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一、 钠及其化合物
导学1　活泼的金属单质——钠　氧化钠和过氧化钠
海水中的重要元素——钠和氯
第二章
高中化学 必修 第一册
知 识 点 一
知识点一　金属钠的性质
1. 钠元素的原子结构及存在形式
2. 钠与非金属的反应
(1)钠与氧气的反应：
条件 常温 加热
实验 步骤
实验 现象 新切开的钠具有__________色的金属光泽，在空气中很快__________ 钠先__________，然后剧烈燃烧，火焰呈__________，生成__________固体
银白
变暗
熔化
黄色
淡黄色
条件 常温 加热
结论 ①物理性质：钠具有________色的金属光泽，硬度_______，熔点__________，密度大于煤油，通常保存在__________或__________中 ②钠与氧气的反应(写出反应的化学方程式)： 常温下：___________________(Na2O为__________色) 加热时：__________________(Na2O2为__________色) 反应条件不同，钠与氧气反应的产物不同
银白
小
低
煤油
石蜡油
4Na＋O2====2Na2O
白
2Na＋O2Na2O2
淡黄
(2)钠与其他非金属单质的反应：
钠与其他非金属单质化合生成的化合物中钠元素只显＋1价，试写出下列反应的化学方程式：
①钠和氯气反应：________________________；
②钠和氢气反应生成NaH：2Na＋H22NaH。
2Na＋Cl22NaCl
3. 钠与水的反应
(1)理论推测：
①从物质组成的角度来看，钠含有钠元素，水含有__________元素。
②从元素价态的角度来看，钠具有__________性，水具有__________性，二者发生氧化还原反应生成__________和__________。
氢、氧
还原
氧化
NaOH
H2
(2)实验探究：
实验操作 实验现象 结论或解释
钠__________在水面上 钠的密度比水_______
钠__________成闪亮的小球 钠的熔点__________，反应放热
小球在水面上__________ 反应产生的_________推动小球运动
与水反应发出“嘶嘶”的响声，逐渐变小，最后消失 钠与水__________反应，产生气体
反应后溶液的颜色逐渐变__________ 有__________物质生成
浮
小
熔化
低
迅速游动
氢气
剧烈
红
碱性
(3)实验结论：
①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______________________________________。
②钠与水反应的实质是钠置换水电离出的__________，生成__________。
2Na＋2H2O====2NaOH＋H2↑
2Na＋2H2O====2Na＋＋2OH－＋H2↑
H＋
H2
[判断正误]
(1)钠元素在自然界中以游离态和化合态两种形式存在。(　　)
(2)金属钠能存放于煤油中，也可存放于石蜡油中。(　　)
(3)常温下，钠与氧气反应生成淡黄色固体。(　　)
(4)钠失火时不能用水扑灭，应该用干燥的沙土盖灭。(　　)
(5)钠投入饱和NaOH溶液中，无明显现象。(　　)
×
√
×
√
×
例1　将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，反应后溶
液质量减小的是(　　)
A. HCl B. K2SO4
C. NaOH D. CuSO4
【解析】 对于A、B、C项中的物质，都是消耗Na产生H2，2Na→H2，投入46 g Na，放出2 g H2，溶液质量均增加。对于D项中的物质，钠首先与H2O反应生成NaOH并放出H2，然后NaOH与C反应生成Cu(OH)2沉淀，总的化学方程式为2Na＋2H2O＋CuSO4====Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑，由化学方程式可以看出，溶解46 g Na，生成98 g Cu(OH)2沉淀和2 g H2，溶液质量减小。
