02 第12讲 碳酸钠和碳酸氢钠 碱金属-（学生用书）【高考快车道】2027年高考化学大一轮总复习

该高中化学高考复习学案系统整合了碳酸钠、碳酸氢钠的性质与转化及碱金属元素、焰色试验等核心考点，通过性质比较表格、“价—类”二维图转化关系构建知识网络，以填空任务和问题链引导学生自主梳理，体现考点的系统性和层次性。 亮点在于自主诊断工具与分层训练设计，开篇“对点自测”通过6道正误题帮助学生快速定位薄弱点，题组练习按性质鉴别、反应计算、转化应用分层递进，培养科学思维和科学探究素养。每个考点配“价—类”二维图方程式书写任务，助力学生自主构建知识体系，教师可依据学情精准指导，实现个性化复习。

第12讲　碳酸钠和碳酸氢钠　碱金属 　 1.掌握Na2CO3、NaHCO3的性质、用途及应用。 2.理解Na2CO3、NaHCO3的制法。 3.了解碱金属元素,掌握焰色试验的原理及操作。 考点一　两种重要的钠盐——Na2CO3和NaHCO3 1.Na2CO3与NaHCO3的性质比较 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 俗名 纯碱或　　　  　　　  色、态 白色粉末 细小白色晶体 水溶性 易溶于水(20 ℃,S=21.5 g) 可溶于水(20 ℃,S=9.6 g) 稳定性 稳定,但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化 受热易　　　  2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ 与H+反应 C+2H+CO2↑+H2O(较快) HC+H+CO2↑+H2O(更快) 与Ca(OH)2 反应 Ca2++CCaCO3↓ NaHCO3过量:Ca2++2OH-+2HC CaCO3↓+2H2O+C; Ca(OH)2过量:Ca2++OH-+HC CaCO3↓+H2O 与CaCl2 反应 Ca2++CCaCO3↓ Ca2++2HCCaCO3↓+CO2↑+H2O 与水作用 水解,碱性较　　　  水解,碱性较　　　  与酸互滴 现象与滴加方式有关 现象与滴加方式无关 主要用途 用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中 灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一 2.Na2CO3与NaHCO3的相互转化及应用 (1)转化途径 Na2CO3NaHCO3 (2)应用——混合除杂(括号内为杂质) ①Na2CO3固体(NaHCO3):加热至　　　　　不再变化。   ②Na2CO3溶液(NaHCO3):加入适量的　　　溶液。   ③NaHCO3溶液(Na2CO3):通入足量的　　　气体。  3.纯碱的工业制法——侯氏制碱法 (1)制备原料:食盐、氨、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气,其反应为C+H2O(g)CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2。 (2)工艺流程 (3)循环利用 循环利用的物质为　　 　　、饱和食盐水。  4.钠及其化合物之间的转化 “价—类”二维图是复习元素及其化合物的重要工具。钠及其化合物的“价—类”二维图如图所示,写出图中转化关系涉及反应的化学方程式。 ①　 ;  ②　 ;  ③　 ;  ④　 ;  ⑤　 ;  ⑥　 ;  ⑦　 ;  ⑧　 ;  ⑨　 ;  ⑩　 ;  　 ;  　 ;  　 。  【对点自测】 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)用澄清石灰水能够鉴别NaHCO3溶液与Na2CO3溶液 (　) (2)可用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体 (　) (3)向饱和Na2CO3溶液中通入CO2,有NaHCO3晶体析出 (　) (4)NaHCO3受热易分解,故可用作胃酸中和剂 (　) (5)下列转化均能实现:NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s) (　) (6)相同温度下溶解度:小苏打<苏打,热稳定性:Na2CO3>NaHCO3 (　) 　　　　　　　　　　　　　　　 题组一　碳酸钠与碳酸氢钠的性质与鉴别 1.[2024·辽宁沈阳二中模拟] 下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的比较中,正确的是 (　) A.热稳定性:Na2CO3<NaHCO3 B.