专题12 钠及其化合物

专题12 钠及其化合物

【知识框架】

【基础回顾】 一、钠的性质 1、物理性质

银白色金属、很柔软、密度比水小、熔点低、易导热、导电

2、存在

自然界中只能以化合态的形式存在，以NaCl为主，还有Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等。

3、保存

密封保存，少量的钠通常保存在煤油里。

4、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)作强还原剂，将某些稀有金属从它们的卤化物中还原出来； (4)用作电光源，制作高压钠灯。

5、化学性质

（1）钠与水的反应

现象及解释：浮、熔、响、游、红五个字来记忆。 ①钠投入水中并浮在水面上——密度小于水。

②钠立即跟水反应，并放出热量，发出嘶嘶声，产生气体。

③同时钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方向迅速游动最后消失——熔点低。 ④反应后的水溶液使酚酞变红——与水反应生成NaOH。 反应方程式：

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 实质：置换水中的氢。

⑤生成的气体可点燃，有爆鸣声，说明有氢气生成。

（2）钠与盐在熔融状态下的反应 4Na+TiCl4(熔融)=Ti+4NaCl

钠与盐溶液反应：先考虑钠与水反应生成碱，再考虑碱是否与盐反应。 例如：钠与CuSO4溶液反应

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ (1) CuSO4+2NaOH＝Na2SO4+Cu(OH)2 (2)

（3）钠与氧气反应

常温：4Na+O2=2Na2O 点燃：2Na+O2

Na2O2

钠在空气中变化过程：

Na

Na2O

NaOH

NaOH

Na2CO3*10H2O

Na2CO3

（4）钠与其他非金属反应

钠具有很强的还原性，能和很多非金属发生反应，如：S、Cl2等

二、钠的氧化物

三、碳酸钠和碳酸氢钠

溶

液

四、碱金属元素 1、原子结构

（1）相似性：最外层均为1个电子，易失去一个电子

（2）递变性：核电荷数依次增多，电子层数依次增多，原子半径依次增大，失电子能力依次增强，活泼程度增强

2、元素性质

（1）相似性：均为活泼金属元素，最高正价均为+1价 （2）递变性：失电子能力依次增强，金属性依次增强

3、单质性质

（1）相似性：均具强还原性，均具轻、软、易熔的特点

（2）递变性：还原性依次增强，密度趋向增大，熔沸点依次降低（原因，可与卤素对比），硬度趋向减小

4、化合物性质

（1）相似性：氢氧化物均为强碱

（2）递变性：氢氧化物的碱性依次增强

5、碱金属的性质规律与特例

（1）通常合金多呈固态，而钠钾合金却是液态。

（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+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。

（10）Fr是放射性元素，所以在自然界中不存在。

【技能方法1】

过氧化钠与H2O、CO2反应的重要关系及计算 2CO2+2 Na2O2=2 Na2CO3 +O2 2H2O+2 Na2O2=4 NaOH +O2

（1）物质的量关系

无论是H2O或CO2得单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，H2O或CO2与放出O2的物质的量之比均为2:1。

（2）气体体积关系

若CO2和水蒸气的混合气体（或单一气体）通过足量的Na2O2时，气体体积的减少量等于原混合气体体积的1/2，也等于生成氧气的量。

（3）电子转移关系

- 当Na2O2与H2O、CO2反应时，物质的量关系为2Na2O2 ∽ H2O ∽ 2e。

（4）固体质量关系

相当于固体（Na2O2）只吸收了CO2中的“CO”或H2O中的“H2”，可以看作发生相应的反应： CO+ Na2O2= Na2CO3； H2+Na2O2=2 NaOH （实际两反应不能发生）。

（5）先后顺序关系

一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O（g）的混合物反应，可视为Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后， 再与H2O（g）发生反应。

【技能方法2】

碳酸钠与碳酸氢钠与盐酸反应及图像 1、盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中

①现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。

2－＋－

②反应：无明显现象时反应的离子方程式：CO3＋H===HCO3，无色气体放出时反应

－＋

的离子方程式：HCO3＋H===CO2↑＋H2O。

2、Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中 ①现象：有无色气体放出。

2－＋

②反应的离子方程式：CO3＋2H===CO2↑＋H2O。

3、碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像的归纳总结 ①向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示； ②向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示； ③向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关

