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第8课
钠及其化合物
普查与练习8
钠和钠的化合物
1.钠的单质
a,钠与氧气、水、酸、盐等反应原理的理解与运用
(1)(2026汇编,4分)下列有关金属钠的叙述正确的是
(填序号)。
①金属钠在空气中加热生成淡黄色固体:4Na+O2一2Na2O(北京经典真题)
②钠与稀盐酸反应时钠先与水反应,生成NOH再与盐酸发生中和反应
③钠与水反应生成氢氧化钠和氢气(浙江经典真题)
④钠与CuSO4水溶液反应:2Na+Cu2+一Cu↓+2Na+
⑤向NH,C1溶液中加入小颗粒钠的离子反应方程式:2Na十2H2O一2Na++2OH-+H2
答案:③
解析:金属钠在空气中加热与氧气反应生成淡黄色固体过氧化钠:2Na十O2Na2O2,故
①错误。钠与稀盐酸反应时钠直接和酸反应,过量的钠再和水反应,故②错误。钠具有强还
原性,能与冷水反应生成氢氧化钠和氢气,故③正确。金属钠是一种非常活泼的金属,当遇
到CSO4水溶液时,优先与水反应,不能置换出金属铜,故④错误。钠先与水反应,生成的
氢氧化钠再与氯化铵发生反应生成氨气,离子方程式为2Na+2NH+4一2NH3↑+2Na++
H2↑,故⑤错误。
b,运用钠的物理、化学性质分析钠的制备、保存和取用方法
(2)(2026汇编,4分)有关金属钠制备、保存及安全处理的叙述错误的是
(填序号)。
①工业上通过电解氧化钠溶液制备金属钠和氯气
②用氯化钠制备金属钠的原理是使钠离子还原
③金属钠易和空气中物质反应,需密封保存
④金属钠保存在煤油中或者液体石蜡里
⑤不能将实验室用剩的金属钠放回原试剂瓶(2022.01浙江选考)
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⑥活泼金届燃烧起火,用灭火毯(石棉布)灭火(2023山东真题)
答案:①⑤
电解
解析:电解氯化钠溶液:2NaCI十2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,故①错误,符合题意。
电解
电解熔融的氯化钠:2NaCl(熔融)
2N十C2↑,钠离子被还原,故②正确,不符合趣意。
金属钠易和空气中的水、氧气反应,需密封保存,故③正确,不符合题意。金属钠常保存在
密度较小的煤油或液体石蜡中,故④正确,不符合题意。实验室用剩的钠块可以放回原试剂
瓶中保存,故⑤错误,符合题意。活泼金属会与水反应,不能用水灭火,应该用灭火毯(石棉
布)灭火,故⑥正确,不符合题意。
C.钠在工业和生活中的应用
(3(2026改编,2分)下列对钠的用途的分析中不合理的是()
A.金属钠导热性好,可用作传热介质(2023.01浙江选考)
B.Na具有还原性,可用于高温下与TiCL反应制备Ti
C.高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远,可用于道路照明(2022.06浙江选考)
D.钠可以用米制取NazO2,是由于钠可被氧气还原
答案:D
解析:钠具有良好的导热性,可用作传热介质,故A项合理,不符合题意。金属N具
有强还原性,在高温下与TCL反应生成T,故B项合理,不符合题意。高压钠灯发出的黄
光射程远、透雾能力强,所以高压钠灯可用于道路照明,故C项合理,不符合题意。钠在空
气中燃烧生成过氧化钠,是由于钠可被氧气氧化,故D项不合理,符合题意。
d.钠在新情境下的陌生反应分析
(4)(福建联考,4分)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()
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Na
Na
Na'(NH)x
e (NH)x
A.钠的密度比液氨大
B.溶液的导电性增强
C.0.1mol钠投入液氨生成0.01molH2时,Na共失去0.02mol电子
D.钠和液氨可发生以下反应:2NH,十2Na一2NaNH2+H2↑
答案:C
解析:由钠沉入液氨中可知钠的密度比液氨大,故A项正确,不符合题意。液氨中没有
自由移动的带电粒子,不导电,而钠投入液氨中生成蓝色的溶剂合电子,能导电,即溶液的
导电性增强,故B项正确,不符合题意。0.1mol钠投入液氨中,失去0.1mol电子,故C项
错误,符合题意。Na和液氨反应生成NaNH2和H2,则反应的化学方程式为2NH3十
2Na一2NaNH2+H2↑,故D项正确,不符合题意。
2.钠的氧化物—氧化钠和过氧化钠
a.氧化钠、过氧化钠结构与性质的对比考查
(⑤)(2026汇编,4分)下列有关钠的氧化物的叙述正确的是
(填序号)
①Na2O、NazO2中均含有离子键,氧元素化合价相同
②过氧化钠的电子式:Na:0:0:Na
③1 mol NazO2固体中含离子总数为4W(设N为阿伏加德罗常数的值)
④NaO、Na2O2组成元素相同,与CO2反应产物也相同
⑤过氧化钠与二氧化硫反应可生成硫酸钠
⑥切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面逐海变暗的反应方程式:2Na十O2一NazO2
⑦Na2O在空气中加热可得到固体Na,Oz(浙江经典真题)
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答案:⑤⑦
