2027届高考化学一轮复习讲义：4.1　碱金属与焰色试验　钠及其氧化物

该高中化学高考复习讲义聚焦碱金属与焰色试验、钠及其氧化物核心考点，按元素周期律→单质性质→氧化物应用的逻辑层次梳理知识，通过考点精讲、小题对点练、真题解析、分层训练四环节，帮助学生构建系统知识网络，突破性质比较、实验操作等难点。 讲义突出科学思维与科学探究，如对比氧化钠和过氧化钠的结构与性质培养分析能力，设计焰色试验操作小题强化实验规范，设置基础与能力分层练习适配不同学生。真题融入教学，助力学生熟悉高考题型，提升解题效率，为教师把控复习进度提供清晰路径。

第1讲　碱金属与焰色试验　钠及其氧化物 考点一　碱金属与焰色试验 1.碱金属 碱金属是位于元素周期表第ⅠA族的金属元素,目前有锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)六种,价层电子排布式为ns1,均为金属性很强的元素。 2.碱金属单质的物理性质 (1)颜色:银白色金属(Cs略带金色光泽)。 (2)硬度:小,可用小刀切割,且Li、Na、K、Rb、Cs硬度逐渐减小。 (3)密度:小,随原子序数的递增,碱金属的密度逐渐增大,但ρK<ρNa(填“>”或“<”,下同)。 ρ水>ρK或ρNa,ρK或ρNa>ρ煤油,实验室将少量钠、钾保存在煤油中;ρ煤油>ρLi,金属锂常保存在石蜡油中。 (4)熔点:低,随原子序数的递增,其单质的熔点逐渐降低,钠的熔点小于100 ℃。 3.碱金属单质的化学性质 (1)均能与水反应,且Li→Cs反应越来越剧烈。 通式:2R+2H2O===2ROH+H2↑(用R表示碱金属)。 (2)均能与O2反应,锂只生成Li2O,K在空气中燃烧能生成复杂氧化物,如KO2 (超氧化钾)。 小题对点过　 (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　　　　。  (2)碱金属一般都保存在　　　　中,但锂保存在　　　　中。原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)锂与O2反应与钠不同,只生成　　　　。  (4)工业上利用Na+KClK↑+NaCl制取金属K,能否说明Na的金属性强于K?简述反应能顺利进行的依据　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)小 (2)煤油　石蜡油　锂的密度小于煤油的密度 (3)Li2O (4)否　由于K沸点低,汽化离开反应体系,使反应正向进行 4.检验碱金属元素的实验方法——焰色试验 (1)概念:某些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,属于物理变化,是元素的性质。 (2)重要碱金属元素的焰色:钠:黄色;钾:紫色(透过蓝色钴玻璃观察)。 (3)焰色试验的操作 小题对点过　 (1)下列有关焰色试验操作注意事项的说法正确的是　　　　。  ①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察　②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同,再蘸取被检验的物质　③每次实验后,要将铂丝用盐酸洗净　④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰　⑤没有铂丝时,也可以用光洁无锈的铁丝代替 (2)用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧,直接观察到火焰呈黄色,可得出的结论为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)①②③④⑤ (2)一定含有Na+,可能含有K+ 1.下列有关铯及其化合物的说法不正确的是(　　) A.CsOH的碱性比KOH的强 B.铯与水或稀盐酸反应剧烈,都生成H2 C.Cs的还原性比Na的强,故Na+的氧化性强于Cs+ D.Li的金属性比Cs的强 答案　D 2.碱金属单质及其化合物有广泛应用。回答下列问题: (1)锂是最轻的活泼金属,常用于制造高效锂电池。电解池中的电解液不能用水作溶剂,原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)金属钾是一种活泼的金属,下列有关其性质的说法正确的是　　　　(填字母)。  A.钾在空气中燃烧时,只生成K2O B.钾与水反应,由于反应剧烈可能会发生爆炸 C.CsOH的碱性比KOH的强 D.钾与水反应比钠与水反应更剧烈,说明钾的金属性比钠强 答案　(1)锂可以与水反应　(2)BCD 3.阅读材料,金属氢化物是金属与氢的二元化合物,活泼金属(如碱金属)氢化物,都是优良的还原剂,过渡金属合金(或金属互化物)的氢化物被用作储氢材料。 解答下列问题。 (1)KH是一种野外供氢剂,其电子式为　　　　,与水反应放出氢气,化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  生成1 mol氢气时,反应中转移的电子数为　　　　。  (2)NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3),脱锈过程中生成两种产物,其反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)完成以氢化锂(LiH)和氯化铝为原料合成氢化铝锂(LiAlH4)的反应方程式: 4LiH+　　　　===LiAlH4+3　　　　。  