内容正文:
第二章 海水中的重要元素-钠和氯
第一节 钠及其化合物
◆高频考点
1.命题定位:"钠及其化合物" 是“元素化合物模块的开篇代表”,也是高考中碱金属族的核心载体。它在高考中不单独成大题,而是以 "基础载体 + 综合渗透" 的方式出现,钠是典型活泼金属,其性质(与水 / 氧气 / 酸 / 盐溶液反应)是理解金属通性与递变规律的标杆,属于 "必考但不独考" 的基础得分模块,总分值通常稳定在 4-8 分。Na2O2 的歧化反应、Na2CO3/NaHCO3的鉴别与转化、侯氏制碱法,是高考实验探究、工业流程、化学计算的高频情境素材。钠的化合物串联氧化还原、离子反应、盐类水解、化学计量(NA)、电化学(氯碱工业)、热化学等多个核心模块。
2.高频考点
考点1 钠的性质及其应用:钠的物理性质;钠的化学性质;保存与用途的实际应用;钠的相关实验;
考点2 钠的氧化物及其应用:物质类别与组成的判断;化学性质的对比与分析;性质与用途的对应关系;实验探究与现象分析;钠的氧化物相关计算。
考点3 碳酸钠、碳酸氢钠的性质及其应用:物理性质的对比;化学性质的差异;相互转化关系;实验与鉴别、除杂;实际应用与综合计算。
考点4 焰色试验及其应用: 焰色试验的概念与原理的本质;焰色试验的实验操作的规范;焰色现象的判断与鉴别。
考点5 钠及其化合物的转化 :转化关系的基础判断;转化反应的离子方程式书写;转化关系的应用。
◆命题特点
钠及其化合物在高考中属 "必考但不独考" 的基础载体模块,分值稳定在 4-8 分,以选择题为主,兼以工业流程、实验探究和计算中的嵌入设问出现。命题呈现三大特点:一是“情境化”,常以侯氏制碱法、呼吸面具供氧、海水提盐、钠离子电池等真实素材包装,考查知识迁移;二是“综合化”,Na2O2歧化、Na2CO3/NaHCO3转化串联氧化还原、盐类水解、化学计量与滴定计算,跨模块融合明显;三是“定量化”,差量法、守恒法、双指示剂法等计算比重上升,侧重思维方法而非死记性质。整体难度中等,是基础得分与能力区分的交汇点。
◆微考点01 钠及其氧化物的性质与应用
【高考典例1】(2026·北京·高考真题)下列方程式与所给事实相符的是
A.金属钠在空气中燃烧:
B.钢铁电化学析氢腐蚀:(负极);(正极)
C.实验室用大理石和盐酸反应制二氧化碳:
D.电解饱和食盐水制氯气:
【考点速通】
1.钠的物理性质:银白色金属,质软,密度 0.97g/cm³(小于水、大于煤油),熔点低,具有良好的导电、导热性。
2.钠的化学性质(强还原性)
(1)与O2:常温 4Na+O2=2Na2O(白色);点燃 2Na+O2=△=Na2O2(淡黄色,火焰黄色)。
(2)与水:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑(现象:浮、熔、游、响、红)。
(3)与酸:比与水更剧烈;与盐溶液先与水反应。
3.Na2O与Na2O2对比
比较项
Na2O
Na2O2
颜色
白色
淡黄色
O 元素价态
-2
-1
物质类别
碱性氧化物
过氧化物
与水
Na2O+H2O=2NaOH
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
与 CO2
Na2O+CO₂=Na₂CO₃
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
主要用途
制 NaOH
供氧剂、漂白剂
4.保存与应用:钠密封保存在煤油中;Na2O2作呼吸面具、潜水艇供氧剂。
◆微考点02 碳酸钠和碳酸氢钠的的性质及其应用
【高考典例2】(2026·浙江·高考真题)有关和的性质,下列说法不正确的是
A.可用溶液鉴别 B.灼烧时焰色均呈黄色
C.水溶液均显碱性 D.受热会分解
【考点速通】
1.俗名与物理性质:Na2CO3俗称纯碱、苏打,白色粉末,易溶于水;NaHCO3俗称小苏打,白色细小晶体,溶解度明显小于 Na2CO3。
2.化学性质对比
(1)热稳定性:Na2CO3受热不分解;NaHCO3受热分解:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
(2)与盐酸:NaHCO3反应更剧烈;向 Na2CO3溶液中滴加盐酸,先生成 NaHCO3,后产生 CO2。
(3)与 CO2:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3(用于除杂、转化)。
(4)与 NaOH:NaHCO3+NaOH=Na22CO3+H2O。
3.鉴别方法:①加热法(产生 CO2者为 NaHCO3);②加 CaCl2溶液(有白色沉淀者为 Na2CO3);③滴加盐酸顺序法(立即冒气泡者为 NaHCO3)。
4.应用:Na2CO3用于玻璃、造纸、纺织及洗涤剂;NaHCO3作膨松剂(发酵粉)、治疗胃酸过多药物、泡沫灭火器原料。
◆微考点03 实验探究钠及其化合物的性质
【高考典例3】(2026·浙江·高考真题)利用下列装置进行实验,无法达到实验目的的是
A.分离植物油和水
B.证明溶于水
C.证明与水反应生成
D.制备无水
A.A B.B C.C D.D
【考点速通】
1.钠的取用与保存:钠保存在煤油中(隔绝空气、水);取用用镊子,滤纸吸干表面煤油,切绿豆大小,剩余钠放回原瓶;不能用手直接接触。
2.钠与水反应(核心现象):“浮、熔、游、响、红”—— 浮于水面、熔成小球、四处游动、嘶嘶作响、滴酚酞变红。离子方程式:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑。易错点:钠与盐溶液先与水反应,不置换盐中金属(如CuSO4溶液生成 Cu(OH)2蓝色沉淀和 H2)。
3.钠在空气中:常温生成白色 Na2O;点燃时黄色火焰,生成淡黄色 Na2O2。
4.Na2O2性质探究:
(1)与水反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,放热、有气泡、带火星木条复燃;
(2)与CO2反应:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,常用于呼吸面具供氧;
(3)漂白性:使品红褪色(强氧化性)。
◆微考点04 焰色试验及其应用
【高考典例4】(2026·广东·高考真题)化学之美在于发现。陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确但两者间没有关联的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
光束通过胶体,产生明亮通路
胶体粒子对光线有散射作用
B
天然水晶呈现规则外形
晶体中原子呈周期性有序排列
C
烟花绽放,焰色五彩缤纷
碱金属原子容易失去最外层电子
D
铜丝浸入溶液中可形成美丽银树
的还原性比的强
A.A B.B C.C D.D
【考点速通】
1.原理与本质:焰色试验是某些金属元素受热时火焰呈现特征颜色的性质,属于物理变化(元素性质,非单质性质),用于检验金属元素。
2.操作步骤:“洗—烧—蘸—烧”:用盐酸洗涤铂丝(或光洁铁丝)→灼烧至火焰无色→蘸取试样→灼烧观察火焰颜色;每测完一种试样需重复洗涤灼烧。
3.常见金属的焰色:Na→黄色;K→紫色(须透过蓝色钴玻璃观察,滤去钠的黄光干扰);Ca→砖红色;Ba→黄绿色;Cu→绿色;Li→紫红色。
4.应用:检验金属元素的存在;节日烟花五彩缤纷的原理。
◆微考点05 钠及其化合物的相互转化及其应用
【高考典例5】(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)钠及其化合物的部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.反应①生成的气体,每11.2L(标准状况)含原子的数目为
