第三章金属及其化合物第一讲钠及其化合物 高考化学一轮复习学案人教版

这是一份第三章金属及其化合物第一讲钠及其化合物 高考化学一轮复习学案人教版，共44页。学案主要包含了备选例题，加固训练—拔高，求同存异·姊妹比对，讲台挥洒一刻，思维升华等内容，欢迎下载使用。
第一讲　钠及其化合物

考点一　钠的性质及应用(命题指数★★★)

1．钠的物理性质：
颜色
银白色，有金属光泽
密度
ρ(H2O)＞ρ(Na)＞ρ(煤油)
熔点
低于100 ℃
硬度
质地柔软，可以用小刀切割
传导性
可导电、导热
2．从钠原子的结构认识钠的化学性质——还原性：

(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应。
O2
Cl2：2Na＋Cl22NaCl
(2)与水的反应。
①离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。
②与滴加酚酞的水反应的现象及解释。

(3)与盐酸反应。
离子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。
3．钠的制取及保存：

4．钠的用途：


1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)金属钠露置在空气中最后生成小苏打。(　　)
提示：×。金属钠露置在空气中最后生成碳酸钠。
(2)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。(　　)
提示：√。1 mol Na被完全氧化，失去NA个电子。
(3)钠着火燃烧时可用泡沫灭火器扑灭。(　　)
提示：×。Na及其燃烧产物可与泡沫灭火器喷出泡沫中的水和二氧化碳反应释放出氢气和氧气而助燃，所以Na着火不可用泡沫灭火器扑灭。
(4)室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2。(　　)
提示：×。Na与O2反应生成Na2O，在加热条件下，Na与O2反应生成Na2O2。
(5)金属Na表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化。(　　)
提示：×。金属Na表面自然形成的氧化层是疏松的，不能保护内层金属。
2．如图，将一小块金属钠加入盛有某溶液的烧杯中，探究金属钠与物质的反应。

(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________(填字母)。解释反应速率不同的原因：______________________________。
提示：c>a>b。钠与题述三种物质反应的实质都是钠与H＋的反应，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>a>b，因而反应速率为c>a>b。
(2)把一块黄豆粒大小的金属钠投入盛有硫酸铜溶液的烧杯里，观察所发生的现象是________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：将钠投入硫酸铜溶液中，由于钠的密度比水小，故金属钠浮在液面上，同时跟溶液里的水反应，生成NaOH和H2，且该反应放热，故钠会熔化成闪亮的小球，NaOH能与溶液中的CuSO4反应，生成Cu(OH)2蓝色沉淀。
3．观察是研究物质性质的一种基本方法。一同学将一小块金属钠露置于空气中，观察到下列现象：银白色变灰暗变白色出现液滴白色固体白色粉末，判断下列说法正误。
说法
正误判断
①发生了氧化还原反应
________
②变白色是因为生成了碳酸钠
________
③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液
________
④只发生物理变化
________
【解析】钠在空气中露置，物质转化如下：NaNa2ONaOHNaOH潮解Na2CO3·10H2ONa2CO3粉末。
答案：①√　②×　③×　④×

