学案13 钠的其它常见化合物碱金属元素
[考纲要求] 1. 从原子的核外电子排布，理解ⅠA 族元素(单质、化合物) 的相似性和递变性。2. 了解Na 2CO 3和NaHCO 3的性质、转化和制法。
知识点一 钠的其它常见化合物
1．氢氧化钠(NaOH)
(1)物理性质：NaOH 的俗名为烧碱、火碱或苛性钠；它是一种____色____体，____溶于水并放出大量的热，有________性；易吸收空气中的水分而________。
(2)化学性质 具有碱的通性
①能使酸碱指示剂变色。
②与强酸反应的离子方程式为：____________________________________________。 ③与酸性氧化物、两性氧化物反应： 如与Al 2O 3反应的离子方程式为：
________________________________________________________________________。 ④与盐反应
＋＋
如与NH 4、Cu 2反应的离子方程式分别为：
________________________________________________________________________； ________________________________________________________________________。 如与HCO －3反应的离子方程式为：
________________________________________________________________________。 ⑤与单质反应
如与Al 、Si 反应的离子方程式分别为：
________________________________________________________________________； ________________________________________________________________________。 (3)NaOH的制取
①土法制碱：Na 2CO 3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH ；
②现代工业制碱：2NaCl ＋2H 2O=====2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑。 (4)NaOH在有机反应中的应用
提供碱性环境，如：卤代烃的水解和消去反应，酯类的水解和油脂的皂化。 问题思考
1．实验室称量NaOH 固体时应注意什么问题？
2．盛放NaOH 溶液等碱性溶液的试剂瓶为什么不用磨口玻璃塞？
2．碳酸钠和碳酸氢钠的比较
电解
问题思考
3．向饱和Na 2CO 3溶液中通入过量的CO 2，可观察到什么现象？为什么？
知识点二 碱金属元素 1．碱金属元素
Li 、Na 、K 的原子结构示意图分别为________、________、________。 (1)相同点：最外层都是____个电子。
(2)不同点：从Li 到Cs 电子层数__________，原子半径__________。 2．碱金属元素性质的相似性
(1)单质均呈________色(Cs除外) ，有金属光泽，硬度____，密度________，熔点________，有良好的导电性和导热性；
(2)最高正价均为____价；
(3)均为活泼金属，氧化物对应的水化物均为____； (4)单质均能与非金属单质发生反应；
(5)单质均能和水发生反应：2M ＋2H 2O===2MOH＋H 2↑(M代表碱金属) 。 3．碱金属元素性质的递变性(按原子序数递增的顺序)
(1)单质的熔、沸点呈现________趋势；
(2)元素的金属性逐渐________，单质的还原性逐渐________；
(3)与O 2反应的产物越来越复杂，反应程度越来越___________________________； (4)与水反应的程度越来越________，产物的碱性逐渐________。 知识点三 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，其属于________变化，属于元素的性质。
2．焰色反应的操作
铂丝――→无色――→待测物――→观察火焰颜色――→铂丝――→无色。 灼烧灼烧洗涤灼烧
3．常见元素的焰色
钠元素____色；钾元素____色(透过____________观察) ；铜元素________色。 问题思考
4．做焰色反应实验时，为什么用稀盐酸洗涤铂丝而不用稀硫酸？
酒精灯
蘸取
酒精灯
用盐酸
酒精灯
一、Na 2CO 3和NaHCO 3的鉴别方法
1．根据热稳定性不同
2．根据和酸反应生成气体的速率不同鉴别
3．根据阴离子不同用盐溶液鉴别
4．根据溶液的酸碱性鉴别
典例导悟1(2011·山东青岛统考) 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Ⅰ～Ⅳ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)________。 (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(填选项序号)________。 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
(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)________________________________________________________________________。
(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应， ①当石灰水过量时，其离子方程式为：
________________________________________________________________________； ②当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2∶1时，所得溶液中溶质的化学式为__________，请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子______________________________
________________________________________________________________________。 二、CO 2与NaOH 溶液反应的计算 思维模型
典例导悟2 标准状况下，将3.36LCO 2气体通入200mL1.00mol·L NaOH 溶液中，充
