2．碳酸氢钠受热分解

碳酸氢钠粉末在试管中应铺平些，这样受热比较均匀，分解也比较完全，澄清的石灰水变浑浊后，应将盛石灰水的试管移去，因为若通入过多的二氧化碳，会使生成的碳酸钙变成碳酸氢钙而溶解于水中，使浑浊现象消失．

当实验结束时，一定要先移去装有石灰水的烧杯，再熄灭酒精灯，以防止水倒流，使试管炸裂．

3．碳酸钠和碳酸氢钠与酸的反应

本实验也可采用下述方法进行：

取相同式样的100 mL细口瓶两只，各注入25 mL 1．0 moL?L^－1 HCl溶液．再取两只气球，一只装入1.0 g无水碳酸钠，另一只装入1.0 g碳酸氢钠，分别套在两只细口瓶的口上．

实验时，掀起两只气球，使里面的固体全部落到细口瓶里的盐酸中，比较反应的剧烈程度，碳酸氢钠的反应剧烈得多，碳酸氢钠放出的气体也比碳酸钠多．

4．焰色反应

这个实验是以不同的碱金属盐类呈现各自的特征焰色为基础的，为了能够便于观察，最好用无色火焰，所以用煤气灯较好，因煤气灯的火焰本身颜色较微弱，干扰较小．一般酒精灯火焰呈杂色，可向学生作适当说明，每做一次实验，都要把铂丝重新用稀盐酸和蒸馏水反复洗净，再在火焰上灼烧至无色，才可继续做实验．做焰色反应实验时，要把蘸有金属化合物溶液的铂丝放在灯焰外焰上灼烧，使形成的火焰较长，焰色反应现象比较明显．

