2.1 钠及其化合物【基础必牢】 化学人教版必修第一册

该高中化学知识清单系统梳理了钠及其化合物的知识体系。从钠的存在形式、物理性质切入，基于原子结构分析化学性质（与非金属、水、酸、盐反应），延伸到钠的化合物（氧化钠、过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠）的性质对比，结合工业制法和焰色试验，构建完整知识网络。 知识链路遵循“结构-性质-用途”逻辑，融入实验探究（如钠与水反应现象分析、碳酸盐热稳定性对比）和易错辨析。通过判断正误题强化科学思维，体现化学观念和科学探究与实践素养，帮助学生建立系统认知，便于理解记忆和教学应用。

专题04 钠及其化合物 一、钠的存在与物理性质 1．存在：钠元素在自然界中都以 的形式存在，如NaCl、Na2CO3等。 2．物理性质: 色，有 的固体，质 ，熔点 (小于100 ℃)，密度比水的 但比煤油的 大。 二、钠的原子结构与化学性质 （一）钠的原子结构 钠原子最外电子层上有 个电子，在化学反应中很容易 ，因此钠的化学性质 ，表现出很强的 。（结构决定性质） （二）钠的化学性质 1．与非金属单质的反应 （1）与氧气反应（条件不同，产物不同） ①常温，4Na＋O2=== （氧化钠， 固体） ②加热，2Na＋O2 （过氧化钠， 固体） （2）与氯气反应 2Na＋Cl2 (现象：剧烈燃烧，产生 ) （3）与硫单质反应 2Na＋S＝ （研磨时容易爆炸） （4）与氢气反应 2Na＋H2 （金属氢化物中，氢为-1价） (1)钠元素在自然界中有的以单质的形式存在(　　) (2)金属钠能存放于煤油中，也可存放于石蜡油中(　　) (3)常温下，钠与氧气反应生成淡黄色固体(　　) (4)钠与氧气反应时，条件不同，产物也不同(　　) (5)实验中取出的药品都不能再放回原瓶(　　) 【答案】　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)× 易错辨析 2．与水的反应 （1）实验探究：烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞，加入绿豆大小的钠，观察现象。 （2）实验现象：浮、熔、游、响、红 浮——钠的密度比水 熔——钠的熔点低，该反应 游——生成了 ，推动钠粒游动 响——反应 ，产生气体 红——生成了 （3）实验结论 常温下，钠与水剧烈反应，生成NaOH和H2。 化学方程式： 离子方程式： 其中氧化剂为 ，还原剂为 。 3．与酸的反应 如和盐酸反应， 化学方程式： 离子方程式： 4．与盐溶液的反应 与盐溶液反应时先与水反应，生成的碱与盐可能发生复分解反应。 如和CuSO4溶液反应，分两步进行： 先 后 总反应 (1)钠的密度比水小，比煤油大(　　) (2)钠失火时不能用水扑灭，应该用干燥的沙土盖灭(　　) (3)钠与水反应的离子方程式为Na＋H2O===Na＋＋OH－＋H2↑(　　) (4)钠投入NaOH溶液中，无明显现象(　　) (5)钠投入饱和食盐水中，有晶体析出(　　) 【答案】　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√ 易错辨析 （1）钠与水、酸反应的本质与顺序：本质上均是与H＋的反应，反应顺序是：有酸酸在前，无酸水为先。钠和酸的反应比水更剧烈，在酸溶液中，钠先和酸反应，酸反应完后，过量的钠会和水继续反应。 （2）钠与盐溶液反应时一般先考虑与水反应，生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。千万不能误解为钠更活泼，而置换出铜单质。 如Na与K2SO4溶液的反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑(仅此一步反应，因为生成的碱与盐不能发生复分解反应) （3）做实验时，金属钠不慎失火的处理方法：用干燥的沙土来盖灭，不能用泡沫灭火器，也不能用水灭火(钠与水剧烈反应且生成氢气，会放出大量的热，甚至能引起氢气燃烧爆炸)。 易错提醒 三、钠长期露置在空气中的变化 （1）金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3，此过程中的主要变化与现象有： （2）此过程中涉及到反应的化学方程式： ① ； ② ； ④2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋10H2O＝Na2CO3·10H2O； ⑤ 四、钠的制取与保存及用途 1．