2021届高考化学大一轮温习 第三章 第一节 钠及其化合物　碱金属（含解析）(1)

一节 钠及其化合物 碱金属

1.了解钠的主要性质及其用途。(中频) 2.了解钠的重要化合物(Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3等)的主要性质及其用途。(高频) 3.了解碱金属的性质相似性和递变性。 钠及其氧化物

1．钠的要紧性质及保留

大，质软，熔点为 ℃，沸点为 ℃

4Na＋O===2NaO条件不同，与O反应产物不同△

2Na＋O=====NaO

现象：（1）浮：说明钠的密度比水小（2）熔：说明反应放热且钠的熔点低

与（3）游：是因为反应生成的气体推动所致钠

化学性质

HO（4）响：说明反应剧烈

反应（5）红：说明反应生成碱（滴加酚酞试液）离子方程式：2Na＋2HO===2Na＋2OH＋H↑与CuSO溶液反应的化学方程式：2Na＋CuSO＋ 2HO===Cu（OH）↓＋H↑＋NaSO

保存：少量保存在煤油或石蜡油中

2

2

2

2

2

2

2

2

＋

－

2

4

4

2

2

2

2

4

物理性质：ρ＝ g/cm3，比水的密度小、比煤油的密度

2．氧化钠和过氧化钠

化学式 Na2O Na2O2 －阳、阴离子个数比 Na＋与O2－之比为2∶1 Na＋和O22之比为 2∶1 氧的化合价 颜色 与H2O反应 －2 白色 Na2O －1 淡黄色 2Na2O2 ＋H2O===2NaOH ＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 与CO2反应 Na2O＋CO2=== Na2CO3 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 应用 供氧剂 碳酸钠和碳酸氢钠

1．碳酸钠

写出上述序号所表示反映的化学方程式： ①Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O ②Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH ③Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl 2．碳酸氢钠

写出上述序号①、③、④所表示反映的化学方程式，②反映的离子方程式： ①NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O

－＋Ca2＋＋OH－===CaCO↓＋HO ②Ca(OH)2过量：HCO332

－===CaCO↓＋CO2－＋2HO Ca(OH)2少量：Ca2＋＋2OH－＋2HCO3332

③NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O △

④2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O

碱金属和焰色反映

1．碱金属元素 (1)物理性质：

颜色 密度 熔沸点 导电导热性 银白色(铯略带金色光泽) 良好 (2)化学性质：

Li→Cs：呈增大趋势，但ρ(K)<ρ(Na) 逐渐降低 钾与水反映的化学方程式为： 2K+2H2O===2KOH+H2 2．焰色反映

(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特殊的颜色，属于物理转变，属于元素的性质，应用于查验某些元素的存在。

(2)常见元素的焰色

钠元素：黄色；钾元素：浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。 (3)操作步骤

酒精灯酒精灯

铂丝――→火焰无色―→蘸取待测物――→观看火焰颜色

灼烧灼烧

注意：洗涤铂丝用稀HCl溶液洗涤，然后在火焰上灼烧，火焰为无色，说明铂丝洗净。 1．易误诊断(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)钠是一种强还原剂，在自然界中只能以化合态存在( ) (2)钠能把FeSO4溶液中的Fe置换出来( ) (3)钠与O2反映只能生成Na2O2( )

(4)潜水艇紧急情形下能够用Na2O2作供氧剂( ) (5)Na2O和Na2O2均为碱性氧化物( )

(6)澄清石灰水可用于辨别Na2CO3和NaHCO3溶液( )

△

(7)Na2CO3比NaHCO3稳固可依照反映2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O证明( )

(8)Na、NaOH、Na2O、Na2CO3的焰色反映相同( ) (9)K、Li与O2反映也只能生成两种氧化物( ) (10)碱金属的还原性Li【答案】 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√ (8)√ (9)× (10)√ 2．写出以下反映的离子方程式

(1)Na与H2O反映：__________________________________________________。 (2)Na2O2与H2O反映：________________________________________________。 (3)Na与CuSO4溶液反映：_____________________________________________。 (4)Na2CO3溶液中逐滴滴入稀盐酸至过量：_____________________________。 【答案】 (1)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ (2)2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑

(3)2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu(OH)2↓＋2Na＋＋H2↑或2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH

－＋H↑，Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)↓ 22

－＋－－＋(4)CO23＋H===HCO3，HCO3＋H===CO2↑＋H2O

3种颜色：Na2O2—淡黄色，钠元素焰色—黄色、钾元素焰色—紫色。

3类反映：①钠与非金属(O2、Cl2)的反映；②钠与水、酸、盐溶液的反映；

③Na2O2与H2O、CO2的反映。

4个性质：NaOH的化学性质—指示剂变色；与酸性氧化物反映；与酸反映；

与盐反映。

5个字：钠与水(滴有酚酞)反映的现象——“浮、熔、游、响、红”。

1个转化关系：

钠及其氧化物性质及应用 1.钠的要紧性质

(1)金属钠与酸溶液的反映

Na与水反映的实质是Na置换H2O电离出的H＋。酸溶液中H＋要紧由酸电离取得，因此Na投入到酸溶液中时，第一与酸反映，且比在纯水中反映猛烈，只有当酸反映完全后，剩余的钠才与水反映。

