【本讲教育信息】

一、教学内容

钠和钠的化合物

二、考点清单

1、知道钠的物理性质和用途，掌握钠的化学性质。

2、了解钠的两种氧化物的性质

3、掌握碳酸钠和碳酸氢钠的性质。

三、全面突破

知识点1：钠的物理性质及化学性质

（一）钠的物理性质：

银白色金属，质软，密度比煤油大（0.97g/cm³），比水小，熔点较低。

（二）钠的化学性质：

取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切去一端的表层，观察表面的颜色；将其放置在空气中，观察表面颜色的变化。

1. 可与氧气发生反应

钠在空气中缓慢氧化：表面逐渐变暗，失去光泽。

4Na＋O₂＝2Na₂O 氧化钠，白色

如果把钠在空气中加热，又会怎样呢？

现象：钠迅速熔成一个小球，剧烈燃烧，发出黄色火焰，有淡黄色固体产生。

2Na＋O₂ Na₂O₂ 过氧化钠，淡黄色

【注意】同样是钠与氧气反应，但是反应条件不同时，现象不同，产物也不同，所以我们要具体问题具体分析。

【小结】钠与大多数非金属反应，具有很强的还原性。

2. 与水发生反应

思考：向一只盛有水的小烧杯中滴加几滴酚酞，然后向其中投入一小块（约绿豆粒般大小）金属钠，用表面皿盖在烧杯上，实验现象有哪些：

现象	结论
浮	密度比水小（0.97g/cm^3）
熔	熔点低（97.8℃）、反应放热
游	产生气体
红	生成了碱性物质

2Na ＋ 2H₂O ＝ 2NaOH ＋ H₂↑

【思考】①钠为什么要保存在煤油里？

②实验室中钠着火能否用水扑灭？（CO₂呢？）（用沙子盖灭）

③能否用手直接取用钠？

3. 与盐的溶液反应

【思考】钠能从硫酸铜溶液中置换出铜吗？把一小块钠放入硫酸铜溶液中有哪些实验现象？

【小结】把钠投入到硫酸铜溶液中。

现象：浮、熔、游、产生蓝色沉淀。

结论：钠先和溶液中的水反应，产生的氢氧化钠再和硫酸铜反应生成氢氧化铜（蓝色沉淀）。

2Na + 2H₂O + CuSO₄ == Cu（OH）₂ ↓ + Na₂SO₄ + H₂ ↑

【小结】钠的性质很活泼，但不能在有水的情况下置换不活泼金属。一般先与水反应，生成的碱再与盐反应。

4. 钠的用途

（1）制钠的某些化合物，如过氧化钠等。

（2）做还原剂：与熔融的金属氯化物反应置换稀有贵金属，如钛，钽等。

TiCl₄ ＋ 4Na Ti ＋ 4NaCl

四氯化钛 钛

（3）高压钠灯，黄光的透雾性强。（物理性质，焰色反应。）

（4）钠钾合金常温下呈液态，可以作原子反应堆的导热剂。（物理性质，熔点低。）

思考：钠的用途很广泛，那么自然界中有单质钠存在吗？工业上如何制取钠的单质？

5. 钠的制备：

2NaCl（熔融）2Na + Cl₂↑

（三）了解钠的两种氧化物

氧化钠（Na₂O ） 过氧化钠（Na₂O₂）

（1）颜色：白色 淡黄色

（2）与水反应：Na₂O＋H₂O＝2NaOH 2Na₂O₂ + 2H₂O = 4NaOH + O₂↑

（3）与CO₂气体反应：Na₂O + CO₂ = Na₂CO₃ 2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂↑

（4）主要性质差异：碱性氧化物 强氧化剂

【思考】（1）将Na₂O₂粉末投入到稀盐酸中将有何现象？有关的化学方程式如何书写？

（2）将Na₂O₂投入滴有酚酞的水中，有气体生成，溶液颜色先变红后褪色，请推测该过程中使溶液变红的物质是__________，生成的气体是_________，导致溶液褪色的最有可能的原因是 。