答案　(1)K+[∶H]-　KH+H2O===KOH+H2↑　NA(或6.02×1023) (2)3NaH+Fe2O3===2Fe+3NaOH (3)AlCl3　LiCl 考点二　钠的化学性质与用途 1.钠的化学性质——强还原性 (1)与非金属单质(如O2、Cl2、S)的反应 O2 Cl2:2Na+Cl22NaCl。 S:2Na+SNa2S。 小题对点过　 (1)下列说法错误的是　　　　。  ①加热时,碱金属单质与O2反应均生成相应的过氧化物 ②金属钠着火时,可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火 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 (2)1 mol Na在氧气中燃烧,最多转移电子个数为　　　　(NA表示阿伏加德罗常数)。  答案　(1)①②③　(2)NA (2)钠与水的反应离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。 小题对点过　 (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。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  (3)钠、钾着火能否用水扑灭?为什么?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)①③④⑤⑥ (2)2Na+2HCl===2NaCl+H2↑ 2Na+2C2H5OH――→2C2H5ONa+H2↑ 2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。 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)否,钠、钾能与水剧烈反应 2.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。 3.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。 小题对点过　 钠是强还原剂,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 1.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　⑤CuCl2溶液　⑥饱和食盐水　⑦浓盐酸 答案　①③④⑥ 解析　2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,①中Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;③中反应消耗水,溶液温度升高,Ca(OH)2的溶解度降低,析出Ca(OH)2白色沉淀;④中Ca2++HC+2H2O;⑥中水减少,溶液过饱和析出NaCl。 2.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。A.由分析可知,生成的黑色固体中含有C,A正确;B.由分析可知,白色固体为碳酸钠,B错误;C.实验Ⅱ中滤液能使酚酞溶液变红,说明滤液呈碱性,C正确;D.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。 3.(2021·福建1月适应性考试)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示意图。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(　　) A.钠的密度比液氨大 B.溶液的导电性增强 C.0.1 mol钠投入液氨中生成0.01 mol H2时,Na共失去0.02 mol电子 D.钠和液氨可以发生的反应为2NH3+2Na===2NaNH2+H2↑ 答案　C 解析　钠沉入液氨中说明钠的密度比液氨大,A正确;液氨中没有能导电的离子,而钠投入液氨中生成蓝色的溶剂合电子,能导电,说明溶液的导电性增强,B正确;钠投入液氨中先生成络合物,再反应得到H2,故0.1 mol钠反应失去0.1 mol电子,C错误;反应中钠失去电子,只能是氢元素得到电子,所以钠和液氨可以发生的反应为2NH3+2Na===2NaNH2+H2↑,D正确。 考点三　钠的氧化物　　　　　　　　　　　　　　　　 1.氧化钠和过氧化钠 物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2) 颜色、状态 白色固体 淡黄色固体 类别 碱性氧化物 过氧化物 (非碱性氧化物) 氧的价态 -2 -1 电子式 Na+[︰︰]2-Na+ Na+[︰︰]2-Na+ 阴、阳离 子个数比 1∶2 1∶2 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(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 小题对点过　 (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.Na2O2既有氧化性又有还原性,以氧化性为主 小题对点过　 (1)Na2O2有强氧化性,补充完整下列方程式或实验现象。 ①Na2O2+SO2===　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②Na2O2+Na2SO3+H2O===　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ③Na2O2+H2S(少量)===　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ④4Na2O2+4FeCl2+6H2O===　　　　+O2↑+8NaCl。  ⑤Na2O2+品红溶液――→品红溶液　　　　(填现象,下同)。  ⑥Na2O2+酚酞――→先变红　　　　。  (2)Na2O2遇KMnO4等强氧化剂时,表现出　　　　,氧化产物为　　　　。  答案　(1)①Na2SO4　②Na2SO4+2NaOH　③S↓+2NaOH　④4Fe(OH)3↓　⑤褪色　⑥后褪色 (2)还原性　O2 1.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　) A.氧化钠和过氧化钠都属于碱性氧化物 B.Na2O2中阳离子与阴离子个数比是2∶1 C.0.1 mol Na2O2与足量的二氧化碳反应,转移的电子数为0.2NA D.过氧化钠和水反应的离子方程式:2+2H2O===4OH-+O2↑ 答案　B 解析　过氧化钠不是碱性氧化物,A错误;0.1 mol Na2O2与足量的二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,转移的电子数为0.1NA,C错误;过氧化钠在离子方程式中不能拆开,D错误。 2.Na2O2是一种常见的过氧化物,具有强氧化性和漂白性。 (1)请写出Na2O2的电子式:　　　　,其中化学键的类型为　　　　,氧元素的化合价为　　　　。  (2)用化学方程式解释使酚酞溶液变红的原因: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,  依据实验现象推测红色褪去的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)用离子方程式解释加入酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)根据实验分析,过氧化钠与水反应除了生成氢氧化钠和氧气外,还存在另一反应,则另一反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,  其反应类型为　　　　。  答案　(1)Na+[︰︰]2-Na+　离子键、非极性共价键　-1 (2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑　反应生成的H2O2具有漂白作用(或反应生成的H2O2氧化了酚酞) (3)2Mn+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O (4)Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2　复分解反应 3.(1)写出下列物质的电子式:过氧化钙:　　　　,过氧化氢:　　　　;从结构上看上述两种物质的共同特点是　　　　。  (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: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)Ca2+[︰︰]2-　H︰︰H　两个氧原子之间都含有一对共用电子对(或都含有一个过氧键) (2)2CaO2+2H2O===2Ca(OH)2+O2↑ 2CaO2+2CO2===2CaCO3+O2 凡含有过氧键(—O—O—)的物质,属于过氧化物,其性质与过氧化钠相似,具有较强氧化性。如过氧化氢(H2O2)、过氧化钙(CaO2)、过氧乙酸(CH3COOOH)等。过二硫酸根(S2)含有过氧键,其结构为,其中S的化合价为+6。 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.下列说法中正确的是　　　　。  (1)(2022·浙江6月选考)高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远,可用于道路照明 (2)(2021·广东卷)23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA (3)(2021·北京卷)金属钠在空气中加热生成淡黄色固体:4Na+O2===2Na2O (4)(2023·天津卷)钠起火,可以使用水基灭火器扑灭 (5)(2023·河北卷)金属钠保存在煤油中 (6)(2024·广东卷)化学实验员,检验Na2O2是否失效的化学方程式:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 答案　(1)(5)(6) 2.(2023·北京卷)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。 