2-1-1--活泼的金属单质——钠(解析版).docx

2.1.1 活泼的金属单质——钠
考点精讲

考点1：钠的化学性质
1．钠露置在空气中的变化

注意：潮解为物理变化，风化为化学变化。
2．发生主要变化的化学方程式：
（1）4Na＋O2===2Na2O
（2）Na2O＋H2O===2NaOH
（3）2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O
（4）Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O
3．钠与酸、碱、盐溶液的反应
（1）与酸溶液反应

（2）与碱溶液反应：其实质是钠与水的反应
如钠与氢氧化钠溶液的反应，即钠与水的反应。
（3）与盐溶液反应

注意：在没有H2O存在时，在一定条件下，Na与盐反应也可以置换出某些盐；在无水时，4Na＋TiCl4Ti＋4NaCl。
【例1】　将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是(　　)
A．HCl　 B．NaOH　　　C．K2SO4　　　D．CuSO4
【解析】D　将少量钠投入题述四种物质的水溶液中，均有H2产生，故都满足题目的第一个条件“有气体放出”，而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中只有H2放出，故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑，故反应后溶液质量减轻。
【举一反三】（1）若将题干中的“且质量减轻”改成“且有沉淀生成”，答案应选________。
（2）若题干不变，将B项改成“饱和NaOH溶液”是否可选________(填“是”或“否”)，原因是____________________。
【答案】　(1)D　(2)是　Na与H2O反应，H2O减少，NaOH析出

金属钠与水、酸、盐溶液反应现象分析的一般思路
1. 共性：浮：钠浮在液面上；熔：钠熔化成光亮的小球；游：在液面上不停地游动直至反应完；响：反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。
2. 差异性：与酸反应时，由于溶液中H＋浓度较大，反应比钠与水剧烈，最后钠可能在液面上发生燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。

1．（2021·福建省同安第一中学）下列关于钠的说法中不正确的是
A．金属钠和氧气反应，条件不同，产物不同
B．大量的钠着火时可以用沙子扑灭，少量的钠应保存在煤油中
C．将一小块钠投入装有氯化镁溶液的试管里，钠熔成小球并在液面上游动
D．将一小块钠投入稀盐酸中，钠与水反应生成NaOH和H2，生成的NaOH再与HCl反应生成NaCl和H2O
【答案】D
【详解】
A．钠和氧气在空气中不加热时生成氧化钠，在氧气中点燃，生成过氧化钠，故A说法正确；
B．因钠能与水剧烈反应，钠着火不能用水来灭火，应用沙子盖灭；钠的密度比煤油大，且与煤油不反应，可保存在煤油中，故B说法正确；
C．钠与盐溶液反应时，一般先与水反应，则将一小块钠投入装有氯化镁溶液的试管里，钠熔成小球并在液面上游动，故C说法正确；
D．钠性质活泼，可以置换出氢气，且盐酸中氢离子浓度比水中得大，故小块钠投入稀盐酸中直接和盐酸反应，故D说法错误；
故选D。
2．（2021·江苏苏州市·周市高级中学高一月考）下列有关金属的说法中，不正确的是
A．钠应保存在煤油中
B．钠与氧气反应的产物与反应条件有关
C．钠在反应中易失去电子，表现出还原性
D．钠能与四氯化钛溶液置换出钛
【答案】D
【详解】
A．金属钠性质活泼，易与空气中的氧气和水蒸气等反应，且钠的密度大于煤油，故钠应保存在煤油中以隔绝空气，A正确；
B．常温下，钠与氧气反应生成氧化钠，在点燃或高温下，钠与氧气反应生成过氧化钠，故其产物与反应条件有关，B正确；
C．钠在反应中易失去电子，化合价升高，被氧化，表现出还原性，C正确；
D．钠与盐类的水溶液反应时总是钠先与水反应，再考虑生成的NaOH与盐的反应，钠不能与四氯化钛溶液置换出钛，只能与熔融的四氯化钛置换出钛，D错误；
故答案为：D。
3．（2021·沈阳市第八十三中学）氨基钠(NaNH2)是合成维生素A的原料。工业上将金属钠于97～100℃熔融，向反应器中缓慢通入无水液氨(NH3)，再加热至350～360℃生成氨基钠和氢气。下列说法中，不正确的是
A．钠可能与水反应
B．钠的熔点比铁的熔点低
C．维生素A中一定含有钠元素
D．反应的化学方程式为：2Na＋2NH32NaNH2＋H2↑
【答案】C
【详解】
A．由于金属钠可以和无水液氨(NH3)反应生成氢气，因此也有可能和含有氢元素的水发生反应，因此需要控制在无水环境中进行，防止钠与水反应，故A正确；
B．由于金属钠在97～100℃熔融，而铁的熔点是1535℃，故B正确；
C．氨基钠是合成维生素A的原料，但在生成维生素A的同时有可能也生成了其他物质，因此维生素A中不一定含有钠元素，故C错误；
D．根据题意可得，金属钠和氨气在加热条件下反应生成氨基钠和氢气，反应的化学方程式为2Na+2NH32NaNH2+H2↑，故D正确；
故选C。
4．（2021·福建省同安第一中学）某研究性学习小组设计出如图所示的装置，目的是做钠与水反应的实验并验证：
①钠的某些物理性质；②钠与水反应的产物。

