1.結(jié)合真實情境中的應(yīng)用實例或通過實驗探究,了解鈉及其氧化物的主要性質(zhì)。2.了解鈉及其氧化物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。
考點一　鈉的性質(zhì)與用途
2.原子結(jié)構(gòu)鈉元素在元素周期表中處于第_____周期第_____族,其原子最外層有1個電子,在反應(yīng)中易________電子,表現(xiàn)出很強的________性。?
在自然界中都以化合態(tài)形式存在
3.化學性質(zhì)(1)與非金屬單質(zhì)(如O2、Cl2)反應(yīng)
Cl2: ______________________________。?
(2)與水、酸、鹽等的反應(yīng)(寫出反應(yīng)的化學方程式)
2Na+2H2O══ 2NaOH+H2↑
2Na+2HCl ══ 2NaCl+H2↑
2Na+CuSO4+2H2O═Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
4.制取、保存及用途(1)制取:采用電解熔融NaCl的方法冶煉金屬鈉,化學方程式為_________________________。?(2)保存:密封保存,通常保存在________________中。?(3)用途:
【應(yīng)用示例】金屬鈦具有良好的生物兼容性、與人體骨骼相似的力學特性、耐腐蝕性等特性,因此鈦被廣泛應(yīng)用于制人造髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)等。(1)已知還原性:Na>Ti,鈉________(填“能”或“不能”)與TiCl4溶液反應(yīng)制取金屬Ti,判斷依據(jù)是___________________________________________。?(2)工業(yè)上利用熔融金屬鎂在氬氣中還原TiCl4制取多孔海綿鈦,化學方程式為__________________________________________________。?
鈉與水劇烈反應(yīng),不能與TiCl4發(fā)生置換反應(yīng)
考向1 鈉的化學性質(zhì)及實驗探究例1(2024·遼寧渤海大學附中模擬)如圖所示,在坩堝中放一小塊鈉,加熱至熔化,用玻璃棒蘸取少量無水CuSO4粉末與熔化的鈉接觸,瞬間產(chǎn)生耀眼的火花,同時有紅色物質(zhì)生成。據(jù)此判斷下列說法不正確的是(　　)A.上述反應(yīng)是置換反應(yīng)B.上述反應(yīng)放出大量的熱C.加熱且無水條件下,Na可以與CuSO4反應(yīng)并生成CuD.將無水CuSO4粉末改為CuSO4溶液,反應(yīng)現(xiàn)象相同
解析 根據(jù)題意可知,熔融的鈉將硫酸銅中的銅置換出來并且放出熱量,屬于置換反應(yīng),鈉是還原劑,硫酸銅是氧化劑,A正確,B正確;依據(jù)分析可知,加熱且無水條件下,Na可以與CuSO4反應(yīng)并生成Cu,C正確;將無水CuSO4粉末改為CuSO4溶液,由于Na先與水反應(yīng)生成的NaOH再與硫酸銅反應(yīng)生成藍色絮狀沉淀,故反應(yīng)現(xiàn)象不相同,D錯誤。
[對點訓練1] 某研究小組通過實驗探究鈉的性質(zhì),下列關(guān)于鈉的實驗現(xiàn)象的敘述不正確的是(　　)
解析 切開鈉后,鈉與空氣中的O2反應(yīng)生成Na2O,切面顏色變暗,但最后不會呈淡黃色,A錯誤;將小塊鈉投入CuSO4溶液中,鈉先與水反應(yīng)生成NaOH與H2,現(xiàn)象是鈉熔化成閃亮的小球,在液面上四處游動,發(fā)出“嘶嘶”的響聲,產(chǎn)物NaOH再與CuSO4反應(yīng)生成Cu(OH)2藍色沉淀,B正確;鈉投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中,鈉與水反應(yīng)生成NaOH與H2,現(xiàn)象是鈉熔化成閃亮的小球,在液面上四處游動,發(fā)出“嘶嘶”的響聲,反應(yīng)后溶液呈堿性,溶液變藍色,C正確;鈉的熔點低,加熱熔化成小球狀,然后劇烈燃燒,發(fā)出黃色火焰,生成淡黃色固體,D正確。