－2－2－
分反应后溶液中c (CO3) 与c (HCO－3) 的比值为(不考虑CO 3、HCO 3的水解)( )
A ．1∶1B ．1∶2C ．2∶1D ．1∶3 听课记录：
三、Na 2CO 3、NaHCO 3与盐酸的反应 1．盐酸逐滴加入Na 2CO 3溶液
(1)现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。
－＋－
(2)反应：无明显现象时反应的离子方程式：CO 23＋H ===HCO3，无色气体放出时反应
＋
的离子方程式：HCO －3＋H ===CO2↑＋H 2O 。
2．Na 2CO 3溶液逐滴加入稀盐酸中 (1)现象：有无色气体放出。
－＋
(2)反应的离子方程式：CO 23＋2H ===CO2↑＋H 2O 。 3．碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图象的归纳总结
(1)向Na 2CO 3中逐滴加入盐酸，消耗HCl 的体积与产生CO 2的体积的关系如图1所示； (2)向NaHCO 3中逐滴加入盐酸，消耗HCl 的体积与产生CO 2的体积的关系如图2所示； (3)向NaOH 、Na 2CO 3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl 的体积与产生CO 2的体积的关系如图3所示(设NaOH 、Na 2CO 3的物质的量之比x ∶y ＝1∶1，其他比例时的图象略) ；
(4)向Na 2CO 3、NaHCO 3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl 的体积与产生CO 2的体积的关系如图4所示(设Na 2CO 3、NaHCO 3的物质的量之比m ∶n ＝1∶1，其他比例时的图象略) 。
－1
典例导悟3取等物质的量浓度的NaOH 溶液两份A 和B ，每份10mL ，分别向A 、B 中
－
通入不等量的CO 2，再继续向两溶液中逐滴加入0.1mol·L 1的盐酸，标准状况下产生的CO 2的体积与所加盐酸体积之间的关系如下图所示，试回答下列问题：
(1)原NaOH 溶液的物质的量浓度为______________。
(2)曲线A 表明，原NaOH 溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质成分是________，其物质的量之比为__________________________________________________________。
(3)曲线B 表明，原NaOH 溶液中通入CO2后，所得溶液加盐酸后产生CO2气体体积(标准状况) 的最大值为________mL。
题组一 钠的重要化合物
1．(2010·安徽理综，13) 将0.01mol 下列物质分别加入100mL 蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)( )
①Na 2O 2 ②Na 2O ③Na 2CO 3 ④NaCl A ．①>②>③>④B ．①>②>④>③ C ．①＝②>③>④D ．①＝②>③＝④ 2．(2009·全国理综Ⅱ，8) 下列叙述中正确的是( )
A ．向含有CaCO 3沉淀的水中通入CO 2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO 3饱和溶液，又有CaCO 3沉淀生成
B ．向Na 2CO 3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO 2与原Na 2CO 3的物质的量之比为1∶2
C ．等质量的NaHCO 3和Na 2CO 3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO 2体积相同
D ．向Na 2CO 3饱和溶液中通入足量CO 2，有NaHCO 3结晶析出 题组二 碱金属单质及其化合物 3．(2010·上海，11) 将0.4gNaOH 和1.06gNa 2CO 3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol·L －1
稀盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成CO 2的物质的量的关系的是( )
4．判断正误
(1)Li在氧气中燃烧主要生成Li 2O 2( ) (2010·全国理综Ⅰ－7A)
(2)K与水反应比Li 与水反应剧烈。( ) (2010·重庆理综－
8C)
题组一 Na 2CO 3、NaHCO 3
－－
1．现有25mL2mol·L 1Na 2CO 3溶液和75mL1mol·L 1的稀盐酸。①将Na 2CO 3溶液缓慢滴到稀盐酸中；②将稀盐酸缓慢滴到Na 2CO 3溶液中，两操作的现象及结果(标准状况下) 是( )
A ．现象相同，所得气体的体积相等 B ．现象相同，所得气体的体积不等 C ．现象不同，所得气体的体积相等 D ．现象不同，所得气体的体积不等 2．(2011·安阳模拟) 把7.4gNa 2CO 3·10H 2O 和NaHCO 3组成的混合物溶于水，配成100mL
＋－1
溶液，其中c (Na) ＝0.6mol·L ，若把等质量的混合物加热到恒重时，残留物的质量为( )
A ．3.18gB ．2.12gC ．5.28gD ．4.22g 3．(2010·海南，15)
A 是自然界存在最广泛的ⅡA 族元素，常以化合物F 存在。从单质A 起始发生的一系列化学反应可由右图表示：
请回答下列问题：
(1)A与水反应的化学方程式为_____________________________________________，E 与水反应的化学方程式为_______________________________________________；