电解法制取：化学方程式为 。 2．钠易与空气中的O2、H2O反应，且钠的密度比煤油的密度大，不与煤油反应，故通常将钠保存在 中。 3．用途 （1）钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的 。 （2）用作电光源，制作 。 （3）冶炼某些金属：金属钠具有强还原性， 状态下可以用于制取某些金属。 五、氧化钠和过氧化钠的性质 1．物理性质 氧化钠是一种 ，过氧化钠是一种 固体。 2．氧化钠的化学性质 氧化钠是 氧化物，写出下列反应的化学方程式： （1）氧化钠与水反应： （2）氧化钠与盐酸反应： （3）氧化钠与二氧化碳反应： 3．过氧化钠的化学性质 （1）实验探究过氧化钠与水的反应 实验操作 实验现象 ①试管外壁发烫，带火星的木条复燃；②用pH试纸检验反应所得溶液呈 实验结论 Na2O2与水反应 ，化学方程式为 （2）过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式： (1)Na2O与Na2O2均为碱性氧化物(　　) (2)Na2O与Na2O2中的氧元素的化合价不相同，钠元素的化合价相同(　　) (3)Na2O与Na2O2的阴、阳离子个数比均为1∶2(　　) (4)Na2O2与H2O的反应中，H2O是还原剂(　　) (5)将Na2O投入盛有水(滴有酚酞溶液)的试管中，溶液变成红色，振荡试管后溶液褪色(　　) 【答案】　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)× 易错辨析 （1）Na2O2中氧的化合价为－1，在两个反应中Na2O2的作用是既做氧化剂 又做还原剂，从电子转移角度分析，每生成1分子氧气转移2个电子。每消耗一个Na2O2转移 1个电子。 （2）从化学方程式的计量数分析可知，无论是CO2、H2O还是二者的混合物，通过足量的 时，CO2或H2O与放出O2的分子个数之比均为 2∶1 。 （3）Na2O2中阴、阳离子数之比是1∶2，而不是1∶1 。 （4）Na2O2与其他物质反应时不一定都产生O2，如：Na2O2＋SO2＝Na2SO4 。 易错提醒 六、碳酸钠和碳酸氢钠 1．碳酸钠、碳酸氢钠的水溶性及酸碱性的实验探究 在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g)，完成下列实验，并将实验现象和相应的结论填入表中。 实验操作 Na2CO3（俗命 ） NaHCO3（俗命 ） （1）观察外观并进行描述 色粉末 细小的 色晶体 （2）向以上两支试管中分别滴入几滴水，振荡，观察现象；将温度计分别插入其中，温度计的示数有何变化 粉末 ；放热，温度计的示数明显 晶体部分溶解；吸热，温度计的示数 （3）继续向（2）的试管中分别加入5 mL水，用力振荡，有何现象 溶解 溶解 （4）分别向（3）所得的溶液中滴入1～2滴酚酞溶液，有何现象 溶液变 溶液变 实验结论 碳酸钠、碳酸氢钠均 溶于水，水溶液均显 ，但Na2CO3溶解度 ，碱性 2．碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的实验探究 实验操作 实验现象 实验结论 澄清石灰水 Na2CO3很 ，受热 分解 澄清石灰水 NaHCO3不 ，受热 分解； 化学方程式： 3．碳酸钠、碳酸氢钠与酸、碱、盐的反应 （1）与盐酸的反应 碳酸钠、碳酸氢钠分别与过量盐酸反应的离子方程式： ①碳酸钠： ②碳酸氢钠： （2）与NaOH溶液的反应 ①碳酸钠：不反应 ②碳酸氢钠： （3）与某些盐溶液的反应(如CaCl2)： ①碳酸钠： ； ②碳酸氢钠：不反应。 可用CaCl2或BaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3。 鉴别Na2CO3和NaHCO3的易错点： ①Na2CO3和盐酸可以用互滴法鉴别，但NaHCO3和盐酸不可以用互滴法鉴别。 ②鉴别Na2CO3和NaHCO3时，不能用NaOH溶液(虽然前者不反应后者反应，均无明显现象)，也不能用澄清的石灰水或Ba(OH)2溶色液，均产生白色沉淀。 易错提醒 4．碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化 5．