2025届高三化学二轮复习 讲义　钠及其氧化物

钠及其氧化物 复习目标　1.结合真实情景中的应用实例或通过实验探究，掌握钠及其氧化物的主要性质。2.了解钠及其氧化物在生产和生活中的应用。3.能利用化学方程式、离子方程式正确表示钠及其氧化物的主要化学性质。 知识点一　钠的性质与用途 1.钠的物理性质 ________色，有金属光泽的固体，质地________，熔点低(__________于100 ℃)，密度比水的________，但比煤油的________。 2.钠的化学性质 (1)与非金属单质(如O2、Cl2、S)的反应 O2 Cl2：2Na＋Cl22NaCl。 S：2Na＋SNa2S。 　 1 mol Na与氧气完全反应，转移电子个数为__________________。 (2)与水反应 ①离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。 ②与滴加酚酞的水反应的现象及解释 　 (1)钠与水反应时产生的各种现象如下： ①钠浮在水面上；②钠沉在水底；③钠熔化成小球；④小球迅速游动逐渐减小，最后消失；⑤发出嘶嘶的声音；⑥滴入酚酞后溶液显红色。 其中正确的一组是________。 (2)写出钠与盐酸、乙醇和硫酸铜溶液反应的化学方程式，并比较钠与水及盐酸、乙醇反应速率的快慢，解释反应速率不同的原因。 ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 3.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___________________________________________中。 4.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。 　 金属钠的还原性比钾弱。工业上却可用钠与氯化钾在850 ℃时制取钾，化学方程式为Na(l)＋KCl(l)K(g)＋NaCl(l)。解释用该反应制备金属钾的原理____________________________________________________________________。 (一)钠的性质 Ⅰ.判断 1.下列关于钠及其化合物的叙述正确的是__________ (填字母代号)。 ①金属钠着火，可用水扑灭 ②钠是最活泼的金属 ③用瓷坩埚灼烧Na、Na2O、NaOH等 ④电解饱和食盐水可以制得金属钠 ⑤钠投入硫酸铜溶液中，先与水反应，不能置换出铜 ⑥将一小块钠放在石棉网上，用酒精灯加热后，剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成氧化钠 ⑦比较水与乙醇中氢的活泼性的方法是分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中 ⑧钠在空气中燃烧可生成多种氧化物，23 g钠充分燃烧时转移电子数为NA ⑨23 g钠与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子 ⑩将钠投入水中，产生气体，其化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ Ⅱ.实验探究 2.倒置的坩埚盖子上放硫粉，在硫粉中央放一小块钠，按图示搭建装置，用胶头滴管向金属钠滴加一滴水，立即倒扣上大烧杯，发现坩埚盖子内火星四溅，烧杯内出现大量白烟。下列说法错误的是(　　) A.水是钠与硫反应的催化剂 B.酚酞的水溶液可能变为红色 C.钠与硫的反应是放热反应 D.滤纸逐渐变黑 3.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 (二)钠与水溶液反应的分析 4.向分别盛有100 mL水、100 mL 0.1 mol·L－1盐酸、100 mL 0.01 mol·L－1 NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05 mol Na。下列有关说法不正确的是(　　) A.三个烧杯中发生的离子反应均为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且Y烧杯中反应最剧烈 C.反应后，三个烧杯中Z的NaOH的物质的量浓度最大 D.反应后，三个烧杯中生成的气体的质量一定相同 5.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 (1)钠与水溶液的反应规律：有酸酸优先，无酸水靠前。 (2)钠与乙醇反应的特点：慢、沉。 (3)钠与酸反应的特点：快，可能燃烧或爆炸。 知识点二　钠的氧化物 1.氧化钠与过氧化钠的比较 名称 氧化钠 过氧化钠 电子式 氧元素化合价 色、态 阴、阳离子个数比 是否为碱性氧化物 与水反应的化学方程式 与CO2反应的化学方程式 与盐酸反应的化学方程式 　 (1)用单线桥分析Na2O2与水的反应中电子转移的方向和数目： ____________；其中氧化剂是________，还原剂是________，氧化产物是________。 (2)Na2O2与CO2反应生成0.1 mol氧气时，转移的电子数为________。 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 (1)强氧化性的六个表现 (2)Na2O2遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为O2。 (3)Na2O2遇CO2、H2O、H＋时，发生自身的氧化还原反应。 　 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： ___________________________________________、 ___________________________________________。 (一)过氧化钠的性质 Ⅰ.判断 1.下列说法正确的是________。 ①过氧化钠能与酸反应生成盐和水，所以过氧化钠是碱性氧化物 ②过氧化钠能与水反应，所以过氧化钠可以作气体的干燥剂 ③过氧化钠中阴阳离子个数比为1∶1 ④可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2 ⑤将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中，最终溶液均为红色 ⑥Na2O由两种单质直接反应生成，将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生 Ⅱ.实验探究 2.过氧化钠与水反应后滴加酚酞，酚酞先变红后褪色。某小组欲探究其原因，进行如图所示实验。实验①取反应后溶液加入二氧化锰，立即产生大量气体；实验②③中红色均不褪去。下列分析错误的是(　　) A.过氧化钠与水反应产生的气体为O2 B.过氧化钠与水反应需要MnO2做催化剂 C.实验②③可证明使酚酞褪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H2O2 3.(2023·泰州中学期末调研)为探究Na2O2与H2O的反应，进行了如下实验： 有关说法不正确的是(　　) A.实验ⅰ中发生反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ B.实验ⅲ中MnO2做H2O2分解反应的催化剂 C.综合实验ⅰ和ⅲ可以说明Na2O2与H2O反应有H2O2生成 D.综合实验表明，实验ⅱ酚酞褪色的原因是溶液碱性变弱 (二)钠的氧化物与水、二氧化碳反应的定量关系 4.200 ℃时，11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g，则原混合气体的总物质的量是(　　) A.0.125 mol B.0.25 mol C.0.5 mol D.1 mol 5.现有Na2O和Na2O2的混合物14 g，加入适量水使其充分溶解得到溶液A和1.12 L气体B(标准状况下)。 (1)混合物中Na2O的物质的量为________ mol。 (2)在25 ℃下将溶液A加水稀释至400 mL，则该溶液的pH为________。 Na2O2与H2O、CO2反应的“四个定量模型” 物质的量的关系 无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。即关系式为2H2O(或2CO2)～O2 气体体积变化的关系 CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2时，气体体积的减少量是原来气体体积的，等于生成氧气的量，即ΔV＝V(O2)＝V(混合) 电子转移的关系 当Na2O2与CO2、H2O反应时，每 1 mol Na2O2，转移1 mol 电子；每产生1 mol O2，转移2 mol 电子。即关系式为2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝n(Na2O2)＝2n(O2)， 固体质量变化的关系 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”、水蒸气中的“H2”，所以固体增加的质量Δm(CO2)＝28 g·mol－1×n(CO2)，Δm(H2O)＝2 g·mol－1×n(H2O) 1.(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 2.(2022·江苏卷)少量Na2O2与H2O反应生成H2O2和NaOH。下列说法正确的是(　　) A.Na2O2的电子式为 B.H2O的空间构型为直线形 C.H2O2中O元素的化合价为－1 D.NaOH仅含离子键 3.(2022·广东卷)下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是(　　) A.碱转化为酸式盐：OH－＋2H＋＋CO===HCO＋2H2O B.碱转化为两种盐：2OH－＋Cl2===ClO－＋Cl－＋H2O C.过氧化物转化为碱：2O＋2H2O===4OH－＋O2↑ D.