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第一节
钠及其化合物(题型突破·举一反三)
题型01钠的物理性质及保存
三典例精析
【典例1】C
举一反目
【变式1-1】B
【变式1-2】B
【变式1-3】B
题型02纳的化学性质及甚应用
典例精析
【典例2】A
E举一反目
【变式2-1】D
【变式22】C
【变式2-3】B
题型03钠的氧化物性质比较
典例精析
【典例2】B
举一反
【变式2-1】C
【变式22】D
【变式2-3】B
题型04碳酸钠和碳酸氢钠的的比较
1/3
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三典例精析
【典例4】B
举一反三
【变式41】B
【变式42】B
【变式43】B
题型05碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、除杂及相互转化
典例精析
【典例5】D
E
举一反三
【变式51】A
【变式52】D
【变式53】D
题型06侯氏制减法的原理
典例精析
【典例6】B
三举一反三
【变式61】B
【变式6-2】C
【变式6-3】D
题型07焰色试验
典例精析
【典例】B
举一反三
2/3
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【变式71】B
【变式72】D
【变式7-3】B
题型08钠及其化合物的性质综合
E
典例精析
【典例8】B
举一反三
【变式8-1】D
【变式8-2】D
【变式8-3】B
3/3
第一节 钠及其化合物(题型突破·举一反三)
题型01 钠的物理性质及保存
题型02 钠的化学性质及其应用
题型03 钠的氧化物性质比较
题型04 碳酸钠和碳酸氢钠的的比较
题型05 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、除杂及相互转化
题型06 侯氏制碱法的原理
题型07 焰色试验
题型08 钠及其化合物的性质综合
▌题型01 钠的物理性质及保存
1.钠的物理性质
(1)颜色状态:银白色、有金属光泽的固体;切面暴露空气中,迅速变暗(生成Na2O)。
(2)硬度:很小,可以用小刀切,剩余的钠要放回原瓶;
(3)密度:比水的小,而比煤油的大,比酒精的大;钠放入水中浮在水面;放入煤油、酒精中沉底。
(4)熔点:比较低(97.8℃),钠与水反应放热,可使钠熔化成光亮小球。
(5)金属钠是热、电的良导体。
2.钠的存在与保存
(1)钠元素在自然界中都以化合物的形式存在。
(2)钠的保存
①保存试剂:煤油(或液态石蜡)
②保存两大原因
a.隔绝空气:钠极易与空气中O2、水蒸气反应;
b.密度匹配:钠密度大于煤油,完全浸没,隔绝氧气与水;钠不与煤油发生反应。
③禁止保存的物质及原因
a.水:钠与水剧烈反应,放热爆炸;
b.汽油:汽油易挥发、易燃,存在安全隐患;
c.四氯化碳:CCl4密度比钠大,钠浮在液面,无法隔绝空气;
d.直接暴露空气:快速氧化变质。
④特殊存放:少量/大量钠存放区别
a.少量钠:保存在广口试剂瓶的煤油中;
b.大量金属钠:密封铁桶,填充石蜡油封存。
⑤取用与剩余钠处理(考试简答题)
a.取用:用镊子夹取,放在玻璃片上用小刀切割;
b.剩余钠不能随意丢弃、不能丢进水池,必须放回原试剂瓶。
【典例1】(25-26高一上·江苏·月考)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.钠用小刀即可切割,说明其质软
C.金属钠可保存在煤油中,也可保存在中
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】A.取用钠时,用镊子从煤油中取出钠,用滤纸吸干钠表面的煤油,再用小刀在玻璃片上切割,A正确;B.可用小刀切割,说明钠质地较软,B正确;C.金属钠的密度小于四氯化碳,不可保存在中,C错误;D.钠投入到水中立即熔化成小球,说明钠与水的反应是放热反应,放出的热量使钠熔化,则钠熔点低,D正确。故选C。
【变式1-1】(2025高二上·江苏泰州·学业考试)下列关于钠的叙述中,错误的是
A.钠很软,可以用刀切割 B.钠在空气中燃烧生成氧化钠
C.钠保存在煤油中 D.钠与水反应剧烈,生成氢气和氢氧化钠
【答案】B
【解析】A.钠是碱金属,质地柔软,可用小刀切割,符合其物理性质,A正确;B.钠在空气中缓慢氧化生成氧化钠(Na2O),但燃烧时因剧烈反应生成过氧化钠(Na2O2),而非氧化钠,B错误;C.钠密度大于煤油且不与煤油反应,故保存在煤油中以隔绝空气和水,C正确;D.钠与水反应剧烈,产生氢气与氢氧化钠,是钠的典型化学性质,D正确;故答案选B。
【变式1-2】(24-25高一上·江苏·月考)下列有关钠的存在形式、保存及取用方法的描述正确的是
A.钠在自然界中主要以化合态的形式存在,少量以游离态的形式存在
B.钠需要密封保存在煤油或石蜡油中
C.实验室中可直接用药匙取用钠
D.实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中
【答案】B
【解析】A.钠在自然界中只以化合态的形式存在,A错误;B.钠需要密封保存在煤油或石蜡油中,B正确;C.实验室中需用镊子取用钠,C错误;D.取用后剩余的钠必须放回原试剂瓶中,D错误;故选B。
【变式1-3】(2025高二上·江苏扬州·学业考试)下列有关金属钠的说法正确的是
A.密度比水大 B.常温下保存在煤油中
C.能与水反应放出氧气 D.切块后,剩余的钠不能放回原瓶
【答案】B
【解析】A.钠与水反应浮在水面上,则密度比水小,故A错误;B.钠易和氧气、水反应,所以要密封保存,钠的密度大于煤油,且和煤油不反应,所以钠可以保存在煤油中,故B正确;C.钠在常温即与水剧烈反应生成氢气,不是氧气,故C错误;D.钠易和氧气、水反应,实验剩余的金属钠要放回原瓶,故D错误;答案选B。
▌题型02 钠的化学性质及其应用
一、钠的化学性质
1.钠与氧气的反应
钠与氧气能反应,常温下,生成氧化钠,加热条件下,生成过氧化钠。
4Na+O2===2Na2O,2Na+O2Na2O2。
[注意事项](1)钠与氧气反应,反应条件不同,生成的产物不同。
(2)取用金属钠时,不能用手拿,应该用镊子夹取。
(3)切取钠时,剩余的钠块不能随意丢弃,应放回原试剂瓶。 大多数药品剩余后不能放回原瓶,注意区分。
2.钠与其他非金属单质的反应
钠与其他非金属单质化合生成的化合物中钠只显+1价。如:
(1)钠和氯气反应:2Na+Cl22NaCl
(2)钠和硫单质反应:2Na+SNa2S
(3)钠和氢气反应生成NaH:2Na+H22NaH。
3.与水(滴有酚酞)反应:生成NaOH和H2。现象总结为:浮、熔、游、响、红。
化学方程式为:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
4.与酸溶液反应
(1)钠与酸反应时先与酸中的H+反应,离子方程式:2Na+2H+===2Na++H2↑。
(2)如果钠过量,钠将酸反应完后,再与水反应。
5.与盐溶液反应
钠与盐溶液反应时,首先与水反应生成NaOH,然后NaOH与盐发生复分解反应(若氢氧化钠不与盐反应,则只有钠与水的反应)。
如:(1)Na与CuSO4溶液的反应
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,
2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4,
总反应式为:2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。
(2)Na与K2SO4溶液的反应,仅发生Na与H2O的反应。
[说明] (1)钠与碱溶液反应的实质是钠与水反应。
(2)钠与饱和盐溶液(假设该盐与NaOH不反应且温度不变)反应时,钠与水反应消耗溶剂水,溶质会结晶析出。
6.与熔融盐反应
在熔融状态下,金属钠能将不活泼金属从盐中置换出来,
如:4Na+TiCl44NaCl+Ti,Na+KClNaCl+K↑(制取金属钾,因为钾的沸点比钠的沸点低,使钾成为蒸汽而逸出)
二、钠的重要用途(化学性质对应应用,简答背诵)
1.制备过氧化钠:Na在氧气中燃烧制Na2O2(供氧剂)。
2.冶炼稀有金属(强还原性):高温置换 Ti、Zr 等金属:4Na+TiCl44NaCl+Ti。
3.钠钾合金作原子反应堆导热剂:常温液态,导热性能优良。
4.制作高压钠灯:钠的焰色为黄光,透雾能力强,用于道路、隧道照明。
5.有机反应还原剂:有机合成中作还原剂、除水剂。
【典例2】(25-26高一上·江苏苏州·开学考试)我国科学家将金属钠在一定条件下与 CO2反应获得金刚石。该反应的化学方程式为:。下列说法不正确的是
A.金刚石和石墨都是碳的单质,属于同种物质 B.二氧化碳转化成金刚石是化学变化