常温时水溶性:Na2CO3<NaHCO3 C.等质量的两固体与足量的盐酸反应,产生CO2的体积:NaHCO3<Na2CO3 D.等浓度的溶液中滴入稀盐酸,放出气体的快慢:Na2CO3<NaHCO3 2.有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作或判断正确的是 (　) 选项 操作 判断 A 分别加入澄清石灰水 产生沉淀者为Na2CO3 B 分别加入等浓度的稀盐酸 反应较剧烈者为NaHCO3 C 分别加入CaCl2溶液 产生沉淀者为Na2CO3 D 逐滴加入等浓度的盐酸 立即产生气泡者为Na2CO3 题组二　碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应的原理及计算 3.[2024·广东惠州二模] 向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸,CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列判断正确的是 (　) A.在O~a范围内,只发生中和反应 B.ab段发生反应的离子方程式为C+2H+H2O+CO2↑ C.a点盐酸体积为0.3 L D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为 1∶2 4.[2025·安徽县中联盟模拟] 将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水,配成1 L溶液,取出50 mL溶液,然后滴加一定物质的量浓度的盐酸,得到的图像如图所示。 按要求回答问题: (1)写出依次发生反应的化学方程式: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)①代表　　　的变化曲线;②代表　　　　的变化曲线;③代表　　　　的变化曲线。  (3)盐酸的物质的量浓度为　　　　　　　。  (4)加入盐酸为150 mL时,放出的CO2在标准状况下的体积为　　　　。  题组三　钠及其化合物的转化 5.[2024·河北石家庄阶段测试] 钠及其化合物的“价—类”二维图如图所示。下列推断不合理的是 (　) A.a、b均常用作还原剂 B.b在空气中燃烧产物的阴阳离子个数比为1∶1 C.b或c与水反应均可得到d D.e的水溶液既可以显酸性、碱性也可以显中性 6.以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。 下列分析不正确的是 (　) A.反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质 B.反应④说明NaHCO3的热稳定性强于Na2CO3 C.反应⑤⑥可用于潜水艇中氧气的供给 D.上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应 考点二　碱金属　焰色试验 1.碱金属的相似性和递变性 相似性 递变性(Li→Cs) 原子结构 最外层均有1个电子 电子层数逐渐增多,原子半径逐渐　　　  元素性质 具有较强的金属性,最高正价均为　　  金属性逐渐 单质 性质 物理 性质 都是银白色金属(Cs除外),密度小,熔、沸点低 密度呈增大趋势,熔、沸点逐渐　　　  化学 性质 都具有强还原性,类似于金属钠 还原性逐渐 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　　　　颜色,据此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)实验操作流程 铂丝与原来的火焰颜色相同蘸取待测物观察火焰颜色洗净的铂丝与原来的火焰颜色相同 [微点拨] 铂丝洗涤时要用稀盐酸洗(不能用稀硫酸洗),然后灼烧,火焰为无色或与原来火焰颜色相同时,说明洗净。 (3)常考元素的焰色 金属元素 钠 钾(透过蓝色 钴玻璃观察) 钙 铜 钡 火焰颜色 　　  　　  砖红色 绿色 黄绿色 【对点自测】 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)加热时,碱金属单质都能与O2反应生成过氧化物　　 (　) (2)碱金属单质都能与水反应生成相应的碱和H2(　) (3)做焰色试验前,铂丝用稀盐酸清洗并灼烧至与原来的火焰颜色相同 (　) (4)用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液并灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+ (　) (5)钾的活泼性强于钠,因此钾可从NaCl溶液中置换出金属钠 (　) 　　　　　　　　　　　　　　　 题组一　碱金属元素的性质 1.