(2)钠与盐溶液反映

①钠与盐溶液反映，不能置换出盐中的金属，这是因为金属阳离子在水中一样是以水合离子的形式存在，即金属离子周围有必然数量的水分子包围着，不能和钠直接接触，因此是钠先与水反映，然后是生成的碱与盐的反映。

850 ℃

②工业上在850 ℃，钠与熔融状态的KCl反映能够制取金属钾：Na(l)＋KCl(l)=====NaCl(l)＋K(g)，反映能发生是因为在此温度下，体系中只有钾是气体，能从体系中逸出。

2．Na2O2的要紧性质 (1)Na2O2的强氧化性

①投入FeCl2溶液，生成红褐色沉淀[Fe(OH)3]。 ②投入酚酞溶液中，先变红后褪色。 ③投入品红溶液中，红色褪去。 ④Na2O2与SO2反映生成Na2SO4。

(2)Na2O2与CO2或H2O反映均生成O2，在这两反映中Na2O2均既作氧化剂又作还原剂。

以下表达或化学用语正确的选项是________(填字母)。

A．(2021·新课标全国卷Ⅱ)钠与CuSO4溶液反映的离子方程式为2Na＋Cu2＋===Cu＋2Na＋

B．(2021·广东高考)1 mol Na被完全氧化生成Na2O2，失去2NA个电子

C．(2021·江苏高考)Na2O2溶于水产生O2的离子方程式为Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑

D．(2021·北京高考)Na2O2在潮湿的空气中放置一段时刻，变成白色粘稠物，其反映为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

E．(2021·广东高考)Na2O2用作呼吸面具的供氧剂

F．(2020·安徽高考)将 mol的Na2O和Na2O2别离加入100 mL蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度相同(溶液体积转变忽略)

【解析】 A项，Na与盐溶液反映是先与水反映，不能置换出Cu，错误；B项，1 mol Na只能失去NA个电子，错误；C项，离子方程式不守恒，错误；D项，Na2O2放置在潮湿的空气中，Na2O2先和水反映生成NaOH固体，NaOH固体吸水形成白色粘稠物，再与空气中的CO2反映。E项，Na2O2与呼出的CO2和H2O反映生成O2。F项，依照反映Na2O1

＋H2O===2NaOH，Na2O2＋H2O===2NaOH＋O2↑可知，生成NaOH物质的量相同，

2浓度也相同。

【答案】 EF

考向1 钠的性质及应用 1.

(2021·山东省实验中学高三模拟)在蒸发皿中放一小块钠，加热至熔化时，用玻璃棒蘸

取少量无水CuSO4与熔化的钠接触，刹时产生耀眼的火花，

同时有红色物质生成。以下说法中不正确的选项是( ) A．上述反映是置换反映 B．上述反映是放热反映

C．上述反映中无水CuSO4表现了还原性

D．加热且无水条件下，Na能够与CuSO4反映并生成Cu 【解析】 红色物质为Cu，即2Na＋CuSO4===Na2SO4＋Cu。 【答案】 C

考向2 过氧化钠的性质

2．向以下物质的溶液中加入必然量的Na2O2固体，不显现浑浊现象的是( ) A．MgCl2溶液 B．Ca(HCO3)2稀溶液 C．K2SO3溶液 D．FeCl2溶液

【解析】 加入MgCl2溶液中生成Mg(OH)2沉淀，加入FeCl2溶液中能将Fe2＋氧化成Fe3＋，最终生成Fe(OH)3沉淀；加入Ca(HCO3)2稀溶液中可生成CaCO3沉淀；加入K2SO3溶液中可将其氧化为K2SO4，但没有沉淀生成。

【答案】 C

Na2O2与H2O、CO2反应的五大关系计算 Na2O2与H2O、CO2反映的化学方程式： 2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2 2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑ 1．物质的量的关系

不管是CO2或H2O的单一物质仍是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。

2．气体体积关系

假设CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量等于1

原混合气体体积的且等于生成氧气的体积。

2

3．电子转移关系

当Na2O2与CO2、H2O反映时，物质的量关系为2Na2O2～O2～2e－。 4．固体质量关系

相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；能够看做发生相应的反映：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(事实上两反映不能发生)。

