知识讲解_钠及其化合物_提高

1 钠及其化合物 【学习目标】 1、钠的性质； 2、钠的重要化合物及其相互转化。 【要点梳理】 知识点一、钠 1．钠的原子结构特点： 　　Na 的原子结构示意图： 。Na 最外层只有 1 个电子，因此 Na 很容易失去 1 个电子，具有很强 的还原性，是强还原剂，具有金属的通性。由于钠的活泼性很强，在表现金属通性的同时，又有其特殊之处。 2．钠的化学性质： 【高清课堂：钠及其化合物】 　　（1）与氧气反应： 实验操作步骤 实验现象 实验结论及反应的化学方程式 用小刀切取一小块金属钠 银白色光亮切面 钠是银白色质软的金属 放置片刻 光亮切面变暗 常温下钠极易与氧反应 4Na+O2==2Na2O 放在坩埚中加热 钠先熔化，后剧烈燃烧，黄 色火焰，生成淡黄色固体 钠极易燃烧，产物是过氧化钠， 2Na+O2 Na2O2 特别提示：①钠保存在石蜡油或煤油里，以隔绝空气。 ②钠的取用：用镊子夹取一块钠，用滤纸吸干煤油，用小刀切取黄豆粒大小的钠，剩余部分放回原瓶。 ③将一小块钠久置在空气中的变化是： Na Na2O NaOH （ 固 体 ） NaOH （ 溶 液 ） Na2CO3 · 10H2O Na2CO3。 　　（2）与非金属反应： 　　钠除了能跟氧气直接化合外，还能与很多非金属直接化合。如与硫化合剧烈反应，发生爆炸，生成 Na2S。 　　2Na + Cl2 2 NaCl 　　　　2Na + S Na2S （3）与水、酸、盐的反应： 【高清课堂：钠及其化合物】 ①．钠与水（滴有酚酞）反应的实验现象与结论。 实验现象 实验结论 浮：钠浮在水面上 钠的密度比水小 熔：立即熔化成一个闪亮的小球 钠的熔点低，钠与水反应放热 游、响：钠球在水面上四处游动，发出嘶嘶的响声，最后完全消失 钠与水反应剧烈，产生气体 红：反应后溶液由无色变为红色 钠与水反应生成可溶性碱（NaOH） 要点诠释：Na 与 H2O 反应实质：钠与水微弱电离出的氢离子发生电子转移，可表示如下： ②．金属钠与酸溶液反应时应先考虑钠与酸的反应，然后再考虑钠与水的反应。 　　例：2HCl + 2Na = 2NaCl + H2↑ ③．金属钠与其他水溶液反应时应先考虑金属钠与水的反应，然后再考虑所得 NaOH 能否与溶质反应。 △ 2O→ 2H O→ 2H O→ 2CO→ →风化2 例如 Na 与 CuSO4。 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑； CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2↓+Na2SO4。 总反应方程式为 2Na+CuSO4+2H2O==Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。 　　（由于 Na 与 H2O 反应是放热反应，放出的热量可使少量的氢氧化铜分解，即： ，所以试管中有少量的黑色物质 CuO。） 　　要点诠释：钠与某些熔融盐作用，置换出相应金属。例：4Na + TiCl4 (熔)== 4NaCl + Ti 3．钠元素的存在： 　　由于钠的强还原性，在自然界中不会以游离态存在，全部以化合态（钠盐）存在。 4．钠的存放和取用。 由于钠极易被氧化，也易与水发生反应，所以保存钠应隔绝空气和水，钠应保存于石蜡油或煤油中。取 用时一般先用镊子把钠从煤油中夹出来，并用滤纸把表面的煤油吸干，然后用小刀切下黄豆粒大小的一块再 做有关实验。 要点诠释：（1）钠对人的皮肤有很强的腐蚀性，取用钠时必须用镊子，切不可用手拿。 （2）在实验室里，钠是保存在煤油中的，钠和煤油都易着火，所以实验过程中要严格防火[实验用品（镊 子、小刀、玻璃片等）要干燥，切割前要用滤纸吸干钠表面的煤油。] （3）切下一小块钠后剩余的钠要及时放回煤油中去。 5．金属钠的制取：　电解熔融的氯化钠：2NaCl 2Na + Cl2↑ 6．用途：与钾的合金用作原子反应堆的导热剂；制备过氧化钠；冶炼稀有金属；作电光源（高压钠灯）等。 知识点二、钠的化合物 1．钠的氧化物 化学式 Na2O Na2O2 化合物类型 离子化合物 离子化合物 阳、阴离子数之比 Na+和 O2－之比为 2∶1 Na+和 O22－之比为 2∶1 氧元素化合价 －2 价 －1 价 属类 碱性氧化物 非碱性氧化物（过氧化物） 颜色、状态 白色，固体 淡黄色，固体 与水反应 Na2O+H2O==2NaOH 2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑ 与 CO2 反应 Na2O+CO2==Na2CO3 2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2 化学 性质 与盐酸反应 Na2O+2HCl==2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl==4NaCl+O2↑+2H2O 特性 ------- Na2O2 有强氧化性，可以使品红溶液褪色， 有漂白作用。 