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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
专题02 钠及其化合物（实验3~4）
实验3
金属钠的性质
实验4
钠的化合物的性质
实验3 金属钠的性质
1.金属钠与氧气反应
反应条件
常温
加热
实验操作
实验现象
断面呈银白色，迅速变暗
加热熔成闪亮小球，剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成
淡黄色固体
反应原理
4Na＋O2=2Na2O
2Na＋O2
Na2O2
实验结论
钠与O2反应，条件不同，现象不同，产物也不同
2.金属钠与水反应
实验现象
实验结论
浮
钠浮在水面上
钠的密度比水小
熔
熔成闪亮的小球
钠的熔点低且反应放热
游
钠在水面上迅速游动
反应产生气体推动钠游动
响
发出“嘶嘶”声响
钠与水反应剧烈
红
溶液变红
反应生成碱性物质
方程式
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
3.焰色试验
1
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（1）焰色试验检验钾元素时要透过蓝色钴玻璃观察，滤去黄色的光，避免含有微量钠元素的干扰。
（2）焰色反应是物理变化，不是化学变化。
（3）几种常见金属元素的焰色
金属元
素
锂
钠
钾
钙
锶
钡
铜
颜色
紫红色
黄
色
紫色(透过蓝色钴玻璃)
砖红
色
洋红色
黄绿
色
绿色
[口诀] 钠黄(色)钙砖红(色)锂紫红(色)，钾紫色钡黄绿(色)，锶为洋红最美丽。
拓展一：钠与二氧化碳反应
实验操作
主要实验现象
实验结论
打开a，关闭b，由长颈漏斗注
入稀盐酸
A 中产生大量气泡，E 中出现浑浊
当E 中出现浑浊时，打开b，关
闭a，点燃酒精灯
D 中Na 剧烈燃烧，产生白烟，内壁
附着黑色、白色固体，G 中产生黑色
沉淀
反应产物一定有C 和CO
取D 中白色固体于试管中，加水
完全溶解，再加入几滴
溶
液
产生白色沉淀
反应产物还有
拓展二：钠与水反应的实验改进
2
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实验步骤：先向管内加入滴有酚酞试液的水，使水位达到B 端管口，然后迅速塞紧橡胶塞并拔掉大头针，
此时Na 掉入水中。
实验现象：钠漂浮在水面上，剧烈反应生成无色无味的气体，并伴随着“嘶嘶”声，钠熔成一个光亮的小
球，在水面上游动，滴加了酚酞试剂的水变成红色
拓展三：钠与盐溶液反应
实验步骤：往
大试管中先加
煤油，取3 粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过
长颈漏斗加入
溶液使煤油的液面至胶塞，并夹紧弹簧夹。
实验现象：钠熔化成小球，在煤油和
溶液界面处上下跳动，最终完全溶解，大试管内液面下降，长
颈漏斗内液面上升。
【典例1】（2023 上·云南大理·高三云南省下关第一中学校考期中）中国科学技术大学的钱逸泰教授课题
组以CCl4和金属钠为原料，在700℃时反应制出纳米级金刚石粉末和另一种化合物。该成果发表在世界权
威的《科学》杂志上，被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。下列有关说法正确的是
A．该反应中CCl4体现还原性
B．另一种化合物是NaCl
C．该反应能在水溶液中进行
D．纳米级金刚石粉末属于胶体
【典例2】（2023 上·湖北黄冈·高三统考阶段练习）学习小组利用底部破损的试管，设计了Na 与H2O 反应
的创新实验，装置如下。
3
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下列说法正确的是
A．拔出大头针，即可启动实验
B．为了使现象更明显，可以取用黄豆大小的Na 粒
C．点燃尖嘴玻璃导管处气体，可观察到淡蓝色火焰
D．该实验能废物利用；产生的废液浓度低，可以直接排放
1．（2023 上·湖北·高一巢湖市第一中学校联考阶段练习）下列关于钠发生化学反应的说法，正确的是
A．将小块的钠投入
