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第四章 金属及其化合物
第13 讲 碱金属 钠及其重要化合物的转化
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核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点
考点1 碱金属 焰色试验★★★☆☆
考点2 钠及其重要化合物的转化关系★★★☆☆
（星级越高，重要程度越高）
限时训练挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯
考点1 碱金属 焰色试验
1. 碱金属(Li、Na、K、Rb、Cs)性质
性质
相似性
递变性(由Li→Cs)
原子结构
最外层均有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
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
点低
密度逐渐增大(钾反常)，熔点逐
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，但钾的密度比钠小。
2. 碱金属一般都保存在煤油中，但锂的密度小于煤油，通常将锂密封在石蜡中。
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. 试剂瓶中的试剂取出后，一般不能放回原瓶，但Na、K 等试剂必须放回原瓶。
5. 锂与O2反应与钠不同，无论是常温还是加热，Li 与O2反应只生成Li2O。
3.焰色试验
1. 焰色试验是物理变化，属于元素的性质。
2. 钠、钾元素的检验
(1) 焰色试验显黄色―→含钠元素。
(2) 焰色试验――→显紫色―→含钾元素。
3. 进行焰色试验前铂丝先用稀盐酸洗涤。
【小试牛刀】
微考点1 碱金属的性质递变及应用
1．(2025·河北衡水检测)下列关于碱金属的叙述正确的是( )
A．碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大
B．碱金属随着原子序数增大，与水反应的剧烈程度增大
C．碱金属的原子半径越大，越易失电子，其还原性越弱
D．碱金属单质的化学性质活泼，易从盐溶液中置换其他金属
2．Li、Na、K、Rb、Cs 都是第ⅠA 族的元素。下列关于第ⅠA 族元素的叙述正确的是( )
A．锂在空气中燃烧生成Li2O2
B．KOH 的碱性比NaOH 的弱
C．常温下，Rb、Cs 露置在空气中不易变质
D．K 与水反应比Na 与水反应更剧烈
微考点2 焰色试验原理及其应用
3．(2025·湖北武汉检测)利用焰色试验，人们在烟花中有意识地加入特定金属元素，使焰火更加绚丽
多彩。下列说法中正确的是( )
A．非金属单质燃烧时火焰均为无色
B．Na2SO4与NaOH 灼烧时火焰颜色相同
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
4．(2025·山东滨州检测)下列说法正确的是( )
A．在火药中添加金属的化合物制作烟花，是因为部分金属元素有特殊焰色
B．钠单质燃烧火焰呈黄色，钠单质可用于制作烟花
C．中秋夜“烧塔”时，人们把海盐撒向塔里，黄色火焰直冲云天，黄色火焰是因为NaCl 受热分解
D．用洁净铂丝蘸取某溶液在酒精灯火焰上灼烧，观察火焰检验溶液中含有K＋
5．(2025·广东广州检测)下列有关焰色试验操作的描述正确的是( )
A．取一根洁净的细铁丝，放在酒精灯上灼烧至与原来的焰色相同，再蘸取少量NaCl 溶液，进行焰色
试验
B．焰色试验过程中生成了新物质，所以发生了颜色的变化
C．铂丝在做完氯化钠溶液的焰色试验后，用稀硫酸洗净，再蘸取少量的K2SO4溶液，重复以上实验
D．用洁净的铂丝蘸取某溶液，放在火焰上灼烧，观察到黄色火焰，则证明该溶液中一定有Na＋，没
有K＋
考点二 钠及其重要化合物的转化关系
重要方程式书写再落实
(1)Na2O2吸收水和二氧化碳的化学方程式分别为2Na2O2＋
2H
2O ==
=4NaOH
＋
O 2↑，
2Na2O2＋
2CO
2==
=2Na
2CO3＋
O 2。
(2)以海水中的氯化钠为原料分别制取金属钠、烧碱、纯碱的化学方程式：
①制取金属钠：2NaCl(
熔融
)
2Na
＋
Cl
2↑；
②现代工业制烧碱：2NaCl
＋
2H
2O
2NaOH
＋
H 2↑
＋
Cl
2↑；
③制取纯碱：NH3＋
NaCl
＋
CO
2＋
H 2O ==
=NaHCO
3↓
＋
NH
4Cl，2NaHCO3
Na2CO3＋
H 2O ＋
CO2↑。
(3)烧碱溶液中通入CO2的离子方程式：
①CO2少量：2OH
－ ＋
CO
2==
=C
O3
2−＋
H 2O；
②CO2过量：OH
－ ＋
CO
2==
=HC
O3
−。
(4)饱和碳酸钠溶液中通入CO2的离子方程式：2Na
＋ ＋
C O3
2−＋
CO
2＋
H 2O ==
=2NaHCO
3↓。
【小试牛刀】
微考点1 Na 及其化合物的“价—类”二维图
1.(2024·山西吕梁期中)钠及其化合物在工业生产中有重要作用，如图是钠的“价—类”二维图，下
列说法正确的是( )
A.Na 在空气中燃烧生成Na2O
B.Na2O 和Na2O2都属于碱性氧化物
C.NaOH 固体在空气中易变质，需密封保存