B.反应②中2.3gNa完全反应生成的产物中含非极性键的数目为
C.反应③中与足量反应转移电子的数目为
D.溶液中,的数目为
【考点速通】
1.转化网络:Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3。
2.双向转化(重点方程式)
(1)正向:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2;
(2)逆向:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
(3)补充:NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O;Na2CO3+HCl(适量)=NaHCO3+NaCl。
3.转化规律与应用
(1)除杂:Na2CO3中混NaHCO3→加热法;NaHCO3溶液中混Na2CO3→通入足量CO2。
(2)鉴别与定量:利用转化差异鉴别两盐、计算混合物组成(如滴加盐酸产生CO2的体积关系)。
4.工业应用 —— 侯氏制碱法(联合制碱法):NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;NaHCO3受热分解得纯碱,NH4Cl作氮肥。操作关键:先通 NH3(氨盐水增强CO2吸收)后通 CO2。
一、钠的化学性质
1.与非金属单质(如O2、Cl2、S、H2)的反应
O2
常温
4Na+O2=2Na2O 白色固体
加热
2Na+O2Na2O2 淡黄色固体
Cl2
2Na+Cl22NaCl (产生黄色火焰,生成白烟)
S
2Na+S=Na2S (研磨时容易爆炸)
H2
2Na+H22NaH(金属氢化物中,氢为-1价)
2.与水反应:钠与水反应剧烈,生成NaOH,化学方程式是2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,还原剂:Na,氧化剂:H2O。离子方程式为2Na+2H2O===2Na++OH-+H2↑。
3.与酸反应
a.钠先与酸中的H+反应(不是与水先反应),离子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑。
b.如果钠过量,钠把酸消耗尽之后,再与水反应。
4.与盐反应
a.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)
b.与盐溶液反应,先与水反应生成NaOH,再与盐复分解
①投入NaCl溶液中,只有H2放出
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
若投入饱和NaCl溶液中,有H2放出,还有NaCl晶体析出(温度不变)
②投入NH4Cl溶液中有H2和NH3逸出
2Na+2NH4Cl===2NaCl+H2↑+2NH3↑
③投入CuSO4溶液中有H2逸出和蓝色沉淀生成
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
总反应:2Na+CuSO4+2H2O===Na2SO4+H2↑+Cu(OH)2↓。
5.钠与酸、碱、盐溶液反应的实质
物质类别
反应分析
酸
①钠与酸反应时先与酸中的H+反应,如2Na+2HCl===2NaCl+H2↑
②如果钠过量,钠把酸消耗尽之后,再与水反应
碱
钠与碱溶液反应其实质是钠与水的反应
盐
钠与盐溶液反应时先与水反应,如果盐能与NaOH反应,则会发生复分解反应,如Na与CuSO4溶液的反应
易错提醒
1.钠与水反应
(1)现象 “浮、熔、游、响、红” 五个字缺一不可:“熔” 体现反应放热且钠熔点低,“红” 证明生成了 NaOH;
(2)方程式配平易错:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑(钠和水的系数都是 2,勿漏);
(3)误认为钠能从盐溶液中置换出金属 → 钠先与水反应生成 NaOH,再与盐复分解。如投入 CuSO4溶液:产生 H2+ 蓝色 Cu (OH)2沉淀,无红色铜析出;
(4)钠与酸:酸过量时钠先与酸反应(2Na+2HCl=2NaCl+H2↑);酸不足时再与水反应。
2.钠与 O2反应(条件决定产物)
(1)常温:4Na+O2=2Na2O(白色);点燃:2Na+O2 Na2O2(淡黄色,黄色火焰);
(2)Na2O2中氧元素为-1价(不是 - 2 价);Na2O2是过氧化物,不属于碱性氧化物;
(3)钠着火用水或 CO2灭火→应用沙土盖灭(Na2O2与 H2O、CO2反应会放出 O2助燃)。
二、Na2O2与H2O、CO2的反应规律及其应用
1.反应原理与反应的先后顺序
(1)与水的反应机理分两步进行:
第一步:Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2(过氧化钠与水发生复分解反应生成氢氧化钠和过氧化氢)
第二步:2H2O2=2H2O+O2↑(生成的过氧化氢不稳定,迅速分解为水和氧气)
将这两步合并,得到总反应方程式:
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,电子转移的方向和数目为:
(2)与二氧化碳的反应则一步完成:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑,电子转移的方向和数目为:
【特别提醒】实验表明,干燥的二氧化碳无法直接与干燥的过氧化钠反应,需水参与引发。
(3)这两个反应有以下共同特点:
①都是歧化反应,Na2O2中的氧元素价态从-1变为0(O2)和-2(在NaOH或Na2CO3中),1molNa2O2参与反应,转移的电子的物质的量都是1mol;
②消耗2分子反应物(H2O或CO2)产生1分子O2;
③反应放热,且CO2反应放热量更大;
④固体增重来自反应物中的"H2”或”CO"部分,而非全部H2O或CO2。
2.定量规律总结
电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
气体体积变化关系
若CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量是原气体体积的,等于生成氧气的量,ΔV=V(O2)=V
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)
3.气体体积变化规律
对于气相反应:2Na2O2+2H2O(g)=4NaOH+O2↑和2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑
无论反应物是H2O(g)、CO2还是它们的混合物,每2体积反应气体(H2O或CO2)通过Na2O2后,都会产生1体积氧气,因此,反应后气体体积总是反应前的一半(当反应物全部为水蒸气或二氧化碳时)。
4.固体增重规律
(1)从反应方程式分析,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑中,固体增重相当于“吸收”了2H2O中的2H2(因为放出的O2来自Na2O2);同理,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑中,固体增重相当于”吸收”了2CO2中的2CO,因此,固体增重可理解为:△m =m(H2或CO),即增加的质量等于反应物中H2或CO部分的质量。
(2)推论:当物质可表示为(CO)n(H2)m形式时,完全燃烧后产物通过Na2O2,固体增重等于原物质质量。
5.电子转移规律
(1)在Na2O2与H2O反应中,每2mol Na2O2参与反应,转移2mol电子(1mol电子给O2,1mol电子给NaOH)
