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2022版高考化学一轮复习 第1章 认识化学科学 第1节 钠及其化合物学案 鲁科版2022版高考化学一轮复习 第1章 认识化学科学 第1节 钠及其化合物学案 鲁科版年级：姓名：- 23 -第1节钠及其化合物课标解读1.掌握钠及钠的重要化合物(Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3等)的主要性质及其应用。2.了解钠及其重要化合物的制备方法。3.了解碱金属的相似性和递变性。4.了解常见元素的焰色反应。钠及其氧化物知识梳理1钠的主要性质及应用(1)物理性质：银白色，金属光泽，0.97 gcm3，比水的密度小、比煤油的密度大，质软，熔点为97.81 ，沸点为882.9 。(2)化学性质(写出化学方程式)与非金属反应与H2O反应：2Na2H2O=2NaOHH2。实验探究：Na与H2O(含酚酞)反应的现象及解释与乙醇反应：2Na2C2H5OH2C2H5ONaH2。与酸(HCl)反应：2Na2HCl=2NaClH2。与盐(CuSO4)溶液反应：2Na2H2O=2NaOHH2，CuSO42NaOH=Cu(OH)2Na2SO4(答案合理即可)。与熔融盐TiCl4反应：4NaTiCl4Ti4NaCl。(3)钠的保存与用途保存：少量钠保存在煤油或石蜡油中。制备与用途：辨易错(1)Na在空气中露置，首先生成Na2O2。()(2)Na投入CuCl2溶液中，有红色固体生成。()(3)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶。()(4)金属钠可保存在煤油中，也可保存在四氯化碳中。()(5)把钠投入NH4Cl溶液中，可以生成两种气体。 ()答案(1)(2)(3)(4)(5)2钠的氧化物(1)氧化钠和过氧化钠化学式Na2ONa2O2阳、阴离子个数比Na与O2之比为21Na和O之比为 21氧的化合价21颜色白色淡黄色与H2O反应Na2OH2O=2NaOH2Na2O22H2O=4NaOHO2与CO2反应Na2OCO2= Na2CO32Na2O22CO2=2Na2CO3O2(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2Na22强氧化性的五个表现遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为O2。遇到CO2、SO3等最高价氧化物时发生自身氧化还原反应生成盐和O2，既表现氧化性又表现还原性。辨易错(1)Na2O与Na2O2中的阴、阳离子个数比相同。()(2)Na2O与Na2O2和水反应均生成NaOH，二者均为碱性氧化物。()(3)Na、Na2O2投入FeCl3溶液中均有红褐色沉淀和气体生成。()(4)Na2O2投入酚酞溶液中，溶液变红且不退色。()(5)7.8 g Na2O2与CO2充分反应，转移电子数为0.1NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。()答案(1)(2)(3)(4)(5)知识应用1在潜水艇和消防员的呼吸面具中常放Na2O2，Na2O2发生反应的化学方程式为_。答案2Na2O22CO2=2Na2CO3O2、2Na2O22H2O=4NaOHO22在生活中，常用Na2O2作漂白剂，其原理是_。答案Na2O2具有强氧化性，能使有色物质被氧化而退色3金属钠露置在空气中会发生一系列变化：银白色金属钠()()()()()。(1)填写空白。(2)属于物理变化的有_(填序号)，属于化学变化的有_(填序号)。答案(1)Na2ONaOHNa2CO3(2)命题点1钠及其氧化物的性质及应用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()MgSO4溶液Na2SO4稀溶液饱和澄清石灰水Ca(HCO3)2溶液CuSO4溶液饱和NaCl溶液ABCDD2Na2H2O=2NaOHH2，中Mg22OH=Mg(OH)2；中NaOH与Na2SO4不反应，不能产生沉淀，不符合题意；中反应消耗水，溶液温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2沉淀；中Ca2HCOOH=CaCO3H2O；中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意；中水减少，c(Na)增大，使NaCl(s)Na(aq)Cl(aq)平衡向左移动。2Na2O2是中学化学常用试剂，下列说法错误的是()A0.1 mol Na2O2与足量CO2反应转移的电子的物质的量为0.1 molBNa2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2C等物质的量的Na2O2与Na2O溶于等质量水中得到的NaOH的物质的量浓度相同D等质量的Na2O2与Na2S晶体中含有相同数目的阴离子BNa2O2具有强氧化性，与SO2反应生成Na2SO4，B项错误。