高考化学一轮复习 专题3_1 钠及其氧化物（讲）（含解析）1

专题3.1 钠及其氧化物1、 掌握钠的物理、化学性质；2、 掌握氧化钠、过氧化钠的性质3、 能利用钠及其氧化物分别与水反应的化学方程式进行相关计算4、 能规范解答以钠及其氧化物为载体的实验探究、框图推断题一、钠的性质1、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、存在 自然界中只能以化合态的形式存在，以NaCl为主，还有Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等。3、制取与保存 制取：化学方程式为2NaCl(熔融)2NaCl2； 密封保存，少量的钠通常保存在煤油里。4、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)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4NaTiCl44NaClTi；(4)用作电光源，制作高压钠灯。5、化学性质从钠原子的原子结构认识钠的化学性质还原性Na （1）钠与水的反应现象及解释：浮、熔、响、游、红五个字来记忆。钠投入水中并浮在水面上密度小于水。钠立即跟水反应，并放出热量，发出嘶嘶声，产生气体。同时钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方向迅速游动最后消失熔点低。反应后的水溶液使酚酞变红与水反应生成NaOH。反应化学方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2离子方程式：2Na2H2O=2Na2OHH2实质：置换水中的氢。（2）钠与盐的反应钠与盐在熔融状态下的反应：4Na+TiCl4(熔融)=Ti+4NaCl钠与盐溶液反应：先考虑钠与水反应生成碱，再考虑碱是否与盐反应。例如：钠与CuSO4溶液反应2Na+2H2O=NaOH+H2 (1)CuSO4+2NaOHNa2SO4+Cu(OH)2 (2)（3）钠与氧气反应常温：4Na+O2=2Na2O点燃：2Na+O2Na2O2 钠在空气中变化过程： NaNa2ONaOHNaOH溶液Na2CO310H2ONa2CO3（4）钠与其他非金属反应 钠具有很强的还原性，能和很多非金属发生反应，如：S、Cl2等（5）与盐酸反应离子方程式：2Na2H=2NaH2。【典型例题1】观察是研究物质性质的一种基本方法。一同学将一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，下列说法正确的是 （ ）A发生了氧化还原反应 B变白色是因为生成了碳酸钠 C是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液 D只发生物理变化 【答案】A【考点定位】考查钠及钠的重要化合物的性质。【点评】明确钠在空气中发生反应的过程是解题关键；Na的性质活泼，易与空气中氧气反应生成Na2O，Na2O易与水反应生成NaOH，NaOH吸收空气中的水和CO2生成Na2CO3xH2O，Na2CO3xH2O风化脱水生成Na2CO3，据此分析即可解题。【迁移训练1】将钠投入下列溶液中，反应的剧烈程度由强到弱的是 （ ）水 NaOH溶液 0.1mol/L盐酸 0.1mol/L FeCl3溶液A B C D【答案】C【解析】试题分析：钠与水剧烈反应产生NaOH和氢气；由于在NaOH溶液中H+的浓度比水小，所以剧烈程度不如与水的反应；由于0.1 molL1盐酸中H+的浓度比水大，所以比水反应现象剧烈程度；0.1 molL1 FeCl3溶液是强酸弱碱盐，水解使溶液显酸性，因此比水反应剧烈，但是由于盐水解的程度是微弱的，所以酸性比等浓度的盐酸弱，因此与Na反应的剧烈程度也不如盐酸剧烈。故将钠投入下列溶液中，反应的剧烈程度由强到弱的是，答案选C。考点：考查金属钠的性质二、钠的氧化物1、氧化钠与过氧化钠的比较化学式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类别碱性氧化物过氧化物制取4Na+O22Na2O4Na+O22Na2O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=4NaCl2H2OO22、Na2O2的强氧化性、漂白性1价介于氧的两种较稳定化合价0价和2价之间，因此Na2O2既可以在一定条件下获得电子表现氧化性（如与SO2、Fe2+、品红等反应），也可以在一定条件下失去电子表现还原性（如与H+和MnO4-反应），还可以在一定条件下发生歧化反应（如与H2O、CO2等反应）；但以氧化性为主。