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第2课时　钠的几种化合物　焰色试验
1.通过从物质类别、元素化合价的角度认识氧化钠与过氧化钠,能列举、描述、辨识氧化钠与过氧化钠的性质,能设计实验探究过氧化钠与水的反应,熟知过氧化钠与水和二氧化碳反应的应用。2.通过Na2CO3与NaHCO3性质的学习,能列举、描述、辨识碳酸钠与碳酸氢钠的性质和实验现象,能说明Na2CO3、NaHCO3相互转化的途径。3.通过焰色试验的学习,能了解焰色试验的现象及原理并能够作出解释。
氧化钠和过氧化钠的比较分析
学习任务1
1.氧化钠(Na2O)的性质
Na2O是一种 色固体,属于 性氧化物,能与水、酸、酸性氧化物等发生化学反应。
[示例] 写出下列反应的化学方程式。
(1)氧化钠与水反应: 。
(2)氧化钠与盐酸反应: 。
(3)氧化钠与二氧化碳反应: 。
白
碱
2.过氧化钠(Na2O2)的性质
Na2O2是一种 色固体。
(1)实验探究过氧化钠与水的反应[实验2-3]
淡黄
发烫
放热
O2
NaOH
写出Na2O2与H2O反应的化学方程式:
。
(2)Na2O2与CO2反应也会产生O2,试写出反应的化学方程式:
。
3.过氧化钠(Na2O2)的应用
(1)Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为 的来源。
(2)Na2O2具有 ,可作漂白剂。
氧气(O2)
强氧化性
化学课堂上老师表演了两个小魔术:吹气生火,滴水生火。用脱脂棉将一种淡黄色的固体包裹其中,将一根长玻璃管插入脱脂棉中吹气,稍后脱脂棉剧烈燃烧起来;用胶头滴管向另一脱脂棉中滴水,稍后脱脂棉也剧烈燃烧起来。
探究　过氧化钠的性质
问题1:为什么脱脂棉能剧烈燃烧起来,你能揭开这个魔术的秘密吗
问题2:过氧化钠是碱性氧化物吗 你能根据过氧化钠与水的反应,推测其与盐酸的反应并写出化学方程式吗
问题3:将适量过氧化钠投入红色石蕊溶液中,溶液中有气泡产生,石蕊溶液先变成蓝色,一段时间后褪色,你知道其中的原因是什么吗
问题4:能否用pH试纸测定Na2O2与水反应后溶液的pH
提示:不能,该溶液会使pH试纸先变蓝后褪色,无法确定溶液的pH。
归纳拓展
氧化钠和过氧化钠的比较
物质 氧化钠 过氧化钠
化学式 Na2O Na2O2
色、态 白色固体 淡黄色固体
氧元素的 化合价 -2 -1
阴、阳离子 个数比 1∶2 1∶2
归纳拓展
是否为碱 性氧化物 是 否
生成条件 Na与O2常 温下反应 Na与O2在加
热条件下反应
化学 性质 相同点 都能与水反应生成氢氧化钠,都能与CO2反应生成Na2CO3 不同点 过氧化钠与水、二氧化碳反应有氧气产生,具有强氧化性,而Na2O不具有强氧化性 用途 制氢氧化钠 作漂白剂、供氧剂
题点一　氧化钠和过氧化钠的性质
1.(2025·广东深圳期中)下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是(　　)
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是化合反应
②Na2O2可作供氧剂,而Na2O不能
③Na2O2、Na2O在空气中久置都会变质,最后变为Na2CO3粉末
④Na2O与Na2O2的阴、阳离子个数比分别为1∶2、1∶1
⑤向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末,溶液中有气泡产生,溶液最终变为无色
[A] ①③④ [B] ①②⑤ [C] ②③⑤ [D] ①④⑤
C
2.(2025·江苏盐城射阳中学月考)下列有关Na2O2的说法正确的是(　　)
[A] Na2O2属于碱性氧化物
[B] Na2O2和SO2的反应产物是Na2SO3和氧气
[C] 向酚酞溶液中加Na2O2,溶液先变红后褪色
[D] 取久置的Na2O2粉末,向其中滴加过量的盐酸,产生无色气体,说明Na2O2没有变质
C
【解析】 Na2O2与酸反应除生成盐和水外,还生成O2,即不属于碱性氧化物,
A错误;Na2O2具有强氧化性,SO2被氧化成Na2SO4,B错误;Na2O2具有强氧化性,与水反应有碱生成,故可使酚酞溶液先变红后褪色,C正确;久置的Na2O2会变质,是因为Na2O2能与空气中的H2O、CO2反应生成Na2CO3,滴加过量盐酸,不变质生成O2,变质生成CO2,无论是否变质都有无色气体产生,故不能确定是否变质,D错误。
题点二　过氧化钠与水、二氧化碳反应的定量关系
3.下列关于Na2O2与CO2、H2O反应的叙述正确的是(　　)
[A] Na2O2与CO2的反应中,Na2O2只作还原剂,CO2作氧化剂
[B] Na2O2与H2O的反应中,Na2O2既作氧化剂又作还原剂
[C] Na2O2与CO2的反应中,每消耗1个Na2O2,转移2个电子
[D] Na2O2与H2O的反应中,生成1个O2时转移4个电子
B
【解析】 Na2O2与CO2的反应中,只有过氧化钠中氧元素的化合价变化,
Na2O2既作氧化剂又作还原剂,A错误;Na2O2与H2O的反应中,只有过氧化钠中氧元素的化合价变化,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,B正确;Na2O2与CO2的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,氧元素化合价由-1价分别升高为0价、降低为-2价,消耗 1个 Na2O2时转移1个电子,C错误;Na2O2与H2O的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,氧元素化合价由-1价分别升高为0价、降低为-2价,生成 1 个 O2时转移2个电子,D错误。
4.(2025·河南南阳期中)某温度下,w g某物质在足量氧气中充分燃烧,其燃烧产物立即与过量的Na2O2反应,固体质量增加的不是w g。下列物质:①H2、②HCOOH、③CO和H2的混合物、④乙烯(C2H4)、⑤CH3CH2OH、⑥葡萄糖(C6H12O6)中,符合题意的是(　　)
[A] ①④⑤ [B] ②④⑤
[C] ③④⑤ [D] ②⑤⑥
B
模型认知
Na2O2与H2O、CO2反应的四大关系
(1)转移电子关系。
不论Na2O2是与CO2还是与H2O反应,CO2与H2O既不是氧化剂也不是还原剂,反应实质都是Na2O2自身发生的氧化还原反应,所以有1个O2生成时,均转移2个电子。
模型认知
(2)分子个数的关系。
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,当它们通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的分子个数之比均为2∶1。
(3)固体质量的关系。
模型认知
(4)先后顺序关系。
一定量的Na2O2与CO2和H2O(g)的混合物反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应。
探究碳酸钠和碳酸氢钠的性质
学习任务2
1.物理性质及溶于水的实验探究
实验[2-4]:在两支试管中分别加入1 g Na2CO3和NaHCO3,完成下列实验并观察现象。
盐 Na2CO3 NaHCO3
俗名
观察外观
分别滴加几滴水,测温 结块,温度 不结块,温度
分别加入5 mL水,振荡
纯碱、苏打
小苏打
白色粉末
细小白色晶体
升高
降低
完全溶解
部分溶解
分别向所得溶液中滴加1～2滴酚酞溶液 溶液变 色,溶液碱性 溶液变 色,溶液碱性较弱
初步结论 ①Na2CO3、NaHCO3都能溶于水,Na2CO3的溶解度比NaHCO3的溶解度 ; ②Na2CO3溶于水 热;NaHCO3溶于水 热; ③Na2CO3、NaHCO3溶液都呈碱性,但 碱性稍强 红
较强
浅红
大
放
吸
Na2CO3
2.化学性质
(1)实验[2-5]:按下表装置图进行实验,观察现象,比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性。
实验操作 实验现象 实验结论
澄清石灰水
澄清石灰水 ;化学方程式:
不变浑浊
Na2CO3很稳定,受热不易发生分解
变浑浊
NaHCO3不稳定,受热容易分解
(2)与酸(足量盐酸)反应(写出相应的离子方程式)。
①Na2CO3: 。
②NaHCO3: 。
(3)与碱(氢氧化钠溶液)反应(写出相应的化学方程式)。
①Na2CO3与NaOH不反应。
②NaHCO3: 。
NaHCO3既能和强酸反应,又能和碱反应。
(4)酸碱性。
Na2CO3、NaHCO3的水溶液均显 。
碱性
3.用途(连一连)
答案:
探究　碳酸钠和碳酸氢钠的区分、鉴别与除杂
苏打、小苏打是家庭厨房里常备、常用的两种物质,两者在颜色、外观上非常接近,你能区分吗
问题1:天然苏打水能适当缓解胃酸(含有盐酸)过多导致的不适,苏打水是什么物质的溶液 蒸馒头、烤面包时经常加入的“碱面”是什么物质 厨房中用于清洗油污的热碱液是什么溶液
提示:苏打水是碳酸氢钠的溶液;蒸馒头、烤面包时经常加入的“碱面”是小苏打;用于清洗油污的热碱液是纯碱溶液。
问题2:某同学的妈妈将盛放两种物品的脱落标签的瓶子弄混了,请你设计简单的实验方案帮助妈妈进行区分(至少2种实验方案)。
提示:方案1.取两种样品各少量,分别加热,称量前后固体质量,质量减小的是小苏打。
方案2.用两只小玻璃杯,分别加入少量的两种样品,再加入等量食醋,产生气泡快的是小苏打。
方案3.取两种物质少许,分别配成溶液,滴加CaCl2溶液,能产生沉淀的是苏打。
方案4.在盛有适量可乐的塑料瓶中分别加入一定量样品,拧紧瓶盖,振荡后稍静置,有大量泡沫和气体产生的是小苏打。
问题3:怎样除去固体Na2CO3中少量的NaHCO3 怎样除去NaHCO3溶液中少量的Na2CO3
提示:用加热法可除去固体Na2CO3中少量的NaHCO3;向NaHCO3溶液中通入足量CO2可除去溶液中少量的Na2CO3。
问题4:向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,能观察到什么现象 请写出有关的化学方程式解释。
归纳拓展
1.Na2CO3与NaHCO3的鉴别方法
归纳拓展
2.Na2CO3与NaHCO3混合物的除杂
混合物 (括号内为杂质) 除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3) 加热至恒重
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3) 加入适量NaOH溶液
归纳拓展
3.利用数形结合的思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应
归纳拓展
(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图甲所示。
(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸,消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图乙所示。
题点一　碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较
1.下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质比较正确的是(　　)
[A] 热稳定性:Na2CO3[B] 常温时水溶液中的溶解度:Na2CO3[C] 相同条件下,与同一稀盐酸反应快慢:Na2CO3[D] 质量相同时,消耗同一稀盐酸的体积大小:Na2CO3C
【解析】 碳酸氢钠不稳定,加热易分解生成碳酸钠,热稳定性Na2CO3>
NaHCO3,故A错误;碳酸钠易溶于水,碳酸氢钠可溶于水,常温时水溶液中的溶解度Na2CO3>NaHCO3,故B错误;碳酸为二元酸,碳酸钠先与稀盐酸反应生成碳酸氢钠,再继续与稀盐酸反应生成二氧化碳,而碳酸氢钠与稀盐酸反应直接生成二氧化碳,与稀盐酸反应时,碳酸氢钠反应快,故C正确;
106 g碳酸钠消耗73 g HCl,84 g碳酸氢钠消耗36.5 g HCl,质量相同时,消耗同一稀盐酸的体积Na2CO3>NaHCO3,故D错误。
2.(2025·江苏南京二十九中期中)下列说法不正确的是(　　)
[A] Na2CO3俗名纯碱、苏打,可用于制玻璃等;NaHCO3俗名小苏打,可治疗胃酸过多等
[B] 不可用澄清石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3固体
[C] Na2CO3溶于水伴随着放热现象,NaHCO3溶于水伴随着吸热现象
[D] 同温、同压下等质量的NaHCO3、Na2CO3固体与足量的盐酸反应,
Na2CO3放出的气体多
D
【解析】 澄清石灰水与NaHCO3、Na2CO3均能反应生成 CaCO3白色沉淀,现象相同,不能鉴别二者,B正确;若NaHCO3、Na2CO3的质量均为106 g,则二者分别与足量盐酸反应生成CO2的质量分别为55.5 g和44 g,即NaHCO3放出气体多,D不正确。
题点二　碳酸钠、碳酸氢钠的转化与除杂
3.下列是某兴趣小组根据教材实验设计的能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的改进实验。请观察如图实验装置并分析实验原理,判断下列说法错误的是(　　)
[A] 甲中为小苏打,乙中为纯碱
[B] 要证明碳酸氢钠受热分解产生水,可在小试管内加入蘸有无水硫酸铜粉末的棉花团
[C] 整个实验过程中M烧杯中的澄清石灰水不变浑浊
[D] 为避免固体堵塞导管,应将试管口向上倾斜
D
【解析】 用酒精灯加热时,将Na2CO3放在乙管,温度高,却未分解,甲管温度低,NaHCO3受热易分解,证明Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3的,NaHCO3受热分解产生CO2,可使澄清石灰水变浑浊。乙中为纯碱(Na2CO3),甲中为小苏打(NaHCO3),Na2CO3不会分解产生CO2,故不能使M中澄清石灰水变浑浊,A、C正确;无水硫酸铜变成CuSO4·5H2O,证明NaHCO3分解产生了水, B正确;NaHCO3受热分解产生水,为避免试管炸裂,应将试管口向下倾斜,D错误。
4.(2025·江苏江阴长泾中学期中)为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是(　　)
[A] Na2CO3固体(NaHCO3),加热至不再产生气体
[B] CO2气体(HCl),通入饱和NaHCO3溶液中洗气
[C] Na2O2粉末(Na2O),将混合物在氧气中加热
[D] NaOH溶液(Na2CO3),滴加适量CaCl2溶液并过滤
D
【解析】 NaHCO3加热分解生成Na2CO3、CO2和水,加热法能除去Na2CO3固体中的NaHCO3,A正确;NaHCO3溶液和HCl反应放出CO2气体,可用饱和NaHCO3溶液除CO2气体中的HCl气体,B正确;Na2O和O2反应生成Na2O2,在氧气中加热混合物,能除去Na2O2中的Na2O,C正确;NaOH、Na2CO3混合液中滴加适量CaCl2溶液,过滤出CaCO3沉淀,会引入NaCl杂质,D不正确。
认识焰色试验
学习任务3
1.焰色试验定义
很多 在灼烧时都会使火焰呈现出 。根据火焰呈现的 ,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
金属或它们的化合物
特征颜色
特征颜色
2.操作
盐酸
颜色相同
试样
火焰的颜色
盐酸
原火焰颜色相同
3.常见金属元素的焰色
钠元素为 色;钾元素为 色(透过蓝色钴玻璃观察);铜元素为 色;钡元素为 色;钙元素为 色。
黄
紫
绿
黄绿
砖红
如图是某同学在做焰色试验时的两项操作:
探究　焰色试验及其应用
问题1:在焰色试验操作过程中,为什么要用盐酸清洗 能不能用硫酸清洗铂丝 请说明理由。
提示:用盐酸清洗是洗去铂丝上沾有的杂质,以免干扰实验。不能,硫酸不易挥发,在灼烧时不易挥发除去。
问题2:在做钾的焰色试验时为什么要透过蓝色钴玻璃观察
提示:为了滤去黄色的光,避免少量的钠元素对鉴别钾元素的干扰。
问题3:没有铂丝时,可用光洁无锈的铁丝代替,由此你可得到哪些结论
提示:铁元素无特征焰色,不能通过焰色试验加以鉴别,这说明并不是所有的金属元素都能进行焰色试验。
归纳拓展
1.焰色试验中发生的是物理变化,焰色是元素的性质。
2.观察钾元素的焰色时,要透过蓝色钴玻璃观察,目的是滤去黄光,避免少量钠元素对鉴别钾元素的干扰。
3.焰色试验的应用
(1)检验金属元素的存在,如检验NaCl溶液中存在钠元素。
(2)制作烟花。
1.下列关于氯化钠焰色试验的描述不正确的是(　　)
[A] 取一根用盐酸洗净的铂丝,放在酒精灯外焰上灼烧至无色
[B] 用灼烧后的铂丝蘸取少量氯化钠溶液,放在酒精灯外焰上灼烧
[C] 透过蓝色钴玻璃观察氯化钠灼烧的火焰为黄色
[D] 实验后,要用盐酸把铂丝洗净
C
【解析】 氯化钠灼烧的火焰可直接观察,不能透过蓝色钴玻璃观察,C不正确。
2.(2025·江苏南航附高期中)下列说法正确的是(　　)
[A] 焰色试验是化学变化
[B] 用稀硫酸清洗做焰色试验的铂丝(镍丝或铁丝)
[C] 焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
[D] 利用焰色试验不能区分NaCl与Na2CO3固体
D
【解析】 焰色试验是物理变化,不是化学变化,A错误;应用盐酸清洗铂丝,盐酸能溶解杂质,且易挥发,不会残留杂质,B错误;钾的焰色试验需透过蓝色钴玻璃观察,避免钠的焰色对钾的焰色产生干扰,其他元素不需要透过蓝色钴玻璃观察,C错误;NaCl与Na2CO3的焰色都为黄色,无法用焰色试验来区分,D正确。
知识整合
过氧化钠常作为呼吸面具和潜水艇中的供氧剂,某课外活动小组设计了如图所示装置,探究CO2跟Na2O2反应时是否需要与水接触。
[装置分析]
(1)装置①中反应的离子方程式是 　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)装置②中的试剂是　　　　(填字母)。
a.饱和NaHCO3溶液　b.饱和Na2CO3溶液　c.浓硫酸
(3)装置③中的试剂是　　　　　　。
a
浓硫酸
【解析】 [装置分析]装置①为碳酸钙与盐酸反应制备二氧化碳的发生装置,装置②的作用是除去二氧化碳中的氯化氢气体,装置③的作用是除去二氧化碳中的水蒸气,装置④和⑤用以验证二氧化碳与过氧化钠反应时是否需要与水接触,带火星的木条能检验氧气的存在,二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,当二氧化碳通过过氧化钠时,不可能完全反应,则逸出的气体中氧气浓度较低,影响带火星的木条复燃,故装置⑥的作用是吸收未反应完全的二氧化碳,防止干扰氧气的检验。
[进行实验]
步骤1:打开K2,关闭K1,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
步骤2:打开K1,关闭K2,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
步骤1和步骤2中,a处带火星的木条产生的实验现象分别是步骤1中带火星的木条不复燃, 步骤2中带火星的木条复燃。
(4)Na2O2与CO2反应的化学方程式是 　 　　　　　　　　　　　　。
[实验反思]
(5)有同学提出质疑:“上述实验不足以证明有水存在时Na2O2与CO2发生了化学反应。”其理由是
　。
(6)需要补充的实验操作:取装置⑤中反应后的少量固体,
　。
气体中有水,水也可与Na2O2反应产生O2,使带火星的
木条复燃
加入盐酸,将产生
的气体通入澄清石灰水中
