第4单元 第10讲 钠及其氧化物 碱金属（教师用书Word）-【正禾一本通】2026年新高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版 单选）

第10讲　钠及其氧化物　碱金属　 【备考目标】　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。3.了解焰色试验的操作并熟记几种常见金属的焰色。 考点1　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，比煤油的大。因此钠通常保存在石蜡油或煤油中，不能保存在CCl4中。 2．钠的化学性质 (1)钠与非金属单质反应 ①与O2反应 常温 加热 现象 钠的表面变暗 先熔化成小球，后剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体 化学方程式 4Na＋O2__===2Na2O 2Na＋O2Na2O2 ②与Cl2反应：2Na＋Cl22NaCl(黄色火焰，白烟)。 ③与S反应：2Na＋S===Na2S(研磨爆炸)。 (2)与水反应 ①化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。 ②与滴加酚酞溶液的水反应的现象：浮、熔、游、响、红。 (3)与酸(如盐酸)反应 离子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑， 钠与酸的反应比钠与水的反应更剧烈。 (4)与盐(如CuSO4)溶液反应 离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓。 (5)与乙醇反应 2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑。 3．钠的制取与用途 (1)制取 化学方程式为2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。 (2)用途 ①钠钾合金(液态)用作核反应堆的传热介质。 ②作为电光源，制作高压钠灯。 ③作为强还原剂，熔融状态下冶炼某些金属，如4Na＋TiCl44NaCl＋Ti。 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)切开的金属钠表面变暗是因为生成了Na2O2(×) (2)金属钠在陶土网上加热时，先熔化成银白色小球，然后剧烈燃烧，产生黄色火焰(√) (3)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化(×) (4)金属钠具有强还原性，可与TiCl4溶液反应制取金属Ti(×) (5)实验结束后剩余的金属钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶中(√) 一、钠在空气中久置的变化过程 1．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。写出上述各步反应的化学方程式： ①4Na＋O2===2Na2O； ②Na2O＋H2O===2NaOH； ③2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO3·10H2O； ④Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O。 二、钠与氧气反应时电子转移数目 2．金属钠与氧气在不同条件下反应生成的产物不同，据此回答下列问题。 (1)1 mol钠与足量氧气反应转移的电子数为__________。 (2)1 mol氧气与足量钠反应转移的电子数范围为__________。 解析：(1)Na与O2反应不管生成Na2O还是Na2O2，Na元素均由0价变为＋1价，因此，1 mol Na与足量O2反应转移电子的数目为NA。(2)1 mol O2与足量Na反应，若全生成Na2O，则生成2 mol Na2O，转移4NA电子，若全生成Na2O2，则生成1 mol Na2O2，转移2NA电子，故转移电子数的范围为2NA～4NA。 答案：(1)NA　(2)2NA～4NA 三、钠与溶液反应的实质 3．将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，分析实验现象及反应原理。 (1)MgSO4溶液，实验现象为________________；总反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)饱和澄清石灰水，实验现象为______________________________；原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)有气体放出，有白色沉淀生成 2Na＋2H2O＋MgSO4 ===Mg(OH)2↓＋H2↑＋Na2SO4 (2)有气体放出，有白色沉淀生成　钠与水反应消耗水，且溶液温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，反应时析出Ca(OH)2，产生白色沉淀 [总结归纳]　(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。 (2)钠与盐溶液的反应 钠与盐溶液反应时一般先考虑与水的反应，生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。　 　 四、制备金属单质 4．钠是强还原剂，可用Na来制取钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)等稀有金属。金属铌可用金属钠还原K2NbF7制取，写出热还原法制备铌的化学方程式： ________________________________________________________________________。 答案：K2NbF7＋5Na===Nb＋5NaF＋2KF 考点2　钠的氧化物 1．