2023统考版高考化学一轮第三章金属及其化合物第1讲钠及其重要化合物课件

第1讲　钠及其重要化合物\n考点一考点二考点三考点四真题演练·素养通关\n【考纲要求】1.了解钠及其重要化合物的制备方法。2.掌握钠的主要性质及其应用。3.掌握钠的重要化合物的主要性质及其应用。\n考点一　钠的性质及用途\n基础梳理·自我排查1.钠的物理性质颜色：______色，有金属光泽；密度：ρ(H2O)____ρ(Na)____ρ(煤油)；硬度：质地________；熔点：低于____℃。2．钠的化学性质(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应O2Cl2：__________________银白>>柔软1004Na＋O2===2Na2O2Na＋Cl22NaCl\n(2)与水反应①离子方程式：___________________________。②钠与水(含酚酞)反应的实验现象及解释2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑小低放H2NaOH\n(3)与盐酸反应离子方程式：_____________________。(4)钠与盐反应①钠与盐溶液反应如Na投入CuSO4溶液中，反应的离子方程式为___________________________________。②钠与熔融盐反应：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑2Na＋2H2O＋Cu2＋===2Na＋＋Cu(OH)2↓＋H2↑\n3．钠的制取及保存(1)制取：化学方程式为______________________。(2)保存：密封保存，通常保存在____________中。4．钠的用途(1)制取Na2O2等化合物。(2)钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。(3)用作电光源，制作高压钠灯。(4)冶炼某些金属，如制取金属钛。石蜡油或煤油\n[思考]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_________。(3)金属钠燃烧时火焰为黄色，但实验时常伴有黑烟，原因是____________________________。NA2NA～4NA钠表面煤油未除尽，燃烧时冒黑烟\n[判断](正确的打“√”，错误的打“×”)(1)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)钠与CuSO4溶液的反应：2Na＋Cu2＋===Cu↓＋2Na＋()(3)1molNa被完全氧化生成Na2O2，失去2NA个电子()(4)钠与足量O2反应生成Na2O，随着温度的升高，生成Na2O的速率逐渐加快()(5)根据反应，知Na的金属性强于K()(6)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶()×××××√\n微点拨钠与盐溶液(除部分酸式盐溶液外，如NaHSO4溶液)反应时，先与水反应，生成的氢氧化钠再与盐反应，故不会生成金属单质。如钠投入硫酸铜溶液中，生成氢氧化铜沉淀。\n考点专练·层级突破练点一钠的性质判断1．等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气(常温)中充分反应，则下列说法正确的是()A．第一块钠失去电子多B．两块钠失去电子一样多C．第二块钠的反应产物质量最大D．两块钠的反应产物质量一样大答案：B\n解析：金属钠失电子均变为＋1价的阳离子，等质量的两块钠，失电子是一样的。根据4Na＋O2===2Na2O，则1mol金属钠完全反应得氧化钠的质量是31g，根据反应2Na＋O2Na2O2，则1mol金属钠完全反应得过氧化钠的质量是39g，等质量的两块钠，即金属钠的物质的量是相等的，所以生成过氧化钠的质量大，即第一块钠的反应产物质量大。\n2．下列叙述正确的是()A．切开的金属Na暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗：2Na＋O2===Na2O2B．一定条件下，2.3g的Na完全与O2反应生成3.6g产物，失去的电子数为0.2NAC．钠在空气中受热时，熔化为银白色的小球，产生黄色的火焰，生成白色粉末D．钠在空气中长期放置，最终主要生成物为碳酸钠答案：D\n解析：钠在通常条件下反应生成氧化钠，点燃条件生成过氧化钠，故A错误；2.3g钠的物质的量为0.1mol，而钠无论反应后产物是什么，钠元素反应后一定变为＋1价，故0.1mol钠失去0.1NA电子，故B错误；钠在空气中加热，生成了淡黄色的过氧化钠，故C错误；钠在空气中长期放置，开始生成氧化钠，最终变成碳酸钠，故D正确。\n3．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②Na2SO4稀溶液③饱和澄清石灰水④Ca(HCO3)2溶液⑤CuSO4溶液⑥饱和NaCl溶液A．①④⑤⑥B．③④⑤⑥C．②④⑤⑥D．①③④⑥答案：D\n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沉淀；④中＋OH－===CaCO3↓＋H2O；⑤生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意；⑥水减少，c(Na＋)增大，使NaCl(s)⇌Na＋(aq)＋Cl－(aq)平衡向左移动。\n练后归纳钠与盐溶液反应的思维流程\n练点二钠的探究性实验4．为探究钠与盐反应的规律，某实验小组同学设计了下列两组实验：实验1：如图，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CuSO4与熔化的钠接触。现象：瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。实验2：如图2，向盛有CuSO4溶液的小烧杯中加入一小块钠。现象：钠浮在水面上，熔化成液态钠球并四处游动，生成蓝色沉淀。\n问题：(1)实验2中反应的离子方程式为______________________________________。(2)比较实验1、实验2可知Na与CuSO4反应生成Cu的实验条件为___________。2Na＋Cu2＋＋2H2O===2Na＋＋Cu(OH)2↓＋H2↑加热且无水\n5．如图甲是演示金属钠与水的反应的重要实验，为收集检验气体产物，某兴趣小组将甲装置改进成如下乙或丙，请根据要求回答下列问题。\n(1)写出钠与水反应的离子方程式：___________________________。