溶液中，会有红色固体析出
B．将钠加到饱和食盐水中，会产生白色沉淀
C．将钠加到NaOH 溶液中，不会发生化学反应
D．将钠投入稀盐酸中，钠先与水反应，后与HCl 反应
2．（2023 上·山东省实验中学校考模拟预测）下列关于钠的说法中正确的是
A．用镊子夹取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油，放置在洁净的表面皿或玻璃片上
B．金属钠可与CuSO4溶液发生置换反应生成Na2SO4和Cu
C．绿豆大小的钠投入水中，钠浮在水面上，说明钠的密度大于水的密度
D．钠银白色切口在空气中变暗，有人认为氧气不足生成氧化钠，若氧气过量生成过氧化钠
3．（2023·北京海淀·统考二模）某小组同学探究溶液中的
能否被金属钠还原，进行实验：
①在干燥试管中加入绿豆大小的金属钠，逐滴滴加
溶液，产生无色气体，溶液由
紫红色变为浅绿色
。
②向
溶液中持续通入
，水浴加热，溶液颜色无明显变化。
③向
溶液中加入
固体，溶液由紫红色变为浅绿色。
下列说法不正确的是
A．实验①中还可能观察到钠块浮在溶液表面，剧烈燃烧，发出黄色火焰
B．实验②中的现象说明实验①中溶液变色的原因与产生的气体无关
C．实验③中的现象说明实验①中可能发生的反应：
D．上述实验能证明溶液中的
可以被金属钠还原
4
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4．（2023·北京东城·统考二模）实验：将一小粒钠放在石棉网上，微热，待钠熔成球状时，将盛有氯气的
集气瓶迅速倒扣在钠的上方，钠剧烈燃烧，有白烟生成。下列分析不正确的是
A．钠熔化后体积增大，说明钠原子间的平均距离增大
B．反应过程中，
的
键断裂
C．
的形成过程可表示为
D．该实验说明
的氧化性比
的强
5．（2023·全国·高三专题练习）向分别盛有100mL 水、100mL0.1mol·L-1盐酸、100mL0.01mol·L-1NaOH 溶
液的X、Y、Z 三个烧杯中各投入0.05molNa．下列有关说法正确的是
A．三个烧杯中发生的离子反应均为2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH-＋H2↑
B．三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且Y 烧杯中反应最剧烈
C．反应后，三个烧杯中NaOH 的物质的量浓度相同
D．反应后，三个烧杯中生成的气体的质量一定相同
6．（2023 上·宁夏银川·高三银川二中校考阶段练习）金属钠及其化合物在人类生产、生活中起着重要作用。
诸回答下列问题：
(1)向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油，片刻后再向该烧杯中加入黄豆粒大小的金属钠，可能观察到
的现象是___________(填序号)。
A．
B．
C．
D．
(2)金属钠在氧气中燃烧生成Na2O2，其电子式为 ，采用空气和Na 为原料可直接制备Na2O2.空
气与熔融的金属Na 反应前需依次通过的试剂为 、 (填序号)。
a．浓硫酸 b．饱和食盐水 c．NaOH 溶液 d．KMnO4溶液
(3)NaCl 的熔点为800.8℃。工业上采用电解熔融的NaCl 和CaCl2混合盐制备金属Na，电解的化学方程式
5
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为：2NaCl(l)
2Na(1)+Cl2(g)，加入CaCl2的目的是 。
(4)向酸性KMnO4溶液中加入Na2O2粉末，观察到溶液褪色，发生如下反应。
+____ H++_____ Na2O2=____ Mn2++_____ Na+_____ O2↑+____H2O
①配平上述离子方程式 。
②该反应说明Na2O2具有 (选填“氧化性”“还原性"或“漂白性”)。
(5)在密闭容器中，将a mol Na2O2和b mol NaHCO3固体混合物加热至250℃，充分反应后，若剩余固体为
Na2CO3和NaOH，排出气体为O2和H2O 时，a：b 的取值范围为 。
实验4 钠的化合物的性质
1.Na2O2与H2O 反应
