第二单元 钠、镁及其化合物
浙江考试标准 知识条目 (1)钠、镁的物理性质及用途 (2)钠、镁的化学性质(跟非金属、酸、某些氧化物的反应) (3)钠、镁的生产原理 (4)碳酸钠、碳酸氢钠的性质及检验方法 (5)碳酸钠、碳酸氢钠的用途 (6)过氧化钠的主要性质 考点1| 钠的性质与用途 [基础知识自查]
1．钠的主要性质及应用
(1)物理性质：银白色金属，比水的密度小、比煤油的密度大，质软，熔点为97.8 ℃。 (2)化学性质(写出化学方程式)
常温：4Na＋O2===2Na2O??
O2?点燃??点燃：2Na＋O2=====Na2O2①与非金属反应
必考要求 a b a b a 加试要求 a c b c a c ???
点燃
??Cl：2Na＋Cl=====2NaCl
2
2
②与H2O反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。 ③与酸(HCl)反应：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑。
④与盐(CuSO4)溶液反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。 水盐溶液
即Na――→NaOH――→复分解反应 (3)钠的保存与用途
①保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。 ②用途：
a．钠、钾合金(液态)可用于快中子反应堆作热交换剂；
700～800 ℃b．作强还原剂，将某些稀有金属从它们的卤化物中还原出来，如4Na＋TiCl4=====Ti＋4NaCl；
c．用作电光源，制作高压钠灯。 (4)钠的制取
1
通电
电解熔融状态的NaCl：2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑。 2．Na2O的性质
Na2O是白色固体，与H2O、盐酸反应的化学方程式分别为Na2O＋H2O===2NaOH，Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O。
[核心要点提升] 钠与盐溶液和酸反应的规律
1．钠与盐溶液的反应
(1)反应的实质：钠与盐溶液反应，实质上是先与水反应生成NaOH，NaOH再与盐发生复分解反应，而不能置换出盐中的金属。这是因为虽然溶液中存在金属阳离子，但是钠的活泼性比较强，先与水反应，而不是先与金属阳离子反应。
(2)实例：如Na与CuSO4溶液的反应，发生的反应过程有： 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑， CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4，
总反应方程式：2Na＋2H2O＋CuSO4===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑。 2．钠和酸的反应
实质是Na与H作用。由于在酸溶液中，H主要来源于酸，因此钠先与酸反应，当与酸反应完后才与H2O反应。如钠和足量盐酸反应的化学方程式为2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，若钠有剩余，则还会发生2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑反应。
【特别提醒】 (1)钠的取用方法：用镊子夹取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切取黄豆大小的钠，剩余的钠放回试剂瓶。
(2)钠失火的处理：沙尘盖灭，不能用水或泡沫灭火器灭火。 (3)钠与水、酸反应的实质都是与H的反应。
[典型例题讲解]
(2016·浙江4月学考)下列有关钠及其化合物的说法不正确的是
( )
A．电解饱和食盐水可制取金属钠 B．钠与氧气反应的产物与反应条件有关 C．氧化钠与水反应生成氢氧化钠 D．钠可以从四氯化钛中置换出钛
通电
【解析】 电解饱和食盐水的反应为2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，不能得到点燃
金属钠，A错误；4Na＋O2===2Na2O,2Na＋O2=====Na2O2，条件不同，产物不同，B正确；Na2O
2
＋
＋
＋
700～800 ℃
＋H2O===2NaOH，C正确；钠有很强的还原性，4Na＋TiCl4=====4NaCl＋Ti，D正确。
【答案】 A
(2015·浙江10月份选考)常温下能与水反应的金属单质是( )
A．SiO2 C．Na2O
B．Br2 D．Na
【解析】 SiO2和Na2O是化合物，Br2是非金属单质，而2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，D符合题意。
【答案】 D
[题组对点训练]
