专题五：钠及其化合物1

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专题五：钠及其化合物

【教学目标】

1.以研究物质性质的方法和程序来探究钠的性质。 2.以研究碳的化合物来探究碳酸钠和碳酸氢钠的性质。

3.掌握钠及其化合物的知识。 4.探究碱金属的递变规律. 【基础知识】

碱金属元素化合物：Na Na2O Na2O2 NaOH Na2CO3 NaHCO3

一、钠

1．钠与水的反应可以概括为：浮、熔、响、游、红五个字来记忆。 2．钠与酸溶液反应

当钠投入酸溶液中，钠首先与酸电离出的H+反应：2Na +2H+2Na++H2↑；当酸完全反应后，过量的钠再与水反应，故钠与酸溶液反应比钠与水反应更剧烈。 3．钠与盐溶液的反应 （1）2Na+2H2O+CuSO4

Na2SO4 +Cu(OH)2↓+H2 ↑

6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑

（2）与FeCl3溶液反应：6Na+6H2O+2FeCl3

4.钠与氧气反应：条件 【例1】下列关于钠与水反应的说法不正确的是 （ ）

①将小块钠投入滴有石蕊试液的水中，反应后溶液变红；②将钠投入稀盐酸

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中，钠先与水反应，后与盐酸反应；③钠在水蒸气中反应时因温度高会发生燃烧；④将两小块质量相等的金属钠，一块直接投入水中，另一块用锡箔包住，在锡箔上刺些小孔，然后按入水中，两者放出的氢气质量相等。

A．①② B．②③ C．②③④ D．①②③④ 二、过氧化钠的结构与性质

1．.Na的两种氧化物的比较 化学式： Na2O Na2O2 化合物类型 ： 离子化合物 离子化合物 阳、阴离子数比： 2:1 2:1 属类： 碱性氧化物 过氧化物 颜色、状态： 化 与水反应： 学 与二氧化碳反应： 性

质 与盐酸反应：

反应类型： 非氧化还原反应 氧化还原反应 2．Na2O2的强氧化性

（1）Na2O2与SO2反应：Na2O2+SO2 Na2SO4

（2）Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2+氧化成Fe3+，同时生成Fe(OH)3沉淀：3Na2O2+6FeCl2+6H2O2FeCl3+4Fe(OH)3↓+6NaCl。

（3）Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊：Na2O2+H2S2NaOH+S↓。

（4）Na2O2投入品红溶液中，可使品红溶液褪色(褪色原理与SO2不同)。 （5）Na2O2投入Na2SO3溶液中，可将SO32-氧化成SO42- 3. 2Na2O + O2 = 2Na2O2

【例2】在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化纳作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品、用上图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。

（1）A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式： 。 （2）填写表中空格：（请在答题卡上填空） 仪器 加入试剂 加入该试剂的目的 B 饱和NaHCO3溶液 C D （3）写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式： 。 （4）试管F中收集满气体后，下一步实验操作是： 。

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三、碳酸钠和碳酸氢钠 1、碳酸钠和碳酸氢钠的比较

碳酸钠 碳酸氢钠

化学式： 俗名： 色、态：

水中溶解度大小： 溶解度： > 水溶液碱性： 碱性： > 与酸反应快慢： 比 快

离子方程式：

热稳定性： >

化学方程式：

与Ca(OH)2溶液(不足或足量) 与钙盐反应： 相互转换：

2、碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别 （1）加热：

（2）二者与盐酸反应的剧烈程度不同

（3）加钙盐溶液：

3. 碳酸氢钠和碳酸钠的制法 （1）制取NaHCO 3的方法

①减压低温蒸干NaHCO3溶液。NaHCO3遇热易分解，其水溶液加热更易分解，所以不可能采用常压下蒸发溶剂的方法制得NaHCO3晶体。 ②往饱和Na2CO3 溶液中通入CO2，过滤得Na2CO 3+CO 2+H2O2NaHCO 3 （2）联碱法制纯碱原理