[2024·河北衡水中学调研] 下列关于碱金属的叙述中正确的是 (　) A.碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大 B.碱金属随着原子序数增大,与水反应的剧烈程度增大 C.碱金属单质的金属性很强,均易与氧气反应生成两种氧化物 D.碱金属单质着火时均可用干冰灭火 2.下列关于元素Li、Na、K、Rb、Cs的叙述均正确的一组是 (　) ①金属性最强的是锂 ②形成的离子中,氧化性最强的是Li+ ③在自然界中都以化合态形式存在 ④Li的密度最小 ⑤单质均可与水反应,产物均为碱和H2 ⑥单质在O2中燃烧的产物都有M2O和M2O2两种形式 ⑦粒子半径:Rb+>K+>Na+,Cs>Cs+ A.①②③④⑤ B.③④⑤⑥⑦ C.①②④⑥⑦ D.②③④⑤⑦ 题组二　焰色试验 3.用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在火焰上灼烧,直接观察到火焰呈黄色。下列各判断正确的是 (　) A.只含有Na+ B.一定含有Na+,可能含有K+ C.既含有Na+,又含有K+ D.可能含有Na+,可能还含有K+ 4.焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色试验的观察两项操作如图所示。下列叙述不正确的是 (　) A.每次实验中都要先将铂丝灼烧到火焰与原来的火焰颜色相同,再蘸取被检验物质 B.钠的焰色试验也要透过蓝色钴玻璃观察 C.实验时最好选择本身颜色较浅的火焰 D.没有铂丝可用光洁无锈的铁丝代替进行实验 经典真题·明考向 　　　　　　　　　　　　　　　 1.下列说法正确的是　　　　(填序号)。   ①[2022·全国乙卷] 碳酸氢钠可用作食品膨松剂。 ②[2022·广东卷] Na2CO3可与酸反应,故面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包。 ③[2022·海南卷] 小苏打的主要成分是Na2CO3。 ④[2022·重庆卷] Na和Li分别在O2中燃烧得到Na2O和Li2O。 ⑤[浙江卷] Ca(HCO3)2的溶解度比CaCO3的大,则NaHCO3的溶解度比Na2CO3的大。 ⑥[2023·湖北卷] Li、Na、K的金属性随其核外电子层数增多而增强。 2.[2024·北京卷] 关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中,不正确的是 (　) A.两种物质的溶液中,所含微粒的种类相同 B.可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3 C.利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3 D.室温下,二者饱和溶液的pH差约为4,主要是由于它们的溶解度差异 3.[2024·湖北卷] 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+nNH3Li++[e(NH3)n]- 学科网（北京）股份有限公司 $ 第12讲　碳酸钠和碳酸氢钠　碱金属 考点一 ● 夯实必备知识 1.苏打　小苏打　分解　强　弱 2.(2)①固体质量　②NaOH　③CO2 3.(3)CO2 4.①4Na+O22Na2O ②2Na+O2Na2O2 ③Na2O+H2O2NaOH ④2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ ⑤NaOH+CO2NaHCO3 ⑥2NaOH+CO2Na2CO3+H2O ⑦NaOH+HClNaCl+H2O ⑧Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3 ⑨2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O ⑩Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ 2Na+2H2O2NaOH+H2↑ 【对点自测】 (1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√ [解析] (1)Ca(OH)2与NaHCO3、Na2CO3溶液均反应生成CaCO3白色沉淀,错误。 (2)NaHCO3受热分解生成CO2、水和Na2CO3,固体质量减少;Na2CO3受热不分解,固体质量不变,正确。 (3)发生反应Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3↓,由于溶解度较大的Na2CO3转化成溶解度较小的NaHCO3,且又消耗一部分溶剂H2O,故有NaHCO3晶体析出,正确。 ● 提升关键能力 题组一 1.D　[解析] NaHCO3加热易分解生成Na2CO3、水和CO2,则热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,A错误;常温时,水中溶解度:Na2CO3>NaHCO3,B错误;质量相等时,NaHCO3的物质的量比较大,故与足量盐酸反应产生CO2的量: Na2CO3<NaHCO3,C错误;根据Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑、NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑可知,等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中滴入稀盐酸,放出气体的快慢:Na2CO3<NaHCO3,D正确。 2.B　[解析] 向装有Na2CO3和NaHCO3溶液的试管中分别加入澄清石灰水,有关反应为Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH,Ca(OH)2+2NaHCO3CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,两者均产生白色沉淀,现象相同,A错误;加入等浓度的稀盐酸时,NaHCO3溶液反应更剧烈,B正确;Na2CO3、NaHCO3与CaCl2反应均生成CaCO3白色沉淀,C错误;逐滴加入盐酸时,NaHCO3溶液立即产生气泡,Na2CO3溶液开始无明显现象,后有气泡产生,D错误。 题组二 3.C　[解析] 向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸,发生的反应依次为OH-+H+H2O, C+H+HC,HC+H+CO2↑+H2O,据此可以解答。在O~a范围内,发生的反应是OH-+H+H2O, C+H+HC,分别为中和反应和复分解反应,A错误;ab段发生反应的离子方程式为HC+H+CO2↑+H2O,B错误;从图像知生成0.01 mol CO2,根据离子方程式HC+H+CO2↑+H2O可知,消耗0.01 mol HCl,消耗盐酸的体积为=0.1 L,故a点盐酸体积为0.3 L,C正确;根据离子方程式和图像可知,Na2CO3的物质的量是0.01 mol,共计消耗HCl 0.02 mol,所以与NaOH反应的HCl是0.04 mol-0.02 mol=0.02 mol,则NaOH的物质的量为0.02 mol,因此原混合液中,NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1,D错误。 4.(1)Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3、NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑ (2)NaHCO3　NaCl　Na2CO3 (3)0.05 mol·L-1 (4)0.112 L [解析] (1)向Na2CO3、NaHCO3组成的混合溶液中滴加盐酸,依次发生的反应为Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3、NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑。(2) 向Na2CO3、NaHCO3组成的混合溶液中滴加盐酸,Na2CO3先与HCl反应生成NaCl和NaHCO3,然后NaHCO3与HCl反应生成NaCl、H2O和CO2,故物质的量一直增加的物质为NaCl,即②代表NaCl的变化曲线,先增加后减少的物质为NaHCO3,即①代表NaHCO3的变化曲线,一直减少的物质为Na2CO3,即③代表Na2CO3的变化曲线。(3)当加入150 mL盐酸时恰好反应完全生成NaCl溶液,n(HCl)=n(NaCl)=2n(Na2CO3)+ n(NaHCO3)=2.5×10-3×2 mol+2.5×10-3 mol=7.5×10-3 mol,c(HCl)==0.05 mol·L-1。 (4)n(CO2)=n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=(2.5+2.5)×10-3 mol=5×10-3 mol,标准状况下V(CO2)=5×10-3 mol×22.4 L·mol-1=0.112 L。 题组三 5.B　[解析] 由价态及类别可知a为NaH、b为Na、c为Na2O或Na2O2、d为NaOH、e为钠盐,据此分析解答。