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Na2O
Na2O2
电子式
氧元素化合价
-2
-1
色、态
白色固体
淡黄色固体
阴、阳离子个数比
1∶2
是否为碱性氧化物
是
不是
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↑
用途
-
氧化剂、供氧剂、漂白剂
2.金属钠露置在空气中会发生一系列变化,其过程:
银白色金属钠
表面变暗
出现白色固体接着表面变稀
白色块状固体
白色粉末状物质
写出上述各步反应的化学方程式:
①4Na+O2===2Na2O;
②Na2O+H2O===2NaOH;
③2NaOH+CO2+9H2O===Na2CO3·
10H2O;
④Na2CO3·
10H2O===Na2CO3+10H2O。
(1)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶(√)
(2)Na与足量O2反应生成Na2O,随着温度的升高,生成Na2O的速率逐渐加快(×
)
错因:
温度升高,Na与O2反应生成Na2O2。
(3)把钠投入到NH4Cl溶液中可以生成两种气体(√)
(4)Na2O2加入酚酞溶液中,反应现象为变红(×
Na2O2具有强氧化性,现象应为先变红后褪色。
1.金属钠与氧气反应在不同条件下生成产物不同,据此回答下列问题。
(1)1mol钠与足量氧气反应转移电子数为________。
(2)1mol氧气与足量钠反应转移电子数范围为____________________________________。
答案
(1)NA
(2)2NA~4NA
解析
(1)Na与O2反应不管生成Na2O还是Na2O2,Na元素均由0价变为+1价,因此,1molNa与O2反应转移电子的数目为NA。
(2)1molO2与Na反应若全生成Na2O,则生成2molNa2O,转移4NA电子,若全生成Na2O2,则生成1molNa2O2,转移2NA电子,故转移电子数的范围为2NA~4NA。
2.将物质的量为0.2mol的Na、Mg、Al三种金属分别加入到100mL1mol·
L-1的盐酸中,产生H2的体积依次为V1、V2、V3,则V1、V2、V3的大小关系为________。
答案 V1>
V2=V3
解析 根据计算,0.2molNa、Mg、Al与100mL1mol·
L-1的盐酸反应,Na、Mg、Al过量,故Mg、Al产生的H2相等,但剩余的Na会与水反应生成H2,故V1>
V2=V3。
3.往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠,然后各加入100mL水,搅拌,使固体完全溶解,则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是________。
答案 乙=丙>
甲>
丁
解析
(1)甲、丁相比:
甲:
Na→NaOH 消耗H2O,溶剂减少
丁:
NaOH无反应 溶剂不变
故NaOH的质量分数:
丁。
(2)乙、丙相比:
生成NaOH相等消耗H2O相等
溶剂相等,故乙、丙溶液完全等同。
(3)乙、丙与甲相比
Na 乙:
Na2O 丙:
当它们物质的量相等时,甲(Na)所得NaOH是乙、丙(Na2O、Na2O2)所得NaOH物质的量的
,它们所消耗的水相等,故溶剂相等,因此甲的质量分数比乙、丙小。
题组一 钠与溶液反应的实质
1.将一小块金属钠分别投入盛有:
a.水、b.乙醇、c.稀H2SO4的三个小烧杯中,反应速率由快到慢的顺序为______________。
解释反应速率不同的原因:
_________________________。
答案 c>
a>
b 钠与上述三种物质反应的实质都是钠与H+间的置换反应,H+浓度的大小决定了反应速率的快慢,由三种物质电离出H+的能力可知H+浓度的大小顺序为c>
b,因而反应速率顺序为c>
b
2.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体又有白色沉淀产生的是____________(填序号)。
①MgSO4溶液 ②BaCl2溶液 ③饱和澄清石灰水 ④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuSO4溶液
⑥饱和食盐水 ⑦浓盐酸
答案 ①③④⑥
解析 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,①中Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;
③中反应消耗水,溶液温度升高,Ca(OH)2的溶解度降低,析出Ca(OH)2,产生白色沉淀;
④中Ca2++HCO
+OH-===CaCO3↓+H2O或Ca2++2HCO
+2OH-===CaCO3↓+CO
+2H2O;
⑤中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀,不符合题意。
⑥中水减少,溶液过饱和析出NaCl。
