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第10 讲 钠及其化合物
1. 掌握钠及其化合物的性质及应用。
2. 初步建立宏观现象推理物质性质、结构决定性质的思维模型。
3. 了解碱金属的通性与特性及焰色试验。
考点一 钠及其氧化物
一、钠的重要性质
1．物理性质
银白色，有金属光泽的固体，质地柔软，熔点低(小于100 ℃)，密度比水的小，但比煤油的大。
2．化学性质
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
O2
Cl2：2Na＋Cl2=====2NaCl。
(2)与水、酸、盐等的反应
与水(滴有酚酞)
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑(现象：浮、熔、游、响、红)
与酸
2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑
与盐
与熔融盐发
生置换反应
4Na＋TiCl4=====4NaCl＋Ti
与盐溶液
2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑
与含羟基或羧基
的有机物
2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑(Na 沉在乙醇底部，比Na 与
水的反应速率小)；
2CH3COOH＋2Na―→2CH3COONa＋H2↑
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(室温呈液态)可用于核反应堆的传热介质。
(2)用作电光源，制作高压钠灯。
(3)冶炼某些金属。
任务目标
必备知识
1
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二、钠的氧化物
1．氧化钠和过氧化钠
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
颜色、状态
白色固体
淡黄色固体
类别
碱性氧化物
过氧化物(非碱性氧化物)
氧的价态
－2
－1
电子式
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
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(盐酸)
反应
Na2O＋2HCl===2NaCl＋
H2O
2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋
O2↑
主要用途
用于制取少量Na2O2、烧碱
强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒
剂
2.Na2O2的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质
O2←―――――――――― Na2O2―――――――――→O
(1)Na2O2的强氧化性
试剂
反应原理(化学方程式)
现象
SO2气体
Na2O2＋SO2===Na2SO4
－
FeCl2溶液
4Na2O2＋4FeCl2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋
O2↑＋8NaCl
有红褐色沉淀和气泡产生
Na2SO3溶液
Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2NaOH
－
氢硫酸
Na2O2＋H2S===S↓＋2NaOH
溶液变浑浊
酚酞溶液
与水反应生成NaOH，Na2O2的强氧化性使
之褪色
先变红后褪色
品红溶液
Na2O2的强氧化性使之褪色
红色褪去
(2)遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为O2。
(3)遇CO2、H2O、H＋则发生自身的氧化还原反应。
要点突破
2
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1．某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠下面4 点性质中的( )
①钠的密度比水的小 ②钠的熔点较低 ③钠与水反应时放出热量 ④钠与水反应后的溶液呈碱性
A．①④
B．①②④
C．①③④
D．①②③④
【答案】D
【解析】①将一小块钠投入滴有酚酞的水中，会观察到金属钠浮在水面上，证明钠比水轻，故①正确；
②将一小块钠投入滴有酚酞的水中，会观察到金属钠熔成闪亮的小球，证明反应放热，钠的熔点低，故②
正确；
③将一小块钠投入滴有酚酞的水中，会观察到金属钠熔成闪亮的小球，并且发出响声，证明反应放热，故
③正确；
④将一小块钠投入滴有酚酞的水中，会观察到溶液变为红色，证明有碱性物质生成，故④正确。体现了
①②③④四点性质．
2．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(NA表示阿伏加德罗常数) （ ）
二氧化碳
碳酸钠
转移的电子
A
1mol
NA
B
22.4L
1mol
C
106 g
1mol
D
106g
2NA
【答案】AC
【解析】二氧化碳和过氧化钠反应，当固体质量增加28g 时，设参与反应二氧化碳的物质的量为x，生成
碳酸钠的物质的量为y，
=
， 解得：x=1mol，
=
，解得y=1mol，碳酸钠的质量=1mol×106g/mol=106g，因常
温常压下发生的反应，1mol 二氧化碳的体积＞22.4L；由化学方程式可知：1mol 二氧化碳参与反应转移
3
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1mol 电子，即有NA个电子转移。
3．根据你对金属钠性质的了解，回答下列问题：
（1）关于钠的叙述中，正确的是________(填字母)。
A．钠是银白色金属，硬度很大
B．将金属钠放在石棉网上，用酒精灯加热后金属钠剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成过氧化钠
C．金属钠在空气中燃烧，生成氧化钠
D．金属钠的熔点很高
（2）由于金属钠很容易跟空气中的______、________等物质反应，通常将它保存在_______里。
