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第06 讲 钠及其化合物
【化学学科素养】
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。
【必备知识解读】
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O2、Cl2)的反应
O2
Cl2：2Na＋Cl2=====2NaCl
(2)与水反应
①离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。
②钠与水(含酚酞)反应的实验现象及解释
如果在容器中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块钠放入水中，有什么现象？
实验现象：
a．“浮”：将钠投入水中，钠浮在水面上。说明钠的密度比水小。
b．“熔”：钠熔化成小球。说明钠的熔点低。且该反应是放热反应。
c．“游”：小球在水面上四处游动，并伴有嘶嘶声。说明有气体生成。
d．“响”：反应剧烈
e．“红”：反应后的溶液能使酚酞变红。说明反应生成了碱。
离子方程式为：2Na＋2H2O=2Na+＋2OH-＋H2↑。其中，Na 做还原剂，H2O 做氧化剂。
【特别提醒】金属钠与水的反应，其实质是钠与水电离出的H＋反应。做实验时，金属钠不慎失火的处
理：用干燥的沙土来灭火，不能用水灭火。钠与水剧烈反应且生成氢气，会放出大量的热，甚至能引起氢
1
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气燃烧爆炸。
(3)与盐酸反应
离子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。
(4)与羟基化合物的反应
2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑
(5)钠在空气中的变化过程
过程
现象
反应原理
①
变暗
4Na＋O2===2Na2O
②
成液
Na2O＋H2O===2NaOH
③
结块
2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO3·10H2O
④
变成粉末
Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O
因此，钠久置在空气中，最终变成Na2CO3粉末。
3．钠的制取及保存
(1)制取：化学方程式为2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑。
(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＋TiCl4=====4NaCl＋Ti。
二、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(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
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
化学
性质
热稳定性
不稳定(2Na2O＋
O2=====2Na2O2)
稳定
与水反应
Na2O＋H2O===2NaOH
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
与CO2反应
Na2O＋CO2===Na2CO3
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
与酸反应(盐酸)
Na2O＋2HCl===2NaCl＋
2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O
2
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H2O
＋O2↑
主要性质与用途
具有碱性氧化物通性
强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消
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－＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
与非金属单质反应：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
(3)NaOH 的制取
①土法制碱：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH
②现代工业制碱：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
三、碳酸钠与碳酸氢钠
1．Na2CO3和NaHCO3的比较
名称
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
俗名
纯碱或苏打
小苏打
主
要
性
质
水溶性
易溶于水，溶液呈碱
性
易溶于水(但比Na2CO3溶解度小)，
溶液呈碱性
稳定性
稳定，但结晶碳酸钠
(Na2CO3·10H2O)易风化
受热易分解，其分解反应的方程式
为2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O
与H＋反应
CO＋2H＋===H2O＋
CO2↑
HCO＋H＋===H2O＋CO2↑
产生CO2气体的速率Na2CO3<NaHCO3
与碱Ca(OH)2
反应
与OH－不反应，但