C.CO2和 C 在一定条件下可以相互转化 D.反应后固体质量增加
【答案】A
【解析】A.金刚石和石墨是碳的同素异形体,结构不同,属于不同物质,A错误;B.二氧化碳转化为金刚石有新物质生成,属于化学变化,B正确;C.CO2与C可通过反应(如C燃烧生成CO2,或题干反应生成C)相互转化,C正确;D.反应前固体为Na(4mol×23g/mol=92g),反应后固体为(2mol×106g/mol=212g)和C(12g),总质量224g>92g,D正确;故选A。
【变式2-1】(24-25高一上·江苏无锡·期中)下列关于钠的说法中不正确的是
A.金属钠着火时,可以用沙土灭火
B.钠长期放置在空气中,最终将变成碳酸钠粉末
C.实验后剩余的钠粒,需要放回盛有煤油的原试剂瓶中
D.将一小块钠投入硫酸铜溶液时,既能产生气体又会出现白色沉淀
【答案】D
【解析】A.沙土不与钠、过氧化钠等反应,则钠着火时,能用沙土来扑灭,A正确;B.钠放置于空气中发生银白色(钠)→变暗(生成Na2O)→变白色固体(生成NaOH)→成液(NaOH潮解)→结块(吸收CO2成Na2CO310H2O)→最后变成Na2CO3粉(风化),所以最终生成碳酸钠,B正确;C.因钠活泼,易与水、氧气反应,如在实验室随意丢弃,可引起火灾,实验时剩余的钠粒可放回原试剂瓶中,C正确;D.钠与硫酸铜溶液反应生成蓝色沉淀氢氧化铜、氯化钠和氢气,没有白色沉淀产生,D错误;故选D。
【变式2-2】(24-25高一上·江苏无锡·期中)将一块黄豆粒大小的钠块投入到滴有几滴酚酞的水中,会有如下现象,对下列现象解释错误的是
选项
实验现象
结论和解释
A
钠浮在水面上
钠的密度比水小
B
钠熔成光亮的小球
反应放热,钠的熔点低
C
钠在水面四处游动,嘶嘶作响
反应生成了
D
溶液最终变成浅红色
反应生成了碱性物质
【答案】C
【分析】钠的密度小于水,熔点低,质软,与水剧烈反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,生成氢氧化钠和氢气,现象总结为:浮水面、熔小球、乱游动、嘶嘶响;
【解析】A.钠的密度小于水,钠投入水中并浮在水面上,故A正确;B.钠与水反应放出大量热,而且钠的熔点较低,所以钠会熔化成一个光亮的小球,故B正确;C.钠与水剧烈反应,生成气体,所以会发出嘶嘶响声,现象不能说明生成了氢气,故C错误;D.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,溶液显碱性使得酚酞试液变红色,所以反应后溶液由无色变为红色,故D正确;故选C。
【变式2-3】(24-25高一上·江苏无锡·期中)将一小块钠投入到溶液中,有关现象或描述正确的是
A.固体溶解,无气体产生 B.既有气体产生,又有白色沉淀析出
C.只有气体产生 D.只有沉淀产生
【答案】B
【解析】钠和水生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠又和氯化镁生成氢氧化镁白色沉淀和氯化钠,既有气体产生,又有白色沉淀析出,故选B。
▌题型03 钠的氧化物性质比较
氧化钠与过氧化钠的比较
名称
氧化钠
过氧化钠
氧的价态
-2
-1
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
类别
碱性氧化物
过氧化物,不是碱性氧化物
生成条件
常温下钠在空气中与O2反应
在空气中加热Na或Na2O
热稳定性
Na2O2>Na2O
与水反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与盐酸反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
转化
2Na2O+O22Na2O2
用途
制备氢氧化钠、钠盐,无特殊实用价值
① 供氧剂:吸收人体呼出CO2、水蒸气,释放O2;
② 强氧化剂:具有漂白性,可漂白织物、酸碱指示剂;
③ 杀菌消毒。
【典例2】(24-25高一上·江苏南京·期中)Na2O2是常用的供氧剂,下列说法不正确的是
A.Na2O2可由Na在空气中加热而生成
B.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶1
C.Na2O2与水反应生成O2的化学方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
D.Na2O2与CO2反应,Na2O2既是氧化剂又是还原剂
【答案】B
【解析】A.Na在空气中加热生成过氧化钠,A正确;B.Na2O2是离子化合物,由钠离子和过氧根离子构成,阴、阳离子个数比为2∶1,B错误;C.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,C正确;D.此反应中只有过氧化钠中的氧元素的化合价发生变化,Na2O2既是氧化剂也是还原剂,D正确;答案选B。
【变式2-1】(24-25高一上·江苏·月考)某同学探究Na2O2与H2能否反应,设计如图装置,下列说法正确的是
A.装置A可直接用于CaCO3与稀硫酸反应制取CO2
B.装置B中盛放碱石灰的作用只是除去A中挥发出来的少量水蒸气
C.装置C加热前,用试管在装置D管口末端处收集气体点燃,通过声音判断气体纯度
D.检查装置A气密性的方法:向长颈漏斗中加水,当斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好
【答案】C
【分析】探究Na2O2与H2能否反应,由实验装置可知,A装置为Zn与稀盐酸反应生成氢气,盐酸易挥发,则B装置中应为碱石灰,可除去HCl和水蒸气,C装置试管中Na2O2与H2反应,但加热前应先检验氢气的纯度,氢气不纯加热时可能发生爆炸,最后D装置通过检验反应后是否有水生成判断Na2O2与H2能否反应,据此分析解答。
【解析】A.大理石与硫酸反应生成微溶的硫酸钙包裹在固体表面,阻止反应继续进行,使反应不能进行到底,A错误;B.A装置为Zn与稀盐酸反应生成氢气,盐酸易挥发,则B装置中应为碱石灰可除去HCl和水蒸气,B错误;C.氢气具有可燃性,不纯时加热易发生爆炸,则加热试管前,应先收集气体点燃,通过爆鸣声判断气体的纯度,C正确;D.装置A气密性的检查方法:先关闭K1,后直接向长颈漏斗中加水,当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好,D错误;故选C。
【变式2-2】(24-25高一上·江苏南京·阶段检测)2024年10月30日,“神舟十九号”载人飞船成功发射。为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境,一般会在飞船内安装盛有Na2O2颗粒的装置。下列关于Na2O2的叙述正确的是
A. Na2O2只能作氧化剂
B. Na2O2是白色粉末
C. Na2O2能与酸反应,是碱性氧化物
D.等质量的Na2O2分别与足量H2O、CO2反应,转移的电子数相同
【答案】D
【解析】A.Na2O2中O元素的化合价为-1价,位于中间价态,故Na2O2既具氧化性,又具还原性,可作氧化剂,也可作还原剂,A项错误;B.Na2O2是淡黄色粉末,B项错误;C.能与酸反应生成盐和水的氧化物属于碱性氧化物。而Na2O2能与酸反应,生成盐、水和氧气,故不属于碱性氧化物,C项错误;D.Na2O2分别与H2O、CO2反应方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,由反应方程式可知,2mol Na2O2反应时转移的电子数都为2mol,D项正确;答案选D。
【变式2-3】(24-25高一上·江苏南京·期中)Na2O2是常用的供氧剂,下列说法不正确的是
A.Na2O2可由Na在空气中加热而生成
B.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶1
C.Na2O2与水反应生成O2的化学方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
D.Na2O2与CO2反应,Na2O2既是氧化剂又是还原剂
【答案】B
【解析】A.Na在空气中加热生成过氧化钠,A正确;B.Na2O2是离子化合物,由钠离子和过氧根离子构成,阴、阳离子个数比为1∶2,B错误;C.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,C正确;D.此反应中只有过氧化钠中的氧元素的化合价发生变化,Na2O2既是氧化剂也是还原剂,D正确;答案选B。
▌题型04 碳酸钠和碳酸氢钠的的比较
1.Na2CO3、NaHCO3的物理性质比较
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱或苏打
小苏打
颜色、状态
白色粉末
细小白色晶体