D.相同条件下，等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应，生成气体的体积不同
微考点2 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的定量关系
2.Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，完成下列表格。
二者浓度相同时生成CO2的速率
NaHCO3 快
耗酸量
二者等质量
Na2CO3耗酸多
二者等物质的量
Na2CO3耗酸多
生成CO2的
体积
二者等质量
NaHCO3 产生的多
二者等物质的量
相等
3.向含NaOH、Na2CO3、NaHCO3其中一种或两种的溶液中滴加某浓度的盐酸，生成CO2的体积(标
准状况)与加入盐酸的体积的关系如图所示。依据图像特点判断溶液中溶质的成分：
(1)若a=0(即图像从原点开始)，溶液中的溶质为NaHCO3。
(2)若V(Oa)=V(ab)(即Oa 段与ab 段消耗盐酸的体积相同)，溶液中的溶质为Na2CO3，涉及的离子方
程式Oa：C O3
2−＋
H ＋ ==
=HC
O3
−；ab：HCO3
−＋
H ＋ ==
=H
2O ＋
CO
2↑。
(3)若V(Oa)>V(ab)(即Oa 段消耗盐酸的体积大于ab 段消耗盐酸的体积)，溶液中的溶质为NaOH
和
Na2CO3，涉及的离子方程式Oa：OH
－ ＋
H ＋ ==
=H
2O 、
C O3
2−＋
H ＋ ==
=HC
O3
−；ab：HCO3
−＋
H ＋
==
=CO
2↑
＋
H 2O。
(4)若V(Oa)<V(ab)(即Oa 段消耗盐酸的体积小于ab 段消耗盐酸的体积)，溶液中的溶质为Na2CO3和
NaHCO3。
4.将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水，配成1 L 溶液，取出50 mL 溶液，然
后滴加一定物质的量浓度的盐酸，得到如图所示图像。
按要求回答问题：
(1)写出依次发生反应的化学方程式： 。
(2)①代表 的变化曲线；②代表 的变化曲线；③代表 的变化
曲线。
(3)盐酸的物质的量浓度为 。
(4)加入盐酸为150 mL 时，放出的CO2在标准状况下的体积为 。
微考点2 侯氏制碱法
5.(2024·吉林白山模拟)我国化工专家侯德榜将合成氨与纯碱工业联合，发明了联合制碱法，使原料
氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，该生产方法在制得纯碱的同时，还可得到一种副产品
NH4Cl。生产流程和溶解度曲线如图，下列说法错误的是( )
A.从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要是Na2CO3、NH4Cl 和氨水
B.NH4Cl 固体从母液中析出时需控制温度在0~10 ℃
C.循环Ⅰ、Ⅱ的目的是提高原料的利用率、减少对环境的污染
D.沉淀池中反应的化学方程式：2NH3＋CO2＋2NaCl＋H2O===2NH4Cl＋Na2CO3
6.如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。
(1)实验时向饱和食盐水中通入CO2、NH3的先后顺序是 。
(2)a 通入 ，b 通入 ，简述理由： 。
(3)c 中放蘸有稀硫酸的脱脂棉，作用是 。
【限时训练】（限时：60 分钟）
1．(2025·江西景德镇模拟)古文献《本草经集注》记载了区分硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)的方法：“强
烧之，紫青烟起，仍成灰……，云是真硝石也。”下列推断正确的是( )
A．“紫青烟”主要是指钠元素的焰色试验
B．“朴硝”在灼烧时火焰没有颜色
C．“硝石”在黑火药中起还原剂的作用
D．“朴硝”不能替代“硝石”制黑火药
2．(2025·福建厦门模拟)下列关于Na2CO3、NaHCO3的实验方案能达到实验目的的是( )
A．用如图所示装置比较Na2CO3、NaHCO3的热稳定性
B．用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液
C．用丁达尔效应鉴别Na2CO3和NaHCO3固体
D．用加热的方法除去NaHCO3固体中混有的少量Na2CO3固体
3．(2025·北京海淀模拟)向Na2CO3、NaHCO3混合液中逐滴加入稀盐酸，生成气体的量随稀盐酸加入
量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是( )
A．a 点对应溶液中：Ba2＋、Mg2＋、Cl－、NO
B．b 点对应溶液中：Al3＋、H＋、MnO、NO
C．c 点对应溶液中：K＋、Ca2＋、NO、Cl－
D．d 点对应溶液中：F－、NO、Fe2＋、Ag＋
4．为了测定NaCl、Na2CO3·10H2O 和NaHCO3的混合物中各组分的含量，某同学设计如下实验：取一
定质量的混合物，通过测量反应前后②和③装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。下
列说法错误的是( )
A．①②③中可以依次盛装碱石灰、无水CaCl2、碱石灰
B．硬质玻璃管加热前，应关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a 处出来的空气不再使澄清石灰水变
浑浊为止
C．若将①装置换成盛放NaOH 溶液的洗气瓶，则测得的NaCl 含量偏低
