2022年高考化学一轮复习知识梳理与训练 第3章 第1讲 钠及其化合物（含解析）

2022年高考化学一轮复习知识梳理与训练 第3章 第1讲 钠及其化合物（含解析）考纲要求1.知道Na及其氧化物的性质。2.能利用Na及其氧化物分别与水反应的化学方程式进行相关计算。3.能规范解答以Na及其氧化物为载体的实验探究、框图推断题。4.了解Na2CO3和NaHCO3的性质。5.能正确鉴别Na2CO3和NaHCO3，并能用实验的方法实现它们之间的相互转化。6.从原子的核外电子排布，理解A族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。7.了解碱金属的主要物理性质和化学性质及其应用。8.了解碱金属及其化合物的典型计算。9.记住Na、K等重要金属元素的焰色反应。考点一钠的性质及应用1钠的物理性质颜色：银白色，有金属光泽；密度：(H2O)(Na)(煤油)；熔点：低于100；硬度：质地柔软，可以用小刀切割。2从钠原子的原子结构认识钠的化学性质还原性Na(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应O2Cl2：2NaCl22NaCl(2)与水反应离子方程式：2Na2H2O=2Na2OHH2。与滴加酚酞的水反应的现象及解释(3)与盐酸反应离子方程式：2Na2H=2NaH2。3钠的制取及保存(1)制取：化学方程式为2NaCl(熔融)2NaCl2。(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)制取Na2O2等化合物。(2)钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。(3)用作电光源，制作高压钠灯。(4)冶炼某些金属金属钠具有强的还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如4NaTiCl44NaClTi。深度思考1钠能否保存在CCl4中？原因是什么？答案否，因为CCl4的密度比钠的大，不能起到隔绝空气的作用。2金属钠着火，不能用H2O、干冰灭火的原因是_，通常用_掩埋。答案金属钠着火生成的是Na2O2，它能与H2O或CO2反应干燥沙土3取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象描述正确的是_(填序号)。金属先熔化在空气中燃烧，放出黄色火花燃烧后得白色固体燃烧时火焰为黄色燃烧后生成淡黄色固体物质答案解析金属钠熔点低，放在燃烧匙里加热，先熔化成小球，在空气中燃烧，火焰呈黄色，燃烧后生成淡黄色的Na2O2。题组一钠与水的反应及拓展应用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溶液答案解析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Ca2HCOOH=CaCO3H2O；中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意；中水减少，c(Na)增大，使NaCl(s)Na(aq)Cl(aq)平衡向左移动。2将一小块金属钠分别投入盛有：a.水、b.乙醇、c.稀H2SO4的三个小烧杯中，反应速率由快到慢的顺序为_。解释反应速率不同的原因：_。答案cab钠与上述三种物质反应的实质都是钠与H间的置换反应，H浓度的大小决定了反应速率的快慢，由三种物质电离H的能力可知H浓度的大小顺序为cab，因而反应速率为cab3向分别盛有100mL水、100mL0.1molL1盐酸、100mL0.01molL1硫酸铜溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05molNa。下列有关说法正确的是()A三个烧杯中均会发生的离子反应为2Na2H2O=2Na2OHH2B三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且X烧杯中反应最剧烈C三个烧杯反应后，生成的溶质的物质的量浓度相同D三个烧杯反应后，生成的气体的质量一定相同答案D解析钠与盐酸反应时钠先与H反应，离子方程式表示为2Na2H=2NaH2，与CuSO4溶液反应会生成沉淀，A错误；三烧杯中，水中的氢离子浓度最小，反应最慢，B错误；X烧杯中生成的溶质为NaOH，Y烧杯中生成的溶质为NaCl，Z烧杯中生成的溶质为Na2SO4，由于钠的物质的量相同，故Z烧杯中物质的量浓度最小，C错误；因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完，故生成H2的量相同，D正确。1.钠与水、酸反应的实质都是与H的反应2金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板盐溶液NaH2O反应题组二钠与水反应实验拓展4金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。该反应的演示方法分别如图甲、乙所示：(1)现按图甲所示的方法，在室温时，向盛有饱和NaOH溶液的水槽中，加入一小块金属钠。下列有关描述正确的是_(填字母，下同)a钠浮在液面上，并四处游动，最后消失b钠熔化成一个光亮的小球c恢复到室温时，NaOH溶液的浓度增大d恢复到室温时，溶液中Na数目减少(2)按图乙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体在相同条件下体积的关系是_。