①在饱和食盐水中通NH3饱和后，再通CO2 ：NH3+CO2+H2ONH4HCO3 ②生成NH4HCO3的溶解度大，而c(Na+)也大，而NaHCO3溶解度小，故产生沉淀：NaCl+ NH4HCO3NaHCO3↓+NH4Cl， 总方程式：NaCl+ NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl。 ③将析出沉淀加热，制得Na2CO3（纯碱）

注意： 不能先通入CO2达饱和后再通入NH3，因为CO2在水中的溶解度很

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小(1∶1)，即使通入过量的NH3，所生成的NaHCO3、NH4Cl也很少，这样就无法制取NaHCO3。

四、氢氧化钠（俗名：_________________________________） 1、氢氧化钠与酸反应：

2、氢氧化钠与二氧化碳反应

【例3】（2011.安徽）将0.01mol下列物质分别加入100mL蒸馏水中，恢复至室

温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计) （ ） ①Na2O1

②Na2O ③Na2CO3

④NaCl

D.①=②>③=④

A.①>②>③>④ B.①>②>④>③ C.①=②>③>④

【例4】（2010.上海）将0.4gNaOH和1.06g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol·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 （ ）

【例5】（2009.全国）为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现

将w1克样品加热，其质量变为w2g,，则该样品的纯度（质量分数）是（ ） A.

84w2?53w184(w1?w2)73w2?42w1115w2?84w1 B. C. D.

31w131w131w131w1【例6】实验室有甲、乙两瓶无色溶液，其中一瓶是稀盐酸，另一瓶是碳酸钠溶

液。为测定甲、乙两瓶溶液的成分及物质的量浓度，进行以下实验：

①取25mL甲溶液，向其中缓慢滴入乙溶液15mL，共收集到112mL（标准状况）气体。

②取15mL乙溶液，向其中缓慢滴入甲溶液25mL，共收集到56mL（标准状况）气体。

⑴ 判断：甲是 溶液，乙是 溶液；（均填化学式） ⑵ 甲溶液的物质的量浓度为____mol/L，乙溶液的物质的量浓度为 mol/L。 四、 碱金属 1．焰色反应

概念：多种金属或它们的化合物在燃烧时使火焰呈特殊的颜色，叫焰色反应。 钾、钠焰色反应颜色：钾——紫色（透过蓝色钴玻璃）；钠——黄色。 2．碱金属的性质规律与特例

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（1）通常合金多呈固态，而钠钾合金却是液态，是原子反应堆的导热剂。 （2）碱金属单质在空气或氧气中燃烧时，生成过氧化物甚至比过氧化物更复杂的氧化物，而Li只生成Li2O。

（3）碱金属单质密度一般随核电荷数增大而递增，但K的密度比Na小。 （4）碱金属单质一般跟水剧烈反应，但Li跟水反应缓慢（LiOH溶解度小）。 （5）碱金属单质因其活动性强，多保存在煤油中，而Li却因密度比煤油更小，只能保存在液体石蜡中。

（6）碱金属的盐一般都易溶于水，但Li2CO3却微溶。

（7）一般说，酸式盐较正盐溶解度大，但NaHCO3却比Na2CO3溶解度小。 （8）试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但IA金属Na、K等除外。 （9）一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属，但对IA非常活泼的金属Na、K等除外。如：2Na+CuSO4+2H2OCu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。 （10）Fr是放射性元素，所以在自然界中不存在。

【例6】（2010全国）下列叙述正确的是 （ ） A．Li在氧气中燃烧主要生成Li2O2 B将SO2通入BaCl2溶液可生成BaSO3沉淀 C．将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸

D．将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2+还原成Cu

【例7】（2010.重庆）下列叙述正确的是 （ ） A．铝制容器可盛装热的H2SO4 B．Agl胶体在电场中自由运动 C．K与水反应比Li与水反应剧烈 D．红磷在过量Cl2中燃烧生成PCl3 【例8】（2010.重庆）金属钙线是炼制优质钢材的脱氧脱磷剂，某钙线的主要成分为金属M和Ca，并含有3.5%（质量分数）CaO．