（3）将一小块钠投入到下列溶液中，既能产生气体又会出现白色沉淀的是________(填字母)。
A．稀硫酸 B．硫酸铜溶液
C．氢氧化钠溶液 D．氯化镁溶液
（4）为粗略测定金属钠的相对原子质量，设计的装置如图所示，该装置(包括水)的总质量为ag，将质量为
bg 的钠(不足量)放入水中，立即塞紧瓶塞。完全反应后再称量此装置的总质量为cg。
①列出计算钠相对原子质量的数学表达式______________(用含有a、b、c 的算式表示)。
②无水氯化钙的作用是____________________。
【答案】（1）B （2）氧气 水蒸气 煤油 （3）D （4）①b/(a+b-c) ② 吸收H2中所含
的H2O(g)
【解析】（1）A、钠是银白色金属，硬度很小，可以用小刀切，故A 错误；
B、钠在空气中燃烧产物是淡黄色的过氧化钠，故B 正确；
C、钠在空气中燃烧产物是淡黄色的过氧化钠，不是氧化钠，故C 错误；
D、金属钠的熔点很低，故D 错误；
（2）钠性质很活泼，易和水、氧气反应，所以保存钠时要隔绝空气和水，钠和煤油不反应，且密度大于
煤油，所以保存钠可以放在煤油中；
（3）A．钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和氢气，没有沉淀产生，A 不选；
B．钠投入硫酸铜溶液中，首先和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀
和硫酸钠，但沉淀不是白色的，而是蓝色的，B 不选；
4
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C．钠投入氢氧化钠溶液中生成氢氧化钠和氢气，没有沉淀，C 不选；
D．钠投入氯化镁溶液中生成氯化钠、氢氧化镁白色沉淀和氢气，D 选。
（4）①金属与水发生反应放出氢气的质量=ag+bg-cg=（a+b-c）g，假设金属为R，其相对原子质量为M，
根据金属钠与水反应放出氢气的关系，可推断该金属与水放出氢气关系如下：
2R～～～～～H2
2M 2
bg （a+b-c）g
解得M＝
；
②氯化钙具有吸水能力，是常用的干燥剂，在装置中吸收生成氢气中的水，而防止水分流失。
考点二 碳酸钠和碳酸氢钠
1．Na2CO3和NaHCO3的比较(方程式用离子方程式表示)
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
俗名
纯碱或苏打
小苏打
主要
性质
色、态
白色粉末
细小的白色晶体
水溶性
易溶于水(20 ℃，S＝21.5
g)
可溶于水(20 ℃，S＝9.6 g)
热稳定性
稳定，但结晶碳酸钠
(Na2CO3·10H2O)易风化
受热易分解
与H＋反应
CO＋2H＋===CO2↑＋
H2O(较快)
HCO＋H＋===CO2↑＋H2O(更
快)
与Ca(OH)2溶液
反应
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
Ca(OH)2少量：Ca2＋＋2OH－＋
2HCO===CaCO3↓＋2H2O＋
CO；
Ca(OH)2过量：Ca2＋＋OH－＋
HCO===CaCO3↓＋H2O
与盐
反应
Al2(SO4)3
2Al3＋＋3CO＋
3H2O===2Al(OH)3↓＋
3CO2↑
Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋
3CO2↑
与水作用
水解，碱性较强
水解，碱性较弱
必备知识
5
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主要用途
用于制玻璃、制肥皂、合
成洗涤剂、造纸、纺织、
石油、冶金等工业中
灭火器、治疗胃酸过多、发酵
粉的主要成分之一
2．Na2CO3和NaHCO3的相互转化
Na2CO3NaHCO3
(3)滴加适量NaOH 溶液 NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
3．Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法
(1)利用热稳定性不同
(2)相同条件下，利用和酸反应生成气体的速率不同
(3)利用溶液的碱性不同
4．Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析
实验操作和反应
n(CO2)—n(HCl)图像
向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，离子方程式：
Oa 段：CO＋H＋===HCO
ab 段：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑
图像特点：Oa＝ab
向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，离子方程式：HCO
＋H＋===H2O＋CO2↑
向等物质的量的NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加
入盐酸，离子方程式：
Oa 段：H＋＋OH－===H2O、CO＋H＋===HCO
ab 段：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑
图像特点：Oa＝2ab
6
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1．关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法不正确的是（ ）
A．热稳定性：NaHCO3＜Na2CO3
B．在水中的溶解性：NaHCO3＜Na2CO3
C．与盐酸反应的速率：NaHCO3＜Na2CO3
D．等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应产生的CO2质量相同
【答案】C
【解析】A、Na2CO3加热不分解，NaHCO3加热可分解：2NaHCO3
Na2CO3＋H2O＋CO2↑，A 项正确；
B、相同条件下Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，B 项正确；
C、NaHCO3与盐酸反应速率比Na2CO3快，C 项错误；