水溶性
易溶于水
水中易溶,但比Na2CO3的溶解度小
2.碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性比较
(1)实验探究:如图所示实验为“套管实验”,小试管内塞有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球。
点燃酒精灯加热,能观察到的实验现象是小试管中棉花球变蓝色,B烧杯中澄清石灰水变浑浊,A中有少量气泡冒出,澄清石灰水不变浑浊。
(2)实验结论:Na2CO3受热不易分解;NaHCO3受热易分解,生成物中含有CO2和H2O。由此可知,Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强。NaHCO3受热分解的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
3.碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质比较
物质
Na2CO3
NaHCO3
与盐反应
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
2NaHCO3+CaCl2=
CaCO3↓+CO2↑+2NaCl+H2O
与碱反应
NaOH
不反应
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
Ca(OH)2
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
Ca(OH)2少量:
2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
Ca(OH)2过量:
NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O
与酸反应
盐酸过量:Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
盐酸少量:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl
NaHCO3+HCl=NaCl+ CO2↑+H2O
与CO2反应
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
不反应
相互转化
用途
制玻璃、造纸、洗涤剂
发酵粉、灭火剂、治胃酸过多
【典例4】(25-26高一上·江苏淮安·期末)为探究碳酸钠及碳酸氢钠的部分性质,设计如下实验和装置。
实验①:向5 mL Na2CO3溶液中逐滴加入足量的的稀盐酸
实验②:向5 mL NaHCO3溶液中逐滴加入足量的的稀盐酸
实验③:
下列说法正确的是
A.加盐酸过程中,产生气泡的速度:Na2CO3>NaHCO3
B.当分别逐滴加入3 mL 稀盐酸时,浓度:实验①>实验②
C.完全反应后,相同条件下生成的气体体积:实验①>实验②
D.实验③可探究Na2CO3和NaHCO3的热稳定性,其中乙为NaHCO3
【答案】B
【解析】A.直接与盐酸反应生成二氧化碳气体,与盐酸的反应分步进行,盐酸少量时先生成,继续加盐酸再生成二氧化碳气体,故加盐酸过程中产生气体的速度<,A错误;
B.向5 mL 溶液()中逐滴加入3 mL 稀盐酸(,少量)时,发生反应:生成,浓度为;向5 mL 溶液()中逐滴加入3 mL 稀盐酸(,少量),发生反应:,剩余的物质的量为,浓度为;故浓度:实验①>实验②,B正确;C.与足量盐酸反应的化学方程式为,与盐酸反应的化学方程式为,故等物质的量的和分别与足量盐酸完全反应后,生成的气体体积相同,即实验①=实验②,C错误;D.验证热稳定性时,需将稳定物质放在高温处,不稳定物质放在低温处,热稳定性强应放在直接加热的乙处;易分解,应放在间接加热的甲处,D错误;故选B。
【变式4-1】(24-25高一上·江苏扬州·期末)常温下,为探究、的性质,进行以下实验:
实验1:用计测得浓度均为、溶液的分别为12和9。
实验2:向溶液中边振荡边逐滴滴入盐酸,至不再产生气泡。
实验3:向溶液中逐滴滴入等体积溶液,生成沉淀,同时放出。
下列说法不正确的是
A.实验1中溶液碱性较强
B.实验2中刚滴入1~2滴盐酸时产生气泡
C.实验3发生反应的离子方程式为:
D.实验3中为避免产生沉淀,不宜使用溶液
【答案】B
【解析】A.实验1中的pH较大,溶液碱性较强,A正确;B.实验2中刚滴入1~2滴盐酸时无气泡产生,离子方程式:,B错误;C.实验3生成沉淀,同时放出,离子方程式为:,C正确;D.的碱性较强,为避免产生沉淀,不宜使用溶液,D正确;故选B。
【变式4-2】(24-25高一上·江苏扬州·期末)常温下,为探究、的性质,进行以下实验:
实验1:用计测得浓度均为、溶液的分别为12和9。
实验2:向溶液中边振荡边逐滴滴入盐酸,至不再产生气泡。
实验3:向溶液中逐滴滴入等体积溶液,生成沉淀,同时放出。
下列说法不正确的是
A.实验1中溶液碱性较强
B.实验2中刚滴入1~2滴盐酸时产生气泡
C.实验3发生反应的离子方程式为:
D.实验3中为避免产生沉淀,不宜使用溶液
【答案】B
【解析】A.实验1中的pH较大,溶液碱性较强,A正确;B.实验2中刚滴入1~2滴盐酸时无气泡产生,离子方程式:,B错误;C.实验3生成沉淀,同时放出,离子方程式为:,C正确;D.的碱性较强,为避免产生沉淀,不宜使用溶液,D正确;故选B。
【变式4-3】(2025高二上·江苏盐城·学业考试)下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的说法中正确的是
A.两者均能与盐酸反应,但碳酸钠反应更剧烈
B.碳酸氢钠可与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠
C.可用焰色反应鉴别碳酸钠和碳酸氢钠
D.碳酸钠的热稳定性弱于碳酸氢钠
【答案】B
【解析】A.碳酸钠和碳酸氢钠均能与盐酸反应生成二氧化碳,但碳酸氢钠反应更剧烈,A项错误;B.碳酸氢钠与氢氧化钠反应:,可生成碳酸钠,B项正确;C.焰色反应检测钠离子,两者焰色均为黄色,无法鉴别,C项错误;D.碳酸钠热稳定性强,加热不分解;碳酸氢钠加热分解:,稳定性弱,D项错误;答案选B。
▌题型05碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、除杂及相互转化
1.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别
依据
现象
热稳定性
加热固体质量减轻的是NaHCO3,无变化的是Na2CO3
与CaCl2(或BaCl2)溶液反应
有沉淀生成的是Na2CO3溶液,无变化的是NaHCO3溶液
固体与盐酸反应的剧烈程度
反应剧烈的是NaHCO3,相对缓慢的是Na2CO3
溶液中逐滴加入盐酸时的现象
逐滴加入盐酸时,立即产生气体的是NaHCO3,开始不产生气体,滴加一会才产生气体的是Na2CO3
【特别提醒】Na2CO3与NaHCO3都能与Ca(OH)2或Ba(OH)2反应生成白色沉淀,故不可用Ca(OH)2或Ba(OH)2鉴别二者。
2.碳酸钠与碳酸氢钠的提纯
混合物(括号内的为杂质)
除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
【知识拓展】Na2CO3溶液与盐酸互滴时反应现象的不同点
(1)向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液
现象:立即产生大量的气泡。
2HCl+Na2CO3===2NaCl+CO2↑+H2O
(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸
现象:刚开始无气泡产生,盐酸滴加到一定量后,有气泡产生。
HCl+Na2CO3===NaCl+NaHCO3
HCl+NaHCO3===NaCl+CO2↑+H2O
结论:不同的滴加顺序产生不同的现象,这也是鉴别Na2CO3溶液和盐酸的一种方法。
(3)无法除杂情况:NaHCO3固体混Na2CO3,不能加热除杂,加热只会消耗NaHCO3,无法除去Na2CO3。
3.碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化
【典例5】(25-26高一上·江苏·月考)某课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体,设计了如下几种实验方法。下列说法正确的是
A.装置Ⅰ中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应,产生气体速率快的是Na2CO3
B.当稀盐酸足量时,装置Ⅰ中气球鼓起体积较小的是NaHCO3
