1、第四单元钠、镁及其化合物一、钠1.物理性质(1)颜色：_。(2)密度：比水_，比煤油_。(3)熔点：_（填“大于”“小于”或“等于”）100。(4)硬度：质地_。银白色，有金属光泽小大小于柔软2.化学性质4Na+O2=2Na2O2Na+O2 Na2O22Na+2H2O=2Na+2OH-+H2点燃=3.钠的制取、保存及用途（1）制取：化学方程式为_。（2）保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。(3)用途:钠、钾合金（液态）可用于原子反应堆的导热剂；作强还原剂，将某些稀有金属从它们的卤化物中还原出来，如4Na+TiCl4 Ti+4NaCl；用作电光源，制作高压钠灯。2NaCl（熔融）2Na+C
2、l2电解=熔融=二、钠的重要化合物1.Na2O与Na2O2名称氧化钠（Na2O）过氧化钠（Na2O2）颜色状态_电子式_氧的化合价_与H2O反应_ _白色固体淡黄色固体-2-1Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2名称氧化钠（Na2O）过氧化钠（Na2O2）与CO2反应_与盐酸反应_用途供氧剂、漂白剂Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O22.Na2CO3与NaHCO3的性质比较名称碳酸钠碳酸氢钠化学式_俗名_水溶液酸碱性碱性碱性类别离子化合物
3、离子化合物颜色、状态白色固体白色固体水溶性_可溶于水Na2CO3NaHCO3纯碱或苏打小苏打易溶于水名称碳酸钠碳酸氢钠与盐酸反应及反应速率_，_相同条件下反应速率:NaHCO3比Na2CO3_热稳定性受热难分解_用途化工原料、洗涤剂食品发酵、治疗胃酸过多、泡沫灭火器相互转化Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2快2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2=3.焰色反应（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的颜色，这在化学上叫做焰色反应。（2）应用：焰色反应是元素的性质，属于物理变化，常用于_。（3）常见元素的焰色:
4、钠元素：_；钾元素：_（透过蓝色钴玻璃）。检验金属元素的存在黄色紫色三、镁的性质和提取1.化学性质2Mg+O2 2MgO3Mg+N2 Mg3N2Mg+Cl2 MgCl22Mg+CO2 2MgO+CMg+2H+=Mg2+H2Mg+Cu2+=Mg2+Cu点燃=点燃=点燃=点燃=2.镁的提取（1）流程：Mg+Cl2CaOMg(OH)2MgCl2HCl石灰乳（2）有关反应的化学方程式：_MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2OMgCl2+6H2O=MgCl26H2OMgCl26H2O MgCl2+6H2OMgCl2（熔融）Mg+Cl2HCl=
5、通电=【思考辨析】1.金属钠长时间暴露在空气中最终会生成过氧化钠。()【分析】钠长时间暴露在空气中发生的一系列变化是Na Na2O NaOH表面形成NaOH溶液Na2CO310H2O Na2CO3（白色粉末）。2.(2012海南高考)一定条件下，2.3 g Na完全与O2反应生成3.6 g产物时，失去的电子数为0.1 NA。()【分析】Na与O2反应不论是生成Na2O还是Na2O2,0.1 mol Na一定失去0.1 mol电子。3.(2011北京高考)常温下，Na与足量O2反应生成Na2O,随温度的升高生成Na2O的速率逐渐加快。()【分析】Na与O2在较高温度下发生反应生成Na2O2而不是
6、Na2O。4.氧化钠与过氧化钠都属于碱性氧化物。（）【分析】氧化钠与酸反应生成盐和水，而过氧化钠与酸反应生成盐、水和氧气，所以氧化钠是碱性氧化物，而过氧化钠不是。5.用加热的方法可以鉴别纯碱和小苏打，用CaCl2溶液可以鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。（）【分析】NaHCO3不稳定，受热分解生成CO2气体，Na2CO3受热不分解，故加热可鉴别纯碱和小苏打；Na2CO3与CaCl2反应可生成白色沉淀，NaHCO3与CaCl2不发生反应。6.由于空气中含氮量高，所以镁在空气中燃烧的主要产物是Mg3N2。（）【分析】虽然空气中含氮量高，但是由于氮气的性质很不活泼，所以镁在空气中燃烧时，主要是和活
