第4章 第11讲 钠及其氧化物（Word教参）-【优化指导】2025年高考化学一轮复习高中总复习·第1轮（人教不定项版）

高 考 命 题 研 究 考点分布 考情统计 (1)钠及其化合物的性质与转化 山东卷(2023，2022，2021)，辽宁卷(2023，2022)，天津卷(2023，2022)，浙江卷(2023，2022)，北京卷(2023，2022)，全国乙卷(2023，2021)，重庆卷(2022)，海南卷(2022，2021)，江苏卷(2022，2021)，湖南卷(2022，2021) (2)铁及其化合物的性质与转化 辽宁卷(2023，2022)，湖南卷(2023，2022，2021)，天津卷(2023，2022)，北京卷(2023，2022)，浙江卷(2023，2022)，广东卷(2023，2021)，重庆卷(2023，2022)，海南卷(2022)，山东卷(2022，2021)，全国乙卷(2023，2022，2021)，新课标全国卷(2023)，河北卷(2022，2021) (3)镁、铝、铜等及其化合物的性质与转化 湖北卷(2023，2022)，湖南卷(2023，2022)，山东卷(2023，2022)，浙江卷(2023，2022)，辽宁卷(2023)，天津卷(2023)，全国乙卷(2023，2022，2021)，新课标全国卷(2023)，重庆卷(2022)，河北卷(2023，2022，2021)，江苏卷(2023，2022)，广东卷(2023，2022，2021)，海南卷(2022，2021) 第11讲　钠及其氧化物 课标引领 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解钠及其氧化物的主要性质。 2．了解钠及其氧化物在生产、生活中的应用。 考点一　活泼的金属单质——钠 1．钠的物理性质 颜色、状态 密度 硬度 熔点 沸点 银白色固体，有金属光泽 密度为0.971 g/cm3，比水小 质软 97.8 ℃ 883 ℃ 2.钠的原子结构 钠元素在元素周期表中处于第三周期第Ⅰ_A族，原子最外层有1个电子，在化学反应中易失去电子，钠表现出强还原性。钠元素在自然界中都以化合态形式存在。 3．钠的化学性质 (1)与非金属单质(如O2、Cl2)反应 O2 常温：4Na＋O2===2Na2O(白色固体) 加热：2Na＋O2Na2O2(淡黄色固体) Cl2 2Na＋Cl22NaCl (2)与水、酸、盐等的反应(写出化学方程式) 与水的反应 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑(反应实质是钠与水电离产生的H＋反应) 与酸(如盐酸)的反应 2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑(酸中H＋浓度更大，反应更剧烈) 与盐(如CuSO4)溶液的反应 2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑ 4.钠的制备、保存和用途 (1)制备：采用电解熔融NaCl的方法冶炼金属钠，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)用途： 判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)室温下，钠在空气中反应生成Na2O2(　　×　　) (2)实验室中常将金属钠保存在煤油或四氯化碳中(　　×　　) (3)将金属钠投入CuSO4溶液中，产生蓝色沉淀，放出气体，溶液颜色变浅(　　√　　) (4)乙醇、水都能与钠反应产生H2，则乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性(　　×　　) (5)钠具有强还原性，可与TiCl4溶液反应冶炼金属Ti(　　×　　) 考向一　钠与酸、碱、盐溶液的反应及分析 [例1] (双选)为研究Na的性质，进行如下实验： 装置 实验 液体a 现象 蒸馏水 Ⅰ .Na浮在液面上，剧烈反应，产生少量白雾 稀盐酸 Ⅱ .Na浮在液面上，反应比 Ⅰ 中剧烈，产生白雾 浓盐酸 Ⅲ .Na浮在液面上，反应比 Ⅰ 中缓慢，产生大量白雾，烧杯底部有白色固体 下列说法不正确的是(　　) A. Ⅰ 中现象说明Na与水反应放热 B. Ⅰ 中反应的离子方程式为Na＋H2O===Na＋＋OH－＋H2↑ C. Ⅲ 中白雾比 Ⅱ 中多，说明 Ⅲ 中反应放热比 Ⅱ 中更多 D．