碳酸钠和碳酸氢钠的应用 Na2CO3和NaHCO3的水溶液均显 性，可作为食用碱或工业用碱。Na2CO3的主要用途为纺织、制皂、造纸、制玻璃等；NaHCO3的主要用途为制药、焙制糕点等。 (1)碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多(　　) (2)HCO在强酸性、强碱性溶液中均不能大量存在(　　) (3)Na2CO3、NaHCO3都能与NaOH溶液反应(　　) (4)Na2CO3俗称纯碱，所以Na2CO3属于碱(　　) (5)可用加热法除去Na2CO3固体中少量的NaHCO3杂质(　　) (6)只用盐酸无法鉴别等浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液(　　) 【答案】　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)× 易错辨析 七、侯氏制碱法——制纯碱 往 中依次通入足量的 ，利用NaHCO3的溶解性 NH4HCO3的溶解性原理，使NaHCO3从溶液中 。反应的化学方程式为： 不能先通入CO2、再通入NH3至饱和。 八、焰色试验 1．定义：很多金属或它们的 在灼烧时都会使火焰呈现出特征 。根据火焰呈现的特征颜色，可以判断试样所含的 元素，化学上把这样的定性分析操作称为 。 2．操作 操作过程以铂丝做被灼烧物质的载体，焰色反应的操作方法是： 3．常见元素的焰色：钠元素 ；钾元素 (透过蓝色钴玻璃观察)。。 （1）焰色试验是物理变化而不是化学变化。 （2）焰色试验是金属元素的性质，不是物质的性质。焰色试验产生的火焰颜色与元素的存在状态无关，如灼烧钠的化合物和单质时，火焰颜色均为黄色。 （3）并不是所有的金属元素都能发生焰色反应，如Fe。 （4）在中学化学实验中要求掌握钠、钾的焰色反应，对于K＋的火焰颜色必须透过蓝色钴玻璃进行观察，目的是滤去黄色的光，避免少量的钠元素对鉴别钾元素的干扰。 易错提醒 4．应用 （1）检验 的存在，如鉴别NaCl和KCl溶液。 （2）制造节日烟花。 (1)焰色试验是物质在灼烧时发生了化学反应而呈现不同的焰色(　　) (2)焰色试验的铂丝可用稀硫酸洗净(　　) (3)可利用焰色试验来鉴别Na2CO3溶液和K2CO3溶液(　　) (4)用洁净的铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧，火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)，则该溶液一定含有钾盐(　　) 【答案】　(1)×　(2)×　(3)√　(4)× 易错辨析 一、钠的存在与物理性质 1．存在：钠元素在自然界中都以化合物的形式存在，如NaCl、Na2CO3等。 2．物理性质: 银白 色，有金属光泽的固体，质 软 ，熔点低(小于100 ℃)，密度比水的 小 但比煤油的 大。 二、钠的原子结构与化学性质 （一）钠的原子结构 钠原子最外电子层上有1个电子，在化学反应中很容易失去，因此钠的化学性质非常活泼，表现出很强的还原性。（结构决定性质） （二）钠的化学性质 1．与非金属单质的反应 （1）与氧气反应（条件不同，产物不同） ①常温，4Na＋O2===2Na2O（氧化钠，白色固体） ②加热，2Na＋O2Na2O2（过氧化钠，淡黄色固体） （2）与氯气反应 2Na＋Cl22NaCl (现象：剧烈燃烧，产生白烟) （3）与硫单质反应 2Na＋S＝Na2S（研磨时容易爆炸） （4）与氢气反应 2Na＋H22NaH（金属氢化物中，氢为-1价） 2．与水的反应 （1）实验探究：烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞，加入绿豆大小的钠，观察现象。 （2）实验现象：浮、熔、游、响、红 浮——钠的密度比水小 熔——钠的熔点低，该反应放热 游——生成了气体，推动钠粒游动 响——反应剧烈，产生气体 红——生成了碱（NaOH） （3）实验结论 常温下，钠与水剧烈反应，生成NaOH和H2。 化学方程式： 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 离子方程式： 2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ 其中氧化剂为H2O，还原剂为Na。 3．