7、泼的氧气反应，其主要产物是MgO。考点 1 过氧化钠的化学性质及有关计算1.过氧化钠的强氧化性过氧化钠中的氧是-1价，介于氧的两种稳定化合价（0价和-2价）之间，因此Na2O2既可表现氧化性，也可表现还原性，当Na2O2遇到还原性物质（如S2-、Fe2+、等）时，Na2O2表现出强氧化性。试剂反应原理现象FeCl2溶液4Na2O2+4FeCl2+6H2O=4Fe（OH）3+O2+8NaCl红褐色沉淀Na2SO3溶液Na2O2+Na2SO3+H2O=Na2SO4+2NaOH氢硫酸Na2O2+H2S=S+2NaOH溶液变浑浊酚酞溶液与水反应生成NaOH，Na2O2有强氧化性先变红后褪色品红溶液Na
8、2O2有强氧化性红色褪去2.过氧化钠与CO2、H2O的反应规律反应方程式：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 (1)气体体积变化关系：由两反应可见，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1/2，等于生成氧气的量。(2)电子转移关系：2Na2O2+4H2O=4NaOH+O2+2H2O失2e-,化合价升高，被氧化得2e-,化合价降低，被还原Na2O2与CO2反应和与H2O反应相似，每生成1 mol O2，转移2 mol电子。2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2-1得到2e-,被还原失去2e-,被
9、氧化（3）固体质量变化关系:足量过氧化钠与水、CO2反应的计算Na2O2 Na2CO3 质量增加（28）Na2O2 2NaOH 质量增加（2）足量过氧化钠与H2(或CO)和O2混合气体反应的计算由2CO+O2 2CO2和反应式得：CO+Na2O2=Na2CO3（仅是计算关系）；由2H2+O2 2H2O和反应式得：H2+Na2O2=2NaOH（仅是计算关系）。点燃=点燃=所以，有a g通式符合(CO)m(H2)n(m=0,1,2,3，n=0,1,2,3)的物质（包括纯净物和混合物）在氧气中燃烧，将其通过足量过氧化钠，反应完毕后，固体增重a g。（4）反应先后规律:由于CO2能够与NaOH反应，所
10、以一定量的Na2O2与一定量的H2O（g）和CO2的混合物反应，可视为Na2O2先与CO2反应，剩余的Na2O2再与H2O（g）反应。【误区警示】(1)Na2O2中的阴离子是,阳离子和阴离子数目之比为21,而不是11。(2)Na2O2与水、CO2反应中,氧化剂、还原剂均是Na2O2。(3)1 mol Na2O2与足量CO2或H2O发生反应时，转移的电子数是NA而不是2NA。考查角度 1 过氧化钠的强氧化性【典例1】（2013嘉兴模拟）为了探究过氧化钠的强氧化性,某研究性学习小组设计了如图所示的实验装置。实验步骤及现象如下：检查装置气密性后,装入药品Na2O2并连接仪器。缓慢通入一定量的N2后,
11、将装置D连接好（导管末端未伸入集气瓶中），再向圆底烧瓶中缓慢滴加浓盐酸，剧烈反应，产生黄绿色气体。一段时间后，将导管末端伸入集气瓶中收集气体。装置D中收集到能使带火星的木条复燃的无色气体。反应结束后，关闭分液漏斗的活塞，再通入一定量的N2,至装置中气体无色。回答下列问题：(1)装置B中湿润的红色纸条褪色，证明A中反应有_（填化学式）生成。若B中改放湿润的淀粉KI试纸，仅凭试纸变蓝的现象不能证明上述结论，请用离子方程式说明原因_。(2)装置C的作用是_。(3)甲同学认为O2是Na2O2被盐酸中的HCl还原所得。乙同学认为此结论不正确，其不赞成的理由可能为_;_。【解题指南】解答本题要注意以下2点
12、：(1)氯气和O2都具有氧化性，都能将I-氧化成I2。(2)Na2O2被还原时氧元素的化合价应从-1降低为-2。【解析】(1)B中湿润的红色纸条褪色，说明A中反应有Cl2生成；若B中是湿润的淀粉KI试纸且变蓝，不能说明一定有Cl2生成，因为O2也可以把I-氧化成I2:4H+4I-+O2=2I2+2H2O,从而使试纸变蓝。(2)装置C中盛放的是NaOH溶液，其作用是吸收HCl和Cl2,防止污染空气并使D中收集到较纯净的O2。(3)Na2O2被还原时氧元素的化合价应该降低，不能得到O2;O2可能是Na2O2与盐酸中的H2O反应得到。答案:(1)Cl2 4H+4I-+O2=2I2+2H2O(2)吸收
