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2025屆高中化學一輪復習:第四章 第10講 堿金屬 鈉及其氧化物(課件 學案 練習)(共74張PPT)

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2025屆高中化學一輪復習:第四章 第10講 堿金屬 鈉及其氧化物(課件 學案 練習)(共74張PPT)

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(共74張PPT)
第10講
堿金屬 鈉及其氧化物
1.知道堿金屬元素的性質特點及焰色試驗的操作。
2.了解鈉及其氧化物的主要性質,能列舉它們性質的應用及有關實驗現象。








考點一  堿金屬 焰色試驗
考點二  鈉
考點三  鈉的氧化物
練真題  明考向
課時精練
堿金屬 焰色試驗
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考點一
1.堿金屬
堿金屬是位于元素周期表第ⅠA族的金屬元素,目前有 、 、 、
、銫(Cs)、鈁(Fr)六種,價層電子排布式為 ,均為金屬性 的元素。
2.堿金屬單質的物理性質
(1)顏色: 色金屬(Cs略帶金色光澤)。
(2)硬度:小,可用小刀切割,且隨Li、Na、K、Rb、Cs硬度逐漸 。
(3)密度:小,隨原子序數的遞增, 堿金屬的密度逐漸增大,但ρK ρNa(填“>”或“<”,下同)。ρ水 ρK或ρNa,ρK或ρNa ρ煤油,實驗室將少量鈉、鉀保存在 中;ρ煤油>ρLi,金屬鋰常保存在石蠟油中。
(4)熔點:低,隨原子序數的遞增, 其單質的熔點逐漸 ,鈉的熔點 100 ℃。
鋰(Li)
鈉(Na)
鉀(K)
銣(Rb)
ns1
很強
銀白
減小
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煤油
降低
小于
3.堿金屬單質的化學性質
(1)均能與水反應,且Li→Cs反應越來越劇烈。
通式: (用R表示堿金屬)。
(2)均能與O2反應,鋰只生成Li2O,K在空氣中燃燒能生成復雜氧化物,如KO2 (超氧化鉀)。
4.檢驗堿金屬元素的實驗方法——焰色試驗
(1)概念:某些金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現出特征顏色,屬于
______變化,是元素的性質。
(2)重要堿金屬元素的焰色:鈉: 色;鉀: 色(透過 觀察)。
2R+2H2O===2ROH+H2↑
物理


藍色鈷玻璃
(3)焰色試驗的操作
1.焰火中紅色來源于鈉鹽灼燒(2022·全國乙卷,7D)(  )
2.非金屬單質燃燒時火焰均為無色(  )
3.Na2SO4與NaOH灼燒時火焰顏色相同(  )
4.焰色試驗均應透過藍色鈷玻璃觀察(  )
5.只有金屬單質灼燒時火焰才有顏色(  )
×
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×
一、堿金屬的還原性
1.堿金屬單質及其化合物有廣泛應用。回答下列問題:
(1)鋰是最輕的活潑金屬,常用于制造高效鋰電池。電解池中的電解液不能用水作溶劑,原因是_______________。
(2)金屬鉀是一種活潑的金屬,下列有關其性質的說法正確的是___(填字母)。
A.鉀在空氣中燃燒時,只生成K2O
B.鉀與水反應,由于反應劇烈可能會發生爆炸
鋰可以與水反應
B
二、金屬氫化物的還原性
金屬氫化物是金屬與氫的二元化合物,活潑金屬(如堿金屬)氫化物,都是優良的還原劑,過渡金屬合金(或金屬互化物)的氫化物被用作儲氫材料。
2.根據金屬氫化物的特點解答下列問題。
(1)KH是一種野外供氫劑,其電子式為________,與水反應放出氫氣,化學方程式為______________________。生成1 mol氫氣時,反應中轉移的電子數為______________。
KH+H2O===KOH+H2↑
NA(或6.02×1023)
(2)NaH在無水條件下可作為某些鋼鐵制品的脫銹劑(鐵銹的成分表示為Fe2O3),脫銹過程中生成兩種產物,其反應的化學方程式:___________________________。
(3)完成以氫化鋰(LiH)和氯化鋁為原料合成氫化鋁鋰(LiAlH4)的反應方程式:
4LiH+______===LiAlH4+3_____。
3NaH+Fe2O3===2Fe+3NaOH
AlCl3
LiCl
返回

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考點二
1.鈉的化學性質
(1)①鈉分別與水、乙醇反應的化學方程式:_________________________________、
_______________________________________。
②鈉與水反應(滴有酚酞)的實驗
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2CH3CH2OH+2Na―→ 2CH3CH2ONa+H2↑



(2)鈉與氧氣反應
鈉與氧氣在常溫下反應的化學方程式: ;鈉與氧氣在加熱條件
下反應的化學方程式: 。
2.鈉的用途
(1)鈉鉀合金(室溫下呈液態)可用作核反應堆的傳熱介質。
(2)用作電光源,制作高壓鈉燈。
(3)冶煉某些金屬。
3.工業制取金屬鈉
電解熔融氯化鈉: 。
4Na+O2===2Na2O
1.加熱時,堿金屬單質與O2反應均生成相應的過氧化物(  )
2.金屬鈉著火時,可用泡沫滅火器或干燥的沙土滅火(  )
3.鈉表面自然形成的氧化層能夠保護內層金屬不被空氣氧化(  )
4.鈉與乙醇反應時鈉浮于液面上四處游動(  )
5.實驗結束后剩余的金屬鈉不能隨意丟棄,應放回原試劑瓶中(  )
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一、鈉與溶液反應的本質
1.鈉與水溶液反應的本質是與水電離的氫離子反應,思考解答下列問題:
將一小塊金屬鈉分別投入盛有:a.水、b.乙醇、c.稀H2SO4的三個小燒杯中,反應速率由大到小的順序為________(用字母表示)。解釋反應速率不同的原因:____________
_________________________________________________________________________
___________________________。
c>a>b
鈉與上述三種物質反應的實質都是鈉與H+之間的置換反應,由三種物質電離出H+的能力可知反應速率的大小順序為c>a>b
2.將金屬鈉放入盛有下列溶液的小燒杯中:
①MgSO4溶液 ②BaCl2溶液 ③飽和澄清石灰水 ④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuCl2溶液 ⑥飽和食鹽水 ⑦濃鹽酸
(1)寫出⑤中反應的離子方程式:__________________________________________。
(2)既有氣體又有白色沉淀產生的是____________ (填序號) 。
2Na+2H2O+Cu2+===Cu(OH)2↓+2Na++H2↑
①③④⑥
(1)鈉與水、酸反應的本質與順序:本質上均是與H+的反應,反應順序是有酸酸在前,無酸水為先。
(2)鈉與鹽溶液的反應
鈉與鹽溶液反應時一般先考慮與水的反應,生成的NaOH與鹽可能發生復分解反應。
二、鈉的還原性的應用
3.制備金屬單質
(1)鈉是強還原劑,用Na來制取鈦(Ti)、鋯(Zr)、鈮(Nb)等稀有金屬。金屬鈮可用金屬鈉還原K2NbF7制取,寫出熱還原法制備鈮的化學方程式:_______________________
___________。
5NaF+2KF
K2NbF7+5Na===Nb+
(2)下列關于鈉制取金屬鈦的方案錯誤的是________(填字母)。
A.工業上用鈉單質與TiCl4溶液反應制取鈦單質
B.金屬鈉與熔融的TiCl4反應可制備金屬鈦
A
4.(2021·福建1月適應性考試,10)鈉在液氨中溶劑化速度極快,生成藍色的溶劑合電子,如圖為鈉投入液氨中的溶劑化示意圖。鈉沉入液氨中,快速得到深藍色溶液,并慢慢產生氣泡。下列說法錯誤的是
A.鈉的密度比液氨大
B.溶液的導電性增強
C.0.1 mol鈉投入液氨中生成0.01 mol H2時,Na共失去
0.02 mol電子
D.鈉和液氨可以發生的反應為2NH3 +2Na===2NaNH2 +H2↑

鈉沉入液氨中說明鈉的密度比液氨大,A正確;
液氨中沒有能導電的離子,而鈉投入液氨中生成藍色的
溶劑合電子,能導電,說明溶液的導電性增強,B正確;
鈉投入液氨中先生成絡合物,再反應得到H2,故0.1 mol
鈉反應失去0.1 mol電子,C錯誤;
反應中鈉失去電子,只能是氫元素得到電子,所以鈉和液氨可以發生的反應為2NH3 +2Na===2NaNH2 +H2↑,D正確。
返回
鈉的氧化物
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考點三
1.氧化鈉和過氧化鈉
物質 氧化鈉(Na2O) 過氧化鈉(Na2O2)
顏色、狀態 白色固體 固體
類別 氧化物 過氧化物(非堿性氧化物)
氧的價態 _____ _____
電子式
陰、陽離子個數比 ______ ______
淡黃色
堿性
-2
-1
1∶2
1∶2
物質 氧化鈉(Na2O) 過氧化鈉(Na2O2)
化學性質 熱穩定性 不穩定(2Na2O+O2 2Na2O2) 穩定
與水反應 _____________________ ____________________________
與CO2反應 ______________________ ____________________________
與酸(鹽酸)反應 __________________________ ___________________________________
主要用途 用于制取少量Na2O2、燒堿 強氧化劑、漂白劑、供氧劑、消毒劑
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O
+O2↑
2.Na2O2的強氧化性與還原性
從元素化合價角度分析Na2O2的性質
(1)Na2O2表現強氧化性
Na2O2+SO2=== ;
Na2O2+Na2SO3+H2O=== ;
Na2O2+H2S=== ;
Na2O2+品紅溶液―→ 品紅溶液褪色;
Na2O2+酚酞溶液―→ 溶液先變紅后褪色。
Na2SO4
Na2SO4+2NaOH
S↓+2NaOH
(2)Na2O2表現還原性
當遇KMnO4等強氧化劑時,Na2O2被氧化,其氧化產物為O2。
(3)Na2O2既表現氧化性又表現還原性
遇CO2、H2O、H+則發生自身的氧化還原反應。
1.氧化鈉、過氧化鈉均為離子化合物(  )
2.1 mol Na2O2固體中含離子總數為4NA(  )
3.H2O2和Na2O2都屬于過氧化物,含有的化學鍵完全相同(  )
4.Na2O2投入滴加酚酞的水中,溶液先變紅后褪色,并產生大量無色氣泡(  )
5.Na2O由兩種單質直接反應生成(  )
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一、鈉的氧化物與水、CO2反應的定量關系
1.(1)用單線橋分析Na2O2與水的反應中電子轉移的方向和數目:_____________________;
其中氧化劑是_______,還原劑是________,氧化產物是_____,還原產物是_______。
(2)Na2O2與CO2反應生成0.1 mol氧氣時,轉移的電子數為___________________。
Na2O2
Na2O2
O2
NaOH 
0.2NA(或1.204×1023)
2.在一密閉容器中有CO、H2、O2共16.5 g和足量的Na2O2,用電火花引燃,使其完全反應,Na2O2增重7.5 g,則原混合氣體中O2的質量分數是
A.54.5% B.40%
C.36% D.33.3%