解析:NaO、NaOz中均含有离子键,氧元素化合价不同,Na2O中氧元素为一2价,
a,O,中氧元素为-1价,故①错误。过氧化钠的电子式为a[x0:0]户-N阳,故
②错误。Na2O2是由Na+和O2一2构成,1 mol Na2O2固体中含离子总数是3Wa,故③错误。
NaO、Na2O2组成元素相同,与CO2反应产物不同,Na2O+CO2一Na2CO3,2Na2O2+
2CO2一2Na2CO3十Oz,故④错误。过氧化钠有强氧化性,NazO2十SO2一Na2SO4,故⑤正确。
切开的金属Na表面逐渐变暗是因为生成NaO,而不是NaO2,故⑥错误。Na2O2比Na2O更
稳定,NaO在空气中加热可以生成更稳定的NaO2,故⑦正确。
b.过氧化钠与水、二氧化碳的反应
(6)(2023北京真题,3分)离子化合物NaO2和CaH2与水的反应分别为①2NaO2+
2HzO一4NaOH+O2↑:②CaH2+2H,O一Ca(OH)h+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.NO2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
答案:C
解析:NazO2中既有离子键又有非极性键,CH2中只有离子键而不含非极性键,故A项
错误。①中,水中各元素化合价不发生变化,不涉及氧化还原反应,②中,水中氢元素化合
价由十1价降低至0价,发生还原反应,故B项错误。NaO2由Na+和O2一2构成,阴、阳
离子个数之比为1:2,CH2由Ca2+和H-构成,阴、阳离子个数之比为2:1,故C项正确。
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,生成O2
与H2的物质的量相同时,转移电子数之比为2:1,则转移电子数相同时,生成氧气和氢气
的物质的量之比为1:2,故D项错误。
(7(2026汇编,4分)下列有关过氧化钠重要性质的叙述错误的是
(填序号)
①标准状况下22.4LCO2通过足量Na,O2充分反应,转移电子数目为2Na
②NO2分别与H2O和CO2反应,生成的气体相同(2023重庆真题)
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③二氧化碳通过N,O2粉末反应后固体物质质量减轻
④淡黄色的过氧化钠敞口放置变成白色:2Na2O2十2C0O2一2 Na2CO3十O2,2Na2O2十
2H2O一4NaOH十O2↑(北京经典真题)
⑤过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气,可作潜水艇中的供氧剂(2023.06浙江选考)
答案:①③
解析:过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式为2Na2O2十2CO2一2Na2CO3+O2,对应
电子转移的关系为2CO2~2e~,所以标准状况下22.4LCO2通过足量Na2O2充分反应,转移
电子数目为Na,故①错误,符合题意。NO2分别与H2O和CO2反应,生成的气体均为氧
气,故②正确,不符合题意。二氧化碳通过Na2O2粉末发生反应为2Na,O2+2CO2一2Na2CO3
+O2,固体由Na2O2变为Na2CO3,1 mol NazO2的质量为78g,1 mol Na2CO3的质量为106g,
反应后固体质量增加,故③错误,符合题意。空气中含有二氧化碳和水蒸气,过氧化钠可与
水和二氧化碳反应,淡黄色的过氧化钠敞口放置变成白色,发生的反应有2N2O2十
2C02—2Na2CO3十O2,2Na2O2+2H2O一4NaOH+O2↑,故④正确,不符合题意。过氧化
钠可吸收人体呼出的二氧化碳和水蒸气,放出氧气,因此可作潜水艇中的供氧剂,故⑤正确,
不符合题意。
(8)(经典题,2分)200℃时,11.6gCO2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3.6g,则原混合气体的总物质的量是()
A.0.125mol
B.0.25 mol
C.0.5 mol
D.1 mol
答案:C
解析:(方法一)根据质量守恒定律可知,生成O2的质量为11.6g一3.6g=8g,(○2)=8
g32g mol-1=0.25 mol,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,2NazOz+2H2O(g)=4NaOH+02,
根据O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知CO2和H2Og)的物质的量之和为0.25
mol×2=0.5mol,故C项正确。
(方法二)2Na2O2+2CO2一2Na2CO3+O2,2NaO2+2H2O(g)一4NaOH+O2,由化学方
程式可知CO2、水蒸气分别与足量N2O2反应时,固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸
气中的H2”,则设混合物中CO2和水蒸气的物质的量分别为xmol和ymol,则:28x+2y=
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3.644x+18y=11.6
解得x=01,y=0.4,原混合气体的总物质的量为0.5mol,故C项正确。
