第4章 第9讲 钠及其氧化物（教师用书word）-【金版新学案】2026年新高考化学高三总复习大一轮复习（双选）

第9讲　钠及其氧化物 【复习目标】　1.掌握钠及其氧化物的性质及应用。2.初步建立由宏观现象推测物质性质、结构决定性质的思维模型。 考点一　钠的性质 1.物理性质 (1)色态：银白色固体。 (2)硬度：质地软，可以用小刀切割。 (3)密度：钠与水、煤油密度大小关系为ρ水＞ρNa＞ρ煤油。 (4)熔点：＜100 ℃。 2.化学性质 (1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应 O2 Cl2：2Na＋Cl22NaCl S：2Na＋SNa2S 【微思考1】　1 mol Na完全反应生成Na2O2转移的电子数为　　　　。 提示：NA (2)与H2O反应 离子方程式：2Na＋2H2O2Na＋＋2OH－＋H2↑。 (3)与盐酸反应 离子方程式：2Na＋2H＋2Na＋＋H2↑。 (4)与盐的反应 ①与熔融盐的反应 4Na＋TiCl44NaCl＋Ti Na＋KClNaCl＋K↑ ②与盐溶液的反应(以CuSO4溶液为例) 2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑ CuSO4＋2NaOHCu(OH)2↓＋Na2SO4 总方程式为2Na＋CuSO4＋2H2OCu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。 【微思考2】　(1)将一小块金属钠分别投入盛有：a.水、b.乙醇、c.稀H2SO4的三个小烧杯中，反应速率由快到慢的顺序为　　　　　　。解释反应速率不同的原因：　　　　　　　 　　　　　　　。 提示：c＞a＞b　钠与水、乙醇、稀H2SO4三种物质反应的实质都是钠与H＋间的置换反应，H＋浓度的大小决定了反应速率的快慢，由三种物质电离出H＋的能力可知H＋浓度的大小顺序为c＞a＞b，因而反应速率大小顺序为c＞a＞b (2)钠与盐溶液的反应 NaNaOH发生复分解反应 思考回答下列问题： 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　⑤CuSO4溶液 提示：①③④ 3.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.用途 (1)钠、钾合金(液态)可用作原子反应堆的导热剂。 (2)用作电光源，制作高压钠灯。 (3)作强还原剂，冶炼某些金属。 【微思考3】　工业上可用钠与氯化钾在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是　　　　　　　　　　 　　　　　　　。 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，生成物的浓度降低，化学平衡向正反应方向移动即向生成钾的方向移动 钠的性质 1.下列关于钠及其化合物的叙述正确的是　　　　(填序号)。 ①金属钠着火，可用水扑灭 学生用书⬇第53页 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将一小块钠放在陶土网上，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的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Na2O2，23 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＋2H2O2NaOH＋H2↑ 答案：⑤⑦⑧⑩ 钠与Cl2、CO2的反应 2.实验：将一小粒钠放在陶土网上，微热，待钠熔成球状时，将盛有氯气的集气瓶迅速倒扣在钠的上方，钠剧烈燃烧，有白烟生成。下列分析不正确的是(　　) A.钠熔化后体积增大，说明钠原子间的平均距离增大 B.反应过程中，Cl2的p-p σ键断裂 C.NaCl的形成过程可表示为 D.该实验说明Cl2的氧化性比O2的强 答案：D 解析：钠熔化后体积增大，说明钠原子间的平均距离增大，故A正确；反应过程中，Cl2的p-p σ键断裂，故B正确；NaCl的形成过程是钠原子失去电子，氯原子得到电子，可表示为，故C正确；该实验没有对比，无法说明Cl2的氧化性比O2的强，故D错误。 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 答案：B 解析：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。由分析可知，生成的黑色固体中含有C，A正确；由分析可知，白色固体为碳酸钠，B错误；实验Ⅱ中滤液能使酚酞溶液变红，说明滤液呈碱性，C正确；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。 钠与水反应的拓展延伸 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。下列有关说法正确的是(　　) A.三个烧杯中均发生的离子反应为2Na＋2H2O2Na＋＋2OH－＋H2↑ B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且X烧杯中的反应最剧烈 C.三个烧杯反应后，溶质的物质的量浓度相同 D.