命题点2钠与Na2O2性质的实验探究3为探究钠与盐反应的规律，某实验小组同学设计了下列两组实验：实验1：如图1，在蒸发皿中放一小块钠，加热至熔化时，用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触。 图1图2现象：瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。实验2：如图2，向盛有CuSO4溶液的小烧杯中加入一小块钠。现象：钠浮在水面上，熔化成液态钠球并四处游动，生成蓝色沉淀。(1)实验1、2中反应的化学方程式分别为_、_。(2)比较实验1、实验2可知Na与CuSO4反应生成Cu的实验条件为_。答案(1)2NaCuSO4Na2SO4Cu2NaCuSO42H2O=Na2SO4Cu(OH)2H2(2)加热且无水4过氧化钠与水反应后滴加酚酞，酚酞先变红后退色。某小组欲探究其原因，进行如图所示实验。实验取反应后的溶液加入二氧化锰，立即产生大量气体；实验中红色均不退去。下列分析错误的是() A过氧化钠与水反应产生的气体为O2B过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂C实验可证明使酚酞退色的不是氢氧化钠和氧气D过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2B过氧化钠与水反应不需要催化剂，B项错误；实验作为对照实验，可证明氢氧化钠和氧气不能使酚酞溶液退色，C项正确；根据实验的现象可判断过氧化钠与水反应可能生成了H2O2，H2O2在MnO2作催化剂的条件下分解产生O2，D项正确。Na及其氧化物的常见实验探究点(1)Na与H2O或盐溶液反应实验。(2)Na2O2参与反应的实验(如与CO2、SO2、H2O等反应)。(3)Na2O2纯度的测定等。命题点3Na2O2与CO2、H2O反应的定量计算Na2O2与CO2、H2O(g)反应的定量模型(1)气体物质的量或体积关系若CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量是原气体体积的，等于生成氧气的量，即VV(O2)V(原气体)。(2)固体质量关系相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”、H2O(g)中的“H2”。对于(CxOy)mHn(CO2H2O)(Na2CO3NaOH)(CxOy)mHn的质量为m g时，上述过程最终固体增重：m(3)电子转移关系2Na2O22H2O(2CO2)O22e。(4)先后顺序关系分析问题时，可以按Na2O2先与CO2反应，再与H2O(g)反应的顺序进行判断。5下列说法不正确的是()A2.3 g Na投入97.7 g水中，所得溶液的质量分数为4%B62 g Na2O与78 g Na2O2投入相同体积的足量水中，所得溶液的浓度相同C78 g Na2O2与足量CO2或H2O(g)充分反应，二者生成的O2均为0.5 molD将28 g CO充分燃烧生成的CO2完全通入足量Na2O2中完全反应，固体增重28 gANa投入水中生成H2逸出，溶液质量NaHCO3B相同温度下，0.1 molL1盐溶液的pH：Na2CO3NaHCO3C等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应放出气体的量：Na2CO3NaHCO3D相同温度下，同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液分别与0.1 molL1盐酸反应，NaHCO3反应更剧烈。2纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品，它们都是白色固体，下列区分这两种物质的方法中正确的是 ()A分别用砂锅加热两种样品，全部分解挥发没有残留物的是小苏打B用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧，使火焰颜色发生明显变化的是小苏打C用两只小玻璃杯，分别加入少量的两种样品，再加入等量的食醋，产生气泡快的是小苏打D先将两种样品配成溶液，分别加入澄清石灰水，无白色沉淀生成的是小苏打 C小苏打NaHCO3受热分解生成Na2CO3、H2O和CO2，有Na2CO3残留，A项错误；纯碱和小苏打的火焰颜色均为黄色，B项错误；二者的溶液中分别加入澄清石灰水，均有CaCO3沉淀生成，D项错误。3为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是()ANa2CO3溶液(NaHCO3)，选用适量的NaOH溶液BNaHCO3溶液(Na2CO3)，应通入过量的CO2气体CNa2O2粉末(Na2O)，将混合物在氧气中加热DNa2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤DBa(OH)2与Na2CO3和Na2SO4均发生化学反应生成白色沉淀，不符合除杂的要求。(1)Na2CO3与NaHCO3的相互转化Na2CO3NaHCO3。(2)Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法注意：鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液时不能用Ba(OH)2溶液或石灰水。命题点2Na2CO3与NaHCO3与酸反应的图像分析典例导航 向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 molL1稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列判断正确的是()A在0a范围内，只发生中和反应Bab段发生反应的离子方程式为CO2H=CO2H2OCa0.3D原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为12思路点拨H与OH、CO、HCO反应的先后顺序为OHCOHCO答案CNa2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物与盐酸反应的图像分析向某溶液(Na2CO3或NaHCO3或NaOH)中逐滴加入盐酸，消耗HCl的物质的量与产生CO2的物质的量的关系如图所示：(1)若OA0，则溶液中所含溶质为NaHCO3，涉及反应的离子方程式为HCOH=CO2H2O。(2)若OAAB，则溶液中溶质为Na2CO3，涉及的离子反应为OA：COH=HCO，AB：HCOH=CO2H2O。(3)若OAAB，则溶液中溶质为Na2CO3和NaHCO3，涉及的离子反应同(2)。(4)若OAAB，则溶液中溶质为NaOH、Na2CO3，涉及的离子反应为OA：OHH=H2O，COH=HCO，AB：HCOH=CO2H2O。4分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100 mL，再通入一定量的CO2，随后分别各取20mL溶液，向其中逐滴滴入0.2 molL1的盐酸，在标准状况下产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如图所示(分A、B两种情况)： A B(1)在A情况下，溶质是_。(填化学式)，其物质的量之比为_。(2)在B情况下，溶质是_。(填化学式)，其物质的量之比为_。(3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为_。解析对于A，第一阶段消耗的酸是第二阶段的2倍，可知第一阶段反应为HOH=H2O、COH=HCO，第二阶段反应为HCOH=CO2H2O，由此推知A情况的溶液中n(NaOH)n(Na2CO3)11。同理分析B情况的溶液中，n(Na2CO3)n(NaHCO3)11。根据最终生成NaCl，n(NaOH)n(HCl)0.15 L0.2 molL10.03 mol，c(NaOH)1.5 molL1。答案(1)NaOH、Na2CO311(2)Na2CO3、NaHCO311(3)1.5 molL1命题点3特殊钠化合物性质和侯氏制碱法5氢化钠、硼氢化钠和氰化钠广泛应用于工业生产。(1)氢化钠(NaH)中氢元素的化合价为_。(2)NaH能与水剧烈反应：NaHH2O=NaOHH2，该反应中的氧化剂是_，氧化剂与还原剂的物质的量之比是_。(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛，该反应的化学方程式为_。(4)硼氢化钠(NaBH4，其中B为3价)与H2O反应生成NaBO2和H2的化学方程式为_，此反应中NaBH4作_剂。(5)NaCN是一种剧毒化合物，易溶于水。NaCN的电子式为_，在水中呈碱性的原因是_(用离子方程式表示)。解析(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛，氢元素化合价升高为1，钛元素化合价由4变为0，据此可写出化学方程式。(4)NaBH4中H为1价，具有强还原性，可还原H2O：NaBH42H2O=NaBO24H2。答案(1)1(2)H2O11(3)2NaHTiCl4Ti2NaCl2HCl(4)NaBH42H2O=NaBO24H2还原(5)NaCNH2OHCNOH6我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要过程如图所示(部分物质已略去)(1)向饱和食盐水中先通NH3后通CO2的原因是_。(2)溶液A中的溶质粒子有_(填化学式)。(3)反应、的化学方程式分别为_、_。