用铝箔包住钠用铜箔包住钠a二者收集气体一样多b收集气体体积较大c收集气体体积较大答案(1)abd(2)b解析(1)钠投入饱和NaOH溶液中，发生的反应为2Na2H2O=2NaOHH2，其现象与钠在水中的反应现象相同；又因为原溶液是饱和的，反应消耗水，析出NaOH固体，则NaOH溶液浓度不变，但溶液体积减小，故Na数目减少。(2)Na和H2O反应产生H2的同时产生NaOH，NaOH可以和Al发生反应2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，故用铝箔包住Na时产生的H2的体积较大。5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100mL大试管中先加40mL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)2Na2SO4H2金属钠与溶液反应现象分析思维模板1共性：因为钠与不同的溶液反应均属于剧烈的置换反应，故有共同的现象产生：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；响：反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。2差异性：与酸及能形成弱碱的金属盐溶液反应时，由于溶液中H浓度较大，反应比与水剧烈，最后钠可能在液面上燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。考点二氧化钠和过氧化钠完成下列表格化学式Na2ONa2O2氧元素化合价21色、态白色固体淡黄色固体阴、阳离子个数比1212是否为碱性氧化物是不是与水反应的化学方程式Na2OH2O=2NaOH2Na2O22H2O=4NaOHO2与CO2反应的化学方程式Na2OCO2=Na2CO32Na2O22CO2=2Na2CO3O2与盐酸反应的化学方程式Na2O2HCl=2NaClH2O2Na2O24HCl=4NaCl2H2OO2深度思考1金属钠露置在空气中会发生一系列变化：银白色金属钠(NaOH_)答案Na2ONaOH溶液Na2CO32判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)Na2O2与Na2O中均只存在离子键()(2)Na2O2与Na2O晶体中阳离子与阴离子的个数比均为21()(3)2Na2O22H2O=4NaOHO2H2O既不是氧化剂也不是还原剂()(4)Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同()(5)Na2O2的电子式为NaNa()答案(1)(2)(3)(4)(5)题组一过氧化钠的性质及应用1某溶液中含有HCO、SO、CO、CH3COO4种阴离子。向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化)()ACH3COOBSOCCODHCO答案A解析Na2O2与水反应生成NaOH，HCOOH=COH2O，HCO浓度减小，CO浓度增大；SO具有还原性，被Na2O2氧化，浓度减小；CH3COO浓度几乎不变。2比较下列四组反应，回答下列问题。一组：Na2O2CO2Na2O2SO2二组：Na2O2FeCl3(溶液)Na2O2FeCl2(溶液)三组：SO2通入品红溶液中，加热Na2O2加入到品红溶液中，加热四组：NaOH溶液滴入紫色石蕊溶液中Na2O2固体加入到紫色石蕊溶液中问题：(1)写出、两反应的化学方程式。(2)判断、反应中可能发生的现象，为什么？(3)判断、反应中可能发生的现象，为什么？(4)判断、反应中可能发生的现象？答案(1)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2Na2O2SO2=Na2SO4(2)、反应均会有红褐色沉淀生成并有气体放出。中气体明显少于中气体，FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3，Fe(OH)3是不溶性的红褐色沉淀；中Fe2具有强还原性，易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3，Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有O2产生。(3)溶液红色褪去，加热后又恢复红色；溶液红色褪去，加热后不能恢复红色。原因是SO2的漂白性是由于它能与某些有色物质生成易分解的无色物质，Na2O2的漂白性是因其具有强氧化性。(4)溶液变蓝，溶液先变蓝后褪色。原因是Na2O2与H2O反应生成NaOH，呈碱性，同时Na2O2又有漂白性。Na2O2结构和强氧化性的常考点1Na2O2的电子式为Na2Na，O是个原子团。2Na2O2与H2O、CO2的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应，在反应中H2O、CO2既不是氧化剂，也不是还原剂。3在研究Na2O2与其他溶液反应时，要注意Na2O2的强氧化性和其溶液的强碱性。熟记Na2O2表现强氧化性的5个实例：(1)Na2O2与SO2的反应：Na2O2SO2=Na2SO4。(2)Na2O2与FeCl2溶液的反应：能将Fe2氧化成Fe3，得到Fe(OH)3沉淀。(3)Na2O2与氢硫酸的反应：能将H2S氧化成单质硫。(4)Na2O2与Na2SO3溶液的反应：能将SO氧化成SO。(5)Na2O2与品红溶液的反应：能使品红溶液褪色。