CO、H2、O2完全反應后生成的二氧化碳、水與過氧化鈉反應生成碳酸鈉、氫氧化鈉,所以過氧化鈉固體增重的質量等于CO、H2的質量,所以原混合氣體中CO、H2的總質量是7.5 g,則O2的質量是16.5 g-7.5 g=9.0 g,所以原混合氣體
中O2的質量分數是 ×100%≈54.5%。
3.現有Na2O和Na2O2的混合物14 g,加入適量水使其充分溶解得到溶液A和1.12 L氣體B(標準狀況下)。
(1)混合物中Na2O的物質的量為____ mol。
Na2O和Na2O2的混合物溶于水發生反應:Na2O+H2O===2NaOH、2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,氣體B為氧氣,其物質的量為0.05 mol,則Na2O2的物質的量為0.1 mol,質量為7.8 g,Na2O的質量為14 g-7.8 g=6.2 g,物質的量為0.1 mol。
0.1
(2)在25 ℃下將溶液A加水稀釋至400 mL,則該溶液的pH為___。
溶液A中NaOH的物質的量為0.1 mol×2+0.05 mol×4=0.4 mol,則稀釋后溶液中c(OH-)=c(NaOH)= =1 mol·L-1,c(H+)=10-14 mol·L-1,溶液pH=14。
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(1)Na2O2與CO2、H2O反應,生成1 mol O2,轉移2 mol電子。
(2)過氧化鈉吸收二氧化碳、水時,Na2O2增重的質量,等于吸收CO、H2的質量。
二、過氧化鈉的性質與探究
無論是過氧化鈉還是其他過氧化物,具有強氧化性、漂白性等特殊性質的根本原因是這些物質中都含有過氧鍵(—O—O—)。
4.Na2O2是一種常見的過氧化物,具有強氧化性和漂白性。
(1)請寫出Na2O2的電子式:_______________________,其中化學鍵的類型為_____________________,氧元素的化合價為____。
(2)用化學方程式解釋使酚酞溶液變紅的原因:____________________________,依據實驗現象推測紅色褪去的原因是___________________________________________
___________。
離子鍵、非極性共價鍵
-1
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
反應生成的H2O2具有漂白作用(或反應生成的H2O2氧化了酚酞)
(3)用離子方程式解釋加入酸性高錳酸鉀
溶液后溶液褪色的原因:_____________
______________________________。
(4)根據實驗分析,過氧化鈉與水反應除
了生成氫氧化鈉和氧氣外,還存在另一
反應,則另一反應的化學方程式為____________________________,其反應類型為____________。
+5H2O2
+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O
Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2
復分解反應
5.(1)寫出下列物質的電子式:過氧化鈣:_______________,過氧化氫:_____________;
從結構上看上述兩種物質的共同特點是_______________________________________
_______________。
(2)純凈的過氧化鈣(CaO2)是一種新型水產養殖增氧劑,常用于鮮活水產品的運輸。可以起到殺菌、解酸(吸收二氧化碳)、防腐、供氧的作用。分別寫出供氧、解酸(吸收二氧化碳)的化學方程式:______________________________、_________________
____________。
兩個氧原子之間都含有一對共用電子對(或都含有一個過氧鍵)
2CaO2+2H2O===2Ca(OH)2+O2↑
2CaCO3+O2
2CaO2+2CO2===
6.指出下列物質中的過氧鍵,并標出氧元素的化合價。
(1)過氧乙酸
答案 
(2)過二硫酸
答案 
7.(1)五氧化鉻又稱過氧化鉻,其中Cr元素的化合價為+6價,則每個CrO5分子中存在過氧鍵的數目為___個。
2
(2)過氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]是一種白色晶體,可用于漂白、消毒和增氧劑,在酸性溶液中過氧化尿素中的過氧化氫與重鉻酸鉀反應生成較穩定的藍色過氧化鉻(CrO5),重鉻酸鉀與H2O2反應的離子方程式為___________________________________,上述反應_____(填“是”或“不是”)氧化還原反應。
不是
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練真題 明考向
1.正誤判斷,正確的打“√”,錯誤的打“×”。
(1)高壓鈉燈發出的黃光透霧能力強、射程遠,可用于道路照明(2022·浙江6月選考,8B)
(  )
(2)23 g Na與足量H2O反應生成的H2分子數目為NA(2021·廣東,11D)(  )
(3)金屬鈉在空氣中加熱生成淡黃色固體:4Na+O2===2Na2O(2021·北京,7B)(  )
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2.下列判斷正確的是
A.Na2O2在空氣中放置后由淡黃色變為白色,表示的反應為2Na2O2===2Na2O+
O2↑(2019·全國卷Ⅱ,11C)
B.用鉑絲蘸取某堿金屬的鹽溶液燃燒,火焰呈黃色,證明其中含有Na+(2018·全國
卷Ⅲ,10C)
C.乙醇和水都可與金屬鈉反應產生可燃性氣體,說明乙醇分子中的氫
與水分子中的氫具有相同的活性(2017·全國卷Ⅱ,10B)
D.用如圖實驗裝置完成鈉的燃燒實驗(2022·湖北,6C)

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3.[2019·全國卷Ⅱ,26(1)]利用焰色試驗的原理既可制作五彩繽紛的節日煙花,亦可定性鑒別某些金屬鹽。灼燒立德粉(ZnS·BaSO4)樣品時,鋇的焰色為___(填標號)。
A.黃色 B.紅色 C.紫色 D.綠色
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D
4.下列判斷不正確的是
A.將Na2O加入Ba(HCO3)2溶液中同時有氣體和沉淀產生(2015·山東,10改編)
B.把水滴入盛有少量Na2O2的試管中,立即把帶火星木條放在試管口;木條復燃,
說明反應生成了O2(2021·遼寧,9D)
C.Na2O在空氣中加熱可得固體Na2O2(2020·浙江7月選考,12A)
D.過氧化鈉能與二氧化碳反應生成氧氣,可作潛水艇中的供氧劑(2023·浙江6月選
考,4D)

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課時精練
1.堿金屬元素是周期性表現得最鮮明和最規律的元素。下列說法正確的是
A.單質都能浮在水面上,都能保存在煤油中
B.單質在空氣中燃燒時,都生成過氧化物
C.單質都不能在自然界中穩定存在
D.單質都是強還原劑,其陽離子都具有強氧化性

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Rb、Cs的密度比水大,Li的密度比煤油小,A不正確;
Li燃燒只能生成Li2O,B不正確;
堿金屬單質是強還原劑,但其陽離子具有弱氧化性,D不正確。
2.(2023·江西景德鎮4月模擬)黑火藥是硫黃粉、硝石、木炭粉按一定比例混合而成,
點燃時發生爆炸的化學方程式:2KNO3+S+3C K2S+N2↑+3CO2↑。古文獻
《本草經集注》記載了區分硝石(KNO3)和樸消(Na2SO4·10H2O)的方法:“以火燒之,紫青煙起,乃真硝石也”。下列推斷正確的是
A.“紫青煙”主要是指鈉元素的焰色試驗
B.“樸消”在灼燒時火焰沒有顏色
C.“硝石”在黑火藥中起還原劑的作用
D.“樸消”不能替代“硝石”制黑火藥

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鉀元素的焰色試驗是紫色,“紫青煙”主要是指鉀元素的焰色試驗,故A錯誤;鈉元素的焰色試驗為黃色,“樸消”在灼燒時火焰為黃色,故B錯誤;
硝酸鉀中氮元素是+5價,處于最高價,火藥發生化學反應時生成氮氣,KNO3中氮元素的化合價降低,“硝石”在黑火藥中起氧化劑的作用,故C錯誤;
硫酸鈉沒有強氧化性,“樸消”不能替代“硝石”制黑火藥,故D正確。
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3.下列關于鈉的說法不正確的是
A.切開金屬鈉,切面會逐漸變暗
B.實驗室的單質鈉常常保存在石蠟油或煤油中
C.金屬鈉著火時用濕抹布蓋滅
D.固體鈉的密度比水的密度小

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4.等質量的兩塊鈉,第一塊在足量氧氣中加熱,第二塊在足量氧氣(常溫)中充分反應,則下列說法正確的是
A.第一塊鈉失去電子多
B.兩塊鈉失去電子一樣多
C.第二塊鈉的反應產物質量大
D.兩塊鈉的反應產物質量一樣大

金屬鈉失電子均變為+1價的陽離子,等質量的兩塊鈉,失電子數是一樣的;根據反應:4Na+O2===2Na2O,1 mol 金屬鈉完全反應得氧化鈉的質量是31 g,根據反應:2Na+O2 Na2O2,1 mol金屬鈉完全反應得過氧化鈉的質量是39 g,故等質量的兩塊鈉,生成過氧化鈉的質量大,即第一塊鈉的反應產物質量大。
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5.中國科學家以二氧化碳為碳源,在470 ℃、80 MPa條件下與金屬鈉反應合成金剛石。下列說法不正確的是
A.金屬鈉在反應中作還原劑
B.反應中生成的氧化產物為Na2O2
C.二氧化碳轉變為金剛石發生的是還原反應
D.鈉被氧化最終生成碳酸鈉