(2)F的化学式为____________，G 和D 的电子式分别为____________和____________； (3)D与H 反应可能生成的盐有________(填化学式) ；
(4)实际生产中，可由F 为原料制备单质A ，简述一种制备方法
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
题组二 焰色反应
4．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。下列判断正确的是( )
＋
A ．只含有Na
＋＋
B ．一定含有Na ，可能含K
＋＋
C ．既含有Na ，又含K
＋＋
D ．可能含有Na ，可能含有K
题组三 碱金属元素的结构与性质递变规律 5．以下各项叙述中错误的是( )
A ．原子半径由小到大的顺序是Li
＋＋＋＋
D ．碱金属离子的氧化性比较为Li
6．以下对锂、钠、钾、铷、铯的叙述中不正确的是( )
①氢氧化物中碱性最强的是氢氧化铯 ②单质熔点最高的是铯 ③它们都是热和电的良导体 ④它们的密度依次增大，且都比水密度小 ⑤它们的还原性依次增强
⑥对应离子的氧化性依次增强
A ．①③B ．②⑤C ．②④⑥D ．①③⑤ 题组四 实验探究 7．(2010·昆明模拟) 我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。以NaCl 、NH 3、CO 2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为：NH 3＋CO 2＋H 2O===NH4HCO 3；NH 4HCO 3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH 4Cl ；2NaHCO 3=====Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O 。
Ⅰ. 原理分析
碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是________。 a ．碳酸氢钠难溶于水 b ．碳酸氢钠受热易分解
c ．碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶析出 Ⅱ. 实验探究
(1)一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出) 。
△
回答下列有关问题：
①乙装置中的试剂是________；
②丁装置中稀硫酸的作用是________；
③实验结束后，分离出NaHCO 3晶体的操作是________(填分离操作的名称) 。 (2)另一位同学用图中戊装置(其他装置未画出) 进行实验。
①实验时，须先从____________管通入____________气体，再从____________管中通入
__________气体。
②有同学建议在戊装置的b 导管下端连接己装置，理由是
________________________________________________________________________。 (3)请再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：______________________________ ________________________________________________________________________。
学案13 钠的其他常见化合物 碱金属元素 【课前准备区】 知识点一
1．(1)白 固 易 强腐蚀 潮解
－＋
(2)②OH ＋H ===H2O
－－
③Al 2O 3＋2OH ===2AlO2＋H 2O
＋－
④NH 4＋OH NH 3·H 2O
－2＋
Cu ＋2OH ===Cu(OH)2↓
－－－
HCO 3＋OH ===CO23＋H 2O
－－
⑤2Al ＋2OH ＋2H 2O===2AlO2＋3H 2↑
－－
Si ＋2OH ＋H 2O===SiO23＋2H 2↑ 2.
1.
(1)1
(2)依次增多 依次增大
2．(1)银白 小 较小 较低 (2)＋1 (3)碱
3．(1)减小 (2)增强 增强 (3)剧烈 (4)剧烈 增强 知识点三 1．物理
3．黄 紫 蓝色钴玻璃 黄绿 问题思考
1．应置于玻璃器皿中快速称量。
－
2．以NaOH 溶液为代表的碱性溶液中的OH 可与磨口玻璃塞中裸露的SiO 2反应，生成Na 2SiO 3，使瓶塞和瓶体粘连在一起不易打开。
3．溶液中将析出白色晶体(沉淀) 。原因是：发生Na 2CO 3＋CO 2＋H 2O===2NaHCO3↓，①NaHCO 3的溶解度比Na 2CO 3小，②生成的NaHCO 3的质量比消耗的Na 2CO 3的大(即106gNa 2CO 3生成168gNaHCO 3) ，即溶质增加，③反应消耗了水，即溶剂减少，因此出现沉淀，主要原因是①。
4．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H 2SO 4洗涤铂丝，则由于硫酸盐的熔、沸点较高而难以挥发，会造成对后面实验的干扰。
【课堂活动区】
一、1.
2．
(1)
(2)向Na 2CO 3溶液中逐滴加入盐酸，开始无气泡产生；而向盐酸中滴加Na 2CO 3溶液开始就有气泡产生。
3．
4．
典例导悟
△
1．(1)Ⅱ (2)2NaHCO3=====Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑，CO 2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H 2O
＋－－
D(3)NaHCO3 (4)①Ca 2＋OH ＋HCO 3===CaCO3↓＋H 2O
②Na 2CO 3 取少量上层清液(或过滤后的滤液或所得溶液) 于洁净(若无“洁净”也可) 的
－
试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有CO 23