题组二Na2O2与H2O、CO2反应的定量分析3往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠，然后各加入100mL水，搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是()A甲乙丙丁B丁甲乙丙C甲丁乙丙D丁甲乙丙答案B解析(1)甲、丁相比：甲：NaNaOH消耗H2O，溶剂减少丁：NaOH无反应溶剂不变故NaOH的质量分数：甲丁。(2)乙、丙相比：生成NaOH相等消耗H2O相等溶剂相等故乙、丙溶液完全等同。(3)乙、丙与甲相比甲：Na乙：Na2O丙：Na2O2当它们物质的量相等时，Na(甲)所得NaOH是乙、丙(Na2O、Na2O2)所得NaOH物质的量的，它们所消耗的水相等，故溶剂相等，因此甲的质量分数比乙、丙小。4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28g，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)()选项二氧化碳碳酸钠转移的电子A1mol2NAB22.4L1molC106g1molD106g2NA答案C解析m转移电子2mol2mol56g2mol1mol1mol28g1mol由上述关系，不难得出C项正确。B项中未指明标准状况，错误。5取ag某物质在O2中完全燃烧，将生成物与足量Na2O2固体完全反应，反应后，固体质量恰好也增加了ag，下列物质不能满足上述结果的是()AH2BCOCC6H12O6DC12H22O11答案D解析2COO22CO22Na2O22CO2=2Na2CO3O2得：Na2O2CO=Na2CO3(虚拟的反应)即：CO可被Na2O2完全吸收2H2O22H2O2Na2O22H2O=4NaOHO2得：Na2O2H2=2NaOH(虚拟的反应)即：H2可被Na2O2完全吸收C项可变形为(CO)6(H2)6；D项可变形为C(CO)11(H2)11，因而反应后质量增加大于ag。从“四个角度”理解H2O、CO2与Na2O2反应的定量关系1物质的量的关系无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为21。2气体体积关系若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量的Na2O2，则气体体积减少的量等于原混合气体体积的，且等于生成氧气的体积。3转移电子关系2mol的Na2O2不论与H2O还是与CO2反应均生成1mol的O2，转移2mol的电子。如：4固体质量关系(质量守恒定律拓展应用)由化学方程式的生成物中固体(NaOH或Na2CO3)与反应物中固体(Na2O2)的化学式及式量比较可知，每1molCO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时，固体分别增重28g、2g，从组成上看相当于吸收了CO2中的“CO”，或相当于吸收了水蒸气中的“H2”，所以固体增加的质量m28n(CO2)或m2n(H2O)。此规律适用于通式符合(CO)m(H2)n的纯净物或混合物，在O2中充分燃烧后产物被足量Na2O2吸收后固体质量增重问题的解决。如：wg符合通式为(CO)m(H2)n的物质，在O2中充分燃烧后，将其产物通过足量的Na2O2固体，反应完毕，固体增重也必是wg。常见物质中符合通式的有CO、H2、CH3OH(甲醇)、CH3COOH(醋酸)、C6H12O6(葡萄糖)等。题组三Na2O2性质的综合实验探究6Na2O2可用作漂白剂和呼吸面具中的供氧剂。(1)某学习小组发现：在盛有Na2O2的试管中加入足量水，固体完全溶解，并立即产生大量气泡，当气泡消失后，向其中滴入12滴酚酞溶液，溶液变红；将试管轻轻振荡，红色很快褪去；此时再向试管中加入少量MnO2粉末，又有气泡产生。使酚酞溶液变红是因为_，红色褪去的可能原因是_。加入MnO2反应的化学方程式为_。(2)Na2O2有强氧化性，H2具有还原性，有同学猜想Na2O2与H2能反应。为了验证此猜想，该小组同学进行如下实验，实验步骤和现象如下。步骤1：按上图组装仪器(图中夹持仪器省略)，检查气密性，装入药品。步骤2：打开K1、K2，产生的氢气流经装有Na2O2的硬质玻璃管，一段时间后，没有任何现象。步骤3：检验H2的纯度后，开始加热，观察到硬质玻璃管内Na2O2开始熔化，淡黄色的粉末变成了白色固体，干燥管内硫酸铜未变蓝色。步骤4：反应后撤去酒精灯，待硬质玻璃管冷却后关闭K1。添加稀盐酸的仪器名称是_；B装置的作用是_。必须检验氢气纯度的原因是_。设置装置D的目的是_。你得到的结论是_(若能反应请用化学方程式表示)。答案(1)反应生成了碱(NaOH)反应生成的H2O2具有漂白作用2H2O22H2OO2(2)长颈漏斗吸收氢气中的杂质气体(水蒸气、氯化氢等)防止空气与氢气混合加热爆炸检验有无水生成Na2O2H2=2NaOH解析(2)稀盐酸与锌反应生成的氢气中会混有水蒸气、氯化氢，水和氯化氢与过氧化钠都能反应，故必须除去。氢气中若混有空气在加热时会发生爆炸，故步骤3中开始加热之前应先验纯，防止空气与氢气混合加热爆炸。白色的硫酸铜粉末遇水会变蓝，故可用来检验有无水生成。由于干燥管内硫酸铜未变蓝色，故过氧化钠与氢气反应无水生成，淡黄色的粉末变成了白色固体，白色固体应为NaOH，据此可以写出反应的化学方程式。考点三碳酸钠与碳酸氢钠1性质2转化Na2CO3NaHCO3深度思考1将CO2气体通入到饱和Na2CO3溶液中有何现象？原因是什么？答案开始无明显现象，后有沉淀析出。