（1）实验现象与结论：产生大量气泡，带火星的木条放置管口能复燃，说明生成O2；试管外壁发热，说
明反应放热；用pH 试纸检验溶液，试纸变为蓝色，说明生成碱。
（2 反应原理）：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，氧化剂是Na2O2，还原剂是Na2O2。
（3）反应应用：Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作O2的来源，作供氧剂。
2. Na2CO3和NaHCO3的性质比较
实验目的
实验操作
热稳定性不同
溶液的碱性不同
6
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相同条件下与酸反应的速率不同
与BaCl2(或CaCl2)溶液反应不同
拓展一：Na2O2与CO2反应的实验探究
实验操作
铜丝变化
实验结论
打开K1，关闭K2，加入稀硫酸，一
段时间后加热铜丝
未变黑色
干燥的CO2不与Na2O2反应生
成氧气，潮湿的CO2能与
Na2O2反应生成氧气
打开K2，关闭K1，加入稀硫酸，一
段时间后加热铜丝
变黑色
拓展二：Na2CO3和NaHCO3的性质探究
编号
实验操作
实验数据
实验结论
实验I
测量下面实验过程中温度的变化
碳酸钠溶于水放热，碳酸氢
钠溶于水吸热
7
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实验
II
测量下面实验过程中溶液pH 的变
化
注：Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的
浓度相等
Na2CO3溶液的烧杯中OH-未
参与该反应，NaHCO3溶液
的烧杯中OH-参与了反应
拓展二：模拟侯氏制碱法
（1）侯氏制碱法工艺原理：在饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳，溶液中有碳酸氢钠晶体析出，
将碳酸氢钠晶体加热后得纯碱碳酸钠。
（2）装置的作用：甲装置为制备二氧化碳的装置，乙装置中盛有的饱和碳酸氢钠溶液用于除去CO2中的
HCl 气体，丙装置中NaCl、NH3、CO2反应生成NH4Cl 和NaHCO3，丁装置中盛有稀硫酸用于吸收未反应
完的NH3。
【典例1】（2023 上·上海黄浦·高三卢湾高级中学校考期中）探究Na2O2与水的反应，实验如图。下列分析
不正确的是
A．①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃
B．①、④中均发生了氧化还原反应和复分解反应
C．②、⑤中KMnO4与MnO2的作用不同，产生气体的量也不同
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D．沉淀经过滤、洗涤、干燥后称量：④中反应后的沉淀质量小于③中所得沉淀的质量
【典例2】（2022·广东深圳·统考二模）某化学实验小组发现镁和
溶液可以反应生成气体，且比镁
和水的反应速率快，通过实验探究速率加快取决于哪些粒子，同时分析气体的成分，并分析获得反应原理。
(1)写出钠与水反应的化学程式： 。
Ⅰ.探究加快速率的粒子
(2)甲同学推测加快速率的粒子有两种：①
能加快化学反应速率。②
能加快化学反应速率。
为验证猜想，进行了如下实验：
对照组
6mL 1molL
溶液(
)
持续产生大量气泡，溶液略显浑浊
实验组1
6mL 1mol/L
溶液
持续产生大量气泡，溶液略显浑浊
实验组2
6mL 1mol/L
溶液
镁表面有极微量气泡附着
已知：Mg 和
反应只能看到镁条表面有极微量气泡附着，生成的
会附着在镁条表面阻碍反应
进行：
在中性或碱性条件下不与镁反应：
可溶于水。实验组1 的目的是 ；为
了达到实验目的，实验组2 应在1mol/L
溶液中 。根据以上实验，镁和
溶液反
应比镁和水反应速率快的原因可能是 。
Ⅱ.探究气体的成分
(3)乙同学向反应容器中滴加几滴洗洁精，形成大量泡沫时点燃气泡，听到有爆鸣声，再将产生的气体通入
澄清石灰水，溶液变浑浊。由此推测气体成分为 。
(4)丙同学认为乙同学的推测不够严谨，逸出的气体会带出少量溶液也能使澄清石灰水变浑浊，于是进行了
如下实验，利用
