第4章 第10讲 碱金属 钠及其氧化物（Word教参）-【精讲精练】2027年高考化学一轮复习（人教版）

该高中化学讲义聚焦碱金属元素性质、焰色试验及钠及其氧化物等高考核心考点，按原子结构-性质递变-单质及化合物应用的逻辑架构系统梳理，通过表格对比相似性与递变性，结合方法指导（如碱金属特殊性）和真题训练（含2025-2024年高考题），帮助学生构建知识网络，突破重点难点。 资料采用对比归纳与实验探究结合的教学方法，如通过钠与盐溶液反应“先水后盐”规律培养科学思维，分层练习从基础判断到综合计算强化化学观念。设置实验装置分析（如钠与CO₂反应）等探究活动，助力学生高效掌握考点，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第10讲　碱金属　钠及其氧化物 [课程标准]　1.知道碱金属元素的性质特点及焰色试验的操作。2.了解钠及其氧化物的主要性质，能列举它们性质的应用及有关实验现象。 考点一　碱金属　焰色试验 1．碱金属(Li、Na、K、Rb、Cs)性质 相似性 递变性(由Li→Cs) 原子结构 最外层均有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，最高正价均为＋1 金属性逐渐增强 单质 性质 物理 性质 (除Cs外)都呈银白色，密度较小，熔点低 密度逐渐增大(钾反常)，熔点逐渐降低 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 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特殊颜色的现象。焰色试验属于元素的物理性质。 (2)操作 正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)Li、Na、K的金属性随其核外电子层数增多而增强“符合事物的双方既相互独立又相互统一”的哲学观点。(　　) (2)碱金属单质都能与水反应生成相应的碱和氢气。(　　) (3)钾的活泼性强于钠，因此钾可从NaCl溶液中置换出金属钠。(　　) (4)只有金属单质灼烧时火焰才有颜色。(　　) (5)焰火中红色来源于钠盐灼烧。(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× 一、碱金属元素性质及应用 1．下列关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述正确的是(　　) ①它们的氢氧化物中碱性最强的是CsOH ②单质熔点最高的是铯 ③它们都是热和电的良导体 ④它们的密度依次增大，且都比水轻 ⑤单质的还原性逐渐增强 ⑥它们对应阳离子的氧化性逐渐增强 A．①③ B．②⑤ C．②④⑥ D．①③⑤ 解析　②碱金属元素从上到下金属的熔点逐渐降低，因此单质熔点最高的是Li，错误；④碱金属元素从上到下金属的密度具有增大趋势，但钠的密度大于钾的密度，铷、铯的密度比水的大，错误；⑥碱金属元素从上到下金属性逐渐增强，单质还原性逐渐增强，它们对应阳离子的氧化性逐渐减弱，错误；①③⑤正确，D正确。 答案　D 2．(2026·浙江杭州模拟)碱金属锂和镁的性质相似，下列有关锂及其化合物的说法不正确的是(　　) A．Li2SO4易溶于水 B．Li在氧气中加热生成Li2O2 C．Li的熔点比钠高 D．Li2CO3受热分解，生成Li2O和CO2 解析　Mg在氧气中加热生成MgO，所以Li在氧气中加热生成Li2O，故选B。 答案　B 碱金属单质、化合物的特殊性 (1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠小。 (2)碱金属一般都保存在煤油中，但锂的密度小于煤油，通常将锂密封在石蜡油中。 (3)锂与O2反应与钠不同，无论是常温还是加热，Li与O2反应只生成Li2O。 (4)NaOH、KOH及钠、钾形成的大多数盐都易溶于水。锂和镁的性质相似，LiOH和Mg(OH)2的溶解度都很小，锂和镁的氟化物、碳酸盐、磷酸盐都是难溶盐。　 二、金属氢化物的还原性 3．根据金属氢化物的特点解答下列问题。 (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为_____________________________________。 (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 三、焰色试验 4．下列对焰色试验操作注意事项的说明，正确的是(　　) ①钾的火焰颜色，要透过蓝色钴玻璃观察 ②先把铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同，再蘸取被检验的物质 ③每次试验后，要用稀硫酸把铂丝洗净 ④焰色试验是物理变化 ⑤没有铂丝，也可用光洁、无锈的铁丝代替 A．①②④⑤ B．①②③⑤ C．①③④ D．①②③④⑤ 解析　盐酸易挥发，金属氯化物在灼烧时也易挥发，可以达到洗净的目的，硫酸盐的熔、沸点较高，难以挥发，不能达到洗净的目的，③错误。 答案　A考点二　活泼的金属单质——钠 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。 