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第 6 讲 钠及其化合物
【学科核心素养】
1.宏观辨识与微观探析：认识钠及其化合物的性质和应用。能从钠的原子结构及其重要化合物的微观
结构理解其性质，领悟结构决定性质。
2.科学探究与创新意识：了解钠及其化合物的性质探究方案，并积极参与实验探究过程，得出相关结
论。
【核心素养发展目标】
1.能从钠原子的结构(微观)分析认识钠是一种非常活泼的金属，具有很强的还原性(宏观)。
2.设计实验探究钠与氯气、水的反应，会分析钠与酸、碱溶液的反应，促进“证据推理与模型认知”
化学核心素养的发展。
1.从物质类别、元素化合价的角度认识氧化钠与过氧化钠的性质，熟知过氧化钠与水和二氧化碳反应
的应用。
2.会设计实验探究过氧化钠与水的反应，探究并比较碳酸钠与碳酸氢钠的性质，学会焰色试验操作，
增强科学探究与创新意识。
【知识点解读】
知识点一 钠与碱金属
一、钠的性质及应用
1．钠的物理性质
(金属的)通性 个性
颜色 导电性、导热性 熔点 硬度 密度
银白色 良好 低 小 比水的小，比煤油的大
2．从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性
Na ―――――――――→Na＋
(1)与非金属单质(如O、Cl)的反应
2 2
O
2
Cl：2Na＋Cl=====2NaCl
2 2
(2)与水反应
①离子方程式：2Na＋2HO===2Na＋＋2OH－＋H↑。
2 2
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：2Na＋2H＋===2Na＋＋H↑。
2
【特别提醒】Na先与酸反应，再与水反应——先酸后水。
(4)与盐的反应
①Na与盐反应的原理
与熔融盐发生置换反应：
4Na＋TiCl =====4NaCl＋Ti，Na＋KCl=====NaCl＋K↑
与熔融盐 4
(Na能够制取K并不能说明Na的还原性比K强，因为K的沸点比Na
低，使K成为蒸气逸出)
与盐溶液反应时先与水反应，生成的碱与盐可能发生复分解反应：
如与CuSO 溶液反应：
4
与盐溶液 先发生2Na＋2HO===2NaOH＋H↑
2 2
再发生2NaOH＋CuSO ===Cu(OH) ↓＋NaSO
4 2 2 4
总反应为2Na＋2HO＋CuSO ===Cu(OH) ↓＋NaSO ＋H↑
2 4 2 2 4 2
②钠与盐溶液反应的分析方法
第一步：钠与水反应生成NaOH和H；
2
第二步：生成的NaOH如果能与溶质反应，则发生的是NaOH与溶质的复分解反应。
生成气体型 钠与NH Cl溶液反应生成H 和NH
4 2 3
生成沉淀型 钠与铜盐、铁盐等溶液反应生成Cu(OH) 或Fe(OH)
2 3
钠与AlCl 稀溶液反应，如果钠量较多，则先生成Al(OH) 沉淀，后沉淀溶
复杂型 3 3
解
(5)与羟基化合物的反应
2Na＋2C HOH―→2C HONa＋H↑
2 5 2 5 2
(6)钠在空气中的变化过程
过程 现象 反应原理
① 变暗 4Na＋O===2Na O
2 2
② 成液 NaO＋HO===2NaOH
2 2
③ 结块 2NaOH＋CO＋9HO===Na CO·10H O
2 2 2 3 2
④ 变成粉末 NaCO·10H O===Na CO＋10HO
2 3 2 2 3 2因此，钠久置在空气中，最终变成NaCO 粉末。
2 3
3．钠的制取及保存
(1)制取：化学方程式为2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl↑。
2
(2)保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。
4．钠的用途
(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，熔融状态下可以用于制取金属，如4Na＋TiCl =====4NaCl＋Ti。
4
二、碱金属元素
1．碱金属的一般性与特殊性
相同点 最外层上都只有1个电子――→具有相似的化学性质
原子结
构与性 从Li→Cs电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大――→从Li到
质 不同点
Cs金属性逐渐增强
碱金属除Cs略带金色光泽外，其他都是银白色有金属光泽的固
物理 相同点
体，密度较小，硬度较小，熔、沸点较低，导电、导热性较强
性质
递变性 从Li→Cs密度逐渐增大(Na、K反常)，熔、沸点逐渐降低
碱金属都能与O 等非金属反应，锂、钠与O 反应的生成物类型
2 2
不同：
与O 等
2
4Li＋O=====2LiO，
非金属 2 2
化学 的反应 2Na＋O 2 =====Na 2 O 2 。
性质
K、Rb、Cs与O 反应生成物更复杂
2
与HO
碱金属均能与水发生反应，生成氢氧化物和氢气(用M代表碱金
2
属)2M＋2HO===2MOH＋H↑，从Li→Cs金属性逐渐增强，反应越来
2 2
的反应
越剧烈
2．碱金属单质、化合物的特殊性
(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。
(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(如NaH)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。