推测 Ⅲ 中反应缓慢可能与Cl－的浓度以及生成的白色固体有关 BC　解析： Ⅰ 中钠与水剧烈反应2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，产生少量白雾，说明钠与水反应放热，使部分水变成水蒸气，A正确、B错误；浓盐酸的挥发性比稀盐酸的挥发性强， Ⅲ 中挥发出HCl更多，故产生大量白雾，并非反应放出热量更多，C错误； Ⅲ 与 Ⅱ 相比， Ⅲ 中Cl－的浓度更大，可能影响Na与H＋的反应，烧杯底部白色固体是生成的NaCl，D正确。 钠与酸、碱、盐溶液反应的规律 [练1] (2024·陕西省西安中学月考)向分别盛有100 mL 水、100 mL 0.1 mol/L盐酸、100 mL 0.01 mol/L NaOH溶液的 X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05 mol Na。下列说法不正确的是(　　) A．三个烧杯中均先发生的反应为 2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ B．三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且烧杯Y中的反应最剧烈 C．三个烧杯反应后，溶质的物质的量浓度不同 D．三个烧杯反应后，生成气体在相同条件下的体积相同 A　解析：钠与盐酸反应时，钠先与盐酸反应：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑，若钠剩余再与水反应，A错误；钠与水及酸、碱、溶液反应实质都是Na与H＋反应，盐酸中c(H＋)最大，故烧杯Y中反应最剧烈，B正确；烧杯X中生成溶质为NaOH，烧杯Y中生成溶质为NaCl和NaOH，烧杯Z中生成NaOH，且原溶液中含NaOH，根据钠元素守恒推知，三个烧杯中溶质的物质的量浓度不同，C正确；钠与反应生成的H2存在关系式：2Na～H2↑，三个烧杯中加入n(Na)相同且均完全反应，故生成H2的量相同，在相同条件下气体的体积相同，D正确。 考向二　实验探究钠的化学性质 [例2] (2024·山东日照校际联考)为探究钠的部分性质，设计实验操作如图所示： ①向如图所示的试管中加入苯(已知苯的密度为0.86 g/cm3，苯不溶于水)； ②拔出大头针，使Na(密度为0.97 g/cm3)落入苯中(钠与苯不反应)； ③从长颈漏斗中加入MgCl2溶液(密度约为1 g/cm3)。 下列说法正确的是(　　) A．将MgCl2溶液加入苯中，MgCl2溶液在上层 B．钠一直停留在苯层不发生反应 C．Na在MgCl2溶液与苯的界面处反应，并上下跳动直至消失，下层有白色沉淀产生 D．Na在MgCl2溶液底部四处游动，MgCl2溶液中有白色沉淀产生 C　解析：MgCl2溶液的密度大于苯的密度，分层后MgCl2溶液在下层，A错误；Na的密度介于苯和MgCl2溶液之间，故Na在MgCl2溶液与苯的界面处与水反应，生成的H2附着在Na表面，在H2逸出的过程中带动Na上浮至苯层，H2逸出后，Na在重力作用下又回到界面处，故可观察到Na上下跳动直至消失，B、D错误；Na在溶液和苯层上下跳动直至消失，因为钠与水反应生成的NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2，故下层有白色沉淀产生，C正确。 [练2] (双选)(2024·黑龙江齐齐哈尔联考)某同学按如图所示实验装置进行钠与水反应的实验，据此判断下列说法正确的是(　　) A.打开右端胶塞，将一小块金属钠加入煤油中，反应前片刻，钠的位置在b处 B．开始反应后，能观察到的实验现象是钠在b处液面以下的水中反应 C．反应一段时间后，左端液面上升进入长颈漏斗，b处有无色气体产生 D．若用CCl4(已知密度比H2O的大)来代替煤油，可观察到相同的实验现象 AC　解析：钠的密度大于煤油，会沉在煤油中，钠位于b处，A正确；钠的密度大于煤油的而小于水的，钠和水剧烈反应生成氢气，钠和煤油不反应，钠会沉在煤油中而漂浮在水面上，钠和水剧烈反应生成的氢气将钠带离水而进入煤油中，又因为重力作用而进入水中，如此往返，B错误；钠和水反应生成NaOH和氢气，生成的氢气导致左端液面上升，进入长颈漏斗，b处有无色气体氢气产生，C正确；若用CCl4(已知密度比H2O的大)来代替煤油，水在CCl4上面，即Na浮在水面上，而不是CCl4与H2O之间，不会出现相同的实验现象，D错误。 考点二　氧化钠与过氧化钠 1．氧化钠和过氧化钠的组成与结构 物质 Na2O Na2O2 电子式 氧元素化合价 －2 －1 颜色、状态 白色固体 淡黄色固体 阴、阳离子 个数比 1∶2 1∶2 存在的化学键 离子键 离子键和非极性键 物质类别 碱性氧化物 过氧化物，不是碱性氧化物 2.