传感器检测放出的气体中是否含有
。
实验
组3
取6mL 1mol/L
溶液加入250mL 塑料瓶，塞紧
传感器，采集数据15min，记录液面
上方
浓度的变化，重复实验2 次。
实验
组4
取6mL 1mol/L
溶液、
打磨好的镁条加入250mL 塑料瓶，实验操作同上。
实验
组5
用上述同样方法采集15min 空塑料瓶中
浓度的数据。
得到如下曲线：
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结论：
①通过上述实验，证明反应产生了
；
②由图像可知，加入镁条后，
释放受到抑制，原因是： 。
(5)通过分析，镁和
溶液与
的反应是因为
发生了自偶电离：
(
的
，
)，该反应的平衡常数是
(保留2 位小数)。
1．（2023 上·云南大理·高三云南省下关第一中学校考期中）下列判断正确的是
①足量金属Na 与16gO2反应时一定转移2mol 电子
②可用Ca(OH)2鉴别碳酸钠和碳酸氢钠
③钠与硫酸铜溶液反应，可置换出铜
④Na2O2与足量H2O 反应时，每生成1molO2转移电子的数目为2NA
⑤Na2O2遇到湿润的紫色石蕊试纸后，石蕊试纸最终变成蓝色
⑥向饱和烧碱溶液中加入2gNa2O2，充分反应完后，恢复至室温，溶液中烧碱的质量分数不变
A．①②③
B．②③⑤
C．④⑥
D．④
2．（2023·全国·高三专题练习）某同学为测定Na2CO3固体(含少量NaCl)的纯度，设计如下装置(含试剂)进
行实验。
下列说法不正确的是
A．必须在②③间添加吸收HCl 的装置
B．④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度
C．通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中
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D．称取样品和③中产生的沉淀的质量即可求算Na2CO3固体的纯度
3．（2023·上海·统考模拟预测）为探究
与一元酸HA(
mol·L
)的化学反应热效应，进行了如
下四组实验。已知
℃。
实验序
号
试剂I
试剂Ⅱ
反应前温
度
反应后温
度
①
40 mL
2.12 g
25℃
②
20 mL HCl+20 mL
2.12 g
25℃
③
20 mL
+20 mL
2.12 g
25℃
④
20 mL HCl
2.12 g
与20 mL
形成的
溶液
25℃
下列说法错误的是
A．
溶于水放热
B．
与HCl 反应放热
C．
D．
4．（2024 上·广东湛江·高三阶段练习）“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离
出来并利用。如可利用NaOH 溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如图所示（部分条件及物质未标出）。下
列有关该方法的叙述中正确的是（ ）
A．该方法的一大缺点是能耗较大
B．整个过程中，只有一种物质可以循环利用
C．该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品
D．“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发、结晶、过滤
5．（2023 上·福建福州·高三福建省福州屏东中学校考期中）过氧化钠因吸收空气中的二氧化碳和水而变质，
某兴趣小组对久置的过氧化钠样品M 进行实验探究。
实验Ⅰ：甲同学设计下图所示装置探究样品M 的变质情况。
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(1)仪器a 的名称是 。
(2)装置C 中的溶液是 ，其作用是 。
(3)若B 中 ，D 中 ，则样品M 部分变质。(填B、D 中验证实验的反应现象)
实验Ⅱ：乙同学用氯化钡溶液作为检验试剂进行实验。
(4)根据产生白色沉淀，乙同学认为样品M 已变质，该反应的离子方程式为 。
资料显示，
能与
、NaOH 溶液反应生成白色不溶物
。据此，丙同学对乙同学的检验
结果提出质疑并进行实验。
实验Ⅲ：取少量纯净的过氧化钠固体溶于蒸馏水，先加入过量稀硫酸，再滴入溶液。