三个烧杯反应后，生成的气体的质量一定相同 答案：D 解析：钠与盐酸反应时钠先与H＋反应，离子方程式为2Na＋2H＋2Na＋＋H2↑，A错误；三个烧杯中，Y烧杯中的氢离子浓度最大，反应最剧烈，B错误；X烧杯中生成的溶质为NaOH，Y烧杯中生成的溶质为NaCl、NaOH，Z烧杯中生成NaOH，且Z烧杯中原溶质为NaOH，故三个烧杯中溶质的物质的量浓度不同，C错误；因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完，故生成H2的质量相同，D正确。 5.如图甲是演示金属钠与水反应的重要实验，为收集检验气体产物，某兴趣小组将甲装置改进成如图乙或丙，请根据要求回答下列问题。 (1)写出钠与水反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　。 (2)按乙装置实验，液体添加完毕后，关闭活塞，打开右边胶塞，向煤油中加入一小块钠，立即塞好胶塞，可观察到的现象是　　　　(填字母)。 A.钠块始终保持在a处，直至完全消失 B.钠沉入U形管b处而后又慢慢浮到a处 C.钠处于煤油和水的交界处上下浮动 D.随反应的进行煤油与胶塞处液面下降，漏斗中液面上升 E.最终钠块在煤油中燃烧起来 (3)乙装置中漏斗在反应过程中的主要作用是　　　　　　　　　　　　　。 (4)用乙装置实验，点燃气体产物时，是否需要检验纯度？　　　　　(填“是”或“否”)。 (5)按图丙所示方法来收集产生的气体，需将钠包 学生用书⬇第54页 好，再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体，在相同条件下体积的关系是　　　　(填字母)。 ①用铝箔包住钠　②用铜箔包住钠 a.二者收集气体一样多　 b.①收集气体体积较大 c.②收集气体体积较大 答案：(1)2Na＋2H2O2Na＋＋2OH－＋H2↑ (2)CD　(3)储存反应过程中排出的水　 (4)否　(5)b 解析：(2)因钠的密度比水小，比煤油大，钠与水接触时反应产生氢气，生成的气体将钠块带离水层，进入煤油层后停止反应又下沉，如此往复，直至钠反应完，反应过程中没有氧气，钠不可能燃烧，所以钠处于煤油和水的交界处，上下浮动。(4)液体充满U形管，反应过程中只产生氢气，不可能含有氧气，点燃时不会产生爆炸，因而不需要检验氢气的纯度。(5)Na和H2O反应产生H2的同时产生NaOH，NaOH可以和Al发生反应：2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，故用铝箔包住Na时产生H2的体积较大。 1.钠与水、酸反应的实质都是与H＋的反应。 2.钠与乙醇反应的特点——慢、沉 钠与乙醇反应，钠块先沉在液面下，后上下浮动、能看到表面冒出气泡，并不能熔化成小球。 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 氧化钠与过氧化钠的比较 Na2O Na2O2 电子式 Na＋Na＋ Na＋Na＋ 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 否 与水反应 Na2O＋H2O2NaOH 2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑ 与CO2反应 Na2O＋CO2Na2CO3 2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2 与盐酸反应 Na2O＋2HCl2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl4NaCl＋2H2O＋O2↑ 用途 氧化剂、供氧剂、漂白剂 【微思考1】　金属钠露置在空气中会发生一系列变化，其过程如下： 银白色金属钠表面变暗出现白色固体接着表面变稀白色块状固体白色粉末状物质。 请写出上述各步反应的化学方程式。 提示：①4Na＋O22Na2O ②Na2O＋H2O2NaOH ③2NaOH＋CO2＋9H2ONa2CO3·10H2O ④Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O 【微思考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。 (1)Na2O2的强氧化性 ①向氢硫酸饱和溶液中加入少量Na2O2，产生浅黄色沉淀，其化学方程式为　　　　　　　。 ②Na2O2吸收SO2气体，生成Na2SO4，其化学方程式为　　　　　　　。 (2)Na2O2的还原性 在酸性高锰酸钾溶液中加入适量Na2O2粉末，溶液褪色，并产生无色气体，Na2O2表现出　　　　性，氧化产物是　　　　。 提示：(1)①Na2O2＋3H2SS＋2NaHS＋2H2O ②Na2O2＋SO2Na2SO4 (2)还原　O2 过氧化钠的性质 1.下列说法正确的是　　　　(填序号)。 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 ⑦1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA ⑧7.8 g Na2O2含有的共用电子对数为0.1NA ⑨7.8 g Na2O2和CO2充分反应转移的电子数为0.1NA 答案：④⑧⑨ 2.(2024·重庆万州二中月考)将1.95 g Na2O2加入水中，反应后配成50 mL溶液A，进行如下实验。下列说法错误的是(　　) 学生用书⬇第55页 编号 ① ② 操作 现象 溶液变红色，20秒后褪色 ⅰ.产生大量使带火星的木条复燃的气体 ⅱ.溶液变红色，10分钟后褪色 编号 ③ ④ 操作 现象 ⅰ.溶液变红色，10分钟后溶液褪色 ⅱ.溶液变红色 溶液变红色，2小时后无明显变化 A.由实验可知，Na2O2与水反应有H2O2生成 B.②、③溶液褪色与OH－浓度较大有关 C.若向①褪色后的溶液中滴加5滴6 mol·L－1盐酸，溶液将变红 D若向④中继续滴加6 mol·L－1盐酸或6 mol·L－1 NaOH溶液，溶液均可能褪色 答案：C 解析：由实验可知，滴加酚酞后溶液变红，说明有碱生成，后褪色，说明有漂白性物质生成，同时结合实验②，加入二氧化锰产生使带火星木条复燃的气体即氧气，说明Na2O2与水反应有H2O2生成，故A正确；对比②、③、④，可知溶液褪色与OH－浓度较大有关，故B正确；①中溶液褪色的主要原因为生成强氧化性的过氧化氢，将有色物质氧化为无色物质，向溶液中滴加5滴6 mol·L－1盐酸，溶液不会变红，故C错误；由③、④可知，在碱溶液中酚酞变红色与OH－的浓度有关，1 mol/L的氢氧化钠溶液中滴加酚酞变红，10分钟后溶液褪色，再滴加盐酸后，OH－浓度减小，溶液再次变红，若向④中继续滴加6 mol·L－1 NaOH溶液，溶液可能褪色，若继续滴加6 mol·L－1盐酸，氢氧化钠浓度不断减小，当溶液呈酸性时，溶液也会褪色，故D正确。 钠的氧化物与H2O、CO2反应的定量关系 3.当0.2 mol NO2与足量CO2完全反应后，下列说法正确的是(　　) 选项 生成Na2CO3的质量 关于所生成氧气的描述 A 21.2 g 该氧气的摩尔质量是36 g·mol－1 B 21.6 g 生成的氧气在标准状况下的体积为2.24 L C 21.2 g 该氧气的摩尔质量是32 g·mol－1 D 22.4 g 生成的氧气在标准状况下的体积为2.24 L 答案：B 解析：Na2O2与CO2反应的实质是－1价的氧发生歧化反应，生成物Na2CO3中有一个O为18O，摩尔质量是108 g·mol－1；0.2 mol NO2与足量CO2完全反应，生成0.2 mol Na2C18OO2，质量为108 g·mol－1×0.2 mol＝21.6 g；生成的氧气为18O2，摩尔质量是36 g·mol－1，反应生成0.1 mol 18O2，在标准状况下气体体积为2.24 L。综上所述，B项正确。 4.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＋H2O2NaOH，2Na2O2＋2H2O4NaOH＋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。 Na2O2与H2O、CO2的反应规律 电子转 移关系 当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量的关系为2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝n(Na2O2)＝2n(O2) 气体体积变化关系 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) 固体质量变化关系 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”、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.正误判断 (1)(2024·浙江6月选考)Na2O2能与CO2反应产生O2，可作供氧剂 (　　) (2)(2024·黑吉辽卷)金属K着火，用湿抹布盖灭 (　　) (3)(2024·黑吉辽卷)用过氧碳酸钠漂白衣物：Na2CO4具有较强氧化性 (　　) (4)(2024·黑吉辽卷)除去乙醇中少量的水，可以加入金属Na，然后过滤 (　　) (5)(2024·河北卷)观察烧杯中钠与水反应的实验现象时，不能近距离俯视 (　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√ 2.(2023·北京卷)离子化合物Na2O2和CaH2与水的反应分别为①2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑；②CaH2＋2H2OCa(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 学生用书⬇第56页 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：Na2O2中有离子键和非极性共价键，CaH2中只有离子键而不含非极性共价键，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。 3.(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　　　　、　　　　(填字母)。 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，降低能耗 (2)Na＋OO]2－Na＋ 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，降低能耗。(2)Na2O2含有钠离子和过氧根离子，其电子式为Na＋OO]2－Na＋。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 $