(2)在Na2O2与CO2反应中,同样每2mol Na2O2转移2mol电子。
易错提醒
误区一:忽视反应物的状态
水有气态(H2O(g)和液态(H2O(I))之分,状态不同,计算方式也不同
(1)对于H2O(g),遵循气体体积规律:2体积H2O(g)→1体积O2;
(2)对于H2O(I),只需考虑固体增重,不涉及气体体积变化;
(3)应试技巧:仔细审题,注意物质状态标注,无标注时根据上下文判断。
误区二:混淆增重来源
(1)错误认为固体增重等于全部H2O或CO2的质量,实际上增重只来自H2或CO部分,例如:CO2通过Na2O2增重不是全部CO2质量,而是相当于CO的质量。
(2)应试技巧:记住规律”增重=H2或CO部分质量”,而非整个分子质量。
误区三:忽略多步反应过程
(1)特别是Na2O2与H2O反应实际分两步进行
第一步:Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2
第二步:2H2O2=2H2O+O2↑
在定量计算中,通常使用总反应方程式即可,但解释现象时需要了解分步过程。
(2)应试技巧:计算时直接用总反应式,解释反应现象时考虑中间过程。
误区四:电子转移方向判断错误
(1)在Na2O2与CO2反应中,错误认为CO2是氧化剂或还原剂,实际上,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,发生自氧化还原反应,CO2既不被氧化也不被还原。
(2)应试技巧:分析化合价变化时,明确只有Na2O2中的O-1价发生变化。
三、碳酸钠、碳酸氢钠的性质及其应用
1.Na2CO3、NaHCO3的物理性质
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.Na2CO3、NaHCO3的化学性质
(1)热稳定性
①Na2CO3性质稳定,受热难分解。
②NaHCO3性质不稳定,受热易分解,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
(2)与足量盐酸反应
①Na2CO3:CO+2H+===H2O+CO2↑。
②NaHCO3:HCO+H+===H2O+CO2↑。
(3)与碱(NaOH溶液)反应
①Na2CO3:与NaOH溶液不反应。
②NaHCO3:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O。
(4)相互转化
①Na2CO3―→NaHCO3
向Na2CO3溶液中通入CO2,化学方程式为Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3。
②NaHCO3―→Na2CO3
NaHCO3固体加热分解转化成Na2CO3。
3.Na2CO3、NaHCO3的主要用途
(1)碳酸钠:用于造纸、制造玻璃、制皂、洗涤等。
(2)碳酸氢钠:用于制发酵粉、医药、治疗胃酸过多、灭火剂等。
4.Na2CO3的制备—侯氏制碱法
①原料
食盐、氨气、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反应原理
产生NaHCO3反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
③工艺流程
④循环使用的物质:CO2、饱和食盐水。
5.Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图象
若V(Oa)=V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)
溶液中的溶质为Na2CO3
涉及离子方程式Oa:CO+H+===HCO;
ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)
溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH
涉及离子方程式Oa:OH-+H+===H2O、
CO+H+===HCO;
ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)
溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3
涉及离子方程式Oa:CO+H+===HCO;
ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
若a=0(即图像从原点开始)
溶液中的溶质为NaHCO3
涉及离子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑
6.Na2CO3、NaHCO3的鉴别
①固体的鉴别用加热法:产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。
②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。
a.沉淀法:加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是Na2CO3溶液。
b.气体法:滴入稀盐酸,立即产生气泡的是NaHCO3溶液。
c.测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是Na2CO3溶
7.Na2CO3、NaHCO3的除杂
序号
混合物(括号内为杂质)
除杂方法
①
Na2CO3(s)(NaHCO3)
加热法
②
NaHCO3(aq)(Na2CO3)
通入足量CO2
③
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
滴加适量NaOH溶液
易错提醒
①NaHCO3与碱溶液反应的实质是HCO与OH-反应生成CO,CO有可能发生后续反应,如NaHCO3与Ca(OH)2溶液反应可以生成白色沉淀CaCO3;
②不能用澄清石灰水来鉴别Na2CO3与NaHCO3:Ca(OH)2溶液与二者反应均生成白色沉淀CaCO3,无法区别;
③用盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液时,要求两溶液浓度相差不大,且加入的盐酸等浓度且不宜过大;④Na2CO3、NaHCO3与酸、碱、盐的反应均为复分解反应,因而反应能否进行应从复分解反应的条件来判断。
1.(25-26高一上·青海海南·期中)下列关于钠的叙述中错误的是
A.钠原子的最外电子层上只有1个电子 B.钠燃烧时生成氧化钠
C.钠具有很强的还原性 D.钠燃烧时发出黄色的火焰
2.(25-26高一上·河北衡水·期中)联合制碱法为我国的化学工业发展和技术创新做出了重要贡献。发明联合制碱法的化学家是
A.屠呦呦 B.门捷列夫 C.徐光宪 D.侯德榜
3.(25-26高一上·浙江宁波·期中)节日燃放的烟花利用了“焰色试验”的原理,下列说法正确的是
A.焰色试验属于化学变化
B.铂丝应用稀硫酸清洗后在火焰上灼烧至与原火焰颜色相同,再蘸取样品实验
C.若火焰呈黄色,则该样品中仅含有钠元素
D.实验时,应尽可能使用火焰颜色较浅的煤气灯
4.(25-26高一上·北京·期中)关于和性质的有关叙述正确的是
A.在水中的溶解性:
B.热稳定性;
C.与酸反应的速度:
D.和在一定条件下可以相互转化
5.(25-26高一上·浙江·期中)将一块金属钠投入足量的下列溶液中,既能生成气体,又能生成白色沉淀的是
A.稀硫酸 B.稀溶液 C.溶液 D.溶液
6.(25-26高一上·黑龙江牡丹江·月考)下列关于氧化钠和过氧化钠的叙述正确的是
A.在与水的反应中,既是氧化剂又是还原剂