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)Na+[︰︰]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,节省能耗。(2)Na2O2含有钠离子和过氧根离子,其电子式为Na+[︰︰]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。 基础落实 选择题只有1个选项符合题意 1.(2024·江苏扬州模拟预测)钠钾合金常温下呈液态,可用作快中子反应堆的热交换剂,这主要是因为钠钾合金(　　) A.易与O2反应 B.易与H2O反应 C.熔点低、导热性好 D.密度小、硬度小 答案　C 解析　钠、钾为金属,具有良好的导电、导热能力,钠钾合金熔点低,常温下呈液态,具有良好的导热性,可用作快中子反应堆的热交换剂,故C符合题意。 2.(2024·湖北黄冈模拟)碱金属元素是周期性表现得最鲜明和最规律的元素。下列说法正确的是(　　) A.单质都能浮在水面上,都能保存在煤油中 B.单质在空气中燃烧时,都生成过氧化物 C.单质都不能在自然界中稳定存在 D.单质都是强还原剂,其阳离子都具有强氧化性 答案　C 解析　Rb、Cs的密度比水大,Li的密度比煤油小,A不正确;Li燃烧只能生成Li2O,B不正确;碱金属单质是强还原剂,但其阳离子具有弱氧化性,D不正确。 3.(2024·吉林长春模拟)试管内装有足量的煤油和水的混合物,静置后投入一小块碱金属,可观察到金属在煤油和水的界面附近上下往复运动,下列说法中不正确的是(　　) A.此碱金属可能是钾或钠 B.若是金属钾则上下运动的幅度比钠小 C.碱金属上下运动是由于与水反应产生了氢气 D.若是金属锂则不能观察到上述现象 答案　B 解析　该金属在煤油和水的界面附近上下往复运动,说明其密度介于煤油和水之间,金属锂的密度小于煤油,因而A、D两项正确;上下运动是由于与水反应产生的氢气的推动作用和浮力作用,C项正确。 4.(2024·吉林二模)关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是(　　) A.等物质的量时所含阴离子数目相同 B.颜色相同 C.所含化学键类型相同 D.化合物种类不同 答案　A 解析　A.Na2O阴离子是O2-离子,Na2O2阴离子是离子,等物质的量时所含阴离子数目相同,故A正确;B.Na2O固体为白色,Na2O2固体为淡黄色,故B错误;C.Na2O中含有离子键,Na2O2中含有离子键和共价键,故C错误;D.Na2O和Na2O2都属于金属氧化物,故D错误。 5.下列关于钠的叙述不正确的是(　　) A.取用金属钠时,所需用品一般有小刀、镊子、滤纸、玻璃片 B.金属钠与Ca(HCO3)2溶液反应时,既有白色沉淀生成又有气体逸出 C.金属钠可保存的煤油中,也可保存在CCl4中 D.钠投入到水中立即熔化成小球,说明其熔点低,且钠与水的反应是放热反应 答案　C 解析　取用金属钠时,先用镊子夹取金属,再用滤纸吸收其表面的煤油或石蜡,然后在玻璃片上用小刀切割金属,所以所需用品至少有小刀、镊子、滤纸、玻璃片,故A正确;钠和水反应生成氢氧化纳和氢气,氢氧化钠和碳酸氢钙反应生成碳酸钙、碳酸钠和水,所以既有白色沉淀生成又有气体逸出,故B正确;钠极易和空气中氧气、水蒸气反应,钠的密度小于四氯化碳,所以钠不能保存在四氯化碳中,但能保存在石蜡油或煤油中,故C错误;钠熔点低,且钠与水反应放热,所以钠投入到水中立即熔化成小球,故D正确。 6.(2024·河北保定期末)下列叙述正确的是(　　) ①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物　②钠在常温下不容易被氧化 ③Na2O2可作供氧剂,而Na2O不行　④石蕊溶液中加入Na2O2粉末,先变蓝后褪色,并有气泡生成　⑤钠与浓NH4Cl溶液反应,放出的气体中含H2和NH3 A.都正确 B.①②③④ C.③④⑤ D.②④⑤ 答案　C 解析　①Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,不满足碱性氧化物与水反应只生成相应碱的定义,因此Na2O2不属于碱性氧化物,故错误;②钠单质为活泼性金属单质,在常温下能与氧气反应生成氧化钠,故错误;③Na2O2可与二氧化碳、水反应生成氧气,可以作供氧剂,而Na2O与二氧化碳、水反应不生成氧气,故Na2O不能作供氧剂,故正确;④Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,石蕊遇碱变蓝,Na2O2具有漂白性,会使蓝色溶液褪色,故正确;⑤浓NH4Cl溶液呈酸性,钠单质能与溶液中H+反应生成H2,促进NH4Cl水解生成NH3·H2O,该反应为放热反应,温度升高会使NH3·H2O分解生成NH3,故正确。 7.某氧化物在一定条件下能与Na2O2反应,且反应极有规律,如Na2O2+SO2===Na2SO4,2Na2O2+2SO3(g)===2Na2SO4+O2。据此判断下列反应方程式错误的是(　　) A.2Na2O2+2N2O3===4NaNO2+O2 B.Na2O2+2NO2===2NaNO3 C.2Na2O2+2N2O5===4NaNO3+O2 D.2Na2O2+2Mn2O7===4NaMnO4+O2 答案　A 解析　由Na2O2与SO2、SO3的反应方程式可推知Na2O2与元素的最高价氧化物反应有O2生成,而与低价氧化物反应无O2生成。