(4)一般情况下，碱金属所形成的盐均溶于水，并且在一定温度下，酸式盐比正盐的溶解度大(但
NaHCO 的溶解度比NaCO 的小)。
3 2 3
(5)试剂瓶中的试剂取出后，一般不能放回原瓶，但金属Na、K等需立即放回原瓶。
(6)锂与O 反应与钠不同，只生成LiO，而不生成LiO。
2 2 2 2
3.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，属于物理变化，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
钠元素黄色；钾元素紫色(透过蓝色钴玻璃观察)；铜元素绿色。
(4)应用
①用于检测某种金属元素是否存在；②添加到烟花中，使焰火更加绚丽多彩。
知识点二 钠的化合物
一、钠的氧化物与氢氧化物
1．氧化钠与过氧化钠的比较
物质 氧化钠(Na O) 过氧化钠(Na O)
2 2 2
色态 白色固体 淡黄色固体
类别 碱性氧化物 过氧化物
氧的价态 －2 －1
电子式
生成条件 常温 加热或点燃
不稳定(2Na O＋
热稳定性 2 稳定
O 2NaO)
2===== 2 2
与水反应 NaO＋HO===2NaOH 2NaO＋2HO===4NaOH＋O↑
化学 2 2 2 2 2 2
性质 与CO 反应 NaO＋CO===Na CO 2NaO＋2CO===2Na CO＋O
2 2 2 2 3 2 2 2 2 3 2
NaO＋2HCl===2NaCl＋ 2NaO＋4HCl===4NaCl＋2HO
与酸反应(盐酸) 2 2 2 2
HO ＋O↑
2 2
强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消
主要性质与用途 具有碱性氧化物通性
毒剂，具有强氧化性
2.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
与金属铝反应：2Al＋2OH－＋6HO===2Na[Al(OH) ]＋3H↑
2 4 2
与非金属单质反应：Cl＋2OH－===Cl－＋ClO－＋HO
2 2
(3)NaOH的制取
①土法制碱：NaCO＋Ca(OH) ===CaCO ↓＋2NaOH
2 3 2 3
②现代工业制碱：2NaCl＋2HO=====2NaOH＋H↑＋Cl↑
2 2 2
二 、碳酸钠与碳酸氢钠
1．NaCO 和NaHCO 的比较
2 3 3
名称 碳酸钠(Na CO) 碳酸氢钠(NaHCO )
2 3 3
俗名 纯碱或苏打 小苏打
易溶于水，溶液呈碱 易溶于水(但比NaCO 溶解度小)，
水溶性 2 3
性 溶液呈碱性
稳定，但结晶碳酸钠 受热易分解，其分解反应的方程式
稳定性
(Na CO·10H O)易风化 为2NaHCO NaCO＋CO↑＋HO
2 3 2 3===== 2 3 2 2
CO＋2H＋===HO＋
2 HCO＋H＋===HO＋CO↑
与H＋反应 CO 2 ↑ 2 2
主
产生CO 气体的速率NaCO<NaHCO
2 2 3 3
要
Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO ↓＋
性 3
与碱Ca(OH) 与OH－不反应，但 H 2 O(碱过量)
2
质
反应 Ca2＋＋CO===CaCO 3 ↓ Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO ↓＋
3
CO＋2HO(碱不足)
2
CaCl Ca2＋＋CO===CaCO ↓ 不反应
2 3
与盐 2Al3＋＋3CO＋
反应 硫酸 3HO===2Al(OH) ↓＋ Al3＋＋3HCO===Al(OH) ↓＋3CO↑
铝 2 3 3 2
3CO↑
2
相互转化
NaCO NaHCO
2 3 3
用于玻璃、肥皂、合 灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的
主要用途
成洗涤剂、造纸等工业中 主要成分之一
3．NaCO 和NaHCO 性质的应用
2 3 3
(1)Na CO、NaHCO 的鉴别
2 3 3
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NaHCO 固体。
3
②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。
a．沉淀法：加入BaCl 溶液或CaCl 溶液，产生沉淀的是NaCO 溶液。
2 2 2 3
b．气体法：滴入稀盐酸，立即产生气泡的是NaHCO 溶液。
3c．测pH法：用pH试纸测相同浓度的稀溶液，pH大的是NaCO 溶液。
2 3
(2)Na CO、NaHCO 的除杂
2 3 3
序号 混合物(括号内为杂质) 除杂方法
① NaCO(s)(NaHCO ) 加热法
2 3 3
② NaHCO (aq)(Na CO) 通入足量CO
3 2 3 2
③ NaCO(aq)(NaHCO ) 滴加适量NaOH溶液
2 3 3
4.Na CO 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：NH ＋NaCl＋CO＋HO===NaHCO ↓＋NH Cl。
3 3 2 2 3 4
产生NaCO 的反应：2NaHCO NaCO＋CO↑＋HO。
