2022届高考化学一轮复习3.1钠及其重要化合物学案202106071135_05高考化学_新高考复习资料_2022年新高考资料_2022届高考化学一轮复习全一册学案打包40套

第1讲 钠及其重要化合物 [考纲要求] 1．了解钠及其重要化合物的制备方法。 2.掌握钠的主要性质及其应用。 3.掌握钠的重要化合物的主要性质及其应用。 考点一 钠的性质及用途 知识梳理 1.钠的物理性质 颜色：______色，有金属光泽； 密度：ρ(HO)____ρ(Na)____ρ(煤油)； 2 硬度：质地________； 熔点：低于____ ℃。 2．钠的化学性质 (1)与非金属单质(如O、Cl)的反应 2 2 O 2 Cl：__________________ 2 (2)与水反应 ①离子方程式：__________________。 ②钠与水(含酚酞)反应的实验现象及解释 (3)与盐酸反应 离子方程式：_______________________________________________________。 (4)钠与盐反应 ①钠与盐溶液反应――→――→ 如Na投入CuSO 溶液中，反应的离子方程式为__________________________。 4 ②钠与熔融盐反应： 4Na＋TiCl=====Ti＋4NaCl 4 3．钠的制取及保存 (1)制取：化学方程式为 ______________。 (2)保存：密封保存，通常保存在____________中。 4．钠的用途 (1)制取NaO 等化合物。 2 2 (2)钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。 (3)用作电光源，制作高压钠灯。 (4)冶炼某些金属，如制取金属钛。 [思考] 金属钠与氧气反应在不同条件下生成产物不同，据此回答下列问题。 (1)1 mol钠与足量氧气反应转移电子数为________。 (2)1 mol氧气与足量钠反应转移电子数范围为________。 (3) 金 属 钠 燃 烧 时 火 焰 为 黄 色 ， 但 实 验 时 常 伴 有 黑 烟 ， 原 因 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [判断] (正确的打“√”，错误的打“×”) (1)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化( ) (2)钠与CuSO 溶液的反应：2Na＋Cu2＋===Cu↓＋2Na＋( ) 4 (3)1 mol Na被完全氧化生成NaO，失去2N个电子( ) 2 2 A (4)钠与足量O 反应生成NaO，随着温度的升高，生成NaO的速率逐渐加快( ) 2 2 2 (5)根据反应Na＋KClNaCl＋K↑，知Na的金属性强于K( ) (6)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶( ) [提醒] 钠与盐溶液(除部分酸式盐溶液外，如NaHSO 溶液)反应时，先与水反应，生成的氢氧 4 化钠再与盐反应，故不会生成金属单质。如钠投入硫酸铜溶液中，生成氢氧化铜沉淀。 对点速练 练点一 钠的性质判断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．第一块钠失去电子多 B．两块钠失去电子一样多 C．第二块钠的反应产物质量最大 D．两块钠的反应产物质量一样大 2．将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是( ) ①MgSO 溶液 ②NaSO 稀溶液 ③饱和澄清石灰水 4 2 4 ④Ca(HCO) 溶液 ⑤CuSO 溶液 ⑥饱和NaCl溶液 3 2 4 A．①④⑤⑥ B．③④⑤⑥ C．②④⑤⑥ D．①③④⑥ 3．向分别盛有100 mL水、100 mL 0.1 mol·L－1盐酸、100 mL 0.01 mol·L－1硫酸铜 溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05 mol Na。下列有关说法正确的是( ) A．三个烧杯中均会发生的离子反应为2Na＋2HO===2Na＋＋2OH－＋H↑ 2 2 B．三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且X烧杯中反应最剧烈 C．三个烧杯反应后，生成的溶质的物质的量浓度相同 D．三个烧杯反应后，生成的气体的质量一定相同 练后归纳 练点二 钠的探究性实验 4．为探究钠与盐反应的规律，某实验小组同学设计了下列两组实验： 实验1：如图，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 CuSO 4 与熔化的钠接触。现象：瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。 实验2：如图2，向盛有CuSO 溶液的小烧杯中加入一小块钠。 4 现象：钠浮在水面上，熔化成液态钠球并四处游动，生成蓝色沉淀。 问题： (1)实验2中反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)比较实验1、实验2可知Na与CuSO 反应生成Cu的实验条件为 4 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 5．如图甲是演示金属钠与水的反应的重要实验，为收集检验气体产物，某兴趣小组将 甲装置改进成如下乙或丙，请根据要求回答下列问题。 (1)写出钠与水反应的离子方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)按乙装置实验，液体添加完毕后，关闭活塞，打开右边胶塞，向煤油中加入一小块 钠，立即塞好胶塞，可观察到的现象是________(填字母)。 A．钠块始终保持在a处，直至完全消失 B．钠沉入U形管b处而后又慢慢浮到a处 C．钠处于煤油和水的交界处上下浮动 D．随反应的进行煤油与胶塞处液面下降，漏斗中液面上升E．最终钠块在煤油中燃烧起来 (3)乙装置中漏斗在反应过程中的主要作用是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)用乙装置实验，点燃气体产物时，是否需要检验纯度________(填“是”或“否”)。 (5)按图丙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质量的钠按 下列两种情况收集产生的气体：①用铝箔包住钠；②用铜箔包住钠。在相同条件下体积的关 系是________(填字母)。 a．二者收集气体一样多 b．①收集气体体积较大 c．②收集气体体积较大 考点二 氧化钠与过氧化钠 知识梳理 1.氧化钠和过氧化钠的比较 物质 氧化钠(NaO) 过氧化钠(NaO) 2 2 2 色态 __________________ __________________ 过氧化物 类别 __________________ (非碱性氧化物) 氧的价态 __________________ __________________ Na＋ Na＋ 电子式 [\s\up2(×)O\s\up2(×)]2－ [\s\up2(×)O\s\up3(·)O\s Na＋ \up2(×)]2－Na＋ 生成条件 常温 加热或点燃 热稳 __________________ 稳定 定性 与水 __________________ __________________ 反应 化学性质 与CO 2 __________________ __________________ 反应 与酸反应 2NaO＋4HCl===4NaCl＋2HO __________________ 2 2 2 (盐酸) ＋O 2 ↑ 主要性质 具有碱性氧化物通性 具有强氧化性用于制取少量Na 2 O 2 、 强氧化剂、漂白剂、供氧 主要用途 烧碱 剂、消毒剂 2.NaO 的强氧化性与还原性 2 2 从元素化合价角度分析NaO 的性质 2 2 (1)强氧化性的五个表现 (2)遇KMnO 等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为O。 4 2 (3)遇CO、HO、H＋则发生自身的氧化还原反应。 2 2 [判断] (正确的打“√”，错误的打“×”) (1)氧化钠、过氧化钠均为碱性氧化物( ) (2)1 mol NaO 固体中含离子总数为4N( ) 2 2 A (3)NaO 溶于水产生O 的离子方程式为NaO＋HO===2Na＋＋2OH－＋O↑( ) 2 2 2 2 2 2 2 (4)NaO 的电子式为Na∶O∶O∶Na( ) 2 2 (5)1 mol钠与氧气反应生成NaO或NaO 时，失去的电子数目均为N( ) 2 2 2 A (6)NaO 与HO反应时，NaO 既是还原剂又是氧化剂( ) 2 2 2 2 2 (7)7.8 g NaO 与足量的CO 反应，转移电子的个数为0.2N( ) 2 2 2 A (8)NaO 在潮湿的空气中放置一段时间，最终产物是NaOH( ) 2 2 [提醒] 金属钠露置在空气中会发生一系列变化，其过程： 银白色金属钠――→表面变暗――→出现白色固体接着表面变稀――→白色块状固 体――→白色粉末状物质 上述各步反应的化学方程式为： ①4Na＋O===2NaO 2 2 ②NaO＋HO===2NaOH 2 2 ③2NaOH＋CO＋9HO===NaCO·10HO 2 2 2 3 2 ④NaCO·10HO===NaCO＋10HO 2 3 2 2 3 2对点速练 练点一 钠的氧化物性质判断与计算 1．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应后，若固体质量 增加了28 g，反应中有关物质的物理量正确的是(N表示阿伏加德罗常数)( ) A 选项 二氧化碳 碳酸钠 转移的电子 A 1 mol 2N A B 22.4 L 1 mol C 106 g 1 mol D 106 g 2N A 2.200 ℃时，11.6 g CO 和水蒸气的混合气体与足量的NaO 充分反应后固体质量增加 2 2 2 了3.6 g，则原混合气体的总物质的量是( ) A．0.125 mol B．0.25 mol C．0.5 mol D．1 mol 3．如图所示，两圆圈相交的部分表示圆圈内的物质相互发生的反应。已知钠及其氧化 物的物质的量均为 0.1 mol，水的质量为100 g。下列说法正确的是( ) A．反应③最多能产生0.05 mol O 2 B．反应①的离子方程式为Na＋2HO===Na＋＋2OH－＋H↑ 2 2 C．NaO 中阴阳离子数目之比为1∶1 2 2 D．①、②、③充分反应后所得溶液中溶质的质量分数：①>②>③ 方法技巧 HO、CO 与NaO 反应的定量关系 2 2 2 2 1．物质的量的关系 无论是CO 或HO的单一物质还是二者的混合物，通过足量的NaO 时，CO 或HO与放出 2 2 2 2 2 2 O 的物质的量之比均为2∶1。 2 2．气体体积关系 若CO 和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量的NaO，则气体体积减少的量等于 2 2 21 原混合气体体积的 ，且等于生成氧气的体积。 2 3．转移电子关系 2 mol的NaO 不论与HO还是与CO 反应均生成1 mol的O，转移2 mol的电子。 