2026年高考化学总复习备课课件 第1讲 碱金属与焰色试验 钠及其氧化物

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1.了解钠的原子结构;2.掌握钠及钠的氧化物的主要性质;3.理解钠及钠的化合物的相互转化;4.了解碱金属元素及其化合物性质的递变规律及焰色试验的操作。
考点一　碱金属与焰色试验
考点二　钠的化学性质与用途
碱金属是位于元素周期表第ⅠA族的金属元素,目前有　　　　、　　　　　、　　　　、　　　　、铯(Cs)、钫(Fr)六种,价层电子排布式为　　　　,均为金属性　　　　的元素。 
2.碱金属单质的物理性质
(1)颜色:　　　　色金属(Cs略带金色光泽)。 (2)硬度:小,可用小刀切割,且Li、Na、K、Rb、Cs硬度逐渐　　　　。 (3)密度:小,随原子序数的递增,碱金属的密度逐渐增大,但ρK　　　　ρNa(填“>”或“ρLi,金属锂常保存在石蜡油中。 (4)熔点:低,随原子序数的递增,其单质的熔点逐渐　　　　　　,钠的熔点　　　　　　100 ℃。
3.碱金属单质的化学性质
(1)均能与水反应,且Li→Cs反应越来越剧烈。通式:　　　　　　　　　　　　　　　 (用R表示碱金属)。(2)均能与O2反应,锂只生成Li2O,K在空气中燃烧能生成复杂氧化物,如KO2 (超氧化钾)。
2R+2H2O===2ROH+H2↑
(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　　　　。 (2)碱金属一般都保存在　　　　中,但锂保存在　　　　　　中。原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)锂与O2反应与钠不同,只生成　　　　。 
锂的密度小于煤油的密度
否　由于K沸点低,汽化离开反应体系,使反应正向进行
4.检验碱金属元素的实验方法——焰色试验
(1)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征颜色,属于　　　　变化,是元素的性质。 (2)重要碱金属元素的焰色:钠:　　　　色;钾:　　　色(透过　　　　　　观察)。(3)焰色试验的操作
(1)下列有关焰色试验操作注意事项的说法正确的是　　　　　　　　。 ①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察　②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同,再蘸取被检验的物质　③每次实验后,要将铂丝用盐酸洗净　④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰　⑤没有铂丝时,也可以用光洁无锈的铁丝代替(2)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,可得出的结论为　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　。
一定含有Na+,可能含有K+
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H2C.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
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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (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　　　(填字母)。A.钾在空气中燃烧时,只生成K2OB.钾与水反应,由于反应剧烈可能会发生爆炸C.CsOH的碱性比KOH的强D.钾与水反应比钠与水反应更剧烈,说明钾的金属性比钠强
3.阅读材料,金属氢化物是金属与氢的二元化合物,活泼金属(如碱金属)氢化物,都是优良的还原剂,过渡金属合金(或金属互化物)的氢化物被用作储氢材料。
解答下列问题。(1)KH是一种野外供氢剂,其电子式为　　　　,与水反应放出氢气,化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 生成1 ml氢气时,反应中转移的电子数为　　　　　　　　　。 (2)NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3),脱锈过程中生成两种产物,其反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)完成以氢化锂(LiH)和氯化铝为原料合成氢化铝锂(LiAlH4)的反应方程式:4LiH+　　　　===LiAlH4+3　　　　。 
KH+H2O===KOH+H2↑
NA(或6.02×1023)
3NaH+Fe2O3===2Fe+3NaOH
1.钠的化学性质——强还原性
(1)下列说法错误的是　　　　。 ①加热时,碱金属单质与O2反应均生成相应的过氧化物②金属钠着火时,可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火③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)1 ml Na在氧气中燃烧,最多转移电子个数为　　　　　(NA表示阿伏加德罗常数)。
(2)钠与水的反应离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　 　　。 