解析 (1)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判断。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为：2NaHCO 3=====Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑，实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。
(3)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。
＋－－
(4)①石灰水过量时，碳酸氢根全部反应，离子方程式为：Ca 2＋OH ＋HCO 3===CaCO3↓＋H 2O ；②2NaHCO 3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na 2CO 3＋2H 2O ，则其中的溶质是碳酸钠，要检
－
验CO 2加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀3，可以取少量上层清液于洁净的试管中，
2－
生成，则证明溶液中含有CO 3。
3.36 L
2．B [n (CO2) ＝－0.150 mol
22.4 L·mol －
n (NaOH)＝0.200 L×1.00 mol·L 1＝0.200 mol 2NaOH ＋ CO 2 === Na 2CO 3＋H 2O 0．200 mol 0.100 mol 0.100 mol
此时过量CO 2：0.150 mol－0.100 mol＝0.050 mol，进一步与Na 2CO 3反应： Na 2CO 3 ＋ CO 2 ＋ H 2O===2NaHCO3 0．050 mol 0.050 mol 0.100 mol
－－
c (CO 2n (CO 20.100 mol－0.050 mol13)3)
] －－0.100 mol2c (HCO 3)n (HCO 3)
－1
3．(1)0.75mol·L (2)Na2CO 3、NaOH 1∶3 (3)112
解析 (1)产生的气体体积保持不变时，溶液中的溶质是氯化钠，所以有下式成立：n (NaCl)
－1
＝n (NaOH)＝n (HCl)＝0.1mol·L ×0.075L ＝0.0075mol ，故c (NaOH)＝0.0075mol/0.01L＝
－1
0.75mol·L 。
(2)当所加盐酸的体积从60mL 到75mL 时，有气体生成，则发生反应：NaHCO 3＋HCl===NaCl＋H 2O ＋CO 2↑，此反应消耗盐酸15mL ，则反应Na 2CO 3＋HCl===NaHCO3＋NaCl 也消耗盐酸15mL ，则60mL －15mL ＝45mL 盐酸只能与氢氧化钠反应了，故原NaOH 溶液中通入CO 2后的溶质为氢氧化钠和碳酸钠，根据盐酸的量可以计算出它们的物质的量之比为3∶1。
(3)当所加盐酸的体积从25mL 到75mL 时发生反应： NaHCO 3＋HCl===NaCl＋H 2O ＋CO 2↑ 1mol22400mL
0．1×(0.075－0.025) mol V 解得：V ＝112mL 。 【课后练习区】 高考集训 1．C [根据化学反应方程式或原子守恒知0.01mol 的Na 2O 2和Na 2O 分别与H 2O 反应都生成0.02molNaOH ，因此①、②中阴离子浓度相等；③中碳酸根水解使得阴离子浓度稍大于④。因此C 正确。]
2．D [CaCO3＋CO 2＋H 2O===Ca(HCO3) 2，前半句正确，加入NaHCO 3饱和溶液后，没有沉淀产生，A 错误；向Na 2CO 3溶液中滴加等物质的量的稀盐酸，发生反应为Na 2CO 3＋HCl===NaCl＋NaHCO 3，没有CO 2生成，B 错误；等质量的NaHCO 3和Na 2CO 3，与足量盐酸反应，产生的CO 2体积不同，NaHCO 3生成的CO 2更多些，C 错误；溶解度：Na 2CO 3>NaHCO3，向Na 2CO 3饱和溶液中通入足量CO 2后溶液中有NaHCO 3晶体析出，D 正确。]
－＋－＋－
3．C [滴加盐酸先发生反应OH ＋H ===H2O ，再发生反应CO 23＋H ===HCO3，最后
－＋－－
发生反应：HCO 3＋H ===CO2↑＋H 2O ；因n (OH) ＝n (CO23) ＝0.01mol ，故加入0.02molHCl 后开始有气体生成，故C 正确。]
4．(1)× (2)√ 考点集训
△
1．D
12．A [将Na 2CO 3·10H 2O 和NaHCO 3加热至恒重时物质为Na 2CO 3，n (Na2CO 3) ＝(Na2
1＋－－) ＝×0.6mol·L 1×0.1L ＝0.03mol ，所以m (Na2CO 3) ＝0.03mol ×106g·mol 1＝3.18g 。] 2
3．(1)Ca＋2H 2O===Ca(OH)2＋H 2↑
NaH ＋H 2O===NaOH＋H 2↑
(2)CaCO3
(3)Na2CO 3、NaHCO 3
(4)CaCO3高温加热分解生成CaO ，CaO 经电解生成单质Ca
4．B 5.D 6.C
7．Ⅰ.c Ⅱ.(1)①饱和碳酸氢钠溶液 ②吸收未反应的NH 3 ③过滤 (2)①a NH 3 b CO 2 ②增大CO 2气体与溶液接触的面积，提高CO 2在溶液中的吸收率 (3)往烧碱溶液中通入过量CO 2(或往饱和Na 2CO 3溶液中通入过量CO 2等)
解析 Ⅱ(1)甲装置是CO 2的发生装置，由于盐酸易挥发，故生成的CO 2气体中会含有HCl 气体，乙装置的作用是除去CO 2中的HCl 气体，所以乙装置中的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，丙是制备碳酸氢钠的发生装置，丁的作用是吸收多余的NH 3，防止其污染环境。从溶液中分离出NaHCO 3晶体的方法是过滤。(2)实验时必须制取含氨的饱和NaCl 溶液，然后使之与CO 2反应。因为NH 3极易溶于水，CO 2在水中的溶解度不大，故先从a 导管通入NH 3，后从b 导管通入CO 2。己装置中有多孔球泡，增大CO 2气体与溶液的接触面积，提高了CO 2在溶液中的吸收率。
(3)此题是开放性试题，制备少量碳酸氢钠的方法：①用碳酸氢铵与适量的饱和食盐水反应；②往烧碱溶液中通入过量CO 2；③往饱和Na 2CO 3溶液中通入过量CO 2等。