焰色反应实验也可采用下述方法进行：

在铁丝(或玻璃棒)一端捆少量棉花，蘸些酒精，在酒精灯火焰上点燃，向燃着的棉花上滴钠盐或钾盐的溶液．

如无铂丝，可用无锈洁净的铁丝代替，也能得到较好的效果．

做焰色反应实验时，溶液的浓度大一些为好，浓度太小呈现的焰色很快消去，不易观察，做实验时，可以用铂丝蘸一些蒸馏水后再蘸一些盐的粉末，然后进行灼烧，这样效果更明显．

实验完毕，要把装在玻璃棒上的铂丝放在盐酸里浸渍2 min～3 min，再用蒸馏水洗净，保存在试管里，使它洁净无垢．

1．钠的物理性质

(1)实验过程

将钠用镊子从煤油中取出，用滤纸吸干煤油，然后在玻璃片上将钠用小刀切下一小块(豆粒大小)，进行观察，并注意切面的变化．

(2)注意事项

①取钠时要用镊子夹取、不能用手拿，因为易与汗液反应，灼伤腐蚀皮肤．

②取出钠后要迅速吸干煤油，并要放到玻璃上切割．

③钠用剩后要放回盛钠的试剂瓶，不能乱扔乱放，因为钠很活泼容易引起危险．

④钠与O₂反应很容易，在观察钠的颜色光泽时要在切割后立即观察．

(3)实验现象

切面银白色，但迅速变暗(4Na＋O₂＝2Na₂O等)，失去金属光泽．

(4)实验结论

金属钠硬度很小(质软)，具有银白色金属光泽，很容易被空气氧化．

2．钠与水的反应

(1)实验过程：①②③④

Na与水的反应

图2―7

(2)反应原理：2Na＋2H₂O＝2NaOH＋H₂↑

(3)注意事项：取钠不要太大，钠块过大，会发生爆炸．

(4)实验现象：①钠与水剧烈反应、②钠熔化成小球、③钠球在水面上不停地滚动、④有气体生成，并发出嘶嘶声．

(5)实验结论：钠与水反应剧烈，生成碱并放出气体．

3．收集并检验钠与水反应放出的气体

(1)实验过程：①②③④⑤

收集并检验Na与水反应生成的气体

图2―8

(2)反应原理：2Na＋2H₂O＝2NaOH＋H₂↑，2H₂＋O₂2H₂O．

(3)注意事项

①试管内要装满水，不要留有气泡，以防点燃时发生爆炸．

②钠不要太大，用刺有小孔的铝箔包住．包裹时不要用手触摸金属钠．

③试管中气体集满后，不要急于从水中取出试管，应待钠反应完毕后再取试管，以避免在取试管时，皮肤蘸上钠而灼伤．

④试管从取出到移近火焰过程中要始终倒立，点燃时可将试管微微倾斜．

(4)实验现象：试管内气体被点燃发出尖锐的爆鸣声．

(5)实验结论：钠与水反应剧烈，生成碱放出氢气．

4．钠和氧气的反应

(1)实验过程：①②③④⑤⑥⑦

钠与氧气的反应

图2―9

(2)反应原理：2Na＋O₂Na₂O₂，2Na₂O₂＋2H₂O＝4NaOH＋O₂↑

(3)注意事项

①玻璃管中装的钠不能太大，太大反应太剧烈，会将玻璃管炸裂．

②反应开始时，即钠熔成小球后要稍稍倾斜玻璃管，但是角度不能太大，以防止钠从玻璃管中脱出．并能保证空气疏通从而观察到明显现象．

③在取钠时要将其表面的氧化物用小刀除去，用纯钠进行实验．因为表面被氧化的钠在受热熔化后，钠表面会有一层黑色而影响实验现象的观察．

④加热时间不能太长，否则钠与O₂迅速反应、燃烧起来，现象就不是很明显了．

⑤盛Na₂O₂的小试管要干燥．

(4)实验现象

钠熔成小球，先变成白色后变成淡黄色固体，淡黄色固体遇水放出使带火星木条复燃的气体．

(5)实验结论

钠熔点低，与O₂加热反应生成Na₂O₂，Na₂O₂遇水生成O₂．

(1)实验过程

①用一干燥大试管，装入NaHCO₃粉末．(大约占试管容积1/6)

②将大试管用带导气管的单孔塞塞紧．并将大试管固定在铁架台上，且试管口稍向下倾斜．

③大试管上的导气管另一端插入到盛有澄清石灰水的试管中．

④用酒精灯加热，先均匀受热，然后固定在药品多的部位加热．

⑤当试管中产生气体减少时，先把导管从澄清石灰水中拿出来，再熄灭酒精灯

(2)反应原理

2NaHCO₃Na₂CO₃＋H₂O↑＋CO₂↑

(3)注意事项

①装药品时，应将药品倾斜地铺在试管底部，以便于受热．

②固定大试管时，应夹在其中上部(离管口1/3处)且要使试管口略向下倾斜．防止反应生成的水冷却回流而将试管炸裂．

③当试管中产生气体减少时，若停止实验，应先将导气管从石灰水中取出来，再撤去酒精灯停止加热，否则，会使石灰水倒吸而引起试管炸裂．

(4)实验现象

澄清石灰水变浑浊，大试管内壁有水生成．

(5)实验结论

NaHCO₃受热易发生分解反应．

(1)实验步骤

图2―10

(2)反应原理

Na₂CO₃＋2HCl＝2NaCl＋H₂O＋CO₂↑或CO＋2H^＋＝H₂O＋CO₂↑

NaHCO₃＋HCl＝NaCl＋H₂O＋CO₂↑或HCO＋H＋H₂O＋CO₂↑

(3)注意事项：使用的盐酸浓度不能太大，否则生成的气泡太多太迅速而溢出试管．

(4)实验现象和结论

两者都与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的气体，但NaHCO₃与盐酸反应更剧烈．

三．实验思考

1．若钠、钾等碱金属在空气中失火，可否用水或CO₂灭火，为什么?用什么灭火效果好?

答案：钠、钾等碱金属失火不能用水灭火，因为它们与水反应剧烈，且产生易燃气体H₂，易导致爆炸发生；也不能用CO₂灭火，因为Na、K有还原性，能夺去CO₂中的氧继续燃烧．

钠、钾失火可用沙土、抹布扑灭或盖灭．

2．万一被钠灼伤了皮肤，应该怎么办?

答案：万一被钠灼伤了皮肤，应先用稀醋酸洗涤，然后再涂上3%～5%的硼酸溶液．情况严重者速到医院烧伤科救治．

3．用稀盐酸与Na₂CO₃还是NaHCO₃制作的灭火器灭火效果好，有哪些优点?

答案：用稀盐酸与NaHCO₃制作的灭火器灭火效果好．优点有二：①产生气体速度快，②产生气体CO₂多．

4．实验室中做固体受热生成气体反应的实验注意事项有哪些?