说明：由于 Na2O2 与酸反应时，除了生成盐和水外，还生成的氧气，故 Na2O2 不属于碱性氧化物。 【高清课堂：钠及其化合物】 2．钠盐——碳酸钠、碳酸氢钠 　 碳酸钠 （Na2CO3） 碳酸氢钠 （NaHCO3） 分类 正盐 酸式盐 俗称 纯碱、苏打 小苏打 色态 白色粉末 细小的白色晶体 溶解度（20℃） （26.9g） Na2CO3 〉NaHCO3 (10.0g) Na2CO3 〈NaHCO3化 学 性 质 与酸反应放出 CO2 的速度 现象 Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 (CO32-+H+=HCO3－) NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ (HCO3－+H+=H2O+CO2↑) 滴入盐酸后，即刻出现气泡。3 (HCO3－+H+=H2O+CO2↑) 开始无外观现象（因为首先生成 HCO3 －），随后出现气泡。 （若向足量 HCl 中分别滴入 Na2CO3 或 NaHCO3，则均会立刻出现气泡。） NaOH 　 NaHCO3+ NaOH=H2O+ Na2CO3与 碱 反 应 Ca(OH)2 Na2CO3+ Ca(OH)2= CaCO3↓+ 2NaOH 此法可用于土法制烧碱或除掉烧碱中的 Na2CO3 NaHCO3 与少量石灰水的反应为： 2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O 若石灰水过量，则新生成的 Na2CO3 可与 Ca(OH)2 继续反应，即： Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH ∴过量石灰水中 NaHCO3 与 Ca(OH)2 的反应为： NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O……（3） 热稳定性 (运用此性质可 除去 Na2CO3 中混有的 NaHCO3) 很稳定，受热不分解 （分解温度 851℃，酒精灯温度达不到） 不很稳定，受热易分解。 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ （分解温度 150℃） 二者之间相互 转化 要点诠释：（1）碳酸钠和碳酸氢钠在水中的溶解性 Na2CO3＞NaHCO3。 （2）Na2CO3 与盐酸的反应可视为分步进行：CO32―+H+==HCO3 ―；HCO3 ―+H+==CO2↑+H2O。 应用：根据盐酸与碳酸钠溶液反应时因滴加顺序的不同而使反应现象不同，可以鉴别盐酸和碳酸钠溶液。 （3）碳酸盐的热稳定性 ①一价金属碳酸盐比二价金属碳酸盐稳定。Na2CO3＞CaCO3；NaHCO3＞Ca(HCO3)2 ②相同金属阳离子，正盐比酸式盐稳定。Na2CO3＞NaHCO3；CaCO3＞Ca(HCO3)2 相互转化：Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O 知识点三、焰色反应 1．焰色反应：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈特殊的颜色，在化学上称为焰色反应（发 生的是物理变化）。 2．铂丝的清洗与灼烧如下图甲所示，观察钾的焰色如下图乙所示。 3．操作方法。 （1）洗：用稀盐酸洗净铂丝，目的是使铂丝上的高沸点杂质转化为沸点相对较低的氯化物。 （2）烧：将用盐酸洗涤过的铂丝在火焰上灼烧，目的是除去铂丝上的杂质。 注意：①所用的火焰应是无色或浅色的； ②要一直烧至火焰恢复到原来的无色或浅色为止。 （3）蘸：用灼烧合格的铂丝蘸取被检验的物质。 （4）烧：将蘸取被检验物质的铂丝放在火焰上灼烧。 △ △4 特别提示：在观察钾及钾的化合物的焰色反应的焰色时，要透过蓝色的钴玻璃片观察，其主要原因是钾 及钾的化合物中可能混有钠或钠的化合物，钠的黄色火焰能掩盖钾的紫色火焰，而蓝色钴玻璃能滤去黄色的 光，这样可以避免钾或钾的化合物中混有钠或其化合物所造成的干扰。 4．用途：焰色反应作用：检验（或鉴别）物质或离子。 知识点四、有关 Na2O2 与 CO2、H2O 反应的几个重要关系 2CO2+2Na2O2==2Na2CO3+O2 2H2O+2Na2O2==4NaOH+O2↑ 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 Na2O2 时，气体体积的减少量或原混合气体体积的 即为生成氧气的量。 3．电子转移关系。 当 Na2O2 与 CO2、H2O 反应时，每产生 1 mol O2 转移 2 mol e－。 4．固体质量关系。 相当于固体（Na2O2）只吸收了 CO2 中的“CO”，H2O 中的“H2”，可以看作发生相应的反应：Na2O2+CO== Na2CO3、Na2O2+H2==2NaOH（实际上两反应不能发生） 5．先后顺序关系。 一定量的 Na2O2 与一定量的 CO2 和 H2O（g）混合物的反应，可视作 Na2O2 先与 CO2 反应，待 CO2 反应完 全后，Na2O2 再与 H2O 发生反应。 方法指要：假设 H2O 先反应，生成的 NaOH 与 CO2 反应又生成 H2O，因而 CO2 先反应，之后 H2O 再反应。 【典型例题】 类型一：钠的性质 例题 1、（2015 广东佛山市高一期末）下列有关钠的叙述正确的是（ ）。 A． 钠在空气中燃烧发出黄色的火焰 B． 钠在空气中燃烧生成淡黄色的氧化钠 C． 将金属钠加入硫酸铜溶液中有红色的铜生成 D． 将钠放入 CCl4 中密封保存 【思路点拨】钠的化学性质 【答案】A 【解析】A．钠元素的焰色反应为黄色，所以钠单质的焰色反应为黄色，故 A 正确； B．钠在空气中生成白色的氧化钠，在空气中燃烧生成淡黄色的过氧化钠固体，故 B 错误； C．钠和硫酸铜溶液反应时，先和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再和硫酸铜发生复分解反应生成 氢氧化铜蓝色沉淀，故 C 错误； D．钠的密度比四氯化碳小，不能用四氯化碳保存，故 D 错误． 【总结升华】 钠很活泼，不能和较不活泼金属的盐溶液发生置换反应生成金属单质。 举一反三： 【变式 1】把一小块金属钠暴露在空气中，观察到以下现象： ①金属钠表面逐渐变暗；②过一段时间以后又逐渐变潮湿；③再过些时候又变成白色固体；④又过一段 时间白色固体变成白色粉末。 试写出以上发生的各种现象有关的化学方程式。 【答案】①4Na+O2==2Na2O；②Na2O+H2O==2NaOH；③2NaOH+CO2+9H2O==Na2CO3·10H2O； ④Na2CO3·10H2O==Na2CO3+10H2O 【变式 2】分别写出小块钠投入下列物质中发生反应的离子方程式：（1）水；（2）稀硫酸；（3）稀醋 1 25 酸（CH3COOH）；（4）FeCl3 溶液 【答案】（1）2Na+2H2O==2Na++2OH－+H2↑； （2）2Na+2H+==2Na++H2↑； （3）2Na+3CH3COOH=2Na++2CH3COO－+H2↑； （4）先有：2Na+2H2O==2Na++2OH－+H2↑， 后有：Fe3++3OH－==Fe(OH)3↓ 或 6Na+6H2O+2Fe3+==6Na++2Fe(OH)3↓+3H2↑。 【解析】在掌握钠的化学性质的基础上，联系离子方程式的书写，“拆”字的把握是关键之一，反应的先 后顺序是关键之二，透彻理解，认真书写，以免出现错误。 【点评】书写离子方程式要注意联系性质，尊重客观事实，既要检验质量是否守恒，又要检验电荷是否 守恒。 【变式 3】将一小块钠投入到盛饱和澄清石灰水的试管里，不可能观察到的现象是（ ） A．熔成小球并在液面上游动 B．有气体生成 C．溶液底部有银白色物质生成 D．溶液变浑浊 【答案】C 类型二：Na2O 和 Na2O2 例题 2、下列对于 Na2O、Na2O2 的比较正确的一项是（ ）。 A．Na2O2、Na2O 都是钠的氧化物，都是碱性氧化物 B．Na2O、Na2O2 都是易溶于水（与水反应）的白色固体 C．Na2O2 在和 CO2 的反应中既是氧化剂又是还原剂 D．Na2O2 与水反应时，1 mol Na2O2 转移 2 mol 电子 【答案】C 【解析】A 项中 Na2O2 与酸（如 HCl）反应除生成盐（NaCl）和水外，还有 O2 生成，所以 Na2O2 是 Na 的 过氧化物，但不是碱性氧化物；B 项中 Na2O2 是淡黄色固体；C 项中 Na2O2 与 CO2 反应时电子转移关系： ，Na2O2 中－1 价氧变成了－2 价氧和 0 价氧；D 项中 Na2O2 与 H2O 反应中电子 转移关系为 ，由方程式可知，有 2 mol Na2O2 反应时，转移 2 mol e－，则 1 mol Na2O2 与 H2O 反应转移 l mol e－。 【点评】按照氧化还原反应的规律，处于中间价态的元素的化合物在化学反应中可以发生自身氧化还原 反应，一种物质同时作氧化剂和还原剂。 举一反三： 　　【变式 1】在天平两边各放一质量相等的烧杯，分别放入 100g 水。向左盘烧杯中加入 4.6g 金属钠，为保 持天平平衡，向右盘烧杯中应加入 Na2O2 的质量约为( ) A、4.52g　　　　 B、5.12g　　　　 C、5.54g 　　　　D、6.22g 　　【答案】C 　　【解析】为保持天平仍旧平衡，需使天平左右两边的增量相同，左盘中加入钠，其净增量等于钠的质量 减去 的质量.右盘中放 Na2O2，其净增质量等于 Na2O2 的质量减去 O2 的质量，本题可采用差量法进行计算。 　　 　　所以右盘净增量是 x:4.4g=(78×2):124，解得 x ≈ 5.54g 6 【变式 2】（2015 广东金山中学期末考）向一定量的饱和 NaOH 溶液中加入少量 Na2O 固体，恢复到原 来温度时，下列说法中不正确的是（ ） A．溶液中的 Na+总数不变 B．单位体积内的 OH﹣数目减少 C．溶质的物质的量浓度不变 D．溶液的质量减少 【答案】AB 【解析】A．氧化钠与水反应生成 NaOH，消耗水，溶液有 NaOH 析出，溶液中的 Na+数目减少，故 A 错误； B．反应后仍为饱和溶液，溶液的 pH 不变，单位体积内的 OH﹣数目也不变，故 B 错误； C．原氢氧化钠溶液是饱和的，反应消耗了水，生成了氢氧化钠，反应后恢复到原来温度，溶液仍饱和， 且会析出剩余固体，但同一温度下的物质的量浓度是定值；故 C 正确； D．原氢氧化钠溶液是饱和的，反应消耗了水，生成了氢氧化钠，生成的氢氧化钠不能溶解，溶液中溶质 不会增加，反而会减少，由于溶液中的溶质和溶剂都减少了，溶液的质量也减少；故 D 正确。 类型三：Na2CO3 和 NaHCO3 例题 3、（2016 期中考）有两个无标签的试剂瓶，分别装有 Na2CO3 和 NaHCO3，有 4 位同学 为鉴别它们采用以下不同方法，其中最可行的是（ ）。 A．分别配制成溶液，再加入澄清石灰水 B．分别配制成溶液，再加入 CaCl2 溶液 C．分别加热，再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生 D．分别配制成溶液，再进行焰色反应 【思路点拨】NaHCO3 不稳定，加热易分解；Na2CO3 和 NaHCO3 都能与澄清石灰水反应生成沉淀；钠元素 的焰色反应呈黄色。 【答案】B 【解析】A 项，发生的反应分别为：Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH，2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓ +Na2CO3+2H2O，两者现象相同（产生白色沉淀），故 A 不选；B 项，Na2CO3 与 CaCl2 反应生成白色沉淀，碳酸 氢钠不能，能鉴别，且操作简单，故 B 选；C 项，将固体加热后，只发生：2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑， 产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，可鉴别，但操作较繁琐，故 C 不选；D 项，都含有钠元素，颜色反应都 呈黄色，不能鉴别，故 D 不选。故选 B。 【点评】Na2CO3 和 NaHCO3 的性质相似又相异，以此为源．可以迁移、类比其他弱酸的正盐和酸式盐（如 Na2S 和 NaHS、Na2SO3 和 NaHSO3）的性质，它们具有很大程度的相似性。 举一反三： 　　【变式 1】下列说法不正确的是（ ）。 A．相同温度下，Na2CO3 比 NaHCO3 溶解度大 B．Na2CO3 比 NaHCO3 稳定 C．Na2CO3 和 NaHCO3 都能与澄清石灰水反应得到白色沉淀 D．物质的量相等的 Na2CO3 和 NaHCO3 分别与足量盐酸反应，得到的 CO2 的物质的量之比为 2∶1 【答案】D 类型四：焰色反应 例题 4、有某白色粉末，取出少量溶于水，用铂丝蘸取溶液做焰色反应实验，焰色呈黄色，再透过蓝色 钴玻璃观察，焰色呈浅紫色。另取少量粉末加热无明显现象，冷却后加入稀盐酸则逸出无色、无气味的气体， 该气体不能使品红溶液褪色，但能与氢氧化钡溶液反应产生白色沉淀。继续向原反应液加盐酸至过量，再滴 入 BaCl2 溶液，有白色沉淀产生，则原来的混合物白色粉末中肯定含有的离子是________。写出有关的离子方 程式________。 △7 【答案】K+、Na+、CO32－、SO42－ CO32－+2H+==CO2↑+H2O，CO2+Ba2++2OH－==BaCO3↓+H2O，SO42－+Ba2+==BaSO4↓。 【解析】由焰色反应肯定白色粉末中含有 Na+和 K+。由粉末与盐酸反应逸出的气体的性质，判断气体是 CO2，可能由 CO32－或 HCO3 －与酸反应而得。粉末加热不产生气体，排除了 HCO3 －的存在。从后一步实验得到 难溶于酸的白色钡盐，确定出原粉末中有 SO42－。 【点评】焰色反应时，观察到焰色呈黄色，可以肯定含有 Na+，但不能排除 K+的存在，因为黄色会将紫 色掩盖；若要确定是否含 K+，只有透过蓝色钴玻璃观察焰色，由于黄光被滤去，可判断钾元素存在与否。 举一反三： 　　【变式 1】焰色反应每次实验都要用试剂洗净铂丝，这种试剂是（ ）。 A．Na2CO3 溶液 B．NaOH 溶液 C．硫酸 D．稀盐酸 【答案】D 类型五：与 Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3 有关的实验 例题 5、在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验仪器，用下图 中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。 （1）A 是制取 CO2 的装置，写出 A 中发生反应的化学方程式________。 （2）填写表中空格： 仪器 加入试剂 加入该试剂的目的 B 饱和 NaHCO3 溶液 C D （3）写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式________。 （4）试管 F 中收集满气体后，下一步实验操作是________。 【答案】（1）CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ （2） 仪器 加入试剂 加入该试剂的目的 B 饱和 NaHCO3 溶液 除去 CO2 气体中混入的 HCl C 过氧化钠 与 CO2 和水反应，产生 O2 D NaOH 溶液 吸收未反应的 CO2 气体 （3）2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2 （4）把 E 中的导管移出水面，关闭分液漏斗活塞，用拇指堵住试管口，取出试管，立即把带火星的木条 伸到试管口处，木条复燃，证明试管中收集的气体是氧气 【解析】本题实验目的是证明 Na2O2 可作供氧剂，不能简单理解为制纯净 CO2 气体并与 Na2O2 反应，因为 CO2 气体中的水也可与 Na2O2 反应生成 O2。另外，用盐酸制取气体时会混入 HCl 气体，通常需要除杂。因 CO2 在水中溶解度较小，用排水法测 O2 体积时需先除去 CO2。（4）中操作应包括停止反应（关闭分液漏斗活塞）、 取出导管、移出集满气体的试管几个步骤。 举一反三： 　　【变式 1】将 NaHCO3 和 Na2O2 按 3∶1 的个数之比混合，在密闭容器中加热使之充分反应，然后趁热排 出气体物质，容器内残留物的成分是： 　　A.Na2O2 和 NaHCO3 　　　　　　　　　　B.NaHCO3 和 Na2CO38 　　C.NaOH 和 Na2CO3　　　　　　　　　　　D.只有 Na2CO3 　　【答案】D 　　【解析】题干中说明在密闭容器中加热充分反应，所以容器中最后不可能残留 NaHCO3，因而 A、B 不 合题意。依据 NaHCO3 与 Na2O2 的个数之比为 3∶1，可知 Na∶C∶H = 5∶3∶3，∵Na∶C = 5∶3，假设产物 只有 Na2CO3，而 Na2CO3 中 Na∶C = 2∶1（5∶2.5），则碳元素必定以 CO2 气体的形式释放出去，则必定有 CO2 产生，因为题干中说明是充分反应，∴产物中不可能有 NaOH 存在，∴C 也不合理。 　　【变式 2】由 NaOH 和 NaHCO3 组成的固体混合物 18.4 g， 放在密闭容器中加热到 250℃，经充分反应 后排出气体，冷却，称得剩余固体的质量为 16.6 g。试计算原混合物中 NaOH 的质量分数。 　　【解析】混合物加热时反应的化学方程式为： 　　2 NaHCO3 Na2CO3 + CO2 ↑+ H2O 　　2NaOH + CO 2 = Na2CO3 + H2O 　　(1) 若混合物中 NaHCO3 和 NaOH 的物质的量之比为 1:1 则发生的反应为 　　NaOH + NaHCO3 Na2CO3 + H2O 　　设 18.4 g 混合物加热时失重为 x 　　 解得：x = 2.67g 　　（2）若混合物中 NaHCO 3 与 NaOH 的物质的量之比大于 1:1，则加热时失重大于 2.67 g(因过量的 NaHCO3 分解逸出的除了 H2O (气)，还有 CO2) 　　（3）反之, 若混合物中 NaHCO3 与 NaOH 的物质的量之比小于 1:1，则加热时失重小于 2.67g。现混合物 失重 18.4g - 16.6g = 1.8g 小于 2.67g，所以 NaOH 过量，设混合物中 NaHCO3 的质量为 y。 　　 解得：y = 8.4g NaOH 的质量分数为：9 【巩固练习】 一、选择题 1．（2015 山东德州期中考）钠块长时间暴露在空气中的最终产物是（ ）。 A． Na2O B． NaOH C． Na2CO3 D．Na2O2 2．（2016 宁夏期末考）关于 Na2O 和 Na2O2 的叙述正确的是（ ）。 A．都是白色固体 B．都是强氧化剂 C．都是碱性氧化物 D．都能和水反应生成强碱溶液 3．分别将一小块钠投入下列溶液中，只有气体放出没有沉淀生成的是（ ）。 A．饱和 NaCl 溶液 B．稀 NaHSO4 溶液 C．MgSO4 溶液 D．CuSO4 溶液 4．将 4.6 g 金属钠投入到 95.6 g 水中，得到的溶液溶质的质量分数为（ ）。 A．4.6％ B．7.6％ C．8％ D．10％ 5．下列叙述中正确的是（ ）。 A．Na2O 与 Na2O2 都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物 B．Na2O 能继续被氧化成 Na2O2 C．Na2O 与 CO2 发生化合反应生成 Na2CO3，Na2O2 与 CO2 发生置换反应生成 O2 D．Na2O2 只有还原性 6．向紫色石蕊溶液中加入过量 Na2O2 粉末，振荡，正确的叙述是（ ）。 A．最后溶液变蓝色 B．溶液先变蓝色最后褪色 C．溶液仍为紫色 D．因为 Na2O2 与石蕊发生氧化还原反应而无气泡产生 7．碳酸氢钠受热容易分解为碳酸钠。现加热 5.00 g 碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，使碳酸氢钠完全分解，混合 物质量减少了 0.31 g，则原混合物中碳酸钠的质量为（ ）。 A．3.38 g B．4.58 g C．4.16 g D．4.41 g 8．（2015 湖北期末考）由 Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl 固体中的某几种组成的混合物，向混合 物中加入足量的盐酸，有气体放出，将放出的气体通入足量的 NaOH 溶液后，气体体积有所减少，若将上述 混合物在空气中充分加热，也有气体放出，下列判断正确的是（ ）。 A． 混合物中一定含有 Na2O2、NaHCO3 B． 混合物中一定不含有 Na2CO3 和 NaCl C． 混合物一定不含有 Na2O2 和 NaCl D． 混合物中一定含有 Na2O2、Na2CO3、NaHCO3 9．下述对焰色反应实验操作注意事项的说明，正确的是（ ）。 ①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察 ②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 ③每次实验后，要将铂丝用盐酸洗净 ④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰 ⑤没有铂丝时，也可以 用光洁无锈的铁丝代替 A．仅有③不正确 B．仅有④不正确 C．仅有⑤不正确 D．全对 10．某密闭容器中有 100 g 氧气和足量的过氧化钠，向其中充入 5 g CO 和 H2 的混合气体后，用电火花点燃， 反应足够长时间后，容器内气体的质量为（ ）。 A．大于 100 g B．小于 100 g C．等于 100 g D．无法确定 11．1 mol 过氧化钠与 2 mol 碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留 的固体物质是（ ）。 A．Na2CO3 B．Na2O2 Na2CO3 C．NaOH Na2CO3 D．Na2O2 NaOH Na2CO3 12．（2016 海南省海口市二模）有一位学生将一小块钠投入到盛有煤油和水的试管中（煤油和水均足够多）， 可能观察到的现象是（ ）。10 A．钠浮在试管中的液面上 B．钠沉入试管底部 C．钠燃烧起来 D．钠处于煤油和水的交界处 二、填空题 1．某实验小组做钠与水反应的实验，装置如下图所示。 请回答下列问题： （1）写出 Na 与 H2O 反应的化学方程式________________。 （2）在点燃 H2 之前必须先进行________，方法是________________。 （3）实验小组在点燃用上述装置制得的 H2 时，实验却失败了。他们分析后认为失败的原因是 Na 与 H2O 的反应速率太快，Na 的用量太少。于是他们准备增加钠的用量，可老师说太危险，你认为产生危险的原因是 ________________。 （4）实验小组查得钠、苯、水的密度分别为 0.97 g·mL－1、0.88 g·mL－1、1.00 g·mL－1，并据此对实验进 行了改进。