D
知 识 点 二
知识点二　氧化钠和过氧化钠
1. 氧化钠的性质
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。
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
Na2O＋H2O====2NaOH
Na2O＋2HCl====2NaCl＋H2O
Na2O＋CO2====Na2CO3
2. 过氧化钠的性质
(1)实验探究过氧化钠与水的反应：
实验 操作
(2)Na2O2与CO2反应也会产生O2，试写出反应的化学方程式：___________________________________。
实验 现象 ①试管外壁__________，带火星的木条__________；②用pH试纸检验反应所得溶液，呈__________性
实验 结论 Na2O2与水反应__________，化学方程式为2Na2O2＋2H2O====4NaOH＋O2↑
发烫
复燃
碱
放热
2Na2O2＋2CO2====2Na2CO3＋O2
3. 过氧化钠的用途
(1)Na2O2可在呼吸面具或潜艇中作为__________的来源。
(2)Na2O2中氧元素的化合价为________价，具有强________，可作漂白剂。
氧气
－1
氧化性
[判断正误]
(1)Na2O与Na2O2均为碱性氧化物。(　　)
(2)Na2O与Na2O2中的氧元素的化合价不相同，钠元素的化合价
相同。(　　)
(3)Na2O与Na2O2的阴、阳离子个数比均为1∶2。(　　)
(4)Na2O2与H2O的反应中，H2O是还原剂。(　　)
(5)将Na2O投入盛有水(滴有酚酞溶液)的试管中，溶液变成红
色，振荡试管后溶液褪色。(　　)
×
√
√
×
×
例2　 下列关于Na2O、Na2O2的说法，正确的是(　　)
A. Na2O、Na2O2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是强氧化剂，具有漂白性，能够用来漂白食品
D. Na2O2与水反应，当生成1个O2分子时，转移2个电子
【解析】 Na2O2与水反应，除了生成NaOH，还生成O2，所以Na2O2不是碱性氧化物，A错误；Na2O2是淡黄色固体，B错误；Na2O2有强氧化性，具有漂白性，但不能用来漂白食品，C错误；Na2O2与水的反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，当生成1个O2分子时，转移2个电子，D正确。
D
例3　(2024·玉环中学高一检测)CO和H2的混合气体21.2 g，与
足量O2反应后，通过足量Na2O2，固体质量增加(　　)
A. 21.2 g B. 14 g
C. 6.78 g D. 不能确定
【解析】 已知有关反应：2H2＋O22H2O，2CO＋O22CO2，2Na2O2＋2H2O====4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2====2Na2CO3＋O2。将上述化学方程式合并可得：Na2O2＋H2====2NaOH，Na2O2＋CO====Na2CO3，即反应结果相当于CO、H2恰好被Na2O2吸收，固体增加的质量就是CO和H2的总质量。
A
[归纳总结]
Na2O2与CO2、H2O反应的质量关系
(1)2Na2O2＋2CO2====2Na2CO3＋O2　Δm(固体)
2×78 2×44 2×106 2×28
即发生反应时，固体增加的质量等于与CO2等分子数的CO的
质量。
(2)2Na2O2＋2H2O====4NaOH＋O2↑ Δm(固体)
2×78 2×18 4×40 2×2
即发生反应时，固体增加的质量等于与H2O等分子数的H2的
质量。
随 堂 检 测
1. (2024·遂昌中学高一检测)钠是一种重要的金属，下列说法
中，错误的是(　　)
A. 钠长久放置在空气中，最终变为Na2CO3
B. 钠性质活泼，可以从CuSO4溶液中置换出Cu
C. 钠在空气中燃烧，发出黄色火焰
D. 实验室中通常将钠保存在石蜡油或煤油中