C.加热装置Ⅱ,澄清石灰水变浑浊的一侧中的白色固体是Na2CO3
D.装置Ⅲ中两个烧杯均可看到白色浑浊,故无法鉴别
【答案】D
【解析】A.Na2CO3与盐酸反应分步进行,第一步发生反应:+H+=,不产生气体;第二步发生反应:+H+=CO2↑+H2O,产生CO2气体。而NaHCO3与盐酸直接发生反应:+H+=CO2↑+H2O,产生CO2气体,故反应产生气体速率更快的是NaHCO3,A错误;B.当两种固体质量是1 g时,它们的物质的量分别是n(Na2CO3)=,n(NaHCO3)=,,当稀盐酸足量时,由碳元素守恒可知,NaHCO3反应生成CO2更多,气球体积更大,体积较小的是Na2CO3,B错误;C.NaHCO3不稳定,受热发生分解反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,产生的CO2能够使石灰水变浑浊;Na2CO3稳定,受热不分解,故能够使澄清石灰水变浑浊的是NaHCO3,C错误;D.Na2CO3能够与石灰水发生反应:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH,生成CaCO3沉淀;NaHCO3也能够与石灰水发生反应:NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O+NaOH或者发生反应:2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2H2O+Na2CO3,也生成CaCO3沉淀,可见Na2CO3、NaHCO3两者均能反应产生白色浑浊,因此无法鉴别,D正确;故合理选项是D。
【变式5-1】(25-26高一上·江苏无锡·期中)下列有关和的性质,叙述错误的是
A.鉴别和既可以用溶液,也可用溶液
B.除去固体中混有的少量,用加热法
C.向粉末和晶体中滴入少量水,前者温度升高,后者温度下降
D.、均属于盐,但是其水溶液均显碱性
【答案】A
【解析】A.溶液可以与反应生成沉淀,但不与反应。与反应会生成沉淀,与发生反应也会生成沉淀,因此不可用鉴别和,A错误;B.受热分解为、和,受热不发生反应,因此可以通过加热除去中的少量,B正确;C.溶于水放热,温度升高,溶于水吸热,温度下降,C正确;D.和均属于盐类,但水溶液均呈碱性,D正确;故答案选A。
【变式5-2】(24-25高一上·江苏泰州·月考)碳酸钠和碳酸氢钠是厨房中常见的物质,下列关于二者的说法正确的是
A.氢氧化钠溶液可除去碳酸氢钠溶液中混有的碳酸钠
B.碳酸钠溶液可使紫色石蕊溶液变红
C.可利用澄清石灰水鉴别二者的溶液
D.可以利用稀盐酸对二者进行鉴别
【答案】D
【解析】A.氢氧化钠与碳酸氢钠反应生成碳酸钠,会损失碳酸钠且引入更多碳酸钠,无法除去原有碳酸钠,A错误;B.碳酸钠溶液呈碱性,使紫色石蕊溶液变蓝而非变红,B错误;C.碳酸钠和碳酸氢钠均与澄清石灰水反应生成白色沉淀碳酸钙,无法鉴别,C错误;D.向两种溶液中滴加稀盐酸,稀盐酸与碳酸钠反应先无气泡后产生气体,与碳酸氢钠立即产生气泡,可鉴别,D正确;故选D。
【变式5-3】(24-25高一上·江苏·期中)实验室有一包白色固体,可能含有、和NaCl中的一种或多种。下列根据实验事实得出的结论中,正确的是
A.属于酸式盐,可以发生以下电离:
B.取一定量固体,溶解,向溶液中滴加适量溶液,观察到有白色沉淀生成,说明原固体中一定含有NaCl
C.取一定量的固体,溶解,向溶液中加入适量CaO粉末,充分反应后观察到有白色沉淀生成,说明原固体中一定含有
D.称取5.92g固体,加热至恒重,若固体质量减少0.93g,则原样中含有2.52g
【答案】D
【解析】A.属于酸式盐,可以发生以下电离:,A错误;B.取一定量固体,溶解,向溶液中滴加适量AgNO3溶液,碳酸根离子、氯离子都能和银离子反应生成沉淀,B错误;C.取一定量固体,溶解,向溶液中加入适量CaO粉末,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和Na2CO3、NaHCO3都能生成沉淀,C错误;D.根据反应2NaHCO3Na2CO3+ CO2↑+H2O,2mol即168g碳酸氢钠加热分解减少62g,固体质量减少0.93g,则原样中含有碳酸氢钠,D正确;答案选D。
▌题型06 侯氏制碱法的原理
1.原料:氨、氯化钠溶液、二氧化碳、水。
2.反应原理
(1)生成碳酸氢钠和氯化铵:NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
(2)制取碳酸钠:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
3.生产流程
(1)先通足量氨气,再通入足量CO2,NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
(2)过滤得到NaHCO3固体,高温灼烧分解:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
【特别提醒】①先通NH3原因:NH3极易溶于水,使饱和食盐水呈碱性;碱性环境能大量吸收CO2,提高HCO3-浓度。若先通CO2:CO2溶解度小,溶液中HCO3-浓度低,无法析出NaHCO3晶体。
②析出NaHCO3原因:相同温度下,碳酸氢钠溶解度远小于NaCl、NH4Cl、Na2CO3,达到饱和后以晶体形式沉淀。
4.循环使用的物质:CO2、饱和食盐水。
5.工艺优势(简答背诵)
(1)原料NaCl利用率高;
(2)副产物NH4Cl是铵态氮肥,实现废物利用;
(3)CO2可循环使用,节约原料;
(4)工艺流程简单,能耗更低。
【典例6】(25-26高一上·江苏·阶段检测)联合制碱法(又称侯氏制碱法),因其提高了食盐的转化率,减少了对环境的污染,从而赢得了国际化工界的高度评价。联合制碱法的主要过程如图所示:
下列说法错误的是
A.加料时,在饱和食盐水中先通入,再通入
B.通过蒸发结晶可获得产品
C.向母液中加入细小食盐颗粒,可促进副产品的析出
D.上述流程中,可循环使用的物质为NaCl、
【答案】B
【分析】在饱和食盐水中的溶解度较小,故向饱和食盐水中先通入氨气,使其溶液呈碱性,再通入,充分反应使溶解度较小的以固体形式析出,同时生成,经过滤得到固体和主要含NaCl、NH4Cl的母液,煅烧固体生成纯碱()、和水,可循环使用,通入饱和食盐水中;向母液中加入食盐粉末、通入氨气,经降温过滤可得到固体,同时含NaCl的母液可循环至饱和食盐水中,据此解答。
【解析】A.由分析可知,加料时,在饱和食盐水中先通入,再通入,A正确;B.NaHCO3的溶解度较小,反应后通过过滤得到NaHCO3,而非蒸发结晶,NaHCO3受热易分解,不适合通过蒸发结晶获得,B错误;C.母液中主要含NaCl、NH4Cl,向母液中加入细小食盐颗粒,会增大Cl−浓度,根据同离子效应,可促进副产品NH4Cl的析出,C正确;D.由分析可知,含NaCl的母液可循环至饱和食盐水中,煅烧固体生成的也可循环使用,通入饱和食盐水中,则上述流程中,可循环使用的物质为NaCl、CO2,D正确;故选B。
【变式6-1】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)侯德榜提出的联合制碱法得到世界各国认可,其工业流程如图所示。下列说法错误的是
A.整个流程中可以循环利用的物质是CO2和 NaCl
B.煅烧炉中的反应在实验室中可在蒸发皿中进行
C.先将饱和食盐水加入沉淀池,然后依次通入 NH3和CO2
D.副产品是 NH4Cl
【答案】B
【分析】向饱和的食盐水中先通过量氨气再通入过量二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,过滤得到碳酸氢钠,煅烧碳酸氢钠生成碳酸钠,同时生成的二氧化碳可以循环使用,母液通入氨气析出副产品是氯化铵,据此解答。
【解析】A.煅烧碳酸氢钠生成的可返回沉淀池重复利用,母液中未参与反应的也可循环进入沉淀池,因此可循环利用的物质是和,A正确;B.煅烧炉中进行的是碳酸氢钠固体的高温煅烧反应,实验室中高温煅烧固体需在坩埚中进行,蒸发皿仅可用于蒸发浓缩溶液,不能承受高温煅烧,B错误;C.极易溶于水,先向饱和食盐水中通入可使溶液呈碱性,能吸收更多,增大浓度,便于析出溶解度较小的,因此通入顺序为、,C正确;D.沉淀池内发生反应,母液中提取的副产品为,可用作氮肥,D正确;故选B。
【变式6-2】(25-26高一上·江苏无锡·期中)工业上以粗盐(含、、等杂质)为主要原料,采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥,实验室模拟工艺流程如图甲所示。下列说法不正确的是
A.流程图中的“系列操作”中需要使用玻璃棒
B.饱和食盐水中先通入的气体为
C.如图乙所示装置可以比较和晶体的热稳定性
D.对粗盐溶液除杂可依次加入过量、、,过滤后再加入盐酸调节溶液的