D、由反应Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑，NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑可知，当Na2CO3、NaHCO3
物质的量相同时，与足量盐酸反应，产生的CO2相同，D 项正确；
2．观察是研究物质性质的基本方法。一同学将一小块金属钠露置于空气中，观察到下列现象：银白色变
灰暗变白色表面潮湿白色固体，下列说法不正确的是
A．①中钠发生了氧化反应
B．②变白色是因为生成了氢氧化钠
C．③发生物理变化
D．④生成了碳酸氢钠
【答案】D
【解析】A．①中钠和氧气反应生成氧化钠，钠元素化合价升高，发生了氧化反应，故A 正确；
B．氢氧化钠是白色固体，②变白色是因为氧化钠和水反应生成了氢氧化钠，故B 正确；
C．氢氧化钠易潮解，③是氢氧化钠吸收空气中的水蒸气潮解，发生物理变化，故C 正确；
D．金属钠在空气中最终生成碳酸钠，④生成了碳酸钠，故D 错误；答案选D。
3．某同学设计如下实验，测定Na2CO3、NaHCO3和CaCO3固体混合物中钠元素的质量分数。实验过程如图
所示：
要点突破
7
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请回答：
(1)操作①、②的名称依次为_________。
(2)气体C 是_________(填化学式)；溶液D 是_________(填化学式)；
(3)原样品中钠元素的质量分数为_________________。
【答案】溶解、过滤 CO2 NaCl 34.5%
【解析】测定Na2CO3、NaHCO3和CaCO3固体混合物中钠元素的质量分数，首先根据混合物组成成分溶解性
的不同，通过先溶解再过滤的方法，可除去混合物中的碳酸钙；接着根据反应流程图可知，混合物中钠元
素全部转化为氯化钠，由最后得到的氯化钠的质量，根据化学变化前后元素质量不变，计算混合物中钠元
素的质量，钠元素质量与混合物质量的比可计算原样品中钠元素的质量分数，据此解答。
(1)通过溶解把碳酸钙与溶液初步分离，然后经过过滤除去混合物中的碳酸钙，所以操作①、②的名称依
次为溶解、过滤，故答案为：溶解、过滤；
(2)溶液A 和溶液B 的主要成分为：Na2CO3和NaHCO3；加入盐酸，发生反应为：
Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，所以气体C 为CO2，溶液D 为NaCl，故答案
为：CO2；NaCl；
(3)所得17.55g 氯化钠中钠元素的质量为：17.55g×
×100%=6.90g，原样品中钠元素的质量分数为：
×100%=34.5%，故答案为：34.5%。
考点三 碱金属 焰色试验
必备知识
8
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1．碱金属的相似性和递变性
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
密度逐渐增大(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.碱金属的特性
(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。
(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O2反应与钠不同，只生成Li2O。
3．焰色试验
(1)焰色试验的概念
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色，属于物理变化，是元素的性质。
(2)焰色试验的操作
①清洗铂丝：将铂丝蘸稀盐酸在无色火焰上灼烧至无色。
②灼烧试样：蘸取试样在无色火焰上灼烧，观察火焰颜色。
③清洗铂丝：将铂丝再蘸稀盐酸灼烧至无色。
提醒 做钾的焰色试验时，需透过蓝色钴玻璃观察现象。
(3)熟记常见金属的焰色
钠元素：黄色；钾元素：紫色(透过蓝色钴玻璃观察)；铜元素：绿色；钡元素：黄绿色；钙元素：砖红色。
1．下列有关焰色试验说法中正确的是（ ）
A．用光洁的铂丝蘸取某无色溶液，灼烧时观察到黄色火焰，说明一定含Na＋，不含K＋
B．焰色试验中需用盐酸洗净铂丝
要点突破
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C．焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
D．只有金属单质灼烧时火焰才有颜色
【答案】B
【解析】A. 用光洁的铂丝蘸取某无色溶液，灼烧时观察到黄色火焰，说明一定含Na＋，但不能确定是否含
有K＋，需要再透过蓝色钴玻璃观察，A 项错误；
B. 焰色反应最主要的是无其他离子干扰，每次做完焰色反应实验后，铂丝会留有实验的物质，为除去实验
物质用盐酸洗涤，再灼烧至跟酒精灯火焰颜色相同后再使用，盐酸可以溶解氧化物等杂质，且易挥发不会
残留痕迹，所以选用盐酸洗涤，B 项正确；
C. 只有钾的焰色反应的观察需要透过蓝色钴玻璃滤去黄光，C 项错误；
D. 焰色反应是元素的性质，金属单质和金属形成的化合物灼烧时都会发生焰色反应，D 项错误；
答案选B。
2．进行焰色反应实验时，通常用来洗涤铂丝的是（ ）
A．硫酸
B．烧碱溶液
C．稀盐酸
D．蒸馏水
【答案】C
【解析】清洗是为了洗去杂质氧化膜，用稀盐酸洗过之后通常都要在酒精灯火焰上灼烧，因为金属氯化物
沸点低，容易气化，易挥发，所以杂质离子就一并挥发了。而硫酸是难挥发性酸，不能达到去除干扰的目
的。故合理选项是C。
3．关于碱金属元素的说法中正确的是 ( )
A．ⅠA 族元素都是碱金属元素
B．碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来
C．金属钾具有强还原性，K＋具有强氧化性
D．Cs 常温下与水反应会发生爆炸
【答案】D
【解析】A、ⅠA 族的氢元素是非金属，选项A 错误；B、Na 与水剧烈反应，不与金属离子反应，所以不能
发生置换反应，选项B 错误；C、失电子能力越强的元素对应物质还原性越强，所以K+具有弱氧化性，选
项C 错误；D、Li、Na、K、Rb、Cs 属于碱金属元素从上到下金属性依次增强，所以铯金属性强于钠和钾，
则Cs 常温下与水反应会发生爆炸，选项D 正确。答案选D。
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