B
2. 下列关于比较Na2O、Na2O2的说法，正确的是(　　)
A. Na2O2、Na2O久置于空气中变为白色NaOH固体
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、Na2O均可作供氧剂
C
3. (2024·书生中学高一检测)将一块金属钠投入滴有紫色石蕊
溶液的盛冷水的烧杯中，甲同学认为可观察到下列现象，其中
正确的有(　　)
①钠投入水中，先沉入水底，后浮出水面　②钠立即与水反
应，并有气体产生　③反应后溶液变红　④钠熔成闪亮的小球　⑤小球在水面上四处游动　⑥有“嘶嘶”的响声发出
A. ①②③④ B. ②③④⑤⑥
C. ②④⑤⑥ D. ③④⑥
C
4. 在呼吸面具和潜艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选择适当的化学试剂和实验用品，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是实验室制取CO2的装置，写出A中发生反应的离子方程
式：________________________________________。
(2)装置B中的试剂为______________________，其作用是________________________________。
(3)写出过氧化钠与CO2反应的化学方程式：
__________________________________。
(4)检验试管F中气体成分的实验操作是____________________
_____________________________________________。
CaCO3＋2H＋====Ca2＋＋CO2↑＋H2O
饱和碳酸氢钠溶液
除去二氧化碳中的氯化氢气体
2Na2O2＋2CO2====2Na2CO3＋O2
将带火星的木条伸入试
管内，若木条复燃，证明试管中收集到的气体是O2
【解析】 装置A用于制取CO2，由于盐酸有挥发性，所以CO2中会混有HCl气体，装置B中盛放的是饱和碳酸氢钠溶液，用于除去CO2中混有的HCl，在装置C中，二氧化碳以及二氧化碳中混有的水蒸气与过氧化钠反应，装置D中盛放的是NaOH溶液，用于吸收未反应的CO2，装置E中利用排水法收集O2。
(1)实验室利用石灰石(或大理石)和稀盐酸反应来制取二氧化碳，离子方程式为CaCO3＋2H＋====Ca2＋＋CO2↑＋H2O。
(2)盐酸有挥发性，所以CO2中会混有HCl气体，装置B中盛放的
饱和碳酸氢钠溶液用来除去CO2中的HCl。
(3)过氧化钠和CO2反应生成碳酸钠和氧气，化学方程式为
2Na2O2＋2CO2====2Na2CO3＋O2。
(4)试管F中会收集到氧气，氧气具有助燃性，可以将带火星的
木条伸入试管内，若木条复燃，证明试管中收集到的气体是O2。一、导学1　活泼的金属单质——钠　氧化钠和过氧化钠
知识点一　金属钠的性质
1. 钠元素的原子结构及存在形式
2. 钠与非金属的反应
(1)钠与氧气的反应：
条件 常温 加热
实验 步骤
实验 现象 新切开的钠具有　银白　色的金属光泽，在空气中很快　变暗　 钠先　熔化　，然后剧烈燃烧，火焰呈　黄色　，生成　淡黄色　固体
结论 ①物理性质：钠具有　银白　色的金属光泽，硬度　小　，熔点　低　，密度大于煤油，通常保存在　煤油　或　石蜡油　中 ②钠与氧气的反应(写出反应的化学方程式)： 常温下：　4Na＋O2====2Na2O　(Na2O为　白　色) 加热时：　2Na＋O2Na2O2　(Na2O2为　淡黄　色) 反应条件不同，钠与氧气反应的产物不同
(2)钠与其他非金属单质的反应：
钠与其他非金属单质化合生成的化合物中钠元素只显＋1价，试写出下列反应的化学方程式：
①钠和氯气反应：　2Na＋Cl22NaCl　；
②钠和氢气反应生成NaH：2Na＋H22NaH。
3. 钠与水的反应
(1)理论推测：
①从物质组成的角度来看，钠含有钠元素，水含有　氢、氧　元素。
②从元素价态的角度来看，钠具有　还原　性，水具有　氧化　性，二者发生氧化还原反应生成　NaOH　和　H2　。
(2)实验探究：
实验操作 实验现象 结论或解释