氧化钠和过氧化钠的性质与用途 物质 Na2O Na2O2 与水反应 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 与CO2反应 Na2O＋CO2===Na2CO3 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 与盐酸反应 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑ 主要用途 — 供氧剂、漂白剂等 过氧化钠可用作呼吸面具或潜艇的供氧剂，其反应原理是Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2。为模拟该过程，某小组将CO2和O2的混合气体34.4 g通过足量过氧化钠后，固体质量增加了5.6 g。 (1)该反应中，氧化剂和还原剂的质量之比为1∶1。 (2)原混合气体中CO2和O2的物质的量为1∶4。 解析：(1)Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。该反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂，根据得失电子守恒可知，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1。 (2)利用“差量法”进行计算： 列式：＝，解得m(CO2)＝8.8 g，m(O2)＝34.4 g－8.8 g＝25.6 g，故原混合气体中CO2和O2的物质的量之比为∶＝1∶4。 考向一　Na2O2的性质及实验探究 [例1] (2024·陕西汉中第一次质检)过氧化钠常用作漂白剂、杀菌消毒剂。某兴趣小组的同学以过氧化钠为对象进行如下探究：“干燥的CO2不能与Na2O2反应”和“CO2在有水存在时才能与Na2O2反应”，设计如图实验装置，下列说法错误的是(　　) A．试剂X为浓硫酸 B．在点燃酒精灯之前，应先通一段时间CO2排出装置内的氧气，防止其与铜反应干扰实验 C．若“干燥的CO2不能与Na2O2反应”，则打开K1，关闭K2时，铜丝受热不发生变化 D．“CO2在有水存在时才能与Na2O2反应”，此时，Na2O2只作氧化剂 D　解析：要证明干燥的CO2不能与Na2O2反应，试剂X应是干燥剂，故是浓硫酸，A正确；装置中含有空气，空气中的氧气会与铜反应，干扰实验结果，所以应先通一段时间CO2，B正确；若干燥的CO2不能与Na2O2反应生成O2，则打开K1，关闭K2时，铜丝受热不发生变化，C正确；CO2与Na2O2的反应中Na2O2既作氧化剂又作还原剂，D错误。 [练1] (双选)(2024·河北保定名校联考)某实验小组的同学通过下列实验探究过氧化钠与水的反应： 通过实验得出的结论正确的是(　　) A．Na2O2与水不可能发生复分解反应 B．过程①产生大量气泡可能是反应过程中温度升高， H2O2受热分解 C．过程③红色褪去说明Na2O2过量且Na2O2具有漂白性 D.过程④发生反应的化学方程式为2H2O2===2H2O＋O2↑ BD　解析：Na2O2与水反应过程中有过氧化氢生成，此反应是复分解反应，A错误；过程①过氧化钠与水的反应放出大量的热，H2O2受热分解，产生大量气泡，B正确；过程③红色褪去有可能是过氧化氢表现漂白性，并不能说明Na2O2过量，C错误；过程④加入二氧化锰作催化剂，使过氧化氢分解，其化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑，D正确。 考向二　Na2O2与CO2、H2O(g)反应的定量计算 [例2] (2021·河北卷，节选)对固体NaHCO3充分加热，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量Na2O2，Na2O2增重0.14 g，则固体NaHCO3的质量为______g。 解答本题的思路如下： (1)对固体NaHCO3充分加热：NaHCO3―→Na2CO3＋H2O＋CO2。 (2)考虑生成气体与Na2O2发生的反应Na2O2固体增重的原因。 (3)结合质量守恒定律固体NaHCO3的质量。 答案：0.84 解析：对固体NaHCO3充分加热，产生二氧化碳和水蒸气，反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑。将气体先通过足量浓硫酸，吸收水蒸气，再通过足量Na2O2，Na2O2与二氧化碳反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。根据化学方程式和差量法可知，当增重0.14 g(相当于CO的质量)时，消耗的二氧化碳的质量为0.14 g×＝0.22 g，其物质的量为＝0.005 mol，根据关系式2NaHCO3～CO2可知，消耗的NaHCO3的物质的量为2×0.005 mol＝0.01 mol，故固体NaHCO3的质量为0.01 mol×84 g/mol＝0.84 g。 