盐转化为另一种盐：Na2SiO3＋2H＋===H2SiO3↓＋2Na＋ 4.(2021·福建适应性考试)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↑ 5.(2022·天津卷)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：2NaCl(l)2Na(l)＋Cl2(g)，加入CaCl2的目的是 ___________________________________________。 (2)Na2O2的电子式为___________________________________________。 在25 ℃和101 kPa时，Na与O2反应生成1 mol Na2O2放热510.9 kJ，写出该反应的热化学方程式：___________________________________________。 (3)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________、________(填序号)。 a.浓硫酸 B.饱和食盐水 c.NaOH溶液 D.KMnO4溶液 钠及其氧化物 知识点一 自主梳理 1.银白　柔软　小　小　大 2.(2)②小　放热　低　NaOH 3.(2)石蜡油或煤油 微思考 1.NA 2.(1)①③④⑤⑥ (2)方程式： 2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑ 2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑ 2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。 反应速率及原因： 钠与上述三种物质反应的实质都是钠与H＋之间的置换反应，由三种物质电离出H＋的能力可知反应速率盐酸大于水，水大于乙醇。 3.工业上用钠制取钾利用的是化学平衡移动原理，反应生成气态钾，从体系中蒸出钾，生成物的浓度减少，化学平衡向正反应方向移动即向生成钾的方向移动 对点练通 1.⑤⑦⑧⑩ 2.A　[A项，钠与水反应放热，放出的热量引发钠与硫的反应，所以水不是催化剂，错误；B项，硫化钠为强碱弱酸盐，溶于水后，发生水解使溶液显碱性，所以酚酞的水溶液可能变为红色，正确；C项，钠与硫反应引发后，不需要加热就能继续反应说明其为放热反应，正确；D项，硫化钠与硫酸铜反应生成硫化铜黑色固体，正确。] 3.B　[由实验Ⅰ可知钠能够在二氧化碳中燃烧，根据质量守恒定律，反应物中含有钠元素、氧元素、碳元素；由实验Ⅱ中黑色滤渣可燃可知，集气瓶底部的黑色固体为碳，由滤液能使酚酞溶液变红，滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成可知，瓶壁上附有的白色固体为碳酸钠，则钠在二氧化碳气体中燃烧生成碳酸钠和碳单质，反应的化学方程式为4Na＋3CO22Na2CO3＋C。A.由分析可知，生成的黑色固体中含有C，A正确；B.由分析可知，白色固体为碳酸钠，B错误；C.实验Ⅱ中滤液能使酚酞溶液变红，说明滤液呈碱性，C正确；D.由实验Ⅰ可知钠能够在二氧化碳中燃烧，则金属Na着火不能用CO2灭火，应用沙土覆盖，D正确。] 4.A　[A.钠与盐酸反应时，钠先与H＋反应，离子方程式为2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑，过量的钠再与H2O反应，故A错误；B.三个烧杯中，Y烧杯中的氢离子浓度最大，反应最剧烈，故B正确；C.X烧杯中生成的溶质为NaOH，Y烧杯中生成的溶质为NaCl和NaOH，Z烧杯中生成的溶质为NaOH，由于Z烧杯中原溶质为NaOH，故Z烧杯中NaOH的物质的量浓度最大，故C正确；D.因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应，故生成H2的质量相同，故D正确。] 5.①③④⑥ 解析　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH-===Mg(OH)2↓；③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白色沉淀；④中Ca2＋＋HCO＋OH-===CaCO3↓＋H2O或Ca2＋＋2HCO＋2OH-===CaCO3↓＋CO＋2H2O；⑥中水减少，溶液过饱和析出NaCl。 知识点二 自主梳理 1.-2　-1　白色固体　淡黄色固体　1∶2　1∶2　是　不是　Na2O＋H2O===2NaOH　2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ Na2O＋CO2===Na2CO3　2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O　2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑ 微思考 1.