答案(1)增强溶液的碱性，提高CO2的溶解度(2)Na、HCO、NH、Cl(3)NH3CO2H2ONaCl=NaHCO3NH4Cl2NaHCO3Na2CO3CO2H2O碱金属与焰色反应知识梳理1碱金属的相似性与递变性(1)相似性与递变性相似性递变性(由LiCs)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(2)具体表现与O2等非金属反应写出Li、Na与O2在加热的条件下发生反应的化学方程式：4LiO22Li2O、2NaO2Na2O2。K、Rb、Cs与O2反应生成比过氧化物结构更复杂的物质。与H2O反应碱金属单质与水均能发生反应，生成氢氧化物和H2。反应的化学方程式可表示为(用M代表碱金属)2M2H2O=2MOHH2，但从LiCs反应的剧烈程度逐渐增强。与酸反应均生成盐与H2，从LiCs，反应剧烈程度逐渐增强。与盐溶液反应时，均先与H2O反应，不能把盐溶液中的金属置换出来。与H2反应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。辨易错(1)碱金属在空气中点燃均不能生成碱性氧化物。()(2)Li、Na、K的密度逐渐增大，熔、沸点逐渐降低。()(3)Li、Na、K均可保存于煤油中。()(4)K投入LiCl溶液中可以把Li置换出来。()(5)碱金属与H2O、酸反应的实质均是与H反应。()答案(1)(2)(3)(4)(5)2焰色反应(1)概念：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，属于物理变化，属于元素的性质，应用于检验某些元素的存在。如Na、Na2O、Na2CO3的焰色反应均为黄色。(2)操作步骤铂丝火焰无色蘸取待测物观察火焰颜色铂丝无色注意：洗涤铂丝用稀盐酸而不用稀硫酸，因铂丝表面杂质与盐酸反应生成沸点较低的氯化物易汽化挥发，而硫酸盐的沸点较高不易汽化挥发。铂丝也可用光洁无锈的铁丝代替。(3)常见元素的焰色钠元素黄色；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；锶元素洋红色；锂元素紫红色；钙元素砖红色。口诀钠黄(色)钙砖红(色)锂紫红(色)，钾浅紫(色)钡黄绿(色)，锶为洋红(色)最美丽。辨易错(1)任何金属灼烧都有特征的焰色反应。()(2)钠元素的游离态与化合态的焰色反应均为黄色。()(3)尖嘴玻璃管灼烧时火焰呈黄色的原因是玻璃中含有钠元素。()(4)蘸取Na2CO3样品灼烧时火焰呈黄色，说明样品中不含钾元素。()答案(1)(2)(3)(4)知识应用1最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。(1)关于铷的结构和性质，判断正确的是_(填序号)。与水反应比钠剧烈它的原子半径比钠小它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2它的阳离子最外层电子数和镁原子相同它是还原剂(2)氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是_(填序号)。A氢化铷溶于水显酸性B氢化铷中氢被还原为氢气C氢化铷与水反应时，水是还原剂D氢化铷中氢离子核外有两个电子答案(1)(2)D2本草经集注中区分硝石(KNO3)和朴消(Na2SO4)的方法：“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”，这是利用什么方法区分的？_。答案焰色反应命题点碱金属与焰色反应1有关碱金属的叙述正确的是()A随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低，密度逐渐增大 B碱金属单质的氧化性很强，均易与Cl2、O2、Si等发生反应CCs2CO3用酒精灯加热时不能分解为CO2和Cs2OD无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它不易溶于水CA项，从LiCs，密度有增大趋势，但不是逐渐增大，(K)(Na)，错误；B项，碱金属单质的还原性很强，错误；D项，根据相似性，Cs2SO4与Na2SO4类似，易溶于水，错误。2碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是()A在碱金属元素中它具有最大的原子半径B钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物C它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱D它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸BFr性质很活泼，与O2反应可生成更复杂的氧化物，不是只生成Fr2O。