Na2O2与H2O、CO2的反应规律 电子转 移关系 当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量关系为2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝n(Na2O2)＝2n(O2) 气体体 积的变 化关系 若CO2、水蒸气(或二者的混合气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量是原来气体体积的，等于生成氧气的量，ΔV＝V(O2)＝V(混合) 固体质 量的变 化关系 CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时，固体相当于吸收了CO2中的“CO”和水蒸气中的“H2”，所以固体增加的质量Δm(CO)＝28 g/mol×n(CO2)，Δm(H2)＝2 g/mol×n(H2O) [练2] (2024·辽宁省十校联盟联考)某密闭容器中共有16.5 g CO、H2和O2的混合气体和足量Na2O2固体，用电火花引燃，使其完全反应，测得反应后Na2O2固体增重7.5 g，则原混合气体中O2的质量分数为(　　) A．54.5% B．40% C．36% ` D．33.3% A　解析：CO、H2、O2完全反应后生成的二氧化碳、水与过氧化钠反应生成碳酸钠、氢氧化钠，因此过氧化钠固体增重的质量等于CO、H2的质量，则原混合气体中CO、H2的总质量共是7.5 g，则O2的质量为16.5 g－7.5 g＝9.0 g，故原混合气体中O2的质量分数为×100%≈54.5%。 1．(2024·湖南长沙一中月考)某研究小组通过实验探究钠的性质，下列关于钠的实验现象的叙述不正确的是(　　) 实验操作 实验现象 A 切开一小块钠，观察切面颜色的变化 钠切面颜色变暗，最后呈淡黄色 B 将一小块钠投入CuSO4溶液中 钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，产生蓝色沉淀 C 将一小块钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中 钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，反应后溶液变蓝 D 将一小块钠迅速投入热坩埚中，继续加热坩埚片刻 钠熔成小球，然后剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体 A　解析：切开钠后，钠与空气中的O2反应生成Na2O，切面颜色变暗，但最后不会呈淡黄色，A错误。 2．(双选)(2024·黑龙江哈尔滨师大附中开学考)下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是(　　) A．将Na2O与Na2O2分别加入滴有酚酞的水中，二者现象相同 B.在Na2O2与水的反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2 C．将Na2O2分别加入FeCl3和FeCl2溶液中最终所得沉淀颜色相同 D．等质量的Na2O与Na2O2投入等量且足量水中充分反应后所得溶液物质的量浓度相等 BC　解析：Na2O与水反应生成氢氧化钠，可看到滴有酚酞的水变红，Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气，且Na2O2与水反应生成的H2O2具有漂白性，可看到有气泡冒出，溶液先变红后褪色，二者现象不同，A错误；2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，Na2O2中一半的氧转化为氧气，另一半氧转化为氢氧化钠，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，B正确；Na2O2与水反应生成NaOH，且Na2O2具有强氧化性，能将FeCl2氧化为FeCl3，将Na2O2分别加入FeCl3和FeCl2溶液中，最终都得到红褐色Fe(OH)3沉淀，C正确；Na2O2与水反应溶液实际增重的是Na2O的质量，等物质的量的Na2O与Na2O2投入等量且足量水中充分反应后，两溶液增重相等，生成的NaOH的物质的量也相等，因而所得溶液物质的量浓度相等，由于等质量的Na2O与Na2O2物质的量不相等，因而与水反应后所得溶液的物质的量浓度不相等，D错误。 3．金属钠与乙醇反应的改进实验如图所示，下列说法错误的是(　　) A．钠与乙醇的反应比相同条件下钠与水的反应剧烈得多 B．