命题角度1：钠与氧气的反应
【典例1】(2021·武汉模拟)某同学将金属钠露置于空气中足够长时间，观察到下列现象：银白色→变灰暗→变白色→出现液滴→白色固体→白色粉末。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了Na2O
B．出现液滴原因是生成的Na2CO3吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液
C．最后白色粉末为碳酸钠粉末
D．最后白色粉末的质量比金属钠质量大
【解析】选B。小块金属钠露置于空气中发生的变化中，银白色→变灰暗→变白色→出现液滴→白色固体，是钠被氧化为氧化钠；氧化钠和水反应生成氢氧化钠；氢氧化钠潮解形成氢氧化钠溶液；二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠固体，最终风化变成的白色粉末为碳酸钠，据此解答。因钠很活泼，易被氧化，则金属钠在空气中易被氧化形成氧化钠，出现表面变暗现象，故A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，故B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，最终风化变成的白色粉末为碳酸钠，故C正确；最后白色粉末为碳酸钠，质量比金属钠的质量大，故D正确。
【备选例题】
某厂用Na除掉苯中的水分。某次生产误将甲苯当作苯投进反应釜中，由于甲苯中含水量少，最后反应釜还残留大量的Na。下列处理方法更合理、更安全的是(　　)
A．打开反应釜，将Na暴露在空气中与氧气反应
B．向反应釜通入Cl2，Na在Cl2中燃烧生成NaCl
C．向反应釜加大量H2O，通过化学反应“除掉”金属钠
D．向反应釜滴加C2H5OH，并设置放气管，排出氢气和热量
【解析】选D。A.钠暴露在空气中会与空气中的水和氧气反应，但钠与水反应放出大量热，当达到物质的着火点时，甲苯燃烧，引发火灾，因此该处理方法不当，错误。B.钠在氯气中燃烧会放出大量的热，当达到甲苯的着火点时，甲苯燃烧，引发火灾，因此该处理方法不当，错误。C.钠与水反应放出大量的热，会导致甲苯燃烧，引发火灾，错误。D.钠与乙醇反应，反应速率相对缓慢，更安全、更合理，正确。
命题角度2：钠与水溶液的反应
【典例2】(1)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________。
①MgSO4溶液　②NaCl溶液　③Na2SO4溶液 ④饱和澄清石灰水　
⑤Ca(HCO3)2溶液 ⑥CuSO4溶液　⑦饱和NaCl溶液
(2)按要求书写反应的离子方程式
①将Na投入Ca(HCO3)2溶液中，反应后生成正盐溶液_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
②将Na投入NH4HCO3溶液中，有刺激性气味气体放出____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
【解析】(1)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；④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产生沉淀；⑤中Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O；⑥中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意。
答案：(1)①④⑤⑦
(2)①2Na＋Ca2＋＋2HCO===CaCO3↓＋2Na＋＋CO＋H2↑
②2Na＋NH＋HCO===2Na＋＋CO＋NH3↑＋H2↑
　
(1)(宏观辨识与微观探析)有同学认为钠的活泼性比铜强，钠与硫酸铜反应能够生成铜单质，试分析反应的条件？
提示：钠与熔融的硫酸铜反应。操作方案可为惰性气体保护下，在蒸发皿中放一小块钠，加热至熔化时，用玻璃棒蘸取少量无水硫酸铜与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。
(2)(变化观念与平衡思想)有同学认为钠、氢氧化钠都不与氯化钠反应，故钠投入饱和NaCl溶液中不会有固体析出，试分析该同学的认识是否正确？
提示：错误。向饱和NaCl溶液中投入钠，溶液中水减少，c(Na＋)增大，使
NaCl(s) Na＋(aq)＋Cl－(aq)的溶解平衡向左移动，析出固体NaCl。
【备选例题】
有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100 mL大试管中先加40 mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面升至胶塞处，并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题：

(1)有关钠反应的现象是_______________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)大试管的溶液中出现的现象：________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)装置中液面的变化：大试管内________________；长颈漏斗内_____________。
(4)写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式：____________________________。
【解析】(1)因为ρ(煤油)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。
命题角度2：焰色反应
【典例2】焰色反应实验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色反应的观察两项操作如图所示：

下列叙述中不正确的是(　　)
A．每次实验中都要先将铂丝灼烧到火焰无色，再蘸取被检验物质
B．钾的焰色反应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．没有铂丝可用无锈铁丝代替进行实验
【解析】选C。如果不将铂丝灼烧到火焰无色，会给样品火焰颜色带来干扰，A正确；观察钾的焰色时要透过蓝色钴玻璃，滤去黄光再观察，B正确；焰色反应应选择本身颜色较浅的火焰，C错误；铁丝与铂丝灼烧时都没有焰色，可以进行焰色反应的实验，D正确。