【答案】C
【分析】粗盐溶解后经除杂将含、、等杂质转化为沉淀被除去,得到饱和食盐水,接着向食盐水中先通氨气、再通二氧化碳,生成碳酸氢钠晶体和母液(含氯化铵等),过滤后,碳酸氢钠晶体加热分解为纯碱(碳酸钠),母液经系列操作分离出氯化铵,剩余母液可循环使用,据此分析。
【解析】A.流程图中“系列操作”是从母液中得到,需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作,这些操作均需要玻璃棒(如搅拌、引流),A正确;B.由于CO2在水中溶解度小,而极易溶于水,饱和食盐水中先通入可使溶液呈碱性,更利于后续吸收CO2,B正确;C.比较热稳定性时,应将稳定性弱的物质()放在温度较低的内管,稳定性强的物质()放在温度较高的外管,C不正确;D.对粗盐溶液除杂可依次加入过量、、加溶液除去钙离子和过量的钡离子,过滤后再加入盐酸调节溶液的(除多余的氢氧根和碳酸根),D正确;故选C。
【变式6-3】(25-26高二上·江苏南京·阶段检测)某兴趣小组在实验室模拟侯氏制碱法制备,部分实验装置如下图。下列说法正确的是
A.实验过程中向启普发生器中添加液体时,可以取下I处胶塞加入
B.试剂最好是饱和食盐水,目的是吸收气体中混有的
C.开始实验时,应先打开活塞II,再打开活塞III
D.反应结束后,试剂换为冰水,可以促进晶体的析出
【答案】D
【分析】试剂a为盐酸,试剂b为碳酸钙,用于制取二氧化碳,试剂c为饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中的HCl;然后将二氧化碳通入氨化的饱和食盐水中,反应生成碳酸氢钠,过量的氨气用水或硫酸溶液吸收,且要防止倒吸,据此分析解答。
【解析】A.启普发生器添加液体应通过球形漏斗(试剂a处)加入,A错误;B.CO2中混有的HCl应使用饱和NaHCO3溶液吸收(HCl与NaHCO3反应生成CO2,不减少CO2),B错误;C.侯氏制碱法需先通入NH3使溶液呈碱性,再通入CO2,应先打开活塞III,再打开活塞II,C错误;D.NaHCO3溶解度随温度降低而减小,换为冰水可降低其溶解度,促进晶体析出,D正确;答案选D。
▌题型07 焰色试验
1.原理:金属或它们的化合物在灼烧时,原子核外电子受热跃迁,释放出不同波长的光,产生特殊火焰颜色,属于物理变化,无新物质生成。根据火焰呈现的特征颜色,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.实验仪器与试剂
(1)仪器:铂丝(光洁无锈铁丝替代)、酒精灯、蓝色钴玻璃、盐酸、待测样品
(2)试剂:稀盐酸(洗涤铂丝,不用稀硫酸)
3.操作
(1)洗:铂丝蘸取稀盐酸,除去表面杂质离子;
(2)烧:将铂丝在酒精灯外焰灼烧,直至火焰与原火焰颜色一致(除杂干净);
(3)蘸:冷却后的铂丝蘸取待测溶液/固体粉末;
(4)烧:再次在外焰灼烧,观察火焰颜色;
(5)洗:实验结束,再次用盐酸灼烧铂丝,存放。
【特别提醒】①不能用稀硫酸洗涤:硫酸盐沸点高,灼烧难以除去,残留杂质干扰实验;盐酸盐沸点低,灼烧易挥发。
②每次检验新样品前,必须重复 “洗、烧” 步骤,防止交叉污染。
4.几种金属元素的焰色
(1)钠:黄色;
(2)钾:紫色(观察时要透过蓝色钴玻璃);钴玻璃作用:滤去钠元素黄色光,消除杂质钠的干扰。
(3)锂:紫红色;
(4)钙:砖红色;
(5)锶:洋红色;
(6)钡:黄绿色;
(7)铜:绿色。
【特别提醒】焰色试验表现的既不是单质的性质,也不是化合物的性质,而是元素的性质。焰色试验中物质发生了物理变化。
4.应用
(1)定性检验:检验某物质中是否含有钠、钾等金属元素;
(2)元素鉴别:区分含钠、钾的化合物(如NaCl与KCl)。
【典例7】(25-26高一上·江苏淮安·期中)检验氯化钠溶液中混有氯化钾,常用焰色试验,下列操作实验顺序正确的是
①蘸取待测液②置于酒精灯火焰上灼烧③透过蓝色钴玻璃观察④用稀盐酸洗净铂丝
A.①②③④ B.④②①②③ C.④①② D.①③②④
【答案】B
【解析】钾元素的焰色反应实验需要透过蓝色钴玻璃观察,焰色反应为紫色;正确的操作顺序为:用稀盐酸洗净铂丝,置于酒精灯火焰上灼烧,蘸取待测液,置于酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,故选B。
【变式7-1】(25-26高一上·江苏淮安·阶段检测)焰色试验中,灼烧NaCl时火焰的颜色是
A.紫色 B.黄色 C.砖红色 D.绿色
【答案】B
【解析】焰色试验通过灼烧物质观察火焰颜色判断金属元素。NaCl中的钠离子(Na+)使火焰呈黄色,B正确。其他选项对应不同金属:A为钾(需钴玻璃)、C为钙、D为铜/钡,均不符合题意。故选B。
【变式7-2】(24-25高一上·江苏南京·期中)下列说法中正确的是
A.焰色试验是化学变化
B.用稀硫酸清洗做焰色试验的铂丝(镍丝或铁丝)
C.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
D.利用焰色试验不能区分NaCl与Na2CO3固体
【答案】D
【解析】A.焰色试验是物理变化,不是化学变化,故A错误;B.应该用盐酸清洗铂丝,盐酸可以溶解杂质,且易挥发,不会残留杂质,故B错误;C.K的焰色试验需透过蓝色钴玻璃观察,避免钠的焰色对钾的焰色的干扰,其他元素不需要透过蓝色钴玻璃观察,故C错误;D.NaCl与Na2CO3固体的焰色都为黄色,无法利用焰色试验来区分,故D正确;故本题选D。
【变式7-3】(24-25高一上·江苏淮安·月考)某物质灼烧时,焰色试验为黄色,下列判断正确的是
A.该物质一定是金属钠 B.该物质一定含钠元素
C.该物质一定是钠的化合物 D.该物质中不含钾元素
【答案】B
【解析】A.焰色反应是元素的物理性质,和元素存在形态无关,物质灼烧时,焰色试验为黄色,该物质可能是单质钠,也可能是含钠化合物,A错误;B.物质灼烧时,焰色试验为黄色,说明该物质中一定含钠元素,B正确;C.只要含有钠元素,焰色反应就呈黄色,不一定是钠的化合物,C错误;D.钾元素的焰色反应为紫色,易被黄光遮住,应透过蓝色钴玻璃观察,不能确定是否含钾元素,D错误;答案选B。
▌题型08 钠及其化合物的性质综合
1.钠单质
2.钠的几种化合物
【典例8】(25-26高一上·江苏无锡·期中)下列关于钠及其化合物的说法中错误的是
A.与反应放出氧气,可用于制作呼吸面具
B.碳酸氢钠药片是抗酸药,服用时喝些醋能提高药效
C.分别将少量钠投入到盛有水和硫酸铜溶液的烧杯中,均有气泡产生
D.由钠与氧气在加热条件下反应得到,中阴阳离子的个数比为
【答案】B
【解析】A.与反应放出氧气,方程式为:,可用于制作呼吸面具,A正确;B.碳酸氢钠与醋酸能反应,服用碳酸氢钠时喝醋会降低药效,B错误;C.钠与水反应方程式为:,钠与硫酸铜溶液的反应方程式为:,均有气泡产生,C正确;D.中有一个和两个,故阴阳离子的个数比为,D正确;故答案选B。
【变式8-1】(25-26高一上·江苏南京·期中)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化不能实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】A.常温下钠和氧气反应生成氧化钠,氧化钠和氧气在加热下反应生成过氧化钠,物质间转化能实现,A不符合题意;B.钠和氧气在加热下反应生成过氧化钠,过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,物质间转化能实现,B不符合题意;C.向氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠固体和氯化铵,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,物质间转化能实现,C不符合题意;D.电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气,而不能生成单质钠,该转化不能实现,D符合题意;故选D。
【变式8-2】(25-26高一上·江苏无锡·期中)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.显碱性,可用作干燥剂
B.有导电性,可用于制备
C.有强氧化性,可用作呼吸面具中的供氧剂
D.溶液具有弱碱性,故可用于治疗胃酸过多
【答案】D
【解析】A.NaOH具有吸水性,可用作干燥剂,A错误;B.Na有导电性,与制备金属Ti无关联,应为Na有强还原性,可用于制备,B错误;C.与水或二氧化碳反应生成氧气,可用作呼吸面具中的供氧剂,C错误;D.溶液具有弱碱性,可以与胃酸中的HCl反应,故可用于治疗胃酸过多,D正确;故选D。
【变式8-3】(25-26高一上·江苏无锡·月考)下列实验设计,不能达到实验目的的是
A
B
