第4章 第1讲 钠及其氧化物(教用Word)-【金榜题名】2026年高考化学一轮总复习

第四章　金属及其化合物 第一讲　钠及其氧化物 高考目标定位　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。 考点一　钠的性质与用途 1．钠的物理性质 银白色，有金属光泽的固体，质地柔软，熔点低（小于100 ℃），密度比水的小，但比煤油的大。 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。 思考1 1 mol Na与氧气完全反应，转移电子个数为　　　　。 提示　NA (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 思考2　 (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。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 提示　(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．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，通常保存在石蜡油或煤油中。 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。 思考3　 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________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 提示　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 练一　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↑ 答案　⑤⑦⑧⑩ Ⅱ.实验探究 2．在一定条件下，将钠与氧气反应的生成物1.5 g溶于水，所得溶液恰好能被80 mL浓度为0.50 mol/L的HCl溶液中和，则该生成物的成分是(　　) A．Na2O　　　　　　　B．Na2O2 C．Na2O和Na2O2 D．Na2O2和NaO2 答案　C 解析　由于中和后的产物是NaCl，可知n(Na)＝n(HCl)＝0.5 mol/L×0.08 L＝0.04 mol，若生成物只有Na2O2，则m(Na2O2)＝×78 g/mol＝1.56 g，若生成物只有Na2O，则m(Na2O)＝×62 g/mol＝1.24 g，1.5 g介于1.24 g与1.256 g之间，可得出原生成物是Na2O与Na2O2的混合物，故选C。 3．实验室验证钠能与二氧化碳发生反应，并确定其产物的装置如图所示（已知：PdCl2溶液遇CO能产生黑色的Pd），下列说法错误的是(　　) A．装置①的仪器还可以制取H2、NH3等气体 B．装置⑤中石灰水变浑浊后，再点燃酒精灯 C．装置②③中分别盛装饱和Na2CO3溶液、浓H2SO4 D．装置⑥中有黑色沉淀，发生的反应是PdCl2＋CO＋H2O===Pd↓＋CO2＋2HCl 答案　 C 解析　固体和液体不加热反应制备气体，锌和稀硫酸反应制氢气，氧化钙和浓氨水反应制备氨气都可以用装置①，A正确；金属钠与空气中的氧气、水蒸气等发生反应，因此实验之前，用二氧化碳气体排出装置内的空气，当看到装置⑤中石灰水变浑浊后，空气已排净，再点燃酒精灯，B正确；反应产生的二氧化碳气体含有氯化氢和水蒸气，因此先用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢，（因为碳酸钠溶液与二氧化碳反应），再用浓H2SO4吸收水蒸气，C错误；根据题给信息可知，PdCl2被CO还原为黑色的Pd，反应PdCl2＋CO＋H2O===Pd↓＋CO2＋2HCl，D正确。 练二　钠与水溶液反应的分析 4．把一小块金属钠放入下列溶液中，说法正确的是(　　) A．放入饱和NaOH溶液中：有氢气放出，恢复至原温度后溶液的pH增大 B．放入稀CuSO4溶液中：有氢气放出，有紫红色铜析出 C．放入MgCl2溶液中：有氢气放出，有白色沉淀生成 D．放入NH4NO3溶液中：有无色无味气体放出 答案　C 解析　饱和NaOH溶液中放入钠，钠与水反应消耗水且生成NaOH，从而会有部分NaOH晶体析出，同时生成氢气，由于溶液仍是饱和NaOH溶液，故溶液的pH不变，A项错误；钠先与水反应生成H2和NaOH，然后生成的NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀，B项错误；钠先与水反应生成H2和NaOH，然后生成的NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀，C项正确；钠先与水反应生成H2和NaOH并放出热量，然后生成的NaOH与铵离子反应生成NH3·H2O，NH3·H2O分解产生的氨会与氢气同时放出，故放出的气体有刺激性气味，D项错误。 5．某小组研究钠与不同浓度盐酸的反应。 【实验操作】 取5块质量均为0.20 g且形状相似的金属钠，分别放入20 mL不同浓度的盐酸中，如图。 【实验现象与数据】 编号 ① ② ③ ④ ⑤ c(HCl)/ (mol·L-1) 0.5 1.0 1.5 3.0 6.0 主要现象 钠浮在液面上，四处游动 钠燃烧。溶液澄清 钠短时燃烧。溶液澄清 钠的表面有火花。溶液澄清 钠的表面。有少量火花。溶液澄清 钠的周围出现白色浑浊，一段时间后变澄清 钠完全消失所用的时间/s 11 21 37 65 114 经检验，⑤中出现的白色浑浊中的固体为NaCl。 【问题与讨论】 (1)补全钠与盐酸反应的化学方程式：2Na＋2HCl===2NaCl＋　　 　　。 (2)小组得出结论：钠的密度小于盐酸的密度，依据的实验现象是　　 　。 (3)在上述实验中，盐酸浓度越大，钠完全消失所用的时间　　 　。 (4)在上述实验中，钠完全消失所用的时间不同。原因可能是：盐酸浓度越大，化学反应越快，但是生成的氯化钠改变了盐酸与钠的　　 　，该因素影响了化学反应速率，进而影响了钠完全消失所用的时间。 答案　(1)H2↑　(2)钠浮在液面上　(3)越长　(4)接触面积 解析　(1)钠与盐酸反应生成氯化钠和氢气，反应的化学方程式为2Na＋2HCl===2NaCl＋ H2↑；(2)钠浮在液面上，说明钠的密度小于盐酸的密度；(3)在上述实验中，盐酸浓度越大，钠完全消失所用的时间越长；(4)在上述实验中，钠完全消失所用的时间不同。原因可能是：盐酸浓度越大，化学反应越快，但是生成的氯化钠改变了盐酸与钠的接触面积，盐酸浓度越大，氯化钠溶解度越小，生成的氯化钠使钠与盐酸接触面积越小，反应速率越慢，钠完全消失所用的时间越长。 【题后归纳】 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。 考点二　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 －2 －1 色、态 白色固体 淡黄色固体 阴、阳离 子个数比 1∶2 1∶2 是否为碱 性氧化物 是 不是 与水反应的化学方程式 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 与CO2反应的化学方程式 Na2O＋CO2===Na2CO3 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 续表 名称 氧化钠 过氧化钠 与盐酸反应的化学方程式 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑ 思考1　 (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　　　　，还原产物是　　　　。 (2)Na2O2与CO2反应生成0.1 mol氧气时，转移的电子数为　　　　。 提示　(1)　Na2O2　Na2O2　O2　NaOH (2)0.2NA（或1.204×1023） 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。 思考2　 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：________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 提示　2CaO2＋2H2O===2Ca(OH)2＋O2↑ Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O（或2CaO2＋2CO2===2CaCO3＋O2） 练一　过氧化钠的性质 Ⅰ.判断 1．下列说法正确的是　　　　。 ①过氧化钠与水反应时，生成0.1 mol O2转移的电子数为0.2NA ②Na2O2与CO2反应时，Na2O2是氧化剂，CO2是还原剂 ③在含有Fe2+、Fe3+、Al3+、NH的溶液中加入足量的Na2O2固体，再加入过量的稀盐酸，完全反应后，离子数目几乎没有改变的是Fe3+ ④向CuSO4溶液中加入Na2O2的离子方程式为2Na2O2＋2Cu2+＋2H2O===4Na＋＋2Cu(OH)2↓＋O2↑ ⑤过氧化钠的电子式： ⑥1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA ⑦CO2通过Na2O2粉末后固体质量增重 ⑧Na2O、Na2O2均能与盐酸反应，生成NaCl，二者都是碱性氧化物 ⑨ Na2O2在空气中易变质，需要密封保存，Na2O性质稳定，不必密封保存 ⑩将Na2O2放入氢氧化钠溶液中，不发生反应，无明显现象 答案　①④⑦ Ⅱ.实验探究 2．图示为证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂的实验装置图，其中a装置是实验室制备二氧化碳的装置，c中盛放的是过氧化钠。下列说法正确的是(　　) A．a中可以用Na2CO3和稀盐酸来制备CO2 B．b装置中是饱和Na2CO3溶液，作用是除去a中产生的HCl C．c中只发生2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2 D．f中收集的气体是纯净的O2 答案　A 解析　A．碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠和水，则a装置可以用碳酸钠和稀盐酸制备CO2，选项A正确；B.由于a中的盐酸易挥发，制得的二氧化碳中含有HCl，则b装置中应盛放饱和NaHCO3溶液，其作用是除去a中产生的HCl，不能盛放碳酸钠，因为碳酸钠也会与二氧化碳反应，选项B错误；C.从装置b中出来的气体为干燥，二氧化碳中混有水蒸气，c中不仅仅发生反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，还有反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，选项C错误；D.根据分析，f中用排水法收集的气体是湿润的O2，不纯，选项D错误；答案选A。 3．某同学想通过下图装置实验，探究SO2与Na2O2反应的产物。 Ⅰ、检验反应中是否有O2生成的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　；若有O2生成，请写出装置C中的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 Ⅱ、A中盛装H2SO4溶液的仪器名称是　　　；D装置除起了防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入C装置与Na2O2反应作用外，还可以　　　　　　　　　　　　　　　　。 