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋
H2O(碱过量)
Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋
CO＋2H2O(碱不足)
与盐
反应
CaCl2
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
不反应
硫酸
铝
2Al3＋＋3CO＋
3H2O===2Al(OH)3↓＋
3CO2↑
Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑
相互转化
Na2CO3
NaHCO3
主要用途
用于玻璃、肥皂、合
成洗涤剂、造纸等工业中
灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的
主要成分之一
2.Na2CO3的制备—侯氏制碱法
3
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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＋H2O(g)=====CO＋H2，CO＋H2O(g)=====CO2＋H2。
②工艺流程
③反应原理
产生NaHCO3反应：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。
产生Na2CO3的反应：2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
④循环使用的物质：CO2。
三、碱金属的一般性与特殊性
1．一般性
相似性
递变性(由Li→Cs)
原子结构
最外层均为1 个电子
电子层数逐渐增多；
核电荷数逐渐增大；
原子半径逐渐增大
元素性质
都具有较强的金属性，最高正价
均为＋1 价
金属性逐渐增强
单
质
性
质
物理
性质
(除Cs 外)都呈银白色，密度较
小，熔、沸点较低
密度呈增大趋势(钾反常)，熔、
沸点逐渐降低
化学
性质
都具有较强的还原性
还原性逐渐增强；与O2反应越
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。
四、焰色试验
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
4
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钠元素：黄色；钾元素：紫色(透过蓝色钴玻璃观察)；铜元素：绿色。
【关键能力拓展】
一、钠与盐的反应
Na
①
与盐反应的原理
与熔融盐
与熔融盐发生置换反应：
4Na＋TiCl4=====4NaCl＋Ti，Na＋KCl=====NaCl＋K↑
(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
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CuSO4溶液反应：
先发生2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
再发生2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4
总反应为2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑
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H2；
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NH4Cl 溶液反应生成H2和NH3
生成沉淀型
钠与铜盐、铁盐等溶液反应生成Cu(OH)2或Fe(OH)3
复杂型
钠与AlCl3稀溶液反应，如果钠量较多，则先生成Al(OH)3沉淀，后沉淀溶
解
【特别提醒】Na 先与酸反应，再与水反应——先酸后水。
二、过氧化钠与CO2、H2O 的反应规律
电子转
移关系
当Na2O2与CO2、H2O 反应时，物质的量的关系为2Na2O2～O2～2e－，n(e－)
＝n(Na2O2)＝2n(O2)
气体体积
变化关系
CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2时，气体体积的减少量是原来气
体体积的，等于生成氧气的量，即ΔV＝V(O2)＝V(混合)
固体质量
变化关系
CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时，固体相当于吸收了CO2中的“CO”、
水蒸气中的“H2”，所以固体增加的质量Δm(CO2)＝28 g·mol－1×n(CO2)，
Δm(H2O)＝2 g·mol－1×n(H2O)
三、Na2CO3和NaHCO3性质的应用
(1)Na2CO3、NaHCO3的鉴别
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NaHCO3固体。
②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH 法。
a．沉淀法：加入BaCl2溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的是Na2CO3溶液。
b．气体法：滴入稀盐酸，立即产生气泡的是NaHCO3溶液。
5
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c．测pH 法：用pH 试纸测相同浓度的稀溶液，pH 大的是Na2CO3溶液。