原因是NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度，而且反应消耗溶剂水。2Na2CO3固体粉末中混有少量NaHCO3，用什么方法除杂？Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3，用什么方法除杂？NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3，用什么方法除杂？答案用加热法可以将Na2CO3固体粉末中混有的NaHCO3转化为Na2CO3；向混合液中滴加适量的NaOH溶液，可以将其中的NaHCO3转化为Na2CO3；向混合液中通入过量的CO2气体，可以将Na2CO3转化为NaHCO3。题组一Na2CO3、NaHCO3的鉴别1下列几种试剂不能把等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3鉴别开的是()ABaCl2溶液B澄清石灰水C稀盐酸DpH试纸答案B2某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如下图所示。(1)只根据图、所示实验，能够达到实验目的的是_(填装置序号)。(2)图、所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为_；与实验相比，实验的优点是_(填选项序号)。A比复杂B比安全C比操作简便D可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而不行(3)若用实验验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是_(填化学式)。答案(1)(2)2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，CO2Ca(OH)2=CaCO3H2OD(3)NaHCO3解析(1)图不能达到实验目的，因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊，故不可以；图可以鉴别，因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，可根据气球膨胀程度来判断。(2)图、所涉及的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，实验的优点是可同时做对比实验。(3)试管B装入碳酸氢钠，试管A装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠，温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠很不稳定。判断类别，用准性质，突破Na2CO3、NaHCO3的鉴别1利用热稳定性不同固体2利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)3利用阴离子的不同溶液4利用溶液的酸碱性不同溶液题组二Na2CO3、NaHCO3与酸反应的定量关系3有关NaHCO3和Na2CO3的性质，以下叙述错误的是()A等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下产生的CO2体积相等B等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应，所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍C等质量NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应，前者消耗盐酸较多D等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应产生CO2一样多答案AC4把NaHCO3和NaOH的混合物放在密闭容器中加热，下列关于混合物加热前后消耗盐酸的物质的量的判断正确的是()A加热前消耗得多B加热后消耗得多C加热前后一样多D当NaOH适量时才会一样多答案C解析不加热时，1molNaHCO3和1molNaOH与盐酸反应均消耗1mol盐酸；加热时，依题意可得关系式2NaHCO3Na2CO32HCl，进而可得NaHCO3HCl；又由关系式2NaOHNa2CO32HCl可得NaOHHCl。综上所述，NaHCO3和NaOH的混合物加热前后消耗盐酸的物质的量不变。5将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1molL1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()答案C解析滴加盐酸先发生反应OHH=H2O，再发生反应COH=HCO，最后发生反应：HCOH=CO2H2O；因n(OH)n(CO)0.01mol，故加入0.02molHCl后开始有气体生成，故C正确。用数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应1向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，第一步：CO转化为HCO，无气体产生；第二步：HCO与H反应产生CO2。消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示。2向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示。3向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比xy11，其他比例时的图像略)。4向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比mn11，其他比例时的图像略)。题组三Na2CO3和NaHCO3质量分数的测定6下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是()A取a克混合物充分加热，减重b克B取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体C取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克D取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体答案C解析取a克混合物充分加热，减重b克，根据差量法可求出NaHCO3的质量，从而求出Na2CO3的质量分数，故A正确；取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体氯化钠，列方程组即可求出，B正确；C中，取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克，由于逸出气体中含有H2O(g)，故无法求解；D中由于二者都能与Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3沉淀，由Na2CO3BaCO3、NaHCO3BaCO3的转化关系，列方程组即可求出混合物中Na2CO3的质量分数，D正确。7为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2g，则该样品的纯度(质量分数)是()A.B.C.D.答案A解析样品加热发生的反应为2NaHCO3,Na2CO3H2OCO2m16810662m(NaHCO3) g(w1w2) g质量差为(w1w2) g，故样品中NaHCO3质量为g，样品中Na2CO3质量为w1gg，其质量分数为。8化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验，请你参与并完成对有关问题的解答。(1)甲同学用图1所示装置测定CO2的质量。实验时稀硫酸是与样品中的_(填“Na2CO3”或“NaCl”)发生反应，仪器b的名称是_，洗气瓶c中盛装的是浓硫酸，此浓硫酸的作用是_。(2)乙同学用图2所示装置，取一定质量的样品(mg)和足量稀硫酸反应进行实验，完成样品中Na2CO3质量分数的测定。实验前，检查该装置气密性的方法是先打开活塞a，由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再将针筒活塞向内推压，若b下端玻璃管中的_，则装置气密性良好。在实验完成时，能直接测得的数据是CO2的_(填“体积”或“质量”)。(3)丙同学用下图所示方法和步骤进行实验：操作涉及的实验名称有_、洗涤；操作涉及的实验名称有干燥、_。丙同学测得的样品中Na2CO3质量分数的计算式为_。答案(1)Na2CO3分液漏斗除去CO2中的水蒸气(2)液面上升体积(3)过滤称量106y/197x解析(1)NaCl不与稀硫酸反应，Na2CO3与稀硫酸反应。仪器b的名称是分液漏斗。浓硫酸的作用是除去CO2中的水蒸气(或干燥CO2气体)(2)将针筒活塞向内推压，增大了容器中的压强，故若b下端玻璃管中的液面上升，则装置气密性良好。CO2是气体，故能直接测得的数据是CO2的体积。(3)生成沉淀，故操作需要涉及过滤操作。要知道固体的质量需要称重。经过计算，样品中NaCO3质量分数的计算式为106y/197x。差量法在化学方程式计算中的妙用1差量法的应用原理差量法是指根据化学反应前后物质的量发生的变化，找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题是先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟差量(实际差量)列成比例，然后求解。如：2C(s)O2(g)=2CO(g)固体差量24gm24g物质的量差量2mol1mol2moln1mol121体积差量或44.8L(标况) 或22.4L(标况)2使用差量法的注意事项(1)所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。(2)有关物质的物理量及其单位都要正确地使用，即“上下一致，左右相当”。考点四碱金属元素焰色反应1碱金属的一般性与特殊性(1)一般性相似性递变性(由LiCs)原子结构最外层均为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价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、沸点较低密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸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)特殊性碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H形式存在，显1价，碱金属氢化物是强还原剂。