（1）钠与水反应的化学方程式为____。
（2）当进行适当操作时，还需要用到___实验仪器。实验室取用一小块钠，若此钠块有极少量被氧化，则测出的相对原子质量会比实际相对原子质量___(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
（3）钠与水反应的现象很多，不同的现象证明不同的性质。
①能证明钠的密度比水小的现象是___。
②能证明钠的熔点低的现象是___。
③能证明有氢氧化钠生成的现象是___。
（4）有乙同学为避免由于行动不够迅速产生偏差，又建议在集气瓶中再加入一定量煤油，其目的是___。
【答案】
（1）2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
（2） 小试管、酒精灯 偏大
（3） 钠浮在水面上 钠熔化为光亮的小球 溶液呈红色
（4）避免因动作迟缓水分随氢气逸出而带来的误差
【分析】
（1）钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；
（2）钠和水反应生成氢气，当进行到一定时间，需要检验氢气，使用小试管收集氢气，并在酒精灯火焰上检验，所以用到小试管和酒精灯。若钠有少量被氧化，则产生的氢气量减少，计算钠的相对原子质量偏大；
（3）①钠浮在水面上能证明钠的密度比水小；
②钠熔化为光亮的小球能证明钠的熔点低；
③水中加入酚酞，溶液呈红色能证明有氢氧化钠生成。
（4）加入煤油，钠要下沉到煤油和水的分界处才能反应，可以避免因动作迟缓水分随氢气逸出而带来的误差。

1．关于钠的说法正确的是(　　)
A．熔点很高
B．在空气中燃烧生成氧化钠
C．银白色金属，硬度大
D．在空气中燃烧时产生黄色火焰
【解析】D　钠极易熔化，熔点很低；钠在空气中燃烧生成过氧化钠；可以用小刀切割金属钠，说明其硬度小。
2．下列关于钠的说法不正确的是(　　)
A．金属钠和氧气反应，条件不同，产物不同
B．钠长期置于空气中，表面不能形成致密氧化膜
C．钠与水反应时，钠熔成小球在水面四处游动
D．由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动性顺序表中钠后面的金属
【解析】D　钠不能从盐溶液中置换出金属。
3．取一块金属钠放在燃烧匙里加热，下列实验现象描述正确的是(　　)
①金属先熔化　②在空气中燃烧，放出黄色火花　③燃烧后得白色固体　④燃烧时火焰为黄色　⑤燃烧后生成淡黄色固体
A．①②　　　 B．①②③
C．①③ D．①④⑤
【解析】D　钠的熔点只有97.8 ℃，加热立即熔化。钠是一种很活泼的金属，加热时与氧气化合生成过氧化钠，呈淡黄色。钠在空气中燃烧的火焰为黄色。
4．将适量金属钠投入下列溶液中，有气体放出，但无沉淀生成的是(　　)
A．盐酸 B．饱和氢氧化钠溶液
C．FeCl3溶液 D．CuSO4溶液
【解析】A　钠与水溶液反应均放出氢气；A项，发生反应为2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，只有气体无沉淀；B项，NaOH溶液是饱和溶液，投入钠后，消耗水，析出氢氧化钠晶体；C项，钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与FeCl3反应产生氢氧化铁沉淀；D项，钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与CuSO4反应产生氢氧化铜沉淀。
5．钠露置在空气中易变质，其变质过程中不可能产生的物质是(　　)
A．Na2O B．NaOH　　C．NaHCO3　　D．Na2CO3
【解析】C　钠露置在空气中变质过程中为：Na被氧化为Na2O，Na2O和水反应生成NaOH，NaOH吸水潮解，二氧化碳和NaOH反应生成Na2CO3固体，所以不可能产生NaHCO3
6．将一块钠投入盛有煤油和水的烧杯中，观察到的现象可能是(　　)