(2)按乙装置实验，液体添加完毕后，关闭活塞，打开右边胶塞，向煤油中加入一小块钠，立即塞好胶塞，可观察到的现象是________(填字母)。A．钠块始终保持在a处，直至完全消失B．钠沉入U形管b处而后又慢慢浮到a处C．钠处于煤油和水的交界处上下浮动D．随反应的进行煤油与胶塞处液面下降，漏斗中液面上升E．最终钠块在煤油中燃烧起来2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑CD解析：(2)因钠的密度比水小，比煤油大，钠与水接触时反应产生氢气，生成的气体将钠块带离水层，进入煤油层后停止反应又下沉，如此往复，直至钠反应完，反应过程中没有氧气，钠不可能燃烧，所以钠处于煤油和水的交界处，上下浮动。\n(3)乙装置中漏斗在反应过程中的主要作用是___________________。(4)用乙装置实验，点燃气体产物时，是否需要检验纯度________(填“是”或“否”)。储存反应过程中排出的水否解析：(4)液体充满U形管，反应过程中只产生氢气，不可能含有氧气，点燃时不会爆炸，因而不需要检验氢气的纯度。\n(5)按图丙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体：①用铝箔包住钠；②用铜箔包住钠。在相同条件下体积的关系是________(填字母)。a.二者收集气体一样多b．①收集气体体积较大c．②收集气体体积较大b解析：Na和H2O反应产生H2的同时产生NaOH，NaOH可以和Al发生反应2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，故用铝箔包住Na时产生的H2的体积较大。\n考点二　氧化钠与过氧化钠\n基础梳理·自我排查1.氧化钠和过氧化钠的比较物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)色态____________________________________类别__________________过氧化物(非碱性氧化物)氧的价态____________________________________电子式生成条件常温加热或点燃白色固体淡黄色固体碱性氧化物－2－1\n化学性质与水反应_________________________________________与CO2反应_________________________________________与酸反应(盐酸)__________________________2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑主要性质具有碱性氧化物通性具有强氧化性主要用途用于制取少量Na2O2、烧碱强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂Na2O＋H2O===2NaOH2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑Na2O＋CO2===Na2CO32Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O\n2.Na2O2的强氧化性与还原性从元素化合价角度分析Na2O2的性质(1)强氧化性的五个表现(2)遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为O2。(3)遇CO2、H2O、H＋则发生自身的氧化还原反应。\n[判断](正确的打“√”，错误的打“×”)(1)氧化钠、过氧化钠均为碱性氧化物()(2)Na2O2的电子式为()(3)1molNa2O2固体中含离子总数为4NA()(4)Na2O2溶于水产生O2的离子方程式为Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑()(5)1mol钠与氧气反应生成Na2O或Na2O2时，失去的电子数目均为NA()(6)Na2O2与H2O反应时，Na2O2既是还原剂又是氧化剂()(7)7.8gNa2O2与足量的CO2反应，转移电子的个数为0.2NA()××××√√×\n微点拨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白色块状固体白色粉末状物质上述各步反应的化学方程式为：①4Na＋O2===2Na2O②Na2O＋H2O===2NaOH③2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO3·10H2O④Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O\n考点专练·层级突破练点一钠的氧化物性质判断与计算1．过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了28g，反应中有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)()选项二氧化碳碳酸钠转移的电子A1mol2NAB22.4L1molC106g1molD106g2NA答案：C\n解析：由上述关系，不难得出C项正确。B项中未指明标准状况，错误。\n2．如图所示，两圆圈相交的部分表示圆圈内的物质相互发生的反应。已知钠及其氧化物的物质的量均为0.1mol，水的质量为100g。下列说法正确的是()A．反应③最多能产生0.05molO2B．反应①的离子方程式为Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑C．Na2O2中阴阳离子数目之比为1∶1D．①、②、③充分反应后所得溶液中溶质的质量分数：①>②>③答案：A\n解析：0.1molNa2O2与100gH2O反应，H2O过量，反应③最多能产生0.05molO2，选项A正确；反应①的离子方程式应为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，选项B错误；Na2O2中阴阳离子数目之比为1∶2，选项C错误；①、②、③充分反应后所得溶液中溶质(NaOH)的质量分数从大到小：③＝②>①，选项D错误。\n方法技巧H2O、CO2与Na2O2反应的定量关系1．物质的量的关系无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。2．气体体积关系若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量的Na2O2，则气体体积减少的量等于原混合气体体积的，且等于生成氧气的体积。3．转移电子关系2mol的Na2O2不论与H2O还是与CO2反应均生成1mol的O2，转移2mol的电子。