【答案】（1）有气泡产生，2Na₂O₂ +4 HCl =4NaCl + 2H₂O + O₂↑

（2）NaOH；O₂；Na₂O₂的强氧化性

【典型例题】

例1、下列灭火剂能用于扑灭金属钠着火的是（ ）

A、干冰 B、黄沙

C、干粉（含NaHCO₃）灭火剂 D、泡沫灭火剂

【解析】此题考查的是有关金属钠的性质。扑灭金属钠着火的灭火剂不能产生CO₂和H₂O；干冰为固体CO₂，而钠燃烧后的Na₂O₂与CO₂反应产生O₂，使火更旺，所以A错；同样，C、D选项都会产生CO₂，所以为错误选项。

【答案】B

例2、将2.3g金属钠放入100g水中，完全反应后溶液的质量分数为（ ）

A、100％ B、100％

C、100％ D、100％

【解析】2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑

46 80 2

2.3g 4g 0.1g

W（NaOH）= 100％

【答案】D

例3、下列有关钠的叙述中，错误的是（ ）

A、钠的还原性很强，可以用来冶炼金属钛、锆、铌等

B、钠的化学性质非常活泼，钠元素只能以化合态存在于自然界

C、钠是一种灰黑色的固体

D、钠的质地软，可用小刀切割

【解析】此题涉及到了钠的一些基本性质，属于识记内容，选项C是错误的。

【答案】 C

例4、在烧杯中加入水和苯（密度：0.8g/cm³）各50 mL. 将一小粒金属钠（密度：0.97 g/cm³）投入烧杯中. 观察到的现象可能是

A、钠在水层中反应并四处游动

B、钠停留在苯层中不发生反应

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作上、下跳动

【解析】此题考查的面很广，首先是苯与水互不溶解，还有钠的密度处于苯和水之间，钠能与水中的氢反应而不与苯中的氢反应. 另外钠与水反应放出的氢气使钠在苯与水的界面处反应并可能作上、下跳动。

答案：D

例5、下列对于Na₂O₂的叙述中，正确的是

A、Na₂O₂能与酸反应生成盐和水，所以Na₂O₂是碱性氧化物

B、Na₂O₂能与水反应，所以Na₂O₂可以作气体的干燥剂

C、Na₂O₂与水反应时，Na₂O₂是氧化剂，水是还原剂

D、Na₂O₂与二氧化碳反应时，Na₂O₂既是氧化剂又是还原剂

【解析】（1）能和酸反应，只生成盐和水的氧化物叫碱性氧化物. 而Na₂O₂和酸反应，除生成盐和水外，还有氧气生成，例如：2Na₂O₂＋４HCl==4NaCl＋2H₂O＋O₂↑，所以Na₂O₂不是碱性氧化物。（2）虽然Na₂O₂可吸收水蒸气，但在吸收水的同时还有氧气生成，即2Na₂O₂＋2H₂O==4NaOH＋O₂↑，从而使被干燥的气体中混有氧气。Na₂O₂只可以干燥氧气，但一般不用Na₂O₂进行干燥。（3）Na₂O₂与水、二氧化碳等物质发生化学反应时，电子转移都发生在Na₂O₂中氧元素的两个原子之间：，其中的一个氧原子失1个电子，化合价从－1价升高到0价，另一个氧原子得1个电子，化合价从－1价降到－2价。所以在这些反应中，Na₂O₂既是氧化剂，又是还原剂。

【答案】D

例6、在一定条件下，将钠与氧气反应的生成物1.5 g溶于水，所得溶液恰好能被80 mL浓度为0.50 mol/L的HCl溶液中和，则该生成物的成分是

A、Na₂O B、Na₂O₂

C、Na₂O和Na₂O₂ D、Na₂O₂和NaO₂

【解析】本题可首先排除D选项，因为钠与氧气反应的生成物有Na₂O或Na₂O₂；两者溶于水均产生NaOH，且产生的NaOH的量等于盐酸的量：0.04mol；此题一般可用假设法判断：假如生成物全为Na₂O，则质量为：62g/mol×0.02mol = 1.24g；若生成物全为Na₂O₂，则质量为：78g/mol × 0.02 mol= 1.56g；所以答案为C