3.(2020·
石家庄高三模拟)向分别盛有100mL水、100mL0.1mol·
L-1盐酸、100mL0.01mol·
L-1
NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05molNa。
下列有关说法正确的是( )
A.三个烧杯中均先发生的离子反应为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应,且X烧杯中的反应最剧烈
C.三个烧杯反应后,溶质的物质的量浓度相同
D.三个烧杯反应后,生成的气体的质量一定相同
答案 D
解析 钠与盐酸反应时钠先与H+反应,离子方程式表示为2Na+2H+===2Na++H2↑,A错误;
三个烧杯中,Y烧杯中的氢离子浓度最大,反应最剧烈,B错误;
X烧杯中生成的溶质为NaOH,Y烧杯中生成的溶质为NaCl、NaOH,Z烧杯中生成NaOH,且Z烧杯中原溶质为NaOH,故三个烧杯中溶质的物质的量浓度不同,C错误;
因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完,故生成H2的量相同,D正确。
1.钠与水、酸、盐溶液反应的本质与顺序:
本质上均是与H+的反应,反应顺序是:
有酸酸在前,无酸水为先。
2.钠与乙醇反应的特点——慢、沉
钠与乙醇反应,钠块先沉在液面下,后上下浮动,能看到表面冒出气泡,并不能熔化成小球。
题组二 Na2O2的氧化性和还原性
4.从元素化合价角度分析Na2O2的性质
2
Na2
(1)Na2O2的强氧化性
向氢硫酸饱和溶液中加入少量Na2O2,产生浅黄色沉淀,其化学方程式为_______________。
(2)Na2O2的还原性
在酸性高锰酸钾溶液中加入适量Na2O2粉末,溶液褪色,并产生无色气体,Na2O2表现出____________性,氧化产物是____________。
答案
(1)Na2O2+3H2S===S↓+2NaHS+2H2O
(2)还原 O2
5.某溶液中含有HCO
、SO
、CO
、CH3COO-4种阴离子。
向其中加入足量的Na2O2固体后,溶液中离子浓度基本保持不变的是________,增大的是________。
答案 CH3COO- CO
解析 Na2O2与水反应生成NaOH,HCO
+OH-===CO
+H2O,HCO
浓度减小,CO
浓度增大;
SO
具有还原性,会被Na2O2氧化,浓度减小;
CH3COO-浓度几乎不变。
6.过氧化钠是一种常见的强氧化剂,具有强氧化性。
根据要求回答下列问题:
(1)将Na2O2固体分别投入到品红溶液、紫色石蕊溶液中,溶液颜色的变化分别为__________
__________________________、____________________________________________________。
(2)Na2O2与木炭粉混合研磨会发生爆炸,原因是______________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)某同学根据SO2、CO2都是酸性氧化物,预测二者的混合气体与Na2O2反应生成的固体产物中只含有Na2RO3。
这一预测是否正确?
________,理由是__________________________
______________________________________________________________________________。
答案
(1)褪色 先变蓝后褪色
(2)Na2O2具有强氧化性,与木炭粉接触发生剧烈的氧化还原反应 (3)不正确 Na2O2与SO2反应可生成Na2SO4
考点二 碳酸钠与碳酸氢钠
1.Na2CO3和NaHCO3的性质
2.转化关系
Na2CO3
NaHCO3
3.Na2CO3、NaHCO3在日常生产、生活中的应用
(1)Na2CO3是一种非常重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。
(2)NaHCO3是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一;
在医疗上,它是治疗胃酸过多的一种药剂(但胃溃疡病人慎用)。
(1)在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都会分解(×
在酒精灯加热条件下,NaHCO3会分解,Na2CO3不会分解。
(2)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(×
HCl先与NaOH反应,不会立即产生气泡。
(3)用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时,不涉及化学变化(×
纯碱水解产生NaOH,油脂在碱性条件下水解生成甘油和高级脂肪酸钠,发生化学变化。
(4)向CaCl2溶液中通入足量CO2,有白色沉淀生成(×
CO2和CaCl2溶液不反应。
1.将CO2气体通入到饱和Na2CO3溶液中有何现象?
原因是什么?