学案13 钠的其它常见化合物碱金属元素
[考纲要求] 1. 从原子的核外电子排布，理解ⅠA 族元素(单质、化合物) 的相似性和递变性。2. 了解Na 2CO 3和NaHCO 3的性质、转化和制法。
知识点一 钠的其它常见化合物
1．氢氧化钠(NaOH)
(1)物理性质：NaOH 的俗名为烧碱、火碱或苛性钠；它是一种____色____体，____溶于水并放出大量的热，有________性；易吸收空气中的水分而________。
(2)化学性质 具有碱的通性
①能使酸碱指示剂变色。
②与强酸反应的离子方程式为：____________________________________________。 ③与酸性氧化物、两性氧化物反应： 如与Al 2O 3反应的离子方程式为：
________________________________________________________________________。 ④与盐反应
＋＋
如与NH 4、Cu 2反应的离子方程式分别为：
________________________________________________________________________； ________________________________________________________________________。 如与HCO －3反应的离子方程式为：
________________________________________________________________________。 ⑤与单质反应
如与Al 、Si 反应的离子方程式分别为：
________________________________________________________________________； ________________________________________________________________________。 (3)NaOH的制取
①土法制碱：Na 2CO 3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH ；
②现代工业制碱：2NaCl ＋2H 2O=====2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑。 (4)NaOH在有机反应中的应用
提供碱性环境，如：卤代烃的水解和消去反应，酯类的水解和油脂的皂化。 问题思考
1．实验室称量NaOH 固体时应注意什么问题？
2．盛放NaOH 溶液等碱性溶液的试剂瓶为什么不用磨口玻璃塞？
2．碳酸钠和碳酸氢钠的比较
电解
问题思考
3．向饱和Na 2CO 3溶液中通入过量的CO 2，可观察到什么现象？为什么？
知识点二 碱金属元素 1．碱金属元素
Li 、Na 、K 的原子结构示意图分别为________、________、________。 (1)相同点：最外层都是____个电子。
(2)不同点：从Li 到Cs 电子层数__________，原子半径__________。 2．碱金属元素性质的相似性
(1)单质均呈________色(Cs除外) ，有金属光泽，硬度____，密度________，熔点________，有良好的导电性和导热性；
(2)最高正价均为____价；
(3)均为活泼金属，氧化物对应的水化物均为____； (4)单质均能与非金属单质发生反应；
(5)单质均能和水发生反应：2M ＋2H 2O===2MOH＋H 2↑(M代表碱金属) 。 3．碱金属元素性质的递变性(按原子序数递增的顺序)
(1)单质的熔、沸点呈现________趋势；
(2)元素的金属性逐渐________，单质的还原性逐渐________；
(3)与O 2反应的产物越来越复杂，反应程度越来越___________________________； (4)与水反应的程度越来越________，产物的碱性逐渐________。 知识点三 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，其属于________变化，属于元素的性质。
2．焰色反应的操作
铂丝――→无色――→待测物――→观察火焰颜色――→铂丝――→无色。 灼烧灼烧洗涤灼烧
3．常见元素的焰色
钠元素____色；钾元素____色(透过____________观察) ；铜元素________色。 问题思考
4．做焰色反应实验时，为什么用稀盐酸洗涤铂丝而不用稀硫酸？
酒精灯
蘸取
酒精灯
用盐酸
酒精灯
一、Na 2CO 3和NaHCO 3的鉴别方法
1．根据热稳定性不同
2．根据和酸反应生成气体的速率不同鉴别
3．根据阴离子不同用盐溶液鉴别
4．根据溶液的酸碱性鉴别
典例导悟1(2011·山东青岛统考) 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Ⅰ～Ⅳ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)________。 (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(填选项序号)________。 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
(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)________________________________________________________________________。
(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应， ①当石灰水过量时，其离子方程式为：
________________________________________________________________________； ②当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2∶1时，所得溶液中溶质的化学式为__________，请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子______________________________
________________________________________________________________________。 二、CO 2与NaOH 溶液反应的计算 思维模型
典例导悟2 标准状况下，将3.36LCO 2气体通入200mL1.00mol·L NaOH 溶液中，充