答案：实验室固体受热生成气体的装置都可用制O₂装置．注意事项：①试管应夹持在其中上部(或离管口1/3处)；②试管口应略向下倾斜，因为实验室中的药品不是很干燥，加热时有水生成，或固体反应时生成水，若不略向下倾斜会使水倒流把试管炸裂；③受热时先均匀加热试管底部，然后固定在药品集中的部位加热．

5．焰色反应操作的注意事项有哪些？

答案：(1)所用火焰本身的颜色要浅，以免干扰观察．

(2)蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色，同时熔点要高，不易被氧化．用铂丝效果最好，也可用铁丝、镍丝、钨丝等来代替铂丝．但不能用铜丝，因为它在灼烧时有绿色火焰产生．

(3)金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净，然后在火焰上灼烧至无色，以除去能起焰色反应的少量杂质．

(4)观察钾的焰色时，要透过蓝色的钴玻璃片，因为钾中常混有钠的化合物杂质，蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰，以看清钾的紫色火焰．

3． 例题精讲

例1  下列关于钠的说法不正确的是[    ]

A、金属钠和氧气反应，条件不同，产物不同

B、钠钾合金通常状况下呈液态，可作原子反应堆的导热剂

C、钠的化学活泼性很强，少量的钠可保存在有机溶剂中

D、由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动顺序表中钠后面的金属

解析  ，，A正确；B的说法是正确的，这是钠的重要用途之一；钠的保存原则是将钠与空气和水隔绝，故应保存在密度小于钠的有机溶剂中，，故C不正确；盐溶液中的金属阳离子周围有一定数目的水分子包围着，不能和钠直接接触，另外，钠跟水反应速率很快，故不能从盐溶液中置换出金属。

答案  C、D

例2  将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是[    ]

A、         B、          C、       D、

解析  少量钠投入上述四种物质的水溶液中，均有产生，故都满足题目的第一个条件“有气体放出”，而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中一只有放出，故溶液质量是增加的。D选项中由于与反应生成的NaOH还能继续与反应析出沉淀：，反应后溶液质量减轻。

答案  D

例3  用金属钠制取通常采用下法：，试说明不采用钠在氧气中燃烧而用此法制取的原因：

解析  钠在氧气中燃烧将生成，而题示反应有生成，在氮气流中就不会被进一步氧化成。

答案  钠在氧气中燃烧将得到，利用题给方法制得氧化钠同时生成，作为保护气，防止进一步被氧化为。

例4  将4.6 g钠与1.6g硫粉迅速混合起来，并放在石棉网上加热，反应后生成的固体是[    ]

A、黄色固体混合物                        B、硫与硫化钠

C、过氧化钠与硫化钠                      D、氧化钠与硫化钠

解析  在加热条件下，钠既能与硫化合生成，也能与空气中的氧气反应生成，而钠又是过量的，所以除生成外还有生成。

答案  A、C

例5  A、B、C、D、E五种物质都含有同一元素，它们按下图所示关系相互转化，已知A为单质。

（1）写出A～E的化学式

（2）分别写出有关反应的化学方程式，其中属于氧化还原反应的，请标出电子转移的方向和数目

①A→B：________         ②A→C：________         ③A→D：________

④C→D：________         ⑤C→E：________         ⑥D→E：________

解析  本题属于根据图示转化关系进行物质判断的测试题，该题以第一步转化“A→B”、“A→C”为突破口，即单质与氧气的反应因条件不同(点燃与常温)而产物不同，根据目前所学，很容易想到金属钠，由此推出B为，C为。然后顺其性质往下推，由框图可知A、B、C 3种物质均可转化为D，不难判断D为。最后根据B、C、D在一定条件下都能转化为E，推出E为。

答案  （1） 、、、、

     （2）①，                ②，

③，     ④，

⑤，

⑥（非氧化还原反应）。

例6  2.1g 和组成混合气体与足量的充分反应后，立即通入足量的固体中，固体质量增加[    ]

A、2.1g      B、3.6 g       C、7.2 g        D、不可确定

解析  和与燃烧的化学方程式为：，；

、跟的反应分别为：，。

从4个化学方程式可以看出：增加的质量恰好为和混合气体的质量，即。

答案  A

例7  根据图示回答，经数小时后，U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响) [    ]

A、A处上升，B处下降                 B、A、B两处都下降

C、A处下降，B处上升                 D、A、B两处都不变

解析  小白鼠吸收，呼出，呼出的被溶液吸收，导致内压减小，故A处下降、B处上升。

答案  C

例8  苏打和小苏打有着广泛应用，试从反应物用量角度说明，在下列用途中选（A）苏打，还是（B）小苏打，并说明原因。

（1）做面条时防止面粉较长时间储存变酸味，常加入适量的碱面，选用________，因为________。

（2）作为泡沫灭火器的药品，选用________，因为________。

（3）用于洗涤餐具及实验室的玻璃仪器等，选用________，因为________(提示：二者水溶液均显碱性，且苏打的碱性强)。

（4）治疗胃酸过多时，选用________，因为________。

解析  本题紧扣本节重点，纯碱和小苏打性质联系用途，由课本演示实验可知：，，等量酸耗苏打的质量相对小；产生等量时耗小苏打少；而做洗涤剂和中和胃酸均利用其碱性，前者当然碱性强，洗涤效果好，但碱性太强不利于健康。