B.和都是白色固体,都能与冷水作用得到和
C.一个氧化钠和一个过氧化钠中的阴离子个数比为
D.与都能与水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
7.(25-26高一上·陕西商洛·期中)以不同类别物质间的转化为线索,可结构化地认识钠及其化合物的性质。下列说法不正确的是
A.过程Ⅱ发生反应的离子方程式为
B.若改变过程I的反应条件,能得到淡黄色固体
C.钠常保存于煤油中,钠着火时,应使用专用灭火剂或干砂灭火
D.上述过程I~IV中,发生电子转移的是I、II
8.(25-26高一上·甘肃张掖·期中)下列说法错误的是
A.可用澄清的石灰水鉴别和两种溶液
B.溶液和盐酸可以通过互滴进行鉴别
C.向碳酸钠固体中加入少量水后,结块变成晶体
D.向碳酸钠溶液中滴入酚酞,溶液变为红色
9.(25-26高一上·广东广州·期中)下表中,对陈述I、Ⅱ的正确性及二者间是否具有因果关系的判断都正确的是
选项
陈述I
陈述Ⅱ
判断
A
Na可与水反应产生
Na着火不能用水扑灭
I对;Ⅱ对;有关系
B
金属钠具有强还原性
高压钠灯发出透雾性强的黄光
I对;Ⅱ对;有关系
C
过氧化钠可用作航天员供氧剂
能和、反应生成
I对;Ⅱ对;有关系
D
小苏打可用于治疗胃酸过多
可与盐酸反应
I对;Ⅱ对;有关系
A.A B.B C.C D.D
10.(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·期中)由我国自主研发的“奋斗者号”潜水艇在太平洋马里亚纳海沟成功坐底,创造了中国载人深潜的新纪录。
(1)过氧化钠可用作潜水艇的供氧剂,写出和反应的化学方程式: ,该反应中生成1个分子时,转移 个电子。
(2)将一定量的固体投入到含有下列离子的溶液中:,反应完毕后,溶液中上述离子数目几乎不变的有 (填离子符号)。
(3)向酸性溶液中加入粉末,观察到溶液褪色,发生如下反应,补全方程式并配平 。
________________=__________________+_______
(4)某实验小组通过如图所示实验,探究与水的反应,下列说法正确的是___________。
A.②中的大量气泡主要成分是氢气
B.③中溶液变红,说明有酸性物质生成
C.④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的
D.⑤中的主要作用是验证溶液中存在过氧化氢
(5)查阅资料知:在一定条件下可以转化为易溶于水且溶解时吸热,有咸味,遇酸易放出气体,人误食会中毒。请回答下列问题:
①已知能发生如下反应:,上述反应中氧化剂是 ,氧化产物是 ,HI在反应中体现了 性。
②根据上述反应鉴别和NaCl。可选用的物质有 (填序号)。
A.水 B.碘化钾淀粉试纸 C.淀粉 D.白酒 E.食用白醋
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第二章 海水中的重要元素-钠和氯
第一节 钠及其化合物
◆高频考点
1.命题定位:"钠及其化合物" 是“元素化合物模块的开篇代表”,也是高考中碱金属族的核心载体。它在高考中不单独成大题,而是以 "基础载体 + 综合渗透" 的方式出现,钠是典型活泼金属,其性质(与水 / 氧气 / 酸 / 盐溶液反应)是理解金属通性与递变规律的标杆,属于 "必考但不独考" 的基础得分模块,总分值通常稳定在 4-8 分。Na2O2 的歧化反应、Na2CO3/NaHCO3的鉴别与转化、侯氏制碱法,是高考实验探究、工业流程、化学计算的高频情境素材。钠的化合物串联氧化还原、离子反应、盐类水解、化学计量(NA)、电化学(氯碱工业)、热化学等多个核心模块。
2.高频考点
考点1 钠的性质及其应用:钠的物理性质;钠的化学性质;保存与用途的实际应用;钠的相关实验;
考点2 钠的氧化物及其应用:物质类别与组成的判断;化学性质的对比与分析;性质与用途的对应关系;实验探究与现象分析;钠的氧化物相关计算。
考点3 碳酸钠、碳酸氢钠的性质及其应用:物理性质的对比;化学性质的差异;相互转化关系;实验与鉴别、除杂;实际应用与综合计算。
考点4 焰色试验及其应用: 焰色试验的概念与原理的本质;焰色试验的实验操作的规范;焰色现象的判断与鉴别。
考点5 钠及其化合物的转化 :转化关系的基础判断;转化反应的离子方程式书写;转化关系的应用。
◆命题特点
钠及其化合物在高考中属 "必考但不独考" 的基础载体模块,分值稳定在 4-8 分,以选择题为主,兼以工业流程、实验探究和计算中的嵌入设问出现。命题呈现三大特点:一是“情境化”,常以侯氏制碱法、呼吸面具供氧、海水提盐、钠离子电池等真实素材包装,考查知识迁移;二是“综合化”,Na2O2歧化、Na2CO3/NaHCO3转化串联氧化还原、盐类水解、化学计量与滴定计算,跨模块融合明显;三是“定量化”,差量法、守恒法、双指示剂法等计算比重上升,侧重思维方法而非死记性质。整体难度中等,是基础得分与能力区分的交汇点。
◆微考点01 钠及其氧化物的性质与应用
【高考典例1】(2026·北京·高考真题)下列方程式与所给事实相符的是
A.金属钠在空气中燃烧:
B.钢铁电化学析氢腐蚀:(负极);(正极)
C.实验室用大理石和盐酸反应制二氧化碳:
D.电解饱和食盐水制氯气:
【答案】B
【解析】A.金属钠在空气中燃烧产物为,该化学方程式为2Na + O2 Na2O2,A错误;B.钢铁发生析氢腐蚀时,负极失电子生成,正极酸性条件下得电子生成,电极反应均符合事实,B正确;C.大理石主要成分为,属于难溶物,离子方程式中不能拆分为,大理石和盐酸反应制二氧化碳的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,C错误;D.电解饱和食盐水生成、和,电解熔融才生成和,化学方程式为,D错误;故选B。
【考点速通】
1.钠的物理性质:银白色金属,质软,密度 0.97g/cm³(小于水、大于煤油),熔点低,具有良好的导电、导热性。
2.钠的化学性质(强还原性)
(1)与O2:常温 4Na+O2=2Na2O(白色);点燃 2Na+O2=△=Na2O2(淡黄色,火焰黄色)。
(2)与水:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑(现象:浮、熔、游、响、红)。
(3)与酸:比与水更剧烈;与盐溶液先与水反应。
3.Na2O与Na2O2对比
比较项
Na2O
Na2O2
颜色
白色
淡黄色
O 元素价态
-2
-1
物质类别
碱性氧化物
过氧化物
与水
Na2O+H2O=2NaOH
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
与 CO2
Na2O+CO₂=Na₂CO₃
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
主要用途
制 NaOH
供氧剂、漂白剂
4.保存与应用:钠密封保存在煤油中;Na2O2作呼吸面具、潜水艇供氧剂。
◆微考点02 碳酸钠和碳酸氢钠的的性质及其应用
【高考典例2】(2026·浙江·高考真题)有关和的性质,下列说法不正确的是
A.可用溶液鉴别 B.灼烧时焰色均呈黄色
C.水溶液均显碱性 D.受热会分解
【答案】A
【解析】A.与反应生成白色沉淀,与反应(无论相对用量多少)也会生成白色沉淀,二者现象相同,不能用溶液鉴别,A错误;B.二者都含有钠元素,焰色试验中钠元素的焰色为黄色,因此灼烧时焰色均呈黄色,B正确;C.和均为强碱弱酸盐,碳酸根离子、碳酸氢根离子水解均使溶液显碱性,C正确;D.热稳定性差,受热易分解生成、和,D正确;故选A。
【考点速通】
1.俗名与物理性质:Na2CO3俗称纯碱、苏打,白色粉末,易溶于水;NaHCO3俗称小苏打,白色细小晶体,溶解度明显小于 Na2CO3。