Na2O与Na2O2的性质比较 项目 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2) 颜色、状态、类别 白色固体，碱性氧化物 淡黄色固体，过氧化物(非碱性氧化物) 氧的价态 －2 －1 电子式及阴、阳离子个数比 1:2 1:2 化学性质 热稳定性 不稳定(2Na2O＋O22Na2O2) 稳定 与水反应 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 与CO2反应 Na2O＋CO2===Na2CO3 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 与酸(如盐酸)反应 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑ 主要用途 用于制取少量Na2O2、烧碱 强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂 　　　　　　　　　　　　　　　　 2．Na2O2的氧化性和还原性 从元素化合价角度分析Na2O2的性质。 (1)Na2O2的强氧化性 ①向H2S饱和溶液中加入适量Na2O2，产生浅黄色沉淀，其化学方程式为Na2O2＋3H2S===S↓＋2NaHS＋2H2O。 ②向酚酞溶液中加入适量Na2O2，溶液颜色的变化为先变红后褪色，原因是Na2O2与水反应生成的NaOH使溶液变红，Na2O2的强氧化性使溶液褪色。 ③某同学根据SO2、CO2都是酸性氧化物，预测二者的混合气体与Na2O2反应生成的固体产物中只含有Na2RO3。这一预测是否正确？不正确，理由是Na2O2与SO2反应可生成Na2SO4。 (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表现出还原性，氧化产物是O2。 【示例】 某溶液中含有HCO、SO、CO、CH3COO－4种阴离子。向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是________________________________________________________________________， 增大的是________。 解析：Na2O2与水反应生成NaOH，HCO＋OH－===CO＋H2O，HCO浓度减小，CO浓度增大；SO具有还原性，会被Na2O2氧化，浓度减小；CH3COO－浓度几乎不变。 答案：CH3COO－　CO 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)Na2O与Na2O2的组成元素相同，含有的化学键也相同(×) (2)氧化钠、过氧化钠均为离子化合物(√) (3)1 mol Na2O2固体中含4 mol离子(×) (4)CO2通入Na2O2粉末，反应后固体物质的质量不变(×) (5)Na2O2与CO2反应时有单质O2生成，该反应属于置换反应(×) (6)Na2O2与H2O反应时，H2O既不是氧化剂，也不是还原剂(√) 一、Na2O2与CO2、H2O的反应 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________。 答案：(1)　Na2O2　Na2O2　O2　NaOH (2)0.2NA(或1.204×1023) 2．在一定条件下，使26 g CO和O2的混合气体充分反应，所得混合物在常温下跟足量的Na2O2固体反应，结果固体增重14 g，则原混合气体中O2和CO的质量比可能是____________。 解析：由反应2CO＋O22CO2，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，可推得CO＋Na2O2===Na2CO3，所以固体增加的质量为CO的质量，若CO完全反应完，则混合气体中CO为14 g，O2为12 g，＝；若O2完全反应完，由2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2可推得消耗CO2 0.5 mol，由2CO＋O22CO2，所以混合气体含O2 0.25 mol即8 g，含CO 18 g，＝。 答案：6∶7或4∶9 [总结归纳]　过氧化钠与CO2、H2O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－，即n(e－)＝n(Na2O2)＝2n(O2) 气体体积变化关系 CO2、水蒸气(或两者的混合气体)通过足量Na2O2时，气体体积的减少量是初始气体体积的，等于生成氧气的量，即ΔV＝V(O2)＝V(初始) 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) 二、认识过氧化物的结构 3．指出下列物质中的过氧键，并标出氧元素的化合价。 (1)过氧乙酸 (2)过二硫酸 答案：(1)　(2) 4．(1)五氧化铬又称过氧化铬，其中Cr元素的化合价为＋6价，则每个CrO5分子中存在过氧键的数目为________个。 (2)过氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]是一种白色晶体，可用于漂白、消毒和增氧剂，在酸性溶液中过氧化尿素中的过氧化氢与重铬酸钾反应生成较稳定的蓝色过氧化铬(CrO5)，重铬酸钾与H2O2反应的离子方程式为________________________________________________________________________， 上述反应______(填“是”或“不是”)氧化还原反应。解析：(1)设CrO5中过氧键(—O—O—)有x个，－2价O有y个，则，解得。 答案：(1)2　(2)4H2O2＋Cr2O＋2H＋===2CrO5＋5H2O　不是 考点3　碱金属　焰色试验 1．碱金属的一般性与特殊性 (1)一般性 项目 相似性 递变性(由Li→Cs) 原子结构 最外层均为1个电子 电子层数逐渐增多，核电荷数逐渐增大，原子半径逐渐增大 元素性质 都具有较强的金属性 金属性逐渐增强 单质性质 物理性质 都呈银白色(除Cs外)，密度较小，熔、沸点较低 密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低 化学性质 都具有较强的还原性 还原性逐渐增强，与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂，如Li与O2只生成Li2O，而钠生成Na2O、Na2O2，钾可生成KO2(超氧化钾)等 (2)特殊性 ①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。 ②碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。 ③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H－形式存在，显－1价。