同为碱金属元素，性质相似，由Na2SO4易溶于水，可得出Cs2SO4也易溶于水。
2．碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中密度最大的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是( )
A．在碱金属元素中它具有最大的原子半径
B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物
C．它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱
D．它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸
解析：选B。根据同主族元素性质的递变规律，从金属锂到金属钫，随原子序数的递增，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强，与水反应的剧烈程度逐渐增强，在空气中的燃烧产物越来越复杂，可以生成过氧化物、超氧化物等。
3．用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在酒精灯火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色，下列判断正确的是( )
A．只含有Na＋
B．一定含有Na＋，可能含有K＋
C．既含有Na＋，又含有K＋
D．可能含有Na＋，还可能含有K＋
解析：选B。Na元素的焰色为黄色，而K元素的焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，而且黄色会干扰紫色，所以无法判断是否含有K元素。
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