答案  （1）A，因为中和等量的，比的用量少(质量比为53∶84)。

（2）B，因为产生等量的时，比的用量少(质量比为84∶106)，且产生的速率大。

（3）A，因为碱性强，洗涤效果好。

（4）B，因为适量中和部分胃酸，若用苏打碱性太强，有腐蚀性，不利于人的健康。

例9  某干燥粉末可能由、、、、中的一种或几种组成。将该粉末与足量的盐酸反应，有气体X逸出，X通过足量的溶液后体积缩小(同温、同压下测定)。若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量，下列判断正确的是[    ]

A、粉末中一定有，，

B、粉末中一定不含有和

C、粉末中一定不含有和

D、无法肯定粉末里是否含有和

解析  与盐酸反应产生气体的物质可能有、和，气体X通过足量的溶液后体积缩小(而不是气体全部消失)，说明X由和组成，原粉末中、和至少有一种一定存在。将原混合粉末加热，有气体放出，说明混合物中一定有，但受热分解会使混合物粉末质量减少，而实际剩余固体的质量都增加了，原因只能是发生了反应：。综上分析，混合物中有、、，无法确定混合物中是否有和。

答案  A、D

4．实战演练

1.46g金属钠在空气中充分燃烧得到淡黄色粉末，该粉末与足量的水反应放出气体的体积是（标准状况下）　 （　　　 ）

A．44.8L　　　　　　　　　　　　　　　　 B．11.2L

C．22.4L　　　　　　　　　　　　　　　　 D．5.6L

2．氢化钠（NaH）是一种白色的离子晶体，其中钠是+1价。NaH与水作用放出氢气，下列叙述中正确的是　 （　　　 ）

A．NaH在水中显酸性

B．NaH中氢离子的电子层排布与氦原子相同

C．NaH中氢离子半径比锂离子半径大

D．NaH中氢离子可被还原成氢气

3．下列物质的溶液既能与H+反应，又能与OH-反应的是

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）

A．MgSO4　　　　　　　　　　　　　　　 B．Na2CO3

C．NaHCO3　　　　　　　　　　　　　　 D．（NH4）2SO4

4．将一小块金属钾投入下列物质的溶液中，既能放出气体，又有沉淀析出的是　 （　　　 ）

A．MgCl2　　　　　　　　　　　　　　　 B．BaCl2

C．CuCl2　　　　　　　　　　　　　　　　 D．NaHCO3

5．下列关于碱金属的叙述中，正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）

A．碱金属都可以保存在煤油中

B．碱金属与水反应均漂浮在水面上

C．碱金属在空气中加热均可生成多种氧化物

D．碱金属的硬度小、密度小、熔点低

6．下列关于纯碱晶体（Na2CO3?10H2O）的叙述中，错误的是 （　　　 ）

A．将晶体放置在空气中质量会减轻

B．加热晶体则生成NaHCO3

C．Na2CO3可作为干燥剂使用

D．晶体溶于水后呈碱性

7．相同质量的Na、Mg、Al分别与过量的盐酸反应，在相同条件下置换出H2的体积比是　 （　　　 ）

A．36∶69∶92　　　　　　　　　　　 B．23∶12∶9

C．1∶2∶：3　　　　　　　　　　　　 D．9∶12∶23

8．有关镁的下列叙述中错误的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）

A．能与NH4Cl溶液作用放出氢气

B．与冷水剧烈反应，生成Mg（OH）2沉淀并放出氢气

C．在CO2中能继续燃烧，所以金属镁着火，不能用CO2去灭火

D．在通常情况下其表面有一层致密的氧化膜，所以抗腐蚀能力很强

9．有无色溶液，加入Na2O2时有无色无味气体放出，并有白色沉淀生成，加入Na2O2的量与生成白色沉淀的量如图3-18所示。该无色溶液中含有的物质是　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）

A．CaCl2和MgCl2

B．Al2（SO4）3

C．Al2（SO4）3和MgSO4

D．Na2SO4和MgSO4

10．相同质量的镁条分别在下列气体中充分燃烧，所得固体物质的质量最大的是　 （　　　 ）

A．O2　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．N2

C．CO2　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．空气

11．足量的镁粉与一定量的盐酸反应，由于反应速度太快，为了减慢反应速度，但不影响产生氢气的总量，可以加入下列物质中的

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）

A．CH3COONa　　　　　　　　　　　 B．MgO

C．K2CO3　　　　　　　　　　　　　　　 D．NaOH

12．两种固体物质混合后加热分解，残留固体的质量是原混合物质量的一半，这组混合物可能是下列的　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）