考向2 鈉與酸、堿、鹽溶液的反應(yīng)及分析例2向分別盛有100 mL水、100 mL 0.1 ml·L-1鹽酸、100 mL 0.01 ml·L-1 NaOH溶液的X、Y、Z三個燒杯中各投入0.05 ml Na。下列有關(guān)說法不正確的是(　　)A.三個燒杯中均先發(fā)生的反應(yīng)為2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑B.三個燒杯中鈉均在液面上劇烈反應(yīng),且Y燒杯中的反應(yīng)最劇烈C.三個燒杯中充分反應(yīng)后,溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不同D.三個燒杯中充分反應(yīng)后,生成氣體在相同條件下的體積相同
解析 鈉與鹽酸反應(yīng)時,鈉先與HCl反應(yīng):2Na+2H+═2Na++H2↑,若鈉剩余再與水反應(yīng),A錯誤;鈉與水及酸、堿溶液反應(yīng)的實質(zhì)都是Na與H+反應(yīng),鹽酸中c(H+)最大,故Y燒杯中反應(yīng)最劇烈,B正確;X燒杯中生成的溶質(zhì)為NaOH, Y燒杯中生成的溶質(zhì)為NaCl和NaOH,Z燒杯中生成NaOH,且原溶液中含NaOH,據(jù)Na元素守恒推知,三個燒杯中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不同,C正確;鈉與反應(yīng)生成的H2存在關(guān)系式:2Na~H2↑,三個燒杯中加入的Na相同且均完全反應(yīng),故生成H2的量相同,在相同條件下氣體的體積相同,D正確。
[對點訓練2] 分別向CuSO4溶液和FeSO4溶液中加入等量的金屬鈉,下列說法一定正確的是(　　)A.兩溶液中均有金屬單質(zhì)析出B.CuSO4溶液中最終有藍色沉淀生成C.FeSO4溶液中最終有白色沉淀生成D.鈉在CuSO4溶液中的反應(yīng)更劇烈
解析 鈉是活潑的金屬,投入鹽溶液中首先與水反應(yīng)生成NaOH和H2,兩溶液中均不會有金屬單質(zhì)析出,A錯誤;CuSO4溶液中最終生成藍色沉淀Cu(OH)2,B正確;FeSO4溶液中首先產(chǎn)生白色沉淀Fe(OH)2,最終轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀Fe(OH)3,C錯誤;鈉在溶液中反應(yīng)的劇烈程度與溶液中c(H+)有關(guān),不能確定兩溶液中的c(H+)的相對大小,不能比較二者反應(yīng)的劇烈程度,D錯誤。
1.氧化鈉、過氧化鈉的組成與結(jié)構(gòu)
2.氧化鈉、過氧化鈉的化學性質(zhì)(寫出化學方程式)
Na2O+H2O══ 2NaOH
2Na2O2+2H2O══ 4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2══ 2Na2CO3+O2
2Na2O2+4HCl══ 4NaCl+2H2O+O2↑
【應(yīng)用示例】過氧化鈉可用作呼吸面具或潛水艇的供氧劑,其反應(yīng)原理是Na2O2與CO2反應(yīng)生成Na2CO3和O2。為模擬該過程,某小組將CO2和O2的混合氣體34.4 g通過足量過氧化鈉后,固體質(zhì)量增加了5.6 g。(1)該反應(yīng)中,氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為______。?(2)原混合氣體中CO2和O2的質(zhì)量比為________。?