Na2O2与SO2反应：Na2O2+SO2=Na2SO4Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2+氧化成Fe3+，同时生成Fe(OH)3沉淀：3Na2O2+6FeCl2+6H2O=2FeCl3+4Fe(OH)3+6NaCl。Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊： Na2O2+H2S2NaOH+S。Na2O2投入品红溶液中，可使品红溶液褪色(褪色原理与SO2不同)。【典型例题2】向NaHSO3溶液中加入足量Na2O2粉末，充分反应后溶液中离子浓度减少的是(忽略溶液体积变化) （ ） A Na+ B SO 32 COH- D SO42【答案】B【点评】解决本题的关键是熟练掌握物质的性质，特别是Na2O2与H2O等物质反应的实质，结合离子反应的规律，得出正确的结论。【迁移训练2】下列叙述正确的是 （ ）Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物Na2O与CO2发生化合生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生置换生成O2都是白色的固体Na2O和Na202晶体中的阴离子与阳离子的物质的量之比为1：1Na2O2和Na2O焰色反应均为黄色A.只有 B C D【答案】A考点一：钠与溶液的反应1、金属钠与可溶性盐溶液反应解题思路2、金属钠与溶液反应现象分析（1）共性：因为钠在上述反应中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，反应比钠与水剧烈，最后钠可能在液面上发生燃烧；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。3、思考钠投入到盐酸中（0.1mol的钠投入到50ml，1mol/L的HCl溶液中，产生多少氢气？为什么？）钠投入到NaCl溶液中发生什么反应。钠投入到饱和NaCl溶液中有什么现象。钠投入NH4Cl溶液反应方程式是？钠投入CuSO4溶液中，现象： ，方程式： 。 【典型例题3】在一定温度下，向饱和烧碱溶液中投入一小块金属钠，充分反应后恢复到原来的温度，下列说法正确的是 （ ）A溶液中Na+浓度增大，有H2放出B溶液中Na+数目减少，有H2放出C溶液中Na+与OH-浓度都增大，有H2放出D溶液中OH-数目增大，有H2放出【答案】B【考点定位】考查钠的性质【点评】注意该题中氢氧化钠溶液是饱和溶液，明确反应后改变、不变的物理量是解题关键；钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，消耗水，饱和的氢氧化钠溶液中有NaOH晶体析出，温度不变，氢氧化钠的溶解度不变，但溶液质量或体积减小，据此分析答题。【迁移训练3】金属钠与下列溶液反应时，既有白色沉淀析出又有气体逸出的是 （ ）ABaCl2溶液 BK2SO4溶液 CFeCl3溶液 DCa(HCO3)2溶液【答案】D考点：考查钠的化学性质考点二：过氧化钠与H2O、CO2反应的重要关系及计算2CO2+2 Na2O2=2 Na2CO3 +O22H2O+2 Na2O2=4 NaOH +O2（1）物质的量关系 无论是H2O或CO2得单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，H2O或CO2与放出O2的物质的量之比均为2:1。（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时，气体体积的减少量等于原混合气体体积的1/2，也等于生成氧气的量。（3）电子转移关系 当Na2O2与H2O、CO2反应时，物质的量关系为2Na2O2 H2O 2e- 。（4）固体质量关系 相当于固体（Na2O2）只吸收了CO2中的“CO”或H2O中的“H2”，可以看作发生相应的反应： CO+ Na2O2= Na2CO3； H2+Na2O2=2 NaOH （实际两反应不能发生）。