人教版高中化学必修1全册教案-3.2.1

1、第二节 几种重要的金属化合物目 标 导 学(学生用书P62) 1.掌握氧化钠过氧化钠Na2CO3NaHCO3的重要性质2.了解过氧化钠的重要用途3.了解焰色反响的正确操作,能利用焰色反响检验钠和钾及其化合物4.以Al2O3Al(OH)3为代表掌握两性氧化物,两性氢氧化物的概念和化学性质5.了解氧化亚铁氧化铁四氧化三铁的性质,掌握氢氧化铁和氢氧化亚铁的制备和性质6.掌握Fe3+的检验,了解Fe3+的氧化性,掌握Fe3+和Fe2+的相互转化7.了解铝盐和铁盐的净水原理第1课时 钠的重要化合物课前自主学习(学生用书P62) 一氧化钠和过氧化钠1.氧化钠(1)物理性质:氧化钠是一种白色固体(2)化学性

2、质与H2O反响,化学方程式为:Na2O+H2O2NaOH与盐酸反响,化学方程式为:Na2O+2HCl2NaCl+H2O与CO2反响,化学方程式为:Na2O+CO2Na2CO32.过氧化钠(1)物理性质:过氧化钠是一种淡黄色粉末(2)化学性质与水反响实验探究:Na2O2与水反响实验现象:带火星的木条在管口复燃试管外壁发热反响后溶液中滴入酚酞,溶液呈红色实验结论:Na2O2与水反响生成NaOH和O2,反响的化学方程式为:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2与CO2反响,反响的化学方程式为:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2二碳酸钠和碳酸氢钠Na2CO3俗名纯碱,也叫苏打,NaHCO3俗名

3、小苏打,都属于盐类,但却被用作食用碱1.Na2CO3和NaHCO3的溶解性Na2CO3NaHCO3均易溶于水,在水中的溶解度:Na2CO3NaHCO3,水溶液均显碱性2.Na2CO3和NaHCO3的热稳定性Na2CO3性质稳定,NaHCO3不稳定,易分解,反响方程式为:2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O3.Na2CO3和NaHCO3与稀盐酸的反响化学方程式分别为:Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2,NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2离子方程式分别为:CO +2H+H2O+CO2,HCO +H+H2O+CO2三焰色反响1.定义:很多金属或它们的化合物在灼烧时都会

4、使火焰呈现特殊的颜色,在化学上称为焰色反响2.操作(1)将铂丝(或光泽无锈的铁丝)用盐酸洗净后,在火焰上灼烧至与原来火焰颜色相同(2)蘸取试样在火焰上灼烧,观察火焰颜色;观察钾的焰色时要透过蓝色钴玻璃来观察(3)用盐酸洗净铂丝,并在火焰上灼烧至无色,再检验下一个试样3.几种金属的焰色钠:黄色,钾:浅紫色说明:焰色反响是局部金属元素的物理性质,不同的金属元素具有不同的焰色,利用该性质可以鉴别局部金属焰色反响是元素的性质,无论是单质还是化合物,只要含有该元素,就具有该性质诱思探究:Na2O2属于碱性氧化物吗?为什么?提示:不属于,碱性氧化物指能与酸反响生成盐和水的氧化物,Na2O2与盐酸反响时不仅

5、生成NaCl和水,还会有氧气生成,所以不属于碱性氧化物课堂深化探究(学生用书P63) 一Na2O2与CO2H2O的反响1.原理2Na2O2+2CO22Na2CO3+O22Na2O2+2H2O4NaOH+O2Na2O2与H2O的反响实质可分为两个过程:Na2O2+2H2O2NaOH+H2O22H2O22H2O+O2反响过程中有H2O2生成,H2O2有强氧化性,所以当将Na2O2参加滴加酚酞的水中时,溶液先变红后褪色2.物质的量的关系无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为21,即气体减小的体积等于生成O2的体积3.固体质量

6、关系相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO,H2O中的“H2;可以看作发生相应的反响:Na2O2+CONa2CO3、Na2O2+H22NaOH(实际上两反响不能发生)4.先后顺序关系一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反响,解决问题时可视作Na2O2先与CO2反响,待CO2反响完成后,Na2O2再与H2O发生反响(实际情况复杂得多)5.电子转移关系不管是与CO2还是与H2O反响,CO2与H2O均既不是氧化剂也不是复原剂,反响的实质都是Na2O2自身发生的氧化复原反响,所以每有1 mol O2生成时,转移的电子均为2 mol二碳酸钠和碳酸氢钠1.碳酸钠和碳酸氢钠的比