（1）Ca元素在周期表中位置是 ，其原子结构示意图 ． （2）Ca与最活跃的非金属元素A形成化合物D，D的电子式为 ，D的沸点比A与Si形成的化合物E的沸点 ． （3）配平用钙线氧脱鳞的化学方程式：

P+ FeO+ CaO

Ca3?PO4?2+ Fe （4）将钙线试样溶于稀盐酸后，加入过量NaOH溶液，生成白色絮状沉淀并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色M(OH)n.则金属M为______；检测Mn+的方法是_________________________________________（用离子方程式表达）． （5）取1.6g钙线试样，与水充分反映，生成224ml.H2（标准状况），在向溶液中通入适量的CO2，最多能得到CaCO3 g． [过手练习]一、性质判断题

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1、用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液 （ ）

2、用铂丝蘸取某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，该溶液一定是钠盐溶液（ ）

3、候式制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异 （ ）

4、切开的金属钠暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗2Na+O2==Na2O2 （ ）

5、Na2O2在潮湿的空气中放置一断时间，变成白色粘稠物2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2( ) 6、Na与水作用形成的溶液能与NH4Cl反应生成NH3 （ ）

7、一定条件下，2.3g的Na完全与O2反应生成3.6g产物时失去的电子数0.1NA( ) 二、选择题

1．有关钠的叙述正确的是 ( ) A．2.3 g钠与97.7 g水反应后溶液中溶质的质量分数等于4%

B．钠跟CuSO4溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑，这是析出了金属铜 C．将金属钠与水反应后的溶液中通入适量氯气后，溶液中含有两种溶质 D．钠在空气中的缓慢氧化与其在空气中点燃的产物一样

2．将钠投入下列溶液中，反应的剧烈程度由强到弱的是 ( ) ①水 ②NaOH溶液 ③0.1 mol/L盐酸 ④0.1 mol/L FeCl3溶液 A．④③②① B．④③①② C．③④①② D．①③④②

3．物质的量均为1 mol的下述物质，长期放置于空气中(最终物质不考虑潮解情况)，最后质量增加的大小关系是 ( )

①氧化钠 ②过氧化钠 ③氢氧化钠 ④亚硫酸钠 A．①＝③>②>④ B．①>②>④>③ C．③>①＝②>④ D．④>③>②>①

4．下列各组物质相互混合反应后，既有气体生成，最终又有沉淀生成的是（）

①金属钠投入到FeCl3溶液中 ②过量NaOH溶液和明矾溶液混合 ③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中 ④Na2O2投入FeCl2溶液中 A．只有①④ B．只有③ C．只有②③ D．只有①③④ 5．实验是人为的再现物质的变化过程，因此实验过程中要注意控制温度、压强、溶液的浓度等条件，因为同样的反应物在不同的条件下，会有不同的反应。下列各组中的两物质相互反应时，若改变反应条件(温度、反应物用量比)，化学反应的本质并不改变的是 （ ）

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A．Na和O2 B．NaOH和CO2 C．Na2O2和CO2

D．木炭(C)和O2

6．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是 ( ) ．

A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，选用适量的NaOH溶液 B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，应通入过量的CO2气体 C．Na2CO3粉末(Na2O)，将混合物在空气中加热

D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤 7．下列物质的保存方法正确的是 ( ) ①少量金属钠保存在冷水中 ②浓硝酸盛放在棕色试剂瓶中

③少量金属钾保存在煤油中 ④氢氧化钠溶液盛放在带有橡胶塞的试剂瓶中 ⑤碳酸钠固体保存在带橡胶塞的细口瓶中

A．③④

B．①③④ C. ②③④⑤ D. ③⑤

8．由Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中某几种组成的混合物，向其中加入足量的盐酸有气体放出。将气体通过足量的NaOH溶液，气体体积减少一部分。将上述混合物在空气中加热，有气体放出，下列判断正确的是 ( )

A．混合物中一定不含有Na2CO3、NaCl B．混合物中一定有Na2O2、NaHCO3 C．无法确定混合物中是否含有NaHCO3 D．混合物中一定不含Na2O2、NaCl

9.下列离子方程式正确的是 （ ） A．钾与水：K?2H2O?K??H2??2OH?