【解析】 [实验反思](5)因水也能够和过氧化钠反应生成氧气,所以不能判断是二氧化碳和过氧化钠发生了反应。(6)二氧化碳和过氧化钠反应有碳酸钠生成,若⑤中反应后的固体中有碳酸钠,则其可以和盐酸反应生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
命题解密与解题指导
情境解读:本题以过氧化钠为素材,通过实验探究的形式考查过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠等钠的几种化合物的性质。
素养立意:通过设计实验探究过氧化钠与水和二氧化碳的反应,考查实验探究、证据获取、信息分析能力,培养科学探究与创新意识核心素养。
思考路径:
(时间:30分钟　分值:67分)
(选择题1～11题,每小题3分,共33分)
(一)Na2O和Na2O2
1.(2025·江苏南航附高期中)Na2O2是常用的供氧剂,下列说法不正确的是(　　)
B
2.下列有关Na2O和Na2O2的叙述正确的是(　　)
[A] Na2O比Na2O2稳定
[B] 只用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
[C] Na2O、Na2O2分别与CO2反应,产物相同,都可以作为供氧剂
[D] 可用CO2来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
B
【解析】 Na2O在空气中加热时会转化为Na2O2,故Na2O2比Na2O稳定,故A错误;Na2O2与水反应会产生气泡,有明显的现象,因此可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2,故B正确;Na2O与CO2反应生成碳酸钠,Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和氧气,产物不同,Na2O2可以作为供氧剂而Na2O不可以,故C错误;CO2与Na2O2反应时无明显现象,不能确定Na2O粉末中是否含有Na2O2,故D错误。
3.有关Na2O2性质的实验如下:
根据上述实验可以得出的结论是(　　)
[A] H2O2溶液能使酚酞褪色
[B] 浓氢氧化钠溶液能使酚酞褪色
[C] H2O2溶液和浓氢氧化钠溶液都能使酚酞褪色
[D] 可利用二氧化锰和水来完善实验方案
D
【解析】 由实验现象和题给信息可知,实验中酚酞褪色可能是Na2O2和H2O2溶液具有强氧化性将酚酞氧化而漂白褪色,也可能是NaOH溶液浓度过大导致酚酞褪色,故由实验无法判断具体褪色原因,A、B、C均错误;还需补充向反应后的试管中加入MnO2除去H2O2、加入水稀释NaOH溶液的实验验证褪色原因,D正确。
(二)Na2CO3与NaHCO3的性质
4.下列各组物质中,其学名、俗名及化学式不相符合的是(　　)
[A] 碳酸钠、纯碱、Na2CO3
[B] 碳酸氢钠、小苏打、NaHCO3
[C] 氢氧化钠、火碱、NaOH
[D] 氧化钙、消石灰、CaO
D
【解析】 消石灰是氢氧化钙,氧化钙是生石灰。
5.下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质,叙述错误的是(　　)
[A] 除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3,用加热法
[B] 鉴别Na2CO3和NaHCO3既可以用BaCl2溶液,也可用Ba(OH)2溶液
[C] 向Na2CO3粉末和NaHCO3晶体中滴入少量水,前者温度升高,后者温度下降
[D] Na2CO3、NaHCO3的水溶液均显碱性,它们都可以用作食用碱
B
6.取16.8 g NaHCO3固体,加热一段时间,将剩余固体分成四等份,分别进行实验。下列能够说明NaHCO3固体已完全分解的是(　　)
[A] 加水溶解后向其中滴加酚酞溶液,溶液变红
[B] 加水溶解后向其中滴加澄清石灰水,有白色沉淀产生
[C] 称量固体,继续加热,冷却后再次称量所得固体,质量不变
[D] 加入稍过量的盐酸,充分反应后将溶液蒸干,所得固体质量为2.925 g
C
【解析】 NaHCO3溶液和Na2CO3溶液都呈碱性,滴加酚酞溶液后都变红,无法证明NaHCO3固体已完全分解,A错误;加水溶解后向其中滴加澄清石灰水,NaHCO3溶液中也会出现白色沉淀,无法证明NaHCO3固体已完全分解,B错误;称量固体,继续加热,冷却后再次称量所得固体,质量不变,说明NaHCO3固体已完全分解,C正确;加入稍过量的盐酸,充分反应后将溶液蒸干,根据钠元素守恒可知,无论碳酸氢钠是否完全分解,最后得到NaCl的质量始终相等,无法证明NaHCO3固体已完全分解,D错误。
(三)焰色试验
7.(2024·湖南长沙期末)下列对进行焰色试验的说明,正确的是(　　)
①钾的火焰颜色,要透过蓝色钴玻璃观察　②先把铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同,再蘸被检物质　③每次实验后,要用硫酸把铂丝洗净　④焰色试验是很多金属或它们的化合物表现出的物理性质　⑤没有铂丝,也可用光洁无锈的铁丝代替
[A] ①②④⑤ [B] ①③④⑤
[C] ①②③④ [D] 全部
A
【解析】 盐酸易挥发,其盐高温时也易挥发,灼烧时盐酸及其盐可一起挥发掉,以达洗净的目的,应用盐酸清洗铂丝,不能用硫酸清洗铂丝,③错误;由于铁灼烧时火焰无色,不会干扰被检测的元素,因此可用光洁无锈的铁丝代替铂丝,⑤正确。综上,A正确。
8.(2025·湖南长沙期中)以不同类别物质间的转化为线索(如图),认识钠及其化合物。
下列分析不正确的是(　　)
[A] 反应④说明Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3的
[B] 反应⑤⑥表明Na2O2是碱性氧化物
[C] 反应⑥可用于潜水艇中氧气的供给
[D] 上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应
B
综合应用
【解析】 NaHCO3受热分解生成Na2CO3,即反应④说明Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3的,A正确;反应⑤⑥都有O2生成,说明Na2O2不是碱性氧化物,B不正确;反应⑥有O2生成,说明可用于潜水艇中氧气的供给,C正确;题述转化中发生的反应有④分解反应、①化合反应、②置换反应,D正确。
9.关于Na2O2与CO2和H2O(g)混合气体的反应,下列说法错误的是(　　)
[A] 只要参加反应的Na2O2一定,反应生成的氧气就一定
[B] 只要CO2和H2O(g)的总数量一定,反应所消耗的Na2O2的量就一定
[C] 只要气体的总数量一定,反应中所转移的电子的数量就一定
[D] 只要混合气体的总数量一定,固体所增加的质量就一定
D
由于两个反应中Na2O2与O2的化学计量数之比都为 2∶1,故A正确;两个反应中反应物的关系分别为2Na2O2～2CO2、2Na2O2～2H2O(g),故B正确;根据化学方程式中的电子转移情况知,故C正确;根据化学方程式知,CO2、H2O(g)与Na2O2反应时,固体增加的质量为“CO2”中“CO”的质量和“H2O”中“H2”的质量,所以当数量固定的混合气体中CO2气体所占的比例大时,固体增加的质量大,当H2O(g)所占的比例大时,固体所增加的质量较小,故D错误。
10.(2025·吉林长春期中)草木灰是草本和木本植物燃烧后的残余物,含有K2CO3,可用作肥料。实验室中检验草木灰中含有K2CO3的步骤如下:
①将植物燃烧后的残余物溶于适量水中,静置后过滤,将滤液加热浓缩;
②用洁净的铂丝蘸取浓缩液在酒精灯火焰上灼烧,并透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色;
③取适量溶液于烧杯中,加入足量CaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤;
④取滤渣,向滤渣中加入足量的稀盐酸,并在烧杯口盖上涂有澄清石灰水的玻璃片,玻璃片上有白色浑浊物。
A
11.过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)又称固体过氧化氢,能杀灭病毒,是一种良好的消毒剂,也可作为漂白剂、去污剂。下列说法不正确的是(　　)
[A] 过碳酸钠具有强氧化性
[B] 可预测过碳酸钠不稳定,受热易分解
[C] 含有二氧化锰或高温条件不影响过碳酸钠的保存
[D] 向过碳酸钠溶于水后的溶液中滴入澄清石灰水,会出现白色沉淀
C
【解析】 由过碳酸钠又称固体过氧化氢,可作消毒剂和漂白剂可知,过碳酸钠具有强氧化性,故A正确;根据H2O2的性质,可预测过碳酸钠不稳定,受热易分解,故B正确;含有二氧化锰或高温条件下,H2O2分解速率增大,影响过碳酸钠的保存,故C错误;过碳酸钠溶于水后的溶液中含有碳酸根离子,滴入澄清石灰水反应生成碳酸钙白色沉淀,故D正确。
12.(16分)(2025·江苏无锡辅仁高级中学期中)某化学兴趣小组采用如图所示装置研究NaHCO3分解生成的CO2与Na2O2反应。
回答下列问题。
(1)画出乙中实验装置图,并标出相应试剂。
【答案】 (1)
【解析】 (1)实验目的是研究NaHCO3分解生成的CO2与Na2O2反应,
NaHCO3分解放出的CO2气体中含水蒸气,装置乙的作用是干燥CO2,
故乙是盛有浓硫酸的洗气瓶,装置图为 。
(2)装置丙中反应的化学方程式是 　,该反应中氧化剂与还原剂的质量比为　　　 　。
1∶1
(3)装置丁中NaOH溶液的作用是　 ,装置戊中澄清石灰水的作用是　 。
除去O2中的CO2　
【解析】 (3)由装置丙出来的气体中含O2和CO2,丁中NaOH溶液可除去O2中的CO2,装置戊中澄清石灰水的作用是检验O2中是否有CO2。
检验O2中是否有CO2
(4)NaHCO3俗称小苏打,工业上可通过侯氏制碱法(又称联合制碱法)制取。侯氏制碱法中生成NaHCO3的化学方程式:
　 。操作时,往饱和食盐水中先通入　　　　气体,原因是
　 　。
NaHCO3↓+NH4Cl
NH3
有利于NaHCO3析出
13.(18分)某兴趣小组为测定某工业纯碱(仅含碳酸氢钠杂质)中碳酸钠的质量分数,设计了下列两种实验方案进行探究。请回答下列问题。
方案一:取a g纯碱样品经加热后测定剩余固体质量,并计算碳酸钠的质量分数。
(1)加热样品所选用的仪器是　 　　(填字母)。
B
【解析】 (1)加热固体物质应用坩埚,故选B。
(2)加热时发生反应的化学方程式是 　。
(3)若反应后测得固体质量为b g,样品中碳酸钠的质量分数为
　 (4分)。
方案二:乙同学利用如图所示装置进行实验。
该实验的操作步骤:①连接好装置;②取一定量样品装入锥形瓶中;③检查装置的气密性;④关闭弹簧夹,在U形管和干燥管内填满碱石灰,称量U形管C的质量;⑤缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止;⑥打开弹簧夹,缓慢鼓入数分钟氮气,再称量U形管C的质量;⑦打开弹簧夹,缓慢鼓入几分钟氮气。
(4)正确的操作顺序是　　　　 　　　(填序号)。
①③②⑦④⑤⑥
【解析】 (4)实验中按装置图连接好仪器后,要先检查装置的气密性,加样品于锥形瓶中;通入氮气,将装置中的空气排尽后再装填碱石灰、称量,并重新连接好;加入稀硫酸反应,再缓慢鼓入氮气数分钟排尽产生的气体,再称量U形管C的质量。
(5)洗气瓶B中盛装的是　　　　 　 　(填试剂名称);装置D的作用是　 　(3分)。
浓硫酸　
防止空气中的CO2和水蒸气被C中的碱石灰吸收
【解析】 (5)B中为浓硫酸,可除去二氧化碳中的水蒸气;装置D的作用是防止空气中的CO2和水蒸气被装置C中的碱石灰吸收,否则会使吸收的二氧化碳质量增加。
(6)在操作⑥中,继续通入氮气一段时间的原因是
　(3分)。
使A瓶中产生的CO2气体
全部排到装置C中被碱石灰吸收,以免产生误差
【解析】 (6)鼓入氮气使A瓶中产生的CO2气体全部排到装置C中被碱石灰吸收,以免产生误差。课程标准要求 学科核心素养
1.具有较强的问题意识,能提出化学探究问题,能作出预测和假设。能依据实验目的和假设,设计解决简单问题的实验方案,能对实验方案进行评价。 2.能运用实验基本操作实施实验方案,具有安全意识和环保意识。能观察并如实记录实验现象和数据,进行分析和推理,得出合理的结论。能说明假设、证据和结论之间的关系,用恰当形式表达和展示实验成果。 3.能列举钠和氯的重要化合物并了解金属钠和氯气的性质。 4.能预测物质的某些性质,并进行实验验证。 1.宏观辨识与微观探析:基于研究物质性质的方法和程序,探究钠、氯及其化合物的性质;建立物质的量概念,基于物质的量定量认识物质的组成及物质的化学变化。 2.科学探究与创新意识:根据化学问题设计简单的实验方案并完成实验;观察并客观记录物质及其变化的现象;通过分析、推理获得实验结论,依据证据分析和解决实际问题。 3.科学态度与社会责任:增强探索未知、崇尚真理意识,赞赏化学对社会发展的重大贡献;通过对金属钠、氯气等一系列的科学探究活动,发展安全意识和严谨求实的科学态度。
第一节　钠及其化合物
第1课时　活泼的金属单质——钠
[学习目标]　1.能从微观的原子结构认识钠,能从钠原子的结构(微观)分析认识钠是一种非常活泼的金属,具有很强的还原性(宏观)。2.通过钠与氧气反应的实验探究,进一步认识化学变化的特点,能根据钠与氧气反应的不同条件,判断其生成物。3.通过钠与水反应的实验探究,认识实验现象能够反映物质性质的思维方法,能设计实验探究钠与氯气、水的反应,会分析钠与酸、碱、盐溶液的反应,认识钠与水反应的本质。
学习任务1　探究钠的物理性质、与氧气的反应
1.钠的物理性质
钠既有金属的一般性,又有其特殊性。
一般性:银白色金属,热和电的良导体。
特殊性:质软,密度比水的小,熔点低。
2.钠元素的原子结构及存在
(1)钠原子的结构。
(2)存在:钠元素在自然界中都以化合物的形式存在,如NaCl、Na2CO3、Na2SO4等。
3.钠与非金属单质的反应
(1)钠与氧气反应[实验2-1][实验2-2]。
实验步骤 实验现象 实验结论
①新切开的钠有银白色的金属光泽; ②在空气中表面很快变暗 ①钠为银白色金属; ②硬度小; ③常温下,在空气中发生反应的化学方程式为4Na+O22Na2O
钠在加热的坩埚里先熔化成银白色的小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体 ①钠的熔点低; ②在空气中加热时,发生反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2
对比结论:钠与氧气的反应,条件不同,产物不同,反应现象不同。
保存:钠应隔绝空气密封保存,实验室中钠保存在石蜡油或煤油中。
(2)钠与其他非金属单质直接化合。
如Na与S在研磨条件下可反应,Na与Cl2在加热条件下可反应,化学方程式:2Na+Cl22NaCl。
题点一　金属钠的物理性质
1.(2025·河南南阳月考)下列有关钠的物理性质的叙述正确的是(　　)
①银白色金属　②质软,可用小刀切割　③熔点较低　④密度比水小　⑤热和电的良
导体
[A] ①②④ [B] ②③⑤
[C] ①③④ [D] ①②③④⑤
【答案】 D
【解析】 钠为银白色金属单质,有金属光泽;质地较软,可用小刀切割;还具有熔点低、密度比水小、热和电的良导体等物理性质。综上所述,选D。
2.下列有关钠的取用方法、保存及存在形式的描述正确的是(　　)
[A] 实验中,可用药匙取用少量的金属钠
[B] 实验室中,钠通常保存在煤油中
[C] 依据实验室规则,实验后剩余的金属钠不能放回原试剂瓶中
[D] 钠在自然界中主要以化合态形式存在,少量以游离态形式存在
【答案】 B
【解析】 取用少量的金属钠需用镊子,A错误;钠易与空气中的氧气等反应,与煤油或石蜡油不反应,且密度比煤油和石蜡油的大,所以实验室中,钠通常保存在煤油或石蜡油中,B正确;因为钠易与氧气等物质发生反应,引发火灾,所以实验后剩余的金属钠需放回原试剂瓶中,C错误;钠的性质非常活泼,在自然界中只有化合态,没有游离态,D错误。
题点二　金属钠与氧气的反应
3.(2024·江苏南通如皋调研)将一小块金属钠置于坩埚中,用酒精灯加热坩埚,可以观察到金属钠先熔化,后剧烈燃烧,燃烧结束后坩埚底部残留有黄色固体。下列说法不正确的是(　　)
[A] 金属钠切开后表面为银白色
[B] 金属钠的熔点低于着火点
[C] 金属钠燃烧时火焰为黄色
[D] 所得产物中阳离子和阴离子的个数比为 1∶1
【答案】 D
【解析】 金属钠燃烧生成的黄色固体为Na2O2,其中阳离子为Na+,阴离子为,即Na2O2中阳离子和阴离子的个数比为2∶1,D错误。
4.等质量的两块钠,第一块在加热条件下与足量氧气充分反应,第二块在常温下与足量氧气充分反应。则下列说法错误的是(　　)
[A] 第一块钠失去电子数多
[B] 两块钠失去电子数相同
[C] 两块钠的反应产物的颜色不相同
[D] 两块钠的反应产物的质量不相等
【答案】 A
【解析】 Na与O2反应,第一块生成Na2O2,为淡黄色固体,第二块生成Na2O,为白色固体,两者质量不相等,C、D正确;反应的变化均为单质钠生成+1价Na+,故两者失去的电子数一样多,A错误,B正确。
钠与氧气反应的对比分析
学习任务2　探究钠与水的反应
钠与水反应的实验
[实验目的]认识钠与水的反应。
[预测] 通过金属活动性顺序表可知,钠的性质非常活泼,能与酸或水反应。从物质组成及氧化还原反应的角度,预测钠与水反应的生成物为NaOH、H2。
[实验、观察、记录、分析]
实验操作 实验现象 分析及解释
钠浮在水面上 钠的密度比水的小
钠熔化成小球 钠的熔点低,反应放热
钠在水面上 四处游动 反应产生的氢气推动小球运动
钠与水反应发出“嘶嘶”声,逐渐变小,最后消失 钠与水剧烈反应
反应后溶液的颜色逐渐变红 反应生成碱性物质(NaOH)
[结论] 钠与水剧烈反应,生成氢氧化钠和氢气,化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑,离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑。反应中钠是还原剂,水是氧化剂;若有1个钠原子参加反应,转移1个电子。
　　钠电池的研究成果于2012年发表在国际知名核心期刊上,但多年来,钠电池并没有推广使用,因为钠与水反应,在实际电池应用中会带来很多问题,增加规模化成本。
探究　钠与溶液反应的深层探究
问题1:在做钠与水反应的探究实验时,有的同学观察到钠在水面上剧烈反应,跳动、迸溅。请你帮他分析一下可能的原因并提醒他实验需注意的事项。
提示:跳动、迸溅的原因可能是钠与水反应剧烈,瞬间产生较多气体将钠推起,气泡逸散到空气中后,钠下落到水面;还可能是表面煤油没有吸干以及取用的钠太大,产生热量过多,引燃了钠与氢气。实验时要用滤纸将钠表面的煤油吸干;钠的取用量不能太大(绿豆粒大小为宜);不要近距离俯视烧杯,防止发生危险。
问题2:将绿豆大的金属钠加入少量盐酸中,能观察到什么现象 请写出相关反应的化学方程式。
提示:钠先和盐酸反应,过量的钠能继续和水反应,反应现象与钠和水反应相似。2Na+2HCl2NaCl+H2↑、2Na+2H2O2NaOH+H2↑。
问题3:将钠投入硫酸铜溶液中,能否置换出铜,为什么 将钠投入饱和氢氧化钠溶液中可观察到有白色固体析出,试解释这一现象。
提示:钠不能从硫酸铜溶液中置换出铜,因为钠会先与水反应生成氢氧化钠,然后氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠;钠不能与氢氧化钠反应,但能与氢氧化钠溶液中的水反应生成氢氧化钠和氢气,因原溶液是饱和溶液,故有氢氧化钠白色固体析出。
钠与酸、碱、盐溶液反应规律总结
1.与酸溶液反应:钠先和酸反应,若钠过量,待酸反应完全后,过量的钠再与H2O反应。