【答案】C

知识点2：碳酸钠和碳酸氢钠的性质

碳酸钠与碳酸氢钠性质比较表

	碳酸钠	碳酸钠晶体	碳酸氢钠
化学式	Na2CO3	Na2CO3·10H2O	NaHCO3
俗名	纯碱（苏打）		小苏打
色态	白色粉末	无色晶体（易风化）	细小的白色晶体
溶解性	易溶		可溶
热稳定性比较	Na2CO3 > NaHCO3
与酸反应（盐酸）	等质量时NaHCO3比Na2CO3耗酸少，生成气体多，反应速率快 故作泡沫灭火器的试剂
与碱反应	只能和Ba（OH）2及Ca（OH）2反应，用于制少量NaOH			与Ba（OH）2及、NaOH、NH3•H2O（可溶性碱）反应
水溶液酸碱性	水溶液碱性强			水溶液碱性弱
主要作用	制玻璃，造纸，制皂，去油污			制发酵粉，灭火器
相互转化

【典型例题】

例1、鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃两种固体，不可采用的方法是（ ）

A、溶于水，再加石灰水

B、加热，将产生的气体通入澄清石灰水中

C、配制成同物质的量浓度的溶液，测pH值

D、滴加同浓度的盐酸

【解析】本题考查的是有关Na₂CO₃和NaHCO₃ 的性质；Na₂CO₃和NaHCO₃两种固体溶于水再加石灰水，均产生沉淀：

Na₂CO₃ + Ca（OH）₂ = CaCO₃↓+ 2NaOH

NaHCO₃ + Ca（OH）₂ = CaCO₃↓+ NaOH +H₂O

所以A选项错误；而B、C、D选项根据Na₂CO₃和NaHCO₃ 的性质差异，均正确：热稳定性比较：Na₂CO₃ > NaHCO₃；同物质的量浓度的溶液的pH值：Na₂CO₃ > NaHCO₃；滴加同浓度的盐酸，产生CO₂的速度：Na₂CO₃ < NaHCO₃。

【答案】A

例2、向0.1 mol·L^－1 NaOH溶液中通入过量CO₂后，溶液中存在的主要离子是（ ）

A、Na⁺、CO₃^2— B、Na⁺、HCO₃^—

C、HCO₃^—、CO₃^2— D、Na⁺、OH^－

【解析】正确解出此题需看清楚CO₂是过量的，无论多少NaOH与过量CO₂反应都生成NaHCO₃。因此本题重在考查考生对题给信息的把握能力。向NaOH溶液中通入过量CO₂发生的反应为NaOH + CO₂===NaHCO₃，因此通入过量CO₂后，溶液中的溶质主要为NaHCO₃，主要离子为Na⁺、HCO₃^—。

【答案】B

例3、在10 mL 0.01 mol/L的纯碱溶液中，不断搅拌并逐滴加入1.2 mL 0.05 mol/L盐酸，完全反应后，在标准状况下生成二氧化碳的体积为

A、1.344 mL B、2.240 mL C、0.672 mL D、0 mL

【解析】Na₂CO₃的物质的量n₁＝10×10^－3L×0.01 mol/L＝1×10^－4 mol，HCl的物质的量n₂＝1.2×10^－3L×0.05 mol/L＝6×10^－5mol. 当盐酸逐滴加入到Na₂CO₃溶液中时，开始发生的反应为：HCl＋Na₂CO₃==NaHCO₃＋NaCl，由于n₂＜n₁，此反应中盐酸的量不足，故无法进行后续反应：HCl＋NaHCO₃==NaCl＋CO₂↑＋H₂O，所以，不会有CO₂放出. 本题答案为D.