2．钠的化学性质(强还原性) (1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应 O2 Cl2：2Na＋Cl22NaCl。 (2)钠与水剧烈反应，反应的离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。 3．钠的制取及保存 (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．钠的用途 (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，如4Na＋TiCl44NaCl＋Ti。 正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)金属钠与皮肤接触会腐蚀皮肤，严禁用手拿。(　　) (2)应标注于乙醇与钠反应的实验操作图标中。(　　) (3)中学实验室中，未用完的钠、钾、白磷可放回原试剂瓶。(　　) (4)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。(　　) (5)金属钠通常保存在盛有CCl4的广口试剂瓶中，以隔绝空气。(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)×　(5)× 1．(2026·湖北武汉开学考试)课堂演示实验“钠在空气中燃烧”中不需要的仪器是(　　) 　　　　　　　 A．坩埚钳 B．玻璃棒 C．瓷坩埚 　D．泥三角 解析　灼烧固体在坩埚中进行，则钠的燃烧需要仪器：坩埚、坩埚钳、酒精灯、泥三角，不需要用到玻璃棒，故选B。 答案　B 2．(2025·辽宁葫芦岛一模)实验室验证钠能与二氧化碳发生反应，并确定其产物的装置如图所示(已知：PdCl2溶液遇CO能产生黑色的Pd)，下列说法错误的是(　　) A．装置②③中分别盛装饱和Na2CO3溶液、浓H2SO4 B．装置⑤中石灰水变浑浊后，再点燃酒精灯 C．装置①的仪器还可以制取H2 D．装置⑥中有黑色沉淀，发生的反应是PdCl2＋CO＋H2O===Pd↓＋CO2＋2HCl 解析　A.装置①中反应产生的CO2气体含有氯化氢和水蒸气，因为碳酸钠溶液与CO2反应，应先用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2气体中的氯化氢；B.金属钠易与空气中的氧气、水蒸气等发生反应，实验之前，应用CO2气体排出装置中的空气，当装置⑤中石灰水变浑浊后，说明空气已排净，再点燃酒精灯，可排除氧气、水蒸气等对钠与CO2反应的干扰；C.装置①为固体和液体不加热反应制备气体的装置，锌和稀硫酸反应制氢气可以用装置①；D.根据题给信息可知，PdCl2溶液与CO发生氧化还原反应生成黑色的Pd、CO2和HCl，则该化学方程式正确；故选A。 答案　A 3．完成下列问题。 (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　②NaCl溶液　③Na2SO4溶液　④饱和澄清石灰水　⑤Ca(HCO3)2溶液 ⑥CuSO4溶液　⑦饱和NaCl溶液 (2)按要求书写反应的离子方程式。 ①将Na投入Ca(HCO3)2溶液中，反应后生成正盐溶液：____________________________ ________________________________________________________________________。 ②将Na投入NH4HCO3溶液中，有刺激性气味气体放出：__________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(1)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，都有气体生成；①NaOH与MgSO4反应，生成Mg(OH)2沉淀；②、③只发生钠与水的反应，只有气体生成；④澄清石灰水中溶剂减少，Ca(OH)2析出，有沉淀生成；⑤NaOH再与Ca(HCO3)2反应，生成CaCO3沉淀，有沉淀生成；⑥NaOH与硫酸铜反应生成蓝色沉淀；⑦溶剂水反应减少，NaCl析出，有沉淀生成；①④⑤⑦符合题意； (2)①Na与水反应生成NaOH，再与Ca(HCO3)2反应生成氢气、碳酸钙、碳酸钠和水；离子方程式为：2Na＋Ca2+＋2HCO===CaCO3↓＋2Na＋＋CO＋H2↑；②Na与水反应生成NaOH，再与NH4HCO3溶液反应生成氢气、氨气、碳酸钠和水，离子方程式为：2Na＋NH＋HCO===2Na＋＋CO＋NH3↑＋H2↑。 答案　(1)①④⑤⑦ (2)①2Na＋Ca2+＋2HCO===CaCO3↓＋2Na＋＋CO＋H2↑　②2Na＋NH＋HCO===2Na＋＋CO＋NH3↑＋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”。 (2)钠与盐溶液的反应：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。　 考点三　钠的氧化物 1．