1、第三章金属及其化合物第一节钠及其化合物考纲要求了解常见金属Na及其重要化合物的主要性质及其应用。高考命题探究内容探究：钠的化合物在日常生活和工农业生产中扮演着重要角色，随着高考试题与社会生活联系的日益密切，钠、过氧化钠的性质，NaHCO3、Na2CO3 与酸、碱、盐溶液的反应仍然是高考命题的热点。形式探究：以钠及其化合物之间的转化为载体，结合生活、生产及物质的应用，以工业流程题、实验题、选择题和鉴别题等形式出现的可能性较大，也可能出现综合性计算题。考点一 钠的性质及应用精讲精练提考能02 基础知识再巩固01基础知识再巩固 01 夯实基础厚积薄发1钠的物理性质颜色状态密度硬度熔点银白色 固体比水
2、的密度_，比煤油的密度_较小较低，小于 100 2.钠的化学性质(1)钠与非金属的反应在一定条件下，可与 O2、Cl2、S 等非金属反应生成相应的化合物。常温下，钠与 O2 反应生成白色固体 Na2O，化学方程式为_。点燃条件下，钠与 O2 反应生成淡黄色固体 Na2O2，化学方程式为_。(2)钠与水的反应化学方程式为_。离子方程式为_。钠与含有酚酞的水反应的现象及解释。(3)与酸溶液反应(如 HCl)2Na2HCl=_(4)与盐反应a与熔融盐反应如：4NaTiCl4=高温 4NaClTiNaKCl=高温 NaClK(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Na
3、 与 CuSO4 溶液反应的化学方程式_。(5)与某些有机物反应如：2Na2CH3CH2OH2CH3CH2ONaH22Na2CH3COOH2CH3COONaH2 3钠的制备与保存(1)钠在自然界以化合态形式存在。工业上通常用电解熔融氯化钠的方法制备钠：2NaCl(熔融)=电解 2NaCl2。(2)金属钠保存在煤油中，使之隔绝空气与水。4钠的用途(1)制取 Na2O2 等化合物。(2)_可用于原子反应堆的导热剂。(3)用作电光源，制作_。(4)冶炼某些金属。金属钠具有强的_，熔融状态下可以用于制取金属，如 4NaTiCl4=熔融 4NaClTi。答案1小 大2(1)4NaO2=2Na2O 2Na
4、O2=点燃 Na2O2(2)2Na2H2O=2NaOHH22Na 2H2O=2Na 2OH H2 小 低 放热 NaOH(3)2NaClH2(4)2NaCuSO42H2O=Na2SO4H2Cu(OH)24(2)钠、钾合金(液态)(3)高压钠灯(4)还原性判断正误(正确的打“”，错误的打“”)1金属钠可保存在煤油中，也可保存在 CCl4 中。()2金属钠着火不能用水或干粉灭火器灭火。()3钠在空气中露置最终生成的物质是碳酸氢钠。()44NaO2=2Na2O 和 2NaO2=点燃 Na2O2 可说明相同的反应物在不同的条件下可能发生不同的反应。()51 mol 钠与 O2 完全反应生成 Na2O2
5、，失去的电子对为 2NA。()6电解熔融的氯化钠和电解饱和食盐水都可得到金属钠。()答案1 2.3.4.5.6.1钠燃烧时不能用水灭火，应用沙土盖灭。2取用金属钠时，用镊子夹取金属钠，用滤纸擦干表面的煤油，放在洁净干燥的玻璃片上用小刀切割，不能用手直接接触金属钠，并且将剩余的钠放回原试剂瓶中保存。3钠与溶液反应的共同现象浮：钠浮在液面上；熔：钠熔化成光亮的小球；游：在液面上不停地游动直至反应完全；响：反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。若溶液中 H浓度较大，与水相比反应更加剧烈，最后钠可能在液面上燃烧。1关于钠的叙述中，不正确的是()A金属钠与水反应生成氢气，但是实验室中不能用金属钠与水反应制备
6、氢气B金属钠放在石棉网上加热时，先熔化成银白色小球，然后剧烈燃烧，发出黄色火焰C金属钠在空气中放置生成氧化钠，在空气中燃烧生成过氧化钠D金属钠与氧气反应的产物取决于氧气的用量解析：金属钠与氧气反应的产物取决于反应条件：在空气中放置被氧气氧化，生成氧化钠；在空气中燃烧生成过氧化钠。答案：D2在研究金属钠与水反应的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是()A将一小块 Na 投入水中，钠浮于水面，说明钠的密度比水小B将一小块 Na 投入滴有酚酞的水中，溶液变红，说明反应生成了碱C将一小块 Na 投入 CuSO4 溶液中，生成蓝色沉淀，说明 Na没有 Cu 活泼D点燃 Na 与肥皂水反应产生的气