2 2 2 2 2 练点二 钠的氧化物的探究性实验 4．某课外活动小组设计如图实验装置，验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反 应”。 (1)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 该反应中，反应物的总能量________(填“大于”或“小于”)生成物的总能量。 (2)装置Ⅰ中的试剂是________(填字母)。 a．稀盐酸 b．稀硫酸 c．小苏打 d．石灰石 (3)实验时，应先打开弹簧夹________(填“K”或“K”)，观察到预期现象后，关闭 1 2 它，再打开另一个弹簧夹。 (4)实验过程中将带火星的木条置于a口，观察到带火星的木条始终不复燃。 ①为观察到最终木条复燃，甲建议在Ⅲ后安装一个盛有碱石灰的干燥管，目的是 ________________________________________________________________________； ②乙认为即使采纳甲的建议且最终观察到木条复燃，也不能证明CO 参与了反应，原因 2 是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)为进一步达到实验目的，应补充的实验是：取最终反应后Ⅲ中所得固体，________________________________________________________________________。 △ 5．NaO的制取可以通过如下反应完成：Na＋NaNO NaO＋N↑(未配平)。请回答下列 2 3 2 2 → 问题： (1)上述反应的氧化剂是________(写化学式)。制取NaO时，若金属钠与NaNO 按质量 2 3 比23∶17投料，充分反应后收集到的气体体积为1.12 m3(标准状况下)，则制得的NaO的质 2 量为________kg。 (2)制取NaO时由于设备密封性不好而进入了少量空气，导致制得的NaO产品中含有 2 2 NaO 杂质。现有NaO产品m g(假设只含有NaO 杂质)，请从下面选用合适的仪器和试剂，设 2 2 2 2 2 计一种可选用的实验仪器组合，以完成样品中NaO含量的测定。 2 可选用的试剂： a．浓硫酸 b．水 c．盐酸标准溶液 d．NaOH标准溶液 e．酚酞 f．碱石灰 g． 稀盐酸 实验需直接测定的有 实验过程中发生反应 实验所需仪器(用字 实验所需试剂(用字 关物理量(用文字说 的化学方程式 母表示) 母表示) 明) (3)某学生设计了以下实验方案来测定该试样中NaO的质量分数，其操作流程和实验数 2 据如下： 该NaO产品中NaO的质量分数为 。 2 2 考点三 碳酸钠与碳酸氢钠 知识梳理 1.NaCO 和NaHCO 的性质 2 3 32．相互转化 NaCONaHCO 2 3 3 3．主要用途 （1）碳酸钠：用于造纸、制造玻璃、制皂、洗涤等。 （2）碳酸氢钠：用于发酵、医药、灭火剂等。 [思考] NaCO 的制备——侯氏制碱法 2 3 （1）原料 食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气 其反应为C＋HO（g）=====CO＋H，CO＋HO（g）=====CO＋H。 2 2 2 2 2 （2）工艺流程 （3）反应原理 产生NaHCO 反应： 3________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 产生NaCO 反应： 2 3 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （4）循环使用的物质： 、 。 [判断] （正确的打“√”，错误的打“×”） （1）用试管加热碳酸氢钠固体时，使试管口竖直向上（ ） （2）分别加热NaCO 和NaHCO 固体，试管内壁均有水珠出现，则说明两种物质均受热 2 3 3 分解（ ） （3）苏打是面包发酵粉的主要成分之一（ ） （4）相同温度下溶解度：小苏打＜苏打，热稳定性：NaCO＞NaHCO（ ） 2 3 3 （5）向小苏打和苏打溶液中分别加入盐酸，均有气泡冒出，说明两者均能与盐酸反应 （ ） （6）用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液（ ） （7）确定NaCl溶液中是否混有NaCO 的方法是取少量溶液滴加CaCl 溶液，观察是否 2 3 2 出现白色浑浊（ ） （8）向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，该溶液 一定是碳酸盐溶液（ ） （9）用热的纯碱溶液洗去油污，是因为NaCO 可直接与油污反应（ ） 2 3 对点速练 练点一 NaCO、NaHCO 的性质判断 2 3 3 1．关于NaHCO 性质的有关叙述不正确的是（ ） 3 A．既能与强酸反应，又能与强碱反应 B．医疗上可用于治疗胃酸过多 C．与足量的酸反应时放出的CO 比与等质量的NaCO 要多 2 2 3 D．同温度时，NaHCO 的溶解度>NaCO 的溶解度 3 2 3 2．下列可以用来判定碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是（ ） A．加热时有无色气体放出 B．滴加盐酸时有气泡产生 C．溶于水后，滴加稀的氯化钡溶液有白色沉淀生成D．溶于水后，滴加澄清石灰水有白色沉淀生成 3．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是（ ） A．NaCO 溶液（NaHCO），选用适量的NaOH溶液 2 3 3 B．