氧化钠与过氧化钠的性质比较 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 氧元素化合价 －2 －1 阴、阳离子个数比 1∶2 1∶2 与水反应 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 与CO2反应 Na2O＋CO2=== Na2CO3 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 与盐酸反应 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑ 主要用途 可制烧碱 漂白剂、消毒剂、供氧剂 [自主思考] (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________________。 提示　(1)　Na2O2 Na2O2　O2　NaOH　(2)0.2NA(或1.204×1023) 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表现强氧化性 Na2O2＋SO2===Na2SO4； Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2NaOH； Na2O2＋H2S===S↓＋2NaOH； Na2O2＋品红溶液―→品红溶液褪色； Na2O2＋酚酞溶液―→溶液先变红后褪色。 (2)Na2O2表现还原性 当遇KMnO4等强氧化剂时，Na2O2被氧化，其氧化产物为O2。 (3)Na2O2既表现氧化性又表现还原性 遇CO2、H2O、H＋则发生自身的氧化还原反应。 正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA。(　　) (2)H2O2和Na2O2都属于过氧化物，含有的化学键完全相同。(　　) (3)1 mol Na2O2与足量CO2反应转移的电子数为NA。(　　) (4)Na2O2投入滴加酚酞的水中，溶液先变红后褪色，并产生大量无色气泡。(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√ 一、钠的氧化物的结构及性质 1．(2025·北京东城一模)关于含少量氧化钠的过氧化钠样品，下列说法不正确的是(　　) A．阴阳离子个数比为1∶2 B．钠露置在空气中最终转化为该样品 C．能与水反应，放出热量 D．测定氧化钠质量分数的方案：取a g样品溶于足量盐酸，蒸干、灼烧，得b g固体 解析　Na2O2中包含2个Na＋和1个O，阴阳离子个数比为1∶2，A正确；金属钠放置在空气中先被氧气氧化生成Na2O，然后吸水变成NaOH，再吸收CO2和水变成Na2CO3·10H2O，最后风化得到Na2CO3粉末，B错误；Na2O和Na2O2均可与水反应，且为放热反应，C正确；Na2O和Na2O2与盐酸反应生成NaCl，假设样品中Na2O、Na2O2的物质的量分别为x mol、y mol，则M(Na2O)·x＋M(Na2O2)·y＝a、M(NaCl)·(2x＋2y)＝b，求解方程组可计算出Na2O和Na2O2的质量，进而计算Na2O在样品中的质量分数，D正确。 答案　B 2．(2025·吉林白城一模)将Na2O2分别投入含有下列离子的溶液中，离子浓度明显减小的是(　　) ①S2-　②SO　③HCO　④Fe2+　⑤CO　⑥SO　⑦CH3COO－　⑧NH A．①②③④⑧ B．①②③④⑤ C．②③④⑤⑧ D．④⑤⑥⑦⑧ 解析　Na2O2具有强氧化性，①S2-、②SO、④Fe2+具有还原性，会发生氧化还原反应，导致S2-、SO、Fe2+的浓度减小；③Na2O2与溶液中的水反应产生NaOH，NaOH与HCO反应导致HCO浓度减小；⑤CO、⑥SO、⑦CH3COO－与Na2O2及其与水反应产生的成分NaOH、O2都不能发生反应，故溶液中CO、SO、CH3COO－的浓度不变；⑧Na2O2与水反应产生的NaOH电离产生OH－与溶液中NH结合形成弱电解质NH3·H2O，导致NH的浓度降低；加入Na2O2后离子浓度减小的微粒序号是①②③④⑧，故选A。 答案　A 二、钠的氧化物与水、CO2反应的定量关系 3．把一定体积的H2、CO、CO2混合气体通入盛有足量Na2O2的密闭容器中，用电火花不断点燃，充分反应后，在相同条件下，测得气体体积变为原体积的，则原混合气体中H2、CO、CO2物质的量之比可能为(　　) A．2∶2∶5 B．4∶2∶3 C．6∶7∶5 D．3∶4∶2 解析　Na2O2与CO2反应相当于吸收CO；Na2O2与H2O反应相当于吸收H2，故混合物气体反应恢复到原温度，容器内的压强为原来的，剩余气体为O2，设原混合气体共9 mol，则反应后生成1 mol氧气，n(CO2)＝2n(O2)＝2 mol，说明H2、CO共为：9 mol－2 mol＝7 mol，所以原混合气体中[n(H2)＋n(CO)]∶n(CO2)＝7 mol∶2 mol＝7∶2，选项中满足条件的只有D；故选D。 答案　D 4．120 ℃时将1.6 g由CO2、H2O组成的混合气体通入盛有足量Na2O2的密闭容器中，充分反应后容器中残留固体的质量比反应前增加0.64 g。