碱金属氢化物是强还原剂，如NaH＋H2O===NaOH＋H2↑。 ④试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但Na、K等需立即放回原瓶。 2．焰色试验 (1)概念 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，这种定性分析操作称为焰色试验。焰色试验属于物理变化，是元素的性质。 (2)操作 铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色 (3)常见金属元素的焰色 元素 锂 钠 钾 铷 钙 锶 钡 铜 焰色 紫红色 黄色 紫色 紫色 砖红色 洋红色 黄绿色 绿色 【提醒】 铂丝在使用前要用盐酸将其表面物质洗净，而不用稀H2SO4洗涤，原因是金属氯化物在灼烧时易挥发，而硫酸盐的熔、沸点较高，难以挥发，会对后续实验造成干扰。 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)碱金属元素Li、Na、K都可保存在煤油中(×) (2)钠、氧化钠、碳酸钠的焰色均显黄色(√) (3)焰色试验是一种复杂的化学变化(×) (4)Li、Na、K、Rb单质的熔、沸点依次升高(×) (5)碱金属元素随核电荷数递增，氢氧化物的碱性依次减弱(×) 一、焰色试验 1．下列有关焰色试验的叙述正确的是(　　 ) A．可用铜丝代替铂丝进行试验 B．观察钾的焰色要透过蓝色钴玻璃 C．实验结束后，要用碳酸钠溶液洗净铂丝 D．很多金属在加热灼烧时火焰会呈现特殊的颜色，这是物质的化学性质 答案：B 2．焰色试验是元素分析的一种重要方法，请回答有关问题： (1)是否所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色？举例说明。________________________________________________________________________。 (2)某同学用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验，火焰呈黄色，他判断该溶液一定为钠盐溶液。其他同学不同意他的观点。理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 同学们认为溶液中可能含有K＋，验证的实验方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)不是；如铂、铁　(2)该溶液也可能为NaOH溶液　透过蓝色钴玻璃观察，如果火焰呈紫色，则说明溶液中含有K＋ 二、碱金属元素 3．下列关于碱金属的叙述中正确的是(　　 ) A．碱金属单质与水反应都能生成碱和H2 B．碱金属单质都质软，是电和热的良导体，焰色都呈现黄色 C．碱金属的密度都小于1 g/cm3，因此碱金属单质都可以保存在煤油中 D．碱金属单质在空气中燃烧都生成过氧化物 答案：A 4．下列各项中的叙述Ⅰ和叙述Ⅱ都正确，但叙述Ⅱ不能用于对叙述Ⅰ进行解释的是(　　 ) 选项 叙述 Ⅰ 叙述 Ⅱ A 金属钠和钾都容易用小刀切开 钠和钾的硬度都较小 B 金属钠和钾都可用煤油密封保存 钠和钾都不与煤油反应，且密度都比煤油的大 C 金属钠和钾分别在空气中燃烧，钾的反应相对较快 钾的金属性比钠的强 D 金属钠和钾分别与水反应，钾的反应相对较快 钾的密度比钠的小 答案：D 【真题演练·感悟高考】 1．下列说法错误的是(　　 ) A．(2024·浙江6月选考)Na2O2能与CO2反应产生O2，可作供氧剂 B．(2024·安徽高考改编)可以用加水、振荡的方法鉴别过氧化钠和硫黄 C．(2023·浙江1月选考)金属钠导热性好，可用作传热介质 D．(2022·湖北高考)可用该装置完成钠的燃烧实验(如图) 答案：D 2．下列关于碱金属的说法正确的是(　　 ) A．(2023·湖北高考)Li、Na、K的金属性随其核外电子层数增多而增强 B．(2022·全国卷乙)焰火中红色来源于钠盐灼烧 C．(2022·重庆高考)Na和Li分别在O2中燃烧得到Na2O和Li2O D．(2022·海南高考)钾能置换出NaCl溶液中的钠 答案：A 3．(2024·湖北高考)碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子[e(NH3)n]－是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是(　　) A．碱石灰有利于NH3逸出 B．锂片必须打磨出新鲜表面 C．干燥管中均可选用P2O5 D．双口烧瓶中发生的变化是Li＋nNH3===Li＋＋[e(NH3)n]－ 解析：选C。碱石灰吸水放热且呈碱性，有利于NH3逸出，A正确；锂易与空气中的氧气等反应，会在表面形成氧化膜，故锂片使用前必须打磨，B正确；P2O5不能用于干燥氨气，C错误；氨气在双口烧瓶中冷却变为液氨，由题给条件可知，Li与液氨反应产生[e(NH3)n]－，由原子守恒及电荷守恒可得反应方程式：Li＋nNH3===Li＋＋[e(NH3)n]－，D正确。 4．(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 解析：选C。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；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；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。 5．(2023·广东高考)部分含Na或含Cu物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(　　 ) A.可存在c→d→e的转化 B．能与H2O反应生成c的物质只有b C．新制的d可用于检验葡萄糖中的醛基 D．若b能与H2O反应生成O2，则b中含共价键 解析：选B。由图可知a、b、c对应物质分别为：钠、氧化钠(或过氧化钠)、氢氧化钠或a、b、e、d对应物质分别为：铜、氧化亚铜、氧化铜、氢氧化铜。氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜，氢氧化铜受热分解生成氧化铜，所以存在c→d→e的转化，A合理；钠和氧化钠(或过氧化钠)都能与H2O反应生成氢氧化钠，B不合理；新制氢氧化铜可用于检验葡萄糖中的醛基，C合理；若b能与H2O反应生成O2，则b为过氧化钠，结构中含共价键和离子键，D合理。 学科网（北京）股份有限公司 $