系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)； ④向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略)。

【基础达标】

1．下列关于钠的叙述错误的是（ ） A．钠易与非金属S、Cl2等反应 B．钠在空气中燃烧生成Na2O C．钠燃烧时发出黄色的火焰

D．钠的密度比水小，熔点低于100 ℃ 【答案】B 【解析】 试题分析：

钠在空气中燃烧生成Na2O2，只有在常温下才生成Na2O。 考点：钠的性质

2．将一块银白色金属钠放在空气中发生一系列变化：表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体（粉末），下列有关叙述不正确的是（ ）

A．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气发生反应生成了氧化钠

B．“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液 C．最后变成了碳酸钠粉末

D．该过程中所有的化学反应均为氧化还原反应 【答案】D 【解析】 试题分析：

氧化钠和水反应生成氢氧化钠的反应中，并没有电子的转移，不是氧化还原反应，选项D不正确，其余选项都是正确的，答案选D。 考点：钠的性质

3．向NaHSO3溶液中加入足量Na2O2粉末，充分反应后溶液中离子浓度减少的是(忽略溶液体积变化)（ ）

+2—

A．Na B．SO3

-2—

C．OH D．SO4 【答案】B 【解析】 试题分析：

根据题意知，向NaHSO3溶液中加入足量Na2O2粉末，Na2O2与水反应生成氢氧化钠，+2-2-2-Na和OH—浓度增加； Na2O2具有强氧化性，将SO3氧化为SO4，则SO3离子浓度减小，2-SO4增大；选B。

考点：考查Na2O2的性质以及离子反应。

4．将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是（ ）

A．HCl B．NaOH C．K2SO4 D．CuSO4 【答案】D 【解析】 试题分析：

少量钠投入上述四种物质的水溶液中，均有H2产生，故都满足题目的第一个条件“有气体放出”，而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中一只有H2放出，故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀：2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑，反应后溶液质量减轻。 考点：钠的性质

5．将金属钠分别投入下列物质的溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是（ ） A．HCl B．K2SO4

C．CuCl2 D．饱和NaOH溶液 【答案】CD 【解析】 试题分析：

A、加入Na，放出氢气，质量增加； B、质量增加； 故答案选CD。 考点：钠的性质

【能力提升】

--2-2-2—

1．某溶液含有①NO3、②HCO3、③SO3、④CO3、⑤SO4五种阴离子。现向其中加入少量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度增大的是（设溶液体积无变化）（ ） A．① B．④ C．①④⑤ D．④⑤ 【答案】D

【解析】 试题分析：

过氧化钠溶于水生成氢氧化钠和氧气，同时过氧化钠还具有强氧化性，则碳酸氢根

2-2

转化为碳酸根，亚硫酸根被氧化转化为硫酸根，所以溶液中离子浓度增大的是CO3、SO4—

，答案选D。

考点：考查过氧化钠的性质

2．在相同条件下，总质量为2 g的CO和H2的混合气体，在O2中完全燃烧后全部通过足量的Na2O2固体，则固体质量增加（ ） A．2 g B．1 g C．18 g D．无法计算 【答案】A 【解析】 试题分析： 2CO＋O2

2CO2、2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，将两化学反应方程式相

加得：CO＋Na2O2===Na2CO3，即被CO“吸收”的O2又在下一个反应中完全“释放”了，相当于CO全部进入Na2O2固体中，即固体增加的质量就是CO的质量．同理：将2H2＋O2

2H2O、2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑相加得：H2＋Na2O2===2NaOH，即固体

增加的质量就是H2的质量。

考点：过氧化钠的性质及相关计算

3．下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是（ ） A．取ag混合物充分加热，剩余bg固体

B．取ag混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重bg C．取ag混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得bg固体

D．取ag混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得bg固体 【答案】B 【解析】 试题分析：