7、较化学名称碳酸钠碳酸氢钠色态白色粉末白色细小晶体俗名纯碱苏打小苏打溶解性易溶于水较易溶于水与酸反应CO +2H+CO2+H2OHCO +H+CO2+H2O与碱反应不反应Ca(OH)2Ba(OH)2除外HCO +OH-CO +H2O与石灰水反应Ca2+CO CaCO3Ca2+OH-+HCO CaCO3+H2O与CaCl2反应Ca2+CO CaCO3不反应与CO2反应Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3不反应热稳定性不易分解2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O特别提示:Na2CO3吸水形成Na2CO3xH2O的过程并不是潮解潮解是晶体吸收水分而在外表形成一层溶液的过程,是一个物理过程碳

8、酸钠晶体在枯燥空气里容易逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末,这种变化是化学变化2.碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化3.Na2CO3NaHCO3的检验方法(1)固体状态下可用加热称重的方法:质量减小的为NaHCO3,质量不变的为Na2CO3(2)溶液中可加BaCl2或CaCl2溶液:产生白色沉淀的为Na2CO3,无沉淀生成的为NaHCO3(3)测量溶液的pH:相同条件下,pH大的为Na2CO3溶液,pH小的为NaHCO3溶液(4)与酸反响放出气体的速率:相同浓度的Na2CO3NaHCO3溶液与相同条件的HCl同时反响,NaHCO3产生CO2的速率比Na2CO3的快典 例 剖 析(学生用书P63)知识点一 N

9、a2O2与CO2H2O的反响例1 (2021北京高考)1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭容器中加热充分反响,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是( )A.Na2CO3B.Na2O2、Na2CO3C.NaOH、Na2CO3D.Na2O2、NaOH、Na2CO3解析 Na2O2与NaHCO3的混合物受热分解时,首先是NaHCO3分解,2NaHCO3 Na2CO3+H2O + CO22 mol 1 mol 1 mol 1 mol产生的CO2与H2O均可与Na2O2反响,由于Na2O2与H2O反响生成NaOH,而NaOH又可与CO2反响生成H2O,故可以认为是CO2先与Na2O2

10、反响,CO2耗尽后H2O才开始反响而根据2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2可知,生成的1 mol CO2恰好与1 mol Na2O2完全反响生成Na2CO3,H2O不会再与Na2O2反响,故最终固体产物只有Na2CO3答案 A 知识点二 Na2CO3与NaHCO3的性质例2 有关NaHCO3和Na2CO3的性质以下表达错误的选项是( )A.等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反响,在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积大B.等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反响,所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍C.将石灰水参加NaHCO3溶液中不产生沉淀,参加Na2CO3溶液

11、中产生白色沉淀D.同物质的量浓度的两种溶液,Na2CO3溶液的碱性强于NaHCO3溶液答案 AC 解析 摩尔质量NaHCO3的小于Na2CO3的,所以等质量的NaHCO3、Na2CO3的物质的量n(NaHCO3)n(Na2CO3),即产生CO2的体积在相同条件下NaHCO3的大;物质的量相等的NaHCO3、Na2CO3与HCl反响,消耗HCl的物质的量Na2CO3是NaHCO3的两倍,那么消耗同浓度HCl的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍;NaHCO3溶液中HCO 与OH-反响生成CO ,CO 与Ca2+结合生成CaCO3沉淀;相同条件下Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3强知识点三 焰色

12、反响例3 鉴别以下各物质,只能采用焰色反响的是( )A.K2CO3和NaClB.KCl和Na2CO3C.NaCl和MgCl2D.NaCl和KCl解析 AB选项中可依据Ca2+CO CaCO3来鉴别;C项中可选用NaOH来鉴别;而D项中皆含Cl-,根据沉淀等反响来鉴别在中学阶段显然是做不到的,只能采用焰色反响来鉴别答案 D点评 由于几乎所有的含钠钾元素的化合物都溶于水,所以在中学阶段常采用焰色反响来检验或鉴别含钠钾元素的物质课内针对性训练(学生用书P64)1.以下关于反响2Na2O2+2H2O4NaOH+O2的说法中正确的选项是( )A.Na2O2是氧化剂,水是复原剂B.Na2O2是复原剂,水是