故凡分子组成符合(CO)m(H2)n (m＝0，1，2……，n＝0，1，2……)，W g该物质在O2中完全燃烧将其产物(CO2，H2O气)通入过量Na2O2固体中，固体增重W g。

5.前后顺序关系

必然量的Na2O2与必然量的CO2和H2O(g)的混合物的反映，可视作Na2O2先与CO2

反映，待CO2反映完成后，Na2O2再与H2O发生反映。

(2021·吉林省实验中学模拟)在一密闭容器中有HCHO、H2和O2混合

气体共20 g，放入足量的Na2O2用电火花引燃，使其完全反映，Na2O2增重8 g，那么原混合气体中O2的质量分数是( )

A．40% B．% C．60% D．36%

【解析】 依照2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；能够固体增重的组成为CO和H2，依照题意可知HCHO和H2的质量为8 g，O2的12 g质量为20 g－8 g＝12 g，故w(O2)＝×100%＝60%。

20 g

【答案】 C

Na2O2增重的规律

Wg物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2、H2O)通入足量Na2O2固体中①假设物质

组成为(CO)m(H2)n(m＝0，1，2……；n＝0，1，2，……)，Na2O2增重Wg，②假设物质组成为(CO)m(H2)nOx，Na2O2增重小于Wg，③假设物质组成为Cx(CO)m(H2)n，Na2O2增重大于W g。

考向1 物质的量、电子转移的计算

3．(2020·上海高考)过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下二氧化碳和过氧化钠反映后，假设固体质量增加了28 g，反映中有关物质的物理量正确的选项是(NA表示阿伏加德罗常数)( )

二氧化碳 碳酸钠 转移的电子 A 1 mol B 22.4 L C D NA 1 mol 106 g 1 mol 106 g 2NA 【解析】 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 转移电子

1 mol 1 mol 1 mol(106 g) 1 mol(NA)

B项，常温常压下22.4 L CO2的物质的量不是1 mol。 【答案】 AC

考向2 CO2、H2O与Na2O2反映的前后及其计算

4．(2021·东北三校一模)a mol Na2O2和b mol NaHCO3固体混合后，在密闭容器中加热到250 ℃，使其充分反映，当排出O2和H2O的物质的量之比为1∶1时，a∶b为( )

A．1∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．2∶1

250 ℃

【解析】 该容器中前后发生了三个反映：2NaHCO3=====Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑、2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O(g)===4NaOH＋O2，b mol NaHCO3产生b mol混合气体，a mol Na2O2消耗a mol混合气体，剩余(b－a)mol H2O、产生a/2 mol O2，有a/2∶(b－a)＝1∶1解得a∶b＝2∶3，C项正确。

【答案】 C

Na2CO3、NaHCO3与酸的反应和鉴别 、NaHCO3与酸反映的比较 (1)与等浓度盐酸反映的规律

①放出CO2快慢：NaHCO3>Na2CO3 ②混合物反映前后顺序

－＋因CO2因此Na2CO3先反映生成NaHCO3，然后NaHCO3与H＋再反3结合H更易，

映。

③与足量盐酸反映耗酸量的比较

等质量的Na2CO3和NaHCO3，前者耗酸量多； 等物质的量的Na2CO3和NaHCO3，前者耗酸量多。 ④与足量盐酸反映生成CO2量的比较

等质量的Na2CO3和NaHCO3，后者生成CO2量多； 等物质的量的Na2CO3和NaHCO3，二者生成CO2量一样多。 (2)两种情形下NaHCO3的量与生成CO2的量的关系 ①受热分解时

△

2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O 2n(NaHCO3)～n(CO2)

②与酸反映时

NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O

n(NaHCO3)～n(CO2)

2．Na2CO3和NaHCO3的辨别方式 Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸

反映原理：第一步：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3(无气体) 第二步：NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O(有气体) 因此Na2CO3溶液与盐酸可用互滴法辨别。

100 mL mol·L－1碳酸钠溶液和200 mL盐酸，不管将前者滴加入后

者，仍是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，那么盐酸的浓度合理的是( )

A． mol·L－1 B． mol·L－1 C． mol·L－1 D． mol·L－1

【解析】 将盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中，开始发生反映Na2CO3＋HCl===NaHCO3

＋NaCl，待Na2CO3消耗尽时发生反映NaHCO3＋HCl===CO2↑＋H2O＋NaCl，故要有气体产生，盐酸的物质的量应大于Na2CO3的物质的量；而滴加顺序不同，产动气体体积不同，那么盐酸的物质的量应小于Na2CO3物质的量的2倍。综上分析 mol【答案】 C

考向1 Na2CO3与NaHCO3的性质比较

5．(2020·全国Ⅱ高考)以下表达中正确的选项是( )