2.与碱溶液反应:钠与碱溶液反应的实质是钠与水的反应。若为饱和碱溶液,则析出碱。
3.与盐溶液反应:
与盐溶液反应
金属钠不能将较不活泼金属从其盐溶液中置换出来,但在熔融状态或非水溶剂中,能将较不活泼金属从其盐中置换出来,如4Na+TiCl44NaCl+Ti。
题点一　钠与水反应
1.(2025·北京工大附中期中)钠与水反应时产生的各种现象如下:
①钠浮在水面上;
②钠熔化成银白色小球;
③小球迅速游动并逐渐减小,最后消失;
④发出“嘶嘶”的响声;
⑤滴入酚酞后溶液显红色。
其中错误的解释是(　　)
[A] ①表明钠的密度比水的小
[B] ②表明钠的熔点比较低,金属钠呈银白色
[C] ③表明钠是强还原剂,与水发生激烈的反应,产生大量气体
[D] ⑤表明钠显碱性,使酚酞变红
【答案】 D
【解析】 ⑤钠和水反应生成强碱NaOH而使溶液呈碱性,无色酚酞溶液遇碱变红色,钠本身不显碱性,D错误。
2.某同学按如图所示实验装置进行钠与水反应的实验,打开右端软塞,将一小块金属钠加入煤油中,迅速塞紧塞子。下列说法不正确的是(　　)
[A] 金属钠落在b处,有气体产生,并且上下跳动
[B] 从左端长颈漏斗中滴加酚酞溶液,水溶液变为红色
[C] 反应一段时间后,左端液面上升进入长颈漏斗,a处有无色氧气产生
[D] 打开活塞M,在右端导管口直接点燃,产生淡蓝色火焰
【答案】 C
【解析】 钠的密度大于煤油的而小于水的,所以金属钠落在b处,有气体产生,并且上下跳动,故A正确;钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,从左端长颈漏斗中滴加酚酞溶液,水溶液变为红色,故B正确;钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,反应一段时间后,左端液面上升进入长颈漏斗,a处有无色氢气产生,故C不正确;a处有无色氢气产生,打开活塞M,在右端导管口直接点燃,产生淡蓝色火焰,故D正确。
题点二　钠性质的综合考查
3.按如图所示进行相应实验,下列有关它们反应现象的分析错误的是(　　)
[A] 均有可燃性气体生成
[B] 反应剧烈程度:乙>甲
[C] 丙中钠能置换出单质铜
[D] 乙、丙中钠在液面上反应,并四处游动
【答案】 C
【解析】 钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,钠与稀盐酸反应生成氯化钠和氢气,钠与硫酸铜溶液反应是钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,生成的氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,因此甲、乙、丙中均有可燃性气体氢气生成,A正确,C错误;钠与水或与酸反应的实质是钠与氢离子发生反应生成H2,反应快慢取决于氢离子浓度的大小,乙中氢离子的浓度大于甲中的,故反应剧烈程度乙>甲,B正确;钠的密度小于水的,故浮在液面上,反应产生氢气,故四处游动,D正确。
4.(2025·安徽阜阳一中期中)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体放出,又有白色沉淀产生的有(　　)
①MgSO4溶液　②稀NH4Cl溶液
③Ca(HCO3)2溶液　④饱和NaCl溶液
⑤饱和澄清石灰水　⑥CaSO4溶液
[A] 2个 [B] 3个 [C] 4个 [D] 5个
【答案】 C
【解析】 钠加入6种溶液中,均是钠先和水反应生成NaOH和H2。①NaOH再和MgSO4反应生成Mg(OH)2白色沉淀;②NaOH再和NH4Cl反应生成NH3,不会产生沉淀;③NaOH再与Ca(HCO3)2反应生成CaCO3白色沉淀;④反应中水减少,得到过饱和NaCl溶液,会析出NaCl;⑤反应中水减少,得到Ca(OH)2悬浊液,会析出Ca(OH)2;⑥NaOH与CaSO4不反应,反应中水减少,但不确定CaSO4溶液初始状态,无法确定是否有固体析出。综上所述, ①③④⑤符合题意,故选C。
[footnoteRef:2]　　　　　　 　　　　　 　　　　　 [2:
命题解密与解题指导
情境解读:本题以制取钠的两种电解法为素材,考查金属钠和氢氧化钠的性质。
素养立意:通过辨析钠和氧气、钠与溶液反应的实验现象,培养宏观辨识与微观探析学科素养;通过反应的现象分析、推理,促进证据推理与模型认知化学核心素养的发展。
思考路径:
]
金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的,这个原理应用于工业生产,约在1891年才获得成功。1921年实现了电解氯化钠制钠的工业方法,其反应原理是2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。回答下列问题。
(1)保存金属钠的正确方法是　　　　(填字母)。
A.放在棕色瓶中
B.放在细沙中
C.放在水中
D.放在煤油中
(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部,用酒精灯加热充分反应(如图所示),请写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　,生成物的颜色为　 。
(3)Na、NaOH久置在空气中最终都变为　 (填化学式)。
(4)将一小块金属钠投入CuCl2溶液中,发生反应的化学方程式为　 。
【答案】 (1)D　(2)2Na+O2Na2O2　淡黄色　(3)Na2CO3
(4)2Na+CuCl2+2H2OCu(OH)2↓+H2↑+2NaCl
【解析】 (1)钠是很活泼的金属,与水或氧气反应,又因为钠的密度小于水的而大于煤油的,因此钠通常保存在煤油中。
(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部,加热,反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2,过氧化钠为淡黄色固体。
(3)Na、NaOH久置在空气中最终都变为碳酸钠,化学式为Na2CO3。
(4)将一小块金属钠投入CuCl2溶液中,首先钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,然后氢氧化钠与氯化铜发生复分解反应,反应的化学方程式为2Na+CuCl2+2H2OCu(OH)2↓+
H2↑+2NaCl。
(时间:30分钟　分值:46分)
(选择题1～11题,每小题3分,共33分)
(一)钠的物理性质、与O2的反应
1.下列关于钠单质的叙述正确的是(　　)
[A] 钠在自然界中存在游离态
[B] 钠是一种灰色的固体
[C] 钠可以保存在煤油或四氯化碳中(已知四氯化碳与钠不反应,密度大于水)
[D] 钠着火时可以用干燥的沙土扑灭
【答案】 D
【解析】 钠是一种非常活泼的金属,极易与氧气、水发生反应,自然界中没有游离态的钠存在,A错误;钠本身为银白色金属,因在空气中被氧化为氧化钠而变暗,B错误;钠与煤油不反应,且密度大于煤油,可以将钠保存在煤油中,虽然钠与四氯化碳不反应,但四氯化碳的密度比钠的大,钠浮在液面上,C错误;钠能与水剧烈反应,着火时灭火方法是用干燥的沙土覆盖,D正确。
2.(2025·北师大附中期中)下列关于金属Na的叙述正确的是(　　)
[A] Na在空气中燃烧,发出黄色火焰
[B] Na在空气中燃烧,产物是Na2O
[C] Na是银白色金属,硬度大,熔点高
[D] 等质量的Na与O2反应,转移电子数不一定相同
【答案】 A
【解析】 Na在空气中燃烧生成Na2O2,发出黄色火焰,A正确,B错误;Na是银白色金属,硬度小,熔点低,C错误;等质量的Na和O2反应,转移电子数相同,与生成产物无关,D错误。
3.2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此判断其产物(　　)
[A] 只有Na2O
[B] 只有Na2O2
[C] 有Na2O和Na2O2
[D] 无法确定
【答案】 C
【解析】 若2.3 g钠全部生成Na2O,质量为3.1 g;若2.3 g钠全部生成Na2O2,质量为3.9 g,因为3.1 g<3.5 g<3.9 g,故氧化产物应为Na2O和Na2O2的混合物。
(二)钠与水的反应(及拓展)
4.在实验室里做钠跟水反应的实验时,用到的仪器是(　　)
a.试管夹　b.镊子　c.小刀　d.冷凝管　e.滤纸
f.研钵　g.烧杯　h.坩埚　i.陶土网　j.玻璃片
k.药匙　l.燃烧匙
[A] abdi [B] cefj
[C] fghl [D] bcegj
【答案】 D
【解析】 在实验室里做钠与水反应的实验,要先用镊子从煤油中夹取一块钠,然后用滤纸吸干钠表面的煤油,放在玻璃片上,再用小刀切取一小块钠,投入盛水的烧杯中。因此,需要用到镊子、小刀、滤纸、烧杯、玻璃片,故D正确。
5.(2025·广东深圳期中)已知:Cu(OH)2在80 ℃ 以上即分解为黑色的CuO和H2O。某同学将一小块金属钠投入盛有CuSO4溶液的试管中,不可能观察到的现象是(　　)
[A] 钠块熔化成闪亮的小球
[B] 钠始终在液面下四处游动
[C] 产生蓝色沉淀
[D] 有黑色物质析出
【答案】 B
【解析】 钠与水剧烈反应并放热,温度超过钠的熔点97.79 ℃,会看到钠块熔化成闪亮的小球,A不符合题意;钠的密度比水的小,钠与水反应有H2生成,会看到钠在液面上四处游动,B符合题意;钠与水反应生成H2和NaOH,NaOH和CuSO4反应生成Na2SO4和Cu(OH)2蓝色沉淀,C不符合题意;钠与水反应放出大量的热(温度超过钠的熔点97.79 ℃),Cu(OH)2受热易分解为黑色的CuO,D不符合题意。
6.钠与水反应的实验过程如图所示,下列有关说法错误的是(　　)
[A] ②中钠熔成小球,说明钠与水反应放热且钠的熔点低
[B] ③中滴加酚酞溶液后溶液变红,说明有碱性物质生成
[C] 钠与水反应的离子方程式是2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑
[D] 实验过程中切取一块绿豆大的钠后,将剩余的钠放入废液缸中
【答案】 D
【解析】 ②中钠熔成小球,说明钠与水反应放热且钠的熔点低,A正确;钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠溶液显碱性,所以滴加酚酞溶液后溶液变红,B正确;钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑,C正确;由于钠很活泼,钠和废液缸中的水会剧烈反应,容易引起爆炸,剩余的钠应放回原试剂瓶,D错误。
综合应用
7.(2025·江苏扬州一中期中)下列关于金属钠的叙述正确的是(　　)
[A] 实验时用剩的钠块不能放回原试剂瓶
[B] 金属钠着火时,可用水来灭火
[C] 钠能把钛、锆等金属从它们的盐溶液中还原出来
[D] 钠钾合金熔点低,常温下呈液态,可用作快中子反应堆的热交换剂
【答案】 D
【解析】 实验时用剩的钠必须放回原试剂瓶,A错误;Na能与水反应生成NaOH和可燃性气体H2,金属钠着火可用干燥的沙子灭火,不能用水灭火,B错误;钠与盐溶液反应不能置换出金属单质,钠能把钛、锆等金属从它们的熔融盐中还原出来,C错误;钠钾合金熔点低,常温下呈液态,可用作快中子反应堆的热交换剂,D正确。
8.在烧杯中加入水和苯(苯的密度为0.88 g/cm3,与水互不相溶,且不与钠反应)各50 mL,将一小粒金属钠(密度为0.97 g/cm3)投入烧杯中,观察到的现象可能为(　　)
[A] 钠在水层中反应并四处游动
[B] 钠表面无明显现象
[C] 钠在苯的液面上反应并四处游动
[D] 钠在苯与水的界面处反应并可能上浮下沉
【答案】 D
【解析】 三者密度大小关系:H2O>Na>苯,苯和水不互溶,水和苯分层,且水在下层,钠和苯不反应,钠能与水反应产生H2,H2附着在钠的周围,钠的浮力增大,上浮进入苯层,H2放出后,钠的浮力减小,又回到水层与苯层交界处,这样上浮下沉至反应完全,D正确。
9.一同学将一小块金属钠露置于空气中,观察到下列现象:银白色变暗变白色出现液滴白色固体粉末。下列说法正确的是(　　)
[A] 银白色变暗是因为生成了过氧化钠
[B] 出现液滴是因为NaOH具有吸湿性
[C] 过程④只发生了物理变化
[D] 最后得到的白色固体粉末是NaOH
【答案】 B
【解析】 银白色的钠变暗是因为生成了氧化钠,A错误;过程②是氧化钠与水反应生成了NaOH,过程③是NaOH具有吸湿性,在空气中潮解形成NaOH溶液,B正确;过程④中NaOH溶液与空气中的CO2反应生成Na2CO3和H2O,最后得到的白色固体粉末是Na2CO3,C、D错误。
10.将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,反应后溶液质量一定减小的是(　　)
[A] HCl [B] K2SO4
[C] NaOH [D] CuSO4
【答案】 D
【解析】 对于A、B项,都是消耗Na产生H2,2Na→H2↑,即投入46 g Na,放出2 g H2,溶液质量均增大;对于C项,若为稀溶液则质量增加,若为饱和溶液因消耗水而析出NaOH,溶液质量减小;对于D项,钠首先与H2O反应,生成NaOH,放出H2,然后NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀,化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4,由化学方程式可以看出,每溶解46 g Na,生成98 g Cu(OH)2沉淀和2 g H2,溶液质量减小54 g。
11.(2025·广东江门月考)Na与不同浓度的盐酸反应,进行下列实验。下列说法不正确的是(　　)
实验装置
实验试剂 实验1:0.36% HCl溶液
实验2:36% HCl溶液
实验操作 放入一小块金属钠
放入与实验1表面积基本相同的钠
实验现象 钠浮在液面上并四处游动,与水的反应剧烈程度相当
钠浮在液面上并四处游动,不如实验1剧烈;表面出现白色固体,白色固体逐渐沉到烧杯底部;液体不沸腾,液面上方出现少量白雾
[A] 实验2中白色固体是NaCl
[B] 实验2中液面上方出现白雾是因为反应放热,加速了浓盐酸的挥发
[C] 实验2反应现象不如实验1剧烈的原因是氢离子浓度增大
[D] 实验2的离子方程式为2Na+2H++2Cl-2NaCl↓+H2↑
【答案】 C
【解析】 钠和盐酸反应生成NaCl和H2,NaCl在浓度较大的盐酸中溶解度降低,故实验2中钠表面出现NaCl白色固体,A正确;钠和盐酸反应放热,实验2中液面上方出现白雾是因为反应放热,加速了浓盐酸的挥发,B正确;实验2不如实验1剧烈,是钠表面包裹白色固体,使钠与盐酸接触面积减小,反应变慢,C不正确;钠和盐酸反应生成氯化钠和氢气,则实验2的离子方程式为2Na+2H++2Cl-2NaCl↓+H2↑,D正确。
12.(13分)化学小组同学在课外书中看到:“Na着火时不能用CO2灭火。”他们决定探究CO2与Na反应的产物。
[提出猜想] CO2与Na反应可能生成4种物质:C、CO、Na2O和Na2CO3
[查阅资料] ①向PdCl2溶液中通入CO,能产生黑色沉淀。
②Na2CO3是白色固体,易溶于水。
③Na2O是白色固体,与H2O反应生成NaOH。
④CaCl2、NaCl、Na2CO3、NaOH四种溶液分别与无色酚酞溶液作用比较:
分别向右侧 物质的溶液 中加入无色 酚酞溶液 CaCl2 NaCl Na2CO3 NaOH
主要实 验现象 无色 无色 由无色变 为红色 由无色变 为红色
[实验过程] 同学们在老师的指导下设计了如图所示装置(部分夹持仪器已略去)。
(1)实验记录。
序号 实验操作 主要实验现象 实验结论及解释
① 打开a,关闭b,由长颈漏斗注入盐酸 A中产生大量气泡;E中出现浑浊 E中反应的化学方程式为
② 当E中出现浑浊时,打开b,关闭a,点燃酒精灯 D中Na剧烈燃烧,产生白烟,内壁附着黑色、白色固体,G中产生黑色沉淀 反应产物一定有 　 和
③ 取D中白色固体于试管中,加水溶解,再加入几滴CaCl2溶液 产生白色沉淀 反应产 物还有
(2)实验反思。
①(3分)实验记录②中,E中出现浑浊再点燃酒精灯的目的是　 。
②C中的试剂是　　　　　　。
【答案】 (1)①CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
②C　CO　③Na2CO3
(2)①排除装置内空气的干扰　②浓硫酸
【解析】 (1)①E中出现浑浊,说明二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙白色沉淀。②点燃酒精灯使装置D中的燃烧反应开始发生,打开b,关闭a,使燃烧后气体依次通过装置F和G。钠与二氧化碳反应的反应物中仅含钠、碳、氧三种元素,由这三种元素组成的物质中呈黑色的只可能是单质碳,即装置D中生成的黑色固体为单质碳。装置G中氯化钯溶液出现黑色沉淀,结合资料②可知混合气体中含有CO。③钠与二氧化碳反应生成的白色固体物质可能为氧化钠、碳酸钠等,加水溶解,再加入几滴CaCl2溶液,出现白色沉淀,说明白色固体物质中含有碳酸根离子,即含有Na2CO3。
(2)①E中出现浑浊,二氧化碳气体通入了装置E,说明装置内已充满二氧化碳,即装置内的空气全部排出;②装置C用于干燥气体二氧化碳,由于二氧化碳不和浓硫酸反应,可用浓硫酸干燥。(共77张PPT)
海水中的重要元素——钠和氯
第二章
课程标准要求 学科核心素养
1.具有较强的问题意识,能提出化学探究问题,能作出预测和假设。能依据实验目的和假设,设计解决简单问题的实验方案,能对实验方案进行评价。 2.能运用实验基本操作实施实验方案,具有安全意识和环保意识。能观察并如实记录实验现象和数据,进行分析和推理,得出合理的结论。能说明假设、证据和结论之间的关系,用恰当形式表达和展示实验成果。 1.宏观辨识与微观探析:基于研究物质性质的方法和程序,探究钠、氯及其化合物的性质;建立物质的量概念,基于物质的量定量认识物质的组成及物质的化学变化。
2.科学探究与创新意识:根据化学问题设计简单的实验方案并完成实验;观察并客观记录物质及其变化的现象;通过分析、推理获得实验结论,依据证据分析和解决实际问题。
3.能列举钠和氯的重要化合物并了解金属钠和氯气的性质。 4.能预测物质的某些性质,并进行实验验证。 3.科学态度与社会责任:增强探索未知、崇尚真理意识,赞赏化学对社会发展的重大贡献;通过对金属钠、氯气等一系列的科学探究活动,发展安全意识和严谨求实的科学态度。
第一节　钠及其化合物
第1课时　活泼的金属单质——钠
1.能从微观的原子结构认识钠,能从钠原子的结构(微观)分析认识钠是一种非常活泼的金属,具有很强的还原性(宏观)。2.通过钠与氧气反应的实验探究,进一步认识化学变化的特点,能根据钠与氧气反应的不同条件,判断其生成物。3.通过钠与水反应的实验探究,认识实验现象能够反映物质性质的思维方法,能设计实验探究钠与氯气、水的反应,会分析钠与酸、碱、盐溶液的反应,认识钠与水反应的本质。
探究钠的物理性质、与氧气的反应
学习任务1
1.钠的物理性质
钠既有金属的一般性,又有其特殊性。
一般性: 色金属, 的良导体。
特殊性:质软,密度比水的 ,熔点 。
银白
热和电
小
低
2.钠元素的原子结构及存在
(1)钠原子的结构。
还原
(2)存在:钠元素在自然界中都以 的形式存在,如NaCl、Na2CO3、Na2SO4等。
化合物
3.钠与非金属单质的反应
(1)钠与氧气反应[实验2-1][实验2-2]。
实验步骤 实验现象 实验结论
①新切开的钠有银白色的金属光泽; ②在空气中表面很快 ①钠为银白色金属;
②硬度 ;
③常温下,在空气中发生反应的化学方程式为
变暗
小
钠在加热的 里先 成银白色的小球,然后剧烈燃烧,火焰呈 色,生成 色固体 ①钠的熔点 ;