如：\n练点二钠的氧化物的探究性实验3．下列判断正确的是()A．可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2B．可用CO2来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2C．可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2D．将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞试液中，最终溶液均为红色答案：A\n解析：CO2、H2O与Na2O2、Na2O均能反应，但与Na2O2反应时能产生气体，不过因氧气是无色无味的气体且CO2也是无色无味的气体，故CO2与Na2O2的反应无明显的现象产生，水与Na2O2反应则会因产生气泡而有明显的现象，故A项正确，B项错误；在空气中加热Na2O2与Na2O的混合物，Na2O会转化为Na2O2，故C项错误；D项中两种氧化物加到酚酞试液中后，均先与试液中的水反应生成碱而使试液变为红色，但因Na2O2具有漂白性，最后又会将变成红色的溶液漂白，D项错误。\n4．某课外活动小组设计如图实验装置，验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应”。\n(1)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是___________________________，该反应中，反应物的总能量________(填“大于”或“小于”)生成物的总能量。(2)装置Ⅰ中的试剂是________(填字母)。a．稀盐酸b．稀硫酸c．小苏打d．石灰石(3)实验时，应先打开弹簧夹________(填“K1”或“K2”)，观察到预期现象后，关闭它，再打开另一个弹簧夹。2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2大于bcK2解析：(1)此反应是放热反应。(2)依据实验目的，需要干燥CO2，所以装置Ⅰ是制取CO2的装置，因为盐酸易挥发出HCl，所以应选择稀硫酸、小苏打。(3)先通干燥CO2，然后再通湿润CO2进行对比。\n(4)实验过程中将带火星的木条置于a口，观察到带火星的木条始终不复燃。①为观察到最终木条复燃，甲建议在Ⅲ后安装一个盛有碱石灰的干燥管，目的是___________________；②乙认为即使采纳甲的建议且最终观察到木条复燃，也不能证明CO2参与了反应，原因是__________________。(5)为进一步达到实验目的，应补充的实验是：取最终反应后Ⅲ中所得固体，____________________________________。除去未充分反应的CO2水与Na2O2反应生成O2加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中解析：(5)证明反应后固体中含有。\n考点三　碳酸钠与碳酸氢钠\n基础梳理·自我排查1.Na2CO3和NaHCO3的性质Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOHNa2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl小NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑======＋2H2O无明显\n2．相互转化3．主要用途(1)碳酸钠：用于造纸、制造玻璃、制皂、洗涤等。(2)碳酸氢钠：用于发酵、医药、灭火剂等。\n[思考]Na2CO3的制备——侯氏制碱法(1)原料食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气其反应为(2)工艺流程\n(3)反应原理产生NaHCO3反应：____________________________________。产生Na2CO3反应：_____________________________________。(4)循环使用的物质：________、____________。NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl2NaHCO3△Na2CO3＋CO2↑＋H2OCO2饱和食盐水\n[判断](正确的打“√”，错误的打“×”)(1)用试管加热碳酸氢钠固体时，使试管口竖直向上()(2)分别加热Na2CO3和NaHCO3固体，试管内壁均有水珠出现，则说明两种物质均受热分解()(3)苏打是面包发酵粉的主要成分之一()(4)相同温度下溶解度：小苏打＜苏打，热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3()(5)用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液()(5)确定NaCl溶液中是否混有Na2CO3的方法是取少量溶液滴加CaCl2溶液，观察是否出现白色浑浊()(7)向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，该溶液一定是碳酸盐溶液()×××√√√×\n考点专练·层级突破练点一Na2CO3、NaHCO3的性质判断1．关于NaHCO3性质的有关叙述不正确的是()A．既能与强酸反应，又能与强碱反应B．医疗上可用于治疗胃酸过多C．与足量的酸反应时放出的CO2比与等质量的Na2CO3要多D．同温度时，NaHCO3的溶解度>Na2CO3的溶解度答案：D解析：NaHCO3可与酸反应生成二氧化碳气体，如与盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠和水，也可与碱反应，如与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，故A正确；碳酸氢钠和盐酸反应，可用于中和胃酸，故B正确；等质量的碳酸钠、碳酸氢钠，n(NaHCO3)>n(Na2CO3)，分别与足量的盐酸反应，NaHCO3生成的二氧化碳多，故C正确；常温下相同的溶剂时，Na2CO3较NaHCO3易溶，故D错误。\n2．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是()A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，选用适量的NaOH溶液B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，应通入过量的CO2气体C．