（5）先后顺序关系 一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O（g）的混合物反应，可视为Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后， 再与H2O（g）发生反应。【典型例题4】在相同条件下，总质量为2 g的CO和H2的混合气体，在O2中完全燃烧后全部通过足量的Na2O2固体，则固体质量增加 （ ）A2 g B1 g C18 g D无法计算【答案】A【点评】解决本题的实质是关系式法和差量法的应用，关注起始物质和最终物质，就可以看出其增加的质量，这种方法在解题过程中经常应用。【迁移训练4】标准状况下，将20LCO2和CO的混合气全通过足量的Na2O2粉末，在相同状况下，气体体积减少到16L，则原混合气体中CO的体积为 （ ）A4L B8L C12L D16L【答案】C【解析】混合气体中只有CO2和Na2O2反应，反应方程式为2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，设二氧化碳体积为x，2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 体积减少44.8L 22.4Lx （2016）L44.8L：22.4L=x：（2016）L解得 x=8L则V（CO）=（208）L=12L，故选C考点三：过氧化钠性质的探究过氧化钠因为其具有强氧化性、漂白性等，在中学化学及高考中是探究题很好的素材。如以过氧化钠与水反应放热且生产氧气的“滴水生火”实验；以过氧化钠与水反应生成强氧化性的H2O2，具有漂白性，使酚酞先变红，后褪色的实验；以过氧化钠具有强氧化性，与CO2、SO2等氧化物反应的差异性实验等，都是探究的热点。【典型例题5】【2016届江西省萍乡市上栗二中高三四模】某课外活动小组学生模拟呼吸面具中的原理（过氧化钠与潮湿二氧化碳反应），设计用如图所示的仪器来制取氧气并测量氧气的体积图中量气装置E是由甲乙两根玻璃管组成，它们用橡皮管连通，并装入适量水甲管有刻度（050 mL），供量气用；乙管可上下移动，以调节液面高低实验室可供选用的药品还有：稀硫酸、盐酸、过氧化钠、碳酸钠、大理石、水试回答：（1）图中装置的连接顺序是 （填各接口的编号，其中连接胶管及夹持装置均省略）（2）装置C中反应的化学方程式为 （3）装置A的作用是 ；装置B中的碳酸氢钠溶液 （填“能”或“否”）换成碳酸钠溶液（4）下列操作能使所测量的氧气体积偏大的是 （填字母编号）a未冷却到室温后读数b乙管液面低于甲管液面c读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平，视线与凹液面最低处相平d读数时俯视刻度线【答案】（1）（）；（2）CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O；（3）吸收过量的CO2；否；（4）ab准确，故c不选；d读数时俯视刻度线，导致测得气体体积偏小，故d不选；故选：ab【点评】本题考查过氧化钠与二氧化碳的反应，并考查气体的制备、除杂、量气等知识，把握实验原理和操作方法是解题关键，结合题目所给信息，根据过氧化钠的性质进行合理分析和推断，展开探究，抓住反应现象的特点，运用化学实验的有关知识，进行解答。【迁移训练5】（1）写出CO2和Na2O2反应的化学方程式： 。（2）某学生判断SO2和Na2O2反应能生成硫酸钠，你认为他的判断合理吗？ 。简要说明理由： 。（3）该同学无法断定SO2和Na2O2反应中是否有氧气生成，拟使用下列装置进行实验。 装置中B的作用是 ，D的作用是 。（4）为确认SO2和Na2O2的反应产物，该同学设计了以下实验步骤：你认为应进行的操作按顺序排列是（填序号） 。A用带火星的细木条靠近干燥管口a，观察细木条是否着火燃烧B将C装置中反应后的固体物质溶于适量水配成溶液C在配成的溶液中加入用硝酸酸化的硝酸钡溶液，观察是否有沉淀生成D在配成的溶液中先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，观察是否有气泡或沉淀生成【答案】（1）2CO2+2Na2O2= 2Na2CO3+O2（2）合理 由于过氧化钠具有强氧化性，能将+4价的硫氧化为+6价的硫而生成硫酸钠（3）B装置用于干燥SO2气体，防止水蒸气进入C装置与Na2O2反应 D装置是为了防止空气中的水蒸气进入C装置与Na2O2反应生成氧气，同时吸收过量SO2气体，便于氧气的检验和防止污染空气（4）A B D