②在空气中加热时,发生反应的化学方程式为
坩埚
熔化
黄
淡黄
低
对比结论:钠与氧气的反应,条件不同,产物 ,反应现象 。
保存:钠应隔绝空气密封保存,实验室中钠保存在 。
不同
不同
石蜡油或煤油中
(2)钠与其他非金属单质直接化合。
如Na与S在研磨条件下可反应,Na与Cl2在加热条件下可反应,化学方程式:
。
题点一　金属钠的物理性质
1.(2025·河南南阳月考)下列有关钠的物理性质的叙述正确的是(　　)
①银白色金属　②质软,可用小刀切割　③熔点较低　④密度比水小　⑤热和电的良导体
[A] ①②④ [B] ②③⑤
[C] ①③④ [D] ①②③④⑤
D
【解析】 钠为银白色金属单质,有金属光泽;质地较软,可用小刀切割;还具有熔点低、密度比水小、热和电的良导体等物理性质。综上所述,选D。
2.下列有关钠的取用方法、保存及存在形式的描述正确的是(　　)
[A] 实验中,可用药匙取用少量的金属钠
[B] 实验室中,钠通常保存在煤油中
[C] 依据实验室规则,实验后剩余的金属钠不能放回原试剂瓶中
[D] 钠在自然界中主要以化合态形式存在,少量以游离态形式存在
B
【解析】 取用少量的金属钠需用镊子,A错误;钠易与空气中的氧气等反应,与煤油或石蜡油不反应,且密度比煤油和石蜡油的大,所以实验室中,钠通常保存在煤油或石蜡油中,B正确;因为钠易与氧气等物质发生反应,引发火灾,所以实验后剩余的金属钠需放回原试剂瓶中,C错误;钠的性质非常活泼,在自然界中只有化合态,没有游离态,D错误。
题点二　金属钠与氧气的反应
3.(2024·江苏南通如皋调研)将一小块金属钠置于坩埚中,用酒精灯加热坩埚,可以观察到金属钠先熔化,后剧烈燃烧,燃烧结束后坩埚底部残留有黄色固体。下列说法不正确的是(　　)
[A] 金属钠切开后表面为银白色
[B] 金属钠的熔点低于着火点
[C] 金属钠燃烧时火焰为黄色
[D] 所得产物中阳离子和阴离子的个数比为 1∶1
D
4.等质量的两块钠,第一块在加热条件下与足量氧气充分反应,第二块在常温下与足量氧气充分反应。则下列说法错误的是(　　)
[A] 第一块钠失去电子数多
[B] 两块钠失去电子数相同
[C] 两块钠的反应产物的颜色不相同
[D] 两块钠的反应产物的质量不相等
A
【解析】 Na与O2反应,第一块生成Na2O2,为淡黄色固体,第二块生成Na2O,为白色固体,两者质量不相等,C、D正确;反应的变化均为单质钠生成+1价Na+,故两者失去的电子数一样多,A错误,B正确。
归纳总结
钠与氧气反应的对比分析
探究钠与水的反应
学习任务2
钠与水反应的实验
[实验目的]认识钠与水的反应。
[预测] 通过金属活动性顺序表可知,钠的性质非常活泼,能与酸或水反应。从物质组成及氧化还原反应的角度,预测钠与水反应的生成物为 。
NaOH、H2
[实验、观察、记录、分析]
实验操作 实验现象 分析及解释
钠 钠的密度比水的
钠 钠的熔点 ,反应
钠在水面上 反应产生的 推动小球运动
钠与水反应发出“嘶嘶”声,逐渐变小,最后消失 钠与水
反应后溶液的颜色逐渐 反应生成
浮在水面上
小
熔化成小球
低
放热
四处游动
氢气
剧烈反应
变红
碱性物质(NaOH)
[结论] 钠与水剧烈反应,生成氢氧化钠和氢气,化学方程式为
,离子方程式为 。反应中
是还原剂, 是氧化剂;若有1个钠原子参加反应,转移 个电子。
2NaOH+H2↑
钠
水
1
钠电池的研究成果于2012年发表在国际知名核心期刊上,但多年来,钠电池并没有推广使用,因为钠与水反应,在实际电池应用中会带来很多问题,增加规模化成本。
探究　钠与溶液反应的深层探究
问题1:在做钠与水反应的探究实验时,有的同学观察到钠在水面上剧烈反应,跳动、迸溅。请你帮他分析一下可能的原因并提醒他实验需注意的事项。
提示:跳动、迸溅的原因可能是钠与水反应剧烈,瞬间产生较多气体将钠推起,气泡逸散到空气中后,钠下落到水面;还可能是表面煤油没有吸干以及取用的钠太大,产生热量过多,引燃了钠与氢气。实验时要用滤纸将钠表面的煤油吸干;钠的取用量不能太大(绿豆粒大小为宜);不要近距离俯视烧杯,防止发生危险。
问题2:将绿豆大的金属钠加入少量盐酸中,能观察到什么现象 请写出相关反应的化学方程式。
问题3:将钠投入硫酸铜溶液中,能否置换出铜,为什么 将钠投入饱和氢氧化钠溶液中可观察到有白色固体析出,试解释这一现象。
提示:钠不能从硫酸铜溶液中置换出铜,因为钠会先与水反应生成氢氧化钠,然后氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠;钠不能与氢氧化钠反应,但能与氢氧化钠溶液中的水反应生成氢氧化钠和氢气,因原溶液是饱和溶液,故有氢氧化钠白色固体析出。
归纳拓展
钠与酸、碱、盐溶液反应规律总结
1.与酸溶液反应:钠先和酸反应,若钠过量,待酸反应完全后,过量的钠再与H2O反应。
2.与碱溶液反应:钠与碱溶液反应的实质是钠与水的反应。若为饱和碱溶液,则析出碱。
归纳拓展
3.与盐溶液反应:
题点一　钠与水反应
1.(2025·北京工大附中期中)钠与水反应时产生的各种现象如下:
①钠浮在水面上;
②钠熔化成银白色小球;
③小球迅速游动并逐渐减小,最后消失;
④发出“嘶嘶”的响声;
⑤滴入酚酞后溶液显红色。
其中错误的解释是(　　)
[A] ①表明钠的密度比水的小
[B] ②表明钠的熔点比较低,金属钠呈银白色
[C] ③表明钠是强还原剂,与水发生激烈的反应,产生大量气体
[D] ⑤表明钠显碱性,使酚酞变红
D
【解析】 ⑤钠和水反应生成强碱NaOH而使溶液呈碱性,无色酚酞溶液遇碱变红色,钠本身不显碱性,D错误。
2.某同学按如图所示实验装置进行钠与水反应的实验,打开右端软塞,将一小块金属钠加入煤油中,迅速塞紧塞子。下列说法不正确的是(　　)
[A] 金属钠落在b处,有气体产生,并且上下跳动
[B] 从左端长颈漏斗中滴加酚酞溶液,水溶液变为红色
[C] 反应一段时间后,左端液面上升进入长颈漏斗,a处有无色氧气产生
[D] 打开活塞M,在右端导管口直接点燃,产生淡蓝色火焰
C
【解析】 钠的密度大于煤油的而小于水的,所以金属钠落在b处,有气体产生,并且上下跳动,故A正确;钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,从左端长颈漏斗中滴加酚酞溶液,水溶液变为红色,故B正确;钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,反应一段时间后,左端液面上升进入长颈漏斗,a处有无色氢气产生,故C不正确;a处有无色氢气产生,打开活塞M,在右端导管口直接点燃,产生淡蓝色火焰,故D正确。
题点二　钠性质的综合考查
3.按如图所示进行相应实验,下列有关它们反应现象的分析错误的是(　　)
[A] 均有可燃性气体生成
[B] 反应剧烈程度:乙>甲
[C] 丙中钠能置换出单质铜
[D] 乙、丙中钠在液面上反应,并四处游动
C
【解析】 钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,钠与稀盐酸反应生成氯化钠和氢气,钠与硫酸铜溶液反应是钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,生成的氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,因此甲、乙、丙中均有可燃性气体氢气生成,A正确,C错误;钠与水或与酸反应的实质是钠与氢离子发生反应生成H2,反应快慢取决于氢离子浓度的大小,乙中氢离子的浓度大于甲中的,故反应剧烈程度乙>甲,B正确;钠的密度小于水的,故浮在液面上,反应产生氢气,故四处游动,D正确。
4.(2025·安徽阜阳一中期中)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体放出,又有白色沉淀产生的有(　　)
①MgSO4溶液　②稀NH4Cl溶液　③Ca(HCO3)2溶液　④饱和NaCl溶液
⑤饱和澄清石灰水　⑥CaSO4溶液
[A] 2个 [B] 3个 [C] 4个 [D] 5个
C
【解析】 钠加入6种溶液中,均是钠先和水反应生成NaOH和H2。①NaOH再和MgSO4反应生成Mg(OH)2白色沉淀;②NaOH再和NH4Cl反应生成NH3,不会产生沉淀;③NaOH再与Ca(HCO3)2反应生成CaCO3白色沉淀;④反应中水减少,得到过饱和NaCl溶液,会析出NaCl;⑤反应中水减少,得到Ca(OH)2悬浊液,会析出Ca(OH)2;⑥NaOH与CaSO4不反应,反应中水减少,但不确定CaSO4溶液初始状态,无法确定是否有固体析出。综上所述,①③④⑤符合题意,故选C。
知识整合
(1)保存金属钠的正确方法是　　　　(填字母)。
A.放在棕色瓶中
B.放在细沙中
C.放在水中
D.放在煤油中
D
【解析】 (1)钠是很活泼的金属,与水或氧气反应,又因为钠的密度小于水的而大于煤油的,因此钠通常保存在煤油中。
(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部,用酒精灯加热充分反应(如图所示),请写出该反应的化学方程式:　　　　　 　　　,生成物的颜色为　 。
淡黄色
(3)Na、NaOH久置在空气中最终都变为　 (填化学式)。
Na2CO3
【解析】 (3)Na、NaOH久置在空气中最终都变为碳酸钠,化学式为Na2CO3。
(4)将一小块金属钠投入CuCl2溶液中,发生反应的化学方程式为
　 。
命题解密与解题指导
情境解读:本题以制取钠的两种电解法为素材,考查金属钠和氢氧化钠的性质。
素养立意:通过辨析钠和氧气、钠与溶液反应的实验现象,培养宏观辨识与微观探析学科素养;通过反应的现象分析、推理,促进证据推理与模型认知化学核心素养的发展。
思考路径:
(时间:30分钟　分值:46分)
(选择题1～11题,每小题3分,共33分)
(一)钠的物理性质、与O2的反应
1.下列关于钠单质的叙述正确的是(　　)
[A] 钠在自然界中存在游离态
[B] 钠是一种灰色的固体
[C] 钠可以保存在煤油或四氯化碳中(已知四氯化碳与钠不反应,密度大于水)
[D] 钠着火时可以用干燥的沙土扑灭
D
【解析】 钠是一种非常活泼的金属,极易与氧气、水发生反应,自然界中没有游离态的钠存在,A错误;钠本身为银白色金属,因在空气中被氧化为氧化钠而变暗,B错误;钠与煤油不反应,且密度大于煤油,可以将钠保存在煤油中,虽然钠与四氯化碳不反应,但四氯化碳的密度比钠的大,钠浮在液面上,C错误;钠能与水剧烈反应,着火时灭火方法是用干燥的沙土覆盖,D正确。
2.(2025·北师大附中期中)下列关于金属Na的叙述正确的是(　　)
[A] Na在空气中燃烧,发出黄色火焰
[B] Na在空气中燃烧,产物是Na2O
[C] Na是银白色金属,硬度大,熔点高
[D] 等质量的Na与O2反应,转移电子数不一定相同
A
【解析】 Na在空气中燃烧生成Na2O2,发出黄色火焰,A正确,B错误;Na是银白色金属,硬度小,熔点低,C错误;等质量的Na和O2反应,转移电子数相同,与生成产物无关,D错误。
3.2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此判断其产物(　　)
[A] 只有Na2O
[B] 只有Na2O2
[C] 有Na2O和Na2O2
[D] 无法确定
C
【解析】 若2.3 g钠全部生成Na2O,质量为3.1 g;若2.3 g钠全部生成Na2O2,质量为3.9 g,因为3.1 g<3.5 g<3.9 g,故氧化产物应为Na2O和Na2O2的混合物。
(二)钠与水的反应(及拓展)
4.在实验室里做钠跟水反应的实验时,用到的仪器是(　　)
a.试管夹　b.镊子　c.小刀　d.冷凝管　e.滤纸　f.研钵　g.烧杯　h.坩埚　
i.陶土网　j.玻璃片　k.药匙　l.燃烧匙
[A] abdi [B] cefj
[C] fghl [D] bcegj
D
【解析】 在实验室里做钠与水反应的实验,要先用镊子从煤油中夹取一块钠,然后用滤纸吸干钠表面的煤油,放在玻璃片上,再用小刀切取一小块钠,投入盛水的烧杯中。因此,需要用到镊子、小刀、滤纸、烧杯、玻璃片,故D正确。
5.(2025·广东深圳期中)已知:Cu(OH)2在80 ℃ 以上即分解为黑色的CuO和H2O。某同学将一小块金属钠投入盛有CuSO4溶液的试管中,不可能观察到的现象是(　　)
[A] 钠块熔化成闪亮的小球
[B] 钠始终在液面下四处游动
[C] 产生蓝色沉淀
[D] 有黑色物质析出
B
【解析】 钠与水剧烈反应并放热,温度超过钠的熔点97.79 ℃,会看到钠块熔化成闪亮的小球,A不符合题意;钠的密度比水的小,钠与水反应有H2生成,会看到钠在液面上四处游动,B符合题意;钠与水反应生成H2和NaOH,
NaOH和CuSO4反应生成Na2SO4和Cu(OH)2蓝色沉淀,C不符合题意;钠与水反应放出大量的热(温度超过钠的熔点97.79 ℃),Cu(OH)2受热易分解为黑色的CuO,D不符合题意。
6.钠与水反应的实验过程如图所示,下列有关说法错误的是(　　)
D
7.(2025·江苏扬州一中期中)下列关于金属钠的叙述正确的是(　　)
[A] 实验时用剩的钠块不能放回原试剂瓶
[B] 金属钠着火时,可用水来灭火
[C] 钠能把钛、锆等金属从它们的盐溶液中还原出来
[D] 钠钾合金熔点低,常温下呈液态,可用作快中子反应堆的热交换剂
D
综合应用
【解析】 实验时用剩的钠必须放回原试剂瓶,A错误;Na能与水反应生成NaOH和可燃性气体H2,金属钠着火可用干燥的沙子灭火,不能用水灭火,B错误;钠与盐溶液反应不能置换出金属单质,钠能把钛、锆等金属从它们的熔融盐中还原出来,C错误;钠钾合金熔点低,常温下呈液态,可用作快中子反应堆的热交换剂,D正确。
8.在烧杯中加入水和苯(苯的密度为0.88 g/cm3,与水互不相溶,且不与钠反应)各50 mL,将一小粒金属钠(密度为0.97 g/cm3)投入烧杯中,观察到的现象可能为(　　)
[A] 钠在水层中反应并四处游动
[B] 钠表面无明显现象
[C] 钠在苯的液面上反应并四处游动
[D] 钠在苯与水的界面处反应并可能上浮下沉
D
【解析】 三者密度大小关系:H2O>Na>苯,苯和水不互溶,水和苯分层,且水在下层,钠和苯不反应,钠能与水反应产生H2,H2附着在钠的周围,钠的浮力增大,上浮进入苯层,H2放出后,钠的浮力减小,又回到水层与苯层交界处,这样上浮下沉至反应完全,D正确。
[A] 银白色变暗是因为生成了过氧化钠
[B] 出现液滴是因为NaOH具有吸湿性
[C] 过程④只发生了物理变化
[D] 最后得到的白色固体粉末是NaOH
B
【解析】 银白色的钠变暗是因为生成了氧化钠,A错误;过程②是氧化钠与水反应生成了NaOH,过程③是NaOH具有吸湿性,在空气中潮解形成NaOH溶液,B正确;过程④中NaOH溶液与空气中的CO2反应生成Na2CO3和H2O,最后得到的白色固体粉末是Na2CO3,C、D错误。
10.将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,反应后溶液质量一定减小的是(　　)
[A] HCl
[B] K2SO4
[C] NaOH
[D] CuSO4
D
11.(2025·广东江门月考)Na与不同浓度的盐酸反应,进行下列实验。
实验装置
实验试剂 实验1:0.36% HCl溶液
实验2:36% HCl溶液
实验操作 放入一小块金属钠
放入与实验1表面积基本相同的钠
实验现象 钠浮在液面上并四处游动,与水的反应剧烈程度相当
钠浮在液面上并四处游动,不如实验1剧烈;表面出现白色固体,白色固体逐渐沉到烧杯底部;液体不沸腾,液面上方出现少量白雾
C
下列说法不正确的是(　　)
12.(13分)化学小组同学在课外书中看到:“Na着火时不能用CO2灭火。”他们决定探究CO2与Na反应的产物。
[提出猜想] CO2与Na反应可能生成4种物质:C、CO、Na2O和Na2CO3
[查阅资料] ①向PdCl2溶液中通入CO,能产生黑色沉淀。
②Na2CO3是白色固体,易溶于水。
③Na2O是白色固体,与H2O反应生成NaOH。
分别向右侧 物质的溶液 中加入无色 酚酞溶液 CaCl2 NaCl Na2CO3 NaOH
主要实 验现象 无色 无色 由无色变 为红色 由无色变
为红色
④CaCl2、NaCl、Na2CO3、NaOH四种溶液分别与无色酚酞溶液作用比较:
[实验过程] 同学们在老师的指导下设计了如图所示装置(部分夹持仪器已略去)。
(1)实验记录。
序号 实验操作 主要实验现象 实验结论及解释
① 打开a,关闭b,由长颈漏斗注入盐酸 A中产生大量气泡;E中出现浑浊 E中反应的化学方程式为
② 当E中出现浑浊时,打开b,关闭a,点燃酒精灯 D中Na剧烈燃烧,产生白烟,内壁附着黑色、白色固体,G中产生黑色沉淀 反应产物一定有　 和
③ 取D中白色固体于试管中,加水溶解,再加入几滴CaCl2溶液 产生白色沉淀 反应产物还有
CaCO3↓+H2O
C
CO
Na2CO3
【解析】 (1)①E中出现浑浊,说明二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙白色沉淀。②点燃酒精灯使装置D中的燃烧反应开始发生,打开b,关闭a,使燃烧后气体依次通过装置F和G。钠与二氧化碳反应的反应物中仅含钠、碳、氧三种元素,由这三种元素组成的物质中呈黑色的只可能是单质碳,即装置D中生成的黑色固体为单质碳。装置G中氯化钯溶液出现黑色沉淀,结合资料②可知混合气体中含有CO。③钠与二氧化碳反应生成的白色固体物质可能为氧化钠、碳酸钠等,加水溶解,再加入几滴CaCl2溶液,出现白色沉淀,说明白色固体物质中含有碳酸根离子,即含有Na2CO3。
(2)实验反思。
①(3分)实验记录②中,E中出现浑浊再点燃酒精灯的目的是
　 。
排除装置内
空气的干扰
【解析】 (2)①E中出现浑浊,二氧化碳气体通入了装置E,说明装置内已充满二氧化碳,即装置内的空气全部排出;
②C中的试剂是　　　　　　。
浓硫酸
【解析】 ②装置C用于干燥气体二氧化碳,由于二氧化碳不和浓硫酸反应,可用浓硫酸干燥。第2课时　钠的几种化合物　焰色试验
[学习目标]　1.通过从物质类别、元素化合价的角度认识氧化钠与过氧化钠,能列举、描述、辨识氧化钠与过氧化钠的性质,能设计实验探究过氧化钠与水的反应,熟知过氧化钠与水和二氧化碳反应的应用。2.通过Na2CO3与NaHCO3性质的学习,能列举、描述、辨识碳酸钠与碳酸氢钠的性质和实验现象,能说明Na2CO3、NaHCO3相互转化的途径。3.通过焰色试验的学习,能了解焰色试验的现象及原理并能够作出解释。
学习任务1　氧化钠和过氧化钠的比较分析
1.氧化钠(Na2O)的性质
Na2O是一种白色固体,属于碱性氧化物,能与水、酸、酸性氧化物等发生化学反应。
[示例] 写出下列反应的化学方程式。
(1)氧化钠与水反应:Na2O+H2O2NaOH。
(2)氧化钠与盐酸反应:Na2O+2HCl2NaCl+H2O。
(3)氧化钠与二氧化碳反应:Na2O+CO2Na2CO3。
2.过氧化钠(Na2O2)的性质
Na2O2是一种淡黄色固体。
(1)实验探究过氧化钠与水的反应[实验2-3]
写出Na2O2与H2O反应的化学方程式:
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。
(2)Na2O2与CO2反应也会产生O2,试写出反应的化学方程式:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。
3.过氧化钠(Na2O2)的应用
(1)Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气(O2)的来源。
(2)Na2O2具有强氧化性,可作漂白剂。
　　化学课堂上老师表演了两个小魔术:吹气生火,滴水生火。用脱脂棉将一种淡黄色的固体包裹其中,将一根长玻璃管插入脱脂棉中吹气,稍后脱脂棉剧烈燃烧起来;用胶头滴管向另一脱脂棉中滴水,稍后脱脂棉也剧烈燃烧起来。