N2O3中N的化合价为+3,不是最高价,生成物中无O2,A错误;NO2中N的化合价为+4,NO2不是N的最高价氧化物,生成物中无O2,N被氧化为最高价,B正确;N2O5中N的化合价为+5,是最高价,生成物中有O2,C正确;Mn2O7是Mn的最高价氧化物,Mn的化合价为+7,所以生成物应为NaMnO4和O2,D正确。 8.如图所示,在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔化时,用玻璃棒蘸取少量无水硫酸铜与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。据此判断下列说法不正确的是(　　) A.上述反应是置换反应 B.上述反应说明钠比铜活泼 C.上述反应证明钠可以从硫酸铜溶液中置换出铜 D.加热且无水条件下,钠可以与硫酸铜反应并生成铜 答案　C 解析　实验在无水条件下进行,有红色物质生成,说明熔融的钠将硫酸铜中的铜置换出来并且放出热量,属于置换反应,钠作还原剂,硫酸铜作氧化剂,说明钠比铜活泼,故A、B、D项正确;若钠与硫酸铜溶液混合,则钠先与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜,不会置换出铜单质,故C错误。 9.Na2O2在供氧、防腐、除臭、微量分析等多方面有着重要用途。 Ⅰ.2023年10月26日,神舟十七号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。载人飞船的轨道舱内安装盛有Na2O2颗粒的装置,可为宇航员供氧。 (1)写出Na2O2与人体呼出气体中的酸性氧化物反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  Ⅱ.工业生产Na2O2的方法是先将除去CO2的干燥空气通入熔融的钠(温度180~200 ℃)中得到Na2O,然后增加空气流量并迅速升高温度至300~400 ℃即可得到Na2O2。某化学兴趣小组在实验室模拟工业流程制备Na2O2。 (2)结合下图所示装置写出仪器连接顺序:空气→　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(填导管口字母)。  (3)下列加热方式适合该实验的是　　　　(填标号)。  A.控温电炉(150~500 ℃) B.水浴 C.酒精喷灯(1 000~1 200 ℃) D.油浴(100~260 ℃) (4)若要提高产品纯度,需在盛有熔融钠的具支试管后添加一个装置,该装置应该是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,其作用是 　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 (2)c→d→a→b→e　(3)A　(4)装有碱石灰的干燥管　防止空中的水蒸气和CO2进入装置与Na2O2反应 解析　(1)Na2O2与人体呼出气体中的酸性氧化物CO2反应生成Na2CO3和O2,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。(2)先将气体通过NaOH溶液,除去空气中的CO2,再通过浓硫酸进行干燥,装置仪器连接顺序为空气→c→d→a→b→e。(3)电炉加热可提供的温度变化范围较大,故A正确;水浴只能提供 100 ℃ 以内反应条件,故B错误;加强热时用酒精喷灯,故C错误;油浴(100~260 ℃)不能满足300~400 ℃温度加热要求,故D错误。(4)空气中的水蒸气和CO2对实验有较大的影响,若要提高产品纯度,需在具支试管后添加一个装置,该装置应该是装有碱石灰的干燥管,防止空气中的水蒸气和CO2进入装置与Na2O2反应。 能力提升 10.(2024·高三上重庆期中)已知氢化钠(NaH)可由氢气和钠在高温下化合形成,NaH遇水放出H2,下列说法正确的是(　　) A.取钠与氢气反应后的产物,加水若产生H2,即可证明产物为纯净的NaH B.NaH与水反应产生的H2,通过盛有碱石灰的干燥管,再用向上排空气法收集 C.高温下NaH将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛的原理为4NaH+TiCl4Ti+4NaCl+2H2↑ D.NaH在无水条件下除去钢铁表面铁锈的原理为3NaH+Fe2O32Fe+3NaOH 答案　D 解析　A.由于2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,取钠与氢气反应后的产物,加水若产生H2,不能证明产物为纯净的NaH,A错误;B.NaH与水反应产生的H2,通过盛有碱石灰的干燥管,H2的密度比空气的小,应该用向下排空气法收集,B错误;C.高温下NaH将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛的原理为2NaH+TiCl4Ti+2NaCl+2HCl↑,C错误;D.NaH中H-具有强还原性,故NaH在无水条件下除去钢铁表面铁锈的原理为3NaH+Fe2O32Fe+3NaOH,D正确。 11.(2024·北京模拟)某小组同学探究溶液中的Mn能否被金属钠还原,进行实验: ①在干燥试管中加入绿豆大小的金属钠,逐滴滴加1 mL 0.001 mol·L-1 KMnO4溶液,产生无色气体,溶液由紫红色变为浅绿色(Mn)。 ②向1 mL 0.001 mol·L-1 KMnO4溶液中持续通入H2,水浴加热,溶液颜色无明显变化。 ③向1 mL 0.001 mol·L-1 KMnO4溶液中加入NaOH固体,溶液由紫红色变为浅绿色。 下列说法不正确的是(　　) A.实验①中还可能观察到钠块浮在溶液表面,剧烈燃烧,发出黄色火焰 B.实验②中的现象说明实验①中溶液变色的原因与产生的气体无关 C.实验③中的现象说明实验①中可能发生反应:4Mn+O2↑+2H2O D.上述实验能证明溶液中的Mn可以被金属钠还原 答案　D 解析　钠与水反应时钠浮在水面,然后熔化成闪亮的小球,在水面游动,并发出“嘶嘶”的响声,反应放热,故还可能观察到钠剧烈燃烧,发出黄色火焰,A正确;实验②为对照实验,探究H2对KMnO4溶液的影响,实验②中的现象说明实验①中溶液变色的原因与产生的H2无关,B正确;实验③为对照实验,探究NaOH对KMnO4溶液的影响,溶液由紫红色变为浅绿色,说明实验①中可能发生的反应为4Mn+O2↑+2H2O,C正确;三个实验能证明碱性条件下Mn,不能说明溶液中的Mn可以被金属钠还原,D错误。 12.金属钠及其化合物在人类生产、生活中起着重要作用。 (1)Na的轨道表示式为　　　　。  (2)向酸性KMnO4溶液中加入Na2O2粉末,观察到溶液褪色,发生如下反应。 　　　　Mn+　　　　H++　　　　Na2O2===　　　　Mn2++　　　　Na++　　　　O2↑+　　　　H2O  配平上述离子方程式。 该反应说明Na2O2具有　　　　(选填“氧化性”“还原性”或“漂白性”)。  (3)在密闭容器中,将a mol Na2O2和b mol NaHCO3固体混合物加热至250 ℃,充分反应后,若剩余固体为Na2CO3和NaOH、排出气体为O2和H2O时,a∶b的取值范围为　　　　。  答案　(1) (2)2Mn+16H++5Na2O2===2Mn2++10Na++5O2↑+8H2O　还原性 (3)<a∶b<1 解析　(1)Na为11号元素,基态Na原子的电子排布式为1s22s22p63s1,则其轨道表示式为;(2)根据得失电子守恒和质量守恒配平方程式为2Mn+16H++5Na2O2===2Mn2++10Na++5O2↑+8H2O,该反应中,Na2O2为还原剂,说明Na2O2具有还原性;(3)残余的固体为Na2CO3和NaOH,生成的气体为O2和H2O,则有总反应式为bNaHCO3+aNa2O2===bNa2CO3+(2a-b)NaOH+(b-a)H2O+O2,2a-b>0,则a∶b>,b-a>0,则a∶b<1,即a∶b的取值范围为<a∶b<1。 13.Na2O2具有强氧化性,H2具有还原性,某同学根据氧化还原反应的知识推测Na2O2与H2能发生反应。为了验证此推测结果,该同学设计并进行如图实验进行实验探究。 步骤1:按如图所示的装置组装仪器(图中夹持仪器已省略)并检查装置的气密性,然后装入药品。 步骤2:打开K1、K2,在产生的氢气流经装有Na2O2的硬质玻璃管的过程中,未观察到明显现象。 步骤3:进行必要的实验操作,淡黄色的粉末慢慢变成白色固体,无水硫酸铜未变蓝色。 (1)组装好仪器后,要检查装置的气密性。简述检查虚线框内装置气密性的方法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)B装置中所盛放的试剂是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,其作用是  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)步骤3中的必要操作为打开K1、K2　　　　(请按正确的顺序填入下列步骤的字母)。  a.加热至Na2O2逐渐熔化,反应一段时间 b.用小试管收集气体并检验其纯度 c.关闭K1 d.停止加热,充分冷却 (4)由上述实验可推出Na2O2与H2反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (5)利用(4)Na2O2与H2的反应计算:等物质的量的Na2O2分别与足量的H2和H2O反应时,转移的电子数之比为　　　　。  答案　(1)关闭K1,向A装置中的漏斗加水至漏斗内液面高于漏斗外液面,并形成一段水柱,一段时间后水柱稳定不下降,说明虚线框内的装置气密性良好 (2)碱石灰　吸收氢气中的水和氯化氢　(3)badc (4)Na2O2+H22NaOH　(5)2∶1 解析　(1)关闭K1,向A装置中的漏斗加水至漏斗内液面高于漏斗外液面,并形成一段水柱,一段时间后水柱稳定不下降,说明虚线框内的装置气密性良好。(2)A中生成的H2中混有水蒸气和挥发出的HCl,应利用B装置中所盛碱石灰除去。(3)步骤3中的必要操作为打开K1、K2,应先通一会氢气并用小试管收集气体并检验其纯度,当装置内空气完全除去后,加热C至Na2O2逐渐熔化,反应一段时间,然后停止加热,充分冷却,最后关闭K1,故操作顺序为badc。(4)Na2O2与H2反应无水生成,说明产物为 NaOH,发生反应的化学方程式为Na2O2+H22NaOH。(5)根据Na2O2+H22NaOH可知1 mol Na2O2转移的电子数为2 mol,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑可知1 mol Na2O2转移的电子数为1 mol,等物质的量的Na2O2分别与足量的H2和H2O反应时,转移的电子数之比为2∶1。 学科网（北京）股份有限公司 $