观察钾元素的焰色
比较和的稳定性
C
D
检验与反应有生成
比较和与等浓度盐酸反应的快慢
【答案】B
【解析】A.K元素的焰色试验必须透过蓝色钴玻璃观察,滤去黄光的干扰,A正确;B.碳酸氢钠不稳定,受热分解生成Na2CO3、CO2、H2O,利用套管实验比较Na2CO3、NaHCO3的热稳定性时,Na2CO3放在大试管内,NaHCO3应放在温度低一些的小试管内,B错误;C.过氧化钠和水反应生成氧气,氧气是助燃性气体,能使带火星的木条复燃,C正确;D.Na2CO3、NaHCO3和稀盐酸反应生成气泡的快慢不同,从而比较Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应的快慢,D正确;故答案选B。
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第一节 钠及其化合物(题型突破·举一反三)
题型01 钠的物理性质及保存
题型02 钠的化学性质及其应用
题型03 钠的氧化物性质比较
题型04 碳酸钠和碳酸氢钠的的比较
题型05 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、除杂及相互转化
题型06 侯氏制碱法的原理
题型07 焰色试验
题型08 钠及其化合物的性质综合
▌题型01 钠的物理性质及保存
1.钠的物理性质
(1)颜色状态:银白色、有金属光泽的固体;切面暴露空气中,迅速变暗(生成Na2O)。
(2)硬度:很小,可以用小刀切,剩余的钠要放回原瓶;
(3)密度:比水的小,而比煤油的大,比酒精的大;钠放入水中浮在水面;放入煤油、酒精中沉底。
(4)熔点:比较低(97.8℃),钠与水反应放热,可使钠熔化成光亮小球。
(5)金属钠是热、电的良导体。
2.钠的存在与保存
(1)钠元素在自然界中都以化合物的形式存在。
(2)钠的保存
①保存试剂:煤油(或液态石蜡)
②保存两大原因
a.隔绝空气:钠极易与空气中O2、水蒸气反应;
b.密度匹配:钠密度大于煤油,完全浸没,隔绝氧气与水;钠不与煤油发生反应。
③禁止保存的物质及原因
a.水:钠与水剧烈反应,放热爆炸;
b.汽油:汽油易挥发、易燃,存在安全隐患;
c.四氯化碳:CCl4密度比钠大,钠浮在液面,无法隔绝空气;
d.直接暴露空气:快速氧化变质。
④特殊存放:少量/大量钠存放区别
a.少量钠:保存在广口试剂瓶的煤油中;
b.大量金属钠:密封铁桶,填充石蜡油封存。
⑤取用与剩余钠处理(考试简答题)
a.取用:用镊子夹取,放在玻璃片上用小刀切割;
b.剩余钠不能随意丢弃、不能丢进水池,必须放回原试剂瓶。
【典例1】(25-26高一上·江苏·月考)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.钠用小刀即可切割,说明其质软
C.金属钠可保存在煤油中,也可保存在中
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
【变式1-1】(2025高二上·江苏泰州·学业考试)下列关于钠的叙述中,错误的是
A.钠很软,可以用刀切割 B.钠在空气中燃烧生成氧化钠
C.钠保存在煤油中 D.钠与水反应剧烈,生成氢气和氢氧化钠
【变式1-2】(24-25高一上·江苏·月考)下列有关钠的存在形式、保存及取用方法的描述正确的是
A.钠在自然界中主要以化合态的形式存在,少量以游离态的形式存在
B.钠需要密封保存在煤油或石蜡油中
C.实验室中可直接用药匙取用钠
D.实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中
【变式1-3】(2025高二上·江苏扬州·学业考试)下列有关金属钠的说法正确的是
A.密度比水大 B.常温下保存在煤油中
C.能与水反应放出氧气 D.切块后,剩余的钠不能放回原瓶
▌题型02 钠的化学性质及其应用
一、钠的化学性质
1.钠与氧气的反应
钠与氧气能反应,常温下,生成氧化钠,加热条件下,生成过氧化钠。
4Na+O2===2Na2O,2Na+O2Na2O2。
[注意事项](1)钠与氧气反应,反应条件不同,生成的产物不同。
(2)取用金属钠时,不能用手拿,应该用镊子夹取。
(3)切取钠时,剩余的钠块不能随意丢弃,应放回原试剂瓶。 大多数药品剩余后不能放回原瓶,注意区分。
2.钠与其他非金属单质的反应
钠与其他非金属单质化合生成的化合物中钠只显+1价。如:
(1)钠和氯气反应:2Na+Cl22NaCl
(2)钠和硫单质反应:2Na+SNa2S
(3)钠和氢气反应生成NaH:2Na+H22NaH。
3.与水(滴有酚酞)反应:生成NaOH和H2。现象总结为:浮、熔、游、响、红。
化学方程式为:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
4.与酸溶液反应
(1)钠与酸反应时先与酸中的H+反应,离子方程式:2Na+2H+===2Na++H2↑。
(2)如果钠过量,钠将酸反应完后,再与水反应。
5.与盐溶液反应
钠与盐溶液反应时,首先与水反应生成NaOH,然后NaOH与盐发生复分解反应(若氢氧化钠不与盐反应,则只有钠与水的反应)。
如:(1)Na与CuSO4溶液的反应
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,
2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4,
总反应式为:2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。
(2)Na与K2SO4溶液的反应,仅发生Na与H2O的反应。
[说明] (1)钠与碱溶液反应的实质是钠与水反应。
(2)钠与饱和盐溶液(假设该盐与NaOH不反应且温度不变)反应时,钠与水反应消耗溶剂水,溶质会结晶析出。
6.与熔融盐反应
在熔融状态下,金属钠能将不活泼金属从盐中置换出来,
如:4Na+TiCl44NaCl+Ti,Na+KClNaCl+K↑(制取金属钾,因为钾的沸点比钠的沸点低,使钾成为蒸汽而逸出)
二、钠的重要用途(化学性质对应应用,简答背诵)
1.制备过氧化钠:Na在氧气中燃烧制Na2O2(供氧剂)。
2.冶炼稀有金属(强还原性):高温置换 Ti、Zr 等金属:4Na+TiCl44NaCl+Ti。
3.钠钾合金作原子反应堆导热剂:常温液态,导热性能优良。
4.制作高压钠灯:钠的焰色为黄光,透雾能力强,用于道路、隧道照明。
5.有机反应还原剂:有机合成中作还原剂、除水剂。
【典例2】(25-26高一上·江苏苏州·开学考试)我国科学家将金属钠在一定条件下与 CO2反应获得金刚石。该反应的化学方程式为:。下列说法不正确的是
A.金刚石和石墨都是碳的单质,属于同种物质 B.二氧化碳转化成金刚石是化学变化
C.CO2和 C 在一定条件下可以相互转化 D.反应后固体质量增加
【变式2-1】(24-25高一上·江苏无锡·期中)下列关于钠的说法中不正确的是
A.金属钠着火时,可以用沙土灭火
B.钠长期放置在空气中,最终将变成碳酸钠粉末
C.实验后剩余的钠粒,需要放回盛有煤油的原试剂瓶中
D.将一小块钠投入硫酸铜溶液时,既能产生气体又会出现白色沉淀
【变式2-2】(24-25高一上·江苏无锡·期中)将一块黄豆粒大小的钠块投入到滴有几滴酚酞的水中,会有如下现象,对下列现象解释错误的是
选项
实验现象
结论和解释
A
钠浮在水面上
钠的密度比水小
B
钠熔成光亮的小球
反应放热,钠的熔点低
C
钠在水面四处游动,嘶嘶作响
反应生成了
D
溶液最终变成浅红色
反应生成了碱性物质
【变式2-3】(24-25高一上·江苏无锡·期中)将一小块钠投入到溶液中,有关现象或描述正确的是
A.固体溶解,无气体产生 B.既有气体产生,又有白色沉淀析出
C.只有气体产生 D.只有沉淀产生
▌题型03 钠的氧化物性质比较
氧化钠与过氧化钠的比较
名称
氧化钠
过氧化钠
氧的价态
-2
-1
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
类别
碱性氧化物
过氧化物,不是碱性氧化物
生成条件
常温下钠在空气中与O2反应
在空气中加热Na或Na2O
热稳定性
Na2O2>Na2O
与水反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与盐酸反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
转化
2Na2O+O22Na2O2
用途
制备氢氧化钠、钠盐,无特殊实用价值
① 供氧剂:吸收人体呼出CO2、水蒸气,释放O2;
② 强氧化剂:具有漂白性,可漂白织物、酸碱指示剂;
③ 杀菌消毒。
【典例2】(24-25高一上·江苏南京·期中)Na2O2是常用的供氧剂,下列说法不正确的是
A.Na2O2可由Na在空气中加热而生成