1．(2014·浙江1月学考)下列关于钠及其化合物的说法中，正确的是( ) A．钠是一种银白色金属，其密度比水大 B．钠的硬度很大，无法用小刀切开 C．钠在空气中燃烧得到白色固体Na2O D．NaHCO3固体受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O
D [钠的密度比水小，A错误；钠质软，可以用小刀切割，B错误；钠在空气中燃烧2Na点燃△
＋O2=====Na2O2，生成淡黄色固体，C错误；2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O，D正确。]
2．分别向盛有100 mL水、100 mL 0.1 mol·L盐酸、100 mL 0.01 mol·L硫酸铜溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05 mol钠。下列有关说法正确的是( )
A．开始时，三个烧杯中均会发生的离子反应为2Na＋2H2O===2Na＋2OH＋H2↑ B．三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且X烧杯中反应最剧烈 C．三个烧杯反应后，生成的NaOH溶质的物质的量浓度相同 D．三个烧杯反应后，生成的气体的质量一定相同
D [钠与盐酸反应时钠先与H反应，离子方程式表示为2Na＋2H===2Na＋H2↑，与CuSO4溶液反应会生成沉淀，A错误；三个烧杯中，水中的氢离子浓度最小，反应最慢，B错误；X烧杯中生成的溶质为NaOH，Y烧杯中生成的溶质为NaCl和NaOH，Z烧杯中生成的溶质为Na2SO4和NaOH，由于钠的物质的量相同，故Z烧杯中物质的量浓度最小，C错误；因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完，故生成H2的量相同，D正确。]
3．金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。该反应的演示方法分别如图甲、乙所示：
＋
＋
＋
＋
－
－1
－1
3
甲 乙
(1)现按图甲所示的方法，在室温时，向盛有饱和NaOH溶液的水槽中，加入一小块金属钠。下列有关描述正确的是________(填字母，下同)。
a．钠浮在液面上，并四处游动，最后消失 b．钠熔化成一个光亮的小球
c．恢复到室温时，NaOH溶液的浓度增大 d．恢复到室温时，溶液中Na数目减少
(2)按图乙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，在相同条件下体积的关系是________。
①用铝箔包住钠 ②用铜箔包住钠 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
【解析】 (1)金属钠投入饱和NaOH溶液中，Na与H2O反应，生成氢气和NaOH，H2O减少，NaOH晶体析出，但温度不变，饱和NaOH浓度不变。
(2)铝箔成分为Al，Al与Na和H2O反应生成的NaOH溶液反应也生成H2。 【答案】 (1)abd (2)b
考点2| 过氧化钠的性质(加试要求)
[基础知识自查] 过氧化钠的结构与性质
名称 颜色状态 电子式 氧的化合价 与H2O反应 与CO2反应 与盐酸反应 用途
＋
过氧化钠(Na2O2) 淡黄色固体 －1 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑ 供氧剂、漂白剂 4
注意：Na2O2晶体中阴离子(O2)与阳离子(Na)个数比为1∶2。
[核心要点提升]
1．过氧化钠的强氧化性 (1)从化合价的角度分析
2－＋
Na2O2既有氧化性又有还原性，但主要表现为氧化性。
2．Na2O2与水、CO2反应的四个重要关系 反应方程式：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 (1)物质的量关系
无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物，与足量的Na2O2反应时，消耗CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2∶1，即气体减小的体积等于生成的O2的体积。
(2)固体质量关系
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O(g)中的“H2”；可以看作发生相应的反应：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)。
(3)先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物反应，解决问题时可视作Na2O2先与CO2
反应，待CO2反应完后，Na2O2再与H2O(g)发生反应(实际情况复杂得多)。
(4)电子转移关系
不论是与CO2还是与H2O(g)反应，CO2与H2O(g)均既不是氧化剂也不是还原剂，反应的实质都是Na2O2自身发生的氧化还原反应，所以每有1 mol O2生成时，转移的电子均为2 mol。
【特别提醒】 (1)1 mol Na2O2与足量CO2或H2O发生反应时转移电子数是1 mol。 (2)Na2O2不是碱性氧化物。