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金屬鈉和二氧化碳反應生成金剛石,反應中碳元素化合價降低、鈉元素化合價升高,鈉作還原劑,二氧化碳發生還原反應,故A、C正確;
鈉與二氧化碳反應生成金剛石和氧化鈉,氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉,故B錯誤,D正確。
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6.觀察是研究物質性質的一種基本方法。某同學將一小塊金屬鈉露置于空氣中,觀察
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A.①發生氧化還原反應生成了過氧化鈉
B.④只發生物理變化
C.③是碳酸鈉吸收空氣中的水蒸氣形成了溶液
D.②④是非氧化還原反應

7.過氧化鈉具有強氧化性,遇木炭、鋁粉等還原性物質時可燃燒。下列有關說法不正確的是
A.Na2O2與CO2反應時,Na2O2是氧化劑,CO2是還原劑
B.熔融過氧化鈉時不可使用石英坩堝
C.過氧化鈉與木炭、鋁粉反應時,過氧化鈉均表現出強氧化性
D.過氧化鈉與二氧化硫反應時可生成硫酸鈉

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Na2O2與CO2反應時,Na2O2發生自身的歧化反應,A項錯誤;
石英的主要成分是SiO2,而Na2O2能與SiO2反應生成Na2SiO3,B項正確;
Na2O2具有強氧化性,而C、Al、SO2均具有還原性,故Na2O2可與C、Al、SO2發生氧化還原反應,可將C氧化成CO2,將Al氧化成Al2O3,將SO2氧化成 ,C、D項正確。
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8.某溶液含有 五種陰離子。現向其中加入少量的Na2O2固體后,溶液中離子濃度增大的是(設溶液體積無變化)
A.① B.④ C.①④⑤ D.④⑤

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9.(2024·長沙模擬)過氧化鈉與水反應后滴加酚酞,酚酞先變紅后褪色。某小組欲探究其原因,進行如圖所示實驗。實驗①取反應后的溶液加入二氧化錳,立即產生大量氣體;實驗②③中紅色均不褪去。下列分析錯誤的是
A.過氧化鈉與水反應產生的氣體為O2
B.過氧化鈉與水反應需要MnO2作催化劑
C.實驗②③可證明使酚酞褪色的不是氫氧
化鈉和氧氣
D.過氧化鈉與水反應可能生成了具有漂白性的H2O2

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過氧化鈉與水反應不需要催化劑,B
項錯誤;
實驗②③作為對照實驗,可證明氫氧
化鈉和氧氣不能使酚酞溶液褪色,C
項正確;
根據實驗①的現象可判斷過氧化鈉與水反應可能生成了H2O2,H2O2在MnO2作催化劑的條件下分解產生O2,D項正確。
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10.下列物質均為a g,將它們在氧氣中完全燃燒的產物全部通入到足量的過氧化鈉固體中,則過氧化鈉固體增重為a g的是
①CO ②H2 ③CH4 ④HCHO ⑤CH3COOH ⑥HCOOH
A.①②⑤⑥ B.②③④⑤
C.①②④⑤ D.①②③⑤

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則過氧化鈉增加的質量即為H2、CO的質量。因此只要是CO或H2或它們的混合氣體或化學式組成符合(CO)m·(H2)n,過氧化鈉固體增重的質量就等于原物質的質量,則①②符合;而④HCHO可以改寫成CO·H2,⑤CH3COOH可以改寫成(CO)2·(H2)2,⑥HCOOH可以改寫成CO2·H2,故①②④⑤符合。
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11.下列各項中的敘述Ⅰ和敘述Ⅱ都正確,但敘述Ⅱ不能用于對敘述Ⅰ進行解釋的是
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選項 敘述 Ⅰ 敘述 Ⅱ
A 金屬鈉和鉀都容易用小刀切開 鈉和鉀的硬度都較小
B 金屬鈉和鉀都可用煤油密封保存 鈉和鉀都不與煤油反應,且密度都比煤油的大
C 金屬鈉和鉀分別在空氣中燃燒,鉀的反應相對較快 鉀的金屬性比鈉的強
D 金屬鈉和鉀分別與水反應,鉀的反應相對較快 鉀的密度比鈉的小

金屬鈉和鉀分別與水反應,鉀反應相對較快的原因是鉀的金屬性比鈉的強,或鉀原子比鈉原子更易失去電子,D項錯誤。
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12.(2023·沈陽高三模擬)超氧化鉀(KO2)與Na2O2性質相似,是廣泛應用于航天和潛水的供氧劑。下列說法正確的是
A.KO2中O元素的化合價為-1價
B.KO2中陰、陽離子個數之比為2∶1
C.1 mol KO2與CO2反應后,固體質量減少4 g
D.當 =1時,KO2和Na2O2分別與足量水反應生成O2的物質的量之比為3∶2