(5)该实验证明
与水反应有
生成，则滴入
溶液后观察到的现象是 ，此反应
的离子方程式为 。
丙同学利用如图装置进行实验，排除了
的干扰。
实验Ⅳ：往Y 型管中加入相应药品，塞紧橡胶塞，滴入蒸馏水……产生白色沉淀，说明样品M 已变质。
(6)请补充完整上述实验的操作过程： 。
6．（2023 上·上海静安·高三上海市市西中学校考期中）“套管实验”的实验装置如图所示：
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(1)整个实验过程中，能观察到烧杯A、B 中的现象是 ；由此可以说明，稳定性：
。
(2)不能用来鉴别
和
两种白色固体的实验操作是___________
A．将
和
配制成同浓度的溶液，用
试纸测定
值并做比较
B．分别在这两种物质的溶液中，加入少量
溶液
C．分别在这两种物质的溶液中，加入少量
溶液
D．分别取
和
两种白色固体少量，并向其中滴入同浓度的盐酸
7．（2023 上·天津和平·高三天津市第二十一中学校考期中）某实验小组欲探究
和
的性质，
发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢了标签。于是，他们先对固体A、B 进行鉴别，再通过实验进行性
质探究。
(1)分别加热固体A、B，发现固体A 受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A 受热分解的化学方程式为
。
(2)称取两种固体各2g，分别加入两个小烧杯中，再各加10mL 蒸馏水，振荡，测量温度变化；待固体充分
溶解，恢复至室温，向所得溶液中各滴入2 滴酚酞溶液。
①发现
固体完全溶解，而
固体有剩余，由此得出结论： 。
②同学们在两烧杯中还观察到以下现象。其中，盛放
的烧杯中出现的现象是 (填字母
序号)
a．溶液温度升高 b．溶液温度下降
c．滴入酚酞后呈浅红色 d．滴入酚酞后呈红色
(3)如图所示，在气密性良好的装置I 和II 中分别放入药品，将气球内的固体同时倒入试管中。
①两试管中均产生气体， 的反应程度更为剧烈。(填“I”或“II”)
②反应结束后，恢复至室温，下列说法正确的是 。
a．装置I 的气球体积较大 b．装置II 的气球体积较大
c．生成气体的体积根据盐酸计算 d．生成气体的体积根据固体计算
(4)同学们将两种固体分别配制成
的溶液，设计如下方案并对反应现象做出预测：
实验方案
预测现象
预测依据
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操作1：向
溶液中滴加
溶液
无白色沉淀
溶液中的
浓度很小，不能与
反应
操作2：向
溶液中滴加
溶液
有白色沉淀
溶液中的
浓度较大，能与
发
生反应 (写出该反应的离子方程式)
实施实验后，发现操作1 的现象与预测有差异：产生白色沉淀和二氧化碳气体。则该条件下，
溶
液与
溶液反应的离子方程式为 。
8．（2023 上·新疆喀什·高三兵团第三师第一中学校考阶段练习）据已经学过的化学知识，回答下列问题。
金属及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。
(1)胃舒平(主要成分为氢氧化铝)可用于治疗胃酸过多，氢氧化铝体现 性； (填“能”或“不
能”)用氢氧化钠溶液代替。
(2)NaHSO4是一种酸式盐，写出NaHSO4在水中的电离方程式： 。
(3)将Cu 与稀硫酸混合，二者不能反应，滴入H2O2后，溶液很快变成蓝色，该反应的化学方程式为
。
(4)Na2CO3和NaHCO3是厨房中常见的两种盐，可用化学性质的差异进行鉴别。回答下列问题：
①与酸反应的差异。甲组进行了如图4 组实验。
其中实验 和 (填实验序号)可以鉴别Na2CO3和NaHCO3。
②热稳定性差异。乙组设计如图装置进行实验(加热及夹持装置省略)。
将分别装有Na2CO3和NaHCO3的试管同时放入甘油浴加热(甘油沸点为290℃)。该实验用饱和碳酸钠溶液
检验反应的产物，b 试管中的实验现象分别为： ，试管b 中发生反应的化学方程式为 。
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