大单元三 第一单元 金属及其化合物
第1 讲 碱金属与焰色试验 钠及其氧化物
【高考考向预测】
碱金属、焰色试验及钠的氧化物，重点考查钠、氧化钠、过氧化钠的结构与化学性质，
涵盖过氧化钠与水、二氧化碳的反应规律、电子转移、产物判断及定量计算，焰色试验的操
作、现象与元素对应关系，常结合离子反应、化学计算、实验探究综合命题；近三年在选择
题、实验题、工艺流程中频繁出现，考频较高；预测2027 年侧重以钠的化合物为载体设置反
应定量分析、混合物计算，结合陌生钠基新材料、探究实验考查过氧化钠的特殊性质与焰色
试验规范操作。
【双基自测●明考向】
1．（25-26 高三·全国·一轮复习）Na、K与盐溶液反应时，置换不出金属单质，而是先与水反
应，再考虑产物与盐溶液的反应。(____)
2．（26-27 高三·全国·一轮复习）常温下钠与氧气反应生成氧化钠，随着温度升高生成Na2O的
速率加快。(______)
3．（26-27 高三·全国·一轮复习）钠与少量的氧气反应生成氧化钠，与过量氧气反应生成过氧
化钠。(______)
4．（25-26 高三·全国·一轮复习）钠在氧气中燃烧生成Na2O2，锂在氧气中燃烧生成Li2O2。
(______)
5．（25-26 高三·全国·一轮复习）制取Na：电解饱和NaCl 溶液。(______)
6．（25-26 高三·全国·一轮复习）Na2O2能与水反应，生成NaOH，所以Na2O2是碱性氧化物。
(______)
7．（25-26 高三·全国·一轮复习）在Na2O2与CO2的反应中，氧化剂是Na2O2，还原剂是CO2。
(______)
8．（26-27 高三·全国·一轮复习）将足量过氧化钠投入紫色石蕊溶液中，溶液先变蓝色后褪色，
同时有气泡产生。(_____)
9．（2026 高三·全国·专题练习）7.8 g Na2O2中含有的阴离子数为0.2 N A。(____)
10．（2026 高三·全国·专题练习）Na2O2参与的反应一定生成O2。(_____)
【核心梳理●明考点】
考点一 碱金属与焰色试验
1.碱金属
碱金属是位于元素周期表第ⅠA 族的金属元素,目前有锂
(Li)
、钠
(Na)
、钾
(K)
、铷
(Rb)
、铯
(Cs)、钫(Fr)六种,价层电子排布式为n s 1 ,均为金属性很强的元素。
2.碱金属单质的物理性质
(1)颜色:银白色金属(Cs 略带金色光泽)。
(2)硬度:小,可用小刀切割,且Li、Na、K、Rb、Cs 硬度逐渐减小。
(3)密度:小,随原子序数的递增,碱金属的密度逐渐增大,但ρK<ρNa(填“>”或“<”,下同)。
ρ 水>ρK或ρNa,ρK或ρNa>ρ 煤油,实验室将少量钠、钾保存在煤油中;ρ 煤油>ρLi,金属锂常保存在石蜡油
中。
(4)熔点:低,随原子序数的递增,其单质的熔点逐渐降低,钠的熔点小于100 ℃。
3.碱金属单质的化学性质
(1)均能与水反应,且Li→Cs 反应越来越剧烈。
通式:2R+2H2O===2ROH+H2↑(用R 表示碱金属)。
(2)均能与O2反应,锂只生成Li2O,K 在空气中燃烧能生成复杂氧化物,如KO2 (超氧化钾)。
4.检验碱金属元素的实验方法——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征颜色,属于物理变化,是元素
的性质。
(2)重要碱金属元素的焰色:钠:黄色;钾:紫色(透过蓝色钴玻璃观察)。
(3)焰色试验的操作
【考点突破●明方向】
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H2
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.碱金属单质及其化合物有广泛应用。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,下列有关其性质的说法正确的是 (填字母)。
A.钾在空气中燃烧时,只生成K2O
B.钾与水反应,由于反应剧烈可能会发生爆炸
C.CsOH 的碱性比KOH 的强
D.钾与水反应比钠与水反应更剧烈,说明钾的金属性比钠强
3.阅读材料,金属氢化物是金属与氢的二元化合物,活泼金属(如碱金属)氢化物,都是优良的还原