(1)钠与水反应时产生的各种现象如下:①钠浮在水面上;②钠沉在水底;③钠熔化成小球;④小球迅速游动逐渐减小,最后消失;⑤发出嘶嘶的声音;⑥滴入酚酞后溶液显红色。其中正确的是　　　　　　　　。 
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
(2)写出钠与盐酸、乙醇和硫酸铜溶液反应的化学方程式,并比较钠与水及盐酸、乙醇反应速率的快慢。(3)钠、钾着火能否用水扑灭?为什么?　　　　　　　　　　　　　　　 。 
2Na+2HCl===2NaCl+H2↑2Na+2C2H5OH――→2C2H5ONa+H2↑2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。钠与上述三种物质反应的实质都是钠与H+之间的置换反应,由三种物质电离出H+的能力可知反应速率盐酸大于水,水大于乙醇
否,钠、钾能与水剧烈反应
钠是强还原剂,用Na来制取钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)等稀有金属。金属铌可用金属钠还原K2NbF7制取,写出热还原法制备铌的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
K2NbF7+5Na===Nb+5NaF+2KF
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　　　　　　(填序号)。 
2.某同学探究金属Na与CO2的反应,实验如下:
下列说法不正确的是(　　)A.生成的黑色固体中含有CB.白色固体是Na2OC.实验Ⅱ中滤液呈碱性D.金属Na着火不能用CO2灭火
3.(2021·福建1月适应性考试)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(　　)
A.钠的密度比液氨大B.溶液的导电性增强C.0.1 ml钠投入液氨中生成0.01 ml H2时,Na共失去0.02 ml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 ml钠反应失去0.1 ml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。
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
(1)用单线桥分析Na2O2与水的反应中电子转移的方向和数目:　　　　　　　　　　　　　　　　; 其中氧化剂是　　　　,还原剂是　　　　,氧化产物是　　　　,还原产物是　　　　。 (2)Na2O2与CO2反应生成0.1 ml氧气时,转移的电子数为　　　　　　　　　。
0.2NA(或1.204×1023)
2.Na2O2既有氧化性又有还原性,以氧化性为主
(2)Na2O2遇KMnO4等强氧化剂时,表现出　　　　　　, 氧化产物为　　　　。 
Na2SO4+2NaOH
1.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
2.Na2O2是一种常见的过氧化物,具有强氧化性和漂白性。
(1)请写出Na2O2的电子式:　　　　　　　　　　　　　　,其中化学键的类型为　　　　　　　　　　　　,氧元素的化合价为　　　　　　。 
(2)用化学方程式解释使酚酞溶液变红的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　, 依据实验现象推测红色褪去的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)用离子方程式解释加入酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)根据实验分析,过氧化钠与水反应除了生成氢氧化钠和氧气外,还存在另一反应,则另一反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　, 其反应类型为　　　　　　　　。 
反应生成的H2O2具有漂白作用(或反应生成的H2O2氧化了酚酞)
Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2
3.(1)写出下列物质的电子式:过氧化钙:　　　　　　　　　　,过氧化氢:　　　　　　　　　　　　;从结构上看上述两种物质的共同特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)纯净的过氧化钙(CaO2)是一种新型水产养殖增氧剂,常用于鲜活水产品的运输。可以起到杀菌、解酸(吸收二氧化碳)、防腐、供氧的作用。分别写出供氧、解酸(吸收二氧化碳)的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
两个氧原子之间都含有一对共用电子对(或都含有一个过氧键)
2CaO2+2H2O===2Ca(OH)2+O2↑
2CaO2+2CO2===2CaCO3+O2
体验真题 感悟高考
1.下列说法中正确的是　　　　。 
(1)(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)(2021·广东卷)23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA(3)(2021·北京卷)金属钠在空气中加热生成淡黄色固体:4Na+O2===2Na2O(4)(2023·天津卷)钠起火,可以使用水基灭火器扑灭(5)(2023·河北卷)金属钠保存在煤油中(6)(2024·广东卷)化学实验员,检验Na2O2是否失效的化学方程式:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2.(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(　　)