与酸的反应 如和盐酸反应， 化学方程式： 2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑ 离子方程式： 2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑ 4．与盐溶液的反应 与盐溶液反应时先与水反应，生成的碱与盐可能发生复分解反应。 如和CuSO4溶液反应，分两步进行： 先 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 后 2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4 总反应 2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑ （1）钠与水、酸反应的本质与顺序：本质上均是与H＋的反应，反应顺序是：有酸酸在前，无酸水为先。钠和酸的反应比水更剧烈，在酸溶液中，钠先和酸反应，酸反应完后，过量的钠会和水继续反应。 （2）钠与盐溶液反应时一般先考虑与水反应，生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。千万不能误解为钠更活泼，而置换出铜单质。 如Na与K2SO4溶液的反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑(仅此一步反应，因为生成的碱与盐不能发生复分解反应) （3）做实验时，金属钠不慎失火的处理方法：用干燥的沙土来盖灭，不能用泡沫灭火器，也不能用水灭火(钠与水剧烈反应且生成氢气，会放出大量的热，甚至能引起氢气燃烧爆炸)。 易错提醒 三、钠长期露置在空气中的变化 （1）金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3，此过程中的主要变化与现象有： （2）此过程中涉及到反应的化学方程式： ①4Na＋O2＝2Na2O； ②Na2O＋H2O＝2NaOH； ④2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋10H2O＝Na2CO3·10H2O； ⑤Na2CO3·10H2O＝Na2CO3＋10H2O。 四、钠的制取与保存及用途 1．电解法制取：化学方程式为2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。 2．钠易与空气中的O2、H2O反应，且钠的密度比煤油的密度大，不与煤油反应，故通常将钠保存在煤油中。 3．用途 （1）钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的 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 状态下可以用于制取某些金属。 五、氧化钠和过氧化钠的性质 1．物理性质 氧化钠是一种白色固体，过氧化钠是一种淡黄色 固体。 2．氧化钠的化学性质 氧化钠是碱性 氧化物，写出下列反应的化学方程式： （1）氧化钠与水反应：Na2O＋H2O===2NaOH （2）氧化钠与盐酸反应：Na2O＋2HCl===2NaCl ＋H2O （3）氧化钠与二氧化碳反应：Na2O＋CO2===Na2CO3 3．过氧化钠的化学性质 （1）实验探究过氧化钠与水的反应 实验操作 实验现象 ①试管外壁发烫，带火星的木条复燃；②用pH试纸检验反应所得溶液呈碱性 实验结论 Na2O2与水反应放热，化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ （2）过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式： 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 （1）Na2O2中氧的化合价为－1，在两个反应中Na2O2的作用是既做氧化剂 又做还原剂，从电子转移角度分析，每生成1分子氧气转移2个电子。每消耗一个Na2O2转移 1个电子。 （2）从化学方程式的计量数分析可知，无论是CO2、H2O还是二者的混合物，通过足量的 时，CO2或H2O与放出O2的分子个数之比均为 2∶1 。 （3）Na2O2中阴、阳离子数之比是1∶2，而不是1∶1 。 （4）Na2O2与其他物质反应时不一定都产生O2，如：Na2O2＋SO2＝Na2SO4 。 易错提醒 六、碳酸钠和碳酸氢钠 1．