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KO2與CO2反應的化學方程式為4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2 Δm=8,即4 mol KO2完全反應,固體質量減少8 g,則1 mol KO2與CO2反應后,固體質量減少2 g,C錯誤;
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13.某興趣小組的學生根據Mg與CO2反應的原理推測鈉也能在CO2中燃燒,為了確定其產物并進行實驗論證,某同學設計了下列裝置進行實驗(已知PdCl2能被CO還原為Pd),請回答下列問題:
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(1)上圖裝置2中應盛放______________溶液。
飽和碳酸氫鈉
根據二氧化碳的實驗室制法可知,二氧化碳中可能含有HCl氣體,所以應除去HCl,則裝置B中盛放的是飽和碳酸氫鈉溶液。
(2)為了使反應隨開隨用,隨關隨停,上圖方框內應選用裝置___(填字母)。
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C
裝置C可以達到固液分離的目的,起到隨開隨用,隨關隨停的作用。
(3)檢查裝置的氣密性完好并裝好藥品后,在點燃酒精燈前,應先進行裝置1的操作,待裝置___(填數字)中出現________的現象時,再點燃酒精燈。
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變渾濁
因為該實驗是驗證二氧化碳與Na的反應,所以應排出裝置中的空氣,所以先通入二氧化碳使裝置5中澄清石灰水變渾濁后,再點燃酒精燈。
(4)①若裝置6中有黑色沉淀(Pd)生成,裝置4中殘留固體(只有一種物質)加鹽酸后有能使澄清石灰水變渾濁的氣體放出,則鈉與二氧化碳反應的化學方程式為___________________________。
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由題給信息分析知該固體是碳酸鈉,則Na與二氧化碳反應生成CO和碳酸鈉。
②若裝置6中無明顯現象,裝置4中殘留固體(有兩種物質)加鹽酸后有能使澄清石灰水變渾濁的氣體放出,則鈉與二氧化碳反應的化學方程式為___________________________。
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14.已知Na2O2可用作漂白劑和呼吸面具中的供氧劑。
(1)寫出Na2O2作呼吸面具中的供氧劑時發生反應的化學方程式:_________________
__________________________________________。
(2)Na2O2具有強氧化性,H2具有還原性,有同學猜想Na2O2與H2能反應。為了驗證此猜想,該小組同學進行如下實驗,實驗步驟和現象如下。
步驟1:按圖組裝儀器(圖中夾持儀器省略),檢查氣密性,裝入藥品;
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2Na2O2+2CO2===
2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
步驟2:打開K1、K2,產生的氫氣流經裝有Na2O2的硬質玻璃管,一段時間后,沒有任何現象;
步驟3:……,開始加熱,觀察到硬質玻璃管內Na2O2開始熔化,淡黃色的粉末變成了白色固體,干燥管內硫酸銅未變藍色;
步驟4:反應后撤去酒精燈,待硬質玻璃管冷卻后關閉K1。
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①盛裝稀鹽酸的儀器名稱是________;B裝置的作用是_________________________
________________________________。
②步驟3在點燃C處酒精燈前必須進行的操作是_____________。
③設置裝置D的目的是__________________。
④根據實驗現象得到的結論是______________________(用化學方程式表示)。
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長頸漏斗
吸收氫氣中的雜質氣體(或除去氫氣中的水蒸氣和氯化氫氣體)
檢驗氫氣純度
檢驗是否有水生成
返回1.堿金屬元素是周期性表現得最鮮明和最規律的元素。下列說法正確的是(  )
A.單質都能浮在水面上,都能保存在煤油中
B.單質在空氣中燃燒時,都生成過氧化物
C.單質都不能在自然界中穩定存在
D.單質都是強還原劑,其陽離子都具有強氧化性
2.(2023·江西景德鎮4月模擬)黑火藥是硫黃粉、硝石、木炭粉按一定比例混合而成,點燃時發生爆炸的化學方程式:2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑。古文獻《本草經集注》記載了區分硝石(KNO3)和樸消(Na2SO4·10H2O)的方法:“以火燒之,紫青煙起,乃真硝石也”。下列推斷正確的是(  )
A.“紫青煙”主要是指鈉元素的焰色試驗
B.“樸消”在灼燒時火焰沒有顏色
C.“硝石”在黑火藥中起還原劑的作用
D.“樸消”不能替代“硝石”制黑火藥
3.下列關于鈉的說法不正確的是(  )
A.切開金屬鈉,切面會逐漸變暗
B.實驗室的單質鈉常常保存在石蠟油或煤油中
C.金屬鈉著火時用濕抹布蓋滅
D.固體鈉的密度比水的密度小
4.等質量的兩塊鈉,第一塊在足量氧氣中加熱,第二塊在足量氧氣(常溫)中充分反應,則下列說法正確的是(  )
A.第一塊鈉失去電子多
B.兩塊鈉失去電子一樣多
C.第二塊鈉的反應產物質量大
D.兩塊鈉的反應產物質量一樣大
5.中國科學家以二氧化碳為碳源,在470 ℃、80 MPa條件下與金屬鈉反應合成金剛石。下列說法不正確的是(  )
A.金屬鈉在反應中作還原劑
B.反應中生成的氧化產物為Na2O2
C.二氧化碳轉變為金剛石發生的是還原反應
D.鈉被氧化最終生成碳酸鈉
6.觀察是研究物質性質的一種基本方法。某同學將一小塊金屬鈉露置于空氣中,觀察到下列現象:銀白色變灰暗變白色出現液滴白色固體,則下列說法正確的是(  )
A.①發生氧化還原反應生成了過氧化鈉
B.④只發生物理變化
C.③是碳酸鈉吸收空氣中的水蒸氣形成了溶液
D.②④是非氧化還原反應
7.過氧化鈉具有強氧化性,遇木炭、鋁粉等還原性物質時可燃燒。下列有關說法不正確的是(  )
A.Na2O2與CO2反應時,Na2O2是氧化劑,CO2是還原劑
B.熔融過氧化鈉時不可使用石英坩堝
C.過氧化鈉與木炭、鋁粉反應時,過氧化鈉均表現出強氧化性
D.過氧化鈉與二氧化硫反應時可生成硫酸鈉
8.某溶液含有①NO、②HCO、③SO、④CO、⑤SO五種陰離子。現向其中加入少量的Na2O2固體后,溶液中離子濃度增大的是(設溶液體積無變化)(  )
A.① B.④ C.①④⑤ D.④⑤
9.(2024·長沙模擬)過氧化鈉與水反應后滴加酚酞,酚酞先變紅后褪色。某小組欲探究其原因,進行如圖所示實驗。實驗①取反應后的溶液加入二氧化錳,立即產生大量氣體;實驗②③中紅色均不褪去。下列分析錯誤的是(  )
A.過氧化鈉與水反應產生的氣體為O2
B.過氧化鈉與水反應需要MnO2作催化劑
C.實驗②③可證明使酚酞褪色的不是氫氧化鈉和氧氣
D.過氧化鈉與水反應可能生成了具有漂白性的H2O2
10.下列物質均為a g,將它們在氧氣中完全燃燒的產物全部通入到足量的過氧化鈉固體中,則過氧化鈉固體增重為 a g的是(  )
①CO ②H2 ③CH4 ④HCHO ⑤CH3COOH
⑥HCOOH
A.①②⑤⑥ B.②③④⑤
C.①②④⑤ D.①②③⑤
11.下列各項中的敘述Ⅰ和敘述Ⅱ都正確,但敘述Ⅱ不能用于對敘述Ⅰ進行解釋的是(  )
選項 敘述Ⅰ 敘述Ⅱ
A 金屬鈉和鉀都容易用小刀切開 鈉和鉀的硬度都較小
B 金屬鈉和鉀都可用煤油密封保存 鈉和鉀都不與煤油反應,且密度都比煤油的大
C 金屬鈉和鉀分別在空氣中燃燒,鉀的反應相對較快 鉀的金屬性比鈉的強
D 金屬鈉和鉀分別與水反應,鉀的反應相對較快 鉀的密度比鈉的小
12.(2023·沈陽高三模擬)超氧化鉀(KO2)與Na2O2性質相似,是廣泛應用于航天和潛水的供氧劑。下列說法正確的是(  )
A.KO2中O元素的化合價為-1價
B.KO2中陰、陽離子個數之比為2∶1
C.1 mol KO2與CO2反應后,固體質量減少4 g
D.當=1時,KO2和Na2O2分別與足量水反應生成O2的物質的量之比為3∶2
13.某興趣小組的學生根據Mg與CO2反應的原理推測鈉也能在CO2中燃燒,為了確定其產物并進行實驗論證,某同學設計了下列裝置進行實驗(已知PdCl2能被CO還原為Pd),請回答下列問題:
(1)上圖裝置2中應盛放______________溶液。
(2)為了使反應隨開隨用,隨關隨停,上圖方框內應選用裝置________(填字母)。
(3)檢查裝置的氣密性完好并裝好藥品后,在點燃酒精燈前,應先進行裝置1的操作,待裝置______(填數字)中出現______________的現象時,再點燃酒精燈。
(4)①若裝置6中有黑色沉淀(Pd)生成,裝置4中殘留固體(只有一種物質)加鹽酸后有能使澄清石灰水變渾濁的氣體放出,則鈉與二氧化碳反應的化學方程式為____________________
______________________________________________________________________________。
②若裝置6中無明顯現象,裝置4中殘留固體(有兩種物質)加鹽酸后有能使澄清石灰水變渾濁的氣體放出,則鈉與二氧化碳反應的化學方程式為________________________________。
14.已知Na2O2可用作漂白劑和呼吸面具中的供氧劑。
(1)寫出Na2O2作呼吸面具中的供氧劑時發生反應的化學方程式:______________________
______________________________________________________________________________。
(2)Na2O2具有強氧化性,H2具有還原性,有同學猜想Na2O2與H2能反應。為了驗證此猜想,該小組同學進行如下實驗,實驗步驟和現象如下。
步驟1:按圖組裝儀器(圖中夾持儀器省略),檢查氣密性,裝入藥品;
步驟2:打開K1、K2,產生的氫氣流經裝有Na2O2的硬質玻璃管,一段時間后,沒有任何現象;
步驟3:……,開始加熱,觀察到硬質玻璃管內Na2O2開始熔化,淡黃色的粉末變成了白色固體,干燥管內硫酸銅未變藍色;
步驟4:反應后撤去酒精燈,待硬質玻璃管冷卻后關閉K1。
①盛裝稀鹽酸的儀器名稱是______________________________________________________;
B裝置的作用是________________________________________________________________。
②步驟3在點燃C處酒精燈前必須進行的操作是____________________________________。
③設置裝置D的目的是__________________________________________________________。
④根據實驗現象得到的結論是____________________________________________________
________________________________________________________________________(用化學方程式表示)。
1.C 2.D 3.C
4.B [金屬鈉失電子均變為+1價的陽離子,等質量的兩塊鈉,失電子數是一樣的;根據反應:4Na+O2===2Na2O,1 mol金屬鈉完全反應得氧化鈉的質量是31 g,根據反應:2Na+O2Na2O2,1 mol金屬鈉完全反應得過氧化鈉的質量是39 g,故等質量的兩塊鈉,生成過氧化鈉的質量大,即第一塊鈉的反應產物質量大。]