探究　过氧化钠的性质
问题1:为什么脱脂棉能剧烈燃烧起来,你能揭开这个魔术的秘密吗
问题2:过氧化钠是碱性氧化物吗 你能根据过氧化钠与水的反应,推测其与盐酸的反应并写出化学方程式吗
问题3:将适量过氧化钠投入红色石蕊溶液中,溶液中有气泡产生,石蕊溶液先变成蓝色,一段时间后褪色,你知道其中的原因是什么吗
问题4:能否用pH试纸测定Na2O2与水反应后溶液的pH
氧化钠和过氧化钠的比较
物质 氧化钠 过氧化钠
化学式 Na2O Na2O2
色、态 白色固体 淡黄色固体
氧元素的 化合价 -2 -1
阴、阳离子 个数比 1∶2 1∶2
是否为碱 性氧化物 是 否
生成条件 Na与O2常 温下反应 Na与O2在加 热条件下反应
化 学 性 质 相同点 都能与水反应生成氢氧化钠,都能与CO2反应生成Na2CO3
不同点 过氧化钠与水、二氧化碳反应有氧气产生,具有强氧化性,而Na2O不具有强氧化性
用途 制氢氧化钠 作漂白剂、供氧剂
题点一　氧化钠和过氧化钠的性质
1.(2025·广东深圳期中)下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是(　　)
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是化合反应
②Na2O2可作供氧剂,而Na2O不能
③Na2O2、Na2O在空气中久置都会变质,最后变为Na2CO3粉末
④Na2O与Na2O2的阴、阳离子个数比分别为1∶2、1∶1
⑤向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末,溶液中有气泡产生,溶液最终变为无色
[A] ①③④ [B] ①②⑤
[C] ②③⑤ [D] ①④⑤
2.(2025·江苏盐城射阳中学月考)下列有关Na2O2的说法正确的是(　　)
[A] Na2O2属于碱性氧化物
[B] Na2O2和SO2的反应产物是Na2SO3和氧气
[C] 向酚酞溶液中加Na2O2,溶液先变红后褪色
[D] 取久置的Na2O2粉末,向其中滴加过量的盐酸,产生无色气体,说明Na2O2没有变质
题点二　过氧化钠与水、二氧化碳反应的定量关系
3.下列关于Na2O2与CO2、H2O反应的叙述正确的是(　　)
[A] Na2O2与CO2的反应中,Na2O2只作还原剂,CO2作氧化剂
[B] Na2O2与H2O的反应中,Na2O2既作氧化剂又作还原剂
[C] Na2O2与CO2的反应中,每消耗1个Na2O2,转移2个电子
[D] Na2O2与H2O的反应中,生成1个O2时转移4个电子
4.(2025·河南南阳期中)某温度下,w g某物质在足量氧气中充分燃烧,其燃烧产物立即与过量的Na2O2反应,固体质量增加的不是w g。下列物质:①H2、②HCOOH、③CO和H2的混合物、④乙烯(C2H4)、⑤CH3CH2OH、⑥葡萄糖(C6H12O6)中,符合题意的是(　　)
[A] ①④⑤ [B] ②④⑤
[C] ③④⑤ [D] ②⑤⑥
Na2O2与H2O、CO2反应的四大关系
(1)转移电子关系。
不论Na2O2是与CO2还是与H2O反应,CO2与H2O既不是氧化剂也不是还原剂,反应实质都是Na2O2自身发生的氧化还原反应,所以有1个O2生成时,均转移2个电子。
(2)分子个数的关系。
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,当它们通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的分子个数之比均为2∶1。
(3)固体质量的关系。
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”、H2O中的“H2”;可看作发生相应的反应:Na2O2+CONa2CO3,Na2O2+H22NaOH(实际上这2个反应不能发生)。
(4)先后顺序关系。
一定量的Na2O2与CO2和H2O(g)的混合物反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应。
学习任务2　探究碳酸钠和碳酸氢钠的性质
1.物理性质及溶于水的实验探究
实验[2-4]:在两支试管中分别加入1 g Na2CO3和NaHCO3,完成下列实验并观察现象。
盐 Na2CO3 NaHCO3
俗名 纯碱、苏打 小苏打
观察外观 白色粉末 细小白色晶体
分别滴加几滴水,测温 结块,温度升高 不结块,温度降低
分别加入5 mL水,振荡 完全溶解 部分溶解
分别向所得溶液中滴加1～2滴酚酞溶液 溶液变红色,溶液碱性较强 溶液变浅红色,溶液碱性较弱
初步结论 ①Na2CO3、NaHCO3都能溶于水,Na2CO3的溶解度比NaHCO3的溶解度大; ②Na2CO3溶于水放热;NaHCO3溶于水吸热; ③Na2CO3、NaHCO3溶液都呈碱性,但Na2CO3碱性稍强
2.化学性质
(1)实验[2-5]:按下表装置图进行实验,观察现象,比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性。
实验操作 实验现象 实验结论
澄清石灰水不变浑浊 Na2CO3很稳定,受热不易发生分解
澄清石灰水变浑浊 NaHCO3不稳定,受热容易分解;化学方程式:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(2)与酸(足量盐酸)反应(写出相应的离子方程式)。
①Na2CO3:C+2H+CO2↑+H2O。
②NaHCO3:HC+H+CO2↑+H2O。
(3)与碱(氢氧化钠溶液)反应(写出相应的化学方程式)。
①Na2CO3与NaOH不反应。
②NaHCO3:NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O。
NaHCO3既能和强酸反应,又能和碱反应。
(4)酸碱性。
Na2CO3、NaHCO3的水溶液均显碱性。
3.用途(连一连)
探究　碳酸钠和碳酸氢钠的区分、鉴别与除杂
苏打、小苏打是家庭厨房里常备、常用的两种物质,两者在颜色、外观上非常接近,你能区分吗
问题1:天然苏打水能适当缓解胃酸(含有盐酸)过多导致的不适,苏打水是什么物质的溶液 蒸馒头、烤面包时经常加入的“碱面”是什么物质 厨房中用于清洗油污的热碱液是什么溶液
问题2:某同学的妈妈将盛放两种物品的脱落标签的瓶子弄混了,请你设计简单的实验方案帮助妈妈进行区分(至少2种实验方案)。
方案2.用两只小玻璃杯,分别加入少量的两种样品,再加入等量食醋,产生气泡快的是小
苏打。
方案3.取两种物质少许,分别配成溶液,滴加CaCl2溶液,能产生沉淀的是苏打。
方案4.在盛有适量可乐的塑料瓶中分别加入一定量样品,拧紧瓶盖,振荡后稍静置,有大量泡沫和气体产生的是小苏打。
问题3:怎样除去固体Na2CO3中少量的NaHCO3 怎样除去NaHCO3溶液中少量的Na2CO3
问题4:向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,能观察到什么现象 请写出有关的化学方程式解释。
1.Na2CO3与NaHCO3的鉴别方法
2.Na2CO3与NaHCO3混合物的除杂
混合物 (括号内为杂质) 除杂方法及试剂
Na2CO3固体 (NaHCO3) 加热至恒重
NaHCO3溶液 (Na2CO3) 通入足量CO2气体
Na2CO3溶液 (NaHCO3) 加入适量 NaOH溶液
3.利用数形结合的思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应
HCl(少量)+Na2CO3NaHCO3+NaCl
2HCl(足量)+Na2CO32NaCl+CO2↑+H2O
NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O
(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图甲所示。
(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸,消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图乙
所示。
题点一　碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较
1.下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质比较正确的是(　　)
[A] 热稳定性:Na2CO3[B] 常温时水溶液中的溶解度:Na2CO3[C] 相同条件下,与同一稀盐酸反应快慢:Na2CO3[D] 质量相同时,消耗同一稀盐酸的体积大小:Na2CO32.(2025·江苏南京二十九中期中)下列说法不正确的是(　　)
[A] Na2CO3俗名纯碱、苏打,可用于制玻璃等;NaHCO3俗名小苏打,可治疗胃酸过多等
[B] 不可用澄清石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3固体
[C] Na2CO3溶于水伴随着放热现象,NaHCO3溶于水伴随着吸热现象
[D] 同温、同压下等质量的NaHCO3、Na2CO3固体与足量的盐酸反应,Na2CO3放出的气体多
题点二　碳酸钠、碳酸氢钠的转化与除杂
3.下列是某兴趣小组根据教材实验设计的能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的改进实验。请观察如图实验装置并分析实验原理,判断下列说法错误的是(　　)
[A] 甲中为小苏打,乙中为纯碱
[B] 要证明碳酸氢钠受热分解产生水,可在小试管内加入蘸有无水硫酸铜粉末的棉花团
[C] 整个实验过程中M烧杯中的澄清石灰水不变浑浊
[D] 为避免固体堵塞导管,应将试管口向上倾斜
4.(2025·江苏江阴长泾中学期中)为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是(　　)
[A] Na2CO3固体(NaHCO3),加热至不再产生气体
[B] CO2气体(HCl),通入饱和NaHCO3溶液中洗气
[C] Na2O2粉末(Na2O),将混合物在氧气中加热
[D] NaOH溶液(Na2CO3),滴加适量CaCl2溶液并过滤
学习任务3　认识焰色试验
1.焰色试验定义
很多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。根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
2.操作
3.常见金属元素的焰色
钠元素为黄色;钾元素为紫色(透过蓝色钴玻璃观察);铜元素为绿色;钡元素为黄绿色;钙元素为砖红色。
　　如图是某同学在做焰色试验时的两项操作:
探究　焰色试验及其应用
问题1:在焰色试验操作过程中,为什么要用盐酸清洗 能不能用硫酸清洗铂丝 请说明理由。
问题2:在做钾的焰色试验时为什么要透过蓝色钴玻璃观察
问题3:没有铂丝时,可用光洁无锈的铁丝代替,由此你可得到哪些结论
1.焰色试验中发生的是物理变化,焰色是元素的性质。
2.观察钾元素的焰色时,要透过蓝色钴玻璃观察,目的是滤去黄光,避免少量钠元素对鉴别钾元素的干扰。
3.焰色试验的应用
(1)检验金属元素的存在,如检验NaCl溶液中存在钠元素。
(2)制作烟花。
1.下列关于氯化钠焰色试验的描述不正确的是(　　)
[A] 取一根用盐酸洗净的铂丝,放在酒精灯外焰上灼烧至无色
[B] 用灼烧后的铂丝蘸取少量氯化钠溶液,放在酒精灯外焰上灼烧
[C] 透过蓝色钴玻璃观察氯化钠灼烧的火焰为黄色
[D] 实验后,要用盐酸把铂丝洗净
2.(2025·江苏南航附高期中)下列说法正确的是(　　)
[A] 焰色试验是化学变化
[B] 用稀硫酸清洗做焰色试验的铂丝(镍丝或铁丝)
[C] 焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
[D] 利用焰色试验不能区分NaCl与Na2CO3固体
[footnoteRef:0]　过氧化钠常作为呼吸面具和潜水艇中的供氧剂,某课外活动小组设计了如图所示装置,探究CO2跟Na2O2反应时是否需要与水接触。 [0:
命题解密与解题指导
情境解读:本题以过氧化钠为素材,通过实验探究的形式考查过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠等钠的几种化合物的性质。
素养立意:通过设计实验探究过氧化钠与水和二氧化碳的反应,考查实验探究、证据获取、信息分析能力,培养科学探究与创新意识核心素养。
思考路径:
]
[装置分析]
(1)装置①中反应的离子方程式是 　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)装置②中的试剂是　　　　(填字母)。
a.饱和NaHCO3溶液　b.饱和Na2CO3溶液　c.浓硫酸
(3)装置③中的试剂是　　　　　　。
[进行实验]
步骤1:打开K2,关闭K1,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
步骤2:打开K1,关闭K2,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
步骤1和步骤2中,a处带火星的木条产生的实验现象分别是步骤1中带火星的木条不复燃, 步骤2中带火星的木条复燃。
(4)Na2O2与CO2反应的化学方程式是 　　　　　　　　　　　　　。
[实验反思]
(5)有同学提出质疑:“上述实验不足以证明有水存在时Na2O2与CO2发生了化学反应。”其理由是 　。
(6)需要补充的实验操作:取装置⑤中反应后的少量固体, 　。
(2)a　(3)浓硫酸
(4)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
(5)气体中有水,水也可与Na2O2反应产生O2,使带火星的木条复燃
(6)加入盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水中
[进行实验]步骤1中通入过氧化钠的二氧化碳中不含有水蒸气,干燥的二氧化碳不能和过氧化钠反应,没有氧气生成,a处带火星的木条不复燃,步骤2中通入过氧化钠的二氧化碳中含有水蒸气,含有水蒸气的二氧化碳能和过氧化钠反应,有氧气生成,a处带火星的木条复燃。过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。
[实验反思](5)因水也能够和过氧化钠反应生成氧气,所以不能判断是二氧化碳和过氧化钠发生了反应。(6)二氧化碳和过氧化钠反应有碳酸钠生成,若⑤中反应后的固体中有碳酸钠,则其可以和盐酸反应生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
(时间:30分钟　分值:67分)
(选择题1～11题,每小题3分,共33分)
(一)Na2O和Na2O2
1.(2025·江苏南航附高期中)Na2O2是常用的供氧剂,下列说法不正确的是(　　)
[A] Na2O2可由Na在空气中加热而生成
[B] Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶1
[C] Na2O2与水反应生成O2的化学方程式为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
[D] Na2O2与CO2反应,Na2O2既是氧化剂又是还原剂
2.下列有关Na2O和Na2O2的叙述正确的是(　　)
[A] Na2O比Na2O2稳定
[B] 只用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
[C] Na2O、Na2O2分别与CO2反应,产物相同,都可以作为供氧剂
[D] 可用CO2来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
3.有关Na2O2性质的实验如下:
已知:①Na2O2与水反应经历了Na2O2+2H2O2NaOH+H2O2;
②酚酞褪色原因与溶液的强碱性或强氧化性有关。
根据上述实验可以得出的结论是(　　)
[A] H2O2溶液能使酚酞褪色
[B] 浓氢氧化钠溶液能使酚酞褪色
[C] H2O2溶液和浓氢氧化钠溶液都能使酚酞褪色
[D] 可利用二氧化锰和水来完善实验方案
(二)Na2CO3与NaHCO3的性质
4.下列各组物质中,其学名、俗名及化学式不相符合的是(　　)
[A] 碳酸钠、纯碱、Na2CO3
[B] 碳酸氢钠、小苏打、NaHCO3
[C] 氢氧化钠、火碱、NaOH
[D] 氧化钙、消石灰、CaO
5.下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质,叙述错误的是(　　)
[A] 除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3,用加热法
[B] 鉴别Na2CO3和NaHCO3既可以用BaCl2溶液,也可用Ba(OH)2溶液
[C] 向Na2CO3粉末和NaHCO3晶体中滴入少量水,前者温度升高,后者温度下降
[D] Na2CO3、NaHCO3的水溶液均显碱性,它们都可以用作食用碱
6.取16.8 g NaHCO3固体,加热一段时间,将剩余固体分成四等份,分别进行实验。下列能够说明NaHCO3固体已完全分解的是(　　)
[A] 加水溶解后向其中滴加酚酞溶液,溶液变红
[B] 加水溶解后向其中滴加澄清石灰水,有白色沉淀产生
[C] 称量固体,继续加热,冷却后再次称量所得固体,质量不变
[D] 加入稍过量的盐酸,充分反应后将溶液蒸干,所得固体质量为2.925 g
(三)焰色试验
7.(2024·湖南长沙期末)下列对进行焰色试验的说明,正确的是(　　)
①钾的火焰颜色,要透过蓝色钴玻璃观察　②先把铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同,再蘸被检物质　③每次实验后,要用硫酸把铂丝洗净　④焰色试验是很多金属或它们的化合物表现出的物理性质　⑤没有铂丝,也可用光洁无锈的铁丝代替
[A] ①②④⑤ [B] ①③④⑤
[C] ①②③④ [D] 全部
综合应用
8.(2025·湖南长沙期中)以不同类别物质间的转化为线索(如图),认识钠及其化合物。
下列分析不正确的是(　　)
[A] 反应④说明Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3的
[B] 反应⑤⑥表明Na2O2是碱性氧化物
[C] 反应⑥可用于潜水艇中氧气的供给
[D] 上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应
9.关于Na2O2与CO2和H2O(g)混合气体的反应,下列说法错误的是(　　)
[A] 只要参加反应的Na2O2一定,反应生成的氧气就一定
[B] 只要CO2和H2O(g)的总数量一定,反应所消耗的Na2O2的量就一定
[C] 只要气体的总数量一定,反应中所转移的电子的数量就一定
[D] 只要混合气体的总数量一定,固体所增加的质量就一定
、。
由于两个反应中Na2O2与O2的化学计量数之比都为 2∶1,故A正确;两个反应中反应物的关系分别为2Na2O2～2CO2、2Na2O2～2H2O(g),故B正确;根据化学方程式中的电子转移情况知,故C正确;根据化学方程式知,CO2、H2O(g)与Na2O2反应时,固体增加的质量为“CO2”中“CO”的质量和“H2O”中“H2”的质量,所以当数量固定的混合气体中CO2气体所占的比例大时,固体增加的质量大,当H2O(g)所占的比例大时,固体所增加的质量较小,故D