碳酸钠、碳酸氢钠的水溶性及酸碱性的实验探究 在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g)，完成下列实验，并将实验现象和相应的结论填入表中。 实验操作 Na2CO3（俗命纯碱） NaHCO3（俗命小苏打） （1）观察外观并进行描述 白色粉末 细小的白色晶体 （2）向以上两支试管中分别滴入几滴水，振荡，观察现象；将温度计分别插入其中，温度计的示数有何变化 粉末结块变成晶体；放热，温度计的示数明显升高 晶体部分溶解；吸热，温度计的示数降低 （3）继续向（2）的试管中分别加入5 mL水，用力振荡，有何现象 完全溶解 部分溶解 （4）分别向（3）所得的溶液中滴入1～2滴酚酞溶液，有何现象 溶液变红色 溶液变微红色 实验结论 碳酸钠、碳酸氢钠均易溶于水，水溶液均显碱性，但Na2CO3溶解度更大，碱性更强 2．碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的实验探究 实验操作 实验现象 实验结论 澄清石灰水不变浑浊 Na2CO3很 稳定 ，受热不易分解 澄清石灰水变浑浊 NaHCO3不稳定，受热 容易 分解； 化学方程式： 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 3．碳酸钠、碳酸氢钠与酸、碱、盐的反应 （1）与盐酸的反应 碳酸钠、碳酸氢钠分别与过量盐酸反应的离子方程式： ①碳酸钠：CO＋2H＋===CO2↑＋ H2O ②碳酸氢钠： HCO ＋H＋===CO2↑＋H2O （2）与NaOH溶液的反应 ①碳酸钠：不反应 ②碳酸氢钠：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O （3）与某些盐溶液的反应(如CaCl2)： ①碳酸钠：CO＋Ca2＋===CaCO3↓； ②碳酸氢钠：不反应。 可用CaCl2或BaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3。 鉴别Na2CO3和NaHCO3的易错点： ①Na2CO3和盐酸可以用互滴法鉴别，但NaHCO3和盐酸不可以用互滴法鉴别。 ②鉴别Na2CO3和NaHCO3时，不能用NaOH溶液(虽然前者不反应后者反应，均无明显现象)，也不能用澄清的石灰水或Ba(OH)2溶色液，均产生白色沉淀。 易错提醒 4．碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化 5．碳酸钠和碳酸氢钠的应用 Na2CO3和NaHCO3的水溶液均显碱性，可作为食用碱或工业用碱。Na2CO3的主要用途为纺织、制皂、造纸、制玻璃等；NaHCO3的主要用途为制药、焙制糕点等。 七、侯氏制碱法——制纯碱 往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2，利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理，使NaHCO3从溶液中析出。反应的化学方程式为： NH3＋CO2＋H2O＋NaCl(饱和)＝NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 不能先通入CO2、再通入NH3至饱和。 八、焰色试验 1．定义：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征 颜色。根据火焰呈现的特征颜色，可以判断试样所含的金属元素，化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。 2．操作 操作过程以铂丝做被灼烧物质的载体，焰色反应的操作方法是： 3．常见元素的焰色：钠元素黄色；钾元素紫色(透过蓝色钴玻璃观察)。。 （1）焰色试验是物理变化而不是化学变化。 （2）焰色试验是金属元素的性质，不是物质的性质。焰色试验产生的火焰颜色与元素的存在状态无关，如灼烧钠的化合物和单质时，火焰颜色均为黄色。 （3）并不是所有的金属元素都能发生焰色反应，如Fe。 （4）在中学化学实验中要求掌握钠、钾的焰色反应，对于K＋的火焰颜色必须透过蓝色钴玻璃进行观察，目的是滤去黄色的光，避免少量的钠元素对鉴别钾元素的干扰。 易错提醒 4．应用 （1）检验金属元素的存在，如鉴别NaCl和KCl溶液。 （2）制造节日烟花。 学科网（北京）股份有限公司 $