钠　浮　在水面上 钠的密度比水　小　
钠　熔化　成闪亮的小球 钠的熔点　低　，反应放热
小球在水面上　迅速游动　 反应产生的　氢气　推动小球运动
与水反应发出“嘶嘶”的响声，逐渐变小，最后消失 钠与水　剧烈　反应，产生气体
反应后溶液的颜色逐渐变　红　 有　碱性　物质生成
(3)实验结论：
①钠与水剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气，化学方程式为　2Na＋2H2O====2NaOH＋H2↑　，离子方程式为　2Na＋2H2O====2Na＋＋2OH－＋H2↑　。
②钠与水反应的实质是钠置换水电离出的　H＋　，生成　H2　。
[判断正误]
(1)钠元素在自然界中以游离态和化合态两种形式存在。(　×　)
(2)金属钠能存放于煤油中，也可存放于石蜡油中。(　√　)
(3)常温下，钠与氧气反应生成淡黄色固体。(　×　)
(4)钠失火时不能用水扑灭，应该用干燥的沙土盖灭。(　√　)
(5)钠投入饱和NaOH溶液中，无明显现象。(　×　)
例1　将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，反应后溶液质量减小的是(　D　)
A. HCl B. K2SO4
C. NaOH D. CuSO4
【解析】 对于A、B、C项中的物质，都是消耗Na产生H2，2Na→H2，投入46 g Na，放出2 g H2，溶液质量均增加。对于D项中的物质，钠首先与H2O反应生成NaOH并放出H2，然后NaOH与Cu2+反应生成Cu(OH)2沉淀，总的化学方程式为2Na＋2H2O＋CuSO4====Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑，由化学方程式可以看出，溶解46 g Na，生成98 g Cu(OH)2沉淀和
2 g H2，溶液质量减小。
知识点二　氧化钠和过氧化钠
1. 氧化钠的性质
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。
写出下列反应的化学方程式：
(1)氧化钠与水反应：　Na2O＋H2O====2NaOH　。
(2)氧化钠与盐酸反应：　Na2O＋2HCl====2NaCl＋H2O　。
(3)氧化钠与二氧化碳反应：　Na2O＋CO2====Na2CO3　。
2. 过氧化钠的性质
(1)实验探究过氧化钠与水的反应：
实验 操作
实验 现象 ①试管外壁　发烫　，带火星的木条　复燃　；②用pH试纸检验反应所得溶液，呈　碱　性
实验 结论 Na2O2与水反应　放热　，化学方程式为2Na2O2＋2H2O====4NaOH＋O2↑
(2)Na2O2与CO2反应也会产生O2，试写出反应的化学方程式：　2Na2O2＋2CO2====2Na2CO3＋O2　。
3. 过氧化钠的用途
(1)Na2O2可在呼吸面具或潜艇中作为　氧气　的来源。
(2)Na2O2中氧元素的化合价为　－1　价，具有强　氧化性　，可作漂白剂。
[判断正误]
(1)Na2O与Na2O2均为碱性氧化物。(　×　)
(2)Na2O与Na2O2中的氧元素的化合价不相同，钠元素的化合价相同。(　√　)
(3)Na2O与Na2O2的阴、阳离子个数比均为1∶2。(　√　)
(4)Na2O2与H2O的反应中，H2O是还原剂。(　×　)
(5)将Na2O投入盛有水(滴有酚酞溶液)的试管中，溶液变成红色，振荡试管后溶液褪色。(　×　)
例2　 下列关于Na2O、Na2O2的说法，正确的是(　D　)
A. Na2O、Na2O2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是强氧化剂，具有漂白性，能够用来漂白食品
D. Na2O2与水反应，当生成1个O2分子时，转移2个电子
【解析】 Na2O2与水反应，除了生成NaOH，还生成O2，所以Na2O2不是碱性氧化物，A错误；Na2O2是淡黄色固体，B错误；Na2O2有强氧化性，具有漂白性，但不能用来漂白食品，C错误；Na2O2与水的反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，当生成1个O2分子时，转移2个电子，D正确。