3.钠的盐一碳酸钠和碳酸氢钠
a.测定NaCO3和NaHCO3混合物中Na2CO3含量的常用方法
(9)(经典题,4分)下列实验方案中,不能测定Na2CO,和NaHCO,混合物中Na2CO3质量
分数的是()
A.取a克混合物充分加热,减重b克
B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体
C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克
D.取a克混合物与足量Ba(OD2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b克固体
答案:C
解析:Na.CO3、NaHCO3中加热分解的只有NaHCO3,故A项正确,不符合题意。固体
混合物与足量稀盐酸反应后加热、蒸干、灼烧得到的固体产物是NaCl,Na,CO、NaHCO,
转化为NaC1时固体质量变化不同,由钠元素守恒和质量关系列方程式计算,故B项正确,
不符合趣意。碱石灰可以同时吸收CO2和水蒸气,无法计算,故C项错误,符合题意。NzCO3
、NaHCO3转化为BaCO,时的固体质量变化不同,可利用质量关系计算,故D项正确,不符
合题意。
6.根据碳酸钠、碳酸氢钠的性质差异确定鉴别、除杂方法
(10)(2026汇编,4分)下列关于Na2CO3、NaHCO3的叙述正确的是
(填序号)。
①NaHCO3的热稳定性比Na,CO3强(浙江经典真题)
②分别向NaCO,溶液和NaHCO,溶液中滴加少量盐酸,产生CO2气体较快的为NaHCO,
溶液
③加热NaHCO3固体,产生无色气体:2 NaHCO,Na2CO3+H2O+CO2↑(2022北京真
题)
④CaCl2溶液、澄清石灰水均能鉴别NazCO3、NaHCO3溶液
⑤溶解度:NazCO3<NaHCO3
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⑥物质的量相同时,消耗盐酸的量:NazCO,>NaHCO.
⑦可向NaHCO3溶液中通入过量的CO2气体除去溶液中的Na2CO,
答案:②③⑥⑦
解析:NaHCO3受热分解可产生Na2CO、HO和CO2,因此热稳定性:NaHCO3
<Na2CO,故①错误。NaCO,溶液中滴加少量盐酸,依次发生以下反应:NaCO3十
HC=NaHCO3+NaC1、NaHCO,十HC1=NaCl+CO2↑+HzO,气体先无后有:NaHCO3溶
液与盐酸立即产生气体,NaHCO3+HCI一NaCI十CO2↑+H2O,故产生CO2气体较快的为
NHCO,溶液,故②正确。碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,故③正确。澄清
石灰水与NazCO3、NHCO3溶液反应均能产生白色沉淀,不能鉴别,故④错误。常温下,碳
酸氢钠在水中的溶解度小于碳酸钠在水中的溶解度,故⑤错误。等物质的量的N2CO3和
NaHCO3所消耗的盐酸的量之比为2:1,故⑥正确。向含NaCO3的NaHCO3溶液中通入过
量的CO2气体,会发生反应:CO2十N2CO3+H,O一2 NaHCOx,最后溶液中的Na,CO,会
全部转化为NaHCO,故⑦正确。
c,有关碳酸钠、碳酸氢钠的实际应用
(11)2026汇编,4分)下列关于Na2CO3、NaHCO,用途的叙述错误的是
(填序
号)。
①碳酸氢钠可做食品膨松剂(2022全国1真题)
②碳酸钠可用于去除餐具的油污
③碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多
④碳酸氢钠药片是抗酸药,服用时喝些醋能提高药效
⑤日常生活中,小苏打常用作食用碱使用而苏打不能
⑥盐碱地(含较多NCO,等)不利于作物生长,可施加熟石灰进行改良(天津经典真题)
⑦眼睛溅进酸液,先用大量水冲洗,再用饱和碳酸钠溶液冲洗(2023山东真题)
答案:④⑤⑥⑦
解析:碳酸氢钠受热分解出二氧化碳,可以使面包、馒头等食品膨松,可以做食品膨松
剂,故①正确,不符合题意。纯碱N2CO3是强碱弱酸盐,弱酸根离子水解消耗水电离产生
的H+,使溶液显碱性,而油脂在碱性条件下水解得到可溶性的高级脂肪酸钠盐和甘油,因
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此纯碱溶液可以促进油脂的水解,用于清洗油污,故②正确,不符合题意。胃酸的主要成分
是HC,碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多,故③正确,不符合题意。酯中含有乙酸,能和碳酸
氢钠反应,从而降低药效,故④错误,符合题意。日常生活中小苏打、苏打都常用作食用碱,
枚⑤错误,符合题意。Na,CO3十Ca(OH)2=CaCO3↓十2NaOH,施加熟石灰生成了烧碱NaOH,
碱性增强,不利于作物生长,故⑥错误,符合题意。饱和碳酸钠溶液碱性强,不可使用饱和
碳酸钠溶液冲洗眼睛,眼睛溅进酸液,应立即用大量水冲洗,边洗边眨眼睛,并及时就医,
切不可用手揉眼睛,故⑦错误,符合题意。
d.侯德榜制碱法的应用及改进实验
(12)(河北经典真题,14分)化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经
济发展做出了重要贡款,某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO,