Na2O2粉末(Na2O)，将混合物在氧气中加热D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤答案：D解析：Ba(OH)2与Na2CO3和Na2SO4均发生化学反应生成白色沉淀，不符合除杂的要求。\n方法总结1．碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法(1)固体鉴别法加热法，产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3。(2)溶液鉴别法①沉淀法：加入BaCl2或CaCl2溶液产生沉淀的是Na2CO3。②气体法：滴入盐酸立即产生气体的是NaHCO3。③测pH法：用pH试纸测其相同浓度的稀溶液，pH大的是Na2CO3。2．Na2CO3、NaHCO3的除杂方法混合物(括号内为杂质)除杂方法Na2CO3(s)(NaHCO3)加热法NaHCO3(aq)(Na2CO3)通入足量CO2Na2CO3(aq)(NaHCO3)滴加适量NaOH溶液\n练点二Na2CO3、NaHCO3的计算判断3．有关NaHCO3和Na2CO3的性质，以下叙述错误的是()A．等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小B．等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应，所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍C．等质量NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应，前者消耗盐酸较多D．等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应产生CO2一样多答案：C\n解析：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2ONaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O解答此类题目用归“1”法。A项，假设二者都是1g，则n(NaHCO3)＝n(CO2)＝mol，n(Na2CO3)＝n(CO2)＝mol，正确；B项，假设二者均为1mol，则消耗的盐酸：Na2CO3为2mol，NaHCO3为1mol，正确；C项，假设二者均为1g，Na2CO3需盐酸的物质的量为2×mol＝mol，NaHCO3需盐酸mol，错误。\n4．(OH－、、与H＋反应顺序的应用)分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100mL，再通入一定量的CO2，随后分别各取20mL溶液，向其中逐滴滴入0.2mol·L－1的盐酸，在标准状况下产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如下图(分A、B两种情况)：\n(1)在A情况下，溶质是________________(填化学式)，其物质的量之比为________。(2)在B情况下，溶质是________________(填化学式)，其物质的量之比为________。(3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为__________。NaOH、Na2CO31∶1Na2CO3、NaHCO31∶11.5mol·L－1解析：CO2与NaOH溶液反应时，据CO2与NaOH量的相对多少，有这样两个阶段：①CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，此时溶质可能为NaOH和Na2CO3或只有Na2CO3(刚好反应)；②Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，此时溶质可能为Na2CO3和NaHCO3或只有NaHCO3；据图分析：B情况最终生成的CO2(其实就是最初通入的与NaOH溶液反应的CO2)是A情况的2倍。(3)当加入150mL盐酸时，恰好完全反应，此时溶液中溶质为NaCl。据物料守恒有n(NaOH)＝n(Na＋)＝n(Cl－)＝0.2mol·L－1×0.15L＝0.03mol，所以原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为＝1.5mol·L－1。\n练后归纳利用数形思想分析碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图甲所示。(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图乙所示。\n(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图丙所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比为1∶1)。(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图丁所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为1∶1)。\n练点三以Na2CO3、NaHCO3为载体的探究实验5．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()答案：C\n解析：NH4Cl在试管底部分解为NH3和HCl，温度一降低又会生成NH4Cl，无法得到NH3，A错误；通入CO2的导管应长进短出，B错误；CO2通入氨化的饱和食盐水生成NaHCO3沉淀：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，可用过滤方法分离NaHCO3，C正确；加热NaHCO3会分解：，同时对固体加热应在坩埚中进行，D错误。\n6．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，如图所示。(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)。Ⅱ解析：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，故不可以；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。\n(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________(填序号)。