3下列有关焰色反应实验操作注意事项的说法正确的是()钾元素的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同，再蘸取被检验的物质每次实验后，要将铂丝用盐酸洗净实验时最好选择本身颜色较浅的火焰没有铂丝时，也可以用光洁无锈的铁丝代替A仅有不正确 B仅有不正确C仅有不正确D全对答案D4焰色反应是元素分析的一种重要方法，请回答有关问题：(1)是否所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色？举例说明。 _。(2)某同学灼烧某白色粉末，火焰呈黄色，他判断该白色粉末中含Na、不含K。他的判断是否正确？如不正确，设计实验检验白色粉末中是否含K。(如正确，此问可不答)_。(3)该同学用铂丝蘸取某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，他判断该溶液一定为钠盐溶液。其他同学不同意他的观点。理由是_。答案(1)否。Fe及其化合物(2)否。做K元素的焰色反应时需要透过蓝色钴玻璃观察，如火焰呈紫色，含K，否则不含K(3)该溶液可能为NaOH溶液钠的重要化合物的实验探究物质的实验探究是考查学生化学素养的重要途径。经常涉及钠的重要化合物的定量测定及性质探究，如Na2CO3的含量测定，Na2O2的性质探究等。这一热点很好地体现了学生的“科学探究与创新意识”的核心素养。利用如图所示装置来测定纯碱(含少量NaCl)样品中Na2CO3的质量分数(铁架台、铁夹等在图中均已略去)。实验步骤如下：a按图连接装置，并检查气密性；b准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为83.4 g；c准确称得6.0 g纯碱样品放入容器中；d打开分液漏斗的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；e打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6 g。(1)若d、e两步的实验操作太快，则会导致测定结果_(填“偏大”或“偏小”)。(2)装置A中试剂X应选用_，作用是_。(3)E装置的作用是_。(4)根据实验中测得的有关数据，计算纯碱样品中Na2CO3的质量分数为_(结果保留到小数点后一位)。思路点拨审题时应注意考虑生成的CO2完全被D吸收；考虑空气的成分中含CO2；考虑碱石灰吸收CO2的程度等。根据关系式：Na2CO3CO2可求出Na2CO3的有关量。解析(1)反应过快会使产生的CO2气体不能完全被D装置中碱石灰吸收；快速鼓入空气，也会使装置内残留CO2不能被D装置中碱石灰完全吸收，则测得的CO2质量偏小，测定结果偏小；(2)鼓入空气，可把残留在装置B、C中的CO2赶出由D中碱石灰吸收，因为空气中含有CO2，因此应把鼓入空气中的CO2吸收处理，所以装置A应放入NaOH溶液；(3)如果D装置直接与外界空气相连通，则空气中的H2O(g)和CO2会对测定结果带来影响，所以装置E的作用是防止空气中H2O(g)和CO2进入装置D中；(4)反应中放出CO2气体的质量85.6 g83.4 g2.2 g，设消耗碳酸钠的质量为x，Na2CO3CO210644x2.2 g解得x5.3 g纯碱样品中Na2CO3的质量分数100%88.3%。答案(1)偏小(2)NaOH溶液吸收空气中的CO2(3)防止空气中的CO2和H2O(g)进入装置D中(4)88.3%Na2CO3纯度测定的方法(1)气体法：原理：Na2CO3H2SO4=Na2SO4CO2H2O，通过测量CO2的质量或体积确定Na2CO3的质量。实验操作：向m g纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)或CO2的质量为a g。计算式：纯度100%或100%(2)沉淀法：测定原理：Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl。依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。实验操作：先将m g纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为n g。计算：纯度为100%。某课外活动小组设计如图实验装置，验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应”。(1)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是_，该反应中，反应物的总能量_(填“大于”或“小于”)生成物的总能量。(2)装置中的试剂是_(填字母)。a稀盐酸b稀硫酸c小苏打 d石灰石(3)实验时，应先打开弹簧夹_(填“K1”或“K2”)，观察到预期现象后，关闭它，再打开另一个弹簧夹。(4)实验过程中将带火星的木条置于a口，观察到带火星的木条始终不复燃。为观察到最终木条复燃，甲建议在后安装一个盛有碱石灰的干燥管，目的是_；乙认为即使采纳甲的建议且最终观察到木条复燃，也不能证明CO2参与了反应，原因是_。(5)