NaHCO 溶液（NaCO），应通入过量的CO 气体 3 2 3 2 C．NaO 粉末（NaO），将混合物在氧气中加热 2 2 2 D．NaCO 溶液（NaSO），加入适量Ba（OH） 溶液，过滤 2 3 2 4 2 方法总结 1．碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法 （1）固体鉴别法 加热法，产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO。 3 （2）溶液鉴别法 ①沉淀法：加入BaCl 或CaCl 溶液产生沉淀的是NaCO。 2 2 2 3 ②气体法：滴入盐酸立即产生气体的是NaHCO。 3 ③测pH法：用pH试纸测其相同浓度的稀溶液，pH大的是NaCO。 2 3 2．NaCO、NaHCO 的除杂方法 2 3 3 混合物（括号内为杂质） 除杂方法 NaCO（s）（NaHCO） 加热法 2 3 3 NaHCO（aq）（NaCO） 通入足量CO 3 2 3 2 NaCO（aq）（NaHCO） 滴加适量NaOH溶液 2 3 3 练点二 NaCO、NaHCO 的计算判断 2 3 3 4．有关NaHCO 和NaCO 的性质，以下叙述错误的是（ ） 3 2 3 A．等质量的NaHCO 和NaCO 与足量盐酸反应，在相同条件下NaCO 产生的CO 体积小 3 2 3 2 3 2 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 NaCO 是NaHCO 的 2 3 3 两倍 C．等质量NaHCO 和NaCO 与盐酸完全反应，前者消耗盐酸较多 3 2 3 D．等物质的量的NaHCO 和NaCO 与足量盐酸反应产生CO 一样多 3 2 3 2 5．（OH－、CO2− 、HCO− 与H＋反应顺序的应用）分别取等物质的量浓度的氢氧化钠 3 3 溶液各 100 mL，再通入一定量的 CO ，随后分别各取 20 mL 溶液，向其中逐滴滴入 0.2 2 mol·L－1的盐酸，在标准状况下产生CO 的体积（y轴）与所加入盐酸的体积（x轴）的关系 2 如下图（分A、B两种情况）：（1）在A情况下，溶质是 （填化学式），其物质的量之比为 。 （2）在B情况下，溶质是 （填化学式），其物质的量之比为 。 （3）原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为 。 练后归纳 利用数形思想分析碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应 （1）向NaCO 溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO 的体积的关系如图甲 2 3 2 所示。 （2）向NaHCO 溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO 的体积的关系如图乙 3 2 所示。 （3）向NaOH、NaCO 的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO 的体积的 2 3 2 关系如图丙所示（设NaOH、NaCO 的物质的量之比为1∶1）。 2 3 （4）向NaCO、NaHCO 的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO 的体积的 2 3 3 2 关系如图丁所示（设NaCO、NaHCO 的物质的量之比为1∶1）。 2 3 3 练点三 以NaCO、NaHCO 为载体的探究实验 2 3 3 6．根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO 的实验，经过制取氨气、制取NaHCO 、分离 3 3 NaHCO、干燥NaHCO 四个步骤，下列图示装置和原理能达到实验目的的是（ ） 3 37．如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO 的部分装置。下列操作正确的是（ ） 3 A．a通入CO，然后b通入NH，c中放碱石灰 2 3 B．b通入NH，然后a通入CO，c中放碱石灰 3 2 C．a通入NH，然后b通入CO，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉 3 2 D．b通入CO，然后a通入NH，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉 2 3 8．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、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 ________________________________________________________________________； 与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是 （填序号）。A．Ⅳ比Ⅲ复杂 B．Ⅳ比Ⅲ安全 C．Ⅳ比Ⅲ操作简便 D．Ⅳ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）。 考点四 碱金属元素与焰色反应 知识梳理 1.碱金属 （1）相似性和递变性 相似性 递变性（由Li→Cs） 电子层数逐渐增多，核电荷数逐 原子结构 最外层均为1个电子 渐增大，原子半径逐渐增大 都具有较强的金属性，最高正价 元素性质 金属性逐渐增强 均为＋1价 物理 （除Cs外）都呈银白色，密度较 密度逐渐增大（钾反常），熔、 性质 小，熔、沸点较低 沸点逐渐降低 单 质 具有较强的还原性 还原性逐渐增强。