[典型例题讲解]
5
(2017·杭州模拟)下图是Na2O2和CO2定性、定量实验的装置示意图。
【导学号：81640029】
注射器1中抽取了100 mL CO2，U形管中装有适量小玻璃珠和约1.5 g Na2O2粉末。实验开始时，打开K1、K2、K4止水夹，关闭K3止水夹，推动注射器1活塞，缓缓将CO2压至U形管中，注射器2活塞缓缓向外移动。回答下列问题(本题不考虑注射器内壁的摩擦阻力)：
(1)U形管内的玻璃珠并不参与反应，其所起的作用除防止过氧化钠粉末被吹走外，另一个重要作用是________________________________。
(2)U形管中可观察到的反应现象是_____________________。
(3)注射器1活塞推到底后，注射器2中收集到的气体大于50 mL，其原因除可能仍含CO2外，还有一个重要原因是______________________________。
(4)为了使剩余气体中二氧化碳能反应完，接下来的操作是_____________。 (5)要证明反应产物之一为氧气，最为方便的实验方法是_______________。
(6)本实验结束后固体产物板结，难以从U形管中取出，为了证明固体产物中含有碳酸盐，实验时还需要从如图所示仪器和试剂中选择________(填字母)。当装置和药品都安装完毕后，接下来的操作步骤是_______________________。
A B C D E
【解析】 (1)玻璃珠还可起到增大Na2O2与CO2接触面积，使之反应完全的作用。(2)U形管中Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，故U形管内淡黄色粉末渐渐变白。(3)由2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2可知100 mL CO2理论上应产生50 mL O2，收集到的气体大于50 mL的原因除部分CO2没反应外，还可能是反应放热，气体受热膨胀。(4)为了让CO2反应完，可把注射器2中的CO2气体再推入U形管中，反复数次。(5)可利用O2支持燃烧，能使带火星的木条复燃的性质证明。(6)要证明有CO3，可利用H与CO3反应产生CO2，检验CO2即可。故选A、D、E或C、D、E。操作时，需要关闭K1、K4，打开K2、K3止水夹，通过分液漏斗(或胶头滴管)将盐酸滴入U形管中，观察试管内现象即可。
【答案】 (1)增大过氧化钠和二氧化碳的接触面积，使反应完全
2－
＋
2－
6
(2017·杭州模拟)下图是Na2O2和CO2定性、定量实验的装置示意图。
【导学号：81640029】
注射器1中抽取了100 mL CO2，U形管中装有适量小玻璃珠和约1.5 g Na2O2粉末。实验开始时，打开K1、K2、K4止水夹，关闭K3止水夹，推动注射器1活塞，缓缓将CO2压至U形管中，注射器2活塞缓缓向外移动。回答下列问题(本题不考虑注射器内壁的摩擦阻力)：
(1)U形管内的玻璃珠并不参与反应，其所起的作用除防止过氧化钠粉末被吹走外，另一个重要作用是________________________________。
(2)U形管中可观察到的反应现象是_____________________。
(3)注射器1活塞推到底后，注射器2中收集到的气体大于50 mL，其原因除可能仍含CO2外，还有一个重要原因是______________________________。
(4)为了使剩余气体中二氧化碳能反应完，接下来的操作是_____________。 (5)要证明反应产物之一为氧气，最为方便的实验方法是_______________。
(6)本实验结束后固体产物板结，难以从U形管中取出，为了证明固体产物中含有碳酸盐，实验时还需要从如图所示仪器和试剂中选择________(填字母)。当装置和药品都安装完毕后，接下来的操作步骤是_______________________。
A B C D E
【解析】 (1)玻璃珠还可起到增大Na2O2与CO2接触面积，使之反应完全的作用。(2)U形管中Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，故U形管内淡黄色粉末渐渐变白。(3)由2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2可知100 mL CO2理论上应产生50 mL O2，收集到的气体大于50 mL的原因除部分CO2没反应外，还可能是反应放热，气体受热膨胀。(4)为了让CO2反应完，可把注射器2中的CO2气体再推入U形管中，反复数次。(5)可利用O2支持燃烧，能使带火星的木条复燃的性质证明。(6)要证明有CO3，可利用H与CO3反应产生CO2，检验CO2即可。故选A、D、E或C、D、E。操作时，需要关闭K1、K4，打开K2、K3止水夹，通过分液漏斗(或胶头滴管)将盐酸滴入U形管中，观察试管内现象即可。
【答案】 (1)增大过氧化钠和二氧化碳的接触面积，使反应完全
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