B.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶1
C.Na2O2与水反应生成O2的化学方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
D.Na2O2与CO2反应,Na2O2既是氧化剂又是还原剂
【变式2-1】(24-25高一上·江苏·月考)某同学探究Na2O2与H2能否反应,设计如图装置,下列说法正确的是
A.装置A可直接用于CaCO3与稀硫酸反应制取CO2
B.装置B中盛放碱石灰的作用只是除去A中挥发出来的少量水蒸气
C.装置C加热前,用试管在装置D管口末端处收集气体点燃,通过声音判断气体纯度
D.检查装置A气密性的方法:向长颈漏斗中加水,当斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好
【变式2-2】(24-25高一上·江苏南京·阶段检测)2024年10月30日,“神舟十九号”载人飞船成功发射。为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境,一般会在飞船内安装盛有Na2O2颗粒的装置。下列关于Na2O2的叙述正确的是
A. Na2O2只能作氧化剂
B. Na2O2是白色粉末
C. Na2O2能与酸反应,是碱性氧化物
D.等质量的Na2O2分别与足量H2O、CO2反应,转移的电子数相同
【变式2-3】(24-25高一上·江苏南京·期中)Na2O2是常用的供氧剂,下列说法不正确的是
A.Na2O2可由Na在空气中加热而生成
B.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶1
C.Na2O2与水反应生成O2的化学方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
D.Na2O2与CO2反应,Na2O2既是氧化剂又是还原剂
▌题型04 碳酸钠和碳酸氢钠的的比较
1.Na2CO3、NaHCO3的物理性质比较
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱或苏打
小苏打
颜色、状态
白色粉末
细小白色晶体
水溶性
易溶于水
水中易溶,但比Na2CO3的溶解度小
2.碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性比较
(1)实验探究:如图所示实验为“套管实验”,小试管内塞有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球。
点燃酒精灯加热,能观察到的实验现象是小试管中棉花球变蓝色,B烧杯中澄清石灰水变浑浊,A中有少量气泡冒出,澄清石灰水不变浑浊。
(2)实验结论:Na2CO3受热不易分解;NaHCO3受热易分解,生成物中含有CO2和H2O。由此可知,Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强。NaHCO3受热分解的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
3.碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质比较
物质
Na2CO3
NaHCO3
与盐反应
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
2NaHCO3+CaCl2=
CaCO3↓+CO2↑+2NaCl+H2O
与碱反应
NaOH
不反应
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
Ca(OH)2
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
Ca(OH)2少量:
2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
Ca(OH)2过量:
NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O
与酸反应
盐酸过量:Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
盐酸少量:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl
NaHCO3+HCl=NaCl+ CO2↑+H2O
与CO2反应
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
不反应
相互转化
用途
制玻璃、造纸、洗涤剂
发酵粉、灭火剂、治胃酸过多
【典例4】(25-26高一上·江苏淮安·期末)为探究碳酸钠及碳酸氢钠的部分性质,设计如下实验和装置。
实验①:向5 mL Na2CO3溶液中逐滴加入足量的的稀盐酸
实验②:向5 mL NaHCO3溶液中逐滴加入足量的的稀盐酸
实验③:
下列说法正确的是
A.加盐酸过程中,产生气泡的速度:Na2CO3>NaHCO3
B.当分别逐滴加入3 mL 稀盐酸时,浓度:实验①>实验②
C.完全反应后,相同条件下生成的气体体积:实验①>实验②
D.实验③可探究Na2CO3和NaHCO3的热稳定性,其中乙为NaHCO3
【变式4-1】(24-25高一上·江苏扬州·期末)常温下,为探究、的性质,进行以下实验:
实验1:用计测得浓度均为、溶液的分别为12和9。
实验2:向溶液中边振荡边逐滴滴入盐酸,至不再产生气泡。
实验3:向溶液中逐滴滴入等体积溶液,生成沉淀,同时放出。
下列说法不正确的是
A.实验1中溶液碱性较强
B.实验2中刚滴入1~2滴盐酸时产生气泡
C.实验3发生反应的离子方程式为:
D.实验3中为避免产生沉淀,不宜使用溶液
【变式4-2】(24-25高一上·江苏扬州·期末)常温下,为探究、的性质,进行以下实验:
实验1:用计测得浓度均为、溶液的分别为12和9。
实验2:向溶液中边振荡边逐滴滴入盐酸,至不再产生气泡。
实验3:向溶液中逐滴滴入等体积溶液,生成沉淀,同时放出。
下列说法不正确的是
A.实验1中溶液碱性较强
B.实验2中刚滴入1~2滴盐酸时产生气泡
C.实验3发生反应的离子方程式为:
D.实验3中为避免产生沉淀,不宜使用溶液
【变式4-3】(2025高二上·江苏盐城·学业考试)下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的说法中正确的是
A.两者均能与盐酸反应,但碳酸钠反应更剧烈
B.碳酸氢钠可与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠
C.可用焰色反应鉴别碳酸钠和碳酸氢钠
D.碳酸钠的热稳定性弱于碳酸氢钠
▌题型05碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、除杂及相互转化
1.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别
依据
现象
热稳定性
加热固体质量减轻的是NaHCO3,无变化的是Na2CO3
与CaCl2(或BaCl2)溶液反应
有沉淀生成的是Na2CO3溶液,无变化的是NaHCO3溶液
固体与盐酸反应的剧烈程度
反应剧烈的是NaHCO3,相对缓慢的是Na2CO3
溶液中逐滴加入盐酸时的现象
逐滴加入盐酸时,立即产生气体的是NaHCO3,开始不产生气体,滴加一会才产生气体的是Na2CO3
【特别提醒】Na2CO3与NaHCO3都能与Ca(OH)2或Ba(OH)2反应生成白色沉淀,故不可用Ca(OH)2或Ba(OH)2鉴别二者。
2.碳酸钠与碳酸氢钠的提纯
混合物(括号内的为杂质)
除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
【知识拓展】Na2CO3溶液与盐酸互滴时反应现象的不同点
(1)向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液
现象:立即产生大量的气泡。
2HCl+Na2CO3===2NaCl+CO2↑+H2O
(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸
现象:刚开始无气泡产生,盐酸滴加到一定量后,有气泡产生。
HCl+Na2CO3===NaCl+NaHCO3
HCl+NaHCO3===NaCl+CO2↑+H2O
结论:不同的滴加顺序产生不同的现象,这也是鉴别Na2CO3溶液和盐酸的一种方法。
(3)无法除杂情况:NaHCO3固体混Na2CO3,不能加热除杂,加热只会消耗NaHCO3,无法除去Na2CO3。
3.碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化