剂,过渡金属合金(或金属互化物)的氢化物被用作储氢材料。
解答下列问题。
(1)KH 是一种野外供氢剂,其电子式为 ,与水反应放出氢气,化学方程式为
。
生成1 mol 氢气时,反应中转移的电子数为 。
(2)NaH 在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3),脱锈过程中生
成两种产物,其反应的化学方程式:
。
(3)完成以氢化锂(LiH)和氯化铝为原料合成氢化铝锂(LiAlH4)的反应方程式:
4LiH+ ===LiAlH4+3 。
考点二 钠的化学性质与用途
1.钠的化学性质——强还原性
(1)与非金属单质(如O2、Cl2、S)的反应
O2
Cl2:2Na+Cl2
2NaCl。
S:2Na+S
Na2S。
(2)钠与水的反应离子方程式:2Na+2H2O===2Na
+ +2OH
- +H
2↑。
2.钠的制取与保存
(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。
3.钠的用途
(1)钠钾合金(室温呈液态)可用于核反应堆的导热剂。
(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冶炼金属,如4Na+TiCl4(熔融)
4NaCl+Ti。
【考点突破●明方向】
1.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 (填序号)。
①MgSO4溶液 ②BaCl2溶液 ③饱和澄清石灰水 ④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuCl2溶液 ⑥饱
和食盐水 ⑦浓盐酸
2.某同学探究金属Na 与CO2的反应,实验如下:
编号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
操作
将点燃的金属钠伸到盛有CO2
的集气瓶中
将实验Ⅰ的集气瓶用水冲洗,过滤。取黑色滤渣灼
烧;取滤液分别滴加酚酞和氯化钡溶液
现象
①火焰呈黄色
②底部有黑色固体,瓶壁上附有
白色固体
①黑色滤渣可燃
②滤液能使酚酞溶液变红,滴加氯化钡溶液有白色
沉淀生成
下列说法不正确的是( )
A.生成的黑色固体中含有C
B.白色固体是Na2O
C.实验Ⅱ中滤液呈碱性
D.金属Na 着火不能用CO2灭火
3.(2021·福建1 月适应性考试)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( )
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↑
考点三 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
Na+[︰O
‥
‥
︰]2-Na+
Na+[︰O
‥
‥
︰O
‥
‥
︰]2-Na+
阴、阳离
子个数比
1 ∶
2
1 ∶
2
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既有氧化性又有还原性,以氧化性为主
O
0
2 Na2O
−1
2O
−2
【考点突破●明方向】
1.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.氧化钠和过氧化钠都属于碱性氧化物
B.Na2O2中阳离子与阴离子个数比是2∶1
C.0.1 mol Na2O2与足量的二氧化碳反应,转移的电子数为0.2NA
D.过氧化钠和水反应的离子方程式:2O2
2−+2H2O===4OH-+O2↑
2.Na2O2是一种常见的过氧化物,具有强氧化性和漂白性。
(1)请写出Na2O2 的电子式: ,其中化学键的类型为 ,氧元素的化合价为
。
(2)用化学方程式解释使酚酞溶液变红的原因:
,
依据实验现象推测红色褪去的原因是
。
(3)用离子方程式解释加入酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色的原因:
。
(4)根据实验分析,过氧化钠与水反应除了生成氢氧化钠和氧气外,还存在另一反应,则另一反应