13、HCl和过量的Cl2,防止污染空气，使D中能收集到较为纯净的氧气(3)Na2O2被还原时氧元素的化合价应该降低，不可能得到O2O2有可能是Na2O2与盐酸中的H2O反应所得考查角度 2 过氧化钠与水、CO2的反应规律【典例2】（2013金华模拟）过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了28 g,反应中有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)()二氧化碳碳酸钠转移的电子A1 molNAB22.4 L1 molC53 g1 molD106 g2NA【解题指南】解答本题要明确以下2点：(1)CO2与Na2O2反应时固体质量的变化关系；(2)CO2与Na
14、2O2反应的电子转移关系。【解析】选A。设x g Na2O2与CO2发生了化学反应，则2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 m(增加)156 88 212 32 212-156=56x g 28 g可得x=78,即有1 mol Na2O2和1 mol CO2参加了化学反应，生成了1 mol Na2CO3，反应中转移了NA个电子。常温常压下，1 mol CO2的体积并不是22.4 L,B错误；在反应中有106 g Na2CO3生成时，转移的电子数为NA,D错误。【变式训练】（2013金华模拟）使11.2 L CO2气体迅速通过Na2O2固体后得到8.96 L气体（标准状况下），这8.96
15、 L气体的质量为()A.8.8 g B.6.4 g C.8.2 g D.16.4 g【解析】选D。由反应：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 V2 1 14.48 (11.2-8.96)L=2.24 L反应后得到的8.96 L气体为2.24 L O2和6.72 L CO2其质量为：。考点 2Na2CO3和NaHCO3与酸反应的差异及鉴别1.与等浓度盐酸反应的规律(1)放出CO2快慢：NaHCO3Na2CO3(2)混合物反应先后顺序：因结合H+更容易，所以Na2CO3先反应生成NaHCO3，然后NaHCO3与H+再反应。(3)与足量盐酸反应耗酸量的比较：等质量的Na2CO3和NaHCO
16、3，前者耗酸量多；等物质的量的Na2CO3和NaHCO3，前者耗酸量多。(4)与足量盐酸反应生成CO2量的比较：等质量的Na2CO3和NaHCO3，后者生成CO2量多；等物质的量的Na2CO3和NaHCO3，两者生成CO2量一样多。2.鉴别Na2CO3和NaHCO3【误区警示】(1)在Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应放出CO2多少的对比中要注意等质量还是等物质的量。(2)Na2CO3和盐酸可以用互滴法鉴别，但NaHCO3和盐酸不可以用互滴法鉴别。(3)不能用Ca(OH)2或Ba(OH)2鉴别NaHCO3和Na2CO3,因为都能产生白色沉淀。【典例3】（2013梅州模拟）设计下列实验方案鉴别
17、Na2CO3和NaHCO3两种白色粉末，不能达到预期目的的是()A.分别向等质量的白色粉末中加等体积、等物质的量浓度的稀盐酸，比较生成气体的快慢B.分别向等质量的白色粉末中加等体积适量的水，比较固体溶解量的多少C.分别将等质量的白色粉末配成溶液，然后加入澄清石灰水，比较是否有沉淀生成D.分别将等质量的白色粉末用如图所示装置进行实验，比较澄清石灰水是否变浑浊【解题指南】解答本题应注意以下3点：(1)Na2CO3和NaHCO3的热稳定性；(2)Na2CO3和NaHCO3与等浓度盐酸反应的快慢程度；(3)Na2CO3和NaHCO3在水中的溶解性。【解析】选C。利用Na2CO3和NaHCO3热稳定性、
18、在水中的溶解性及与等浓度盐酸反应的剧烈程度来鉴别区分二者，但不能用Ca(OH)2鉴别区分二者，原因是二者加入澄清石灰水后，均会产生白色沉淀。【互动探究】仅用pH试纸，能否鉴别区分同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液？提示：能；分别测量同浓度Na2CO3和NaHCO3溶液的pH,pH大的为Na2CO3,pH小的为NaHCO3。考点 3镁及其化合物之间的转化1.转化关系2.反应举例MgCO3 MgO+CO22Mg+O2 2MgO2Mg+CO2 2MgO+C3Mg+N2 Mg3N2Mg+Cl2 MgCl2Mg+2HCl=MgCl2+H2MgCl2（熔融）Mg+Cl2高温=点燃=点燃=点燃=点燃=电