与O 反应越来 2 性 化学 ①与O 2 反应 越剧烈，产物越来越复杂。如 Li――→LiO。Na――→NaO； 质 性质 ②与H 2 O反应，反应方程式可表示 与HO反应越 2 来越剧烈，如 2 K 2 与水 为（用M代表碱金属）2M＋ 2 反应可能会燃烧或轻微爆炸 2HO===2MOH＋H↑ 2 2 （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，碱 金属氢化物是强还原剂。 ④试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但Na、K等需放回原瓶。 ⑤锂与O 反应与钠不同，只生成LiO。 2 2 2．焰色反应 （1）焰色反应的概念 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 变化，是 元素的性质。（2）焰色反应的操作 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 色；钾元素 色（透过 观察）；铜元素 色。 [判断] （正确的打“√”，错误的打“×”） （1）ⅠA族元素又称碱金属元素（ ） （2）碱金属元素Li、Na、K都可保存在煤油中（ ） （3）焰色反应是一种复杂的化学变化（ ） （4）钠、氧化钠、碳酸钠的焰色反应均显黄色（ ） （5）焰色反应是大多数金属元素的性质，属于化学变化（ ） （6）用洁净的铂丝对某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，则溶液中一定含有Na＋，不 含K＋（ ） （7）无水硫酸铯的化学式为CsSO，它不易溶于水（ ） 2 4 （8）进行焰色反应时，使用稀硫酸清洗铂丝（ ） （9）Li在空气中燃烧生成LiO（ ） 2 2 [提醒] 1．焰色反应是物理变化，可以是单质，也可以是化合物的固体或溶液。 2．用来清洗铂丝的是盐酸。 3．Li、Na、K在空气中燃烧主要产物分别是LiO、NaO、KO（超氧化钾）。 2 2 2 2 对点速练 练点一 碱金属元素的性质 1．下列有关铯及其化合物的说法不正确的是（ ） A．CsOH的碱性比KOH的强 B．铯与水或稀盐酸反应剧烈，都生成H 2 C．Cs的还原性比Na的强，故Na＋的氧化性强于Cs＋ D．Li的金属性比Cs的强 2．碱金属元素单质及化合物有广泛用途。 回答下列问题： （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，下列有关其性质说法中正确的是（ ） A．钾在空气中燃烧时，只生成KO 2 B．钾与水反应，由于反应剧烈可能会发生爆炸 C．1 mol·L－1 KOH溶液比1 mol·L－1 NaOH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，生成1 mol氢 气时，反应中转移电子数为 。 （4）工业上用钠制钾，反应方程式为 Na＋KClK↑＋NaCl，其原理为 ________________________________________________________________________。 练后归纳 碱金属问题设置的六个方面： （1）碱金属单质与水（或酸）反应的现象； （2）碱金属单质的保存（注意碱金属的密度）； （3）碱金属单质与氧气反应产物的判断； （4）碱金属对应的氢氧化物碱性强弱的比较； （5）碱金属的碳酸盐性质的比较； （6）与最新的科学技术相关的碱金属的应用。 练点二 焰色反应 3．《本草经集注》中对鉴别硝石（KNO ）和朴硝（NaSO ）的记载：“以火烧之，紫 3 2 4 青烟起，乃真硝石也”，与其相关的化学原理正确的是（ ） A．焰色反应 B．丁达尔效应 C．颜色反应 D．热稳定性 4．做焰色反应实验时用到的铂丝，应该用下列哪种溶液洗涤（ ） A．稀HCl B．浓HNO 3 C．稀HNO D．稀HSO 3 2 4 5．用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色，下列各 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＋，可能还含有K＋ 练后归纳 铂丝洗涤剂的选择 铂丝在使用前要用稀盐酸将其表面物质洗净，然后在火焰上灼烧至无色，这是因为金 属氯化物在灼烧时易挥发，若用稀HSO 洗涤铂丝，由于硫酸盐的熔、沸点较高难以挥发，会 2 4 对后面实验造成干扰。 本讲真题研练 1．[2019·全国卷Ⅱ，26（1）]立德粉ZnS·BaSO （也称锌钡白），是一种常用白色 4 颜料。回答下列问题： 利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧 立德粉样品时，钡的焰色为（ ） A．黄色 B．红色 C.紫色 D．绿色 2．[2018·海南卷，1]下列食品添加剂中，常用作防腐剂的是（ ） A.碘酸钾 B．碳酸氢钠 C.苯甲酸钠 D．磷酸氧钠 3．正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）室温下Na与空气中O 反应制取NaO[2019·江苏卷，6D]（ ） 2 2 2 （2）盐碱地（含较多NaCO 等）不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良[2019·天 2 3 津卷，3C]（ ） （3）NaO 在空气中放置后由淡黄色变为白色原因的方程式是 2NaO===2NaO＋ 2 2 2 2 2 O↑[2019·全国卷Ⅲ，11C]（ ） 2 （4）2NaO＋2CO===2NaCO＋O 属于置换反应[2019·浙江4月，4C]（ ） 2 2 2 2 3 2 4．