NaH、Na均易失电子表现强还原性,常用作还原剂,A正确;Na在空气中燃烧生成Na2O2,Na2O2由2个Na+和1个组成,阴阳离子个数比为1∶2,B错误;Na、Na2O、Na2O2均能与水反应生成NaOH,C正确;钠盐的水溶液可以显酸性、碱性也可以显中性,如NaHSO4溶液显酸性,Na2CO3溶液显碱性,NaCl溶液显中性,D正确。 6.B　[解析] 反应③为CO2+2NaOHNa2CO3+H2O,符合酸性氧化物的定义,则反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质,A正确;反应④为NaHCO3受热分解生成Na2CO3、H2O和CO2,说明Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3,B错误;反应⑤⑥均有O2产生,可用于潜水艇中氧气的供给,C正确;④是分解反应,①是化合反应,②是置换反应,D正确。 考点二 ● 夯实必备知识 1.增大　+1　增强　降低　增强 2.(1)特征　(3)黄色　紫色 【对点自测】 (1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)× ● 提升关键能力 题组一 1.B　[解析] 碱金属单质的密度随原子序数的增大而呈增大趋势,但Na的密度大于K的密度,A错误;碱金属随着原子序数增大,越易失电子,与水反应越剧烈,B正确;K与O2反应可生成K2O、K2O2、超氧化钾等,C错误;碱金属从Na开始,燃烧时会生成过氧化物,与CO2反应生成助燃的O2,因此不能使用干冰灭火,D错误。 2.D　[解析] 在元素周期表中,从上到下,碱金属的金属性逐渐增强,题述五种元素中金属性最强的是Cs,①错误;根据单质的还原性越强,形成离子的氧化性越弱,可知题述五种元素形成的离子中,氧化性最强的是Li+,②正确;五种元素都是活泼金属元素,在自然界中都以化合态形式存在,③正确;五种元素中Li的密度最小,④正确;碱金属单质都能与水反应得到碱和H2,⑤正确;Li、Na在氧气中燃烧分别得到Li2O、Na2O2,⑥错误;碱金属元素对应的阳离子半径从上到下依次增大,即Rb+>K+>Na+,同一元素的原子半径大于阳离子半径,即Cs>Cs+,⑦正确;D正确。 题组二 3.B　[解析] 用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在火焰上灼烧,观察到火焰呈黄色,则说明原溶液中含有Na+,由于未透过蓝色钴玻璃观察,故无法判断是否含有K+,故原溶液中可能含有K+,B正确。 4.B　[解析] 如果不这样做,会给待测元素火焰颜色带来干扰,A正确;钠的焰色可直接观察,B错误;焰色试验应选择本身颜色较浅的火焰,C正确;光洁无锈的铁丝与铂丝灼烧时都没有特殊焰色,可以用于进行焰色试验,D正确。 经典真题·明考向 1.①⑥　[解析] Na2CO3不是小苏打,②错误;小苏打的主要成分是NaHCO3,③错误;Na在O2中燃烧得到Na2O2,④错误;Na2CO3的溶解度大于NaHCO3,⑤错误。 2.D　[解析] Na2CO3和NaHCO3的溶液中均存在H2O、H2CO3、H+、OH-、Na+、C 、HC,A正确;向NaHCO3中加入适量NaOH溶液,发生反应:NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O,B正确;NaHCO3受热易分解,转化为Na2CO3,同时生成H2O和CO2,而Na2CO3热稳定性较强,C正确;室温下Na2CO3和NaHCO3饱和溶液pH相差较大的主要原因是C的水解程度远大于HC,D错误。 3.C　[解析] 本题利用Li和液氨发生反应Li+nNH3Li++[e(NH3)n]-制备[e(NH3)n]-;碱石灰可以吸收浓氨水中的水分,同时吸水过程大量放热,使浓氨水受热分解产生NH3;利用集气瓶收集NH3;过量的NH3进入双口烧瓶中,在冷却体系中发生反应生成[e(NH3)n]-;最后的球形干燥管中可装P2O5,除掉过量的NH3,同时防止空气中的水蒸气进入而引起副反应。碱石灰为生石灰和氢氧化钠的混合物,可以吸收浓氨水中的水分,同时吸水过程大量放热,有利于NH3逸出,A正确;锂片表面有Li2O,Li2O会阻碍Li和液氨的接触,所以必须打磨出新鲜表面,B正确;第一个干燥管的目的是干燥NH3,P2O5为酸性干燥剂,能与NH3反应,所以不能用P2O5,而装置末端干燥管的作用为吸收过量的NH3,可用P2O5,C错误;双口烧瓶中发生的变化是Li+nNH3Li++[e(NH3)n]-,D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $