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　金属及其化合物
第12讲　钠及其化合物
1．掌握钠及其重要化合物的主要性质及其应用，了解碱金属的通性与特性。2.了解焰色试验的操作并熟记几种常见金属的焰色。
考点一　钠及其氧化物
1．钠的性质与应用
(1)物理性质
银白色，有金属光泽的固体，质地柔软，熔点低(小于100 ℃)，密度比水的小，但比煤油的大。
(2)化学性质——还原性
Na：
①与非金属单质(如O2、Cl2)反应
O2
②与水反应
离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。
钠与水(含酚酞)反应的实验现象分析：
③与盐酸反应
离子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。
(3)制取、保存及用途
制取 化学方程式为2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
保存 通常保存在石蜡油或煤油中
用途 ①钠钾合金(室温下呈液态)可用作核反应堆的传热介质； ②用作电光源，制作高压钠灯； ③冶炼某些金属
2.氧化钠与过氧化钠
(1)氧化钠、过氧化钠的比较
物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2)
颜色、状态 白色固体 淡黄色固体
类别 碱性氧化物 过氧化物
氧元素化合价 －2 －1
化学键类型 离子键 离子键和共价键
电子式 Na＋[∶∶]2-Na＋ Na＋[∶∶∶]2-Na＋
阴、阳离子个数比 1∶2 1∶2
与水反应 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
与CO2反应 Na2O＋CO2===Na2CO3 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
与盐酸反应 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl=== 4NaCl＋2H2O＋O2↑
(2)Na2O2的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质
①强氧化性的六个表现
②Na2O2遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为O2。
③Na2O2遇CO2、H2O、H＋时，发生自身的氧化还原反应。
　正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化。(　×　)
(2)实验结束后剩余的金属钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶中。(　√　)
(3)Na2O与Na2O2的组成元素相同，与CO2反应的产物也相同。(　×　)
(4)金属钠着火时，可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火。(　×　)
(5)1 mol Na与足量O2分别在加热和常温条件下充分反应失去电子数一样多。(　√　)
题组一　钠及其氧化物的性质与应用
1．把一小块金属钠放入下列溶液中，说法正确的是(　C　)
A．放入饱和NaOH溶液中：有氢气放出，恢复至原温度后溶液的pH增大
B．放入稀CuSO4溶液中：有氢气放出，有紫红色铜析出
C．放入MgCl2溶液中：有氢气放出，有白色沉淀生成
D．放入NH4NO3溶液中：只有无色无味气体放出
解析：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，同时生成氢气，由于溶液仍是饱和NaOH溶液，故恢复至原温度后溶液的pH不变，A错误；钠先与水反应生成H2和NaOH，然后生成的NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀，B错误；钠先与水反应生成H2和NaOH，然后生成的NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀，C正确；钠先与水反应生成H2和NaOH并放出热量，然后生成的NaOH与NH反应生成NH3·H2O，NH3·H2O受热分解产生氨气，故放出的气体有刺激性气味，D错误。
2．下列有关钠的氧化物的说法不正确的是(　B　)
A．Na2O、Na2O2溶于水，所得溶液溶质相同
B．Na2O2与CO2反应时有单质O2生成，该反应属于置换反应
C．Na2O、Na2O2粉末分别加入Ca(HCO3)2溶液中，溶液都会变浑浊
D．Na2O2在空气中久置变白，涉及的氧化还原反应中，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂
解析：Na2O、Na2O2溶于水，都能生成NaOH，所得溶液溶质相同，A正确；反应物中没有单质参加反应，不符合置换反应的定义，B错误；Na2O、Na2O2和水反应都生成NaOH，NaOH再与Ca(HCO3)2反应产生沉淀CaCO3，C正确；Na2O2与CO2、H2O的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应，D正确。
Na、Na2O、Na2O2与水溶液反应的分析思路
(1)加入的物质与水反应生成NaOH，可能有气体(H2或O2)生成。
(2)生成的NaOH和溶质是否反应，如果有O2的话，O2和溶质是否反应？
(3)反应消耗的水及过程中放出的热量对溶液有什么影响？
题组二　钠及其氧化物性质的实验探究
3．(2025·鄂东南省级示范高中联盟期中联考)实验小组探究Na与CO2的反应，装置、步骤和现象如下。
实验步骤和现象：
ⅰ.先向硬质玻璃管中加一定量的钠，再迅速通入CO2至澄清石灰水变浑浊，然后点燃酒精灯。
ⅱ.一段时间后，硬质玻璃管中有白色物质产生，管壁上有黑色物质出现。检验CO的试剂未见明显变化。
ⅲ.将硬质玻璃管中的固体溶于水，未见气泡产生；过滤，向滤液中加入过量BaCl2溶液，产生白色沉淀；再次过滤，滤液呈碱性；取白色沉淀加入盐酸，产生气体。
ⅳ.将管壁上的黑色物质与浓硫酸混合加热，生成能使品红溶液褪色的气体。
下列说法不正确的是(　A　)
A．实验证明Na与CO2反应的氧化产物为Na2CO3，还原产物为C
B．步骤ⅲ证明Na与CO2也可以发生类似于Mg与CO2的反应
C．步骤ⅳ发生反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
D．根据以上实验推测：CO2与金属K也可以发生反应并被还原
解析：硬质玻璃管中的固体溶于水无气泡产生，说明钠全部参加了反应，在滤液中加入过量的BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，产生气体，说明硬质玻璃管中的固体含有Na2CO3；再次过滤后滤液呈碱性，说明硬质玻璃管中的固体含有Na2O；管壁的黑色物质与浓硫酸混合加热，生成SO2，说明黑色物质为C。硬质玻璃管中反应后生成了C、Na2O和Na2CO3，说明Na与CO2反应的氧化产物为Na2CO3和Na2O，还原产物为C，A错误；实验ⅲ说明Na与CO2反应生成了Na2O，故Na与CO2也可以发生类似于Mg与CO2的反应，B正确；步骤ⅳ为C和浓硫酸的反应，化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，C正确；K与Na同主族，故可以推测CO2与金属K也可以发生反应并被还原，D正确。
4．(2024·湖南娄底一模)为证明过氧化钠可在呼吸面具或潜艇中作供氧剂，进行如下实验。下列有关说法正确的是(　D　)
A．装置D起缓冲作用，并防止E中的水倒吸
B．装置C中发生反应的化学方程式仅有2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
C．装置B中盛放的液体为浓硫酸
D．装置A为实验室制取CO2的装置，分液漏斗中盛放稀盐酸
解析：A是盐酸与石灰石反应制取二氧化碳气体的装置，因为盐酸易挥发，所以产生的二氧化碳中含有HCl，通入过氧化钠固体前应除去，所以B中盛放的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，目的是除去二氧化碳中的氯化氢气体，C错误；C中固体是过氧化钠，用于产生氧气，D中盛放氢氧化钠溶液，用来除去未反应的二氧化碳气体，A错误；C中发生的反应是过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，装置C中通入的CO2中还含有H2O，除了发生过氧化钠和CO2的反应外，还有过氧化钠和H2O的反应，离子方程式为2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑，B错误；装置A为实验室制取CO2的装置，即CaCO3与HCl反应生成CO2，分液漏斗中盛放稀盐酸，D正确。
题组三　有关过氧化钠反应的分析与计算
5．当0.2 mol NaO2与足量CO2完全反应后，下列说法正确的是(　B　)
选项 生成Na2CO3的质量 关于所生成氧气的描述
A 21.2 g 该氧气的摩尔质量是36 g·mol-1
B 21.6 g 生成的氧气在标准状况下的体积为2.24 L
C 21.2 g 该氧气的摩尔质量是32 g·mol-1
D 22.4 g 生成的氧气在标准状况下的体积为2.24 L
解析：Na2O2与CO2反应的实质是－1价的O发生歧化反应，一个生成物Na2CO3中有一个O为18O，摩尔质量是108 g·mol-1；0.2 mol NaO2与足量CO2完全反应，生成0.2 mol Na2C18OO2，质量为108 g·mol-1×0.2 mol＝21.6 g；生成的氧气为18O2，摩尔质量是36 g·mol-1；反应生成0.1 mol 18O2，在标准状况下氧气体积为2.24 L。综上所述，B项正确。
6．下列物质均为a g，将它们在氧气中完全燃烧的产物全部通入足量的过氧化钠固体中，则过氧化钠固体增加的质量为a g的是(　C　)
①CO　②H2　③CH4　④HCHO ⑤CH3COOH　⑥HCOOH
A．①②⑤⑥ B．②③④⑤
C．①②④⑤ D．①②③⑤
解析：H2、CO参与的反应分别为2H2＋O22H2O、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；2CO＋O22CO2、2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。由化学方程式可知，过氧化钠增加的质量即为H2、CO的质量。因此只要是CO或H2或它们的混合气体或化学式组成符合(CO)m·(H2)n，则过氧化钠固体增加的质量等于原物质的质量，则①②符合，而④HCHO可以改写成CO·H2，⑤CH3COOH可以改写成(CO)2·(H2)2，⑥HCOOH可以改写成CO2·H2，故⑥不符合，①②④⑤符合，故选C。
Na2O2与CO2、H2O反应的定量关系
电子转移关系 当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量的关系为2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝n(Na2O2)＝2n(O2)
气体体积变化关系 CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2时，气体体积的减少量是原来气体体积的，等于生成氧气的体积，即ΔV＝V(O2)＝V(混合)
固体质量变化 关系 CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时，固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”，所以固体增加的质量分别为28 g·mol-1×n(CO2)、2 g·mol-1×n(H2O)
考点二　碳酸钠、碳酸氢钠
1．碳酸钠和碳酸氢钠的比较
物质 碳酸钠 碳酸氢钠
俗名 苏打、纯碱 小苏打
溶解度 较大 较小
相同温度、相同浓度溶液的碱性 较强 较弱
热稳定性 稳定 不稳定
与酸反应放出CO2的快慢 放出气体较慢 放出气体较快
主要用途 制玻璃、制皂、造纸、纺织 制药、焙制糕点、作灭火器原料
2.化学性质
　Na2CO3与NaHCO3之间的转化
　正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都会分解。(　×　)
(2)用热碱水清除炊具上残留的油污，没有发生化学反应。(　×　)
(3)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液。(　√　)
(4)向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2，会有NaHCO3晶体析出。(　√　)
(5)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，立即产生气泡。(　×　)
题组一　Na2CO3、NaHCO3的性质与应用
1．（2024·浙江台州八校联盟期中联考）下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法错误的是(　C　)
A．两者均可溶于水，但碳酸钠的溶解性大于碳酸氢钠
B．两者均和稀盐酸反应产生CO2，相同条件下，碳酸氢钠和盐酸反应更快
C．两者均可与澄清石灰水发生反应，但碳酸氢钠与澄清石灰水反应时无明显现象
D．取a g Na2CO3和NaHCO3的固体混合物充分加热，质量减小b g，可由a、b求得混合物中Na2CO3的质量分数
解析：碳酸钠和碳酸氢钠都属于钠盐，均可溶于水，常温下碳酸钠的溶解性大于碳酸氢钠，A正确；碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应，碳酸氢钠和盐酸反应直接生成二氧化碳，碳酸钠和盐酸反应先生成碳酸氢钠，再和盐酸反应生成二氧化碳，所以碳酸氢钠比碳酸钠反应快，B正确；碳酸氢钠电离出的碳酸氢根离子与澄清石灰水中Ca(OH)2电离出的氢氧根离子先反应生成碳酸根离子，再结合钙离子生成碳酸钙白色沉淀，C错误；取a g Na2CO3和NaHCO3的固体混合物充分加热，质量减小b g，减小的质量为NaHCO3分解产生的H2O、CO2的质量，根据物质反应的化学方程式中的转化关系，可得分解的NaHCO3的质量，进而可得出Na2CO3的质量及其质量分数，D正确。
2．下列关于Na2CO3、NaHCO3的实验方案不能达到实验目的的是(　B　)
A．用如图所示装置比较Na2CO3、NaHCO3的热稳定性
B．用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液
C.用足量的CO2除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3
D．用加热的方法除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3固体
解析：A项，加热碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳气体，小试管导管连接的烧杯中澄清石灰水变浑浊，碳酸钠受热不易分解，大试管导管连接的烧杯中澄清石灰水无变化，可比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，能达到实验目的；B项，澄清石灰水与碳酸钠和碳酸氢钠反应都能生成碳酸钙白色沉淀，不能用澄清石灰水鉴别两者，不能达到实验目的；C项，碳酸钠在水溶液中与足量的二氧化碳反应生成碳酸氢钠，可以除去少量的碳酸钠，能达到实验目的；D项，碳酸氢钠固体受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，碳酸钠固体受热不易分解，可用加热的方法除去碳酸钠固体中混有的少量碳酸氢钠固体，能达到实验目的。
1．Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法
2．Na2CO3和NaHCO3混合物的除杂方法
混合物（括号内为杂质） 除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3) 加热至恒重
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2气体
题组二　Na2CO3、NaHCO3与酸反应的原理及计算
3．有关NaHCO3和Na2CO3的性质，以下叙述错误的是(　C　)
A．等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小
B．等物质的量的NaHCO3和Na2CO3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．等质量的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
解析：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O；NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O。解答此类题目用归“1”法。A项，假设二者都是1 g，则n(NaHCO3)＝n(CO2)＝ mol，n(Na2CO3)＝n(CO2)＝ mol，故在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小，正确；B项，假设二者均为1 mol，则Na2CO3消耗HCl的物质的量为2 mol，NaHCO3消耗HCl的物质的量为1 mol，则盐酸浓度相同时，消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍，正确；C项，假设二者均为1 g，Na2CO3需HCl的物质的量为2× mol＝ mol，NaHCO3需HCl的物质的量为 mol，错误。
4．将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水，配成1 L溶液，取出50 mL溶液，然后滴加一定物质的量浓度的盐酸，得到的图像如图所示。
按要求回答问题：
(1)写出依次发生反应的化学方程式：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
(2)①代表NaHCO3变化的曲线；②代表NaCl变化的曲线；③代表Na2CO3变化的曲线。
(3)盐酸中HCl的物质的量浓度为0.05 mol·L-1。
(4)加入盐酸为150 mL时，放出的CO2在标准状况下的体积为0.112 L。
解析：(3)当加入150 mL盐酸时溶液正好全部转化为NaCl溶液，n(HCl)＝n(NaCl)＝2n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝2.5×10-3×2 mol＋2.5×10-3 mol＝7.5×10-3 mol，c(HCl)＝＝0.05 mol·L-1。(4)n(CO2)＝n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝(2.5＋2.5)×10-3 mol＝5×10-3 mol，标准状况下，V(CO2)＝5×10-3 mol×22.4 L·mol-1＝0.112 L。
依据图像特点判断溶液溶质成分的方法
(1)化学原理：向碳酸钠溶液中逐滴滴加稀盐酸至过量，依次发生反应：①CO＋H＋===HCO、②HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，①②完成时消耗盐酸的量相等。
(2)图像分析
若a＝0（即图像从原点开始） 溶液中的溶质为NaHCO3
若V(Oa)＝V(ab)（即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同） 溶液中的溶质为Na2CO3
若V(Oa)>V(ab)（即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积） 溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH
若V(Oa)考点三　碱金属　焰色试验
1．碱金属的相似性和递变性
项目 相似性 递变性（由Li→Cs）
原子结构 最外层均为1个电子 电子层数逐渐增多，核电荷数逐渐增多，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 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.检验碱金属元素的实验方法——焰色试验
(1)实质：某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色，属于物理变化，是元素的性质。
(2)重要碱金属元素的焰色：钠：黄色；钾：紫色（透过蓝色钴玻璃观察）。
(3)焰色试验的操作
　正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)碱金属元素Li、Na、K都可以保存在煤油中。(　×　)
(2)碱金属在空气中加热时都生成过氧化物。(　×　)
(3)碱金属单质与水反应生成相应的碱和氢气。(　√　)
(4)焰色试验是金属化合物的性质。(　×　)
(5)用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧，火焰呈黄色，证明其中含有Na＋。(　√　)
题组一　碱金属元素的性质
1．（2024·新疆伊犁期中联考）下列关于碱金属元素的叙述正确的是(　D　)
A．碱金属的密度随着原子序数的递增逐渐减小
B．从上到下，碱金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱
C．碱金属元素阳离子的氧化性随着原子序数的递增依次增强
D．钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的相应反应更剧烈
解析：碱金属的密度随着原子序数的递增逐渐增大，但钠的密度大于钾，A错误；碱金属元素从上到下，金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性从上到下逐渐增强，B错误；碱金属元素从上到下，随着原子序数的递增，阳离子的氧化性逐渐减弱，C错误；钾的金属性比钠强，钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的金属性比钾强，则铷、铯与氧气或水反应比钾更剧烈，D正确。
2．碱金属单质及其化合物有广泛应用。回答下列问题：
(1)锂是最轻的活泼金属，常用于制造高效锂电池。电解池中的电解液不能用水作溶剂，原因是锂可以与水反应。
(2)金属钾是一种活泼的金属，下列有关其性质的说法正确的是B（填字母）。
A．钾在空气中燃烧时，只生成K2O
B．钾与水反应，由于反应剧烈可能会发生爆炸
C．1 mol·L-1 KOH溶液比1 mol·L-1 NaOH溶液碱性强
(3)KH是一种野外供氢剂，其电子式为K＋[H]－，与水反应放出氢气，化学方程式为KH＋H2O===KOH＋H2↑，生成1 mol氢气时，反应中转移的电子数为NA（设NA为阿伏加德罗常数的值）。
(4)NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂（铁锈的主要成分为Fe2O3），脱锈过程中生成两种产物，其反应的化学方程式为3NaH＋Fe2O3===2Fe＋3NaOH。
题组二　焰色试验
3．焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色试验的观察两项操作如图所示：
下列叙述不正确的是(　C　)
A．每次实验时都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同为止，再蘸取被检验的物质
B．钾的焰色试验要透过蓝色钴玻璃观察
C．实验时最好选择本身颜色较深的火焰
D．没有铂丝可用光洁无锈的铁丝代替
解析：为防止其他离子干扰，每次实验时都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同为止，再蘸取被检验的物质，A正确；钾的焰色试验要透过蓝色钴玻璃观察，以排除钠离子的干扰，B正确；为了能够更加突出被检验试剂的颜色，选用本身颜色较浅的火焰，最大限度减少火焰本身颜色的干扰，C错误；铁的焰色几乎为无色，对其他元素的焰色无影响，故可用光洁无锈的铁丝进行焰色试验，D正确。
4．利用焰色试验，人们在烟花中有意识地加入特定金属元素，使焰火更加绚丽多彩。下列说法中正确的是(　B　)
A．非金属单质燃烧时火焰均为无色
B．NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
C．焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
D．只有金属单质灼烧时火焰才有颜色
解析：焰色试验是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征颜色，很多非金属单质燃烧时火焰也会有颜色，如氢气在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰，在氯气中燃烧产生苍白色火焰，A、D错误；NaCl与Na2CO3灼烧时均表现为钠元素的焰色，均为黄色，B正确；只有钾元素的焰色试验需要透过蓝色钴玻璃观察，避免钠元素的干扰，C错误。
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)（2024·浙江6月选考）Na2O2能与CO2反应产生O2，可作供氧剂。(　√　)
(2)（2023·浙江1月选考）金属钠导热性好，可用作传热介质。(　√　)
(3)（2023·浙江1月选考）Na和乙醇反应可生成H2。(　√　)
(4)（2022·浙江6月选考）高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明。(　√　)
2．（2024·北京卷）关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中，不正确的是(　D　)
A．两种物质的溶液中，所含粒子的种类相同
B．可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3
C．利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3
D．室温下，二者饱和溶液的pH差约为4，主要是它们的溶解度差异
解析：Na2CO3和NaHCO3的溶液中均存在H2O、H2CO3、H＋、OH－、Na＋、CO、HCO，A正确；NaHCO3加入NaOH溶液中会发生反应：NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O，B正确；NaHCO3受热易分解，可转化为Na2CO3，而Na2CO3热稳定性较强，故利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3，C正确；室温下，Na2CO3和NaHCO3饱和溶液pH相差较大的主要原因是CO的水解程度远大于HCO，D错误。
3．（2023·北京卷）离子化合物Na2O2和CaH2与水的反应分别为①2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；②CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑。下列说法正确的是(　C　)
A．Na2O2、CaH2中均有非极性共价键
B．①中水发生氧化反应，②中水发生还原反应
C．Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2，CaH2中阴、阳离子个数比为2∶1
D．当反应①和②中转移的电子数相同时，产生的O2和H2的物质的量相同
解析：Na2O2中有离子键和非极性键，CaH2中只有离子键而不含非极性键，A错误；①中水的化合价不发生变化，不涉及氧化还原反应，②中水发生还原反应，B错误；Na2O2由Na＋和O构成，阴、阳离子个数之比为1∶2，CaH2由Ca2+和H－构成，阴、阳离子个数之比为2∶1，C正确；①中每生成1 mol O2转移2 mol电子，②中每生成1 mol H2转移1 mol电子，转移电子数相同时，生成氧气和氢气的物质的量之比为1∶2，D错误。
4．（2022·广东卷）下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是(　B　)
A．碱转化为酸式盐：OH－＋2H＋＋CO===HCO＋2H2O
B．碱转化为两种盐：2OH－＋Cl2===ClO－＋Cl－＋H2O
C．过氧化物转化为碱：2O＋2H2O===4OH－＋O2↑
D．盐转化为另一种盐：Na2SiO3＋2H＋===H2SiO3↓＋2Na＋
解析：碱转化为酸式盐，是NaOH和过量的CO2反应，离子方程式应为CO2＋OH－===HCO，故A错误；将氯气通入NaOH溶液中可以生成氯化钠和次氯酸钠两种盐，其离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，故B正确；钠的过氧化物为Na2O2，可以和水反应生成氢氧化钠和氧气，但在离子方程式中Na2O2不能拆成离子形式，故C错误；硅酸钠溶于水，在离子方程式中要写成离子形式，故D错误。
课时作业12
（总分：60分）
一、选择题（每小题3分，共33分。每小题只有1个选项符合题意）
1．五彩缤纷的焰火与元素的焰色试验有关。下列说法不正确的是(　A　)
A．焰色试验一定发生化学变化
B．Na与NaCl在灼烧时火焰颜色相同
C．可以用焰色试验来区别NaCl和KCl
D．观察K2SO4的焰色应透过蓝色钴玻璃
解析：焰色试验是物理变化，A错误；Na与NaCl都含有钠元素，在灼烧时火焰颜色都呈黄色，B正确；Na、K的焰色不同，可以用焰色试验来区别NaCl和KCl，C正确；透过蓝色钴玻璃可滤去黄光，避免钠元素的干扰，故观察K2SO4的焰色应透过蓝色钴玻璃，D正确。
2．下列关于钠的叙述不正确的是(　C　)
A．取用金属钠时，所需用品一般有小刀、镊子、滤纸、玻璃片
B．金属钠与Ca(HCO3)2溶液反应时，既有白色沉淀生成又有气体逸出
C．金属钠可保存在煤油中，也可保存在CCl4中
D．钠投入水中立即熔化成小球，说明其熔点低，且钠与水的反应是放热反应
解析：取用金属钠时，先用镊子夹取金属钠，再用滤纸吸收其表面的煤油或石蜡油，然后在玻璃片上用小刀切割金属钠，所以所需用品至少有小刀、镊子、滤纸、玻璃片，故A正确；钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和碳酸氢钙反应生成碳酸钙、碳酸钠和水，所以既有白色沉淀生成又有气体逸出，故B正确；钠极易和空气中氧气、水蒸气反应，钠的密度小于四氯化碳，所以钠不能保存在四氯化碳中，但能保存在石蜡油或煤油中，故C错误；钠投入水中立即熔化成小球，说明钠与水反应放热，放出的热量使钠熔化，钠熔点低，故D正确。
3．下列有关铯及其化合物的说法不正确的是(　D　)
A．CsOH的碱性比KOH的强
B．铯与水或稀盐酸反应剧烈，都生成H2
C．Cs的还原性比Na的强，故Na＋的氧化性强于Cs＋
D．Li的金属性比Cs的强
解析：根据元素周期律，Cs的金属性比K强，故CsOH的碱性比KOH强，A项正确；Cs的化学性质与钠相似，Na能与水或稀盐酸反应产生H2，故Cs也能与水或稀盐酸反应产生H2，且反应更剧烈，B项正确；Cs的还原性强于Na，则Na＋得电子能力比Cs＋强，即氧化性：Na＋>Cs＋，C项正确；Li、Cs均为碱金属元素，Cs的电子层数多，更容易失去最外层电子，故金属性：Cs>Li，D项错误。
4．下列说法正确的是(　C　)
A．Na2O2遇到湿润的紫色石蕊试纸后，石蕊试纸最终变成蓝色
B．Na2O2与CO2反应生成0.1 mol O2时转移0.4 mol电子
C．Na2O2投入CuCl2溶液中有蓝色沉淀及气泡产生
D．向饱和烧碱溶液中加入2 g Na2O2，充分反应完后，溶液中Na＋的数目不变
解析：Na2O2与H2O反应生成的NaOH使紫色石蕊试纸变蓝，Na2O2具有强氧化性又会使蓝色褪去，故A错误；Na2O2与CO2反应时，Na2O2既做氧化剂，又做还原剂，生成0.1 mol O2时转移0.2 mol 电子，故B错误；Na2O2投入CuCl2溶液中，Na2O2先与H2O反应产生NaOH与O2，NaOH再与CuCl2反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2，故C正确；向饱和烧碱溶液中加入2 g Na2O2，过氧化钠与水反应，消耗溶剂，析出溶质，溶液中Na＋的数目减少，故D错误。
5．（2025·黑龙江哈尔滨九中期中）下列有关钠及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　B　)
A．钠有还原性，可用于制造高压钠灯
B．Na2CO3和NaHCO3溶液显碱性，可用作食用碱或工业用碱
C．Na2O2呈淡黄色，可用于消防员呼吸面具中的供氧剂
D．钠比铁活泼，可以利用钠将FeCl3溶液中的铁置换出来
解析：钠有还原性和用于制造高压钠灯二者之间没有对应关系，A不符合题意；Na2CO3和NaHCO3溶液显碱性，可用作食用碱或工业用碱，性质和用途有对应关系，B符合题意；Na2O2呈淡黄色与用于消防员呼吸面具中的供氧剂二者之间没有对应关系，C不符合题意；钠加入FeCl3溶液中，钠先与溶液中的水反应生成NaOH和H2，NaOH再与FeCl3反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀，故不能利用钠将FeCl3溶液中的铁置换出来，D不符合题意。
6．Na2CO3和NaHCO3是常见的两种钠盐，它们广泛应用于生产和生活中。下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法中，不正确的是(　C　)
A．小苏打能中和胃酸，对胃壁不产生强烈的刺激或腐蚀作用，可用于治疗胃酸过多症，但不适合胃溃疡病人
B．NaHCO3能中和面粉发酵后产生的酸，并且产生二氧化碳气体，可用于做馒头
C．除去NaHCO3固体中的少量Na2CO3可以用加热的方法
D．往Na2CO3饱和溶液中通入CO2气体，可获得NaHCO3沉淀
解析：小苏打与胃中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，反应的化学方程式为NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，胃溃疡病人不能服用小苏打类药物来治疗，因为反应产生的二氧化碳气体会造成胃部胀气，易造成胃穿孔，A正确；NaHCO3可用于中和面粉发酵后产生的酸且产生CO2气体，可用于做馒头，B正确；NaHCO3热稳定性差，加热条件下易分解，故不能用加热的方法除去NaHCO3固体中的少量Na2CO3，C错误；Na2CO3比NaHCO3易溶于水，所以在Na2CO3饱和溶液中通入CO2气体可得到NaHCO3沉淀，D正确。
7．（2025·山东师大附中月考）将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化：表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体（粉末），下列有关叙述正确的是(　B　)
A．该过程的所有变化均为化学变化
B．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠
C．“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的CO2在表面形成了溶液
D．最后变成碳酸氢钠粉末
解析：整个过程中氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液，可观察到“出汗”，是潮解不是化学变化，A错误；因钠很活泼，易被氧化，则金属钠在空气中易氧化形成氧化钠，出现变暗现象，B正确；氧化钠与空气中的水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液，可观察到“出汗”，C错误；生成的氢氧化钠再与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠的结晶水合物，最终风化变成白色粉末，为碳酸钠，D错误。
8．钠在液氨中溶剂化速度极快，生成蓝色的溶剂合电子，如图为钠投入液氨中的溶剂化示意图。钠沉入液氨中，快速得到深蓝色溶液，并慢慢产生气泡。下列说法错误的是(　C　)
A．钠的密度比液氨大
B．溶液的导电性增强
C．0.1 mol钠投入液氨中生成0.01 mol H2时，Na共失去0.02 mol电子
D．钠和液氨可以发生的反应为2NH3＋2Na===2NaNH2＋H2↑
解析：钠沉入液氨中说明钠的密度比液氨大，A正确；液氨中没有能导电的离子，而钠投入液氨中生成蓝色的溶剂合电子，能导电，说明溶液的导电性增强，B正确；钠投入液氨中先生成络合物，再反应得到H2，故0.1 mol钠反应失去0.1 mol电子，C错误；反应中钠失去电子，只能是氢元素得到电子，所以钠和液氨可以发生的反应为2NH3＋2Na===2NaNH2＋H2↑，D正确。
9．下列实验设计，不能达到实验目的的是(　B　)
A.观察钾元素的焰色 B.比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
C.检验Na2O2与H2O反应有O2生成 D.比较Na2CO3和NaHCO3与等浓度盐酸反应的快慢
解析：钾元素的焰色试验必须透过蓝色钴玻璃观察，滤去黄光的干扰，故A不符合题意；碳酸氢钠不稳定，受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O，小试管中应该盛放碳酸氢钠，故B符合题意；过氧化钠和水反应生成氧气，能使带火星的木条复燃，故C不符合题意；Na2CO3、NaHCO3和稀盐酸反应生成气泡的快慢不同，从而可以比较NaHCO3和Na2CO3与等浓度盐酸反应的快慢，故D不符合题意。
10．元素的“价—类”二维图指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为钠元素的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法不正确的是(　D　)
A．氢氧化钠溶液可以与过量二氧化碳反应实现转化关系①
B．Na2O2发生④⑤的转化均有O2产生
C．碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③和⑧生成氯化钠
D．反应②只能通过加热才能实现物质转化
解析：A项，氢氧化钠溶液与过量二氧化碳反应的化学方程式为CO2（过量）＋NaOH===NaHCO3，可以实现转化关系①，正确；B项，Na2O2与水和二氧化碳反应的化学方程式分别为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，因此④⑤的转化均有O2产生，正确；C项，碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3和反应⑧NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，都生成氯化钠，正确；D项，反应②通过加热能实现物质转化，化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，也可加入氢氧化钠溶液实现物质转化，化学方程式为NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，错误。
11．（2025·八省联考河南卷）W是一种短周期金属元素的单质，V是无色气体。它们之间的转化关系如图所示（略去部分生成物和反应条件）。下列说法错误的是(　D　)
A．气体V可通过排水法收集
B．X与水反应能生成气体V
C．Y易溶于水，溶液显碱性
D．电解Z的水溶液可得到W
解析：W是一种短周期金属元素的单质，V是无色气体，W与V在加热条件下反应生成X，X与CO2反应又能生成V，则W为Na、V为O2、X为Na2O2、Y为Na2CO3，Y与HCl反应生成Z，Z为NaCl。O2可通过排水法收集，A正确；Na2O2与水反应能生成O2，B正确；Na2CO3易溶于水，由于CO水解，溶液显碱性，C正确；电解NaCl水溶液得不到Na，应该电解熔融氯化钠，D错误。
二、非选择题（共27分）
12．（11分）（2025·江西名校协作体高三期中联考）现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，用如图所示的实验装置测定Na2O2试样的纯度（通过CO2与样品反应后生成O2的量测定Na2O2的含量，可供选用的反应物：CaCO3固体、盐酸、稀硫酸和蒸馏水）。
回答下列问题：
(1)装置A中盛装液体的仪器名称为分液漏斗。
(2)A中发生反应的离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2+＋H2O＋CO2↑。
(3)装置B的作用是除去CO2中混有的HCl气体，不能用Na2CO3溶液的原因是Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3（用化学方程式解释）。
(4)装置E中碱石灰的作用是除去没有反应完的CO2（或除去O2中混有的CO2杂质）。
(5)15.6 g Na2O2与CO2完全反应转移的电子数目为0.2NA（设NA为阿伏加德罗常数的值）。
(6)若开始时测得试样的质量为3.0 g，反应结束后测得收集气体的体积为336 mL（折算为标准状况下），则试样中Na2O2的质量分数为78%。
解析：(2)碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2+＋H2O＋CO2↑。(3)装置B的作用是除去CO2中混有的HCl气体；不能用Na2CO3溶液的原因是碳酸钠能吸收二氧化碳生成碳酸氢钠，反应为Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3。(4)装置E中碱石灰的作用是除去没有反应完的CO2或除去O2中混有的CO2杂质，防止出现实验误差。(5)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，15.6 g Na2O2(0.2 mol)与CO2完全反应转移的电子为0.2 mol，数目为0.2NA。(6)若开始时测得试样的质量为3.0 g，反应结束后测得收集气体的体积为336 mL（折算为标准状况下），反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，n(O2)＝0.015 mol，则n(Na2O2)＝0.03 mol，Na2O2试样的纯度为×100%＝78%。
13．（16分）Na2CO3和NaHCO3是厨房中常见的两种盐，可用化学性质的差异进行鉴别。回答下列问题：
(1)与酸反应的差异。甲组进行了如下4组实验。
其中实验①（填实验序号，下同）和②可以鉴别Na2CO3和NaHCO3，实验现象分别是碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸，开始无现象，后来产生气泡；碳酸氢钠溶液中逐滴加入稀盐酸，开始就有气泡产生。
(2)热稳定性差异。乙组设计如下装置进行实验（加热及夹持装置省略）。
①将分别装有Na2CO3固体和NaHCO3固体的试管同时放入甘油浴加热（甘油沸点为290 ℃），目的是相同条件下，提供较高温度，通过观察两种盐的受热分解情况比较两种盐的热稳定性差异。
②该实验用饱和碳酸钠溶液检验反应的产物，a、b试管中的实验现象分别为开始有少量气泡，后来无现象、有气泡，后有晶体析出。
③b试管中发生反应的化学方程式为CO2＋H2O＋Na2CO3===2NaHCO3↓。
(3)与盐溶液反应的差异。丙组设计如下实验，探究Na2CO3和NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的差异。
实验组号 反应物 现象
物质 浓度/(mol·L-1) CaCl2浓 度/(mol· L-1) 是否有沉 淀（室温） 气泡情况
室温 60 ℃水浴
A NaHCO3 0.05 0.05 有少量 白色沉淀 无 无
B Na2CO3 0.05 0.05 有较多 白色沉淀 无 无
C NaHCO3 0.5 0.5 有大量 白色沉淀 无 有明显 气泡
D Na2CO3 0.5 0.5 有大量 白色沉淀 无 无
①丙组由此得出“能用CaCl2鉴别同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液”的结论，理由是在CaCl2溶液浓度较稀时，与CaCl2反应产生较多沉淀的是Na2CO3，产生少量沉淀的是NaHCO3。
②请写出C组中60 ℃时，NaHCO3与CaCl2溶液反应的离子方程式：2HCO＋Ca2+===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。
解析：(1)碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸，开始无现象，后来产生气泡，碳酸氢钠溶液中逐滴加入稀盐酸，开始就有气泡，因此实验①和②可以鉴别Na2CO3和NaHCO3。(2)②该实验用饱和碳酸钠溶液检验反应的产物，碳酸钠受热不分解，碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳气体、水和碳酸钠，二氧化碳气体与饱和碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠，因NaHCO3的溶解性比Na2CO3小，故析出晶体。(3)②C组中60 ℃时，NaHCO3与CaCl2溶液反应能产生气泡，根据质量守恒定律说明气泡是二氧化碳气体，其离子方程式为2HCO＋Ca2+===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。

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