【答案】D

例4、为了检验某含有杂质的样品的纯度，现将克样品加热，其质量变为g，则该样品的纯度（质量分数）是w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

A、 B、

C、 D、

【答案】A

【解析】2NaHCO₃ Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O  m （减少）

2×84 106 62

x （w₁－w₂）

解得x=，将其代入下式可得： w（Na₂CO₃）=（w₁－x ）/w₁ = ，

A项正确。

【答案】A

例5、向200克4%的氢氧化钠溶液中，通入一定量的二氧化碳，反应后将所得溶液蒸干，得到固体13.7克，则通入的二氧化碳的体积为（ ）

A、1.12升 B、2.24升 C、3.36升 D、4.48升

【解析】本题综合考查了元素化合物的知识及分析问题的能力，而且计算也有一定的技巧。氢氧化钠溶液中，通入一定量的二氧化碳，其生成物可能是Na₂CO₃或NaHCO₃，也可能是两者的混合物，所以在计算之前首先要判断出生成物的成份，进而计算CO₂的体积，判断生成物时可用极端法：若恰好生成Na₂CO₃，则m（Na₂CO₃）= 0.1mol × 106g/mol = 10.6g；若恰好生成NaHCO₃，则m（NaHCO₃）= 0.2mol×84g/mol = 16.8g. 所以13.7g的固体为Na₂CO₃与NaHCO₃的混合物，设Na₂CO₃为x mol，NaHCO₃为y mol：

2x + y = 0.2 得：x= 0.05 y = 0.1

106x + 84y =13.7 V（CO₂）= 0.15 mol×22.4 L/mol=3.36L

【答案】C

例6、在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用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是制取CO₂的装置。写出A中发生反应的化学方程式： 。

（2）填写表中空格：

仪器	加入试剂	加入该试剂的目的
B	饱和NaHCO3溶液
C
D

（3）写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式： 。

（4）试管F中收集满气体后，下一步实验操作是： 。

【解析】要证明过氧化钠可作供氧剂，必须验证实验产物是O₂，故实验目的就是验证过氧化钠与水或二氧化碳的反应。实验仪器中的A是二氧化碳发生装置，B、D是除杂装置，C是反应装置，E是尾气处理与收集装置。本实验可能存在的杂质气体有：HCl和水，但由于过氧化钠与二氧化碳的反应是离子反应，故水不必除去。试管F中收集满气体后，下一步实验操作应是验证实验产物是O₂。为检验生成的O₂，应将试管F从水槽中取出，然后用带火星的木条伸到管口进行检验，但是取出F前，应将装置A中的反应停止。

【答案】（1）CaCO₃+2HCl＝CaCl₂+H₂O+CO₂↑

（2）

仪器	加入试剂	加入试剂的目的
B		除去二氧化碳中的氯化氢
C	过氧化钠固体	与二氧化碳反应
D	NaOH溶液	吸收二氧化碳气体

（3）2Na₂O₂+2CO₂==2Na₂CO₃+O₂

（4）用带火星的木条伸到试管F的管口，如果木条复燃，说明过氧化钠与二氧化反应产生氧气，可作供氧剂。

四、应考锦囊

钠是典型的活泼金属，其化合物Na₂O₂、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃分别作为过氧化物、强碱、强碱弱酸盐、酸式盐的代表，在无机化学中都有非常重要的地位，因而成为命题的重点物质，它们是物质推断、鉴别及有关实验、计算的常见物质。

近几年来的高考命题主要侧重于三方面：钠及其化合物的性质推断；碱金属性质的比较；有关钠及其化合物的计算。涉及到的计算技巧较高，有守恒法、假设法、极端法等。所以要求同学们在学习过程中熟练掌握钠及其化合物的有关性质，强化计算技能，使自己的计算能力得到加强。