7、泡，有尖锐爆鸣声，说明有 H2 生成解析：钠比铜的活泼性强，将一小块钠投入 CuSO4 溶液中，Na 首先与水反应生成 NaOH 和 H2，然后 NaOH 再与 CuSO4发生复分解反应，生成蓝色 Cu(OH)2 沉淀，故在水溶液中 Na 不能置换出 Cu。答案：C3观察是研究物质性质的一种基本方法。某同学将一小块金属钠露置于空气中，观察到下列现象：银白色变灰暗变白色出现液滴白色固体，则下列说法正确的是()A发生氧化还原反应生成了过氧化钠B只发生物理变化C是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液D变白色主要是因为生成了氢氧化钠解析：金属钠露置于空气中发生的一系列变化为：NaO2常温下Na2OH2O
8、NaOH吸水潮解 NaOH 溶液 吸收CO2Na2CO3，分析对照选项判断，D 项正确。答案：D4有关钠的叙述正确的是()A2.3 g 钠与 97.7 g 水反应后，溶液中溶质的质量分数等于 4%B钠跟 CuSO4 溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑，这是析出了金属铜C将金属钠与水反应后的溶液中通入适量氯气后，溶液中含有两种溶质D钠在空气中的缓慢氧化与其在空气中点燃的产物都一样解析：根据反应方程式，2.3 g 钠与水反应生成 4.0 g NaOH，放出 0.1 g 氢气，溶液的质量为 99.9 g，所以 NaOH 的质量分数大于 4%，A 错误；选项 B，Na 与 H2O 反应生成 NaOH
9、，NaOH再与 Cu2反应生成 Cu(OH)2，因 Na 与 H2O 发生的反应是放热反应，可导致生成的 Cu(OH)2 表面部分分解为 CuO(黑色)而非Cu；选项 C，金属钠与 H2O 反应得到 NaOH 溶液，通入适量的Cl2 与 NaOH 反应生成 NaCl、NaClO，所以溶液中含有两种溶质；选项 D，Na 在空气中缓慢氧化生成 Na2O，钠在空气中点燃或加热时生成淡黄色固体 Na2O2。答案：C5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 CuSO4 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。下列说法中不正确的是()A上述反应是置换反应B上述反应是放热反
10、应C上述反应中无水 CuSO4 表现了还原性D加热且无水条件下，Na 可以与 CuSO4 反应并生成 Cu解析：钠的化学性质很活泼，在加热熔融的条件下与无水CuSO4 反应可置换出铜，所以生成的红色物质为单质 Cu，其中Cu2被还原，表现了氧化性，所以 A、D 对，C 错，同时由反应条件接触瞬间产生耀眼的火花，可推测该反应为放热反应，所以B 对。答案：C6有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与 FeSO4 溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往 100 mL 大试管中先加 40 mL煤油，取 3 粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入 FeSO4 溶液使煤油的液面至胶塞，并
11、夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题：(1)如何从试剂瓶中取用金属钠？剩余的 Na 能否放回原试剂瓶？_。(2)有关钠反应的现象是_。(3)大试管的溶液中出现的现象：_。(4)装置中液面的变化：大试管内 _；长颈漏斗内_。(5)写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式：_。答案：(1)用镊子从试剂瓶中取一块金属钠，用滤纸吸干表面上的煤油，用小刀在玻璃片上切米粒大小的钠做实验用，剩余的钠要放回原试剂瓶，不要随意丢弃(2)有气泡生成，钠熔化成小球且在煤油和 FeSO4 溶液界面处上下跳动，最终完全溶解(3)下层溶液出现白色絮状沉淀(4)下降 上升(5)2NaFeSO42H2O=Fe(OH)2Na