(2)Na2CO3、NaHCO3的除杂
序号
混合物(括号内为杂质)
除杂方法
①
Na2CO3(s)(NaHCO3)
加热法
②
NaHCO3(aq)(Na2CO3)
通入足量CO2
③
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
滴加适量NaOH 溶液
四、Na2O2与H2O、CO2反应的有关计算：
1.Na2O2分别与CO2、H2O 反应的化学方程式。
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
2.根据以上两个反应，探究反应中存在的定量关系。
(1)物质的量关系：无论是CO2或H2O 的单一物质还是二者的混合物，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：若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
原混合气体体积的，也等于生成氧气的量。
(3)电子转移关系：当Na2O2与CO2、H2O 反应时，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”或H2O 中的“H2”，可以看作发生相应
的反应：Na2O2＋CO=====Na2CO3、Na2O2＋H2=====2NaOH(实际上两反应均不能发生)。
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，W g 该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和水蒸气)通过足量
的Na2O2后，固体增重必为W g。或是由C、H、O 三种元素组成的物质，只要C、O 原子个数比为1 1∶，
即可满足该条件。
①2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 Δm(固体)
2×78 2×44 2×106 56
即发生反应时，固体增加的质量等于与CO2等分子数的CO 的质量。
②2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ Δm(固体)
2×78 2×18 4×40 4
即发生反应时，固体增加的质量等于与H2O 等分子数的H2的质量。
【特别提醒】中学阶段常见的符合这一关系的物质有：
a.无机物：H2、CO 及H2和CO 的混合气体；
b.有机物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)
等。
(5)先后顺序关系：一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应，可视作Na2O2先与CO2
反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O 发生反应。
【核心题型例解】
高频考点一 钠及其性质
例1.钠在液氨中溶剂化速度极快，生成蓝色的溶剂合电子，如图为钠投入液氨中的溶剂化示意图。钠
沉入液氨中，快速得到深蓝色溶液，并慢慢产生气泡。下列说法错误的是( )
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A．钠的密度比液氨大
B．溶液的导电性增强
C．0.1 mol 钠投入液氨中生成0.01 mol H2时，Na 共失去0.02 mol 电子
D．钠和液氨可以发生的反应为2NH3 ＋2Na===2NaNH2 ＋H2↑
【变式探究】化学与生产生活息息相关。下列说法中，正确的是
A．聚氯乙烯塑料可用作不粘锅的耐热涂层
B．用热的纯碱溶液可清洗衣物上的汽油污渍
C．氯碱工业中，可用浓氨水检查氯气管道是否泄漏
D．金属钠着火时，可用碳酸氢钠干粉灭火器扑灭
【举一反三】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
高频考点二 焰色试验
例2．2023 年1 月23 日，汕头迎春大型焰火晚会点亮了汕头湾，为汕头发展注入强心剂。下列焰火颜
色与钾元素相关的是
A．黄色
B．紫色
C．绿色
D．洋红色
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【变式探究】下列物质性质和用途正确且有对应关系的是
选
项
物质性质
用途
A
受热易分解
可用作氮肥
B
钠单质燃烧火焰呈黄色
钠单质可用于制作烟花
C
溶液呈碱性
可用作消毒剂
D
是两性氧化物
铝制餐具不宜长时间蒸煮酸性或碱性食物
【举一反三】下列实验操作对应的实验现象及解释或结论正确的是
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
向滴有酚酞的Na2CO3溶液中滴
加CaCl2溶液
生成白色沉淀，
红色褪去
Na2CO3溶液中存在水解平衡
B
向MgCl2溶液中先滴加过量
NaOH 溶液，再滴加CuCl2溶液
先生成白色沉
淀，后生成蓝色沉淀
Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]
C
向未知溶液中滴加盐酸酸化的
BaCl2溶液
有白色沉淀生成
未知溶液中一定含有SO2
D
用铂丝蘸取少量某溶液进行焰
色试验
火焰呈黄色
该溶液一定为含钠元素的盐
溶液
高频考点三 过氧化钠的性质
例3．下图是为测定过氧化钠样品(只含Na2CO3杂质)纯度而设计的装置，气球Q 弹性良好。
下列说法正确的是
A．Q 中反应的离子方程式为
+2H+=H2O+CO2↑，2
+4H+=2H2O+O2↑
B．测量气体体积时应先关闭K1、K2，打开K3，反应完毕后再缓缓打开K1