1．碱金属的特殊性：
(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。
2．焰色反应的操作：

如图所示


命题点1：碱金属元素性质(基础性考点)
1．关于碱金属单质的下列叙述中正确的是(　　)
A．从锂→铯密度逐渐增大
B．在钠、钾、铯三种单质中，铯的熔点最低
C．铷的密度比钾大，熔点比钾高
D．金属钫的熔点比金属钠的熔点高
【解析】选B。碱金属元素随着原子序数的增大，其单质的熔点、沸点依次降低，密度依次增大(但钾反常)；钠、钾、铯三种单质中，钠的熔点最高，铯的熔点最低；而碱金属单质中，钫的熔点最低；铷与钾相比较，铷的密度比钾大，熔点比钾低。
【加固训练—拔高】
(2021·邯郸模拟)碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是(　　)
A.在碱金属元素中它具有最大的原子半径
B.钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物
C.它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱
D.它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸
【解析】选B。根据同主族元素性质的递变规律，从金属锂到金属钫随原子序数的递增，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强，与水反应的剧烈程度逐渐增强，与氧气反应的产物越来越复杂，可以产生过氧化物、超氧化物等。
命题点2：焰色反应(基础性考点)
2．明代宋应星所著的《天工开物》被誉为“17世纪中国工艺百科全书”。下列说法错误的是(　　)
A．“纷纷灿烂如星陨，喧豗似火攻”描述了钠、铁等金属的焰色反应
B．“凡盐，见水即化”，此处所讲“盐”即食盐
C．灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，无法确定是否有K＋
D．高压钠灯发出透雾性强的黄光是利用了焰色反应的原理
【解析】选A。钠的火焰呈黄色，但铁的火焰无色，所以诗句中描述的焰色反应不包含金属铁，故A错误；“凡盐，见水即化”中所讲的“盐”即食盐，溶解度较大，易溶于水，故B正确；灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，并不能证明无K＋，Na＋焰色反应为黄色，可遮住紫光，K＋焰色反应需透过蓝色的钴玻璃滤去黄光后观察，故C正确；钠的焰色反应为黄色，则高压钠灯发出透雾性强的黄光是利用了焰色反应的原理，故D正确。
【加固训练—拔高】
为鉴别K2CO3和NaHCO3两种白色固体，有4位同学分别设计了下列四种不同的方法，其中不可行的是(　　)
A．分别加入1 mol·L－1的盐酸，看气泡产生的快慢
B．分别取样在试管中加热，将可能产生的气体通入澄清石灰水中，观察有无白色浑浊
C．分别取样配成溶液，滴加Ba(OH)2溶液，观察有无白色沉淀
D．分别配成溶液，做焰色反应实验，观察火焰的颜色
【解析】选C。A项，因K2CO3与盐酸反应分步进行，先生成碳酸氢钾，盐酸过量时才生成气体，故可行；B项，K2CO3受热不分解，NaHCO3受热分解产生CO2，故可行；C项，二者与Ba(OH)2溶液反应都产生白色沉淀BaCO3，故不可行；D项，钾的焰色反应为紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，钠的焰色反应为黄色，故可行。

1．下列说法正确的是(　　)
A．(2020·浙江7月选考)Na2O在空气中加热可得固体Na2O2
B．(2019·全国Ⅱ卷)Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色2Na2O2===2Na2O＋O2↑
C．(2019·江苏高考)室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2
D.(2018·江苏高考)NaHCO3受热易分解，可用于制胃酸中和剂
【解析】选A。无水状态下Na2O2比Na2O更稳定，Na2O在空气中加热可以生成更稳定的Na2O2，A正确；Na2O2在空气中放置，会与空气中的CO2和水蒸气反应，最终生成Na2CO3，B错误；常温下，Na与O2反应生成Na2O，在加热条件下，Na与O2生成Na2O2，C错误；NaHCO3可以与胃酸中的HCl反应，不是因为其受热易分解的性质，D错误。
2．下列有关叙述正确的是 (　　)
A．(2020·山东等级考)用二氧化碳灭火器扑灭金属钾的燃烧
B．(2020·山东等级考)小苏打用作食品膨松剂中涉及氧化还原反应
C．(2017·江苏高考)Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂
D．碳酸钠不可用于去除餐具的油污
【解析】选C。K燃烧有K2O2、KO2生成，K2O2、KO2和CO2反应生成O2助燃，所以不能用CO2灭火器扑灭金属钾的燃烧，A错误；小苏打即NaHCO3，NaHCO3受热分解产生无毒的CO2，因此可用小苏打作食品膨松剂，不涉及氧化还原反应，B错误；人呼出CO2，经Na2O2反应生成O2，故可作供氧剂，C正确；碳酸钠溶液显碱性，会使油污中的油脂发生水解生成可溶性的物质而除去，D错误。
【加固训练—拔高】
(2016·江苏高考)根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验，经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤。下列图示装置和原理能达到实验目的的是(　　)
　
【解析】选C。制NH3需要NH4Cl与Ca(OH)2反应，A项错误；通CO2的方向错，应长进短出，B项错误；NaHCO3的溶解度小，可用过滤法分离，C项正确；加热NaHCO3会分解，D项错误。




1．特殊的颜色：Na2O2——淡黄色固体。
2．特殊的存放：Na、K保存在煤油中。
3．钠与水(或水溶液)反应的四个共同现象——“浮、游、熔、响”。
4．必记的五个反应：
(1)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。
(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。
(3)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
(4)Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑。
(5)Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。
5．Na2CO3与NaHCO3鉴别的四种方法：
(1)固体加热法。(2)加盐酸法。(3)加CaCl2溶液法。
(4)测等浓度溶液的pH法。
6．碱金属的焰色反应：
钠——黄色；钾——紫色(透过蓝色的钴玻璃)