12、2SO4H2精讲精练提考能 02 重点讲解提升技能钠与水及酸、碱、盐溶液的反应1钠与水的反应(1)反应原理：2Na2H2O=2NaOHH2。(2)定量关系：2NaH22e。2钠与酸溶液的反应根据钠与水反应的实质是 Na 与水电离出来的 H的置换反应，而酸溶液中的 H只要来自于酸可知，将钠投入酸溶液中后，钠首先与酸反应，若钠有剩余，再与水反应。反应的离子方程式为(钠跟强酸溶液反应的实质)2Na2H=2NaH2。定量关系：Na 与酸溶液反应，钠不会有剩余，生成 H2 量取决于金属钠，关系式为 2NaH2。3与碱溶液反应钠只与碱溶液中的水发生反应，生成 NaOH，但会使碱溶液中的水减少，若为饱和溶液
13、，则会有溶质析出。4钠与盐溶液的反应(1)钠与正盐溶液的反应先考虑钠与水的反应，再考虑生成的 NaOH 与正盐能否发生复分解反应。例如，钠投入 CuSO4 溶液中：2Na2H2O=2NaOHH2、2NaOHCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4，反应总方程式为2NaCuSO42H2O=Cu(OH)2H2Na2SO4。(2)钠与弱酸的酸式盐溶液反应先考虑钠与水的反应，再考虑生成 NaOH 与弱酸的酸式盐的反应。例如，钠投入 NaHCO3 溶液中：2Na2H2O=2NaOHH2、NaOHNaHCO3=Na2CO3H2O。(3)钠与强酸的酸式盐溶液反应相当于钠与强酸的反应，先考虑 Na 与 H的反应
14、，再考虑 Na与 H2O 的反应。例如，钠投入 NaHSO4 溶液中：2Na2NaHSO4=2Na2SO4H2，离子方程式为 2Na2H=2NaH2。1将 0.02 mol Na 分别投入到盛有 100 mL 水、100 mL 1.0 molL1 盐酸、100 mL 1.0 molL1 硫酸铜溶液的 X、Y、Z 三个烧杯中，下列有关说法错误的是()A 三 个 烧 杯 中 一 定 均 会 发 生 的 离 子 反 应 有：2Na 2H2O=2Na2OHH2B三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，相比而言，X 烧杯中的反应平缓些CZ 烧杯中一定会有沉淀生成，但沉淀不是单质铜D三个烧杯中生成氢气的物质的量相
15、同解析：A项，由题意可知，n(HCl)0.1 L1.0 molL10.1 mol，n(Na)0.02 mol；盐酸与 Na 发生的反应为 2HCl2Na=2NaClH2，显然 Na 不足，盐酸剩余，不会发生 Na 与 H2O 的反应；B 项，Na 与水及酸、盐溶液反应的实质均为 Na 与 H的反应，因此溶液中 c(H)将影响反应速率，盐酸和 CuSO4 溶液(Cu2水解)均显酸性，溶液中 c(H)大于水，因此盛有水的烧杯中反应平缓；C项，Na 投入 CuSO4 溶液中，Na 先与水反应生成 NaOH，NaOH 再与 CuSO4 发生复分解反应生成 Cu(OH)2 沉淀，Na 不能与 CuSO4
16、发生置换反应，得不到单质 Cu；D 项，Na 与水及酸、盐溶液反应，消耗的 Na 与生成的 H2 存在关系：2NaH2，因此 0.02 mol Na 参加反应，三个烧杯中均得到 0.01 mol H2。答案：A2把一小块金属钠放入下列溶液中，说法正确的是()A放入饱和 NaOH 溶液中：有氢气放出，恢复至室温后溶液的 pH 增大B放入 NaCl 溶液中：无现象C放入 FeCl3 溶液中：有氢气放出，有红褐色沉淀生成D放入 NH4NO3 溶液中：有无色无味气体放出解析：A 项错误，饱和 NaOH 溶液中放入钠，钠与水反应消耗水且生成 NaOH，从而会有部分 NaOH 晶体析出，同时生成H2，由于