D．实验过程中先停止通空气，再停止加热
5．(2025·湖南长沙检测)以不同类别物质间的转化为线索，认识钠及其化合物。
设NA为阿伏加德罗常数的值。下列分析正确的是( )
A．从煤油中取用钠只需小刀、滤纸和玻璃片
B．纯碱溶液显碱性，可用于治疗胃酸过多
C．反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给，常温下产生22.4 L O2，转移2NA个电子
D．往碳酸氢钠溶液中通入二氧化碳可以除去混有的碳酸钠杂质
6．(2025·广东广州模拟)某课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，设计了如下几种实验
方法。下列说法不正确的是( )
A．装置Ⅰ中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应，产生气体速率快的是NaHCO3
B．当稀盐酸足量时，装置Ⅰ中气球鼓起体积较小的是NaHCO3
C．加热装置Ⅱ，澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是NaHCO3
D．装置Ⅲ也可以鉴别Na2CO3和NaHCO3
7．某品牌食用小苏打说明书如图所示，下列相关说法正确的是(忽略杂质影响；设NA为阿伏加德罗常
数的值)( )
食用小苏打
化学名称：碳酸氢钠
性状：白色粉末，水溶液微碱性
用途：食品气体发生剂
注意事项：防止阳光照晒，防潮
A．防潮说明该食用小苏打极易溶于水，比碳酸钠溶解度大
B．1 mol·L－1 NaHCO3溶液中H2CO3、HCO、CO 总数为NA
C．84 g NaHCO3与足量稀盐酸反应最多生成22.4 L CO2
D．NaHCO3溶液中c(H2CO3)>c(CO)
8．(2025·山东青岛模拟)1941 年，我国科学家侯德榜结合地域条件改进索尔维制碱法，提出纯碱与铵
肥(NH4Cl)的联合生产工艺，后被命名为“侯氏制碱法”，主要工艺流程如图所示。下列说法正确的
是( )
已知：
侯氏制碱法总反应：2NaCl＋CO2＋2NH3＋H2O===Na2CO3＋2NH4Cl。
索尔维制碱法总反应：2NaCl＋CaCO3===Na2CO3＋CaCl2(CaCl2作为废液排放)。
A．气体1、气体2 均为CO2
B．溶液2 中，含碳粒子主要是HCO
C．侯氏制碱法和索尔维制碱法中原料NaCl 的原子利用率相同
D．盐析池中加入NaCl 固体，c(Cl－)增大，NH4Cl(s)NH(aq)＋Cl－(aq)的平衡逆向移动，NH4Cl 析出
9．下列对碱金属性质的叙述正确的是( )
①都是银白色的柔软金属(除铯外)，密度都比较小 ②单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物 ③碱
金属单质都与水剧烈反应 ④单质的熔、沸点随着原子序数的增加而升高
A．①③
B．②④
C．①④
D．②③
10．(2025·湖北武汉模拟)焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色的观察两项操作如图所示：
下列叙述中不正确的是( )
A．每次实验中都要先将铂丝灼烧到火焰无色，再蘸取被检验物质
B．钾的焰色试验要透过蓝色钴玻璃观察
C．实验时最好选择本身颜色较深的火焰
D．没有铂丝可用无锈铁丝代替进行实验
11．某固体混合物由Na2CO3和NaHCO3两种物质组成，将其分成X、Y 两等份。标准状况下，X 溶于
足量盐酸，生成CO2的体积为V1 L；充分加热Y，冷却后再溶于足量盐酸，生成CO2的体积为V2 L。
下列说法正确的是( )
A．蒸干X 与足量盐酸反应后的溶液，可得固体 g
B．充分加热Y，固体质量减少 g
C．X、Y 消耗HCl 的物质的量之比为1∶1
D．混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为
12．A 是一种常见的金属单质，B 是淡黄色固体，请结合转化关系图判断下列说法正确的是( )
A．A 与氧气还可以生成另一种常见化合物F，B 和F 中阴离子与阳离子的数目比分别是1∶1 和1∶2
B．完全燃烧W g 的CO 和H2的混合气体，然后将产物与过量的B 反应，则固体增重为W g
C．相同温度下，分别向盛有适量0.1 mol·L－1 D 和E 溶液的两支试管中滴入2 滴酚酞溶液，则盛有D
的溶液的试管中红色较浅
D．用洁净的铂丝蘸取某待测液，置于火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃能观察到火焰呈紫色，则该溶液
中一定含有K＋，一定不含Na＋
13．(2021·湖南卷，15)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.Na2CO3的制备
步骤Ⅱ.产品中NaHCO3含量测定
①称取产品2.500 g，用蒸馏水溶解，定容于250 mL 容量瓶中；
②移取25.00 mL 上述溶液于锥形瓶，加入2 滴指示剂M，用0.100 0 mol·L－1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V1 mL；
③在上述锥形瓶中再加入2 滴指示剂N，继续用0.100 0 mol·L－1盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终
点)，又消耗盐酸V2 mL；