解析 (1)Na2O2與CO2反應(yīng)生成Na2CO3和O2,該反應(yīng)的化學方程式為2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2。該反應(yīng)中Na2O2既是氧化劑又是還原劑,根據(jù)得失電子守恒可知,氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶1。(2)利用“差量法”進行計算:2Na2O2 +　　2CO2═2Na2CO3+O2　Δm(固體)2×78 2×44 2×106 56 m(CO2) 5.6 g
故原混合氣體中CO2和O2的質(zhì)量比為8.8 g∶25.6 g=11∶32。
考向1 實驗探究過氧化鈉的性質(zhì)例1(2024·湖北武漢重點學校聯(lián)考)過氧化鈉常用作漂白劑、殺菌消毒劑。某興趣小組以過氧化鈉為對象進行如下探究:“干燥的CO2不能與Na2O2反應(yīng)”和“CO2在有水存在時才能與Na2O2反應(yīng)”,設(shè)計如圖實驗裝置,下列說法錯誤的是(　　)A.試劑X為濃硫酸B.在點燃酒精燈之前,應(yīng)先通一段時間CO2排出裝置內(nèi)的氧氣,防止其與銅反應(yīng)干擾實驗C.若“干燥的CO2不能與Na2O2反應(yīng)”,則打開K1,關(guān)閉K2時,銅絲受熱不發(fā)生變化D.“CO2在有水存在時才能與Na2O2反應(yīng)”,此時,Na2O2只做氧化劑
解析 要證明干燥的CO2不能與Na2O2反應(yīng),試劑X應(yīng)是干燥劑,故X是濃硫酸,A正確;裝置中含有空氣,空氣中的O2會與銅反應(yīng),干擾實驗結(jié)果,所以應(yīng)先通一段時間CO2,B正確;若“干燥的CO2不能與Na2O2反應(yīng)”,則打開K1,關(guān)閉K2時,銅絲受熱不發(fā)生變化,C正確;CO2與Na2O2的反應(yīng)中Na2O2既做氧化劑又做還原劑,D錯誤。
[對點訓練1] (2023·廣東廣州期中)以CO2和Na2O2為原料,制取純凈干燥的O2,實驗裝置如圖。下列說法正確的是(　　)
A.裝置②中試劑可以是飽和NaHCO3溶液B.裝置③的作用是檢查CO2是否除凈C.收集氧氣應(yīng)選擇裝置aD.裝置②、③之間應(yīng)增加盛澄清石灰水的洗氣瓶
解析 裝置①中CO2和Na2O2反應(yīng),裝置②可以盛放NaOH溶液除去CO2,裝置③干燥氧氣,裝置④收集氧氣。裝置②的作用為除去過量二氧化碳,則試劑不能為NaHCO3溶液,A錯誤;裝置③中盛有濃硫酸,作用是干燥O2,B錯誤;選向上排空氣法收集氧氣,導管應(yīng)長進短出,即選裝置b,C錯誤;裝置②、③之間應(yīng)增加盛澄清石灰水的洗氣瓶,檢驗CO2是否除凈,D正確。
考向2 過氧化鈉與CO2、H2O(g)反應(yīng)的定量關(guān)系例2某密閉容器中共有16.5 g CO、H2和O2的混合氣體及足量的Na2O2固體,用電火花引燃,使其完全反應(yīng),測得反應(yīng)后Na2O2固體增重7.5 g,則原混合氣體中O2的質(zhì)量分數(shù)為(　　)A.54.5%B.40%C.36%D.33.3%
[對點訓練2] 下列物質(zhì)均為a g,將它們在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物全部通入足量的過氧化鈉固體中,則固體增重為a g的是(　　)①CO?、贖2?、跜H4?、蹾CHO　⑤CH3COOH?、轍COOHA.①③⑤⑥B.②③④C.①②④⑤D.①②⑤
進階1 練易錯·避陷阱1.鈉與乙醇反應(yīng)的改進實驗如圖所示,下列說法錯誤的是(　　)
A.鈉與乙醇的反應(yīng)比相同條件下鈉與水的反應(yīng)劇烈得多B.脫脂棉中滴酸性高錳酸鉀溶液的目的是吸收揮發(fā)出的乙醇C.反應(yīng)一段時間后,鈉塊會上浮D.一段時間后將尖嘴管口的氣體點燃,并在火焰上罩一干而冷的燒杯,燒杯內(nèi)壁有水珠出現(xiàn),說明有氫氣產(chǎn)生