的化学方程式为 ,
其反应类型为 。
3.(1)写出下列物质的电子式:过氧化钙: ,过氧化氢: ;从结构上看上述两种物质
的共同特点是 。
(2)纯净的过氧化钙(CaO2)是一种新型水产养殖增氧剂,常用于鲜活水产品的运输。可以起到杀
菌、解酸(吸收二氧化碳)、防腐、供氧的作用。分别写出供氧、解酸(吸收二氧化碳)的化学方
程式:
、
。
凡含有过氧键(—O—O—)的物质,属于过氧化物,其性质与过氧化钠相似,具有较强氧化性。如
过氧化氢(H2O2)、过氧化钙(CaO2)、过氧乙酸(CH3COOOH)等。过二硫酸根(S2O8
2−)含有过氧键,
其结构为
,其中S 的化合价为+6。
本讲感悟
疑点:
盲点:
【限时训练】
（60 分钟）
一、单选题
1．（2023·广东·高考真题）部分含Na或含Cu物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推
断不合理的是
A．可存在c→d→e 的转化
B．能与H2O反应生成c 的物质只有b
C．新制的d 可用于检验葡萄糖中的醛基D．若b 能与H2O反应生成O2，则b 中含共价键
2．（2026·湖北荆州·模拟预测）利用下图装置实验室制备氨基钠(NaNH2)(夹持、搅拌、尾气处
理装置已省略)，对应化学方程式为2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑Δ H <0。已知：NaNH2几乎不溶于液
氨，易水解、易氧化。下列说法正确的是
A．先加入钠粒，再通氨气
B．需将钠粒一次性倒入
C．试管中Hg 用于液封，可防止外界空气进入装置
D．反应结束后，在通风橱直接敞开装置A 瓶口取出NaNH2
3．（2026·陕西商洛·模拟预测）如图所示的物质转化关系中，A 为金属单质且焰色呈黄色。
下列说法错误的是
A．F 一定是铁单质
B．J 的氧化物可能为两性氧化物
C．保存G 溶液时，加入少量E 的稀溶液，以防止G 水解
D．实验室制取黄绿色气体D，每生成标准状况下3.36 L D，反应中转移电子可能为0.3
mol
4．（2025·北京东城·一模）关于含少量氧化钠的过氧化钠样品，下列说法不正确的是
A．阴阳离子个数比为1:2
B．钠露置在空气中最终转化为该样品
C．能与水反应，放出热量
D．测定氧化钠质量分数的方案：取ag样品溶于足量盐酸，蒸干、灼烧，得bg固体
5．（2025·河北·模拟预测）下列实验室中药品的处理方式合理的是
A．溴化银固体应保存在棕色细口瓶中
B．使用剩余的钠需放回原试剂瓶
C．少量白磷可选用乙醇液封
D．实验室多余银氨溶液密封保存
6．（24-25 高三上·内蒙古赤峰·阶段检测）关于Na 久置于空气中的过程，下列说法正确的是
A．反应①产物的阴、阳离子个数比为1：1
B．反应④的产物为小苏打
C．风化过程中发生了化合价变化
D．各步骤涉及的含钠物质均能与盐酸反应
7．（24-25 高三上·北京朝阳·期中）钠与氧气发生下列反应：
①4 Na+O2=2Na2O；②2Na+O2
Δ
¿ Na2O2
¿
。
下列说法不正确的是
A．实验时②中用于盛放钠块的坩埚需干燥
B．加热后②中先生成Na2O2，停止加热后，反应放出的热量使余钠熔化
C．反应①、②中生成等物质的量的Na2O、Na2O2，转移的电子数相同
D．Na2O中含离子键，Na2O2中既含离子键又含非极性共价键
二、填空题
8．（26-27 高三·全国·一轮复习）钠的物理性质
(1)颜色：___________色，有金属光泽。
(2)密度：ρ(H2O)___________ρ (Na)___________ρ(煤油)。
(3)熔点：___________100℃。
(4)硬度：质地___________，可以用小刀切割。
传导性：可导电、导热。
三、解答题
9．（2025·内蒙古包头·模拟预测）氢化铝钠(NaAlH4)是有机合成中重要的还原剂。实验室以
无水四氢呋喃为溶剂，AlCl3和NaH为反应物，在无水无氧条件下制备NaAlH4。
已知：①二苯甲酮(沸点305℃)作指示剂，在有水体系中无色，在无水体系中呈蓝色。
②NaAlH4易溶于四氢呋喃(沸点66℃)，难溶于甲苯(沸点110.6℃)。