??B．KHCO3与盐酸：CO23?2H?H2O?CO2?

?C．NaHCO3与NaHSO4（溶液）：HCO3?H??H2O?CO2?

D． Na2O2与H2O：2O2??2H2O?4OH??O2?

??10.1L、1mol/L KOH溶液吸收0.8mol CO2,所得溶液中CO2与HCO33的物质的量

浓度之比为： （ ） A．1∶3 B．2∶1 C．2∶3 D．3∶2

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二、非选择题11．对下表中的陈述Ⅰ和陈述Ⅱ是否正确作出判断。 项目 (1) (2) (3) (4) 陈述Ⅰ 碳酸钠溶液可用于治疗胃病 向Na2O2的水溶液中滴入酚酞变红色 金属钠具有强还原性 过氧化钠可为航天员供氧 陈述Ⅱ Na2CO2可与盐酸反应 Na2O2与水反应生成氢氧化钠 高压钠灯发出透雾性强的黄光 Na2O2能与CO2和H2O反应生成O2 判断 12．有A、B两种常见化合物组成的混合物，其焰色反应均为黄色，其相互转化关系如图(其他物质均略去)。

根据以上关系，回答下列问题：

(1)写出A、B、C、D的化学式：A____，B____， C____，D________。 (2)写出混合物中加水反应的化学方程式：___________________________。 (3)加热后，若只得到一种固体化合物，则A与B的物质的量之比的最大值为____ (填数字)。

13．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～Ⅲ所示。

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(1)只根据图Ⅰ所示实验，不能够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________

与实验Ⅲ相比，实验Ⅱ的优点是(填选项代号)________。 A．Ⅱ比Ⅲ复杂 B．Ⅱ比Ⅲ安全 C．Ⅱ比Ⅲ操作简便 D．Ⅱ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行

(3)若用实验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)________。

(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应。

①当石灰水过量时，其离子方程式为________________；

②当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2∶1时，所得溶液中溶质的化学式为________，请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子__________________

____________________________________________________________

14． 10℃时加热NaHCO3的饱和溶液，测得该溶液的pH发生如下变化：

温度/℃ pH 加热煮沸后冷却到10 8.3 20 8.4 30 8.5 50℃ 8.8 甲同学认为，该溶液的pH升高的原因是HCO－3的水解程度增大，故碱性增强，该反应的离子方程式为____________________________________________ 乙同学认为溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解，生成了Na2CO3，并推断Na2CO3的水解程度________(填“大于”或“小于”)NaHCO3，该分解反应的化学方程式为__________________________丙同学认为甲、乙的判断都不充分。丙认为：

(1)只要在加热煮沸的溶液中加入足量的试剂X，若产生沉淀，则__________(填“甲”或“乙”)判断正确。试剂X是________。

A．Ba(OH)2溶液 B．BaCl2溶液 C．NaOH溶液 D．澄清的石灰水 (2)将加热后的溶液冷却到10℃，若溶液的pH________(填“高于”“低于”

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或“等于”)8.3，则________(填“甲”或“乙”)判断正确。

(3)查阅资料，发现NaHCO3的分解温度为150℃，丙断言________(填“甲”或“乙”)的判断是错误的，理由是_________________________________________ 15. 已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用右图中的装置进行实验。

主要实验步骤如下：

① 按图组装仪器，并检验装置的气密性

② 将a g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液 ③ 称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到b g

④ 从分液漏斗滴入6mol·L—1的硫酸，直到不再产生气体时为止 ⑤ 从导管A处缓缓鼓入一定量的空气

⑥ 再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到c g

⑦ 重复步骤⑤和⑥的操作，直到U型管的质量基本不变，为d g 请填空和回答问题：⑴ 在用托盘天平称量样品时，如果天平的指针向左偏转说明__________。⑵ 装置中干燥管B的作用是_________________________。

⑶ 如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果______（填偏高、偏低或不变）。⑷ 步骤⑤的目的是___________________________。

⑸ 步骤⑦的目的是__________________________________________。 ⑹ 试样中纯碱的质量分数的计算式为___________________。

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