19、解=Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2+2NH3Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4ClMg（OH）2 MgO+H2OMg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2OMgCl2+2NaOH=Mg（OH）2+2NaCl=【误区警示】工业上从海水提镁过程中所用的是石灰乳，而不是浓度小的石灰水，在写离子方程式时，要写Ca（OH）2的形式。【典例4】镁在空气里点燃可以燃烧，放出大量的热并发出耀眼的白光，生成白色的氧化镁，同时，镁在这样的高温条件下，还可与空气中的另一种主要成分反应，生成少量的物质A，气体C能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝。已知A有下列一系列变化：（1）写出A、C、D的化学式：A_
20、、C_、D_。（2）写出下列变化的化学方程式：_，_。【解析】镁在空气里燃烧时，主要和氧气反应生成MgO，还可以和氮气反应生成Mg3N2，所以A为Mg3N2。Mg3N2和盐酸反应得到的溶液B中一定含有Mg2+和Cl-，所以沉淀D一定是Mg（OH）2，能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气，能够和NaOH溶液反应放出NH3，所以溶液B中还含有，即它为MgCl2和NH4Cl的混合物。答案：（1）Mg3N2 NH3 Mg（OH）2（2）Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4ClMgCl2+2NaOH=Mg（OH）2+2NaCl，NH4Cl+NaOH NaCl+H2O+NH3=【互动探究】（1
21、）一定量的镁在分别在氧气、氮气、CO2中完全燃烧，生成的固体的质量按照由大到小的顺序如何？提示：1 mol Mg在O2中燃烧生成1 mol MgO，增重16 g，1 mol Mg在N2中燃烧生成mol Mg3N2，增重mol28 gmol-19.33 g，1 molMg在CO2中燃烧反应为2Mg+CO2 2MgO+C，生成1 mol MgO和0.5 mol C，增重22 g，所以在CO2中燃烧增重最大，在氧气中燃烧增重次之，在氮气中燃烧增重最小。点燃=（2）向沉淀D中加入稀硫酸，将会看到什么现象？写出该反应的离子方程式。提示：Mg（OH）2和稀硫酸反应生成硫酸镁溶液和水，所以现象是白色沉淀溶解
22、，离子方程式为Mg（OH）2+2H+=Mg2+2H2O。1.（2013舟山模拟）如图所示，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。据此判断下列说法中不正确的是()A.上述反应是置换反应B.上述反应是放热反应C.上述反应中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】选C。红色物质肯定是单质铜，因为CuSO4无水，所以必定是Na和CuSO4发生置换反应：2Na+CuSO4 Cu+Na2SO4，在该反应中铜元素的化合价由+2价变成0价，所以表现氧化性，C选项错误。因为无水CuS
23、O4与熔化的钠接触时瞬间产生耀眼的火花，说明该反应放出大量的热，使钠发生燃烧。=2.下列关于钠的叙述错误的是()A实验后剩余少量钠可放回原试剂瓶中B用一般的化学还原法不能制取金属钠C某物质的焰色反应为黄色，则该物质一定含钠元素D钠可以用少量水密封保存【解析】选D。钠活泼，不能随意丢弃，可以放回原试剂瓶，A对；钠是活泼性很强的金属，很难由化合物还原得到钠，而是通过电解熔融氯化钠制备，B对；C中焰色反应为黄色，焰色反应属于元素的性质，C对；钠会与水反应，应密封保存在煤油中，D错。3.在溶液中加入足量的Na2O2后仍能大量共存的离子组是()A、Ba2+、Cl-、BK+、Cl-、CCa2+、Mg2+、
24、DNa+、Cl-、【解析】选B。在溶液中加入Na2O2固体，Na2O2首先和水反应生成NaOH和O2,A中的和OH-不共存；C中的与OH-不共存，Na2O2具有强氧化性，能将氧化成而不能大量共存。4.从海水中提取镁的工艺流程如下图所示：下列说法错误的是()A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B.步骤涉及的基本方法是蒸发、结晶和过滤C.步骤得到的Mg（OH）2沉淀中混有少量的Ca（OH）2，可以向其中加入足量的MgSO4溶液，再过滤除去D.上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应【解析】选C。海水中含有大量的镁元素，所用的Ca(OH)2可以用海边大量的贝壳作为原料来制备，所以该方法的优点之一