2.化学性质对比
(1)热稳定性:Na2CO3受热不分解;NaHCO3受热分解:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
(2)与盐酸:NaHCO3反应更剧烈;向 Na2CO3溶液中滴加盐酸,先生成 NaHCO3,后产生 CO2。
(3)与 CO2:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3(用于除杂、转化)。
(4)与 NaOH:NaHCO3+NaOH=Na22CO3+H2O。
3.鉴别方法:①加热法(产生 CO2者为 NaHCO3);②加 CaCl2溶液(有白色沉淀者为 Na2CO3);③滴加盐酸顺序法(立即冒气泡者为 NaHCO3)。
4.应用:Na2CO3用于玻璃、造纸、纺织及洗涤剂;NaHCO3作膨松剂(发酵粉)、治疗胃酸过多药物、泡沫灭火器原料。
◆微考点03 实验探究钠及其化合物的性质
【高考典例3】(2026·浙江·高考真题)利用下列装置进行实验,无法达到实验目的的是
A.分离植物油和水
B.证明溶于水
C.证明与水反应生成
D.制备无水
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.植物油和水互不相溶,可利用分液漏斗进行分液操作分离,A正确;B.氨气极易溶于水,将氨气通入水中,会使试管内压强迅速减小,外界大气压将水压入试管,形成喷泉,且溶液可充满整个试管,B正确;C.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,C正确;D.MgCl2溶液中存在水解平衡:,加热蒸发时HCl挥发促使水解平衡正向移动,可以得到,最终灼烧得到的是MgO,而非无水MgCl2。若要制备无水MgCl2,需要在HCl氛围加热氯化镁溶液得到无水氯化镁,D错误;故选D。
【考点速通】
1.钠的取用与保存:钠保存在煤油中(隔绝空气、水);取用用镊子,滤纸吸干表面煤油,切绿豆大小,剩余钠放回原瓶;不能用手直接接触。
2.钠与水反应(核心现象):“浮、熔、游、响、红”—— 浮于水面、熔成小球、四处游动、嘶嘶作响、滴酚酞变红。离子方程式:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑。易错点:钠与盐溶液先与水反应,不置换盐中金属(如CuSO4溶液生成 Cu(OH)2蓝色沉淀和 H2)。
3.钠在空气中:常温生成白色 Na2O;点燃时黄色火焰,生成淡黄色 Na2O2。
4.Na2O2性质探究:
(1)与水反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,放热、有气泡、带火星木条复燃;
(2)与CO2反应:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,常用于呼吸面具供氧;
(3)漂白性:使品红褪色(强氧化性)。
◆微考点04 焰色试验及其应用
【高考典例4】(2026·广东·高考真题)化学之美在于发现。陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确但两者间没有关联的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
光束通过胶体,产生明亮通路
胶体粒子对光线有散射作用
B
天然水晶呈现规则外形
晶体中原子呈周期性有序排列
C
烟花绽放,焰色五彩缤纷
碱金属原子容易失去最外层电子
D
铜丝浸入溶液中可形成美丽银树
的还原性比的强
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.丁达尔效应的本质是胶体粒子对光线的散射作用,两个陈述存在因果关联,A不符合题意;B.晶体具有规则几何外形的本质原因是晶体中原子呈周期性有序排列,两个陈述存在因果关联,B不符合题意;C.焰色反应是金属元素的电子受到激发后跃迁释放特定波长的光产生的,属于物理变化,和碱金属易失最外层电子的化学性质无关,两个陈述均正确但无关联,C符合题意;D.Cu能置换出中的Ag,依据氧化还原反应规律,还原剂的还原性强于还原产物,说明Cu还原性比Ag强,两个陈述存在因果关联,D不符合题意;故选C。
【考点速通】
1.原理与本质:焰色试验是某些金属元素受热时火焰呈现特征颜色的性质,属于物理变化(元素性质,非单质性质),用于检验金属元素。
2.操作步骤:“洗—烧—蘸—烧”:用盐酸洗涤铂丝(或光洁铁丝)→灼烧至火焰无色→蘸取试样→灼烧观察火焰颜色;每测完一种试样需重复洗涤灼烧。
3.常见金属的焰色:Na→黄色;K→紫色(须透过蓝色钴玻璃观察,滤去钠的黄光干扰);Ca→砖红色;Ba→黄绿色;Cu→绿色;Li→紫红色。
4.应用:检验金属元素的存在;节日烟花五彩缤纷的原理。
◆微考点05 钠及其化合物的相互转化及其应用
【高考典例5】(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)钠及其化合物的部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.反应①生成的气体,每11.2L(标准状况)含原子的数目为
B.反应②中2.3gNa完全反应生成的产物中含非极性键的数目为
C.反应③中与足量反应转移电子的数目为
D.溶液中,的数目为
【答案】A
【解析】A.反应①电解熔融NaCl生成,标准状况下11.2L为0.5mol,含0.5×2=1mol原子,即,A正确;B.2.3g Na(0.1mol)与氧气加热反应生成0.05mol,每个含1个O-O非极性键,所以非极性键数目为,B错误;C.与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为,1mol与水反应转移1mol电子,数目为,C错误;D.ClO⁻在水中会水解,故数目小于,D错误;故选A。
【考点速通】
1.转化网络:Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3。
2.双向转化(重点方程式)
(1)正向:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2;
(2)逆向:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
(3)补充:NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O;Na2CO3+HCl(适量)=NaHCO3+NaCl。
3.转化规律与应用
(1)除杂:Na2CO3中混NaHCO3→加热法;NaHCO3溶液中混Na2CO3→通入足量CO2。
(2)鉴别与定量:利用转化差异鉴别两盐、计算混合物组成(如滴加盐酸产生CO2的体积关系)。
4.工业应用 —— 侯氏制碱法(联合制碱法):NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;NaHCO3受热分解得纯碱,NH4Cl作氮肥。操作关键:先通 NH3(氨盐水增强CO2吸收)后通 CO2。
一、钠的化学性质
1.与非金属单质(如O2、Cl2、S、H2)的反应
O2
常温
4Na+O2=2Na2O 白色固体
加热
2Na+O2Na2O2 淡黄色固体
Cl2
2Na+Cl22NaCl (产生黄色火焰,生成白烟)
S
2Na+S=Na2S (研磨时容易爆炸)
H2
2Na+H22NaH(金属氢化物中,氢为-1价)
2.与水反应:钠与水反应剧烈,生成NaOH,化学方程式是2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,还原剂:Na,氧化剂:H2O。离子方程式为2Na+2H2O===2Na++OH-+H2↑。