五、本讲小结：

六、超前思维：钠、镁及其化合物（二）

思考1：为什么不同种类的电解质溶液在相同条件下的导电能力不同？

①概念：在水溶液中能 电离的电解质称为强电解质；

在水溶液中 电离的电解质称为弱电解质。

②电离方程式：HCl NaOH

CH₃COOH NH₃•H₂O

③比较

	强电解质	弱电解质
电离程度
粒子形式
物质类别

思考2：书写如下反应的离子方程式。

① AgNO₃ + NaCl ==

② 2FeCl₂ + Cl₂ ==

③ Fe + CuSO₄ ==

④ Na₂O + HCl ==

⑤ CH₃COOH + NaOH ==

思考3：（工业上用海水提镁的工艺流程）

海水母液Mg（OH）₂ →MgCl₂·6H₂O→MgCl₂Mg（沉淀剂制取：贝壳（CaCO₃）→生石灰→石灰乳）

方程式：

【模拟试题】（答题时间：45分钟）

一、选择题

1. 钠在自然界中最主要的存在形式是（ ）

A. 游离态 B. 氯化钠 C. 硫酸钠 D. 硝酸钠

2. 为维持人体内的电解质平衡，人在大量出汗后应及时补充的离子是（ ）

A. Na⁺ B. Ca²⁺ C. Mg²⁺ D. Fe³⁺

3. 下列物质的俗名与其化学式、用途都相符的是（ ）

A. 烧碱、Na₂CO₃、制玻璃 B. 小苏打、NaHCO₃、治疗胃酸过多

C. 苏打、NaOH、造纸 D. 食盐、NaCl、化肥

4. 钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是（ ）

A. 钠的熔点低 B. 钠的密度小 C. 钠的硬度小 D. 有强还原性

5. 将钠投入滴有石蕊的水中，下列有关现象的叙述中错误的是（ ）

A. 钠浮在液面上 B. 有气体产生

C. 水溶液变为红色 D. 钠熔成小球并在水面四处游动

6. 保存少量金属钠的方法是（ ）

A. 放在冰水中 B. 放在细沙中

C. 放在水中 D. 放在煤油中

7. 将一小块钠投入下列溶液时，既能产生气体又会出现沉淀的是（ ）

A. 稀H₂SO₄ B. 氢氧化钠溶液

C. 硫酸钾溶液 D. 氯化镁溶液

8. 下列化合物与小苏打溶液反应，没有气体或沉淀生成的是（ ）

A. 烧碱 B. 硫酸氢钠 C. 氢氧化钡 D. 稀盐酸

9. 可用于判断碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是（ ）

A. 加热时有无气体放出

B. 滴加盐酸时有无气泡放出

C. 溶于水后滴加澄清石灰水，有白色沉淀生成

D. 溶于水后滴加BaCl₂稀溶液，有白色沉淀生成

10. 106 g Na₂CO₃和84 g NaHCO₃分别与足量的盐酸溶液反应，其中（ ）

A. Na₂CO₃ 放出的CO₂ 多 B. NaHCO₃ 放出的CO₂ 多

C. Na₂CO₃ 消耗的盐酸多 D. NaHCO₃消耗的盐酸多

11. 把2.3g钠放入水中，要使每100个水分子中含有1个Na⁺离子，所需水的质量是（ ）

A. 184g B. 181.8g C. 180g D. 183.6g

12. 加热4.2g小苏打，直到再没有气体放出为止，剩余固体物质的质量为（ ）

A. 1.68g B. 2.65g C. 3.36g D. 5.3g

13. 有相同质量的两份NaHCO₃粉末，第一份加入足量盐酸，第二份先加热使其完全分解再加足量同质量分数的盐酸，则两者所消耗的盐酸中氯化氢的质量比为（ ）

A. 2：1 B. 1：1 C. 1：2 D. 4：1

14. 在甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.01mol钠、氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠，然后各加入100mL水并搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁四个烧杯中所得溶液的质量分数大小为 （ ）