A．Na2CO3和NaHCO3

B．MgCO3和Mg（OH）2

C．Fe（OH）3和Cu（OH）2

D．Cu（NO3）2和CaCO3

13．把含有某一种氯化物杂质的氯化镁粉末95mg溶于水后，与足量的硝酸银溶液反应，生成氯化银沉淀300mg，则该氯化物中的杂质可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）

A．氯化钠　　　　　　　　　　　　　　　 B．氯化铝

C．氯化钾　　　　　　　　　　　　　　　 D．氯化钙

14．将4.34g Na、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应，在标准状况下得到672mL混合气体。该混合气体通过电火花引燃，恰好完全反应，则混合物中Na、Na2O和Na2O2的物质的量之比为　 （　　　 ）

A．1∶1∶1　　　　　　　　　　　　　　 B．1∶1∶2

C．1∶2∶2　　　　　　　　　　　　　　 D．4∶3∶2

15．取镁铝合金粉末若干，用足量的盐酸溶解后，再向溶液中加入过量的NaOH溶液，将生成的沉淀过滤、洗涤、灼烧，得到的白色粉末与原合金粉末质量相等，则原合金中镁的质量分数是　　　 （　　　 ）

A．30％　　　　　　　　　　　　　　　　 B．40％

C．50％　　　　　　　　　　　　　　　　 D．60％

16．现有X、Y、Z、W等4种钠的化合物，它们之间的相互关系如下：

X W+CO2↑+H2O，Z+CO2→W+O2↑，Z+H2O→Y+O2↑，W+Ca（OH）2→CaCO3↓+Y。则X、Y、Z、W的化学式依次为____、____、____、____。

17．用金属钠制取Na2O通常采用下法：2NaNO2+6Na 4Na2O+N2↑。试说明为什不采用钠在氧气中燃烧而采用此法制取Na2O的原因___________________。

18．有一块合金中含有金、铁、铝、铜、镁，取其样品加过量稀硝酸，反应后溶液中存在的阳离子有_________，在溶液中加入过量的NaOH溶液，溶液中减少的离子有_______________，增多的离子有______________。

19．有一硫化钠、亚硫酸钠和硫酸钠的混合物，经测定含硫25.6％，则混合物中含氧量为________________。

20．A、B、C是三种溶于水的白色固体，它们的水溶液都呈碱性，焰色反应都显紫色（透过蓝色的钻玻璃观察）。①A和B的水溶液反应时生成C。②固态B受热时产物之一为D。③C的水溶液和D反应生成B。④A的水溶液和D反应时，如果条件不同，可分别生成B或C。由此可推断出A、B、C的化学式依次是A______、B______、C______。

21．把一定量的Na2CO3、NaHCO3、Na2SO4混合物加到200mL 1.00mol/L的HCl中完全反应后生成2016mL干燥的CO2（标准状况），然后加入400mL 0.10 mol/L的Ba（OH）2溶液，使SO42-完全沉淀，再加40 mL 1.00 mol/L的HCI恰好中和过量的碱。最后把沉淀分离出来，干燥称量为1.48g，求混合物中各组分的质量分数。

22．将一定质量的镁铝合金投入100mL一定物质的量浓度的盐酸中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5 mol/L的NaOH溶液到过量，生成沉淀的质量与加入的NaOH溶液的体积关系如图3-19所示。由图中数据计算

（1）原合金中镁和铝的质量。

（2）盐酸的物质的量浓度。

答　 案

1．B　　　 2．B、C　　　　　　　 3．C　　　　　 4．A、C

5．D　　　 6．B、C　　　　　　　 7．A　　　　　 8．B　　　　 9．C

10．C　　　　　 11．A　 12．B、D

13．B　　　　　 14．D　 15．D

16．NaHCO3、NaOH、Na2O2、Na2CO3。

17．钠在氧气中燃烧得到的是Na2O2。用此法，Na在N2的环境中反应，可避免生成Na2O2。

18．H+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+

H+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+

OH-、AlO2-

19．37.6％

20．A：KOH　　　 B：KHCO3或KHSO3　 C：K2CO3或K2SO3

21．w（Na2CO3）74.2％　 w（NaHCO3）=16.8％

w（Na2SO4）=9％

22．（1）合金中镁的质量是4.8g，铝的质量是2.7g

（2）盐酸的物质的量浓度是8mol/L