A．钠在水层中反应并四处游动
B．钠停留在煤油层中不发生反应
C．钠在煤油中反应并四处游动
D．钠在煤油与水的界面处反应并可能上下跳动
【解析】D　金属钠的密度大于煤油，小于水，Na与水发生化学反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，产生气体推动钠上浮，钠的密度大于煤油，又回落到水层，接着反应，因此金属钠在煤油和水的界面处反应，并上下跳动。
7．将一小块钠投入下列溶液中，既能产生气体又会出现沉淀的是(　　)
①稀硫酸　②稀氢氧化钠溶液　③硫酸铁溶液　④氯化镁溶液　⑤饱和澄清石灰水
A．①②③　　B．①③⑤　　C．②③④　　D．③④⑤
【解析】D　①、②只产生H2，发生的反应为2Na＋H2SO4===Na2SO4＋H2↑，2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑；③、④中钠除了与水反应产生H2外，生成的NaOH还与Fe2(SO4)3、MgCl2发生复分解反应，产生Fe(OH)3和Mg(OH)2沉淀。钠投入饱和澄清石灰水其实就是跟水反应，由于是饱和石灰水，钠与水反应消耗水且反应放热，原溶液中的氢氧化钙会析出而变浑浊。
8．人生是一幅大画布，你应该努力绘出绚丽多彩的画面。实验现象也是绚丽多彩，让人流连忘返。向硫酸铜溶液中加入一小块金属钠后，观察到的现象有(　　)
①钠浮于液面上
②熔化成小球
③发出嘶嘶的响声，放出气体
④钠周围蓝色沉淀部分变黑
⑤有蓝色沉淀产生
⑥析出大量红色的铜
⑦小球在溶液中沉浮
⑧小球在液面上游动，逐渐变小，直至消失
A．①②③⑤⑧ B．①②③④⑤⑧
C．①②③⑤⑥⑧ D．①②③④⑤⑥⑦⑧
【解析】B　将钠块加入CuSO4溶液中时，反应的实质是钠先与水反应生成NaOH和H2，NaOH再与CuSO4反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀，反应放出的热量会导致Cu(OH)2分解生成黑色的CuO，不会置换出单质Cu；因为钠的密度小于水，故反应过程中钠浮于水面而不能在溶液中沉浮，⑥、⑦错误。
9．某化学实验小组拟用如图装置进行钠与氧气反应的实验。

（1）将一小块钠放在石棉网上加热，能观察到的实验现象有________________________________________写出发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
（2）上述实验中还观察到有黑色固体物质生成，其原因可能为2Na＋CO2C＋Na2O2或4Na＋3CO2C＋2Na2CO3，这两个化学方程式的反应类型既属于基本反应类型中的________反应，也属于________(填“氧化还原”或“非氧化还原”)反应。
【解析】　(1)钠受热时燃烧，出现黄色火焰，产生淡黄色粉末过氧化钠，发生的反应是2Na＋O2Na2O2。(2)根据反应的特点可知，给出的两个反应都是置换反应，一定是氧化还原反应。
【答案】　(1)钠受热熔化，然后剧烈燃烧，放热，出现黄色火焰，石棉网上有淡黄色粉末生成　2Na＋O2Na2O2
(2)置换　氧化还原
10．现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2，可利用的装置如图所示。回答下列问题[已知Na2O2易与空气中CO2、H2O(g)反应]：

（1）装置Ⅳ中盛放的试剂是____________，其作用是______________________________________________________
（2）若规定气体的气流方向从左到右，则组合实验装置时各件仪器的正确连接顺序为(按从左到右顺序写明仪器的编号Ⅰ、Ⅱ……)________________，各仪器接口的标号字母(a、b……)顺序是空气进入________，________接________，________接________，________接________。
（3）装置Ⅱ的作用是_____________________。
（4）操作中通空气和加热的顺序为________。
【解析】　用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2，要避免生成的Na2O2与空气中的水分和二氧化碳发生反应，在制取过程中要除去这两种杂质，且要防止外界空气中的水分和二氧化碳倒吸进入装置。
(1)由上述分析可知，应该除去空气中的CO2，故Ⅳ中的试剂为氢氧化钠溶液。
(2)由上述分析可知，实验的顺序为除CO2→除水蒸气→与钠反应→避免CO2、水蒸气进入反应装置，故装置顺序为Ⅳ→Ⅲ→Ⅰ→Ⅱ，接口顺序为hgfeabc或hgfebac。
(3)装置Ⅱ的作用是避免空气中的CO2、水蒸气进入反应装置Ⅰ。
(4)为防止Na2O2与CO2、水蒸气反应，应先排尽空气，再加热金属钠。
【答案】　(1)氢氧化钠溶液　吸收导入空气中的二氧化碳
(2)Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ　h　g　f　e　a(或b)　b(或a)　c
(3)防止空气中的水分和二氧化碳进入装置Ⅰ
(4)先通一段时间的空气，再加热Ⅰ装置