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∶1D.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
3.(2022·天津卷)金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题:
作助熔剂,降低NaCl的熔点,节省能耗
2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s)　ΔH=-510.9 kJ·ml-1
(3)采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2。空气与熔融金属Na反应前需依次通过　　　　、　　　　(填序号)。 a.浓硫酸b.饱和食盐水c.NaOH溶液d.KMnO4溶液解析　(3)采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2,由于空气中含有二氧化碳和水蒸气,因此要用氢氧化钠除掉二氧化碳,用浓硫酸除掉水蒸气,一般最后除掉水蒸气,因此空气与熔融金属Na反应前需依次通过NaOH溶液、浓硫酸。
分层训练 提升等级
基础落实选择题只有1个选项符合题意1.(2024·江苏扬州模拟预测)钠钾合金常温下呈液态,可用作快中子反应堆的热交换剂,这主要是因为钠钾合金(　　)
A.易与O2反应B.易与H2O反应C.熔点低、导热性好D.密度小、硬度小解析　钠、钾为金属,具有良好的导电、导热能力,钠钾合金熔点低,常温下呈液态,具有良好的导热性,可用作快中子反应堆的热交换剂,故C符合题意。
2.(2024·湖北黄冈模拟)碱金属元素是周期性表现得最鲜明和最规律的元素。下列说法正确的是(　　)
A.单质都能浮在水面上,都能保存在煤油中B.单质在空气中燃烧时,都生成过氧化物C.单质都不能在自然界中稳定存在D.单质都是强还原剂,其阳离子都具有强氧化性解析　Rb、Cs的密度比水大,Li的密度比煤油小,A不正确;Li燃烧只能生成Li2O,B不正确;碱金属单质是强还原剂,但其阳离子具有弱氧化性,D不正确。
3.(2024·吉林长春模拟)试管内装有足量的煤油和水的混合物,静置后投入一小块碱金属,可观察到金属在煤油和水的界面附近上下往复运动,下列说法中不正确的是(　　)
A.此碱金属可能是钾或钠B.若是金属钾则上下运动的幅度比钠小C.碱金属上下运动是由于与水反应产生了氢气D.若是金属锂则不能观察到上述现象解析　该金属在煤油和水的界面附近上下往复运动,说明其密度介于煤油和水之间,金属锂的密度小于煤油,因而A、D两项正确;上下运动是由于与水反应产生的氢气的推动作用和浮力作用,C项正确。
4.(2024·吉林二模)关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是(　　)
5.下列关于钠的叙述不正确的是(　　)
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.金属钠可保存的煤油中,也可保存在CCl4中D.钠投入到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,再用滤纸吸收其表面的煤油或石蜡,然后在玻璃片上用小刀切割金属,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纳和氢气,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;钠熔点低,且钠与水反应放热,所以钠投入到水中立即熔化成小球,故D正确。
6.(2024·河北保定期末)下列叙述正确的是(　　)
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物　②钠在常温下不容易被氧化　③Na2O2可作供氧剂,而Na2O不行　④石蕊溶液中加入Na2O2粉末,先变蓝后褪色,并有气泡生成　⑤钠与浓NH4Cl溶液反应,放出的气体中含H2和NH3A.都正确B.①②③④C.③④⑤D.②④⑤
解析　①Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,不满足碱性氧化物与水反应只生成相应碱的定义,因此Na2O2不属于碱性氧化物,故错误;②钠单质为活泼性金属单质,在常温下能与氧气反应生成氧化钠,故错误;③Na2O2可与二氧化碳、水反应生成氧气,可以作供氧剂,而Na2O与二氧化碳、水反应不生成氧气,故Na2O不能作供氧剂,故正确;④Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,石蕊遇碱变蓝,Na2O2具有漂白性,会使蓝色溶液褪色,故正确;⑤浓NH4Cl溶液呈酸性,钠单质能与溶液中H+反应生成H2,促进NH4Cl水解生成NH3·H2O,该反应为放热反应,温度升高会使NH3·H2O分解生成NH3,故正确。
7.某氧化物在一定条件下能与Na2O2反应,且反应极有规律,如Na2O2+SO2=== Na2SO4,2Na2O2+2SO3(g)===2Na2SO4+O2。据此判断下列反应方程式错误的是(　　)
A.2Na2O2+2N2O3===4NaNO2+O2B.Na2O2+2NO2===2NaNO3C.2Na2O2+2N2O5===4NaNO3+O2D.2Na2O2+2Mn2O7===4NaMnO4+O2