A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3

饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成

B．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

C．等质量的NaHCO3和Na2CO3别离与足量盐酸反映，在同温同压下，生成的CO2

体积相同

D．向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3结晶析出

【解析】 A项，CaCO3与CO2、H2O反映生成的Ca(HCO3)2与NaHCO3不反映。B

－＋－项，向Na2CO3溶液中滴加等物质的量的HCl时，发生反映：CO23＋H===HCO3，不

生成CO2。C项，等质量的NaHCO3和Na2CO3别离与足量盐酸反映时，NaHCO3产生的CO2多。D项，向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时，发生反映：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，反映中消耗H2O，且生成的NaHCO3溶解度小，故NaHCO3会结晶析出。

【答案】 D

考向2 Na2CO3与NaHCO3的辨别

6．(2021·扬州模拟)某校化学课外小组为了辨别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方式做了以下实验，如下图。

(1)只依照图Ⅰ所示实验，不能够达到实验目的的缘故是 __________________________________________________________。

(2)图Ⅱ、Ⅲ所示实验均能辨别这两种物质，其反映的化学方程式为_____________________________________。

(3)假设用实验Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳固性，那么试管B中装入的固体最好是(填化学式)____________________。

【解析】 (1)NaHCO3、Na2CO3都与盐酸反映放出CO2，不能达到目的。 (2)Ⅱ、Ⅲ都是利用NaHCO3的不稳固性进行辨别。

(3)试管B装入碳酸氢钠，试管A装入碳酸钠，如此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分解，使澄清石灰水变浑浊，说明了碳酸氢钠很不稳固。

【答案】 (1)不管是Na2CO3仍是NaHCO3均能够与盐酸反映产生CO2，二者的现象一样，故达不到辨别目的

△

(2)2NaHCO3=====Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O

(3)NaHCO3

考向3 有关Na2CO3、NaHCO3的定量计算

7．(1)①纯净的Na2CO3 a g ②Na2CO3与NaHCO3的混合物a g ③纯净的NaHCO3

a g，按要求回答以下问题：

A．别离与盐酸完全反映时，耗酸量从大到小的顺序为____________。

B．别离和盐酸完全反映时，放出CO2气体的量从大到小的顺序为____________。 C．别离溶于水，再加入足量的澄清石灰水，生成沉淀的质量从大到小的顺序为____________。

D．别离配成等体积的溶液，c(Na＋)的浓度从大到小的顺序为____________。 (2)将a g Na2CO3和NaHCO3的混合物充分加热，其质量变成b g，那么Na2CO3的质量分数为____________。

(3)假设将问题(1)中的等质量改成等物质的量，回答上述A、B、C、D四问。 【答案】 (1)A.①>②>③ B．③>②>① C．③>②>① D．①>②>③ (2)

84b－53a×100%

31a(3)A.①>②>③ B．①＝②＝③ C．①＝②＝③ D．①>②>③

Na2CO3与NaHCO3的辨别 高考母题

判定正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)(2021·福建高考)用加热分解的方式区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体( ) (2)(2021·新课标全国卷Ⅰ)侯氏制碱法的工艺进程中应用了物质溶解度的不同( ) (3)(2021·广东高考)因溶解度：CaCO3(4)(2021·重庆高考)NaHCO3的热稳固性大于Na2CO3( )

【解析】 (1)NaHCO3比Na2CO3热稳固性差，故可利用加热分解的方式区分二者；(2)侯氏制碱法原理是NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，利用NaHCO3溶解度小的性质；(3)溶解度：Na2CO3>NaHCO3；(5)NaHCO3比Na2CO3热稳固性差。

【答案】 (1)√ (2)√ (3)× (4)× 教材溯源 (人教必修1P56)

如下图，别离用Na2CO3和NaHCO3做实验，观看现象。 辨别碳酸钠和碳酸氢钠 命题展望

Na2CO3和NaHCO3是钠的两种重要化合物，应用普遍，二者的辨别和性质是高考的热点。高考还可能从下面几点设计命题角度：

1．如何除去Na2CO3固体中的NaHCO3杂质？

【提示】 加热法。

2．可否用Ba(OH)2溶液辨别Na2CO3和NaHCO3溶液？写出离子方程式。

－－2＋＋2OH－===BaCO↓＋【提示】 否；Ba2＋＋CO23===BaCO3↓，2HCO3＋Ba3

－CO23＋2H2O。

3．如何除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3杂质？写出离子方程式。

－－【提示】 向溶液中通入足量的CO2气体，CO23＋CO2＋H2O===2HCO3。

4．同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液，能够用酚酞辨别吗？ 【提示】 能够。

5．侯氏制碱法的工艺进程中应用了什么原理？ 【提示】 物质溶解度的不同。

－6．某溶液中加入盐酸产生使石灰水变浑浊的气体，那么该溶液中必然含有CO23吗？ 2－－【提示】 不必然，可能含HCO－3、SO3、HSO3。