－2－2－
分反应后溶液中c (CO3) 与c (HCO－3) 的比值为(不考虑CO 3、HCO 3的水解)( )
A ．1∶1B ．1∶2C ．2∶1D ．1∶3 听课记录：
三、Na 2CO 3、NaHCO 3与盐酸的反应 1．盐酸逐滴加入Na 2CO 3溶液
(1)现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。
－＋－
(2)反应：无明显现象时反应的离子方程式：CO 23＋H ===HCO3，无色气体放出时反应
＋
的离子方程式：HCO －3＋H ===CO2↑＋H 2O 。
2．Na 2CO 3溶液逐滴加入稀盐酸中 (1)现象：有无色气体放出。
－＋
(2)反应的离子方程式：CO 23＋2H ===CO2↑＋H 2O 。 3．碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图象的归纳总结
(1)向Na 2CO 3中逐滴加入盐酸，消耗HCl 的体积与产生CO 2的体积的关系如图1所示； (2)向NaHCO 3中逐滴加入盐酸，消耗HCl 的体积与产生CO 2的体积的关系如图2所示； (3)向NaOH 、Na 2CO 3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl 的体积与产生CO 2的体积的关系如图3所示(设NaOH 、Na 2CO 3的物质的量之比x ∶y ＝1∶1，其他比例时的图象略) ；
(4)向Na 2CO 3、NaHCO 3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl 的体积与产生CO 2的体积的关系如图4所示(设Na 2CO 3、NaHCO 3的物质的量之比m ∶n ＝1∶1，其他比例时的图象略) 。
－1
典例导悟3取等物质的量浓度的NaOH 溶液两份A 和B ，每份10mL ，分别向A 、B 中
－
通入不等量的CO 2，再继续向两溶液中逐滴加入0.1mol·L 1的盐酸，标准状况下产生的CO 2的体积与所加盐酸体积之间的关系如下图所示，试回答下列问题：
(1)原NaOH 溶液的物质的量浓度为______________。
(2)曲线A 表明，原NaOH 溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质成分是________，其物质的量之比为__________________________________________________________。
(3)曲线B 表明，原NaOH 溶液中通入CO2后，所得溶液加盐酸后产生CO2气体体积(标准状况) 的最大值为________mL。
题组一 钠的重要化合物
1．(2010·安徽理综，13) 将0.01mol 下列物质分别加入100mL 蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)( )
①Na 2O 2 ②Na 2O ③Na 2CO 3 ④NaCl A ．①>②>③>④B ．①>②>④>③ C ．①＝②>③>④D ．①＝②>③＝④ 2．(2009·全国理综Ⅱ，8) 下列叙述中正确的是( )
A ．向含有CaCO 3沉淀的水中通入CO 2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO 3饱和溶液，又有CaCO 3沉淀生成
B ．向Na 2CO 3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO 2与原Na 2CO 3的物质的量之比为1∶2
C ．等质量的NaHCO 3和Na 2CO 3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO 2体积相同
D ．向Na 2CO 3饱和溶液中通入足量CO 2，有NaHCO 3结晶析出 题组二 碱金属单质及其化合物 3．(2010·上海，11) 将0.4gNaOH 和1.06gNa 2CO 3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol·L －1
稀盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成CO 2的物质的量的关系的是( )
4．判断正误
(1)Li在氧气中燃烧主要生成Li 2O 2( ) (2010·全国理综Ⅰ－7A)
(2)K与水反应比Li 与水反应剧烈。( ) (2010·重庆理综－
8C)
题组一 Na 2CO 3、NaHCO 3
－－
1．现有25mL2mol·L 1Na 2CO 3溶液和75mL1mol·L 1的稀盐酸。①将Na 2CO 3溶液缓慢滴到稀盐酸中；②将稀盐酸缓慢滴到Na 2CO 3溶液中，两操作的现象及结果(标准状况下) 是( )
A ．现象相同，所得气体的体积相等 B ．现象相同，所得气体的体积不等 C ．现象不同，所得气体的体积相等 D ．现象不同，所得气体的体积不等 2．(2011·安阳模拟) 把7.4gNa 2CO 3·10H 2O 和NaHCO 3组成的混合物溶于水，配成100mL
＋－1
溶液，其中c (Na) ＝0.6mol·L ，若把等质量的混合物加热到恒重时，残留物的质量为( )
A ．3.18gB ．2.12gC ．5.28gD ．4.22g 3．(2010·海南，15)
A 是自然界存在最广泛的ⅡA 族元素，常以化合物F 存在。从单质A 起始发生的一系列化学反应可由右图表示：
请回答下列问题：
(1)A与水反应的化学方程式为_____________________________________________，E 与水反应的化学方程式为_______________________________________________；