错误。
10.(2025·吉林长春期中)草木灰是草本和木本植物燃烧后的残余物,含有K2CO3,可用作肥料。实验室中检验草木灰中含有K2CO3的步骤如下:
①将植物燃烧后的残余物溶于适量水中,静置后过滤,将滤液加热浓缩;
②用洁净的铂丝蘸取浓缩液在酒精灯火焰上灼烧,并透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色;
③取适量溶液于烧杯中,加入足量CaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤;
④取滤渣,向滤渣中加入足量的稀盐酸,并在烧杯口盖上涂有澄清石灰水的玻璃片,玻璃片上有白色浑浊物。
下列说法错误的是(　　)
[A] 步骤①中必须用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和酒精灯
[B] 若步骤②中火焰呈紫色,说明溶液中含有K+
[C] 步骤③④可证明原溶液中含有C
[D] 该实验过程中涉及的化学反应均不是氧化还原反应
11.过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)又称固体过氧化氢,能杀灭病毒,是一种良好的消毒剂,也可作为漂白剂、去污剂。下列说法不正确的是(　　)
[A] 过碳酸钠具有强氧化性
[B] 可预测过碳酸钠不稳定,受热易分解
[C] 含有二氧化锰或高温条件不影响过碳酸钠的保存
[D] 向过碳酸钠溶于水后的溶液中滴入澄清石灰水,会出现白色沉淀
12.(16分)(2025·江苏无锡辅仁高级中学期中)某化学兴趣小组采用如图所示装置研究NaHCO3分解生成的CO2与Na2O2反应。
回答下列问题。
(1)画出乙中实验装置图,并标出相应试剂。
(2)装置丙中反应的化学方程式是 　,该反应中氧化剂与还原剂的质量比为　　　 　。
(3)装置丁中NaOH溶液的作用是　 ,
装置戊中澄清石灰水的作用是　 。
(4)NaHCO3俗称小苏打,工业上可通过侯氏制碱法(又称联合制碱法)制取。侯氏制碱法中生成NaHCO3的化学方程式: 　 。操作时,往饱和食盐水中先通入　　　　气体,原因是　 　。
13.(18分)某兴趣小组为测定某工业纯碱(仅含碳酸氢钠杂质)中碳酸钠的质量分数,设计了下列两种实验方案进行探究。请回答下列问题。
方案一:取a g纯碱样品经加热后测定剩余固体质量,并计算碳酸钠的质量分数。
(1)加热样品所选用的仪器是　 　　(填字母)。
(2)加热时发生反应的化学方程式是 　。
(3)若反应后测得固体质量为b g,样品中碳酸钠的质量分数为　 (4分)。
方案二:乙同学利用如图所示装置进行实验。
该实验的操作步骤:①连接好装置;②取一定量样品装入锥形瓶中;③检查装置的气密性;④关闭弹簧夹,在U形管和干燥管内填满碱石灰,称量U形管C的质量;⑤缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止;⑥打开弹簧夹,缓慢鼓入数分钟氮气,再称量U形管C的质量;⑦打开弹簧夹,缓慢鼓入几分钟氮气。
(4)正确的操作顺序是　　　　　　　(填序号)。
(5)洗气瓶B中盛装的是　　　　　　(填试剂名称);装置D的作用是　 　(3分)。
(6)在操作⑥中,继续通入氮气一段时间的原因是 　(3分)。 第2课时　钠的几种化合物　焰色试验
[学习目标]　1.通过从物质类别、元素化合价的角度认识氧化钠与过氧化钠,能列举、描述、辨识氧化钠与过氧化钠的性质,能设计实验探究过氧化钠与水的反应,熟知过氧化钠与水和二氧化碳反应的应用。2.通过Na2CO3与NaHCO3性质的学习,能列举、描述、辨识碳酸钠与碳酸氢钠的性质和实验现象,能说明Na2CO3、NaHCO3相互转化的途径。3.通过焰色试验的学习,能了解焰色试验的现象及原理并能够作出解释。
学习任务1　氧化钠和过氧化钠的比较分析
1.氧化钠(Na2O)的性质
Na2O是一种白色固体,属于碱性氧化物,能与水、酸、酸性氧化物等发生化学反应。
[示例] 写出下列反应的化学方程式。
(1)氧化钠与水反应:Na2O+H2O2NaOH。
(2)氧化钠与盐酸反应:Na2O+2HCl2NaCl+H2O。
(3)氧化钠与二氧化碳反应:Na2O+CO2Na2CO3。
2.过氧化钠(Na2O2)的性质
Na2O2是一种淡黄色固体。
(1)实验探究过氧化钠与水的反应[实验2-3]
写出Na2O2与H2O反应的化学方程式:
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。
(2)Na2O2与CO2反应也会产生O2,试写出反应的化学方程式:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。
3.过氧化钠(Na2O2)的应用
(1)Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气(O2)的来源。
(2)Na2O2具有强氧化性,可作漂白剂。
　　化学课堂上老师表演了两个小魔术:吹气生火,滴水生火。用脱脂棉将一种淡黄色的固体包裹其中,将一根长玻璃管插入脱脂棉中吹气,稍后脱脂棉剧烈燃烧起来;用胶头滴管向另一脱脂棉中滴水,稍后脱脂棉也剧烈燃烧起来。
探究　过氧化钠的性质
问题1:为什么脱脂棉能剧烈燃烧起来,你能揭开这个魔术的秘密吗
提示:淡黄色固体是过氧化钠,过氧化钠与水和二氧化碳反应均放出氧气,化学方程式分别为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,反应同时放出了大量热,使脱脂棉在O2中达到着火点,因此脱脂棉剧烈燃烧。
问题2:过氧化钠是碱性氧化物吗 你能根据过氧化钠与水的反应,推测其与盐酸的反应并写出化学方程式吗
提示:因为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,所以过氧化钠不是碱性氧化物。过氧化钠与盐酸的反应可看作是过氧化钠先与水反应生成氢氧化钠,然后生成的氢氧化钠再与盐酸发生中和反应,由此可推知反应的化学方程式为2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2↑。
问题3:将适量过氧化钠投入红色石蕊溶液中,溶液中有气泡产生,石蕊溶液先变成蓝色,一段时间后褪色,你知道其中的原因是什么吗
提示:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,生成氧气和氢氧化钠,故有气泡放出,溶液变为蓝色,一段时间后褪色是因为过氧化钠具有强氧化性。
问题4:能否用pH试纸测定Na2O2与水反应后溶液的pH
提示:不能,该溶液会使pH试纸先变蓝后褪色,无法确定溶液的pH。
氧化钠和过氧化钠的比较
物质 氧化钠 过氧化钠
化学式 Na2O Na2O2
色、态 白色固体 淡黄色固体
氧元素的 化合价 -2 -1
阴、阳离子 个数比 1∶2 1∶2
是否为碱 性氧化物 是 否
生成条件 Na与O2常 温下反应 Na与O2在加 热条件下反应
化 学 性 质 相同点 都能与水反应生成氢氧化钠,都能与CO2反应生成Na2CO3
不同点 过氧化钠与水、二氧化碳反应有氧气产生,具有强氧化性,而Na2O不具有强氧化性
用途 制氢氧化钠 作漂白剂、供氧剂
题点一　氧化钠和过氧化钠的性质
1.(2025·广东深圳期中)下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是(　　)
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是化合反应
②Na2O2可作供氧剂,而Na2O不能
③Na2O2、Na2O在空气中久置都会变质,最后变为Na2CO3粉末
④Na2O与Na2O2的阴、阳离子个数比分别为1∶2、1∶1
⑤向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末,溶液中有气泡产生,溶液最终变为无色
[A] ①③④ [B] ①②⑤
[C] ②③⑤ [D] ①④⑤
【答案】 C
【解析】 Na2O、Na2O2与水的反应分别为Na2O+H2O2NaOH、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,只有前者是化合反应,①错误;Na2O2可用作潜水艇或呼吸面具中的供氧剂,而Na2O不能用作供氧剂,②正确;二者在空气中均会结合水蒸气生成NaOH,再与CO2反应生成Na2CO3,③正确;二者中阴离子(O2-、)、阳离子(Na+)个数比均为1∶2,④错误;向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末,发生2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,生成O2,Na2O2具有漂白性,能漂白紫色石蕊溶液,可观察到溶液中有气泡产生,溶液最终变为无色,⑤正确。综上分析,C正确。
2.(2025·江苏盐城射阳中学月考)下列有关Na2O2的说法正确的是(　　)
[A] Na2O2属于碱性氧化物
[B] Na2O2和SO2的反应产物是Na2SO3和氧气
[C] 向酚酞溶液中加Na2O2,溶液先变红后褪色
[D] 取久置的Na2O2粉末,向其中滴加过量的盐酸,产生无色气体,说明Na2O2没有变质
【答案】 C
【解析】 Na2O2与酸反应除生成盐和水外,还生成O2,即不属于碱性氧化物,A错误;Na2O2具有强氧化性,SO2被氧化成Na2SO4,B错误;Na2O2具有强氧化性,与水反应有碱生成,故可使酚酞溶液先变红后褪色,C正确;久置的Na2O2会变质,是因为Na2O2能与空气中的H2O、CO2反应生成Na2CO3,滴加过量盐酸,不变质生成O2,变质生成CO2,无论是否变质都有无色气体产生,故不能确定是否变质,D错误。
题点二　过氧化钠与水、二氧化碳反应的定量关系
3.下列关于Na2O2与CO2、H2O反应的叙述正确的是(　　)
[A] Na2O2与CO2的反应中,Na2O2只作还原剂,CO2作氧化剂
[B] Na2O2与H2O的反应中,Na2O2既作氧化剂又作还原剂
[C] Na2O2与CO2的反应中,每消耗1个Na2O2,转移2个电子
[D] Na2O2与H2O的反应中,生成1个O2时转移4个电子
【答案】 B
【解析】 Na2O2与CO2的反应中,只有过氧化钠中氧元素的化合价变化,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,A错误;Na2O2与H2O的反应中,只有过氧化钠中氧元素的化合价变化,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,B正确;Na2O2与CO2的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,氧元素化合价由-1价分别升高为0价、降低为-2价,消耗 1个 Na2O2时转移1个电子,C错误;Na2O2与H2O的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,氧元素化合价由-1价分别升高为0价、降低为-2价,生成 1 个 O2时转移2个电子,D错误。
4.(2025·河南南阳期中)某温度下,w g某物质在足量氧气中充分燃烧,其燃烧产物立即与过量的Na2O2反应,固体质量增加的不是w g。下列物质:①H2、②HCOOH、③CO和H2的混合物、④乙烯(C2H4)、⑤CH3CH2OH、⑥葡萄糖(C6H12O6)中,符合题意的是(　　)
[A] ①④⑤ [B] ②④⑤
[C] ③④⑤ [D] ②⑤⑥
【答案】 B
【解析】 2H2+O22H2O,2H2O+2Na2O24NaOH+O2↑,对比Na2O2和NaOH的化学式可知,固体增加的质量等于H2的质量,同理,2CO+O22CO2,2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2,固体增加的质量等于CO的质量,所以该物质在组成上满足(CO)m(H2)n,w g该物质在足量氧气中充分燃烧,其燃烧产物立即与过量的Na2O2反应,固体质量增加w g,故①③⑥均可能。由于固体增加的质量不是w g,故可能是②④⑤组合,B符合题意。
Na2O2与H2O、CO2反应的四大关系
(1)转移电子关系。
不论Na2O2是与CO2还是与H2O反应,CO2与H2O既不是氧化剂也不是还原剂,反应实质都是Na2O2自身发生的氧化还原反应,所以有1个O2生成时,均转移2个电子。
(2)分子个数的关系。
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,当它们通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的分子个数之比均为2∶1。
(3)固体质量的关系。
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”、H2O中的“H2”;可看作发生相应的反应:Na2O2+CONa2CO3,Na2O2+H22NaOH(实际上这2个反应不能发生)。
(4)先后顺序关系。
一定量的Na2O2与CO2和H2O(g)的混合物反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应。
学习任务2　探究碳酸钠和碳酸氢钠的性质
1.物理性质及溶于水的实验探究
实验[2-4]:在两支试管中分别加入1 g Na2CO3和NaHCO3,完成下列实验并观察现象。
盐 Na2CO3 NaHCO3
俗名 纯碱、苏打 小苏打
观察外观 白色粉末 细小白色晶体
分别滴加几滴水,测温 结块,温度升高 不结块,温度降低
分别加入5 mL水,振荡 完全溶解 部分溶解
分别向所得溶液中滴加1～2滴酚酞溶液 溶液变红色,溶液碱性较强 溶液变浅红色,溶液碱性较弱
初步结论 ①Na2CO3、NaHCO3都能溶于水,Na2CO3的溶解度比NaHCO3的溶解度大; ②Na2CO3溶于水放热;NaHCO3溶于水吸热; ③Na2CO3、NaHCO3溶液都呈碱性,但Na2CO3碱性稍强
2.化学性质
(1)实验[2-5]:按下表装置图进行实验,观察现象,比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性。
实验操作 实验现象 实验结论
澄清石灰水不变浑浊 Na2CO3很稳定,受热不易发生分解
澄清石灰水变浑浊 NaHCO3不稳定,受热容易分解;化学方程式:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(2)与酸(足量盐酸)反应(写出相应的离子方程式)。
①Na2CO3:C+2H+CO2↑+H2O。
②NaHCO3:HC+H+CO2↑+H2O。
(3)与碱(氢氧化钠溶液)反应(写出相应的化学方程式)。
①Na2CO3与NaOH不反应。
②NaHCO3:NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O。
NaHCO3既能和强酸反应,又能和碱反应。
(4)酸碱性。
Na2CO3、NaHCO3的水溶液均显碱性。
3.用途(连一连)
探究　碳酸钠和碳酸氢钠的区分、鉴别与除杂
苏打、小苏打是家庭厨房里常备、常用的两种物质,两者在颜色、外观上非常接近,你能区分吗
问题1:天然苏打水能适当缓解胃酸(含有盐酸)过多导致的不适,苏打水是什么物质的溶液 蒸馒头、烤面包时经常加入的“碱面”是什么物质 厨房中用于清洗油污的热碱液是什么溶液
提示:苏打水是碳酸氢钠的溶液;蒸馒头、烤面包时经常加入的“碱面”是小苏打;用于清洗油污的热碱液是纯碱溶液。
问题2:某同学的妈妈将盛放两种物品的脱落标签的瓶子弄混了,请你设计简单的实验方案帮助妈妈进行区分(至少2种实验方案)。
提示:方案1.取两种样品各少量,分别加热,称量前后固体质量,质量减小的是小苏打。
方案2.用两只小玻璃杯,分别加入少量的两种样品,再加入等量食醋,产生气泡快的是小
苏打。
方案3.取两种物质少许,分别配成溶液,滴加CaCl2溶液,能产生沉淀的是苏打。
方案4.在盛有适量可乐的塑料瓶中分别加入一定量样品,拧紧瓶盖,振荡后稍静置,有大量泡沫和气体产生的是小苏打。
问题3:怎样除去固体Na2CO3中少量的NaHCO3 怎样除去NaHCO3溶液中少量的Na2CO3
提示:用加热法可除去固体Na2CO3中少量的NaHCO3;向NaHCO3溶液中通入足量CO2可除去溶液中少量的Na2CO3。
问题4:向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,能观察到什么现象 请写出有关的化学方程式解释。
提示:刚开始无明显现象,后来逐渐产生气体。Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl、NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O。
1.Na2CO3与NaHCO3的鉴别方法
2.Na2CO3与NaHCO3混合物的除杂
混合物 (括号内为杂质) 除杂方法及试剂
Na2CO3固体 (NaHCO3) 加热至恒重
NaHCO3溶液 (Na2CO3) 通入足量CO2气体
Na2CO3溶液 (NaHCO3) 加入适量 NaOH溶液
3.利用数形结合的思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应
HCl(少量)+Na2CO3NaHCO3+NaCl
2HCl(足量)+Na2CO32NaCl+CO2↑+H2O
NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O
(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图甲所示。
(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸,消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图乙
所示。
题点一　碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较
1.下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质比较正确的是(　　)
[A] 热稳定性:Na2CO3[B] 常温时水溶液中的溶解度:Na2CO3[C] 相同条件下,与同一稀盐酸反应快慢:Na2CO3[D] 质量相同时,消耗同一稀盐酸的体积大小:Na2CO3【答案】 C
【解析】 碳酸氢钠不稳定,加热易分解生成碳酸钠,热稳定性Na2CO3>NaHCO3,故A错误;碳酸钠易溶于水,碳酸氢钠可溶于水,常温时水溶液中的溶解度Na2CO3>NaHCO3,故B错误;碳酸为二元酸,碳酸钠先与稀盐酸反应生成碳酸氢钠,再继续与稀盐酸反应生成二氧化碳,而碳酸氢钠与稀盐酸反应直接生成二氧化碳,与稀盐酸反应时,碳酸氢钠反应快,故C正确;106 g碳酸钠消耗73 g HCl,84 g碳酸氢钠消耗36.5 g HCl,质量相同时,消耗同一稀盐酸的体积Na2CO3>NaHCO3,故D错误。
2.(2025·江苏南京二十九中期中)下列说法不正确的是(　　)
[A] Na2CO3俗名纯碱、苏打,可用于制玻璃等;NaHCO3俗名小苏打,可治疗胃酸过多等
[B] 不可用澄清石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3固体
[C] Na2CO3溶于水伴随着放热现象,NaHCO3溶于水伴随着吸热现象
[D] 同温、同压下等质量的NaHCO3、Na2CO3固体与足量的盐酸反应,Na2CO3放出的气体多