下列说法错误的是(　　) A．反应过程中生成O2的质量为0.96 g B．反应过程中被还原的元素的质量为0.96 g C．该混合气体中CO2的质量分数为45% D．将一定量的CO2、H2O组成的混合气体与Na2O2反应，残留固体中可能只含有Na2CO3 解析　题给反应过程中可能涉及的反应有2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。反应过程中生成氧气的质量为1.6 g－0.64 g＝0.96 g，A正确；Na2O2与混合气体反应，被氧化的O和被还原的O的质量相等，均为0.96 g，B正确；由于Na2O2足量，反应过程中固体增加的质量相当于是“CO”和“H2”的总质量，“CO”和“H2”的物质的量分别等于CO2、H2O的物质的量，设两者的物质的量分别为a mol、b mol，则44a g＋18b g＝1.6 g，28a g＋2b g＝0.64 g，得a＝0.02，故CO2的质量分数为×100%＝55%，C错误；由CO2、H2O组成的混合气体与Na2O2反应可能涉及的反应判断，若Na2O2为少量，相当于只有CO2与其反应，残留固体中只含有Na2CO3，D正确。 答案　C (1)将CO或H2的燃烧产物CO2或H2O通过足量的Na2O2，可以看成是由CO或H2直接与Na2O2反应，所以Na2O2固体质量的增加值就是“参加反应”的CO或H2的质量。 (2)凡是分子组成符合(CO)n(H2)m形式的一种或几种物质，m g该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后，Na2O2固体质量的增加值必为m g。 (3)Na2O2与H2O(g)、CO2的混合气体反应，应看成Na2O2先吸收CO2生成Na2CO3，若Na2O2过量，再吸收H2O(g)生成NaOH。　 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)(2025·陕晋宁青卷)用金属钠除去甲苯中的微量水：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑(　　) (2)(2025·重庆卷)Na2O2加入水中：2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑(　　) (3)(2025·云南卷)探究Na与H2O反应：(　　) (4)(2025·四川卷)某溶液焰色试验呈黄色，说明其溶质是氯化钠(　　) (5)(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↑(　　) 解析　(3)金属钠与水反应剧烈，不能在试管中进行，应在烧杯中进行，且烧杯不能盛满水，错误。 答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√ 2．(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＋nNH3===Li＋＋[e(NH3)n]－ 解析　碱石灰吸水放热，有利于NH3逸出，A正确；锂易与空气中的氧气等反应在表面形成氧化膜，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。 答案　C 3．下列说法错误的是(　　) A．(2023·浙江6月卷)过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，可作潜水艇中的供氧剂 B．(2023·浙江1月卷)金属钠导热性好，可用作传热介质 C．(2023·山东卷)活泼金属(如Na)燃烧起火，用灭火毯(石棉布)灭火 D．(2023·广东卷)Na2O和Na2O2两种物质中，只有Na2O能与水反应 答案　D 4．(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 (4)天然碱的主要成分为Na2CO3·NaHCO3·2H2O，1 mol Na2CO3·NaHCO3·2H2O经充分加热得到Na2CO3的质量为________ g。 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。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(g)　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。 (4)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，因此1 mol Na2CO3·NaHCO3·2H2O经充分加热得到1.5 mol Na2CO3，其质量为1.5 mol×106 g·mol-1＝159 g。 答案　(1)作助熔剂，降低NaCl的熔点，节省能耗 (2)　2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)　ΔH＝－510.9 kJ·mol-1 (3)c　a　(4)159 学科网（北京）股份有限公司 $