在改进后的实验中 H2 的生成速率减慢。原因是________________。 2．向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸直到不再产生 CO2 气体为止，在此过程中溶液里的碳酸氢根离子浓度变化 趋势可能是：A．逐渐增大，B．逐渐减小，C．先逐渐增大而后减小，D．先逐渐减小而后增大。 你的选择是________，试用离子方程式及简要的文字表述理由________________。 3．由 A、B 两种常见化合物组成的混合物，A、B 焰色反应均呈黄色，相互转化关系如下图所示（其他物质 均已略去）。回答下列问题： （1）写化学式：A________，B________，D________。 （2）B 加热产生 D 的化学方程式为________；B 加稀硫酸产生 D 的离子方程式为________。 （3）A、B 加热后，若只得到一种固体化合物 E，则 A 与 B 的物质的量之比的最大值为________（填数 字）。其化学方程式为________________。 4．“套管实验”是将一支较小的玻璃仪器放入另一玻璃仪器中，经组装来完成原来需要两只或更多普通玻璃仪 器进行的实验。因其具有许多优点，近年被广泛开发并应用于化学实验中。请观察下列实验装置，分析实验 原理，并回答下列问题：11 （1）从点燃酒精灯开始，试管及烧杯 A、B 中能观察到的现象有________________。 （2）整个实验结束时，在操作上需要特别注意的问题是________________。 （3）通过该实验可以得出的结论是（结合化学方程式来说明）________________。12 【参考答案与解析】 一、选择题 1．C 【解析】钠放置在空气中和氧气反应生成氧化钠而变暗，反应方程式为：4Na+O2═2Na2O，生成的氧化钠与 水反应又生成氢氧化钠，反应方程式为：Na2O+H2O=2NaOH，生成的氢氧化钠在空气中又被二氧化碳反应生 成碳酸钠，反应方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。 2．D 【解析】A 项，氧化钠是白色的，但是过氧化钠是黄色的固体，故 A 错误；B 项，氧化钠中氧元素的化合价 是-2 价，过氧化钠中氧元素的化合价是-1 价，过氧化钠具有氧化性，故 B 错误；C 项，因过氧化钠与酸反应 生成盐、水、氧气，则过氧化钠不属于碱性氧化物，故 C 错误；D 项，氧化钠和水反应生成氢氧化钠，过氧 化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，均能形成强碱溶液，故 D 正确。故选 D。 3．B 【解析】钠与四种溶液的反应都有 H2 放出，但 A 项因消耗了溶剂而析出 NaCl 晶体，C 项会生成 Mg(OH)2 沉 淀，D 项会生成 Cu(OH)2 沉淀。 4．C 【解析】由 溶质的质量分数为 。 5．B 【解析】A 中，碱性氧化物是与酸反应只生成盐和水的氧化物，而 Na2O2 和 H2O 反应还产生 O2，故 Na2O2 不 是碱性氧化物。C 中，2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2 不是置换反应。D 中，Na2O2 中 O 化合价为―1，既可升 高又可降低，故既有氧化性，又有还原性。 6．B 【解析】Na2O2 与 H2O 反应生成的 NaOH 使石蕊变蓝，后因 Na2O2 的强氧化性使石蕊褪色。 7．C 【解析】设原混合物中 NaHCO3 的质量为 x，则： ，解得 x=0.84 g。 则原混合物中 Na2CO3 的质量为 5.00 g―0.84 g=4.16 g。 8．A 【解析】向混合物中加入足量的盐酸，有气体放出，该气体可以是氧气或者是二氧化碳中的至少一种， 将放出的气体通过过量的 NaOH 溶液后，气体体积有所减少，说明气体是氧气和二氧化碳的混合物，物质中 一定含有过氧化钠，还含有碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种，将上述混合物在空气中充分加热，也有气体放 出，故一定含有碳酸氢钠，Na2CO3、NaCl 不能确定。 A．由上述分析可知，混合物中一定有 Na2O2、NaHCO3，故 A 正确； B．混合物中可能含有含有 Na2CO3、NaCl，故 B 错误； 8g 100% 8%4.6g 95.6g 0.2g × =+ − 84 2 62 0.31g x× =13 C．由上述分析可知，混合物中一定有 Na2O2、NaHCO3，可能含有 Na2CO3、NaCl，故 C 错误； D．