【答案】 D
【解析】 澄清石灰水与NaHCO3、Na2CO3均能反应生成 CaCO3白色沉淀,现象相同,不能鉴别二者,B正确;若NaHCO3、Na2CO3的质量均为106 g,则二者分别与足量盐酸反应生成CO2的质量分别为55.5 g和44 g,即NaHCO3放出气体多,D不正确。
题点二　碳酸钠、碳酸氢钠的转化与除杂
3.下列是某兴趣小组根据教材实验设计的能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的改进实验。请观察如图实验装置并分析实验原理,判断下列说法错误的是(　　)
[A] 甲中为小苏打,乙中为纯碱
[B] 要证明碳酸氢钠受热分解产生水,可在小试管内加入蘸有无水硫酸铜粉末的棉花团
[C] 整个实验过程中M烧杯中的澄清石灰水不变浑浊
[D] 为避免固体堵塞导管,应将试管口向上倾斜
【答案】 D
【解析】 用酒精灯加热时,将Na2CO3放在乙管,温度高,却未分解,甲管温度低,NaHCO3受热易分解,证明Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3的,NaHCO3受热分解产生CO2,可使澄清石灰水变浑浊。乙中为纯碱(Na2CO3),甲中为小苏打(NaHCO3),Na2CO3不会分解产生CO2,故不能使M中澄清石灰水变浑浊,A、C正确;无水硫酸铜变成CuSO4·5H2O,证明NaHCO3分解产生了水,B正确;NaHCO3受热分解产生水,为避免试管炸裂,应将试管口向下倾斜,D错误。
4.(2025·江苏江阴长泾中学期中)为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是(　　)
[A] Na2CO3固体(NaHCO3),加热至不再产生气体
[B] CO2气体(HCl),通入饱和NaHCO3溶液中洗气
[C] Na2O2粉末(Na2O),将混合物在氧气中加热
[D] NaOH溶液(Na2CO3),滴加适量CaCl2溶液并过滤
【答案】 D
【解析】 NaHCO3加热分解生成Na2CO3、CO2和水,加热法能除去Na2CO3固体中的NaHCO3,A正确;NaHCO3溶液和HCl反应放出CO2气体,可用饱和NaHCO3溶液除CO2气体中的HCl气体,B正确;Na2O和O2反应生成Na2O2,在氧气中加热混合物,能除去Na2O2中的Na2O,C正确;NaOH、Na2CO3混合液中滴加适量CaCl2溶液,过滤出CaCO3沉淀,会引入NaCl杂质,D不正确。
学习任务3　认识焰色试验
1.焰色试验定义
很多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。根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
2.操作
3.常见金属元素的焰色
钠元素为黄色;钾元素为紫色(透过蓝色钴玻璃观察);铜元素为绿色;钡元素为黄绿色;钙元素为砖红色。
　　如图是某同学在做焰色试验时的两项操作:
探究　焰色试验及其应用
问题1:在焰色试验操作过程中,为什么要用盐酸清洗 能不能用硫酸清洗铂丝 请说明理由。
提示:用盐酸清洗是洗去铂丝上沾有的杂质,以免干扰实验。不能,硫酸不易挥发,在灼烧时不易挥发除去。
问题2:在做钾的焰色试验时为什么要透过蓝色钴玻璃观察
提示:为了滤去黄色的光,避免少量的钠元素对鉴别钾元素的干扰。
问题3:没有铂丝时,可用光洁无锈的铁丝代替,由此你可得到哪些结论
提示:铁元素无特征焰色,不能通过焰色试验加以鉴别,这说明并不是所有的金属元素都能进行焰色试验。
1.焰色试验中发生的是物理变化,焰色是元素的性质。
2.观察钾元素的焰色时,要透过蓝色钴玻璃观察,目的是滤去黄光,避免少量钠元素对鉴别钾元素的干扰。
3.焰色试验的应用
(1)检验金属元素的存在,如检验NaCl溶液中存在钠元素。
(2)制作烟花。
1.下列关于氯化钠焰色试验的描述不正确的是(　　)
[A] 取一根用盐酸洗净的铂丝,放在酒精灯外焰上灼烧至无色
[B] 用灼烧后的铂丝蘸取少量氯化钠溶液,放在酒精灯外焰上灼烧
[C] 透过蓝色钴玻璃观察氯化钠灼烧的火焰为黄色
[D] 实验后,要用盐酸把铂丝洗净
【答案】 C
【解析】 氯化钠灼烧的火焰可直接观察,不能透过蓝色钴玻璃观察,C不正确。
2.(2025·江苏南航附高期中)下列说法正确的是(　　)
[A] 焰色试验是化学变化
[B] 用稀硫酸清洗做焰色试验的铂丝(镍丝或铁丝)
[C] 焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
[D] 利用焰色试验不能区分NaCl与Na2CO3固体
【答案】 D
【解析】 焰色试验是物理变化,不是化学变化,A错误;应用盐酸清洗铂丝,盐酸能溶解杂质,且易挥发,不会残留杂质,B错误;钾的焰色试验需透过蓝色钴玻璃观察,避免钠的焰色对钾的焰色产生干扰,其他元素不需要透过蓝色钴玻璃观察,C错误;NaCl与Na2CO3的焰色都为黄色,无法用焰色试验来区分,D正确。
[footnoteRef:2]　过氧化钠常作为呼吸面具和潜水艇中的供氧剂,某课外活动小组设计了如图所示装置,探究CO2跟Na2O2反应时是否需要与水接触。 [2:
命题解密与解题指导
情境解读:本题以过氧化钠为素材,通过实验探究的形式考查过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠等钠的几种化合物的性质。
素养立意:通过设计实验探究过氧化钠与水和二氧化碳的反应,考查实验探究、证据获取、信息分析能力,培养科学探究与创新意识核心素养。
思考路径:
]
[装置分析]
(1)装置①中反应的离子方程式是 　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)装置②中的试剂是　　　　(填字母)。
a.饱和NaHCO3溶液　b.饱和Na2CO3溶液　c.浓硫酸
(3)装置③中的试剂是　　　　　　。
[进行实验]
步骤1:打开K2,关闭K1,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
步骤2:打开K1,关闭K2,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
步骤1和步骤2中,a处带火星的木条产生的实验现象分别是步骤1中带火星的木条不复燃, 步骤2中带火星的木条复燃。
(4)Na2O2与CO2反应的化学方程式是 　　　　　　　　　　　　　。
[实验反思]
(5)有同学提出质疑:“上述实验不足以证明有水存在时Na2O2与CO2发生了化学反应。”其理由是 　。
(6)需要补充的实验操作:取装置⑤中反应后的少量固体, 　。
【答案】 (1)CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑
(2)a　(3)浓硫酸
(4)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
(5)气体中有水,水也可与Na2O2反应产生O2,使带火星的木条复燃
(6)加入盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水中
【解析】 [装置分析]装置①为碳酸钙与盐酸反应制备二氧化碳的发生装置,装置②的作用是除去二氧化碳中的氯化氢气体,装置③的作用是除去二氧化碳中的水蒸气,装置④和⑤用以验证二氧化碳与过氧化钠反应时是否需要与水接触,带火星的木条能检验氧气的存在,二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,当二氧化碳通过过氧化钠时,不可能完全反应,则逸出的气体中氧气浓度较低,影响带火星的木条复燃,故装置⑥的作用是吸收未反应完全的二氧化碳,防止干扰氧气的检验。
[进行实验]步骤1中通入过氧化钠的二氧化碳中不含有水蒸气,干燥的二氧化碳不能和过氧化钠反应,没有氧气生成,a处带火星的木条不复燃,步骤2中通入过氧化钠的二氧化碳中含有水蒸气,含有水蒸气的二氧化碳能和过氧化钠反应,有氧气生成,a处带火星的木条复燃。过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。
[实验反思](5)因水也能够和过氧化钠反应生成氧气,所以不能判断是二氧化碳和过氧化钠发生了反应。(6)二氧化碳和过氧化钠反应有碳酸钠生成,若⑤中反应后的固体中有碳酸钠,则其可以和盐酸反应生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
(时间:30分钟　分值:67分)
(选择题1～11题,每小题3分,共33分)
(一)Na2O和Na2O2
1.(2025·江苏南航附高期中)Na2O2是常用的供氧剂,下列说法不正确的是(　　)
[A] Na2O2可由Na在空气中加热而生成
[B] Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶1
[C] Na2O2与水反应生成O2的化学方程式为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
[D] Na2O2与CO2反应,Na2O2既是氧化剂又是还原剂
【答案】 B
【解析】 Na在空气中加热生成Na2O2,A正确;Na2O2是由Na+和构成的离子化合物,阴、阳离子个数比为1∶2,B不正确;Na2O2与水反应生成NaOH和O2,C正确;Na2O2与CO2的反应中,只有Na2O2中氧元素的化合价发生变化,因此Na2O2既是氧化剂又是还原剂,D正确。
2.下列有关Na2O和Na2O2的叙述正确的是(　　)
[A] Na2O比Na2O2稳定
[B] 只用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
[C] Na2O、Na2O2分别与CO2反应,产物相同,都可以作为供氧剂
[D] 可用CO2来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
【答案】 B
【解析】 Na2O在空气中加热时会转化为Na2O2,故Na2O2比Na2O稳定,故A错误;Na2O2与水反应会产生气泡,有明显的现象,因此可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2,故B正确;Na2O与CO2反应生成碳酸钠,Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和氧气,产物不同,Na2O2可以作为供氧剂而Na2O不可以,故C错误;CO2与Na2O2反应时无明显现象,不能确定Na2O粉末中是否含有Na2O2,故D错误。
3.有关Na2O2性质的实验如下:
已知:①Na2O2与水反应经历了Na2O2+2H2O2NaOH+H2O2;
②酚酞褪色原因与溶液的强碱性或强氧化性有关。
根据上述实验可以得出的结论是(　　)
[A] H2O2溶液能使酚酞褪色
[B] 浓氢氧化钠溶液能使酚酞褪色
[C] H2O2溶液和浓氢氧化钠溶液都能使酚酞褪色
[D] 可利用二氧化锰和水来完善实验方案
【答案】 D
【解析】 由实验现象和题给信息可知,实验中酚酞褪色可能是Na2O2和H2O2溶液具有强氧化性将酚酞氧化而漂白褪色,也可能是NaOH溶液浓度过大导致酚酞褪色,故由实验无法判断具体褪色原因,A、B、C均错误;还需补充向反应后的试管中加入MnO2除去H2O2、加入水稀释NaOH溶液的实验验证褪色原因,D正确。
(二)Na2CO3与NaHCO3的性质
4.下列各组物质中,其学名、俗名及化学式不相符合的是(　　)
[A] 碳酸钠、纯碱、Na2CO3
[B] 碳酸氢钠、小苏打、NaHCO3
[C] 氢氧化钠、火碱、NaOH
[D] 氧化钙、消石灰、CaO
【答案】 D
【解析】 消石灰是氢氧化钙,氧化钙是生石灰。
5.下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质,叙述错误的是(　　)
[A] 除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3,用加热法
[B] 鉴别Na2CO3和NaHCO3既可以用BaCl2溶液,也可用Ba(OH)2溶液
[C] 向Na2CO3粉末和NaHCO3晶体中滴入少量水,前者温度升高,后者温度下降
[D] Na2CO3、NaHCO3的水溶液均显碱性,它们都可以用作食用碱
【答案】 B
【解析】 NaHCO3加热易分解生成Na2CO3,可用加热法除杂,A正确;Na2CO3与BaCl2反应生成BaCO3沉淀,NaHCO3与其不反应,可用BaCl2溶液鉴别,加入Ba(OH)2溶液,由于HC+OH-C+H2O,二者均会产生BaCO3沉淀,不能用Ba(OH)2溶液鉴别,B错误;Na2CO3溶于水放热,NaHCO3溶于水吸热,前者温度升高,后者温度下降,C正确;水溶液均呈碱性,食用碱为纯碱与小苏打的混合物,D正确。
6.取16.8 g NaHCO3固体,加热一段时间,将剩余固体分成四等份,分别进行实验。下列能够说明NaHCO3固体已完全分解的是(　　)
[A] 加水溶解后向其中滴加酚酞溶液,溶液变红
[B] 加水溶解后向其中滴加澄清石灰水,有白色沉淀产生
[C] 称量固体,继续加热,冷却后再次称量所得固体,质量不变
[D] 加入稍过量的盐酸,充分反应后将溶液蒸干,所得固体质量为2.925 g
【答案】 C
【解析】 NaHCO3溶液和Na2CO3溶液都呈碱性,滴加酚酞溶液后都变红,无法证明NaHCO3固体已完全分解,A错误;加水溶解后向其中滴加澄清石灰水,NaHCO3溶液中也会出现白色沉淀,无法证明NaHCO3固体已完全分解,B错误;称量固体,继续加热,冷却后再次称量所得固体,质量不变,说明NaHCO3固体已完全分解,C正确;加入稍过量的盐酸,充分反应后将溶液蒸干,根据钠元素守恒可知,无论碳酸氢钠是否完全分解,最后得到NaCl的质量始终相等,无法证明NaHCO3固体已完全分解,D错误。
(三)焰色试验
7.(2024·湖南长沙期末)下列对进行焰色试验的说明,正确的是(　　)
①钾的火焰颜色,要透过蓝色钴玻璃观察　②先把铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同,再蘸被检物质　③每次实验后,要用硫酸把铂丝洗净　④焰色试验是很多金属或它们的化合物表现出的物理性质　⑤没有铂丝,也可用光洁无锈的铁丝代替
[A] ①②④⑤ [B] ①③④⑤
[C] ①②③④ [D] 全部
【答案】 A
【解析】 盐酸易挥发,其盐高温时也易挥发,灼烧时盐酸及其盐可一起挥发掉,以达洗净的目的,应用盐酸清洗铂丝,不能用硫酸清洗铂丝,③错误;由于铁灼烧时火焰无色,不会干扰被检测的元素,因此可用光洁无锈的铁丝代替铂丝,⑤正确。综上,A正确。
综合应用
8.(2025·湖南长沙期中)以不同类别物质间的转化为线索(如图),认识钠及其化合物。
下列分析不正确的是(　　)
[A] 反应④说明Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3的
[B] 反应⑤⑥表明Na2O2是碱性氧化物
[C] 反应⑥可用于潜水艇中氧气的供给
[D] 上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应
【答案】 B
【解析】 NaHCO3受热分解生成Na2CO3,即反应④说明Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3的,A正确;反应⑤⑥都有O2生成,说明Na2O2不是碱性氧化物,B不正确;反应⑥有O2生成,说明可用于潜水艇中氧气的供给,C正确;题述转化中发生的反应有④分解反应、①化合反应、②置换反应,D正确。
9.关于Na2O2与CO2和H2O(g)混合气体的反应,下列说法错误的是(　　)
[A] 只要参加反应的Na2O2一定,反应生成的氧气就一定
[B] 只要CO2和H2O(g)的总数量一定,反应所消耗的Na2O2的量就一定
[C] 只要气体的总数量一定,反应中所转移的电子的数量就一定
[D] 只要混合气体的总数量一定,固体所增加的质量就一定
【答案】 D
【解析】 Na2O2与CO2、H2O(g)反应的化学方程式及电子转移情况分别为
、。
由于两个反应中Na2O2与O2的化学计量数之比都为 2∶1,故A正确;两个反应中反应物的关系分别为2Na2O2～2CO2、2Na2O2～2H2O(g),故B正确;根据化学方程式中的电子转移情况知,故C正确;根据化学方程式知,CO2、H2O(g)与Na2O2反应时,固体增加的质量为“CO2”中“CO”的质量和“H2O”中“H2”的质量,所以当数量固定的混合气体中CO2气体所占的比例大时,固体增加的质量大,当H2O(g)所占的比例大时,固体所增加的质量较小,故D
错误。
10.(2025·吉林长春期中)草木灰是草本和木本植物燃烧后的残余物,含有K2CO3,可用作肥料。实验室中检验草木灰中含有K2CO3的步骤如下:
①将植物燃烧后的残余物溶于适量水中,静置后过滤,将滤液加热浓缩;
②用洁净的铂丝蘸取浓缩液在酒精灯火焰上灼烧,并透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色;
③取适量溶液于烧杯中,加入足量CaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤;
④取滤渣,向滤渣中加入足量的稀盐酸,并在烧杯口盖上涂有澄清石灰水的玻璃片,玻璃片上有白色浑浊物。
下列说法错误的是(　　)
[A] 步骤①中必须用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和酒精灯
[B] 若步骤②中火焰呈紫色,说明溶液中含有K+
[C] 步骤③④可证明原溶液中含有C
[D] 该实验过程中涉及的化学反应均不是氧化还原反应
【答案】 A
【解析】 步骤①涉及溶解、过滤、蒸发等操作,过滤操作中需要漏斗,A错误;透过蓝色钴玻璃观察,K+的焰色试验为紫色,若步骤②中火焰呈紫色,说明溶液中含有K+,B正确;④中玻璃片上有白色浑浊物,证明③中的白色沉淀与盐酸反应有CO2生成,步骤③④可证明原溶液中含有C,C正确;步骤中涉及K2CO3与CaCl2反应、CaCO3与盐酸反应、CO2与Ca(OH)2反应,化学反应中元素化合价均不变,均不是氧化还原反应,D正确。
11.过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)又称固体过氧化氢,能杀灭病毒,是一种良好的消毒剂,也可作为漂白剂、去污剂。下列说法不正确的是(　　)
[A] 过碳酸钠具有强氧化性
[B] 可预测过碳酸钠不稳定,受热易分解
[C] 含有二氧化锰或高温条件不影响过碳酸钠的保存
[D] 向过碳酸钠溶于水后的溶液中滴入澄清石灰水,会出现白色沉淀
【答案】 C
【解析】 由过碳酸钠又称固体过氧化氢,可作消毒剂和漂白剂可知,过碳酸钠具有强氧化性,故A正确;根据H2O2的性质,可预测过碳酸钠不稳定,受热易分解,故B正确;含有二氧化锰或高温条件下,H2O2分解速率增大,影响过碳酸钠的保存,故C错误;过碳酸钠溶于水后的溶液中含有碳酸根离子,滴入澄清石灰水反应生成碳酸钙白色沉淀,故D正确。
12.(16分)(2025·江苏无锡辅仁高级中学期中)某化学兴趣小组采用如图所示装置研究NaHCO3分解生成的CO2与Na2O2反应。
回答下列问题。
(1)画出乙中实验装置图,并标出相应试剂。
(2)装置丙中反应的化学方程式是 　,该反应中氧化剂与还原剂的质量比为　　　 　。
(3)装置丁中NaOH溶液的作用是　 ,
装置戊中澄清石灰水的作用是　 。