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2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2OD解析：图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。\n(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)。NaHCO3解析：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。\n考点四　碱金属元素与焰色反应\n基础梳理·自我排查1.碱金属(1)相似性和递变性相似性递变性(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\n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、沸点逐渐降低化学性质具有较强的还原性①与O2反应②与H2O反应，反应方程式可表示为(用M代表碱金属)2M＋2H2O===2MOH＋H2↑还原性逐渐增强。与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂。如与H2O反应越来越剧烈，如K与水反应可能会燃烧或轻微爆炸\n(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，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。\n2．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______变化，是元素的性质。(2)焰色反应的操作(3)常见元素的焰色钠元素____色；钾元素____色(透过__________观察)；铜元素____色。物理黄紫蓝色钴玻璃绿\n[判断](正确的打“√”，错误的打“×”)(1)ⅠA族元素又称碱金属元素()(2)碱金属元素Li、Na、K都可保存在煤油中()(3)焰色反应是一种复杂的化学变化()(4)钠、氧化钠、碳酸钠的焰色反应均显黄色()(5)焰色反应是大多数金属元素的性质，属于化学变化()(6)用洁净的铂丝对某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，则溶液中一定含有Na＋，不含K＋()(7)进行焰色反应时，使用稀硫酸清洗铂丝()(8)Li在空气中燃烧生成Li2O2()×××√××××\n微点拨1．焰色反应是物理变化，可以是单质，也可以是化合物的固体或溶液。2．用来清洗铂丝的是盐酸。3．Li、Na、K在空气中燃烧主要产物分别是Li2O、Na2O2、KO2(超氧化钾)。\n考点专练·层级突破练点一碱金属元素的性质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的强答案：D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。\n2．碱金属元素单质及化合物有广泛用途。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，下列有关其性质说法中正确的是()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．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，其原理为______________________________________。锂可以与水反应BK＋[H∶]－NA高温下，K变为蒸汽逸出，浓度减小，平衡右移\n练后归纳碱金属问题设置的六个方面(1)碱金属单质与水(或酸)反应的现象；(2)碱金属单质的保存(注意碱金属的密度)；(3)碱金属单质与氧气反应产物的判断；(4)碱金属对应的氢氧化物碱性强弱的比较；(5)碱金属的碳酸盐性质的比较；(6)与最新的科学技术相关的碱金属的应用。\n练点二焰色反应3．《本草经集注》中对鉴别硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)的记载：“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”，与其相关的化学原理正确的是()A．焰色反应B．丁达尔效应C．颜色反应D．热稳定性答案：A解析：鉴别硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)，由信息可知，Na、K的焰色反应不同，则“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”，该方法应用了焰色反应，故A项正确。\n4．做焰色反应实验时用到的铂丝，应该用下列哪种溶液洗涤()A．稀HClB．浓HNO3C．稀HNO3D．稀H2SO4答案：A解析：铂丝应用盐酸洗涤，而不能利用硫酸洗涤，硫酸不挥发，不能利用浓硝酸，浓硝酸容易分解。\n5．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，下列各判断正确的是()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＋答案：B解析：钠元素的焰色为黄色，而钾元素的焰色为紫色，而且黄色会干扰紫色，所以不能判断是否含有钾元素。\n练后归纳铂丝洗涤剂的选择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，若用稀H2SO4洗涤铂丝，由于硫酸盐的熔、沸点较高难以挥发，会对后面实验造成干扰。\n真题演练·素养通关\n1.[高考选项组合]判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。(1)室温下，Na在空气中反应生成Na2O2[2020·江苏卷，6A]()(2)NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)[2020·江苏卷，10B]()(3)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强[2020·浙江卷，8B]()×××\n2．[2019·全国卷Ⅱ，26(1)]立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题：利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为()A．黄色B．红色C．紫色D．绿色答案：D解析：重要金属的焰色反应的颜色平时要注意识记。\n3．