(2)F的化学式为____________，G 和D 的电子式分别为____________和____________； (3)D与H 反应可能生成的盐有________(填化学式) ；
(4)实际生产中，可由F 为原料制备单质A ，简述一种制备方法
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
题组二 焰色反应
4．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。下列判断正确的是( )
＋
A ．只含有Na
＋＋
B ．一定含有Na ，可能含K
＋＋
C ．既含有Na ，又含K
＋＋
D ．可能含有Na ，可能含有K
题组三 碱金属元素的结构与性质递变规律 5．以下各项叙述中错误的是( )
A ．原子半径由小到大的顺序是Li
＋＋＋＋
D ．碱金属离子的氧化性比较为Li
6．以下对锂、钠、钾、铷、铯的叙述中不正确的是( )
①氢氧化物中碱性最强的是氢氧化铯 ②单质熔点最高的是铯 ③它们都是热和电的良导体 ④它们的密度依次增大，且都比水密度小 ⑤它们的还原性依次增强
⑥对应离子的氧化性依次增强
A ．①③B ．②⑤C ．②④⑥D ．①③⑤ 题组四 实验探究 7．(2010·昆明模拟) 我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。以NaCl 、NH 3、CO 2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为：NH 3＋CO 2＋H 2O===NH4HCO 3；NH 4HCO 3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH 4Cl ；2NaHCO 3=====Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O 。
Ⅰ. 原理分析
碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是________。 a ．碳酸氢钠难溶于水 b ．碳酸氢钠受热易分解
c ．碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶析出 Ⅱ. 实验探究
(1)一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出) 。
△
回答下列有关问题：
①乙装置中的试剂是________；
②丁装置中稀硫酸的作用是________；
③实验结束后，分离出NaHCO 3晶体的操作是________(填分离操作的名称) 。 (2)另一位同学用图中戊装置(其他装置未画出) 进行实验。
①实验时，须先从____________管通入____________气体，再从____________管中通入
__________气体。
②有同学建议在戊装置的b 导管下端连接己装置，理由是
________________________________________________________________________。 (3)请再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：______________________________ ________________________________________________________________________。
学案13 钠的其他常见化合物 碱金属元素 【课前准备区】 知识点一
1．(1)白 固 易 强腐蚀 潮解
－＋
(2)②OH ＋H ===H2O
－－
③Al 2O 3＋2OH ===2AlO2＋H 2O
＋－
④NH 4＋OH NH 3·H 2O
－2＋
Cu ＋2OH ===Cu(OH)2↓
－－－
HCO 3＋OH ===CO23＋H 2O
－－
⑤2Al ＋2OH ＋2H 2O===2AlO2＋3H 2↑
－－
Si ＋2OH ＋H 2O===SiO23＋2H 2↑ 2.
1.
(1)1
(2)依次增多 依次增大
2．(1)银白 小 较小 较低 (2)＋1 (3)碱
3．(1)减小 (2)增强 增强 (3)剧烈 (4)剧烈 增强 知识点三 1．物理
3．黄 紫 蓝色钴玻璃 黄绿 问题思考
1．应置于玻璃器皿中快速称量。
－
2．以NaOH 溶液为代表的碱性溶液中的OH 可与磨口玻璃塞中裸露的SiO 2反应，生成Na 2SiO 3，使瓶塞和瓶体粘连在一起不易打开。
3．溶液中将析出白色晶体(沉淀) 。原因是：发生Na 2CO 3＋CO 2＋H 2O===2NaHCO3↓，①NaHCO 3的溶解度比Na 2CO 3小，②生成的NaHCO 3的质量比消耗的Na 2CO 3的大(即106gNa 2CO 3生成168gNaHCO 3) ，即溶质增加，③反应消耗了水，即溶剂减少，因此出现沉淀，主要原因是①。
4．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H 2SO 4洗涤铂丝，则由于硫酸盐的熔、沸点较高而难以挥发，会造成对后面实验的干扰。
【课堂活动区】
一、1.
2．
(1)
(2)向Na 2CO 3溶液中逐滴加入盐酸，开始无气泡产生；而向盐酸中滴加Na 2CO 3溶液开始就有气泡产生。
3．
4．
典例导悟
△
1．(1)Ⅱ (2)2NaHCO3=====Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑，CO 2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H 2O
＋－－
D(3)NaHCO3 (4)①Ca 2＋OH ＋HCO 3===CaCO3↓＋H 2O
②Na 2CO 3 取少量上层清液(或过滤后的滤液或所得溶液) 于洁净(若无“洁净”也可) 的
－
试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有CO 23