3.与酸反应
a.钠先与酸中的H+反应(不是与水先反应),离子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑。
b.如果钠过量,钠把酸消耗尽之后,再与水反应。
4.与盐反应
a.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)
b.与盐溶液反应,先与水反应生成NaOH,再与盐复分解
①投入NaCl溶液中,只有H2放出
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
若投入饱和NaCl溶液中,有H2放出,还有NaCl晶体析出(温度不变)
②投入NH4Cl溶液中有H2和NH3逸出
2Na+2NH4Cl===2NaCl+H2↑+2NH3↑
③投入CuSO4溶液中有H2逸出和蓝色沉淀生成
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
总反应:2Na+CuSO4+2H2O===Na2SO4+H2↑+Cu(OH)2↓。
5.钠与酸、碱、盐溶液反应的实质
物质类别
反应分析
酸
①钠与酸反应时先与酸中的H+反应,如2Na+2HCl===2NaCl+H2↑
②如果钠过量,钠把酸消耗尽之后,再与水反应
碱
钠与碱溶液反应其实质是钠与水的反应
盐
钠与盐溶液反应时先与水反应,如果盐能与NaOH反应,则会发生复分解反应,如Na与CuSO4溶液的反应
易错提醒
1.钠与水反应
(1)现象 “浮、熔、游、响、红” 五个字缺一不可:“熔” 体现反应放热且钠熔点低,“红” 证明生成了 NaOH;
(2)方程式配平易错:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑(钠和水的系数都是 2,勿漏);
(3)误认为钠能从盐溶液中置换出金属 → 钠先与水反应生成 NaOH,再与盐复分解。如投入 CuSO4溶液:产生 H2+ 蓝色 Cu (OH)2沉淀,无红色铜析出;
(4)钠与酸:酸过量时钠先与酸反应(2Na+2HCl=2NaCl+H2↑);酸不足时再与水反应。
2.钠与 O2反应(条件决定产物)
(1)常温:4Na+O2=2Na2O(白色);点燃:2Na+O2 Na2O2(淡黄色,黄色火焰);
(2)Na2O2中氧元素为-1价(不是 - 2 价);Na2O2是过氧化物,不属于碱性氧化物;
(3)钠着火用水或 CO2灭火→应用沙土盖灭(Na2O2与 H2O、CO2反应会放出 O2助燃)。
二、Na2O2与H2O、CO2的反应规律及其应用
1.反应原理与反应的先后顺序
(1)与水的反应机理分两步进行:
第一步:Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2(过氧化钠与水发生复分解反应生成氢氧化钠和过氧化氢)
第二步:2H2O2=2H2O+O2↑(生成的过氧化氢不稳定,迅速分解为水和氧气)
将这两步合并,得到总反应方程式:
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,电子转移的方向和数目为:
(2)与二氧化碳的反应则一步完成:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑,电子转移的方向和数目为:
【特别提醒】实验表明,干燥的二氧化碳无法直接与干燥的过氧化钠反应,需水参与引发。
(3)这两个反应有以下共同特点:
①都是歧化反应,Na2O2中的氧元素价态从-1变为0(O2)和-2(在NaOH或Na2CO3中),1molNa2O2参与反应,转移的电子的物质的量都是1mol;
②消耗2分子反应物(H2O或CO2)产生1分子O2;
③反应放热,且CO2反应放热量更大;
④固体增重来自反应物中的"H2”或”CO"部分,而非全部H2O或CO2。
2.定量规律总结
电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
气体体积变化关系
若CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量是原气体体积的,等于生成氧气的量,ΔV=V(O2)=V
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)
3.气体体积变化规律
对于气相反应:2Na2O2+2H2O(g)=4NaOH+O2↑和2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑
无论反应物是H2O(g)、CO2还是它们的混合物,每2体积反应气体(H2O或CO2)通过Na2O2后,都会产生1体积氧气,因此,反应后气体体积总是反应前的一半(当反应物全部为水蒸气或二氧化碳时)。
4.固体增重规律
(1)从反应方程式分析,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑中,固体增重相当于“吸收”了2H2O中的2H2(因为放出的O2来自Na2O2);同理,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑中,固体增重相当于”吸收”了2CO2中的2CO,因此,固体增重可理解为:△m =m(H2或CO),即增加的质量等于反应物中H2或CO部分的质量。
(2)推论:当物质可表示为(CO)n(H2)m形式时,完全燃烧后产物通过Na2O2,固体增重等于原物质质量。
5.电子转移规律
(1)在Na2O2与H2O反应中,每2mol Na2O2参与反应,转移2mol电子(1mol电子给O2,1mol电子给NaOH)
(2)在Na2O2与CO2反应中,同样每2mol Na2O2转移2mol电子。
易错提醒
误区一:忽视反应物的状态
水有气态(H2O(g)和液态(H2O(I))之分,状态不同,计算方式也不同
(1)对于H2O(g),遵循气体体积规律:2体积H2O(g)→1体积O2;
(2)对于H2O(I),只需考虑固体增重,不涉及气体体积变化;
(3)应试技巧:仔细审题,注意物质状态标注,无标注时根据上下文判断。
误区二:混淆增重来源
(1)错误认为固体增重等于全部H2O或CO2的质量,实际上增重只来自H2或CO部分,例如:CO2通过Na2O2增重不是全部CO2质量,而是相当于CO的质量。
(2)应试技巧:记住规律”增重=H2或CO部分质量”,而非整个分子质量。
误区三:忽略多步反应过程
(1)特别是Na2O2与H2O反应实际分两步进行
第一步:Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2
第二步:2H2O2=2H2O+O2↑
在定量计算中,通常使用总反应方程式即可,但解释现象时需要了解分步过程。
(2)应试技巧:计算时直接用总反应式,解释反应现象时考虑中间过程。
误区四:电子转移方向判断错误
(1)在Na2O2与CO2反应中,错误认为CO2是氧化剂或还原剂,实际上,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,发生自氧化还原反应,CO2既不被氧化也不被还原。
(2)应试技巧:分析化合价变化时,明确只有Na2O2中的O-1价发生变化。
三、碳酸钠、碳酸氢钠的性质及其应用
1.Na2CO3、NaHCO3的物理性质
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.Na2CO3、NaHCO3的化学性质
(1)热稳定性
①Na2CO3性质稳定,受热难分解。