解析 鈉與乙醇的反應(yīng)比相同條件下鈉與水的反應(yīng)緩慢得多,A錯誤;脫脂棉中滴酸性高錳酸鉀溶液的目的是吸收揮發(fā)出的乙醇,B正確;有氣體生成逸出,鈉塊會上浮,C正確;一段時間后將尖嘴管口的氣體點燃,并在火焰上罩一干而冷的燒杯,燒杯內(nèi)壁有水珠出現(xiàn),說明有氫氣產(chǎn)生,D正確。
2.(2024·河北保定名校聯(lián)考)某實驗小組通過下列實驗探究過氧化鈉與水的反應(yīng):
通過實驗得出的結(jié)論正確的是(　　)A.Na2O2與水不可能發(fā)生復分解反應(yīng)B.過程①產(chǎn)生大量氣泡可能是反應(yīng)過程中溫度升高,H2O2受熱分解C.過程③紅色褪去說明Na2O2過量且Na2O2具有漂白性D.過程④發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為H2O2+MnO2═Mn(OH)2↓+O2↑
進階2 練熱點·提素能3.(2023·廣東江門模擬)氫化鈉是一種重要的儲氫試劑、縮合劑、還原劑、烷基化試劑,在有機合成中具有重要作用,某學習小組利用如圖裝置制備少量氫化鈉,下列說法錯誤的是(　　)
A.裝置丙中將Na分散到NaCl晶體中可以增大接觸面積,使反應(yīng)更充分B.裝置乙和裝置丁內(nèi)盛放的試劑可以分別為無水氯化鈣和堿石灰C.實驗過程中應(yīng)先打開K1,一段時間后,尾端驗純后再點燃酒精燈D.m g H2儲存到NaH中,與足量水反應(yīng)也釋放m g H2,遵從質(zhì)量守恒定律
解析 裝置丙中將Na分散到NaCl晶體中可以增大接觸面積,使反應(yīng)更充分, A項正確;裝置乙和裝置丁起干燥作用,盛放的試劑可以分別為無水氯化鈣和堿石灰,B項正確;實驗過程中應(yīng)先打開K1,用生成的氫氣排除裝置中的空氣,一段時間后,尾端驗純后,說明空氣已經(jīng)排盡,再點燃酒精燈,C項正確;1 ml Na吸收0.5 ml H2生成1 ml NaH,NaH與水的反應(yīng)為歸中反應(yīng),1 ml氫化鈉與足量水完全反應(yīng),生成1 ml氫氣,D項錯誤。
4.(2024·湖南衡陽三校聯(lián)考)如圖是為測定過氧化鈉樣品(只含Na2CO3雜質(zhì))純度而設(shè)計的裝置,氣球Q彈性良好。
解析 實驗開始時先打開恒壓滴液漏斗的活塞使稀硫酸與樣品發(fā)生反應(yīng): 2Na2O2+4H+═4Na++2H2O+O2↑,Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑,同時關(guān)閉K1、K2,打開K3,利用排液法測得所有生成氣體的體積即量筒Ⅰ中水的體積x mL,反應(yīng)完畢后先打開K2,關(guān)閉K3,保證Q靈活伸縮后打開K1,堿石灰吸收CO2后量筒Ⅱ收集氣體的體積即為氧氣的體積。寫離子方程式時過氧化鈉不能拆,A錯誤;為保證Q靈活伸縮,量筒Ⅰ測量后,需與大氣相通,打開K1前,應(yīng)先打開K2,關(guān)閉K3,B錯誤;若沒有導管a,由于氣壓不相通,稀硫酸不易滴落,而且滴落的稀硫酸也影響氣體體積,導致測量氣體的體積偏大,C正確;Na2O2的質(zhì)量分數(shù)為
進階3 研真題·明考向5.(2023·北京卷)離子化合物Na2O2和CaH2與水的反應(yīng)分別為①2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑;②CaH2+2H2O═Ca(OH)2+2H2↑。下列說法正確的是(　　)A.Na2O2、CaH2中均有非極性共價鍵B.①中水發(fā)生氧化反應(yīng),②中水發(fā)生還原反應(yīng)C.Na2O2中陰、陽離子個數(shù)比為1∶2,CaH2中陰、陽離子個數(shù)比為2∶1D.當反應(yīng)①和②中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同時,產(chǎn)生的O2和H2的物質(zhì)的量相同

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