17、溶液仍为饱和溶液，故溶液的 pH 不变；B 项错误，钠与水反应生成 H2 和 NaOH；C 项正确，钠与水反应生成的 NaOH与 FeCl3 反应生成 Fe(OH)3 红褐色沉淀；钠与水反应生成 NaOH并放出大量的热，放出的热量使得 NaOH 与 NH4NO3 反应放出NH3，D 项错误。答案：C3某同学将一小块金属钠放入水中(如右图)研究钠与水的反应，下列是他对实验的描述，其中错误的是()A钠浮在水面上，四处游动B反应放出的热使钠熔成一个小球C钠溶解后，在烧杯中投入小苏打，溶液中有气泡冒出D钠溶解后，在烧杯中投入少量铝片，铝片可能全部溶解解析：A 项，钠的密度小于水，钠放入水中后，钠浮在水
18、面上，发生反应：2Na2H2O=2NaOHH2，生成的 H2 使钠四处游动，正确；B 项，钠的熔点较低，钠与水反应放出的热量，使钠熔化成小球，正确；C 项，钠溶解后生成 NaOH 溶液，投入小苏打后发生反应：NaOHNaHCO3=Na2CO3H2O，不会有气泡冒出，错误；D项，Al与 NaOH溶液发生反应：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，正确。答案：C4将等物质的量的金属 Na、Mg、Al 分别与 100 mL 2 molL1 的盐酸反应，实验测得生成气体的体积 V(已折合为标准状况)与时间 t 的关系如图所示，则下列说法错误的是()Ax2.24B钠的物质的量为 0.2 mol
19、C反应时，Na、Mg、Al 均过量D曲线 b 为 Mg 与盐酸反应的图象解析：A 项，由图可知，三种金属最后生成气体的体积相等，据此可知盐酸可能不足，也可能刚好与 Na 完全反应，而 Mg、Al 有剩余，故生成 H2 的体积取决于 n(HCl)，V(H2)0.1 L2 mol/L1/222.4 L/mol2.24 L，正确；B 项，钠与盐酸反应时，存在关系式：2NaH2，故生成 2.24 L H2 需要 0.2 mol Na，正确；C 项，钠投入盐酸中，钠不可能过量，若钠过量则与溶剂水反应，错误；D 项，三种金属的活动性顺序为 NaMgAl，金属的活动性越强，与盐酸反应的速率越快，反应所需时间
20、越短，故曲线 a、b、c 分别代表 Na、Mg、Al 与盐酸反应的图象，正确。答案：C5(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_。MgSO4 溶液 NaCl 溶液 Na2SO4 溶液 饱和澄清石灰水 Ca(HCO3)2 溶液 CuSO4 溶液 饱和 NaCl 溶液(2)一定温度下，向饱和 NaOH 溶液中加入一定量的钠块，充分反应后恢复到原来温度，下列说法中正确的是_。A溶液中溶质质量增加，溶剂量减少，溶液中溶质质量分数变大B溶液的 pH 不变，有氢气放出C溶液中 Na数目减小，有氢气放出D溶液中 c(Na)增大，有氢气放出(3)取一支大试管，加入 20 mL
21、 饱和澄清石灰水(1.6 gcm3)，再加入 5 mL 苯(0.87 gcm3)，静置后缓慢加入黄豆粒大小的钠块(0.97 gcm3)。下列实验现象中，能观察到的有_。钠在饱和澄清石灰水层反应并四处游动有气体产生澄清石灰水变浑浊钠在石灰水与苯的界面处反应并上下跳动钠停留在苯层不反应钠块最后消失(4)有相同质量的两块金属钠，其中一块用有小孔的铝箔包裹，都放入足量的水中，哪一个生成的 H2 多？为什么？_解析：(1)2Na2H2O=2NaOHH2，中 Mg22OH=Mg(OH)2；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 产生沉淀；中 Ca2HCO3 OH=CaCO3H2O；生成的 Cu(OH)2 是蓝色沉淀，不符合题意；水减少，c(Na)增大，使 NaCl(s)Na(aq)Cl(aq)平衡向左移动。(2)钠放于饱和 NaOH 溶液中，与水反应生成 NaOH 和 H2，由于原来是饱和溶液，且温度不变，消耗了水，生成了 NaOH，故有NaOH 晶体析出，而溶液的浓度不变。答案为 B、C。答案：(1)(2)BC(3)(4)用铝箔包裹的钠生成的 H2 多。原因是 Na 与水反应生成的NaOH 也能与铝反应产生 H2。