②NaHCO3性质不稳定,受热易分解,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
(2)与足量盐酸反应
①Na2CO3:CO+2H+===H2O+CO2↑。
②NaHCO3:HCO+H+===H2O+CO2↑。
(3)与碱(NaOH溶液)反应
①Na2CO3:与NaOH溶液不反应。
②NaHCO3:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O。
(4)相互转化
①Na2CO3―→NaHCO3
向Na2CO3溶液中通入CO2,化学方程式为Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3。
②NaHCO3―→Na2CO3
NaHCO3固体加热分解转化成Na2CO3。
3.Na2CO3、NaHCO3的主要用途
(1)碳酸钠:用于造纸、制造玻璃、制皂、洗涤等。
(2)碳酸氢钠:用于制发酵粉、医药、治疗胃酸过多、灭火剂等。
4.Na2CO3的制备—侯氏制碱法
①原料
食盐、氨气、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反应原理
产生NaHCO3反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
③工艺流程
④循环使用的物质:CO2、饱和食盐水。
5.Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图象
若V(Oa)=V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)
溶液中的溶质为Na2CO3
涉及离子方程式Oa:CO+H+===HCO;
ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)
溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH
涉及离子方程式Oa:OH-+H+===H2O、
CO+H+===HCO;
ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)
溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3
涉及离子方程式Oa:CO+H+===HCO;
ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
若a=0(即图像从原点开始)
溶液中的溶质为NaHCO3
涉及离子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑
6.Na2CO3、NaHCO3的鉴别
①固体的鉴别用加热法:产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。
②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。
a.沉淀法:加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是Na2CO3溶液。
b.气体法:滴入稀盐酸,立即产生气泡的是NaHCO3溶液。
c.测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是Na2CO3溶
7.Na2CO3、NaHCO3的除杂
序号
混合物(括号内为杂质)
除杂方法
①
Na2CO3(s)(NaHCO3)
加热法
②
NaHCO3(aq)(Na2CO3)
通入足量CO2
③
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
滴加适量NaOH溶液
易错提醒
①NaHCO3与碱溶液反应的实质是HCO与OH-反应生成CO,CO有可能发生后续反应,如NaHCO3与Ca(OH)2溶液反应可以生成白色沉淀CaCO3;
②不能用澄清石灰水来鉴别Na2CO3与NaHCO3:Ca(OH)2溶液与二者反应均生成白色沉淀CaCO3,无法区别;
③用盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液时,要求两溶液浓度相差不大,且加入的盐酸等浓度且不宜过大;④Na2CO3、NaHCO3与酸、碱、盐的反应均为复分解反应,因而反应能否进行应从复分解反应的条件来判断。
1.(25-26高一上·青海海南·期中)下列关于钠的叙述中错误的是
A.钠原子的最外电子层上只有1个电子 B.钠燃烧时生成氧化钠
C.钠具有很强的还原性 D.钠燃烧时发出黄色的火焰
【答案】B
【解析】A.钠原子的结构示意图为,最外电子层上只有1个电子,A正确;B.钠燃烧时生成的是过氧化钠(Na2O2),而非氧化钠(Na2O),B错误;C.钠最外层电子易失去,表现出强还原性,C正确;D.钠的焰色为黄色,钠燃烧时发出黄色的火焰,D正确;故答案选B。
2.(25-26高一上·河北衡水·期中)联合制碱法为我国的化学工业发展和技术创新做出了重要贡献。发明联合制碱法的化学家是
A.屠呦呦 B.门捷列夫 C.徐光宪 D.侯德榜
【答案】D
【解析】联合制碱法(侯氏制碱法)由我国化学家侯德榜于1943年提出,将氨碱法与合成氨工艺结合,解决了传统制碱法的原料利用率低等问题,故选D。
3.(25-26高一上·浙江宁波·期中)节日燃放的烟花利用了“焰色试验”的原理,下列说法正确的是
A.焰色试验属于化学变化
B.铂丝应用稀硫酸清洗后在火焰上灼烧至与原火焰颜色相同,再蘸取样品实验
C.若火焰呈黄色,则该样品中仅含有钠元素
D.实验时,应尽可能使用火焰颜色较浅的煤气灯
【答案】D
【解析】A.焰色试验是物理变化(电子跃迁发光,无新物质生成),A错误;B.铂丝应用稀盐酸清洗(硫酸盐可能残留影响实验),B错误;C.火焰呈黄色只能说明含钠元素,但可能含其他被掩盖的元素(如钾),C错误;D.火焰颜色较浅的煤气灯可减少干扰,便于观察焰色,D正确;故答案选D。
4.(25-26高一上·北京·期中)关于和性质的有关叙述正确的是
A.在水中的溶解性:
B.热稳定性;
C.与酸反应的速度:
D.和在一定条件下可以相互转化
【答案】D
【解析】A.在水中的溶解性:Na2CO3的溶解度大于NaHCO3,A错误;B.NaHCO3受热分解生成Na2CO3,Na2CO3受热不分解,则热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,B错误;C.NaHCO3与强酸反应直接生成二氧化碳,Na2CO3和强酸反应先生成NaHCO3,生成的NaHCO3再和酸反应生成二氧化碳,则与酸反应的速度:NaHCO3>Na2CO3,C错误;D.Na2CO3能够与二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠加热能够分解生成碳酸钠,二者能够相互转化,D正确;故选D。
5.(25-26高一上·浙江·期中)将一块金属钠投入足量的下列溶液中,既能生成气体,又能生成白色沉淀的是
A.稀硫酸 B.稀溶液 C.溶液 D.溶液
【答案】C
【解析】A.钠与稀硫酸反应生成硫酸钠和氢气,无沉淀生成,A不符合题意;B.钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与氯化铁反应生成红褐色沉淀和氢氧化钠,B不符合题意;C.钠与水反应生成NaOH和H2,NaOH与MgCl2反应生成白色Mg(OH)2沉淀和NaCl,C符合题意;D.钠与水反应生成NaOH和H2,NaOH与CuSO4反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀和Na2SO4,非白色沉淀,D不符合题意;故答案选C。