5.B [金屬鈉和二氧化碳反應生成金剛石,反應中碳元素化合價降低、鈉元素化合價升高,鈉作還原劑,二氧化碳發生還原反應,故A、C正確;鈉與二氧化碳反應生成金剛石和氧化鈉,氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉,故B錯誤,D正確。]
6.D 7.A 
8.D [Na2O2與水反應生成氫氧化鈉和氧氣,溶液呈堿性,HCO與OH-反應生成CO,則②HCO濃度減小,④CO濃度增大;Na2O2具有強氧化性,將SO氧化為SO,則③SO濃度減小,⑤SO濃度增大;①NO濃度基本不變,故選D。]
9.B 
10.C [H2、CO發生反應的化學方程式分別為2H2+O22H2O,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;2CO+O22CO2,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,則過氧化鈉增加的質量即為H2、CO的質量。因此只要是CO或H2或它們的混合氣體或化學式組成符合(CO)m·(H2)n,過氧化鈉固體增重的質量就等于原物質的質量,則①②符合;而④HCHO可以改寫成CO·H2,⑤CH3COOH可以改寫成(CO)2·(H2)2,⑥HCOOH可以改寫成CO2·H2,故①②④⑤符合。]
11.D 
12.D [KO2中K元素顯+1價,則O元素顯-價,A錯誤;KO2是由K+和O構成的,其陰、陽離子個數之比為1∶1,B錯誤;KO2與CO2反應的化學方程式為4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2 Δm=8,即4 mol KO2完全反應,固體質量減少8 g,則1 mol KO2與CO2反應后,固體質量減少2 g,C錯誤;KO2和Na2O2分別與足量水反應的化學方程式為4KO2+2H2O===4KOH+3O2↑、2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,所以當=1時,生成O2的物質的量之比為3∶2,D正確。]
13.(1)飽和碳酸氫鈉 (2)C (3)5 變渾濁
(4)①2Na+2CO2Na2CO3+CO ②4Na+3CO22Na2CO3+C
14.(1)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ (2)①長頸漏斗 吸收氫氣中的雜質氣體(或除去氫氣中的水蒸氣和氯化氫氣體) ②檢驗氫氣純度 ③檢驗是否有水生成 ④Na2O2+H22NaOH第10講 堿金屬 鈉及其氧化物
[復習目標] 1.知道堿金屬元素的性質特點及焰色試驗的操作。2.了解鈉及其氧化物的主要性質,能列舉它們性質的應用及有關實驗現象。
考點一 堿金屬 焰色試驗
1.堿金屬
堿金屬是位于元素周期表第ⅠA族的金屬元素,目前有鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)、鈁(Fr)六種,價層電子排布式為ns1,均為金屬性很強的元素。
2.堿金屬單質的物理性質
(1)顏色:銀白色金屬(Cs略帶金色光澤)。
(2)硬度:小,可用小刀切割,且隨Li、Na、K、Rb、Cs硬度逐漸減小。
(3)密度:小,隨原子序數的遞增, 堿金屬的密度逐漸增大,但ρK<ρNa(填“>”或“<”,下同)。
ρ水>ρK或ρNa,ρK或ρNa>ρ煤油,實驗室將少量鈉、鉀保存在煤油中;ρ煤油>ρLi,金屬鋰常保存在石蠟油中。
(4)熔點:低,隨原子序數的遞增, 其單質的熔點逐漸降低,鈉的熔點小于100 ℃。
3.堿金屬單質的化學性質
(1)均能與水反應,且Li→Cs反應越來越劇烈。
通式:2R+2H2O===2ROH+H2↑(用R表示堿金屬)。
(2)均能與O2反應,鋰只生成Li2O,K在空氣中燃燒能生成復雜氧化物,如KO2 (超氧化鉀)。
4.檢驗堿金屬元素的實驗方法——焰色試驗
(1)概念:某些金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現出特征顏色,屬于物理變化,是元素的性質。
(2)重要堿金屬元素的焰色:鈉:黃色;鉀:紫色(透過藍色鈷玻璃觀察)。
(3)焰色試驗的操作
1.焰火中紅色來源于鈉鹽灼燒(2022·全國乙卷,7D)(  )
2.非金屬單質燃燒時火焰均為無色(  )
3.Na2SO4與NaOH灼燒時火焰顏色相同(  )
4.焰色試驗均應透過藍色鈷玻璃觀察(  )
5.只有金屬單質灼燒時火焰才有顏色(  )
答案 1.× 2.× 3.√ 4.× 5.×
一、堿金屬的還原性
1.堿金屬單質及其化合物有廣泛應用。回答下列問題:
(1)鋰是最輕的活潑金屬,常用于制造高效鋰電池。電解池中的電解液不能用水作溶劑,原因是________________________________________________________________________。
(2)金屬鉀是一種活潑的金屬,下列有關其性質的說法正確的是________(填字母)。
A.鉀在空氣中燃燒時,只生成K2O
B.鉀與水反應,由于反應劇烈可能會發生爆炸
答案 (1)鋰可以與水反應 (2)B
二、金屬氫化物的還原性
金屬氫化物是金屬與氫的二元化合物,活潑金屬(如堿金屬)氫化物,都是優良的還原劑,過渡金屬合金(或金屬互化物)的氫化物被用作儲氫材料。
2.根據金屬氫化物的特點解答下列問題。
(1)KH是一種野外供氫劑,其電子式為____________________,與水反應放出氫氣,化學方程式為________________________________________________________________________。
生成1 mol氫氣時,反應中轉移的電子數為____________。
(2)NaH在無水條件下可作為某些鋼鐵制品的脫銹劑(鐵銹的成分表示為Fe2O3),脫銹過程中生成兩種產物,其反應的化學方程式:________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)完成以氫化鋰(LiH)和氯化鋁為原料合成氫化鋁鋰(LiAlH4)的反應方程式:
4LiH+________===LiAlH4+3________。
答案 (1)K+[H]- KH+H2O===KOH+H2↑ NA(或6.02×1023)
(2)3NaH+Fe2O3===2Fe+3NaOH
(3)AlCl3 LiCl
考點二 鈉
1.鈉的化學性質
(1)①鈉分別與水、乙醇反應的化學方程式:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑。
②鈉與水反應(滴有酚酞)的實驗
(2)鈉與氧氣反應
鈉與氧氣在常溫下反應的化學方程式:4Na+O2===2Na2O;鈉與氧氣在加熱條件下反應的化學方程式:2Na+O2Na2O2。
2.鈉的用途
(1)鈉鉀合金(室溫下呈液態)可用作核反應堆的傳熱介質。
(2)用作電光源,制作高壓鈉燈。
(3)冶煉某些金屬。
3.工業制取金屬鈉
電解熔融氯化鈉:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
1.加熱時,堿金屬單質與O2反應均生成相應的過氧化物(  )
2.金屬鈉著火時,可用泡沫滅火器或干燥的沙土滅火(  )
3.鈉表面自然形成的氧化層能夠保護內層金屬不被空氣氧化(  )
4.鈉與乙醇反應時鈉浮于液面上四處游動(  )
5.實驗結束后剩余的金屬鈉不能隨意丟棄,應放回原試劑瓶中(  )
答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.√
一、鈉與溶液反應的本質
1.鈉與水溶液反應的本質是與水電離的氫離子反應,思考解答下列問題:
將一小塊金屬鈉分別投入盛有:a.水、b.乙醇、c.稀H2SO4的三個小燒杯中,反應速率由大到小的順序為________(用字母表示)。解釋反應速率不同的原因:__________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 c>a>b 鈉與上述三種物質反應的實質都是鈉與H+之間的置換反應,由三種物質電離出H+的能力可知反應速率的大小順序為c>a>b
2.將金屬鈉放入盛有下列溶液的小燒杯中:
①MgSO4溶液 ②BaCl2溶液 ③飽和澄清石灰水 ④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuCl2溶液 ⑥飽和食鹽水 ⑦濃鹽酸
(1)寫出⑤中反應的離子方程式:______________________________。
(2)既有氣體又有白色沉淀產生的是____________ (填序號) 。
答案 (1)2Na+2H2O+Cu2+===Cu(OH)2↓+2Na++H2↑  (2)①③④⑥
(1)鈉與水、酸反應的本質與順序:本質上均是與H+的反應,反應順序是有酸酸在前,無酸水為先。
(2)鈉與鹽溶液的反應
鈉與鹽溶液反應時一般先考慮與水的反應,生成的NaOH與鹽可能發生復分解反應。
二、鈉的還原性的應用
3.制備金屬單質
(1)鈉是強還原劑,用Na來制取鈦(Ti)、鋯(Zr)、鈮(Nb)等稀有金屬。金屬鈮可用金屬鈉還原K2NbF7制取,寫出熱還原法制備鈮的化學方程式:_____________________________________
________________。
答案 K2NbF7+5Na===Nb+5NaF+2KF
(2)下列關于鈉制取金屬鈦的方案錯誤的是________(填字母)。
A.工業上用鈉單質與TiCl4溶液反應制取鈦單質
B.金屬鈉與熔融的TiCl4反應可制備金屬鈦
答案 A
4.(2021·福建1月適應性考試,10)鈉在液氨中溶劑化速度極快,生成藍色的溶劑合電子,如圖為鈉投入液氨中的溶劑化示意圖。鈉沉入液氨中,快速得到深藍色溶液,并慢慢產生氣泡。下列說法錯誤的是(  )
A.鈉的密度比液氨大
B.溶液的導電性增強
C.0.1 mol鈉投入液氨中生成0.01 mol H2時,Na共失去0.02 mol電子
D.鈉和液氨可以發生的反應為2NH3 +2Na===2NaNH2 +H2↑
答案 C
解析 鈉沉入液氨中說明鈉的密度比液氨大,A正確;液氨中沒有能導電的離子,而鈉投入液氨中生成藍色的溶劑合電子,能導電,說明溶液的導電性增強,B正確;鈉投入液氨中先生成絡合物,再反應得到H2,故0.1 mol鈉反應失去0.1 mol電子,C錯誤;反應中鈉失去電子,只能是氫元素得到電子,所以鈉和液氨可以發生的反應為2NH3 +2Na===2NaNH2 +H2↑,D正確。
考點三 鈉的氧化物
1.氧化鈉和過氧化鈉
物質 氧化鈉(Na2O) 過氧化鈉(Na2O2)
顏色、狀態 白色固體 淡黃色固體
類別 堿性氧化物 過氧化物(非堿性氧化物)
氧的價態 -2 -1
電子式
陰、陽離子個數比 1∶2 1∶2
化學性質 熱穩定性 不穩定(2Na2O+O22Na2O2) 穩定
與水反應 Na2O+H2O===2NaOH 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
與CO2反應 Na2O+CO2===Na2CO3 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
與酸(鹽酸)反應 Na2O+2HCl===2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
主要用途 用于制取少量Na2O2、燒堿 強氧化劑、漂白劑、供氧劑、消毒劑
2.Na2O2的強氧化性與還原性
從元素化合價角度分析Na2O2的性質
2Na22
(1)Na2O2表現強氧化性
Na2O2+SO2===Na2SO4;
Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH;
Na2O2+H2S===S↓+2NaOH;
Na2O2+品紅溶液―→品紅溶液褪色;
Na2O2+酚酞溶液―→溶液先變紅后褪色。
(2)Na2O2表現還原性