答案 有沉淀析出,原因是反应消耗了溶剂水,使生成的NaHCO3的质量比原Na2CO3的质量大,且NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度。
2.依据二者性质的差异确定除杂方法(后者为杂质)
序号
混合物
除杂方法
①
Na2CO3(s)、NaHCO3(s)
②
NaHCO3(aq)、Na2CO3(aq)
③
Na2CO3(aq)、NaHCO3(aq)
答案 ①加热法 ②通入足量CO2 ③滴加适量NaOH溶液
3.请设计实验方案,用50mL2mol·
L-1NaOH溶液和足量的CO2气体,制取50mL1mol·
L-1的Na2CO3溶液。
答案 将50mLNaOH溶液,等分成两份,一份通入过量的CO2,然后加热煮沸、冷却后与另一份NaOH溶液混合即可。
反应方程式可表示为
第一步:
NaOH+CO2===NaHCO3
第二步:
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O。
题组一 Na2CO3、NaHCO3的性质与用途
1.(2019·
贵阳质检)下列关于金属钠单质及其化合物的说法中,不正确的是( )
A.NaCl可用作食品调味剂
B.相同温度下NaHCO3的溶解度大于Na2CO3
C.Na2CO3的焰色反应呈黄色
D.工业上Na可用于制备钛、锆等金属
答案 B
解析 A项,氯化钠有咸味,可用作食品调味剂;
B项,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠的溶解度;
C项,钠元素的焰色反应为黄色;
D项,钠的活动性比较强,可以从熔融盐中置换出钛、锆等金属。
2.某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。
下列说法不正确的是( )
A.实验前pH(Na2CO3)>pH(NaHCO3)
B.实验后两溶液中离子种类完全相同
C.Na2CO3溶液中生成的沉淀比NaHCO3溶液中生成的沉淀多
D.两溶液中反应的基本类型相同
解析 CO
、HCO
水解均显碱性,相同浓度下,CO
的水解程度比HCO
大,所以相同浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,pH(Na2CO3)>
pH(NaHCO3),故A正确;
实验后,碳酸钠溶液和氯化钙溶液恰好反应,生成碳酸钙沉淀和氯化钠,其中的离子主要有Na+、Cl-;
碳酸氢钠溶液和氯化钙溶液反应后,生成碳酸钙沉淀和氯化钠、碳酸,碳酸大部分分解为二氧化碳气体和水,氯化钙有剩余,溶液中的离子主要有Na+、Cl-、Ca2+,故两者的离子种类不完全相同,故B错误;
加入氯化钙后,左侧试管中只有白色沉淀生成,则反应方程式为Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl,右侧试管中有白色沉淀和无色气体产生,则反应方程式为2NaHCO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O,由方程式可知起始CO
的物质的量相同时,Na2CO3溶液中生成的沉淀比NaHCO3溶液中生成的沉淀多,故C正确;
根据C项分析可知,两试管中发生的反应均为复分解反应,故D正确。
题组二 Na2CO3、NaHCO3的鉴别
3.某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如下图Ⅰ~Ⅳ所示。
(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是___________________________________
(填装置序号)。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为______________________;
与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是________(填字母)。
A.Ⅳ比Ⅲ复杂
B.Ⅳ比Ⅲ安全
C.Ⅳ比Ⅲ操作简便
D.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不行
(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是____________
____________________________________________________(填化学式)。
答案
(1)Ⅱ
(2)2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O D (3)NaHCO3
解析
(1)图Ⅰ不能达到实验目的,因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳,二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊;
图Ⅱ可以鉴别,因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应,生成的二氧化碳气体的量不同,可根据气球膨胀程度来判断。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑、CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O,实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。
(3)试管B装入碳酸氢钠,试管A装入碳酸钠,这样直接加热的碳酸钠,温度高,不分解,不能使澄清石灰水变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分解,使澄清石灰水变浑浊,表明了碳酸氢钠很不稳定。
Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法
(1)利用热稳定性不同
(2)相同条件下利用反应速率不同
(3)利用阴离子的不同
(4)利用溶液的碱性不同
考点三 碱金属 焰色反应
1.碱金属的一般性与特殊性
(1)一般性
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;
核电荷数逐渐增大;
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价
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