解析　由Na2O2与SO2、SO3的反应方程式可推知Na2O2与元素的最高价氧化物反应有O2生成,而与低价氧化物反应无O2生成。N2O3中N的化合价为+3,不是最高价,生成物中无O2,A错误;NO2中N的化合价为+4,NO2不是N的最高价氧化物,生成物中无O2,N被氧化为最高价,B正确;N2O5中N的化合价为+5,是最高价,生成物中有O2,C正确;Mn2O7是Mn的最高价氧化物,Mn的化合价为+7,所以生成物应为NaMnO4和O2,D正确。
8.如图所示,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。据此判断下列说法不正确的是(　　)
A.上述反应是置换反应B.上述反应说明钠比铜活泼C.上述反应证明钠可以从硫酸铜溶液中置换出铜D.加热且无水条件下,钠可以与硫酸铜反应并生成铜
解析　实验在无水条件下进行,有红色物质生成,说明熔融的钠将硫酸铜中的铜置换出来并且放出热量,属于置换反应,钠作还原剂,硫酸铜作氧化剂,说明钠比铜活泼,故A、B、D项正确;若钠与硫酸铜溶液混合,则钠先与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜,不会置换出铜单质,故C错误。
9.Na2O2在供氧、防腐、除臭、微量分析等多方面有着重要用途。
Ⅰ.2023年10月26日,神舟十七号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。载人飞船的轨道舱内安装盛有Na2O2颗粒的装置,可为宇航员供氧。(1)写出Na2O2与人体呼出气体中的酸性氧化物反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 解析　(1)Na2O2与人体呼出气体中的酸性氧化物CO2反应生成Na2CO3和O2,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。
Ⅱ.工业生产Na2O2的方法是先将除去CO2的干燥空气通入熔融的钠(温度180~200 ℃)中得到Na2O,然后增加空气流量并迅速升高温度至300~400 ℃即可得到Na2O2。某化学兴趣小组在实验室模拟工业流程制备Na2O2。(2)结合下图所示装置写出仪器连接顺序:空气→　　　　　　　　　　 (填导管口字母)。 
解析　(2)先将气体通过NaOH溶液,除去空气中的CO2,再通过浓硫酸进行干燥,装置仪器连接顺序为空气→c→d→a→b→e。
(3)下列加热方式适合该实验的是　　　　(填标号)。 A.控温电炉(150~500 ℃) B.水浴C.酒精喷灯(1 000~1 200 ℃)D.油浴(100~260 ℃)(4)若要提高产品纯度,需在盛有熔融钠的具支试管后添加一个装置,该装置应该是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,其作用是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
防止空中的水蒸气和CO2进入装置与Na2O2反应
解析　(3)电炉加热可提供的温度变化范围较大,故A正确;水浴只能提供 100 ℃ 以内反应条件,故B错误;加强热时用酒精喷灯,故C错误;油浴(100~260 ℃)不能满足300~400 ℃温度加热要求,故D错误。(4)空气中的水蒸气和CO2对实验有较大的影响,若要提高产品纯度,需在具支试管后添加一个装置,该装置应该是装有碱石灰的干燥管,防止空气中的水蒸气和CO2进入装置与Na2O2反应。
能力提升10.(2024·高三上重庆期中)已知氢化钠(NaH)可由氢气和钠在高温下化合形成,NaH遇水放出H2,下列说法正确的是(　　)
12.金属钠及其化合物在人类生产、生活中起着重要作用。
13.Na2O2具有强氧化性,H2具有还原性,某同学根据氧化还原反应的知识推测Na2O2与H2能发生反应。为了验证此推测结果,该同学设计并进行如图实验进行实验探究。
步骤1:按如图所示的装置组装仪器(图中夹持仪器已省略)并检查装置的气密性,然后装入药品。步骤2:打开K1、K2,在产生的氢气流经装有Na2O2的硬质玻璃管的过程中,未观察到明显现象。步骤3:进行必要的实验操作,淡黄色的粉末慢慢变成白色固体,无水硫酸铜未变蓝色。
(1)组装好仪器后,要检查装置的气密性。简述检查虚线框内装置气密性的方法。(2)B装置中所盛放的试剂是　　　　　　　　　　　　　　　,其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)步骤3中的必要操作为打开K1、K2　　　　(请按正确的顺序填入下列步骤的字母)。a.加热至Na2O2逐渐熔化,反应一段时间b.用小试管收集气体并检验其纯度c.关闭K1d.停止加热,充分冷却
关闭K1,向A装置中的漏斗加水至漏斗内液面高于漏斗外液面,并形成一段水柱,一段时间后水柱稳定不下降,说明虚线框内的装置气密性良好
吸收氢气中的水和氯化氢
解析　(1)关闭K1,向A装置中的漏斗加水至漏斗内液面高于漏斗外液面,并形成一段水柱,一段时间后水柱稳定不下降,说明虚线框内的装置气密性良好。(2)A中生成的H2中混有水蒸气和挥发出的HCl,应利用B装置中所盛碱石灰除去。(3)步骤3中的必要操作为打开K1、K2,应先通一会氢气并用小试管收集气体并检验其纯度,当装置内空气完全除去后,加热C至Na2O2逐渐熔化,反应一段时间,然后停止加热,充分冷却,最后关闭K1,故操作顺序为badc。
(4)由上述实验可推出Na2O2与H2反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)利用(4)Na2O2与H2的反应计算:等物质的量的Na2O2分别与足量的H2和H2O反应时,转移的电子数之比为　　　　　　　。