Ⅲ、(1)C中固体产物可能只有Na2SO3、只有　　　　、Na2SO3和Na2SO4两种都有。 (2)若Na2O2反应完全，为确定C中固体产物的成分，该同学设计如下，请您利用限选试剂和仪器帮助他完成该探究过程。 限选试剂和仪器：0.1 mol·L-1 KMnO4酸性溶液、0.01 mol·L-1 KMnO4酸性溶液、0.1 mol·L-1 Ba(NO3)2溶液、0.1 mol·L-1 BaCl2、1 mol·L-1 HNO3溶液、1 mol·L-1盐酸、试管、胶头滴管。 实验操作 预期现象和结论 步骤一：取少量C中固体产物于试管中，加入适量的蒸馏水、搅拌溶解，分别取少量于A、B试管中 固体完全溶解，得到无色透明溶液 步骤二：取试管A，向溶液中加入　　　　，振荡，观察溶液颜色变化 若　　　　；则　　　　 步骤三：取试管B，向其中先加入　　　　，振荡；再加入　　　　，振荡 产生　　　　再加入另一试剂看到产生白色沉淀，则固体C中还含有　　　　 答案　Ⅰ.用带火星的木条靠近干燥管口a，观察木条是否复燃　2SO2＋2Na2O2===2Na2SO3＋O2　Ⅱ.分液漏斗　吸收过量（或多余）的SO2，以免污染空气（或保护环境）　Ⅲ.(1)Na2SO4　(2)几滴（少量）0.01 mol·L-1KMnO4酸性溶液、紫红色的KMnO4溶液振荡后褪色、C中含有Na2SO3、过量的1 mol·L-1盐酸、适量0.1mol·L-1BaCl2溶液、无色刺激性气味气体、Na2SO4 解析　Na2O2完全反应后的产物有三种情况，只有Na2SO3、只有Na2SO4、Na2SO3与Na2SO4的混合物，当产物溶解后，溶液中加入几滴KMnO4酸性溶液，溶液紫色若褪去，说明有Na2SO3（它有还原性），但检验不出Na2SO4；若溶液紫色不褪去，说明C中没有Na2SO3，只有Na2SO4。检验Na2SO4可先加入盐酸，再加入BaCl2溶液。 练二　钠的氧化物与水、二氧化碳反应的定量关系 4．对于反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，下列说法中正确的是(　　) A．Na2O2是氧化剂，H2O是还原剂 B．当2分子H2O参加反应时，生成1分子O2 C．当生成1分子O2时，转移的电子数为4 D．每有18 g H2O与足量Na2O2反应，则固体增重4 g 答案　B 解析　反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，A错误；当生成1分子O2时，转移电子数为2，C错误；当18 g H2O参加反应时，增重2 g，D错误。 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　　　　。 答案　(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。 【题后归纳】 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ΔV＝V(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(CO2＋H2O)(Na2CO3＋NaOH) (CxOy)mHn的质量为m g时，上述过程最终固体增重： Δm 1．（2023·北京高考）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 答案　C 解析　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．（2023·天津高考）下列常见物质及用途，错误的是(　　) A．氢氧化铝可用于治疗胃酸过多 B．SiO2可用于制造光导纤维 C．Fe2O3是铁红，可以用作染料 D．钠起火，可以使用水基灭火器扑灭 答案　D 解析　A．胃酸中含有HCl，氢氧化铝可以与HCl反应，能用于治疗胃酸过多，A正确；B.SiO2具有良好的光学特性，可用于制造光导纤维，B正确；C.Fe2O3是一种红色粉末，俗称铁红，常用作红色染料，C正确；D.钠能与水反应生成易燃性气体氢气，不能使用水基灭火器扑灭，D错误；故选D。 3．（2024·广东高考）“光荣属于劳动者，幸福属于劳动者。”下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是(　　) 选项 劳动项目 化学知识 A 水质检验员：用滴定法测水中Cl－含量 Ag＋＋Cl－===AgCl↓ B 化学实验员：检验Na2O2是否失效 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 续表 选项 劳动项目 化学知识 C 化工工程师：进行顺丁橡胶硫化 碳碳双键可打开与硫形成二硫键 D 考古研究员：通过14C 测定化石年代 C60与石墨烯互为同素异形体 答案　D 解析　A．用滴定法测水中Cl－含量利用了Ag＋和Cl－生成AgCl沉淀，通过测AgCl沉淀的量从而测定水中Cl－的含量，劳动项目与所述化学知识有关联，A不符合题意；B.利用过氧化钠和水生成氢氧化钠和氧气的反应可以检验Na2O2是否失效，劳动项目与所述化学知识有关联，B不符合题意；C.顺丁橡胶硫化就是聚异戊二烯中的碳碳双键打开与硫形成二硫键，劳动项目与所述化学知识有关联，C不符合题意；D.通过14C测定化石年代是利用同位素的放射性，通过半衰期计算化石年代，与同素异形体无关，劳动项目与所述化学知识没有关联，D符合题意；本题选D。 4．（2022·天津高考）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 答案　(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 $$