(1)制备无水四氢呋喃(装置如图，夹持及加热装置略)
仪器A 的名称为______。实验开始前，用N2排尽装置内的空气；除水过程发生的化学反应方
程式为______；打开活塞K，接通冷凝水并加热装置C 至80℃，当观察到______，关闭活塞
K，在装置B 中收集无水四氢呋喃。
(2)制备NaAlH4(装置如图，搅拌、加热和夹持装置略)
向三颈烧瓶中加入少量(质量可忽略)NaAlH4作催化剂，再加入50 mL 含4.8 g NaH 的四氢呋喃
悬浊液；接通冷凝水，控温80℃，边搅拌边缓慢滴加50 mL 含5.34 g AlCl3的四氢呋喃溶液，
有白色固体析出；静置沉降，取上层清液，经一系列操作得到产品。
①制备NaAlH4的化学方程式为______。
②图2 装置存在的一处明显缺陷是______。
③由上层清液获得NaAlH4的系列操作：加入甲苯，减压蒸馏→操作a，得粗产品
…
得较
⟶
⟶
纯净的产品。减压蒸馏的馏出物为______；操作a 为______。
(3)测定NaAlH4的产率
将所得产品用足量无水乙醇、盐酸处理(杂质不反应)，加热沸腾分离出Al
3+，冷却后配成1000
mL 溶液。量取50.00 mL 待测溶液、20.00 mL0.1000 mol⋅L
−1EDTA溶液于锥形瓶，调节pH 并
加热煮沸2 min。冷却后用0.0500 mol⋅L
−1醋酸锌标准溶液滴定剩余的EDTA，达终点时消耗
标准溶液16.40 mL。已知EDTA 与Al
3+、Zn
2+均按1:1反应，则NaAlH4的产率为______(保留一
位小数)。若量取EDTA 溶液时滴定管尖嘴部分有气泡，放出溶液后气泡消失，则测定结果将
______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
10．（23-24 高三上·海南·期末）镁能在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳。某学生据此提出问
题：钠能在二氧化碳中燃烧吗？请你与他一起探究这个问题。
提出假设：钠能在二氧化碳中燃烧，生成物可能是Na2O、C、Na2CO3、CO。
查阅资料：《无机化学》中写道：CO 能与PdCl2溶液反应生成黑色固体钯：
CO+PdCl2+H2O=CO2+Pd↓+2HCl
实验探究：
(1)按下图所示连接好装置，并检查气密性。检查该装置气密性的操作方法是：______。
(2)在各装置中加入合适的试剂，A 装置中是_____，B 装置中是_____，C 是______。
(3)取用钠要先用滤纸吸干钠块表面的煤油，再除去表面的氧化层，然后切取约黄豆大小放入
硬质玻璃管。打开分液漏斗，让稀盐酸滴入平底烧瓶，通入CO2，待出现什么现象时开始点
燃酒精灯？_____。
(4)钠在加热时能剧烈燃烧，燃烧结束后，硬质玻璃管中有黑色、白色固体生成，C 溶液产生
黑色沉淀。据此，你得出的结论是__________。
(5)白色固体是什么？请你设计一个实验方案继续探究：__________。
结论：白色固体是Na2O 和Na2CO3的混合物。
(6)根据以上探究，写出钠与CO2在加热时所有可能发生的化学方程式：___________。
(7)某同学认为该装置有一个缺陷，请你提出改进方案：___________。
11．（24-25 高三·全国·一轮复习）现有中学化学常见的物质A、B、C、D、E、F、G、H 满
足如图所示的转化关系，其中A、G 为气体单质，A 呈黄绿色，C 元素的原子半径在短周期
中最大，B 为生活中常见的液体化合物。
回答下列问题：
(1)D 的电子式为___________，图中各物质属于离子化合物的是___________(填化学式)，H
的常见用途是___________。
(2)反应①的离子方程式为___________。
(3)实验室中配制480 mL0.1mol⋅L
−1的F 溶液需用托盘天平称量F 的质量为___________。
(4)反应②的化学方程式为___________。
(5)反应①~⑤中属于氧化还原反应的是___________(填图中序号)。
(6)向C 在空气中燃烧的产物上滴加E 溶液的离子方程式为___________。