解析 (1)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判断。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为：2NaHCO 3=====Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑，实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。
(3)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。
＋－－
(4)①石灰水过量时，碳酸氢根全部反应，离子方程式为：Ca 2＋OH ＋HCO 3===CaCO3↓＋H 2O ；②2NaHCO 3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na 2CO 3＋2H 2O ，则其中的溶质是碳酸钠，要检
－
验CO 2加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀3，可以取少量上层清液于洁净的试管中，
2－
生成，则证明溶液中含有CO 3。
3.36 L
2．B [n (CO2) ＝－0.150 mol
22.4 L·mol －
n (NaOH)＝0.200 L×1.00 mol·L 1＝0.200 mol 2NaOH ＋ CO 2 === Na 2CO 3＋H 2O 0．200 mol 0.100 mol 0.100 mol
此时过量CO 2：0.150 mol－0.100 mol＝0.050 mol，进一步与Na 2CO 3反应： Na 2CO 3 ＋ CO 2 ＋ H 2O===2NaHCO3 0．050 mol 0.050 mol 0.100 mol
－－
c (CO 2n (CO 20.100 mol－0.050 mol13)3)
] －－0.100 mol2c (HCO 3)n (HCO 3)
－1
3．(1)0.75mol·L (2)Na2CO 3、NaOH 1∶3 (3)112
解析 (1)产生的气体体积保持不变时，溶液中的溶质是氯化钠，所以有下式成立：n (NaCl)
－1
＝n (NaOH)＝n (HCl)＝0.1mol·L ×0.075L ＝0.0075mol ，故c (NaOH)＝0.0075mol/0.01L＝
－1
0.75mol·L 。
(2)当所加盐酸的体积从60mL 到75mL 时，有气体生成，则发生反应：NaHCO 3＋HCl===NaCl＋H 2O ＋CO 2↑，此反应消耗盐酸15mL ，则反应Na 2CO 3＋HCl===NaHCO3＋NaCl 也消耗盐酸15mL ，则60mL －15mL ＝45mL 盐酸只能与氢氧化钠反应了，故原NaOH 溶液中通入CO 2后的溶质为氢氧化钠和碳酸钠，根据盐酸的量可以计算出它们的物质的量之比为3∶1。
(3)当所加盐酸的体积从25mL 到75mL 时发生反应： NaHCO 3＋HCl===NaCl＋H 2O ＋CO 2↑ 1mol22400mL
0．1×(0.075－0.025) mol V 解得：V ＝112mL 。 【课后练习区】 高考集训 1．C [根据化学反应方程式或原子守恒知0.01mol 的Na 2O 2和Na 2O 分别与H 2O 反应都生成0.02molNaOH ，因此①、②中阴离子浓度相等；③中碳酸根水解使得阴离子浓度稍大于④。因此C 正确。]
2．D [CaCO3＋CO 2＋H 2O===Ca(HCO3) 2，前半句正确，加入NaHCO 3饱和溶液后，没有沉淀产生，A 错误；向Na 2CO 3溶液中滴加等物质的量的稀盐酸，发生反应为Na 2CO 3＋HCl===NaCl＋NaHCO 3，没有CO 2生成，B 错误；等质量的NaHCO 3和Na 2CO 3，与足量盐酸反应，产生的CO 2体积不同，NaHCO 3生成的CO 2更多些，C 错误；溶解度：Na 2CO 3>NaHCO3，向Na 2CO 3饱和溶液中通入足量CO 2后溶液中有NaHCO 3晶体析出，D 正确。]
－＋－＋－
3．C [滴加盐酸先发生反应OH ＋H ===H2O ，再发生反应CO 23＋H ===HCO3，最后
－＋－－
发生反应：HCO 3＋H ===CO2↑＋H 2O ；因n (OH) ＝n (CO23) ＝0.01mol ，故加入0.02molHCl 后开始有气体生成，故C 正确。]
4．(1)× (2)√ 考点集训
△
1．D
12．A [将Na 2CO 3·10H 2O 和NaHCO 3加热至恒重时物质为Na 2CO 3，n (Na2CO 3) ＝(Na2
1＋－－) ＝×0.6mol·L 1×0.1L ＝0.03mol ，所以m (Na2CO 3) ＝0.03mol ×106g·mol 1＝3.18g 。] 2
3．(1)Ca＋2H 2O===Ca(OH)2＋H 2↑
NaH ＋H 2O===NaOH＋H 2↑
(2)CaCO3
(3)Na2CO 3、NaHCO 3
(4)CaCO3高温加热分解生成CaO ，CaO 经电解生成单质Ca
4．B 5.D 6.C
7．Ⅰ.c Ⅱ.(1)①饱和碳酸氢钠溶液 ②吸收未反应的NH 3 ③过滤 (2)①a NH 3 b CO 2 ②增大CO 2气体与溶液接触的面积，提高CO 2在溶液中的吸收率 (3)往烧碱溶液中通入过量CO 2(或往饱和Na 2CO 3溶液中通入过量CO 2等)
解析 Ⅱ(1)甲装置是CO 2的发生装置，由于盐酸易挥发，故生成的CO 2气体中会含有HCl 气体，乙装置的作用是除去CO 2中的HCl 气体，所以乙装置中的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，丙是制备碳酸氢钠的发生装置，丁的作用是吸收多余的NH 3，防止其污染环境。从溶液中分离出NaHCO 3晶体的方法是过滤。(2)实验时必须制取含氨的饱和NaCl 溶液，然后使之与CO 2反应。因为NH 3极易溶于水，CO 2在水中的溶解度不大，故先从a 导管通入NH 3，后从b 导管通入CO 2。己装置中有多孔球泡，增大CO 2气体与溶液的接触面积，提高了CO 2在溶液中的吸收率。
(3)此题是开放性试题，制备少量碳酸氢钠的方法：①用碳酸氢铵与适量的饱和食盐水反应；②往烧碱溶液中通入过量CO 2；③往饱和Na 2CO 3溶液中通入过量CO 2等。