(4)NaHCO3俗称小苏打,工业上可通过侯氏制碱法(又称联合制碱法)制取。侯氏制碱法中生成NaHCO3的化学方程式: 　 。操作时,往饱和食盐水中先通入　　　　气体,原因是　 　。
【答案】 (1)
(2)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2　1∶1
(3)除去O2中的CO2　检验O2中是否有CO2
(4)NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl　NH3　NH3的溶解度大而且溶液呈碱性后能吸收更多CO2,增大HC浓度,有利于NaHCO3析出
【解析】 (1)实验目的是研究NaHCO3分解生成的CO2与Na2O2反应,NaHCO3分解放出的CO2气体中含水蒸气,装置乙的作用是干燥CO2,故乙是盛有浓硫酸的洗气瓶,装置图为。
(2)装置丙中Na2O2和CO2反应的化学方程式是2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,该反应中Na2O2既作氧化剂又作还原剂,由得失电子守恒可知,氧化剂与还原剂的质量比为1∶1。
(3)由装置丙出来的气体中含O2和CO2,丁中NaOH溶液可除去O2中的CO2,装置戊中澄清石灰水的作用是检验O2中是否有CO2。
(4)侯氏制碱法中向溶解NH3的NaCl溶液中通入CO2生成NaHCO3和NH4Cl,其化学方程式为NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl。NH3的溶解度大而且溶液呈碱性后能吸收更多CO2,增大HC浓度,有利于NaHCO3析出,所以往饱和食盐水中先通入NH3。
13.(18分)某兴趣小组为测定某工业纯碱(仅含碳酸氢钠杂质)中碳酸钠的质量分数,设计了下列两种实验方案进行探究。请回答下列问题。
方案一:取a g纯碱样品经加热后测定剩余固体质量,并计算碳酸钠的质量分数。
(1)加热样品所选用的仪器是　 　　(填字母)。
(2)加热时发生反应的化学方程式是 　。
(3)若反应后测得固体质量为b g,样品中碳酸钠的质量分数为　 (4分)。
方案二:乙同学利用如图所示装置进行实验。
该实验的操作步骤:①连接好装置;②取一定量样品装入锥形瓶中;③检查装置的气密性;④关闭弹簧夹,在U形管和干燥管内填满碱石灰,称量U形管C的质量;⑤缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止;⑥打开弹簧夹,缓慢鼓入数分钟氮气,再称量U形管C的质量;⑦打开弹簧夹,缓慢鼓入几分钟氮气。
(4)正确的操作顺序是　　　　　　　(填序号)。
(5)洗气瓶B中盛装的是　　　　　　(填试剂名称);装置D的作用是　 　(3分)。
(6)在操作⑥中,继续通入氮气一段时间的原因是 　(3分)。
【答案】 (1)B
(2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(3)×100%
(4)①③②⑦④⑤⑥
(5)浓硫酸　防止空气中的CO2和水蒸气被C中的碱石灰吸收
(6)使A瓶中产生的CO2气体全部排到装置C中被碱石灰吸收,以免产生误差
【解析】 (1)加热固体物质应用坩埚,故选B。
(2)碳酸氢钠受热分解,反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
(3)利用质量差求算
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O　　Δm
2×84 g　　　　　　　 44 g　18 g 62 g
m (a-b) g
得m= g,所以Na2CO3的质量为a g- g= g,其质量分数为×100%。
(4)实验中按装置图连接好仪器后,要先检查装置的气密性,加样品于锥形瓶中;通入氮气,将装置中的空气排尽后再装填碱石灰、称量,并重新连接好;加入稀硫酸反应,再缓慢鼓入氮气数分钟排尽产生的气体,再称量U形管C的质量。
(5)B中为浓硫酸,可除去二氧化碳中的水蒸气;装置D的作用是防止空气中的CO2和水蒸气被装置C中的碱石灰吸收,否则会使吸收的二氧化碳质量增加。
(6)鼓入氮气使A瓶中产生的CO2气体全部排到装置C中被碱石灰吸收,以免产生误差。课程标准要求 学科核心素养
1.具有较强的问题意识,能提出化学探究问题,能作出预测和假设。能依据实验目的和假设,设计解决简单问题的实验方案,能对实验方案进行评价。 2.能运用实验基本操作实施实验方案,具有安全意识和环保意识。能观察并如实记录实验现象和数据,进行分析和推理,得出合理的结论。能说明假设、证据和结论之间的关系,用恰当形式表达和展示实验成果。 3.能列举钠和氯的重要化合物并了解金属钠和氯气的性质。 4.能预测物质的某些性质,并进行实验验证。 1.宏观辨识与微观探析:基于研究物质性质的方法和程序,探究钠、氯及其化合物的性质;建立物质的量概念,基于物质的量定量认识物质的组成及物质的化学变化。 2.科学探究与创新意识:根据化学问题设计简单的实验方案并完成实验;观察并客观记录物质及其变化的现象;通过分析、推理获得实验结论,依据证据分析和解决实际问题。 3.科学态度与社会责任:增强探索未知、崇尚真理意识,赞赏化学对社会发展的重大贡献;通过对金属钠、氯气等一系列的科学探究活动,发展安全意识和严谨求实的科学态度。
第一节　钠及其化合物
第1课时　活泼的金属单质——钠
[学习目标]　1.能从微观的原子结构认识钠,能从钠原子的结构(微观)分析认识钠是一种非常活泼的金属,具有很强的还原性(宏观)。2.通过钠与氧气反应的实验探究,进一步认识化学变化的特点,能根据钠与氧气反应的不同条件,判断其生成物。3.通过钠与水反应的实验探究,认识实验现象能够反映物质性质的思维方法,能设计实验探究钠与氯气、水的反应,会分析钠与酸、碱、盐溶液的反应,认识钠与水反应的本质。
学习任务1　探究钠的物理性质、与氧气的反应
1.钠的物理性质
钠既有金属的一般性,又有其特殊性。
一般性:银白色金属,热和电的良导体。
特殊性:质软,密度比水的小,熔点低。
2.钠元素的原子结构及存在
(1)钠原子的结构。
(2)存在:钠元素在自然界中都以化合物的形式存在,如NaCl、Na2CO3、Na2SO4等。
3.钠与非金属单质的反应
(1)钠与氧气反应[实验2-1][实验2-2]。
实验步骤 实验现象 实验结论
①新切开的钠有银白色的金属光泽; ②在空气中表面很快变暗 ①钠为银白色金属; ②硬度小; ③常温下,在空气中发生反应的化学方程式为4Na+O22Na2O
钠在加热的坩埚里先熔化成银白色的小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体 ①钠的熔点低; ②在空气中加热时,发生反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2
对比结论:钠与氧气的反应,条件不同,产物不同,反应现象不同。
保存:钠应隔绝空气密封保存,实验室中钠保存在石蜡油或煤油中。
(2)钠与其他非金属单质直接化合。
如Na与S在研磨条件下可反应,Na与Cl2在加热条件下可反应,化学方程式:2Na+Cl22NaCl。
题点一　金属钠的物理性质
1.(2025·河南南阳月考)下列有关钠的物理性质的叙述正确的是(　　)
①银白色金属　②质软,可用小刀切割　③熔点较低　④密度比水小　⑤热和电的良
导体
[A] ①②④ [B] ②③⑤
[C] ①③④ [D] ①②③④⑤
2.下列有关钠的取用方法、保存及存在形式的描述正确的是(　　)
[A] 实验中,可用药匙取用少量的金属钠
[B] 实验室中,钠通常保存在煤油中
[C] 依据实验室规则,实验后剩余的金属钠不能放回原试剂瓶中
[D] 钠在自然界中主要以化合态形式存在,少量以游离态形式存在
题点二　金属钠与氧气的反应
3.(2024·江苏南通如皋调研)将一小块金属钠置于坩埚中,用酒精灯加热坩埚,可以观察到金属钠先熔化,后剧烈燃烧,燃烧结束后坩埚底部残留有黄色固体。下列说法不正确的是(　　)
[A] 金属钠切开后表面为银白色
[B] 金属钠的熔点低于着火点
[C] 金属钠燃烧时火焰为黄色
[D] 所得产物中阳离子和阴离子的个数比为 1∶1
4.等质量的两块钠,第一块在加热条件下与足量氧气充分反应,第二块在常温下与足量氧气充分反应。则下列说法错误的是(　　)
[A] 第一块钠失去电子数多
[B] 两块钠失去电子数相同
[C] 两块钠的反应产物的颜色不相同
[D] 两块钠的反应产物的质量不相等
钠与氧气反应的对比分析
学习任务2　探究钠与水的反应
钠与水反应的实验
[实验目的]认识钠与水的反应。
[预测] 通过金属活动性顺序表可知,钠的性质非常活泼,能与酸或水反应。从物质组成及氧化还原反应的角度,预测钠与水反应的生成物为NaOH、H2。
[实验、观察、记录、分析]
实验操作 实验现象 分析及解释
钠浮在水面上 钠的密度比水的小
钠熔化成小球 钠的熔点低,反应放热
钠在水面上 四处游动 反应产生的氢气推动小球运动
钠与水反应发出“嘶嘶”声,逐渐变小,最后消失 钠与水剧烈反应
反应后溶液的颜色逐渐变红 反应生成碱性物质(NaOH)
[结论] 钠与水剧烈反应,生成氢氧化钠和氢气,化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑,离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑。反应中钠是还原剂,水是氧化剂;若有1个钠原子参加反应,转移1个电子。
　　钠电池的研究成果于2012年发表在国际知名核心期刊上,但多年来,钠电池并没有推广使用,因为钠与水反应,在实际电池应用中会带来很多问题,增加规模化成本。
探究　钠与溶液反应的深层探究
问题1:在做钠与水反应的探究实验时,有的同学观察到钠在水面上剧烈反应,跳动、迸溅。请你帮他分析一下可能的原因并提醒他实验需注意的事项。
问题2:将绿豆大的金属钠加入少量盐酸中,能观察到什么现象 请写出相关反应的化学方程式。
问题3:将钠投入硫酸铜溶液中,能否置换出铜,为什么 将钠投入饱和氢氧化钠溶液中可观察到有白色固体析出,试解释这一现象。
钠与酸、碱、盐溶液反应规律总结
1.与酸溶液反应:钠先和酸反应,若钠过量,待酸反应完全后,过量的钠再与H2O反应。
2.与碱溶液反应:钠与碱溶液反应的实质是钠与水的反应。若为饱和碱溶液,则析出碱。
3.与盐溶液反应:
与盐溶液反应
金属钠不能将较不活泼金属从其盐溶液中置换出来,但在熔融状态或非水溶剂中,能将较不活泼金属从其盐中置换出来,如4Na+TiCl44NaCl+Ti。
题点一　钠与水反应
1.(2025·北京工大附中期中)钠与水反应时产生的各种现象如下:
①钠浮在水面上;
②钠熔化成银白色小球;
③小球迅速游动并逐渐减小,最后消失;
④发出“嘶嘶”的响声;
⑤滴入酚酞后溶液显红色。
其中错误的解释是(　　)
[A] ①表明钠的密度比水的小
[B] ②表明钠的熔点比较低,金属钠呈银白色
[C] ③表明钠是强还原剂,与水发生激烈的反应,产生大量气体
[D] ⑤表明钠显碱性,使酚酞变红
2.某同学按如图所示实验装置进行钠与水反应的实验,打开右端软塞,将一小块金属钠加入煤油中,迅速塞紧塞子。下列说法不正确的是(　　)
[A] 金属钠落在b处,有气体产生,并且上下跳动
[B] 从左端长颈漏斗中滴加酚酞溶液,水溶液变为红色
[C] 反应一段时间后,左端液面上升进入长颈漏斗,a处有无色氧气产生
[D] 打开活塞M,在右端导管口直接点燃,产生淡蓝色火焰
题点二　钠性质的综合考查
3.按如图所示进行相应实验,下列有关它们反应现象的分析错误的是(　　)
[A] 均有可燃性气体生成
[B] 反应剧烈程度:乙>甲
[C] 丙中钠能置换出单质铜
[D] 乙、丙中钠在液面上反应,并四处游动
4.(2025·安徽阜阳一中期中)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体放出,又有白色沉淀产生的有(　　)
①MgSO4溶液　②稀NH4Cl溶液
③Ca(HCO3)2溶液　④饱和NaCl溶液
⑤饱和澄清石灰水　⑥CaSO4溶液
[A] 2个 [B] 3个 [C] 4个 [D] 5个
[footnoteRef:0]　　　　　　 　　　　　 　　　　　 [0:
命题解密与解题指导
情境解读:本题以制取钠的两种电解法为素材,考查金属钠和氢氧化钠的性质。
素养立意:通过辨析钠和氧气、钠与溶液反应的实验现象,培养宏观辨识与微观探析学科素养;通过反应的现象分析、推理,促进证据推理与模型认知化学核心素养的发展。
思考路径:
]
金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的,这个原理应用于工业生产,约在1891年才获得成功。1921年实现了电解氯化钠制钠的工业方法,其反应原理是2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。回答下列问题。
(1)保存金属钠的正确方法是　　　　(填字母)。
A.放在棕色瓶中
B.放在细沙中
C.放在水中
D.放在煤油中
(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部,用酒精灯加热充分反应(如图所示),请写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　,生成物的颜色为　 。
(3)Na、NaOH久置在空气中最终都变为　 (填化学式)。
(4)将一小块金属钠投入CuCl2溶液中,发生反应的化学方程式为　 。
(4)2Na+CuCl2+2H2OCu(OH)2↓+H2↑+2NaCl
(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部,加热,反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2,过氧化钠为淡黄色固体。
(3)Na、NaOH久置在空气中最终都变为碳酸钠,化学式为Na2CO3。
(4)将一小块金属钠投入CuCl2溶液中,首先钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,然后氢氧化钠与氯化铜发生复分解反应,反应的化学方程式为2Na+CuCl2+2H2OCu(OH)2↓+
H2↑+2NaCl。
(时间:30分钟　分值:46分)
(选择题1～11题,每小题3分,共33分)
(一)钠的物理性质、与O2的反应
1.下列关于钠单质的叙述正确的是(　　)
[A] 钠在自然界中存在游离态
[B] 钠是一种灰色的固体
[C] 钠可以保存在煤油或四氯化碳中(已知四氯化碳与钠不反应,密度大于水)
[D] 钠着火时可以用干燥的沙土扑灭
2.(2025·北师大附中期中)下列关于金属Na的叙述正确的是(　　)
[A] Na在空气中燃烧,发出黄色火焰
[B] Na在空气中燃烧,产物是Na2O
[C] Na是银白色金属,硬度大,熔点高
[D] 等质量的Na与O2反应,转移电子数不一定相同
3.2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此判断其产物(　　)
[A] 只有Na2O
[B] 只有Na2O2
[C] 有Na2O和Na2O2
[D] 无法确定
(二)钠与水的反应(及拓展)
4.在实验室里做钠跟水反应的实验时,用到的仪器是(　　)
a.试管夹　b.镊子　c.小刀　d.冷凝管　e.滤纸
f.研钵　g.烧杯　h.坩埚　i.陶土网　j.玻璃片
k.药匙　l.燃烧匙
[A] abdi [B] cefj
[C] fghl [D] bcegj
5.(2025·广东深圳期中)已知:Cu(OH)2在80 ℃ 以上即分解为黑色的CuO和H2O。某同学将一小块金属钠投入盛有CuSO4溶液的试管中,不可能观察到的现象是(　　)
[A] 钠块熔化成闪亮的小球
[B] 钠始终在液面下四处游动
[C] 产生蓝色沉淀
[D] 有黑色物质析出
6.钠与水反应的实验过程如图所示,下列有关说法错误的是(　　)
[A] ②中钠熔成小球,说明钠与水反应放热且钠的熔点低
[B] ③中滴加酚酞溶液后溶液变红,说明有碱性物质生成
[C] 钠与水反应的离子方程式是2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑
[D] 实验过程中切取一块绿豆大的钠后,将剩余的钠放入废液缸中
综合应用
7.(2025·江苏扬州一中期中)下列关于金属钠的叙述正确的是(　　)
[A] 实验时用剩的钠块不能放回原试剂瓶
[B] 金属钠着火时,可用水来灭火
[C] 钠能把钛、锆等金属从它们的盐溶液中还原出来
[D] 钠钾合金熔点低,常温下呈液态,可用作快中子反应堆的热交换剂
8.在烧杯中加入水和苯(苯的密度为0.88 g/cm3,与水互不相溶,且不与钠反应)各50 mL,将一小粒金属钠(密度为0.97 g/cm3)投入烧杯中,观察到的现象可能为(　　)
[A] 钠在水层中反应并四处游动
[B] 钠表面无明显现象
[C] 钠在苯的液面上反应并四处游动
[D] 钠在苯与水的界面处反应并可能上浮下沉
9.一同学将一小块金属钠露置于空气中,观察到下列现象:银白色变暗变白色出现液滴白色固体粉末。下列说法正确的是(　　)
[A] 银白色变暗是因为生成了过氧化钠
[B] 出现液滴是因为NaOH具有吸湿性
[C] 过程④只发生了物理变化
[D] 最后得到的白色固体粉末是NaOH
10.将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,反应后溶液质量一定减小的是(　　)
[A] HCl [B] K2SO4
[C] NaOH [D] CuSO4
11.(2025·广东江门月考)Na与不同浓度的盐酸反应,进行下列实验。下列说法不正确的是(　　)
实验装置
实验试剂 实验1:0.36% HCl溶液
实验2:36% HCl溶液
实验操作 放入一小块金属钠
放入与实验1表面积基本相同的钠
实验现象 钠浮在液面上并四处游动,与水的反应剧烈程度相当
钠浮在液面上并四处游动,不如实验1剧烈;表面出现白色固体,白色固体逐渐沉到烧杯底部;液体不沸腾,液面上方出现少量白雾
[A] 实验2中白色固体是NaCl
[B] 实验2中液面上方出现白雾是因为反应放热,加速了浓盐酸的挥发
[C] 实验2反应现象不如实验1剧烈的原因是氢离子浓度增大
[D] 实验2的离子方程式为2Na+2H++2Cl-2NaCl↓+H2↑
12.(13分)化学小组同学在课外书中看到:“Na着火时不能用CO2灭火。”他们决定探究CO2与Na反应的产物。
[提出猜想] CO2与Na反应可能生成4种物质:C、CO、Na2O和Na2CO3
[查阅资料] ①向PdCl2溶液中通入CO,能产生黑色沉淀。
②Na2CO3是白色固体,易溶于水。
③Na2O是白色固体,与H2O反应生成NaOH。
④CaCl2、NaCl、Na2CO3、NaOH四种溶液分别与无色酚酞溶液作用比较:
分别向右侧 物质的溶液 中加入无色 酚酞溶液 CaCl2 NaCl Na2CO3 NaOH
主要实 验现象 无色 无色 由无色变 为红色 由无色变 为红色
[实验过程] 同学们在老师的指导下设计了如图所示装置(部分夹持仪器已略去)。
(1)实验记录。
序号 实验操作 主要实验现象 实验结论及解释
① 打开a,关闭b,由长颈漏斗注入盐酸 A中产生大量气泡;E中出现浑浊 E中反应的化学方程式为
② 当E中出现浑浊时,打开b,关闭a,点燃酒精灯 D中Na剧烈燃烧,产生白烟,内壁附着黑色、白色固体,G中产生黑色沉淀 反应产物一定有 　 和
③ 取D中白色固体于试管中,加水溶解,再加入几滴CaCl2溶液 产生白色沉淀 反应产 物还有
(2)实验反思。
①(3分)实验记录②中,E中出现浑浊再点燃酒精灯的目的是　 。
②C中的试剂是　　　　　　。

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