2焰色反应(1)焰色反应的概念某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，其属于物理变化，属于元素的性质。(2)焰色反应的操作铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色(3)常见元素的焰色钠元素黄色；钾元素紫色(透过蓝色钴玻璃观察)；铜元素绿色。深度思考1根据碱金属的性质规律思考下列问题。(1)钠与氧气反应有Na2O、Na2O2两种氧化物生成，其他碱金属单质与氧气反应也只生成两种类似的氧化物吗？答案不是，如Li与氧气反应只生成Li2O，K与O2反应还能生成更复杂的氧化物。(2)钠的还原性比钾的弱，但工业上制取钾却用钠置换钾的原因是_。答案由于NaKClNaClK是可逆反应，而K的熔、沸点比Na低，产生钾蒸气，使平衡向右移动2焰色反应是物理变化还是化学变化？答案物理变化题组一碱金属元素性质规律的应用1有关碱金属的叙述正确的是()A随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低，密度逐渐增大B碱金属单质的金属性很强，均易与氯气、氧气、氮气等发生反应C碳酸铯加热时不能分解为二氧化碳和氧化铯D无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它不易溶于水答案C解析钾的密度小于钠的密度，这是碱金属单质密度依次增大的一个例外；碱金属中除锂外，均不与氮气直接反应；Cs与Na同为碱金属元素，性质相似，由Na2SO4易溶于水，可得出Cs2SO4也易溶于水；由Na2CO3加热不分解，可得出Cs2CO3加热也不分解。2金属活动性顺序表中K在Na的前面，K与Na在性质上具有很大的相似性。下面是根据Na的性质对K的性质的预测，其中不正确的是()AK在空气中可以被空气中的氧气氧化BK可以与乙醇发生反应生成氢气CK与水的反应不如钠与水的反应剧烈DK也可放在煤油中保存答案C解析金属活动性顺序表中K在Na的前面，K比Na活泼，故K在空气中可以被氧气氧化，A项正确；Na与乙醇能够反应放出氢气，K也能与乙醇反应放出氢气，B项正确；K与水的反应比Na与水的反应剧烈，C项错误；Na、K均可放在煤油中保存，D项正确。题组二焰色反应3下列有关焰色反应实验操作注意事项的说法中正确的是()钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同，再蘸取被检验的物质每次实验后，要将铂丝用盐酸洗净实验时最好选择本身颜色较浅的火焰没有铂丝时，也可以用光洁无锈的铁丝代替A仅有不正确B仅有不正确C仅有不正确D全对答案D解析由于焰色反应是通过观察火焰颜色来检验离子是否存在的方法，所以实验时所用火焰和所用金属丝在灼烧时都不应该有很明显的颜色，否则将无法观察到被检验离子的真实焰色反应情况；观察钾的火焰颜色时要透过蓝色钴玻璃，目的是滤去黄光，避免钠的干扰。碱金属常从以下几个方面设问题1碱金属单质与水(或酸)反应的现象。2碱金属单质的保存(注意碱金属的密度)。3碱金属单质与氧气反应产物的判断。4碱金属对应的氢氧化物碱性强弱的比较。5碱金属的碳酸盐性质的比较。6与最新的科学技术相关的碱金属的应用。探究高考明确考向1(高考选项组合题)下列说法正确的是()ANA表示阿伏加德罗常数，1molNa被完全氧化生成Na2O2，失去2NA个电子(xx广东理综，9D)BNa2O2用作呼吸面具的供氧剂涉及氧化还原反应(xx广东理综，10A)C苏打是面包发酵粉的主要成分之一(xx福建理综，6D改编)DNaHCO3的热稳定性大于Na2CO3(xx重庆理综，7B)答案B解析A项Na2O2中钠的化合价为1,1molNa只能失去1mole，错；B项小苏打是面包发酵粉的主要成分之一，错；D项NaHCO3不稳定，受热易分解，错。2(xx高考选项组合题)下列说法正确的是()A在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1mol氧气，转移电子的数目为0.4NA(xx江苏，6D)B用如图装置进行实验，由中澄清石灰水变浑浊，可证明中NaHCO3固体受热分解(xx北京理综，11C)C2Na2O22H2O=4NaOHO2，是水作还原剂的氧化还原反应(xx山东理综，7D改编)D过氧化钠会因为空气中的氧气而易变质(xx上海，2A改编)答案B解析A项，过氧化钠与水反应中，氧元素的化合价一部分从1价升高到0价，另一部分降低到2价，因此反应中每生成1mol氧气转移2mol电子，则每生成0.1mol氧气，转移电子的数目为0.2NA，错；C项，水既不是氧化剂也不是还原剂，错；D项，过氧化钠在空气中因CO2和H2O而易变质，错。3(高考选项组合题)下列离子方程式书写正确的是()ANaHCO3溶液中加入稀HCl：CO2H=CO2H2O(xx四川理综，3B)B.碳酸钠溶液显碱性：COH2OHCOOH(xx北京理综，8B)CNa2O2溶于水产生O2：Na2O2H2O=2Na2OHO2(xx江苏，8C)D碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钙溶液：HCOOH=COH2O(xx海南，12A)答案B解析A项HCO不能完全电离，不能拆成离子，错；C项氧原子不守恒，错；D项忽视了CO与Ca2生成CaCO3沉淀。