當遇KMnO4等強氧化劑時,Na2O2被氧化,其氧化產物為O2。
(3)Na2O2既表現氧化性又表現還原性
遇CO2、H2O、H+則發生自身的氧化還原反應。
1.氧化鈉、過氧化鈉均為離子化合物(  )
2.1 mol Na2O2固體中含離子總數為4NA(  )
3.H2O2和Na2O2都屬于過氧化物,含有的化學鍵完全相同(  )
4.Na2O2投入滴加酚酞的水中,溶液先變紅后褪色,并產生大量無色氣泡(  )
5.Na2O由兩種單質直接反應生成(  )
答案 1.√ 2.× 3.× 4.√ 5.√
一、鈉的氧化物與水、CO2反應的定量關系
1.(1)用單線橋分析Na2O2與水的反應中電子轉移的方向和數目:_______________________;
其中氧化劑是____________,還原劑是______________,氧化產物是____________,還原產物是________。
(2)Na2O2與CO2反應生成0.1 mol氧氣時,轉移的電子數為________。
答案 (1) Na2O2 Na2O2 O2 NaOH (2)0.2NA(或1.204×1023)
2.在一密閉容器中有CO、H2、O2共16.5 g和足量的Na2O2,用電火花引燃,使其完全反應,Na2O2增重7.5 g,則原混合氣體中O2的質量分數是(  )
A.54.5% B.40%
C.36% D.33.3%
答案 A
解析 CO、H2、O2完全反應后生成的二氧化碳、水與過氧化鈉反應生成碳酸鈉、氫氧化鈉,所以過氧化鈉固體增重的質量等于CO、H2的質量,所以原混合氣體中CO、H2的總質量是7.5 g,則O2的質量是16.5 g-7.5 g=9.0 g,所以原混合氣體中O2的質量分數是×100%≈54.5%。
3.現有Na2O和Na2O2的混合物14 g,加入適量水使其充分溶解得到溶液A和1.12 L氣體B(標準狀況下)。
(1)混合物中Na2O的物質的量為________ mol。
(2)在25 ℃下將溶液A加水稀釋至400 mL,則該溶液的pH為________。
答案 (1)0.1 (2)14
解析 (1)Na2O和Na2O2的混合物溶于水發生反應:Na2O+H2O===2NaOH、2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,氣體B為氧氣,其物質的量為0.05 mol,則Na2O2的物質的量為0.1 mol,質量為7.8 g,Na2O的質量為14 g-7.8 g=6.2 g,物質的量為0.1 mol。(2)溶液A中NaOH的物質的量為0.1 mol×2+0.05 mol×4=0.4 mol,則稀釋后溶液中c(OH-)=c(NaOH)==1 mol·L-1,c(H+)=10-14 mol·L-1,溶液pH=14。
(1)Na2O2與CO2、H2O反應,生成1 mol O2,轉移2 mol電子。
(2)過氧化鈉吸收二氧化碳、水時,Na2O2增重的質量,等于吸收CO、H2的質量。
二、過氧化鈉的性質與探究
無論是過氧化鈉還是其他過氧化物,具有強氧化性、漂白性等特殊性質的根本原因是這些物質中都含有過氧鍵(—O—O—)。
4.Na2O2是一種常見的過氧化物,具有強氧化性和漂白性。
(1)請寫出Na2O2的電子式:________________________________________________________,
其中化學鍵的類型為_____________________________________________________________,
氧元素的化合價為__________。
(2)用化學方程式解釋使酚酞溶液變紅的原因:_______________________________________,
依據實驗現象推測紅色褪去的原因是________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)用離子方程式解釋加入酸性高錳酸鉀溶液后溶液褪色的原因:________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)根據實驗分析,過氧化鈉與水反應除了生成氫氧化鈉和氧氣外,還存在另一反應,則另一反應的化學方程式為_____________________________________________________________,
其反應類型為__________________。
答案 (1) 離子鍵、非極性共價鍵 -1
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 反應生成的H2O2具有漂白作用(或反應生成的H2O2氧化了酚酞)
(3)2MnO+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O
(4)Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2 復分解反應
5.(1)寫出下列物質的電子式:過氧化鈣:______________,過氧化氫:________________;從結構上看上述兩種物質的共同特點是________________________。
(2)純凈的過氧化鈣(CaO2)是一種新型水產養殖增氧劑,常用于鮮活水產品的運輸。可以起到殺菌、解酸(吸收二氧化碳)、防腐、供氧的作用。分別寫出供氧、解酸(吸收二氧化碳)的化學方程式:________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
答案 (1) 
兩個氧原子之間都含有一對共用電子對(或都含有一個過氧鍵)
(2)2CaO2+2H2O===2Ca(OH)2+O2↑
2CaO2+2CO2===2CaCO3+O2
6.指出下列物質中的過氧鍵,并標出氧元素的化合價。
(1)過氧乙酸
(2)過二硫酸
答案 (1) (2)
7.(1)五氧化鉻又稱過氧化鉻,其中Cr元素的化合價為+6價,則每個CrO5分子中存在過氧鍵的數目為________個。
(2)過氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]是一種白色晶體,可用于漂白、消毒和增氧劑,在酸性溶液中過氧化尿素中的過氧化氫與重鉻酸鉀反應生成較穩定的藍色過氧化鉻(CrO5),重鉻酸鉀與H2O2反應的離子方程式為________________________________________________________
_____________________________________________________________________________,
上述反應____(填“是”或“不是”)氧化還原反應。
答案 (1)2
(2)4H2O2+Cr2O+2H+===2CrO5+5H2O 不是
解析 (1)設CrO5中過氧鍵(—O—O—)有x個,-2價O有y個,則,解得。
1.正誤判斷,正確的打“√”,錯誤的打“×”。
(1)高壓鈉燈發出的黃光透霧能力強、射程遠,可用于道路照明(2022·浙江6月選考,8B)(  )
(2)23 g Na與足量H2O反應生成的H2分子數目為NA(2021·廣東,11D)(  )
(3)金屬鈉在空氣中加熱生成淡黃色固體:4Na+O2===2Na2O(2021·北京,7B)(  )
答案 (1)√ (2)× (3)×
2.下列判斷正確的是(  )
A.Na2O2在空氣中放置后由淡黃色變為白色,表示的反應為2Na2O2===2Na2O+O2↑(2019·全國卷Ⅱ,11C)
B.用鉑絲蘸取某堿金屬的鹽溶液燃燒,火焰呈黃色,證明其中含有Na+(2018·全國卷Ⅲ,10C)
C.乙醇和水都可與金屬鈉反應產生可燃性氣體,說明乙醇分子中的氫與水分子中的氫具有相同的活性(2017·全國卷Ⅱ,10B)
D.用如圖實驗裝置完成鈉的燃燒實驗(2022·湖北,6C)
答案 B
3.[2019·全國卷Ⅱ,26(1)]利用焰色試驗的原理既可制作五彩繽紛的節日煙花,亦可定性鑒別某些金屬鹽。灼燒立德粉(ZnS·BaSO4)樣品時,鋇的焰色為________(填標號)。
A.黃色 B.紅色 C.紫色 D.綠色
答案 D
4.下列判斷不正確的是(  )
A.將Na2O加入Ba(HCO3)2溶液中同時有氣體和沉淀產生(2015·山東,10改編)
B.把水滴入盛有少量Na2O2的試管中,立即把帶火星木條放在試管口;木條復燃,說明反應生成了O2(2021·遼寧,9D)
C.Na2O在空氣中加熱可得固體Na2O2(2020·浙江7月選考,12A)
D.過氧化鈉能與二氧化碳反應生成氧氣,可作潛水艇中的供氧劑(2023·浙江6月選考,4D)
答案 A
課時精練
1.堿金屬元素是周期性表現得最鮮明和最規律的元素。下列說法正確的是(  )
A.單質都能浮在水面上,都能保存在煤油中
B.單質在空氣中燃燒時,都生成過氧化物
C.單質都不能在自然界中穩定存在
D.單質都是強還原劑,其陽離子都具有強氧化性
答案 C
解析 Rb、Cs的密度比水大,Li的密度比煤油小,A不正確;Li燃燒只能生成Li2O,B不正確;堿金屬單質是強還原劑,但其陽離子具有弱氧化性,D不正確。
2.(2023·江西景德鎮4月模擬)黑火藥是硫黃粉、硝石、木炭粉按一定比例混合而成,點燃時發生爆炸的化學方程式:2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑。古文獻《本草經集注》記載了區分硝石(KNO3)和樸消(Na2SO4·10H2O)的方法:“以火燒之,紫青煙起,乃真硝石也”。下列推斷正確的是(  )
A.“紫青煙”主要是指鈉元素的焰色試驗
B.“樸消”在灼燒時火焰沒有顏色
C.“硝石”在黑火藥中起還原劑的作用
D.“樸消”不能替代“硝石”制黑火藥
答案 D
解析 鉀元素的焰色試驗是紫色,“紫青煙”主要是指鉀元素的焰色試驗,故A錯誤;鈉元素的焰色試驗為黃色,“樸消”在灼燒時火焰為黃色,故B錯誤;硝酸鉀中氮元素是+5價,處于最高價,火藥發生化學反應時生成氮氣,KNO3中氮元素的化合價降低,“硝石”在黑火藥中起氧化劑的作用,故C錯誤;硫酸鈉沒有強氧化性,“樸消”不能替代“硝石”制黑火藥,故D正確。
3.下列關于鈉的說法不正確的是(  )
A.切開金屬鈉,切面會逐漸變暗
B.實驗室的單質鈉常常保存在石蠟油或煤油中
C.金屬鈉著火時用濕抹布蓋滅
D.固體鈉的密度比水的密度小
答案 C
4.等質量的兩塊鈉,第一塊在足量氧氣中加熱,第二塊在足量氧氣(常溫)中充分反應,則下列說法正確的是(  )
A.第一塊鈉失去電子多
B.兩塊鈉失去電子一樣多
C.第二塊鈉的反應產物質量大
D.兩塊鈉的反應產物質量一樣大
答案 B
解析 金屬鈉失電子均變為+1價的陽離子,等質量的兩塊鈉,失電子數是一樣的;根據反應:4Na+O2===2Na2O,1 mol 金屬鈉完全反應得氧化鈉的質量是31 g,根據反應:2Na+O2Na2O2,1 mol金屬鈉完全反應得過氧化鈉的質量是39 g,故等質量的兩塊鈉,生成過氧化鈉的質量大,即第一塊鈉的反應產物質量大。
5.中國科學家以二氧化碳為碳源,在470 ℃、80 MPa條件下與金屬鈉反應合成金剛石。下列說法不正確的是(  )
A.金屬鈉在反應中作還原劑
B.反應中生成的氧化產物為Na2O2
C.二氧化碳轉變為金剛石發生的是還原反應
D.鈉被氧化最終生成碳酸鈉
答案 B
解析 金屬鈉和二氧化碳反應生成金剛石,反應中碳元素化合價降低、鈉元素化合價升高,鈉作還原劑,二氧化碳發生還原反應,故A、C正確;鈉與二氧化碳反應生成金剛石和氧化鈉,氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉,故B錯誤,D正確。
6.觀察是研究物質性質的一種基本方法。某同學將一小塊金屬鈉露置于空氣中,觀察到下列現象:銀白色變灰暗變白色出現液滴白色固體,則下列說法正確的是(  )
A.①發生氧化還原反應生成了過氧化鈉
B.④只發生物理變化
C.③是碳酸鈉吸收空氣中的水蒸氣形成了溶液
D.②④是非氧化還原反應
答案 D
7.過氧化鈉具有強氧化性,遇木炭、鋁粉等還原性物質時可燃燒。下列有關說法不正確的是(  )