脱脂棉中滴酸性高锰酸钾溶液的目的是吸收挥发出的乙醇 C．反应一段时间后，钠块会上浮 D．一段时间后将尖嘴管口的气体点燃，并在火焰上罩一干冷的烧杯，烧杯内壁有水珠出现，说明有氢气产生 A　解析：钠与乙醇的反应比相同条件下钠与水的反应缓慢得多，A错误；脱脂棉中滴酸性高锰酸钾溶液的目的是吸收挥发出的乙醇，B正确；反应一段时间有气体逸出，钠块会上浮，C正确；一段时间后将尖嘴管口的气体点燃，并在火焰上罩一干冷的烧杯，烧杯内壁有水珠出现，说明有氢气产生，D正确。 4．(2024·江西智学联盟体联考)某化学实验小组的同学为探究过氧化物性质，进行下图所示实验。经检验实验①、③中的白色沉淀为BaO2。下列说法正确的是(　　) 序号 实验① 实验② 实验③ 实验 现象 出现白色沉淀 无明显现象 出现白色沉淀 A.实验①、②说明在碱性条件下H2O2电离得到O2－ B．实验①、②、③证明Na2O2与H2O反应过程中发生反应：Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2 C．实验①、③生成白色沉淀的反应属于氧化还原反应 D．可用BaCl2、H2O检验长期放置的Na2O2中是否含有Na2CO3 B　解析：实验②、③说明在碱性条件下H2O2电离得到O，A错误；实验②、③说明在碱性条件下H2O2与BaCl2溶液反应生成BaO2，对比实验①可证明Na2O2与H2O反应过程中发生反应Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2，B正确；实验①、③生成白色沉淀的反应属于复分解反应BaCl2＋H2O2===BaO2↓＋2HCl，不是氧化还原反应，C错误；由上述实验可知，Na2O2和Na2CO3均可以与BaCl2溶液反应生成白色沉淀，不能用此方法检验，D错误。 5．(2023·北京卷)离子化合物Na2O2和CaH2与水的反应分别为①2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；②CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑。下列说法正确的是(　　) A．Na2O2、CaH2中均有非极性共价键 B．①中水发生氧化反应，②中水发生还原反应 C．Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2，CaH2中阴、阳离子个数比为2∶1 D．当反应①和②中转移的电子数相同时，产生的O2和H2的物质的量相同 C　解析：Na2O2中有离子键和非极性键，CaH2中只有离子键不含非极性键，A错误；①中水的化合价不发生变化，不涉及氧化还原反应，②中水发生还原反应，B错误；Na2O2由Na＋和O组成，阴、阳离子个数之比为1∶2，CaH2由Ca2＋和H－组成，阴、阳离子个数之比为2∶1，C正确；①中每生成1个氧气分子转移2个电子，②中每生成1个氢气分子转移1个电子，转移电子数相同时，生成氧气和氢气的物质的量之比为1∶2，D错误。 6．(2022·天津卷，节选)金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题： (1)NaCl熔点为800.8 ℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na，电解反应方程式如下：2NaCl(l)2Na(l)＋Cl2(g)，加入CaCl2的目的是____________________________。 (2)采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2。空气与熔融金属Na反应前，需依次通过________、________(填标号)。 a．浓硫酸 b．饱和食盐水 c．NaOH溶液 d．KMnO4溶液 (3)天然碱的主要成分为Na2CO3·NaHCO3·2H2O，1 mol Na2CO3·NaHCO3·2H2O经充分加热得到Na2CO3的质量为________ g。 答案：(1)作助熔剂，降低NaCl的熔点，节省能耗 (2)c　a (3)159 解析：(2)由于空气中含有二氧化碳和水蒸气能与Na2O2反应，因此要用氢氧化钠除去二氧化碳，用浓硫酸除去水蒸气，一般最后除去水蒸气，因此空气与熔融金属Na反应前需依次通过NaOH溶液、浓硫酸。 (3)NaHCO3受热分解：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，则1 mol Na2CO3·NaHCO3·2H2O经充分加热得到1.5 mol Na2CO3，其质量为1.5 mol×106 g/mol＝159 g。 学科网（北京）股份有限公司 $$