例3　(2024·玉环中学高一检测)CO和H2的混合气体21.2 g，与足量O2反应后，通过足量Na2O2，固体质量增加(　A　)
A. 21.2 g B. 14 g
C. 6.78 g D. 不能确定
【解析】 已知有关反应：2H2＋O22H2O，2CO＋O22CO2，2Na2O2＋2H2O====4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2====2Na2CO3＋O2。将上述化学方程式合并可得：Na2O2＋H2====2NaOH，Na2O2＋CO====Na2CO3，即反应结果相当于CO、H2恰好被Na2O2吸收，固体增加的质量就是CO和H2的总质量。
[归纳总结]
Na2O2与CO2、H2O反应的质量关系
(1)2Na2O2＋2CO2====2Na2CO3＋O2　Δm(固体)
2×78 2×44 2×106 2×28
即发生反应时，固体增加的质量等于与CO2等分子数的CO的质量。
(2)2Na2O2＋2H2O====4NaOH＋O2↑ Δm(固体)
2×78 2×18 4×40 2×2
即发生反应时，固体增加的质量等于与H2O等分子数的H2的质量。
　 随堂检测
　　　　　　　　　　　　　　　　
1. (2024·遂昌中学高一检测)钠是一种重要的金属，下列说法中，错误的是(　B　)
A. 钠长久放置在空气中，最终变为Na2CO3
B. 钠性质活泼，可以从CuSO4溶液中置换出Cu
C. 钠在空气中燃烧，发出黄色火焰
D. 实验室中通常将钠保存在石蜡油或煤油中
2. 下列关于比较Na2O、Na2O2的说法，正确的是(　C　)
A. Na2O2、Na2O久置于空气中变为白色NaOH固体
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、Na2O均可作供氧剂
3. (2024·书生中学高一检测)将一块金属钠投入滴有紫色石蕊溶液的盛冷水的烧杯中，甲同学认为可观察到下列现象，其中正确的有(　C　)
①钠投入水中，先沉入水底，后浮出水面　②钠立即与水反应，并有气体产生　③反应后溶液变红　④钠熔成闪亮的小球　⑤小球在水面上四处游动　⑥有“嘶嘶”的响声发出
A. ①②③④ B. ②③④⑤⑥
C. ②④⑤⑥ D. ③④⑥
4. 在呼吸面具和潜艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选择适当的化学试剂和实验用品，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是实验室制取CO2的装置，写出A中发生反应的离子方程式：　CaCO3＋2H＋====Ca2＋＋CO2↑＋H2O　。
(2)装置B中的试剂为　饱和碳酸氢钠溶液　，其作用是　除去二氧化碳中的氯化氢气体　。
(3)写出过氧化钠与CO2反应的化学方程式：
　2Na2O2＋2CO2====2Na2CO3＋O2　。
(4)检验试管F中气体成分的实验操作是　将带火星的木条伸入试管内，若木条复燃，证明试管中收集到的气体是O2　。
【解析】 装置A用于制取CO2，由于盐酸有挥发性，所以CO2中会混有HCl气体，装置B中盛放的是饱和碳酸氢钠溶液，用于除去CO2中混有的HCl，在装置C中，二氧化碳以及二氧化碳中混有的水蒸气与过氧化钠反应，装置D中盛放的是NaOH溶液，用于吸收未反应的CO2，装置E中利用排水法收集O2。
(1)实验室利用石灰石(或大理石)和稀盐酸反应来制取二氧化碳，离子方程式为CaCO3＋2H＋====Ca2＋＋CO2↑＋H2O。
(2)盐酸有挥发性，所以CO2中会混有HCl气体，装置B中盛放的饱和碳酸氢钠溶液用来除去CO2中的HCl。
(3)过氧化钠和CO2反应生成碳酸钠和氧气，化学方程式为2Na2O2＋2CO2====2Na2CO3＋O2。
(4)试管F中会收集到氧气，氧气具有助燃性，可以将带火星的木条伸入试管内，若木条复燃，证明试管中收集到的气体是O2。

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