[2018·高考选项组合]下列说法不正确的是（ ） A.NaHCO 受热易分解，可用于制胃酸中和剂[2018·江苏卷，3A] 3 B.NaO 可与CO 反应放出氧气，可用于制作呼吸面具[2018·海南卷，5A] 2 2 2 C.碳酸钠可用于去除餐具的油污[2018·全国卷Ⅱ，7A] D.用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧，火焰呈黄色，证明其中含有Na＋[2018·全国卷 Ⅲ，10C] 5．[2017·海南卷，16]锂是最轻的活泼金属，其单质及其化合物有广泛的用途。回答下列问题： （1）用碳酸锂和 反应可制备氯化锂，工业上可由电解LiClKCl的熔融混合物 生产金属锂，阴极上的电极反应式为______________________________________。 （2）不可 使用二氧化 碳灭火器扑灭 因金属 锂引 起的火 灾，其原因是 ________________________________________________________________________。 （3）硬脂酸锂是锂肥皂的主要成分，可作为高温润滑油和油脂的稠化剂。鉴别硬脂酸 锂与硬脂酸钠、硬脂酸钾可采用的实验方法和现象分别是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （4）LiPF 易溶于有机溶剂，常用作锂离子电池的电解质。LiPF 受热易分解，其热分 6 6 解产物为PF 和________________________________________。 5 第1讲 钠及其重要化合物 考点一 1知识梳理 1．银白 > > 柔软 100 2．（1）4Na＋O===2NaO 2Na＋O=====NaO 2Na＋Cl=====2NaCl （2）2Na＋ 2 2 2 2 2 2 2HO===2Na＋＋2OH－＋H↑ 小 低 放 H NaOH 2 2 2 （3）2Na＋2H＋===2Na＋＋H↑ 2 （4）2Na＋2HO＋Cu2＋===2Na＋＋Cu（OH）↓＋H↑ 2 2 2 3．（1）2NaCl（熔融）=====2Na＋Cl↑ （2）石蜡油或煤油 2 思考 答案：（1）N （2）2N～4N （3）钠表面煤油未除尽，燃烧时冒黑烟 A A A 判断 答案：（1）× （2）× （3）× （4）× （5）× （6）√ 2对点速练 1．解析：金属钠失电子均变为＋1价的阳离子，等质量的两块钠，失电子是一样的。 根据4Na＋O===2NaO，则1 mol金属钠完全反应得氧化钠的质量是 31 g，根据反应2Na＋ 2 2 O===NaO，则1 mol金属钠完全反应得过氧化钠的质量是39 g，等质量的两块钠，即金属钠 2 2 2 的物质的量是相等的，所以生成过氧化钠的质量大，即第一块钠的反应产物质量大。 答案：B2．解析：2Na＋2HO===2NaOH＋H↑，①中Mg2＋＋2OH－===Mg（OH） ↓；③中反应消耗 2 2 2 水，溶液温度升高，Ca（OH） 的溶解度降低，析出Ca（OH） 沉淀；④中Ca2＋＋HCO− ＋OH 2 2 3 －===CaCO↓＋HO；⑤生成的Cu（OH） 是蓝色沉淀，不符合题意；⑥水减少，c（Na＋）增大， 3 2 2 使NaCl（s） Na＋（aq）＋Cl－（aq）平衡向左移动。 ⇌ 答案：D 3．解析：钠与盐酸反应时钠先与H＋反应，离子方程式表示为2Na＋2H＋===2Na＋＋ H↑，与CuSO 溶液反应会生成沉淀，A错误；X烧杯中，水中的氢离子浓度最小，反应最慢， 2 4 B错误；X烧杯中生成的溶质为NaOH，Y烧杯中生成的溶质为NaCl，Z烧杯中生成的溶质为 NaSO ，由于钠的物质的量相同，故Z烧杯中物质的量浓度最小，C错误；因向三个烧杯中加 2 4 入钠的物质的量相同且钠全部反应完，故生成H 的量相同，D正确。 2 答案：D 4．答案：（1）2Na＋Cu2＋＋2HO===2Na＋＋Cu（OH）↓＋H↑ （2）加热且无水 2 2 2 5．解析：（2）因钠的密度比水小，比煤油大，钠与水接触时反应产生氢气，生成的 气体将钠块带离水层，进入煤油层后停止反应又下沉，如此往复，直至钠反应完，反应过程 中没有氧气，钠不可能燃烧，所以钠处于煤油和水的交界处，上下浮动。（4）液体充满U形 管，反应过程中只产生氢气，不可能含有氧气，点燃时不会爆炸，因而不需要检验氢气的纯 度。（5）Na和HO反应产生H 的同时产生NaOH，NaOH可以和Al发生反应2Al＋2NaOH＋ 2 2 6HO===2Na[Al（OH）]＋3H↑，故用铝箔包住Na时产生的H 的体积较大。 2 4 2 2 答案：（1）2Na＋2HO===2Na＋＋2OH－＋H↑ 2 2 （2）CD （3）储存反应过程中排出的水 （4）否 （5）b 考点二 1知识梳理 1．白色固体 淡黄色固体 碱性氧化物 －2 －1 不稳定（2NaO＋O=====2NaO ） 2 2 2 2 NaO ＋ HO===2NaOH 2NaO ＋ 2HO===4NaOH ＋ O↑ NaO ＋ CO===NaCO 2NaO ＋ 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2CO===2NaCO＋O NaO＋2HCl===2NaCl＋HO 2 2 3 2 2 2 判断 答案：（1）× （2）× （3）× （4）× （5）√ （6）√ （7）× （8）× 2对点速练1．解析： ＋2CO===2NaCO＋O Δm 转移电子 2 2 3 2 2 mol 2 mol 56 g 2 mol 1 mol 1 mol 28 g 1 mol 由上述关系，不难得出C项正确。