2 3 3===== 2 3 2 2
④循环使用的物质：CO。
2
知识点三 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)
电子层数逐渐增多；
原子结构 最外层均为1个电子 核电荷数逐渐增大；
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
单 物理 (除Cs外)都呈银白色，密度较 密度呈增大趋势(钾反常)，熔、
质 性质 小，熔、沸点较低 沸点逐渐降低
性 化学 还原性逐渐增强；与O 反应越
2
都具有较强的还原性
质 性质 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。
【典例剖析】
高频考点一 钠与氧气的反应
例1．下列有关钠的说法正确的是( )
A．Na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
B．1molNa被完全氧化生成NaO，失去2N 个电子
2 2 A
C．Na表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化
D．Na在O 中完全燃烧所得产物的电子式为
2
【变式探究】2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体，由此判断其产物是( )
A．只有NaO B．只有NaO
2 2 2
C．NaO和NaO D．无法确定
2 2 2
高频考点二 钠与酸、碱、盐溶液的反应
例2．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．氯化氢 B．氢氧化钠
C．硫酸钾 D．硫酸铜
【变式探究】下列叙述不正确的是( )
A．切开的金属Na暴露在空气中，光亮的表面逐渐变暗，发生的反应为2Na＋O===Na O
2 2 2
B．4.6 g Na与O 完全反应，生成7 g产物时失去电子的物质的量为0.2 mol
2
C．Na与稀硫酸反应的离子方程式为2Na＋2H＋===2Na＋＋H↑
2
D．将少量Na投入到CuSO 溶液中，既有沉淀生成又有气体放出
4
高频考点三 钠及其化合物的性质
例3.（高考组合题）下列说法正确的是( )
A．（2020·浙江卷）NaO在空气中加热可得固体NaO
2 2 2
B．(2019·全国卷Ⅱ)Na O 在空气中放置后由淡黄色变为白色，反应的化学方程式为2NaO===2Na O
2 2 2 2 2＋O↑
2
C．(2020·江苏卷) 室温下Na与空气中O 反应制取NaO
2 2 2
D．(2021·浙江卷) 钠与水反应生成氢氧化钠和氢气
【变式探究】下列有关叙述正确的是( )A．碳酸氢钠药片是抗酸药，服用时喝些醋能提高药效
B．分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中，可比较水与乙醇中氢的活泼性
C．钾、钠、镁等活泼金属着火时，可用泡沫灭火器灭火
D．灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋
高频考点四 过氧化钠的性质
例4.向一定量的饱和NaOH溶液中加入少量NaO 固体，恢复到原温度时，下列说法正确的是( )
2 2
A．溶液中的Na＋增多 B．溶液的碱性增强
C．溶质的质量分数不变 D．溶液的质量不变
【方法规律】NaO 与HO、CO 反应的四种关系规律
2 2 2 2
1．物质的量的关系
无论是CO 或HO(g)的单一物质还是二者的混合物，通过足量的NaO 时，CO 或HO(g)与放出O 的
2 2 2 2 2 2 2
物质的量之比均为2∶1，即气体减小的体积等于生成的O 的体积。
2
2．先后顺序关系
由于CO 能够与NaOH反应，所以一定量的NaO 与一定量的HO(g)和CO 的混合物反应，可视为
2 2 2 2 2
NaO 先与CO 反应，剩余的NaO 再与HO(g)反应。
2 2 2 2 2 2
3．转移电子关系
当NaO 与CO、HO反应时，每产生1 mol O ，转移2 mol电子。如：2CO＋2NaO===2Na CO得到
2 2 2 2 2 2 2 2 2
2e－＋O失去2e－。
3 2
4．固体质量关系
凡分子组成符合(CO) ·(H ) 的物质，m g该物质在O 中完全燃烧，将其产物[CO 和HO(g)]通入足量
m 2 n 2 2 2
NaO 后，固体增重必为m g。或者是由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
2 2
可满足上述关系。
符合这一关系的常见的物质还有：
(1)无机化合物：H、CO及H 和CO的混合气体。
2 2
(2)有机化合物：CHOH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CHCOOH(乙酸)、HCOOCH (甲酸甲酯)、C H O(葡萄
3 3 3 6 12 6
糖)等。
【变式探究】下列关于钠的氧化物的说法正确的是( )
A．NaO 是白色固体，与冷水作用放出氧气，生成氢氧化钠
2 2B．在NaO 与CO 的反应中，氧化剂是NaO，还原剂是CO
2 2 2 2 2 2
C．Na和O 在加热时反应生成NaO，在常温下反应生成NaO
2 2 2 2
D．NaO 能与水反应，生成NaOH，所以NaO 是碱性氧化物