C．没有导管a 稀硫酸不易滴下来，而且会导致测量气体的体积偏大
D．若操作正确，量筒I、Ⅱ分别收集xmL、ymL 水，则Na2O2的质量分数为
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【变式探究】关于Na2O2的说法错误的是
A．常温下是淡黄色固体
B．只含有离子键
C．熔融状态下能导电
D．具有强氧化性的原因和氧元素有关
【举一反三】将过氧化钠粉末投入到氯化亚铁溶液中，可观察到的现象是
A．最终生成红褐色沉淀
B．没有气体产生
C．最终生成白色沉淀
D．最终生成血红色溶液
高频考点四 考查离子方程式
例4．下列反应的离子方程式正确的是
A．
加入到足量的
中：
B．少量澄清石灰水与足量
：
C．过量铁粉加入稀硝酸：
D．水中通入氯气：
【变式探究】下列离子方程式正确的是
A．Na 投入水中：
B．
通入冷的NaOH 溶液中：
C．用醋酸和淀粉—KI 溶液检验加碘盐中的
：
D．
溶液与少量
溶液混合：
高频考点五 碳酸钠与碳酸氢钠的性质
例5．实验室利用下图装置模拟侯氏制碱法制备NaHCO3，下列说法正确的是
9
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A．实验时应先打开活塞a 后打开活塞b
B．装置B 中应盛放饱和Na2CO3溶液以除去HCl 杂质
C．一段时间后，装置C 中可观察到白色晶体析出
D．装置 E 主要为了吸收多余的 CO2
【变式探究】侯氏制碱法以NaCl、
、
为原料制取纯碱，将制碱技术发展到一个新的水平。下
列实验室模拟侯氏制碱法制取纯碱的步骤对应的装置或操作不正确的是
A．制取
B．制取
C．过滤
固体
D．灼烧分解
高频考点六 侯氏制碱法
例6．侯氏制碱法为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
法制备少量
，得到副产品
和
，流程如下图：
按要求回答下列问题。
(1)写出上图制备
总反应的化学方程式：___________。
(2)制取
时为使下图A 装置中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的
小孔或者___________。
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(3)制备
时，需将A 装置产生的气体，与B、C 装置导管进行连接，其接口顺序是
a___________(按气流方向，用小写字母表示)。“雾化装置”的优点是___________。
(4)反应完成后，将装置B 中混合物处理得到固体
和母液。
①将固体
加热充分，并将产生的气体先通过足量的试剂X 吸收水分，再通过足量
，
增重0.14g。试剂X 为___________，产品
的质量为___________g。
②已知
；NaCl 和
溶解度曲线(如图)。
i.为使
沉淀从母液中充分析出，需向母液中加入的试剂Y 为___________；
ii.得到副产品
所需的操作有___________、___________、过滤、洗涤、干燥。
(5)题干实验流程中可以回收再利用的物质有___________。
(6)称量吸收了一定量水分的
粉末，配制成
标准溶液，用于滴定未知浓度盐酸的浓
度。预测该标准液对滴定结果造成的影响是___________(填“偏高”“偏低”“无影响”)。
【变式探究】我国化工专家侯德榜创立了“侯氏制碱法”，提高了氯化钠的利用率，利用了水煤气厂
的废气氨气，具有环保、节能效果。
(1)“侯氏制碱法”以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。碳酸氢铵与饱和食
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盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的判断依据是_______。
A．碳酸氢钠难溶于水
B．碳酸氢钠受热易分解
C．碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶析出
(2)在实验室里甲同学做完氨喷泉实验的溶液配成含氨的饱和和食盐水，向其中通入二氧化碳，以制备
碳酸氢钠，实验装置如下图①所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。
①丁装置中稀硫酸的作用是_______。
②实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是_______(填分离操作的名称)。
(3)实验室里乙同学利用图②装置和现有仪器结合所学的知识，减少加热分解碳酸氢钠的步骤，用实验
室剩余NaOH 溶液制备碳酸钠溶液。请回答下列问题：
①要完成制备实验，除图②装置中的仪器外还必需的仪器是_______。
②写出最后一步在试管中生成碳酸钠溶液的离子反应方程式为_______。
③实验准备就绪后，先打开活塞3，关闭活塞2，再打开活塞1(根据需要可关开)。一段时间后，应该
_______(填具体操作)。则Y 可以是_______。
④该实验设计有不妥之处，排除混有NaOH 或NaHCO3杂质外，还可能在制备的碳酸钠溶液中混有其
他杂质，则该杂质及其产生的原因分别是_______。
(4)利用“双指示剂”滴定方法测定纯碱组成和含量。取一定量的纯碱配成溶液，用盐酸滴定纯碱溶液
得到图③曲线，若纯碱中含有的杂质为碳酸氢钠，则数据符合_______(用
、
大小关系表示)。
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