B项中未指明标准状况，错误。 答案：C 2．解析：根据质量守恒定律可知，生成O 的质量为11.6 g－3.6 g＝8 g，n（O ）＝ 2 2 8 g ＝0.25 mol，根据NaO 与HO（g）、CO 反应的物质的量的关系可知CO 和HO 32g·mol－1 2 2 2 2 2 2 （g）的物质的量之和为0.25 mol×2＝0.5 mol。 答案：C 3．解析：0.1 mol Na O 与100 g H O反应，HO过量，反应③最多能产生0.05 mol 2 2 2 2 O ，选项A正确；反应①的离子方程式应为2Na＋2HO===2Na＋＋2OH－＋H↑，选项B错误； 2 2 2 NaO 中阴阳离子数目之比为1∶2，选项C错误；①、②、③充分反应后所得溶液中溶质 2 2 （NaOH）的质量分数从大到小：③＝②>①，选项D错误。 答案：A 4．解析：（1）此反应是放热反应。 （2）依据实验目的，需要干燥CO ，所以装置Ⅰ是制取CO 的装置，因为盐酸易挥发出 2 2 HCl，所以应选择稀硫酸、小苏打。 （3）先通干燥CO，然后再通湿润CO 进行对比。 2 2 （5）证明反应后固体中含有CO2− 。 3 答案：（1）2NaO＋2CO===2NaCO＋O 大于 2 2 2 2 3 2 （2）bc （3）K 2 （4）①除去未充分反应的CO ②水与NaO 反应生成O 2 2 2 2 （5）加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中（答案合理即可） 5．解析：（1）由N元素的化合价降低可知，NaNO 是氧化剂。配平方程式：10Na＋ 3 2NaNO=====6NaO＋N↑，收集到 1.12 m3（标准状况下）N ，n（N ）＝50 mol，那么n 3 2 2 2 2 （NaO）＝300 mol，故m（NaO）＝18.6 kg。 2 2 （2）测定样品中氧化钠的含量有多种方法，可通过测生成 O 的体积来计算NaO 的量； 2 2 2也可测反应后锥形瓶和溶液的总质量与反应前锥形瓶、样品和水的总质量之差，还可以通过 滴定法测锥形瓶中生成NaOH的量来计算。 解析：（3）设试样中NaO的物质的量为x mol，NaO 的物质的量为y mol，则有：62x 2 2 2 0.1×62 ＋78y＝7.75，78（x＋y）＝9.35，解得：x＝0.1，那么NaO的质量分数为 ×100% 2 7.75 ＝80%。 答案：（1）NaNO 18.6 3 （2）（以下三种方法任选一种，其他合理方法亦可） 2Na 2 O 2 ＋2H 2 O===4NaOH ①反应前锥形瓶、样品和水的总 ＋O↑， A、D b 质量 2 NaO＋HO===2NaOH ②反应后锥形瓶和溶液的总质量 2 2 2NaO＋2HO===4NaOH 2 2 2 ＋O↑， G、C b 量筒中收集到的气体的体积 2 NaO＋HO===2NaOH 2 2 2NaO＋2HO===4NaOH 2 2 2 ＋O↑， 中和锥形瓶中样品与水反应后所 2 D、H b、c、e 得溶液使用的盐酸标准溶液的体 Na 2 O＋H 2 O===2NaOH， 积 NaOH＋HCl===NaCl＋HO 2 （3）80% 考点三 1知识梳理 1．NaCO ＋2HCl===2NaCl＋HO＋CO↑ NaCO ＋Ca（OH） ===CaCO↓＋2NaOH NaCO 2 3 2 2 2 3 2 3 2 3 ＋BaCl===BaCO↓＋2NaCl 小 NaHCO ＋HCl===NaCl＋HO＋CO↑ HCO− ＋OH－＋Ca2＋ 2 3 3 2 2 3 ===CaCO↓＋HO Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO↓＋CO2− ＋2HO 无明显 2NaHCO=====NaCO 3 2 3 3 2 3 2 3 ＋HO＋CO↑ 2 2 思考 答案：（3）NH ＋NaCl＋CO ＋HO===NaHCO↓＋NHCl 2NaHCO=====NaCO ＋ 3 2 2 3 4 3 2 3 CO↑＋HO 2 2 （4）CO 饱和食盐水 2 判断 答案：（1）× （2）× （3）× （4）√ （5）√ （6）√ （7）√（8）× （9）× 2对点速练 1．解析：NaHCO 可与酸反应生成二氧化碳气体，如与盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠 3 和水，也可与碱反应，如与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，故A正确；碳酸氢钠和盐酸反应， 可用于中和胃酸，故B正确；等质量的碳酸钠、碳酸氢钠，n（NaHCO ）>n（NaCO ），分别 3 2 3 与足量的盐酸反应，NaHCO 生成的二氧化碳多，故C正确；常温下相同的溶剂时，NaCO 较 3 2 3 NaHCO 易溶，故D错误。 3 答案：D 2．解析：NaHCO 与BaCl 不反应，而NaCO 与BaCl 溶液反应产生白色BaCO 沉淀，C项 3 2 2 3 2 3 正确。 答案：C 3．解析：Ba（OH） 与NaCO 和NaSO 均发生化学反应生成白色沉淀，不符合除杂的要 2 2 3 2 4 求。 答案：D 4．解析：NaCO＋2HCl===2NaCl＋CO↑＋HO 2 3 2 2 NaHCO＋HCl===NaCl＋CO↑＋HO 3 2 2 1 解答此类题目用归“1”法。A项，假设二者都是1 g，则n（NaHCO ）＝n（CO ）＝ 3 2 84 1 mol，n（NaCO ）＝n（CO ）＝ mol，正确；B项，假设二者均为1 mol，则消耗的盐酸： 2 3 2 106 NaCO 为2 mol，NaHCO 为1 mol，正确；C项，假设二者均为1 g，NaCO 需盐酸的物质的量 2 3 3 2 3 1 1 为2× mol＝ mol，NaHCO 需盐酸 mol，错误。 