4(xx上海，15)如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是()Aa通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰Bb通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰Ca通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉Db通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉答案C解析侯氏制碱法的原理是向饱和的NaCl溶液中先通入NH3，然后通入CO2，利用生成的碳酸氢钠溶解度小而析出。由于NH3在水中的溶解度大所以先通NH3，但为了防倒吸，所以a通入NH3，然后b通入CO2，考虑NH3的尾气处理所以选择放蘸稀硫酸的脱脂棉，即C选项正确。5(xx上海，19)下列反应与Na2O2SO2Na2SO4相比较，Na2O2的作用相同的是()A2Na2O22CO22Na2CO3O2B2Na2O22SO32Na2SO4O2CNa2O2H2SO4Na2SO4H2O2D3Na2O2Cr2O32Na2CrO4Na2O答案D解析Na2O2SO2Na2SO4反应中Na2O2的作用是氧化剂，A、B中Na2O2既作氧化剂又作还原剂；C中Na2O2既不是氧化剂也不是还原剂；D中Na2O2只作氧化剂。6(xx上海，十一节选)钠是活泼的碱金属元素，钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。完成下列计算：(1)叠氮化钠(NaN3)受撞击完全分解产生钠和氮气，故可应用于汽车安全气囊。若产生40.32L(标准状况下)氮气，至少需要叠氮化钠_g。(2)钠钾合金可在核反应堆中用作热交换液。5.05g钠钾合金溶于200mL水生成0.075mol氢气。计算溶液中氢氧根离子的物质的量浓度(忽略溶液体积变化)。计算并确定该钠钾合金的化学式。答案(1)78(2)c(OH)molL10.75molL1设上述合金中含amol钠、bmol钾，则解得a0.050b0.10该钠钾合金化学式为NaK2。解析(1)解法一：叠氮化钠受撞击分解的化学方程式为2NaN32Na3N2由此可知生成标准状况下40.32L氮气时需要NaN3的质量为65gmol178g。解法二：根据氮元素守恒有n(NaN3)n(N2)1.2mol，m(NaN3)1.2mol65gmol178g。练出高分一、单项选择题1下列各反应中，生成物不随反应条件或反应物的用量变化而变化的是()ANa和O2BNaOH和CO2CNaHCO3和NaOHDNa2CO3和HCl答案C解析A项反应条件不同，生成物不同；B项CO2的用量不同，生成物不同；D项，Na2CO3溶液与盐酸的加入顺序不同，生成物不同。2下列叙述不正确的是()A切开的金属Na暴露在空气中，光亮的表面逐渐变暗，发生的反应为2NaO2=Na2O2B4.6gNa与O2完全反应，生成7g产物时失去电子的物质的量为0.2molCNa与稀硫酸反应的离子方程式为2Na2H=2NaH2D将少量Na投入到CuSO4溶液中，既有沉淀生成又有气体放出答案A解析A项错，常温下切开的金属Na暴露在空气中，光亮的表面逐渐变暗是因为生成Na2O；B项正确，由题意知虽然生成Na2O2和Na2O的混合物，但是Na的物质的量为0.2mol，故失去电子的物质的量仍为0.2mol；C项正确，Na与稀H2SO4反应的本质是与H的反应，H2SO4是强酸；D项正确，Na与水反应放出气体，生成的NaOH与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀。3(xx南京月考)下列说法不正确的是()ANa2O2可用于呼吸面具中氧气的来源BNa2O和Na2O2投入水中都能生成NaOH，都是氧化还原反应，它们都是碱性氧化物CNa2CO3可用于制玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业，而NaHCO3可用于治疗胃酸过多、制造发酵粉等DNaCl的性质稳定，可用作调味品答案B解析Na2OH2O=2NaOH不是氧化还原反应，Na2O2也不是碱性氧化物。4已知A是一种金属单质，B显淡黄色，其转化关系如图所示，则C的以下性质错误的是()A溶液呈碱性B与澄清石灰水反应产生白色沉淀C与足量盐酸反应放出气体D受热易分解答案D解析单质AB(淡黄色)，则A为Na，B为Na2O2，依据转化关系推出D为NaOH，C为Na2CO3。Na2CO3热稳定性好，D项错。5下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法错误的是()A热稳定性：NaHCO3Na2CO3B与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3Na2CO3C相同温度时，在水中的溶解性：NaHCO3Na2CO3D等物质的量浓度溶液的pH：NaHCO3Na2CO3答案B解析与同浓度盐酸反应的剧烈程度：Na2CO3NaHCO3。6下列化学实验事实及其解释不正确的是()A滴有酚酞的NaHCO3溶液呈浅红色，微热后红色加深，是因为NaHCO3分解生成了Na2CO3B钠保存在煤油中，是因为煤油不与钠发生反应，钠比煤油密度大，煤油可以使钠隔绝空气和水蒸气C用洁净的玻璃管向包有Na2O2的脱脂棉吹气，脱脂棉燃烧，说明CO2、H2O与Na2O2的反应是放热反应D钠长期暴露在空气中的产物是Na2CO3，原因是钠与氧气生成的Na2O与水和二氧化碳反应答案A解析A项，对NaHCO3溶液微热，HCO水解程度增大，溶液碱性增强。7碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是()A在碱金属元素中它具有最大的原子半径B钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物C它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱D它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸答案B解析根据同主族元素性质的递变规律，从金属锂到金属钫随原子序数的递增，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强，与水反应的剧烈程度逐渐增强，与氧气反应的产物越来越复杂，可以产生过氧化物、超氧化物甚至臭氧化物等。二、不定项选择题8为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装盛有Na2O2或K2O2颗粒的装置，它的用途是产生氧气。下列关于Na2O2的叙述正确的是()ANa2O2中阴、阳离子的个数比为11BNa2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，需要水和CO2的质量相等CNa2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，转移电子的物质的量相等DNa2O2的漂白原理与SO2的漂白原理不同答案CD解析Na2O2的电子式为Na2Na，故阴、阳离子的个数比为12，A项错误；生成相同量的O2时消耗的水和二氧化碳的物质的量相同，但质量不同，B项错误；由得失电子守恒知二者转移电子的物质的量相同，C项正确；Na2O2因具有强氧化性而有漂白性，SO2易与有色物质化合生成无色不稳定的物质，故二者漂白原理不同，D项正确。9(xx宿迁调研)有3份等质量的小苏打，第1份直接与盐酸恰好完全反应；第2份首先加热，使其部分分解后，再与盐酸恰好完全反应；第3份首先加热，使其完全分解后，再与盐酸恰好完全反应。假若盐酸的物质的量浓度相同，消耗盐酸的体积分别为V1、V2和V3，则V1、V2和V3的大小关系正确的是()AV1V2V3BV1V3V2CV2V3V1DV1V2V3答案D解析3份小苏打质量相等，无论是直接与盐酸反应，还是部分分解或完全分解后与盐酸反应，最终得到的都是NaCl溶液，其中Cl来自于盐酸，Na来自于NaHCO3，故3份小苏打消耗盐酸的体积相同。10200时，11.6gCO2和H2O的混合物气体与足量的Na2O2反应，反应后固体增加了3.6g，则原混合物的平均相对分子质量为()A5.8B11.6C23.2D46.4答案C解析由反应：2Na2O22CO2=2Na2CO3O2,2Na2O22H2O=4NaOHO2，可知参加反应的CO2和H2O与生成O2的物质的量之比为21，m(增重)m(吸收)m(放出)，即11.6gm(O2)3.6g，m(O2)11.6g3.6g8.0g，所以n(O2)0.25mol，n(CO2)n(H2O)0.5mol，则原混合气体的平均摩尔质量为23.2gmol1，即原混合物的平均相对分子质量为23.2。三、非选择题11A、B、C是由周期表中短周期元素组成的三种常见化合物，甲、乙、丙是三种单质，这些单质和化合物之间存在如图所示的关系，完成下列空白：(1)A、B、C的化学式分别为_、_、_。(2)单质甲与化合物B反应的离子方程式为_。(3)在A、B、C三种化合物中，必定含有的元素是_(用元素符号表示)。答案(1)Na2O2H2ONaOH(2)2Na2H2O=2Na2OHH2(3)O解析甲与B的反应是化学反应四种基本类型中的置换反应，甲与乙是化合反应，丙与乙也是化合反应，据此三个反应推测甲是金属，根据其转化关系图，推出甲是Na，B是H2O，C是NaOH，A是Na2O2。12Na2CO3的制取方法及综合实验探究(1)我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，其生产流程可简要表示如下：往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法)，而不先通CO2再通NH3的原因是_。从生产流程图可知，可循环利用的物质是_。写出沉淀池中、煅烧炉中反应的化学方程式_。(2)如何用CO2和50mL2molL1NaOH溶液制取50mL1molL1Na2CO3溶液？写出简要的实验步骤：_。写出有关反应的化学方程式：_。答案(1)由于CO2在NaCl溶液中的溶解度很小，先通入NH3使食盐水呈碱性，能够吸收大量CO2气体，产生较高浓度的HCO，才能析出NaHCO3晶体食盐水，CO2NH3CO2H2ONaCl=NaHCO3NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3CO2H2O(2)将50 mL 2 molL1 NaOH溶液等分成两份，在一份NaOH溶液中通入过量的CO2气体，再将两溶液混合，即得50 mL 1 molL1 Na2CO3溶液NaOHCO2=NaHCO3、NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O13某课外活动小组设计下列实验装置，验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应”。(1)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是_，该反应中，反应物的总能量_(填“大于”或“小于