【典例5】(25-26高一上·江苏·月考)某课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体,设计了如下几种实验方法。下列说法正确的是
A.装置Ⅰ中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应,产生气体速率快的是Na2CO3
B.当稀盐酸足量时,装置Ⅰ中气球鼓起体积较小的是NaHCO3
C.加热装置Ⅱ,澄清石灰水变浑浊的一侧中的白色固体是Na2CO3
D.装置Ⅲ中两个烧杯均可看到白色浑浊,故无法鉴别
【变式5-1】(25-26高一上·江苏无锡·期中)下列有关和的性质,叙述错误的是
A.鉴别和既可以用溶液,也可用溶液
B.除去固体中混有的少量,用加热法
C.向粉末和晶体中滴入少量水,前者温度升高,后者温度下降
D.、均属于盐,但是其水溶液均显碱性
【变式5-2】(24-25高一上·江苏泰州·月考)碳酸钠和碳酸氢钠是厨房中常见的物质,下列关于二者的说法正确的是
A.氢氧化钠溶液可除去碳酸氢钠溶液中混有的碳酸钠
B.碳酸钠溶液可使紫色石蕊溶液变红
C.可利用澄清石灰水鉴别二者的溶液
D.可以利用稀盐酸对二者进行鉴别
【变式5-3】(24-25高一上·江苏·期中)实验室有一包白色固体,可能含有、和NaCl中的一种或多种。下列根据实验事实得出的结论中,正确的是
A.属于酸式盐,可以发生以下电离:
B.取一定量固体,溶解,向溶液中滴加适量溶液,观察到有白色沉淀生成,说明原固体中一定含有NaCl
C.取一定量的固体,溶解,向溶液中加入适量CaO粉末,充分反应后观察到有白色沉淀生成,说明原固体中一定含有
D.称取5.92g固体,加热至恒重,若固体质量减少0.93g,则原样中含有2.52g
▌题型06 侯氏制碱法的原理
1.原料:氨、氯化钠溶液、二氧化碳、水。
2.反应原理
(1)生成碳酸氢钠和氯化铵:NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
(2)制取碳酸钠:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
3.生产流程
(1)先通足量氨气,再通入足量CO2,NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
(2)过滤得到NaHCO3固体,高温灼烧分解:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
【特别提醒】①先通NH3原因:NH3极易溶于水,使饱和食盐水呈碱性;碱性环境能大量吸收CO2,提高HCO3-浓度。若先通CO2:CO2溶解度小,溶液中HCO3-浓度低,无法析出NaHCO3晶体。
②析出NaHCO3原因:相同温度下,碳酸氢钠溶解度远小于NaCl、NH4Cl、Na2CO3,达到饱和后以晶体形式沉淀。
4.循环使用的物质:CO2、饱和食盐水。
5.工艺优势(简答背诵)
(1)原料NaCl利用率高;
(2)副产物NH4Cl是铵态氮肥,实现废物利用;
(3)CO2可循环使用,节约原料;
(4)工艺流程简单,能耗更低。
【典例6】(25-26高一上·江苏·阶段检测)联合制碱法(又称侯氏制碱法),因其提高了食盐的转化率,减少了对环境的污染,从而赢得了国际化工界的高度评价。联合制碱法的主要过程如图所示:
下列说法错误的是
A.加料时,在饱和食盐水中先通入,再通入
B.通过蒸发结晶可获得产品
C.向母液中加入细小食盐颗粒,可促进副产品的析出
D.上述流程中,可循环使用的物质为NaCl、
【变式6-1】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)侯德榜提出的联合制碱法得到世界各国认可,其工业流程如图所示。下列说法错误的是
A.整个流程中可以循环利用的物质是CO2和 NaCl
B.煅烧炉中的反应在实验室中可在蒸发皿中进行
C.先将饱和食盐水加入沉淀池,然后依次通入 NH3和CO2
D.副产品是 NH4Cl
【变式6-2】(25-26高一上·江苏无锡·期中)工业上以粗盐(含、、等杂质)为主要原料,采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥,实验室模拟工艺流程如图甲所示。下列说法不正确的是
A.流程图中的“系列操作”中需要使用玻璃棒
B.饱和食盐水中先通入的气体为
C.如图乙所示装置可以比较和晶体的热稳定性
D.对粗盐溶液除杂可依次加入过量、、,过滤后再加入盐酸调节溶液的
【变式6-3】(25-26高二上·江苏南京·阶段检测)某兴趣小组在实验室模拟侯氏制碱法制备,部分实验装置如下图。下列说法正确的是
A.实验过程中向启普发生器中添加液体时,可以取下I处胶塞加入
B.试剂最好是饱和食盐水,目的是吸收气体中混有的
C.开始实验时,应先打开活塞II,再打开活塞III
D.反应结束后,试剂换为冰水,可以促进晶体的析出
▌题型07 焰色试验
1.原理:金属或它们的化合物在灼烧时,原子核外电子受热跃迁,释放出不同波长的光,产生特殊火焰颜色,属于物理变化,无新物质生成。根据火焰呈现的特征颜色,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.实验仪器与试剂
(1)仪器:铂丝(光洁无锈铁丝替代)、酒精灯、蓝色钴玻璃、盐酸、待测样品
(2)试剂:稀盐酸(洗涤铂丝,不用稀硫酸)
3.操作
(1)洗:铂丝蘸取稀盐酸,除去表面杂质离子;
(2)烧:将铂丝在酒精灯外焰灼烧,直至火焰与原火焰颜色一致(除杂干净);
(3)蘸:冷却后的铂丝蘸取待测溶液/固体粉末;
(4)烧:再次在外焰灼烧,观察火焰颜色;
(5)洗:实验结束,再次用盐酸灼烧铂丝,存放。
【特别提醒】①不能用稀硫酸洗涤:硫酸盐沸点高,灼烧难以除去,残留杂质干扰实验;盐酸盐沸点低,灼烧易挥发。
②每次检验新样品前,必须重复 “洗、烧” 步骤,防止交叉污染。
4.几种金属元素的焰色
(1)钠:黄色;
(2)钾:紫色(观察时要透过蓝色钴玻璃);钴玻璃作用:滤去钠元素黄色光,消除杂质钠的干扰。
(3)锂:紫红色;
(4)钙:砖红色;
(5)锶:洋红色;
(6)钡:黄绿色;
(7)铜:绿色。
【特别提醒】焰色试验表现的既不是单质的性质,也不是化合物的性质,而是元素的性质。焰色试验中物质发生了物理变化。
4.应用
(1)定性检验:检验某物质中是否含有钠、钾等金属元素;
(2)元素鉴别:区分含钠、钾的化合物(如NaCl与KCl)。
【典例7】(25-26高一上·江苏淮安·期中)检验氯化钠溶液中混有氯化钾,常用焰色试验,下列操作实验顺序正确的是
①蘸取待测液②置于酒精灯火焰上灼烧③透过蓝色钴玻璃观察④用稀盐酸洗净铂丝
A.①②③④ B.④②①②③ C.④①② D.①③②④
【变式7-1】(25-26高一上·江苏淮安·阶段检测)焰色试验中,灼烧NaCl时火焰的颜色是
A.紫色 B.黄色 C.砖红色 D.绿色
【变式7-2】(24-25高一上·江苏南京·期中)下列说法中正确的是
A.焰色试验是化学变化
B.用稀硫酸清洗做焰色试验的铂丝(镍丝或铁丝)
C.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
D.利用焰色试验不能区分NaCl与Na2CO3固体
【变式7-3】(24-25高一上·江苏淮安·月考)某物质灼烧时,焰色试验为黄色,下列判断正确的是
A.该物质一定是金属钠 B.该物质一定含钠元素
C.该物质一定是钠的化合物 D.该物质中不含钾元素
▌题型08 钠及其化合物的性质综合
1.钠单质
2.钠的几种化合物
【典例8】(25-26高一上·江苏无锡·期中)下列关于钠及其化合物的说法中错误的是
A.与反应放出氧气,可用于制作呼吸面具
B.碳酸氢钠药片是抗酸药,服用时喝些醋能提高药效
C.分别将少量钠投入到盛有水和硫酸铜溶液的烧杯中,均有气泡产生
D.由钠与氧气在加热条件下反应得到,中阴阳离子的个数比为
【变式8-1】(25-26高一上·江苏南京·期中)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化不能实现的是
A.
B.
C.
D.
【变式8-2】(25-26高一上·江苏无锡·期中)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.显碱性,可用作干燥剂
B.有导电性,可用于制备
C.有强氧化性,可用作呼吸面具中的供氧剂
D.溶液具有弱碱性,故可用于治疗胃酸过多
【变式8-3】(25-26高一上·江苏无锡·月考)下列实验设计,不能达到实验目的的是
A
B
观察钾元素的焰色
比较和的稳定性
C
D
检验与反应有生成
比较和与等浓度盐酸反应的快慢
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