由上述分析可知，混合物中一定含有 Na2O2、NaHCO3，可能含有 Na2CO3，故 D 错误。 9．D 【解析】焰色反应由于是通过观察火焰颜色来检验元素存在的实验，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元素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，目的是为了滤去钠的黄光。 10．C 【解析】根据反应 2CO+O2 2CO2，2CO2+2Na2O2==2Na2CO3+O2 可得 CO+Na2O2==Na2CO3；由 2H2+O2 2H2O，2H2O+2Na2O2==4NaOH+O2↑可得 H2+Na2O2==2NaOH，所以可知固体质量的增加量就等于 CO 和氢气的总质量。 11．A 【解析】涉及的反应有： 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O 2CO2+2Na2O2==2Na2CO3+O2 2H2O+2Na2O2==4NaOH+O2↑ CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O 基于 CO2 与 NaOH 的反应，本题在计算时可处理成先让 CO2 与 Na2O2 全部反应，若剩余 Na2O2，则再与 H2O 反应。2 mol NaHCO3 受热分解产生 1 mol CO2，已足以把 Na2O2 反应掉，故残留固体只有 Na2CO3。 12．D 【解析】煤油的密度比水小，所以煤油在上层，水在下层，又因钠的密度比水小，比煤油大，因此介于两者 之间，而钠能与水反应产生氢气，在与水反应生成气体后被气体带离水层，进入煤油层后停止反应又下沉， 如此反复，直至钠反应完成，反应没有氧气，钠不能燃烧，所以钠处于煤油和水的交界处，上下浮动。故选 D。 二、填空题 1．（1）2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ （2）验纯 用向下排空气法收集一试管氢气，用拇指堵住，移近火焰， 移开拇指点火。若听到轻微的“爆鸣”声，则表明 H2 纯净 （3）较多的钠与水反应放出大量的热，使试管内 H2 与 O2 的混合气体点燃而爆炸 （4）钠比水轻，比苯重，落在苯水交界处。钠与 H2O 反应产生的 H2 附着在钠 的表面使钠浮起，脱离水面，反应停止；当钠表面的 H2 逸出后，钠又落回水中，与水反应，如此反复，就可 以减慢 Na 与 H2O 的反应速率 2．C CO32－+H+==HCO3－；HCO3－+H+==H2O+CO2↑，CO32－先转化为 HCO3－，HCO3－浓度逐渐增大；当继 续滴加盐酸时，HCO3－与 H+反应生成 H2O 和 CO2，使 HCO3－浓度又减小 【解析】向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸，发生的反应分两步进行：CO 32 － +H+==HCO3 － ，HCO 3 － +H+==H2O+CO2↑。CO32－先转化为 HCO3－，HCO3－浓度逐渐增大，然后 HCO3－与 H+反应生成 H2O 与 CO2， HCO3－浓度又逐渐减小。 3．（1）Na2O2 NaHCO3 CO2 （2）2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O HCO3－+H+==H2O+CO2↑ （3）1∶2 2Na2O2+4NaHCO3 4Na2CO3+O2↑+2H2O 【解析】本题由已知 A、B 两化合物的焰色反应呈黄色，推出 A、B 是钠的化合物，钠的化合物加热产 生气体，则该化合物为 NaHCO3，气体为 CO2，但 A、B 混合物加热产生气体 C，B 加稀 H2SO4 产生气体 D， 说明 B 可能为 NaHCO3，A 可能为 Na2O2，气体 D 是 CO2，CO2 与 Na2O2 反应产生气体 C 是 O2。同样 A、B 混合物加稀 H2SO4，既产生气体 C（O2），又产生气体 D（CO2），则说明 A 是 Na2O2，B 为 NaHCO3，A 与 B △ 点燃 △ △ △14 加热只得到一种固体化合物 E，E 只能为 Na2CO3，2Na2O2+4NaHCO3 4Na2CO3+O2↑+2H2O，其物质的量 之比为 1∶2。 4．（1）开始两烧杯中均有气泡冒出，加热一段时间后，大试管中无明显变化，小试管内壁上有水珠出现；烧 杯 A 中无明显变化，烧杯 B 中出现白色浑浊 （2）先把导气管从烧杯中取出，再移去酒精灯 （3）NaHCO3 的热稳定性不如 Na2CO3，2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O △ △