A、取ag混合物充分加热，剩余bg固体，利用固体质量的差值，可根据碳酸氢钠分解的化学方程式计算碳酸氢钠的质量，从而计算碳酸钠的质量分数，错误；

B、取ag混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重bg，则增重的bg气体的质量不全是二氧化碳的质量，还有水蒸气的质量，所以不能测定碳酸钠的质量分数，正确；

C、取ag混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得bg固体，则bg固体为氯化钠，根据Na元素守恒，列方程组可计算碳酸钠的质量分数，错误；

D、取ag混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得bg固体，则bg固体为碳酸钡的质量，同样根据C元素守恒，与ag固体列方程组，可解碳酸钠的质量分数，错误，答案选B。

考点：考查对实验方案的评价

4．在1.00L 1mol/L氢氧化钠溶液中通入16.8L标准状况下的CO2气体，所得的溶液中

含有的溶质是（ ） A．Na2CO3 B．NaHCO3

C．Na2CO3和NaHCO3

D．NaOH、Na2CO3和NaHCO3 【答案】 C 【解析】 试题分析：

此题易误选A项或B项。正确解法是利用极值法判断：

（1）当CO2的物质的量不足NaOH的物质的量的1/2时，反应只能生成Na2CO3； （2）当CO2的物质的量等于或大于氢氧化钠的物质的量时，生成的Na2CO3会完全与CO2反应转化为NaHCO3； （3）只有当CO2的物质的量大于NaOH的物质的量的1/2，且小于NaOH的物质的量时，才会生成Na2CO3和NaHCO3两种产物。

经过计算题给数据可知，本题属于第（3）种情况，所以溶液中的产物为Na2CO3和NaHCO3。

考点：钠及其化合物、化学计算

5．实验证明：若用电解熔融KCl制钾，发现钾熔于熔融KCl中难分离，且电解过程中容易发生爆炸事故等。因而工业不用电解熔融KCl制钾，而用金属钠与KCl共熔置换制钾：

Na(l)＋KCl(l)NaCl(l)＋K(g) △H＞0。 下面是四种物质的熔沸点：

根据平衡移动原理，可推知用Na与KCl反应制取金属钾的适宜温度是（ ） A．低于770℃ B．约850℃

C．高于882.9℃ D．1413～1500℃ 【答案】B 【解析】 试题分析：

要制备金属钾，则需要及时把钾蒸汽抽走乙有利于平衡向正反应方向进行，但其余物质不能变为蒸汽，且要变为液态，所以根据表中数据可知Na与KCl反应制取金属钾的适宜温度是大于770℃但小于882.9℃，答案选B。 考点：钠的制取

【终极闯关】

1．【2010?上海，11】将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加

－1

0.1 mol?L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（ ）

【答案】C 【解析】 试题分析：

－＋2－＋－

滴加盐酸先发生反应OH＋H―→H2O，再发生反应CO3＋H―→HCO3，最后发生

－＋－2－

反应：HCO3＋H―→CO2↑＋H2O；因n(OH)＝n(CO3)＝0.01 mol，故加入0.02 mol HCl后开始有气体生成，故C正确。 考点：化学计算

2．【湖南省六校2015届高三1月联考】下列关于元素及其化合物的说法不正确的是（ ）

A．过氧化钠放置在空气中，最终转变为白色粉末Na2CO3

B．Ca(ClO)2溶液通入CO2，溶液变浑浊；再加入品红溶液，红色褪去

C．打磨过的铝箔和未打磨的铝箔分别在空气中灼烧，两种铝箔均熔化但不滴落，说明氧化铝熔点比铝高

D．在一定条件下，金属Na、Mg、Fe与水反应都生成H2和对应的碱 【答案】D 【解析】 试题分析：

A.过氧化钠与空气中的CO2和水都反应，则过氧化钠放置在空气中，最终转变为白色粉末Na2CO3，正确；

B. Ca(ClO)2溶液通入CO2，生成CaCO3 导致溶液变浑浊，还生成次氯酸，次氯酸使品红溶液，红色褪去，正确；

C. 打磨过的铝箔和未打磨的铝箔分别在空气中灼烧，两种铝箔均熔化但不滴落，说明氧化铝熔点比铝高，正确；

D.铁在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4 和氢气，错误；选D。 考点：考查元素化合物知识。