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)特殊性
①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。
②碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物,其中氢以H-形式存在,显-1价,碱金属氢化物是强还原剂。
④试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但Na、K等需放回原瓶。
⑤锂与O2反应与钠不同,只生成Li2O。
2.焰色反应
(1)焰色反应的概念
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色,属于物理变化,是元素的性质。
(2)焰色反应的操作
铂丝
无色
待测物
观察火焰颜色
(3)常见元素的焰色
钠元素:
黄色;
钾元素:
紫色(透过蓝色钴玻璃观察);
铜元素:
绿色;
钡元素:
黄绿色;
Ca元素:
砖红色。
(1)焰色反应是一种复杂的化学变化(×
焰色反应是物理变化。
(2)钠、氧化钠、碳酸钠的焰色反应均显黄色(√)
(3)做焰色反应实验时,用稀H2SO4洗涤铂丝(×
铂丝在使用前要用稀盐酸将其表面物质洗净,然后在火焰上灼烧至无色,这是因为金属氯化物在灼烧时易挥发,而硫酸盐难挥发。
(4)钠的还原性比钾的弱,但工业上制取钾可用Na和熔融KCl在高温下反应制备(√)
(5)Li在空气中加热可快速反应生成Li2O2(×
Li与O2反应只生成Li2O。
题组一 碱金属的性质
1.下列有关铯及其化合物的说法不正确的是( )
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。
2.碱金属元素单质及其化合物有广泛用途。
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___________________________________________________________________________。
(2)金属钾是一种活泼的金属,下列有关其性质的说法中正确的是________(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.1mol·
L-1KOH溶液比1mol·
L-1NaOH溶液碱性强
(3)KH是一种野外供氢剂,其电子式为________,与水反应放出氢气,生成1mol氢气时,反应中转移电子数为________。
(4)工业上用钠制钾,反应方程式为Na+KCl
K↑+NaCl,其原理为_____________
____________________________________________________________________________。
答案
(1)锂可以与水反应
(2)B (3)K+[
H]- NA (4)高温下,K变为蒸气逸出,平衡右移
题组二 焰色反应
3.利用焰色反应,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( )
A.非金属单质燃烧时火焰均为无色
B.Na2SO4与NaOH灼烧时火焰颜色相同
C.焰色反应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 某些非金属单质燃烧时火焰也有颜色,如H2燃烧产生淡蓝色火焰,单质硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,在纯氧中燃烧产生蓝紫色火焰,A项错误;
焰色反应为金属元素的性质,与元素的存在形式(化合态或游离态)无关,同种金属元素的焰色反应相同,Na2SO4、NaOH均含钠元素,火焰颜色均为黄色,B项正确;
只有观察钾元素的焰色反应时需要透过蓝色钴玻璃,C项错误;
焰色反应是金属元素的性质,而不是单质的性质,D项错误。
4.用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧,直接观察到火焰呈黄色,下列判断正确的是( )
A.只含有Na+
B.一定含有Na+,可能含有K+
C.既含有Na+,又含有K+
D.可能含有Na+,可能还含有K+
5.焰色反应是元素分析的一种重要方法,请回答有关问题:
(1)是否所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色?
举例说明。
________________________。
(2)某同学用铂丝蘸取某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,他判断该溶液一定为钠盐溶液。
其他同学不同意他的观点。
理由是___________________________________________________。
答案
(1)不是;
如铂、铁
(2)该溶液也可能为NaOH溶液
1.正误判断
(1)用二氧化碳灭火器扑灭金属钾的燃烧(×
)[2020·
新高考全国卷Ⅰ(山东),1D]
(2)小苏打用作食品膨松剂(√)[2020·
新高考全国卷Ⅰ(山东),2B]
(3)室温下,Na在空气中反应生成Na2O2(×
)(2020·
江苏,6A)
(4)盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长,可施加熟石灰进行改良(×
)(2019·
天津,3C)
(5)Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色原因的方程式是2Na2O2===2Na2O+O2↑(×
(2019·
全国卷Ⅱ,11C)
(6)NaHCO3(s)
Na2CO3(s)
NaOH(aq),物质间转化均能实现(√)
(2018·
江苏,9A)
(7)将金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入集满CO2的集气瓶,集气瓶中产生大量白烟,瓶内有黑色颗粒产生,证明CO2具有氧化性(√)(2017·
全国卷Ⅱ,13B)
(8)二氧化碳使Na2O2固体变白,该过程中气体被还原(×
)(2017·
北京,8A)
(9)Na2O2吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具供氧剂(√)(2017·
江苏,3A)
(10)碳酸氢钠药片是抗酸药,服用时喝些醋能
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