106 3 84 答案：C 5．解析：CO 与NaOH溶液反应时，据CO 与NaOH量的相对多少，有这样两个阶段： 2 2 ①CO ＋2NaOH===NaCO ＋HO，此时溶质可能为NaOH和NaCO 或只有NaCO （刚好反应）；② 2 2 3 2 2 3 2 3 NaCO ＋CO ＋HO===2NaHCO ，此时溶质可能为NaCO 和NaHCO 或只有NaHCO ；据图分析：B 2 3 2 2 3 2 3 3 3 情况最终生成的CO（其实就是最初通入的与NaOH溶液反应的CO）是A情况的2倍。 2 2 （3）当加入150 mL盐酸时，恰好完全反应，此时溶液中溶质为NaCl。据物料守恒有n （NaOH）＝n（Na＋）＝n（Cl－）＝0.2 mol·L－1×0.15 L＝0.03 mol，所以原氢氧化钠溶液0.03mol 的物质的量浓度为 ＝1.5 mol·L－1。 0.02L 答案：（1）NaOH、NaCO 1∶1 2 3 （2）NaCO、NaHCO 1∶1 2 3 3 （3）1.5 mol·L－1 6．解析：NHCl在试管底部分解为NH 和HCl，温度一降低又会生成NHCl，无法得到 4 3 4 NH ，A错误；通入CO 的导管应长进短出，B错误；CO 通入氨化的饱和食盐水生成NaHCO 沉 3 2 2 3 淀：NH ＋NaCl＋CO ＋HO===NaHCO↓＋NHCl，可用过滤方法分离 NaHCO ，C 正确；加热 3 2 2 3 4 3 NaHCO 会分解：2NaHCO=====NaCO＋CO↑＋HO，同时对固体加热应在坩埚中进行，D错误。 3 3 2 3 2 2 答案：C 7．解析：由于CO 在水中的溶解度比较小，而NH 极易溶于水，所以在实验中要先通入 2 3 溶解度较大的NH ，再通入CO ，由于NH 极易溶于水，在溶于水时极易发生倒吸现象，所以 3 2 3 通入NH 的导气管的末端不能伸入到溶液中，即a先通入NH ，然后b通入CO ，A、B、D均错 3 3 2 误；因为NH 是碱性气体，所以过量的NH 要用稀硫酸来吸收，故答案选C。 3 3 答案：C 8．解析：（1）图Ⅰ不能达到实验目的，因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸 反应产生二氧化碳，二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊，故不可以；图Ⅱ可以鉴别，因 为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，可根据 气球膨胀程度来判断。 （2）图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为 2NaHCO=====NaCO ＋HO＋CO↑，CO ＋Ca 3 2 3 2 2 2 （OH）===CaCO↓＋HO，实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。 2 3 2 解析：（3）试管B装入碳酸氢钠，试管A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分解，使澄清石灰水变浑浊， 表明了碳酸氢钠很不稳定。 答案：（1）Ⅱ （2）2NaHCO=====NaCO＋HO＋CO↑、CO＋Ca（OH）===CaCO↓＋HO D 3 2 3 2 2 2 2 3 2 （3）NaHCO 3 考点四 1知识梳理 2．（1）物理 （3）黄 紫 蓝色钴玻璃 绿判断 答案：（1）× （2）× （3）× （4）√ （5）× （6）× （7）× （8）× （9）× 2对点速练 1．解析：根据元素周期律，Cs的金属性比K强，故CsOH的碱性比KOH强，A项正确； Cs的性质与钠相似，Na能与水或稀盐酸反应产生H ，故Cs也能与水或稀盐酸反应产生H ， 2 2 且反应更剧烈，B项正确；Cs的还原性强于Na，则Na＋得电子能力比Cs＋强，即氧化性：Na＋ >Cs＋，C项正确；Li、Cs均为碱金属元素，Cs的电子层数多，更容易失去最外层电子，故金 属性：Cs>Li，D项错误。 答案：D 2．答案：（1）锂可以与水反应 （2）B （3）K＋[H∶]－ N A （4）高温下，K变为蒸汽逸出，浓度减小，平衡右移 3．解析：鉴别硝石（KNO ）和朴硝（NaSO ），由信息可知，Na、K的焰色反应不同， 3 2 4 则“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”，该方法应用了焰色反应，故A项正确。 答案：A 4．解析：铂丝应用盐酸洗涤，而不能利用硫酸洗涤，硫酸不挥发，不能利用浓硝酸， 浓硝酸容易分解。 答案：A 5．解析：钠元素的焰色为黄色，而钾元素的焰色为紫色，而且黄色会干扰紫色，所以 不能判断是否含有钾元素。 答案：B 本讲真题研练 1．解析：重要金属的焰色反应的颜色平时要注意识记。 答案：D 2．答案：C 3．答案：（1）× （2）× （3）× （4）× 4．答案：A 5．解析：（1）碳酸锂与盐酸反应生成LiCl，由电解LiClKCl的熔融混合物产生金属 锂，阴极上锂离子得到电子。 （2）Li是活泼的金属，与二氧化碳反应。 （3）阳离子不同、焰色反应不同。（4）在LiPF 和PF 中磷的化合价都是＋5价，因而该分解反应为非氧化还原反应，根 6 5 据原子守恒，即可确定另一氟化物的化学式为LiF。 答案：（1）盐酸 Li＋＋e－===Li （2）Li与二氧化碳反应 （3）焰色反应，观察到黄色的为硬脂酸钠，透过蓝色钴玻璃观察到紫色的为硬脂酸钾 （4）LiF