2 2 2 2
高频考点五 碳酸钠与碳酸氢钠的性质
例5．（2021·湖南选考）碳酸钠俗称纯碱，是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备
碳酸钠，并测定产品中少量碳酸氢钠的含量，过程如下：
步骤I.Na CO 的制备
2 3
步骤Ⅱ.产品中NaHCO 含量测定
3
①称取产品2.500g，用蒸馏水溶解，定容于250mL容量瓶中；
②移取25.00mL上述溶液于锥形瓶，加入2滴指示剂M，用 盐酸标准溶液滴定，溶液
由红色变至近无色(第一滴定终点)，消耗盐酸 ；
③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N，继续用 盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终
点)，又消耗盐酸 ；
④平行测定三次， 平均值为22.45， 平均值为23.51。
已知：(i)当温度超过35℃时，NH HCO 开始分解。
4 3
(ii)相关盐在不同温度下的溶解度表
温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3
NH HCO 11.9 15.8 21.0 27.0
4 3
NaHCO 6.9 8.2 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4
3
NH Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.2
4
回答下列问题：(1)步骤I中晶体A的化学式为_______，晶体A能够析出的原因是______________________；
(2)步骤I中“300℃加热”所选用的仪器是____________(填标号)；
A. B. C. D.
(3)指示剂N为_______，描述第二滴定终点前后颜色变化______________________；
(4)产品中NaHCO 的质量分数为______________________(保留三位有效数字)；
3
(5)第一滴定终点时，某同学俯视读数，其他操作均正确，则NaHCO 质量分数的计算结果
3
____________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【变式探究】2. （2021·河北选考）化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做
出了重要贡献，某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO ，进一步处理得到产品
3
NaCO 和NH Cl，实验流程如图：
2 3 4
回答下列问题：
(1)从A～E中选择合适的仪器制备NaHCO ，正确的连接顺序是__________________(按气流方向，用小写
3
字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或
__________________。
A. B. C.D. E.
(2)B中使用雾化装置的优点是__________________________。
(3)生成NaHCO 的总反应的化学方程式为_________________________。
3
(4)反应完成后，将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO 和滤液：
3
①对固体NaHCO 充分加热，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量NaO，NaO 增重0.14g，则固
3 2 2 2 2
体NaHCO 的质量为_________g。
3
②向滤液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)+NH Cl(aq)→NaCl(aq)+NH Cl(s)过程。为使NH Cl沉淀充分析出
4 4 4
并分离，根据NaCl和NH Cl溶解度曲线，需采用的操作为_______、_______、洗涤、干燥。
4
(5)无水NaHCO 可作为基准物质标定盐酸浓度.称量前，若无水NaHCO 保存不当，吸收了一定量水分，用
3 3
其标定盐酸浓度时，会使结果___________(填标号)。
A.偏高 B.偏低 C.不变
高频考点六 焰色反应
例6．下列关于金属钠单质及其化合物的说法中，不正确的是( )
A．NaCl可用作食品调味剂
B．相同温度下NaHCO 的溶解度大于NaCO
3 2 3
C．NaCO 的焰色反应呈黄色
2 3
D．工业上Na可用于制备钛、锆等金属
【变式探究】焰火“脚印”“笑脸”“五环”，让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫，这与高中化学
中“焰色试验”知识相关。下列说法中正确的是( )
A．焰色试验是化学变化B．用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝(镍丝或铁丝)
C．焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
D．利用焰色试验可区分NaCl与NaCO 固体
2 3