3．【2015安徽理综化学】下列有关说法正确的是（ ） A．在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解 B．Fe(OH)3胶体无色、透明，能发生丁达尔现象 C．H2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫酸干燥

D．SiO2既能和氢氧化钠溶液反应也能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物 【答案】C 【解析】

A、Na2CO3固体受热不易分解，故A错误； B、Fe(OH)3胶体是红褐色，故B错误；

C、以上三种气体都不与浓硫酸反应，能用浓硫酸干燥，故C正确；

D、SiO2和氢氟酸反应，没有生成盐和水，不是两性氧化物，故D错误；此题选C。 【考点定位】

本题考查几种常见无机化合物的性质，包括盐、氧化物和氢氧化物的性质，还涉及到胶体的性质。

4．【山西省2015届高三年级第二次四校联考】已知A、B为单质，C为化合物。且有如下转化关系

A+B

A+B

① 若C溶于水后得到强碱溶液，则A可能是Na

② 若C溶液与Na2CO3溶液反应，放出CO2气体，则A可能是H2

③ 若C溶液中滴加NaOH溶液，先生成沉淀后又溶解，则B可能为Al ④ 若C溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成，则B可能为Cu 能实现上述转化关系的是（ ） A．①② B．②④ C．①③ D．③④ 【答案】B 【解析】 试题分析：

由关系式可知，电解C水溶液能得到A、B两种物质，故可知C应为不活泼金属的无氧酸盐或无氧酸，

故①若A为钠，则B为氧气，则C为过氧化钠，C的水溶液为氢氧化钠，电解氢氧化钠得到氢气和氧气，不符合转化关系，故①错误；

②若C的溶液遇Na2CO3，放出CO2气体，则C可以为HCl、HBr、HI等，电解这些酸的水溶液实际上是电解本身，在阴极得到氢气，故A可能是H2，B可能为卤素单质，故②符号上述转化关系，故②正确；

3+

③若C溶液中滴加NaOH溶液，先生成沉淀后又溶解，则C中含Al，电解铝盐溶液不会得到铝单质，故③错误；

④由C的溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成，则C为铜盐，C可以为卤化铜，如氯化铜、溴化铜等，电解他们的水溶液都会得到铜和卤素单质，故B可以为铜，故④正确；故本题选B。

考点：无机框图推断。

5．【江西省吉安一中2015届上学期高三年级第二次阶段考试化学试卷】下列各组物质相互混合反应后，最终有白色沉淀生成的是（ ）

C

①金属钠投入到FeCl2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 ④向NaAlO2溶液中通入过量CO2 ⑤向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2 A．①②③④⑤ B．只有①④ C．只有②③ D．只有③④⑤ 【答案】D 【解析】 试题分析：

①金属钠投入到FeCl2溶液中首先生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠与氯化亚铁反应生成白色沉淀氢氧化亚铁，最终氢氧化亚铁被氧化为红褐色氢氧化铁； ②过量NaOH溶液和明矾溶液混合得不到氢氧化铝白色沉淀； ③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中生成碳酸钙白色沉淀； ④向NaAlO2溶液中通入过量CO2生成氢氧化铝白色沉淀；

⑤向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2生成碳酸氢钠白色沉淀，答案选D。 考点：考查元素及其化合物反应的有关判断

①金属钠投入到FeCl2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 ④向NaAlO2溶液中通入过量CO2 ⑤向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2 A．①②③④⑤ B．只有①④ C．只有②③ D．只有③④⑤ 【答案】D 【解析】 试题分析：

①金属钠投入到FeCl2溶液中首先生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠与氯化亚铁反应生成白色沉淀氢氧化亚铁，最终氢氧化亚铁被氧化为红褐色氢氧化铁； ②过量NaOH溶液和明矾溶液混合得不到氢氧化铝白色沉淀； ③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中生成碳酸钙白色沉淀； ④向NaAlO2溶液中通入过量CO2生成氢氧化铝白色沉淀；

⑤向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2生成碳酸氢钠白色沉淀，答案选D。 考点：考查元素及其化合物反应的有关判断

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