A. 甲<乙<丙<丁 B. 丁<甲<乙=丙

C、甲=丁<乙=丙 D. 丁<甲<乙<丙

二、简答题：

15. 指出除去下列物质中的杂质所用的试剂：

（1）NaHCO₃溶液中混有的Na₂CO_{3_______________}（2）Cl₂（HCl）______________

（3）NaCl溶液中混有的NaBr_______________（4）Na₂CO₃（NaHCO₃）_____

16. （1）将一小块金属钠投入到FeCl₃溶液中，此时观察到的现象是 ，有关的化学反应方程式是 。

（2）用金属钠制取过氧化钠的化学方程式是 ，现象是 。

（3）用金属钠制取Na₂O通常采用下法：2NaNO₂+6Na==4Na₂O+N₂↑。不采用钠在氧气中燃烧而采用此法的原因是 。

17. 有A，B，C，D四种可溶性离子化合物，它们的阳离子是Ag⁺，Na⁺，Mg²⁺，Cu²⁺，阴离子是Cl^－，OH^－，NO₃^－、（每种离子只能用一次），现将溶液两两混合，记录现象如下：

A+B→白色沉淀； B+D→白色沉淀；C+D→蓝色沉淀

则A、B、C、D的化学式分别是________、_______、_________、________

三、计算

18. 一块表面已部分氧化的钠的质量为0.77g，放入到10g水中后，得到氢气的质量是0.02g。求：（1）钠表面的氧化钠的质量是多少？（2）所得溶液的溶质的质量分数是多少？

【试题答案】

1. B 2. A 3. B 4. C 5. C 6. D 7. D 8. A 9. D 10. C

11. B

解析：2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂ ↑

0.1mol 0.1mol 0.1mol

又：H₂O：Na⁺ = 100：1 所以需要m（H₂O）=10mol ×18 g/mol+ 1.8g = 181.8g

12. B 13. B 14. B

解析：2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂ ↑

0.01mol 0.01mol 0.01mol 0.05mol

W（NaOH）= 0.01mol×40 g/mol/（100g+0.23g－0.1g）×100%

Na₂O + H₂O = 2NaOH

0.01mol 0.01mol 0.02mol

W（NaOH） = 0.02mol × 40g/mol/（100+ 0.62 ）g ×100%

2Na₂O₂ + 2H₂O = 4NaOH + O₂ ↑

0.01mol 0.01mol 0.02mol 0.005mol

W（NaOH） = 0.02 mol× 40g/mol/（100+ 0.78－0.16）g ×100%

15.（1）通入CO₂气体 （2）饱和的食盐水 （3）通入Cl₂ （4） 加热

16. （1）金属钠浮在液面上，熔成小球，嘶嘶作响，四处游动，有气体和红褐色沉淀生成：

2Na+2H₂O==2NaOH+H₂↑ FeCl₃+3NaOH==Fe（OH）₃↓+3NaCl

（2）2Na+O₂Na₂O₂；发出黄色火焰，生成淡黄色固体

（3）金属钠在空气中燃烧生成Na₂O₂，而此法在有N₂的环境中Na₂O不会被继续点燃氧化为Na₂O₂

17. A：AgNO₃；B：MgCl₂；C：CuSO₄；D：NaOH；

点拨：由C+D→蓝色沉淀可推知，C、D必含有Cu²⁺；又由B+D→白色沉淀，C+D→蓝色沉淀；可推知D应含有OH^－，C含有Cu²⁺，B含有Mg²⁺，再由A+B→白色沉淀，推测可知，A含有Ag⁺，B含有Cl^－，因而B应为MgCl₂；则A为AgNO₃；D为NaOH；因而C为CuSO₄。

18. （1）0.31g （2）11.2%

解析：（1）2Na + 2 H₂O = 2NaOH + H₂↑

0.02mol 0.01mol

m（Na）= 0.02 mol× 23 g/mol= 0.46g

m（Na₂O）=0.77g－0.46g=0.31g

（2）W（NaOH）=（0.02+ 0.01）mol× 40g/mol / （10+ 0.77 －0.02）g=11.2%