25、是原料来源丰富，A选项正确；海水提镁首先要利用太阳光对海水进行浓缩，析出NaCl固体后过滤即可得到Mg2+浓度较大的母液，B选项正确；加入MgSO4溶液时，Ca(OH)2和MgSO4反应产生Mg(OH)2和CaSO4两种沉淀，使制得的Mg(OH)2沉淀不纯，应该加入MgCl2、Mg(NO3)2等溶液使Ca(OH)2转化为Mg(OH)2沉淀和CaCl2、Ca(NO3)2等易溶于水的物质，经搅拌、过滤、洗涤便可以达到目的，C选项错误；步骤是CaCO3的分解反应得到CaO，步骤是CaO与H2O发生化合反应得到Ca(OH)2，步骤是分解反应，步骤是MgCl2与Ca(OH)2发生复分解反应得到Mg(OH
26、)2和CaCl2，D选项正确。5.A、B、C、D、E、F六种物质中除D为气体单质外其余均为常见的化合物，E和F的水溶液均呈碱性，且都为重要的化工原料，其焰色反应为黄色，它们的转化关系如图所示。请回答下列问题：(1)写出A、B、D的化学式：A_,B_,D_。(2)写出F E的离子反应方程式_。(3)写出E转化为F的化学方程式_。【解析】从题目信息“焰色反应为黄色”可确定化合物E、F为钠的化合物。结合常见的钠的化合物氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氧化钠、过氧化钠、氯化钠及转化关系图，可确定气体单质D是氧气，则化合物C是过氧化钠，A为水，B为二氧化碳，E为碳酸钠，F为氢氧化钠。答案：(1)H2O CO
27、2 O2(2)2OH-+CO2=+H2O(3)Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH（合理即可）1.（2012北京高考）下列解释实验现象的反应方程式中正确的是()A.切开的金属钠暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗2Na+O2=Na2O2B.向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色2AgCl+S2-=Ag2S+2Cl-C.Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2D.向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀【解析】选B。A项，切开的金属钠暴露在空气中，光亮表面变暗的原因是钠被氧化生成Na2O,反应方程式为4
28、Na+O2=2Na2O,故A错误；C项，Na2O2放置在潮湿的空气中发生的反应有2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2和2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,故C错误；D项，向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀的反应方程式为+Ca2+OH-=CaCO3+H2O,故D错误。2.（2010安徽高考）将0.01 mol下列物质分别加入100 mL蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是（溶液体积变化忽略不计）()Na2O2 Na2O Na2CO3 NaClA.B.C.=D.=【解析】选C。四种物质溶于水后所得溶液中溶质分别是0.02 mol NaOH,0.0
29、2 mol NaOH,0.01 mol Na2CO3,0.01 mol NaCl。因为水解，故阴离子浓度大小顺序是=,故选C。3.（2010上海高考）将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 molL-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是()【解析】选C。经计算可知混合液中含n(NaOH)=0.01 mol,n(Na2CO3)=0.01 mol。加入盐酸，依次发生的反应为:NaOH+HCl=NaCl+H2O,Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2,故C项正确。【反思提升】1.钠与盐溶液反应的实质：钠先与水反应生成碱，碱再与盐溶液发生反应。2.涉及Na2O2与H2O、CO2反应的计算时(1)利用Na2O2与H2O、CO2反应的“规律”解答问题。(2)利用差量法解决Na2O2与H2O、CO2反应的实际问题。3.解答Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应时，运用数形结合思想及四种典型图像直观、快速解决问题。