④平行测定三次，V1平均值为22.45，V2平均值为23.51。
已知：(ⅰ)当温度超过35 ℃时，NH4HCO3开始分解。
(ⅱ)相关盐在不同温度下的溶解度表(g/100 g H2O)
温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
NaCl
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
37.0
37.3
NH4HCO3
11.9
15.8
21.0
27.0
NaHCO3
6.9
8.2
9.6
11.1
12.7
14.5
16.4
NH4Cl
29.4
33.3
37.2
41.4
45.8
50.4
55.2
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)。
(3)指示剂N 为________，描述第二滴定终点前后颜色变化________________
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________。
(4)产品中NaHCO3的质量分数为________(保留三位有效数字)。
(5)第一滴定终点时，某同学俯视读数，其他操作均正确，则NaHCO3质量分数的计算结果
________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
14．实验室测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数，设计了下列两种不同实验方案进行探
究。
【方案一】将少量(一定质量)样品溶于水与足量沉淀剂氢氧化钡溶液反应，过滤、洗涤、干燥、称重。
(1)实验中发生反应的离子方程式为________________________________、
________________________________。
(2)过滤后需要洗涤沉淀，洗涤沉淀的方法是____________________________
____________________________________________________________________，
检验沉淀洗净的方法是______________________________________________
________________________________________________________________________________________
__________________________________________________。
【方案二】将一定质量样品与足量稀硫酸反应，测定生成气体的体积。
(3)某同学拟选用下列实验装置完成实验：
你认为最简易的装置其连接顺序是A 接________，________接________(填接口字母，注意：可不填
满)。
(4)仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为该装置会引起较大误差，于是他们设计了如图所示的实验
装置。
①装置中导管a 的作用有___________________________________________、
____________________________________________________________________。
②为了较准确测量气体的体积，在读反应前后量气管中液面的读数求其差值的过程中，除视线平视外
还应注意________(填字母)。
A．反应装置应冷却至室温
B．一段时间后，乙管中液面不再上升时再读数
C．读数时应上下移动右侧量气管，使甲、乙两端液面相平
D．读数时不一定使两端液面相平
15．(2025·浙江名校联考)Na2CO3和NaHCO3是重要的无机化工产品，广泛应用于食品、化工、医药等
领域。如图是利用天然碱(主要成分为Na2CO3、NaHCO3和少量NaCl)制备Na2CO3和NaHCO3的工艺流
程。
完成下列填空：
(1)操作①为________________。
(2)碳化装置中反应的离子方程式为__________________________________
___________________________________________________________________。
(3)对比索尔维制碱法，说明利用天然碱制碱的优势：_____________________
__________________________________________________________________。
(4)为了测定产品中小苏打中NaHCO3的含量，进行以下实验。
实验步骤：
步骤一：称取2.000 g 小苏打样品，配制小苏打溶液250 mL。
步骤二：取20.00 mL 小苏打溶液置于锥形瓶中，用0.100 0 mol·L－1盐酸滴定，溶液pH 随盐酸体积变
化如图所示。
①取20.00 mL 小苏打溶液需要使用的定量仪器名称：________。
②根据滴定曲线分析，若采用传统滴定法，应选择的指示剂是________________，此时滴定终点的现
象为_________________________________
___________________________________________________________________。
③该样品中NaHCO3的质量分数为________。