A.Na2O2與CO2反應時,Na2O2是氧化劑,CO2是還原劑
B.熔融過氧化鈉時不可使用石英坩堝
C.過氧化鈉與木炭、鋁粉反應時,過氧化鈉均表現出強氧化性
D.過氧化鈉與二氧化硫反應時可生成硫酸鈉
答案 A
解析 Na2O2與CO2反應時,Na2O2發生自身的歧化反應,A項錯誤;石英的主要成分是SiO2,而Na2O2能與SiO2反應生成Na2SiO3,B項正確;Na2O2具有強氧化性,而C、Al、SO2均具有還原性,故Na2O2可與C、Al、SO2發生氧化還原反應,可將C氧化成CO2,將Al氧化成Al2O3,將SO2氧化成SO,C、D項正確。
8.某溶液含有①NO、②HCO、③SO、④CO、⑤SO五種陰離子。現向其中加入少量的Na2O2固體后,溶液中離子濃度增大的是(設溶液體積無變化)(  )
A.① B.④ C.①④⑤ D.④⑤
答案 D
解析 Na2O2與水反應生成氫氧化鈉和氧氣,溶液呈堿性,HCO與OH-反應生成CO,則②HCO濃度減小,④CO濃度增大;Na2O2具有強氧化性,將SO氧化為SO,則③SO濃度減小,⑤SO濃度增大;①NO濃度基本不變,故選D。
9.(2024·長沙模擬)過氧化鈉與水反應后滴加酚酞,酚酞先變紅后褪色。某小組欲探究其原因,進行如圖所示實驗。實驗①取反應后的溶液加入二氧化錳,立即產生大量氣體;實驗②③中紅色均不褪去。下列分析錯誤的是(  )
A.過氧化鈉與水反應產生的氣體為O2
B.過氧化鈉與水反應需要MnO2作催化劑
C.實驗②③可證明使酚酞褪色的不是氫氧化鈉和氧氣
D.過氧化鈉與水反應可能生成了具有漂白性的H2O2
答案 B
解析 過氧化鈉與水反應不需要催化劑,B項錯誤;實驗②③作為對照實驗,可證明氫氧化鈉和氧氣不能使酚酞溶液褪色,C項正確;根據實驗①的現象可判斷過氧化鈉與水反應可能生成了H2O2,H2O2在MnO2作催化劑的條件下分解產生O2,D項正確。
10.下列物質均為a g,將它們在氧氣中完全燃燒的產物全部通入到足量的過氧化鈉固體中,則過氧化鈉固體增重為 a g的是(  )
①CO ②H2 ③CH4 ④HCHO ⑤CH3COOH ⑥HCOOH
A.①②⑤⑥ B.②③④⑤
C.①②④⑤ D.①②③⑤
答案 C
解析 H2、CO發生反應的化學方程式分別為2H2+O22H2O,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;2CO+O22CO2,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,則過氧化鈉增加的質量即為H2、CO的質量。因此只要是CO或H2或它們的混合氣體或化學式組成符合(CO)m·(H2)n,過氧化鈉固體增重的質量就等于原物質的質量,則①②符合;而④HCHO可以改寫成CO·H2,⑤CH3COOH可以改寫成(CO)2·(H2)2,⑥HCOOH可以改寫成CO2·H2,故①②④⑤符合。
11.下列各項中的敘述Ⅰ和敘述Ⅱ都正確,但敘述Ⅱ不能用于對敘述Ⅰ進行解釋的是(  )
選項 敘述 Ⅰ 敘述 Ⅱ
A 金屬鈉和鉀都容易用小刀切開 鈉和鉀的硬度都較小
B 金屬鈉和鉀都可用煤油密封保存 鈉和鉀都不與煤油反應,且密度都比煤油的大
C 金屬鈉和鉀分別在空氣中燃燒,鉀的反應相對較快 鉀的金屬性比鈉的強
D 金屬鈉和鉀分別與水反應,鉀的反應相對較快 鉀的密度比鈉的小
答案 D
解析 金屬鈉和鉀分別與水反應,鉀反應相對較快的原因是鉀的金屬性比鈉的強,或鉀原子比鈉原子更易失去電子,D項錯誤。
12.(2023·沈陽高三模擬)超氧化鉀(KO2)與Na2O2性質相似,是廣泛應用于航天和潛水的供氧劑。下列說法正確的是(  )
A.KO2中O元素的化合價為-1價
B.KO2中陰、陽離子個數之比為2∶1
C.1 mol KO2與CO2反應后,固體質量減少4 g
D.當=1時,KO2和Na2O2分別與足量水反應生成O2的物質的量之比為3∶2
答案 D
解析 KO2中K元素顯+1價,則O元素顯-價,A錯誤;KO2是由K+和O構成的,其陰、陽離子個數之比為1∶1,B錯誤;KO2與CO2反應的化學方程式為4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2 Δm=8,即4 mol KO2完全反應,固體質量減少8 g,則1 mol KO2與CO2反應后,固體質量減少2 g,C錯誤;KO2和Na2O2分別與足量水反應的化學方程式為4KO2+2H2O===4KOH+3O2↑、2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,所以當=1時,生成O2的物質的量之比為3∶2,D正確。
13.某興趣小組的學生根據Mg與CO2反應的原理推測鈉也能在CO2中燃燒,為了確定其產物并進行實驗論證,某同學設計了下列裝置進行實驗(已知PdCl2能被CO還原為Pd),請回答下列問題:
(1)上圖裝置2中應盛放________溶液。
(2)為了使反應隨開隨用,隨關隨停,上圖方框內應選用裝置________(填字母)。
(3)檢查裝置的氣密性完好并裝好藥品后,在點燃酒精燈前,應先進行裝置1的操作,待裝置______(填數字)中出現______________的現象時,再點燃酒精燈。
(4)①若裝置6中有黑色沉淀(Pd)生成,裝置4中殘留固體(只有一種物質)加鹽酸后有能使澄清石灰水變渾濁的氣體放出,則鈉與二氧化碳反應的化學方程式為_____________________
_______________________________________________________________________________。
②若裝置6中無明顯現象,裝置4中殘留固體(有兩種物質)加鹽酸后有能使澄清石灰水變渾濁的氣體放出,則鈉與二氧化碳反應的化學方程式為__________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)飽和碳酸氫鈉 (2)C (3)5 變渾濁 (4)①2Na+2CO2Na2CO3+CO ②4Na+3CO22Na2CO3+C
解析 (1)根據二氧化碳的實驗室制法可知,二氧化碳中可能含有HCl氣體,所以應除去HCl,則裝置B中盛放的是飽和碳酸氫鈉溶液。(2)裝置C可以達到固液分離的目的,起到隨開隨用,隨關隨停的作用。(3)因為該實驗是驗證二氧化碳與Na的反應,所以應排出裝置中的空氣,所以先通入二氧化碳使裝置5中澄清石灰水變渾濁后,再點燃酒精燈。(4)①由題給信息分析知該固體是碳酸鈉,則Na與二氧化碳反應生成CO和碳酸鈉。②由題給信息分析知一種固體為碳酸鈉,另一種是C單質,鈉與二氧化碳反應的化學方程式是4Na+3CO22Na2CO3+C。
14.已知Na2O2可用作漂白劑和呼吸面具中的供氧劑。
(1)寫出Na2O2作呼吸面具中的供氧劑時發生反應的化學方程式:________________________。
(2)Na2O2具有強氧化性,H2具有還原性,有同學猜想Na2O2與H2能反應。為了驗證此猜想,該小組同學進行如下實驗,實驗步驟和現象如下。
步驟1:按圖組裝儀器(圖中夾持儀器省略),檢查氣密性,裝入藥品;
步驟2:打開K1、K2,產生的氫氣流經裝有Na2O2的硬質玻璃管,一段時間后,沒有任何現象;
步驟3:……,開始加熱,觀察到硬質玻璃管內Na2O2開始熔化,淡黃色的粉末變成了白色固體,干燥管內硫酸銅未變藍色;
步驟4:反應后撤去酒精燈,待硬質玻璃管冷卻后關閉K1。
①盛裝稀鹽酸的儀器名稱是________;B裝置的作用是________________________________。
②步驟3在點燃C處酒精燈前必須進行的操作是____________________________________。
③設置裝置D的目的是__________________________________________________________。
④根據實驗現象得到的結論是______________________________________________________
_____________________________________________________________(用化學方程式表示)。
答案 (1)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(2)①長頸漏斗 吸收氫氣中的雜質氣體(或除去氫氣中的水蒸氣和氯化氫氣體) ②檢驗氫氣純度 ③檢驗是否有水生成 ④Na2O2+H22NaOH第10講 堿金屬 鈉及其氧化物
[復習目標] 1.知道堿金屬元素的性質特點及焰色試驗的操作。2.了解鈉及其氧化物的主要性質,能列舉它們性質的應用及有關實驗現象。
考點一 堿金屬 焰色試驗
1.堿金屬
堿金屬是位于元素周期表第ⅠA族的金屬元素,目前有________、________、________、________、銫(Cs)、鈁(Fr)六種,價層電子排布式為______,均為金屬性________的元素。
2.堿金屬單質的物理性質
(1)顏色:______色金屬(Cs略帶金色光澤)。
(2)硬度:小,可用小刀切割,且隨Li、Na、K、Rb、Cs硬度逐漸______。
(3)密度:小,隨原子序數的遞增, 堿金屬的密度逐漸增大,但ρK____ρNa(填“>”或“<”,下同)。ρ水____ρK或ρNa,ρK或ρNa____ρ煤油,實驗室將少量鈉、鉀保存在______中;ρ煤油>ρLi,金屬鋰常保存在石蠟油中。
(4)熔點:低,隨原子序數的遞增, 其單質的熔點逐漸______,鈉的熔點______100 ℃。
3.堿金屬單質的化學性質
(1)均能與水反應,且Li→Cs反應越來越劇烈。
通式:________________________________________________________________________
(用R表示堿金屬)。
(2)均能與O2反應,鋰只生成Li2O,K在空氣中燃燒能生成復雜氧化物,如KO2 (超氧化鉀)。
4.檢驗堿金屬元素的實驗方法——焰色試驗
(1)概念:某些金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現出特征顏色,屬于________變化,是元素的性質。
(2)重要堿金屬元素的焰色:鈉:____色;鉀:____色(透過____________觀察)。
(3)焰色試驗的操作
1.焰火中紅色來源于鈉鹽灼燒(2022·全國乙卷,7D)(  )
2.非金屬單質燃燒時火焰均為無色(  )
3.Na2SO4與NaOH灼燒時火焰顏色相同(  )
4.焰色試驗均應透過藍色鈷玻璃觀察(  )
5.只有金屬單質灼燒時火焰才有顏色(  )
一、堿金屬的還原性
1.堿金屬單質及其化合物有廣泛應用。回答下列問題:
(1)鋰是最輕的活潑金屬,常用于制造高效鋰電池。電解池中的電解液不能用水作溶劑,原因是________________________________________________________________________。
(2)金屬鉀是一種活潑的金屬,下列有關其性質的說法正確的是________(填字母)。
A.鉀在空氣中燃燒時,只生成K2O
B.鉀與水反應,由于反應劇烈可能會發生爆炸
二、金屬氫化物的還原性
金屬氫化物是金屬與氫的二元化合物,活潑金屬(如堿金屬)氫化物,都是優良的還原劑,過渡金屬合金(或金屬互化物)的氫化物被用作儲氫材料。
2.根據金屬氫化物的特點解答下列問題。
(1)KH是一種野外供氫劑,其電子式為____________________,與水反應放出氫氣,化學方程式為________________________________________________________________________。
生成1 mol氫氣時,反應中轉移的電子數為____________。
(2)NaH在無水條件下可作為某些鋼鐵制品的脫銹劑(鐵銹的成分表示為Fe2O3),脫銹過程中生成兩種產物,其反應的化學方程式:_____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)完成以氫化鋰(LiH)和氯化鋁為原料合成氫化鋁鋰(LiAlH4)的反應方程式:
4LiH+________===LiAlH4+3________。
考點二 鈉
1.鈉的化學性質
(1)①鈉分別與水、乙醇反應的化學方程式:__________________________________________、
________________________________________________________________________。
②鈉與水反應(滴有酚酞)的實驗
(2)鈉與氧氣反應
鈉與氧氣在常溫下反應的化學方程式:________________________;鈉與氧氣在加熱條件下反應的化學方程式:______________________________________________________。
2.鈉的用途
(1)鈉鉀合金(室溫下呈液態)可用作核反應堆的傳熱介質。
(2)用作電光源,制作高壓鈉燈。
(3)冶煉某些金屬。
3.工業制取金屬鈉
電解熔融氯化鈉:________________________________________________________。
1.加熱時,堿金屬單質與O2反應均生成相應的過氧化物(  )
2.金屬鈉著火時,可用泡沫滅火器或干燥的沙土滅火(  )
3.鈉表面自然形成的氧化層能夠保護內層金屬不被空氣氧化(  )
4.鈉與乙醇反應時鈉浮于液面上四處游動(  )
5.實驗結束后剩余的金屬鈉不能隨意丟棄,應放回原試劑瓶中(  )
一、鈉與溶液反應的本質
1.鈉與水溶液反應的本質是與水電離的氫離子反應,思考解答下列問題:
將一小塊金屬鈉分別投入盛有:a.水、b.乙醇、c.稀H2SO4的三個小燒杯中,反應速率由大到小的順序為________(用字母表示)。解釋反應速率不同的原因:________________________
______________________________________________________________________________。
2.將金屬鈉放入盛有下列溶液的小燒杯中:
①MgSO4溶液 ②BaCl2溶液 ③飽和澄清石灰水 ④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuCl2溶液
⑥飽和食鹽水 ⑦濃鹽酸
(1)寫出⑤中反應的離子方程式:________________________________________________
____________________________________________________________________________。
(2)既有氣體又有白色沉淀產生的是________ (填序號) 。
(1)鈉與水、酸反應的本質與順序:本質上均是與H+的反應,反應順序是有酸酸在前,無酸水為先。
(2)鈉與鹽溶液的反應
鈉與鹽溶液反應時一般先考慮與水的反應,生成的NaOH與鹽可能發生復分解反應。
二、鈉的還原性的應用
3.制備金屬單質
(1)鈉是強還原劑,用Na來制取鈦(Ti)、鋯(Zr)、鈮(Nb)等稀有金屬。金屬鈮可用金屬鈉還原K2NbF7制取,寫出熱還原法制備鈮的化學方程式:__________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)下列關于鈉制取金屬鈦的方案錯誤的是________(填字母)。
A.工業上用鈉單質與TiCl4溶液反應制取鈦單質
B.金屬鈉與熔融的TiCl4反應可制備金屬鈦
4.(2021·福建1月適應性考試,10)鈉在液氨中溶劑化速度極快,生成藍色的溶劑合電子,如圖為鈉投入液氨中的溶劑化示意圖。鈉沉入液氨中,快速得到深藍色溶液,并慢慢產生氣泡。下列說法錯誤的是(  )
A.鈉的密度比液氨大
B.溶液的導電性增強
C.0.1 mol鈉投入液氨中生成0.01 mol H2時,Na共失去0.02 mol電子
D.鈉和液氨可以發生的反應為2NH3 +2Na===2NaNH2 +H2↑
考點三 鈉的氧化物
1.氧化鈉和過氧化鈉
物質 氧化鈉(Na2O) 過氧化鈉(Na2O2)
顏色、狀態 白色固體 ________固體
類別 ________氧化物 過氧化物(非堿性氧化物)
氧的價態
電子式
陰、陽離子個數比
化學性質 熱穩定性 不穩定(2Na2O+O22Na2O2) 穩定
與水反應
與CO2反應
與酸(鹽酸)反應
主要用途 用于制取少量Na2O2、燒堿 強氧化劑、漂白劑、供氧劑、消毒劑
2.Na2O2的強氧化性與還原性
從元素化合價角度分析Na2O2的性質
2Na22
(1)Na2O2表現強氧化性
Na2O2+SO2===____________;
Na2O2+Na2SO3+H2O===__________________________________________________;
Na2O2+H2S===__________________;
Na2O2+品紅溶液―→品紅溶液褪色;
Na2O2+酚酞溶液―→溶液先變紅后褪色。
(2)Na2O2表現還原性
當遇KMnO4等強氧化劑時,Na2O2被氧化,其氧化產物為O2。
(3)Na2O2既表現氧化性又表現還原性
遇CO2、H2O、H+則發生自身的氧化還原反應。
1.氧化鈉、過氧化鈉均為離子化合物(  )
2.1 mol Na2O2固體中含離子總數為4NA(  )
3.H2O2和Na2O2都屬于過氧化物,含有的化學鍵完全相同(  )
4.Na2O2投入滴加酚酞的水中,溶液先變紅后褪色,并產生大量無色氣泡(  )
5.Na2O由兩種單質直接反應生成(  )
一、鈉的氧化物與水、CO2反應的定量關系
1.(1)用單線橋分析Na2O2與水的反應中電子轉移的方向和數目:______________________
__________________________;其中氧化劑是____________,還原劑是______________,氧化產物是____________,還原產物是________。
(2)Na2O2與CO2反應生成0.1 mol氧氣時,轉移的電子數為________。
2.在一密閉容器中有CO、H2、O2共16.5 g和足量的Na2O2,用電火花引燃,使其完全反應,Na2O2增重7.5 g,則原混合氣體中O2的質量分數是(  )
A.54.5% B.40%
C.36% D.33.3%
3.現有Na2O和Na2O2的混合物14 g,加入適量水使其充分溶解得到溶液A和1.12 L氣體B(標準狀況下)。
(1)混合物中Na2O的物質的量為________ mol。
(2)在25 ℃下將溶液A加水稀釋至400 mL,則該溶液的pH為________。
(1)Na2O2與CO2、H2O反應,生成1 mol O2,轉移2 mol電子。
(2)過氧化鈉吸收二氧化碳、水時,Na2O2增重的質量,等于吸收CO、H2的質量。
二、過氧化鈉的性質與探究
無論是過氧化鈉還是其他過氧化物,具有強氧化性、漂白性等特殊性質的根本原因是這些物質中都含有過氧鍵(—O—O—)。
4.Na2O2是一種常見的過氧化物,具有強氧化性和漂白性。
(1)請寫出Na2O2的電子式:______________________________________________________,
其中化學鍵的類型為____________________________________________________________,
氧元素的化合價為__________。
(2)用化學方程式解釋使酚酞溶液變紅的原因:_______________________________________,
依據實驗現象推測紅色褪去的原因是_______________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)用離子方程式解釋加入酸性高錳酸鉀溶液后溶液褪色的原因:______________________
_____________________________________________________________________________。
(4)根據實驗分析,過氧化鈉與水反應除了生成氫氧化鈉和氧氣外,還存在另一反應,則另一反應的化學方程式為_____________________________________________________________
________________________________________________________________________,其反應類型為______________。
5.(1)寫出下列物質的電子式:過氧化鈣:__________________,過氧化氫:________________;從結構上看上述兩種物質的共同特點是____________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)純凈的過氧化鈣(CaO2)是一種新型水產養殖增氧劑,常用于鮮活水產品的運輸。可以起到殺菌、解酸(吸收二氧化碳)、防腐、供氧的作用。分別寫出供氧、解酸(吸收二氧化碳)的化學方程式:________________________________________________________________________、
______________________________________________________________________________。
6.指出下列物質中的過氧鍵,并標出氧元素的化合價。
(1)過氧乙酸
(2)過二硫酸
7.(1)五氧化鉻又稱過氧化鉻,其中Cr元素的化合價為+6價,則每個CrO5分子中存在過氧鍵的數目為________個。
(2)過氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]是一種白色晶體,可用于漂白、消毒和增氧劑,在酸性溶液中過氧化尿素中的過氧化氫與重鉻酸鉀反應生成較穩定的藍色過氧化鉻(CrO5),重鉻酸鉀與H2O2反應的離子方程式為________________________________________________________
_____________________________________________________________________________,
上述反應______(填“是”或“不是”)氧化還原反應。
1.正誤判斷,正確的打“√”,錯誤的打“×”。
(1)高壓鈉燈發出的黃光透霧能力強、射程遠,可用于道路照明(2022·浙江6月選考,8B)(  )
(2)23 g Na與足量H2O反應生成的H2分子數目為NA(2021·廣東,11D)(  )
(3)金屬鈉在空氣中加熱生成淡黃色固體:4Na+O2===2Na2O(2021·北京,7B)(  )
2.下列判斷正確的是(  )
A.Na2O2在空氣中放置后由淡黃色變為白色,表示的反應為2Na2O2===2Na2O+O2↑(2019·全國卷Ⅱ,11C)
B.用鉑絲蘸取某堿金屬的鹽溶液燃燒,火焰呈黃色,證明其中含有Na+(2018·全國卷Ⅲ,10C)
C.乙醇和水都可與金屬鈉反應產生可燃性氣體,說明乙醇分子中的氫與水分子中的氫具有相同的活性(2017·全國卷Ⅱ,10B)
D.用如圖實驗裝置完成鈉的燃燒實驗(2022·湖北,6C)
3.[2019·全國卷Ⅱ,26(1)]利用焰色試驗的原理既可制作五彩繽紛的節日煙花,亦可定性鑒別某些金屬鹽。灼燒立德粉(ZnS·BaSO4)樣品時,鋇的焰色為________(填標號)。
A.黃色 B.紅色 C.紫色 D.綠色
4.下列判斷不正確的是(  )
A.將Na2O加入Ba(HCO3)2溶液中同時有氣體和沉淀產生(2015·山東,10改編)
B.把水滴入盛有少量Na2O2的試管中,立即把帶火星木條放在試管口;木條復燃,說明反應生成了O2(2021·遼寧,9D)
C.Na2O在空氣中加熱可得固體Na2O2(2020·浙江7月選考,12A)
D.過氧化鈉能與二氧化碳反應生成氧氣,可作潛水艇中的供氧劑(2023·浙江6月選考,4D)

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