6.(25-26高一上·黑龙江牡丹江·月考)下列关于氧化钠和过氧化钠的叙述正确的是
A.在与水的反应中,既是氧化剂又是还原剂
B.和都是白色固体,都能与冷水作用得到和
C.一个氧化钠和一个过氧化钠中的阴离子个数比为
D.与都能与水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
【答案】A
【解析】A.与水反应的化学方程式为,过氧化钠中的氧元素发生歧化反应,因此既是氧化剂又是还原剂,A正确;B.是淡黄色固体,是白色固体,与冷水反应只生成NaOH,不产生,B错误;C.一个含1个,一个含1个,阴离子个数比为,C错误;D.碱性氧化物是指与酸反应只生成盐和水的氧化物,与酸反应生成盐和水,是碱性氧化物,但与酸反应除了生成盐和水,还生成氧气,不属于碱性氧化物,D错误;故选A。
7.(25-26高一上·陕西商洛·期中)以不同类别物质间的转化为线索,可结构化地认识钠及其化合物的性质。下列说法不正确的是
A.过程Ⅱ发生反应的离子方程式为
B.若改变过程I的反应条件,能得到淡黄色固体
C.钠常保存于煤油中,钠着火时,应使用专用灭火剂或干砂灭火
D.上述过程I~IV中,发生电子转移的是I、II
【答案】A
【分析】Ⅰ反应为钠和氧气常温下反应生成氧化钠,Ⅱ反应为钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,Ⅲ为氧化钠和水反应生成氢氧化钠,Ⅳ反应为氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水。
【解析】A.过程Ⅱ是钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,离子方程式为,A错误;B.过程I在加热条件下,可得到淡黄色固体过氧化钠,B正确;C.Na的密度比煤油大,可以保存在煤油中,金属钠着火生成过氧化钠,过氧化钠与二氧化碳或与水反应都会生成氧气,会使火势更旺,故应使用专用灭火剂或干砂灭火,C正确;D.过程Ⅰ~Ⅳ中,过程Ⅲ、Ⅳ没有元素化合价变化,不是氧化还原反应,没有电子转移,故发生电子转移的是I、II,D正确;故选A。
8.(25-26高一上·甘肃张掖·期中)下列说法错误的是
A.可用澄清的石灰水鉴别和两种溶液
B.溶液和盐酸可以通过互滴进行鉴别
C.向碳酸钠固体中加入少量水后,结块变成晶体
D.向碳酸钠溶液中滴入酚酞,溶液变为红色
【答案】A
【解析】A.澄清石灰水与和溶液均会生成沉淀,无法鉴别,A符合题意;B.将 溶液滴入盐酸时,因盐酸过量,立即发生反应产生气泡;将盐酸滴入Na2CO3溶液时,开始无气泡,待Na2CO3反应完全后再滴加盐酸才产生气泡,可通过互滴鉴别,B不符合题意;C.无水吸水生成结晶水合物时会结块并放热,描述符合实际,C不符合题意;D.溶液因水解呈碱性,使酚酞变红,D不符合题意;故选A。
9.(25-26高一上·广东广州·期中)下表中,对陈述I、Ⅱ的正确性及二者间是否具有因果关系的判断都正确的是
选项
陈述I
陈述Ⅱ
判断
A
Na可与水反应产生
Na着火不能用水扑灭
I对;Ⅱ对;有关系
B
金属钠具有强还原性
高压钠灯发出透雾性强的黄光
I对;Ⅱ对;有关系
C
过氧化钠可用作航天员供氧剂
能和、反应生成
I对;Ⅱ对;有关系
D
小苏打可用于治疗胃酸过多
可与盐酸反应
I对;Ⅱ对;有关系
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.陈述 I:Na与水反应生成的是H2不是,陈述I错误,A错误;B.陈述Ⅰ正确(钠强还原性),陈述Ⅱ正确(钠灯黄光透雾性强),但钠的发光性质是物理现象,与还原性无因果关系,B错误;C.陈述Ⅰ正确(作供氧剂),陈述Ⅱ正确(与、反应生成),且因果关系成立(反应生成O2是其用途的直接原因),C正确;D.陈述Ⅰ正确(小苏打可中和胃酸),但陈述Ⅱ错误(应为而非),因果关系不成立,D错误;故选C。
10.(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·期中)由我国自主研发的“奋斗者号”潜水艇在太平洋马里亚纳海沟成功坐底,创造了中国载人深潜的新纪录。
(1)过氧化钠可用作潜水艇的供氧剂,写出和反应的化学方程式: ,该反应中生成1个分子时,转移 个电子。
(2)将一定量的固体投入到含有下列离子的溶液中:,反应完毕后,溶液中上述离子数目几乎不变的有 (填离子符号)。
(3)向酸性溶液中加入粉末,观察到溶液褪色,发生如下反应,补全方程式并配平 。
________________=__________________+_______
(4)某实验小组通过如图所示实验,探究与水的反应,下列说法正确的是___________。
A.②中的大量气泡主要成分是氢气
B.③中溶液变红,说明有酸性物质生成
C.④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的
D.⑤中的主要作用是验证溶液中存在过氧化氢
(5)查阅资料知:在一定条件下可以转化为易溶于水且溶解时吸热,有咸味,遇酸易放出气体,人误食会中毒。请回答下列问题:
①已知能发生如下反应:,上述反应中氧化剂是 ,氧化产物是 ,HI在反应中体现了 性。
②根据上述反应鉴别和NaCl。可选用的物质有 (填序号)。
A.水 B.碘化钾淀粉试纸 C.淀粉 D.白酒 E.食用白醋
【答案】(1) 2
(2)
(3)
(4)CD
(5)① 还原性和酸性 ②或BE
【解析】(1)Na2O2和CO2反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,该反应中部分O元素由-1价上升到0价,部分由-1价下降到-2价,则该反应中生成一个O2时,转移2个电子。
(2)将一定量的固体投入到含有下列离子的溶液中:,Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气,Na+数目增加,OH-和HCO反应生成CO和水,反应完毕后,HCO减少、CO增多,溶液中上述离子数目几乎不变的有Cl-。
(3)向酸性KMnO4溶液中加入Na2O2粉末,观察到溶液褪色,说明高锰酸钾降过氧化钠氧化,会生成Mn2+和O2,Mn元素由+7价下降到+2价,O元素由-1价上升到0价,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:。
(4)A.过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,反应方程式为,所以②中的大量气泡主要成分是氧气,故A错误;B.过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,氢氧化钠是碱,遇酚酞变红,说明生成碱性物质,故B错误;C.④中红色褪去,可能原因是过氧化钠和水反应生成的过氧化氢具有氧化性,能氧化有色物质,漂白褪色,故C正确;D.过氧化氢在二氧化锰做催化剂分解生成水和氧气,即验证过氧化钠和水反应生成的过氧化氢,故D正确。故选:CD。
(5)①中N元素化合价降低,作氧化剂,NO为还原产物,中I元素化合价升高,HI作还原剂,为氧化产物;4 mol HI参加反应,2 mol HI作还原剂,体现还原性,2 mol HI所含I元素化合价不变作酸,体现酸性,则HI在反应中体现了还原性和酸性;②碘化钾在酸性条件下与亚硝酸钠溶液反应生成碘单质,碘单质遇淀粉变为蓝色,而氯化钠无现象,则可选择鉴别的试剂为:水、淀粉碘化钾试纸、食用白醋,故答案为:ABE或BE。
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