(1)　Na2O2　Na2O2　O2 (2)0.2NA(或1.204×1023) 2.2CaO2＋2H2O===2Ca(OH)2＋O2↑ Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O(或2CaO2＋2CO2===2CaCO3＋O2) 对点练通 1.④ 2.B　[过氧化钠与水反应不需要催化剂，B项错误；实验②③作为对照实验，可证明氢氧化钠和氧气不能使酚酞溶液褪色，C项正确；根据实验①的现象可判断过氧化钠与水反应可能生成了H2O2，H2O2在MnO2做催化剂的条件下分解产生O2，D项正确。] 3.D　[A项，据流程知，实验ⅰ中发生反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，正确；B项，据流程知，实验ⅰ中有氢氧化钠和双氧水生成、实验ⅲ中MnO2做H2O2分解反应的催化剂，正确；C项，由流程知，综合实验ⅰ和ⅲ可以说明Na2O2与H2O反应有H2O2生成，正确；D项，综合实验表明，实验ⅱ酚酞褪色的原因是双氧水的漂白性，不正确。] 4.C　[根据质量守恒定律可知，生成O2的质量为11.6 g-3.6 g＝8 g，n(O2)＝＝0.25 mol，根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25 mol×2＝0.5 mol。] 5.(1)0.1　(2)14 解析　(1)Na2O和Na2O2的混合物溶于水发生反应：Na2O＋H2O===2NaOH，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，气体B为氧气，其物质的量为0.05 mol，则Na2O2的物质的量为0.1 mol，质量为7.8 g，Na2O的质量为14 g-7.8 g＝6.2 g，物质的量为0.1 mol。(2)溶液A中NaOH的物质的量为0.1 mol×2＋0.05 mol×4＝0.4 mol，则稀释后溶液中c(OH-)＝c(NaOH)＝＝1 mol·L-1，c(H＋)＝10-14 mol·L-1，溶液pH＝14。 集训真题　走进高考 1.C　[A.Na2O2中有离子键和非极性键，CaH2中只有离子键而不含非极性键，A错误；B.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；C.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；D.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。] 2.C　[A.Na2O2是离子化合物，电子式是，A错误；B.H2O中氧原子的成键电子对是2，孤电子对是2，根据价层电子对为4，根据价层电子对互斥理论，其空间构型为V形，B错误；C.H2O2中H显＋1价，根据正负化合价为0，可计算出O的化合价为-1，C正确；D.NaOH中O和H之间是共价键，D错误。] 3.B　[向氢氧化钠溶液中通入足量的二氧化碳，碱可以转化成酸式盐，离子方程式为CO2＋OH-===HCO，故A错误；将氯气通入NaOH溶液中可以生成氯化钠和次氯酸钠两种盐，其离子方程式为Cl2＋2OH-===Cl-＋ClO-＋H2O，故B正确；钠的过氧化物为Na2O2，可以和水反应生成氢氧化钠，但在离子方程式中Na2O2不能拆成离子，故C错误；硅酸钠溶于水，在离子方程式中要写成离子，故D错误。] 4.C　[钠沉入液氨中说明钠的密度比液氨大，A正确；液氨中没有能导电的离子，而钠投入液氨中生成蓝色的溶剂合电子，能导电，说明溶液的导电性增强，B正确；钠投入液氨中先生成络合物，再反应得到H2，故0.1 mol钠反应失去0.1 mol电子，C错误；反应中钠失去电子，只能是氢元素得到电子，所以钠和液氨可以发生的反应为2NH3＋2Na===2NaNH2＋H2↑，D正确。] 5.(1)作助熔剂，降低NaCl的熔点，节省能耗 (2) 　2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)　ΔH＝-510.9 kJ·mol-1 (3)c　a 解析　(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：2NaCl(l)2Na(l)＋Cl2(g)，电解时温度降低了即熔点降低了，说明加入CaCl2的目的是作助熔剂，降低NaCl的熔点，节省能耗。(2)Na2O2含有钠离子和过氧根离子，其电子式为。在25 ℃和101 kPa时，Na与O2反应生成1 mol Na2O2放热510.9 kJ，则该反应的热化学方程式：2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)　ΔH＝-510.9 kJ·mol-1。(3)采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2，由于空气中含有二氧化碳和水蒸气，因此要用氢氧化钠除掉二氧化碳，用浓硫酸除掉水蒸气，一般最后除掉水蒸气，因此空气与熔融金属Na反应前需依次通过NaOH溶液、浓硫酸。 学科网（北京）股份有限公司 $$