进一步处理得到产品NaCO,和NHCl,实验流程如图:
·气体
饱
NaHCO
浓
NaCl粉末
和
CO
产品Na,CO3
氨
水
NaCl粉末→食盐水
母液
产品NH,Cl
回答下列问题:
①从A~E中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是
(按
气流方向,用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部
的玻璃塞打开或
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一稀盐酸
雾化装置、一饱和氨盐水
Caco
颗粒
H饱和氨盐水
白
饱和食盐水
饱和NaHCO,溶液NaOH溶液
C
D
E
②B中使用雾化装置的优点是
③生成NaHCO3的总反应的化学方程式为
④反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液:
a.对固体NaHCO,充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量NazOz,NaO2
增重0.14g,则固体NaHCO3的质量为
g。
b.向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH,Cl(aq)-→NaCl(aq)+NH,Cl(s)过程。为
使NHC沉淀充分析出并分离,根据NaC1和NH,CI溶解度曲线,需采用的操作为
洗涤、干燥。
80
o
60
-NH.CI
40
NaCl
20
01030507090100
温度/℃
⑤无水Na2CO3可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前,若无水N,CO3保存不当,吸收
了一定量水分,用其标定盐酸浓度时,会使结果
(填字母)。
A.偏高
B.偏低
C.不变
答案:①abcd(2分)将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔(2分)②使氨盐水雾化,
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可增大与二氧化碳的接触面积,从而提高产率(或其他合理答案)(2分)③NCI十NH,+CO,
十HzO一NaHCO3↓+NH4C1(2分)④a0.84(2分)b.蒸发浓缩(1分)冷却结晶(1分)⑤A
(2分)
解析:根据实验流程知,浓氨水中加入氯化钠粉末形成饱和氨盐水后,再通入二氧化碳
气体,发生反应:NH3十HO+NaCl+CO2一NH,Cl+NaHCO,↓,得到的碳酸氢钠晶体烘干
后受热分解会生成碳酸钠、二氧化碳和水,从而制备得到纯碱:另一方而得到的母液主要溶
质为NH,CL,再加入氯化钠粉末,存在NaCl(s)+NH,Cl(aq)-→NaCl(aq)十NH,CI(s)过程,据
此分析解答。
①根据分析可知,要制备NaHCO3,需先选用装置A制备二氧化碳,然后通入饱和碳酸
氢钠溶液中除去二氧化碳中的HCL,后与饱和氨盐水充分接触来制备NaHCO,由装置B的
水浴可知,该反应放热会使氨盐水中的氨气逸出,C可防止氨气污染空气,同时得到的氨盐
水可循环使用,所以按气流方向正确的连接顺序应为aefbed;为使A中分液漏斗内的稀盐酸
顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔。
②B中使用雾化装置使氨盐水雾化,可增大与二氧化碳的接触面积,从而提高产率。
③根据上述分析可知,生成NaHCO3的总反应的化学方程式为NaCI+NH3十CO2+
H2O-NaHCO3↓+NH4Cl。
④a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2 NaHCO3
△
Na,CO3+CO2↑+H2O,将气体先通过足量浓硫酸,吸收水蒸气,再通过足量NaO2,NaO2
与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为2Na,O2十2CO2一2N2CO3十O2,根据方
程式和差量法可知,增重的质量相当于CO2中C0的质量,并且CO2~CO,当增重0.14g
时,消耗的二氧化碳的物质的量为0.14g28gmol-1=0.005mol,根据关系式2 NaHCO3CO2
可知,消耗的NaHCO3的物质的量为2×0.005mol=0.01mol,所以固体NaHCO3的质量为
0.01mol×84gmol-1=0.84g。b.根据溶解度随温度的变化曲线可以看出,氯化铵的溶解度
随着温度的升高而不断增大,而氯化钠的溶解度随着温度的升高变化并不明显,所以要想使
NHC充分沉淀析出并分离,需采用蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥的方法。
⑤称量前,若无水N2CO3保存不当,吸收了一定量水分,标准液被稀释,浓度减小,
所以用其标定盐酸浓度时,消耗碳酸钠的体积(标)会增大,根据c(测)=©(标)V(标)V
(测)可知,最终会使(测偏高,故A项符合趣意。
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