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2[2019·江苏卷，6D]()(2)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·天津卷，3C]()(3)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Ⅲ，11C]()(4)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2属于置换反应[2019·浙江4月，4C]()××××\n4．[高考选项组合]下列说法不正确的是()A．NaHCO3受热易分解，可用于制胃酸中和剂[江苏卷，3A]B．Na2O2可与CO2反应放出氧气，可用于制作呼吸面具[海南卷，5A]C．碳酸钠可用于去除餐具的油污[全国卷Ⅱ，7A]D．用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧，火焰呈黄色，证明其中含有Na＋[全国卷Ⅲ，10C]答案：A\n5．[海南卷，16]锂是最轻的活泼金属，其单质及其化合物有广泛的用途。回答下列问题：(1)用碳酸锂和________反应可制备氯化锂，工业上可由电解LiCl-KCl的熔融混合物生产金属锂，阴极上的电极反应式为_____________。盐酸Li＋＋e－===Li解析：碳酸锂与盐酸反应生成LiCl，由电解LiClKCl的熔融混合物产生金属锂，阴极上锂离子得到电子。\n(2)不可使用二氧化碳灭火器扑灭因金属锂引起的火灾，其原因是________________。Li与二氧化碳反应解析：Li是活泼的金属，与二氧化碳反应。\n(3)硬脂酸锂是锂肥皂的主要成分，可作为高温润滑油和油脂的稠化剂。鉴别硬脂酸锂与硬脂酸钠、硬脂酸钾可采用的实验方法和现象分别是_______________________________________________________________。焰色反应，观察到黄色的为硬脂酸钠，透过蓝色钴玻璃观察到紫色的为硬脂酸钾解析：阳离子不同、焰色反应不同。\n(4)LiPF6易溶于有机溶剂，常用作锂离子电池的电解质。LiPF6受热易分解，其热分解产物为PF5和__________。LiF解析：在LiPF6和PF5中磷的化合价都是＋5价，因而该分解反应为非氧化还原反应，根据原子守恒，即可确定另一氟化物的化学式为LiF。\n6．[2021·河北卷，14]化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献。某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3，进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl。实验流程如图：\n回答下列问题：(1)从A～E中选择合适的仪器制备NaHCO3，正确的连接顺序是_______(按气流方向，用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或_________________________________________________。aefbcg将分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽与分液漏斗上端的小孔对齐\n解析：制备NaHCO3的具体过程为先制备CO2，再除去杂质HCl，然后将纯净的CO2通入饱和氨盐水中制得NaHCO3，最后用NaOH溶液处理多余的CO2，所以装置的连接顺序为aefbcg。分液漏斗使用前需要让其与大气连通，否则液体无法滴落，所以为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，需要打开分液漏斗上部的玻璃塞，或者将分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽与分液漏斗上端的小孔对齐。\n(2)B中使用雾化装置的优点是___________________________。增大接触面积，使反应更充分解析：雾化装置可以增大接触面积，使饱和氨盐水与CO2充分接触，使反应更充分。\n(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为_____________________________________。CO2＋NaCl＋NH3·H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl解析：生成NaHCO3的总反应的化学方程式为CO2＋NaCl＋NH3·H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。\n(4)反应完成后，将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液：①对固体NaHCO3充分加热，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量Na2O2，Na2O2增重0.14g，则固体NaHCO3的质量为________g。②向滤液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)＋NH4Cl(aq)―→NaCl(aq)＋NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线，需采用的操作为________________、________________、洗涤、干燥。0.84降温结晶过滤\n解析：①1molCO2与足量Na2O2反应，最终Na2O2增重的质量相当于1molCO的质量，假设固体NaHCO3的质量为xg，可列如下关系式：2NaHCO3～CO2～Na2O2～CO2×8428xg0.14g则＝，解得x＝0.84。②根据题图中NaCl和NH4Cl的溶解度曲线可知，NH4Cl的溶解度随温度的升高变化较大，而NaCl的溶解度随温度的升高变化不大，为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，需采用的操作为降温结晶、过滤、洗涤、干燥。\n(5)无水Na2CO3可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前，若无水Na2CO3保存不当，吸收了一定量水分，用其标定盐酸浓度时，会使结果________(填标号)。A．偏高B．偏低C．不变A解析：若称量前的无水Na2CO3吸收了一定量的水，此时Na2CO3的含量偏低，则用其标定盐酸浓度时，会使滴定结果偏高。