13、氧化剂C.Na2O2既是氧化剂又是复原剂D.H2O既是氧化剂又是复原剂答案:C解析:由方程式 可知Na2O2既是氧化剂又是复原剂2.(2021昆明高一检测)某物质燃烧时焰色反响为黄色,以下判断正确的选项是( )A.该物质一定是钠的化合物B.该物质一定含钠元素C.该物质一定是金属钠D.该物质中一定含钠离子答案:B3.以下各组物质中,其学名俗名及化学式不相符合的是( )A.碳酸钠纯碱Na2CO3B.碳酸氢钠小苏打NaHCO3C.氢氧化钠火碱NaOHD.碳酸钙生石灰CaCO3答案:D解析:碳酸钙的俗名不是生石灰,生石灰的化学式为CaO4.可用于判断碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是( )A.加热时

14、无气体放出B.滴加盐酸时有气泡放出C.溶于水后滴加稀BaCl2溶液有白色沉淀生成D.溶于水后滴加澄清石灰水有白色沉淀生成答案:C解析:解决此题关键要掌握Na2CO3和NaHCO3的性质异同,特别是与澄清石灰水的反响,两者中都会产生白色沉淀,因此无法鉴别,而参加BaCl2现象不同,有Na2CO3那么有BaCO3沉淀课后优化训练(学生用书P64)根底强化1.向紫色石蕊溶液中参加过量Na2O2粉末,振荡,正确的表达是( )A.最后溶液变蓝色B.溶液先变蓝色最后褪色C.溶液仍为紫色D.因为Na2O2与石蕊发生氧化复原反响而无气泡产生答案:B解析:氧化复原反响是一个比较慢的过程,而酸碱之间的反响较快,紫

15、色石蕊溶液中参加过量Na2O2粉末,首先会局部与水反应生成NaOH和O2,NaOH使紫色石蕊溶液变蓝色;由于Na2O2有强氧化性,会慢慢将有机色素氧化为无色物质,所以最后溶液变为无色2.以下关于Na2CO3和NaHCO3性质比较中正确的选项是( )A.热稳定性:Na2CO3NaHCO3B.常温时在水中溶解性:Na2CO3NaHCO3D.相对分子质量:Na2CO3NaHCO3,A正确;常温时在水中溶解性,Na2CO3NaHCO3,B不正确;与盐酸反响,产生气体的速率:Na2CO2NaHCO3(84)3.某无色透明溶液中,参加Na2O2后,有无色无味气体产生,同时产生白色沉淀,原溶液中可能含有的离

16、子是( )A.Cu2+ B.Mg2+C.Ba2+D.Fe3+答案:B解析:A中有Cu(OH)2蓝色沉淀生成;B中有Mg(OH)2白色沉淀生成;C中无沉淀;D中生成Fe(OH)3红褐色沉淀4.以下对进行焰色反响的实验操作本卷须知的说明,正确的选项是( )钾的火焰颜色要通过蓝色钴玻璃观察先灼烧铂丝到火焰无色时再蘸被检验物质每次实验后要将铂丝蘸盐酸灼烧干净实验时最好选择本身颜色较强的火焰没有铂丝可用无锈的铁丝代替A.仅不正确B.仅不正确C.不正确D.全部正确答案:B解析:实验时最好选择本身颜色较浅或无色的火焰,以防止掩盖离子的焰色5.有8 g Na2O2、Na2O、Na2CO3NaOH的混合物与20

17、0 g质量分数为3.65 %的盐酸恰好完全反响,蒸干溶液,最终得固体质量为( )A.8 gB.15.5 gC.11.7 gD.无法计算答案:C解析:根据元素守恒,最后所得固体为NaCl,由于n(HCl)n(NaCl) 0.2 mol,那么m(NaCl)0.2 mol58.5 g/mol11.7 g6.以下离子方程式不正确的选项是( )A.碳酸钠溶液和足量盐酸 CO +2H+CO2+H2OB.过氧化钠和水 2Na2O2+2H2O4Na+4OH-+O2C.钠和水 Na+H2ONa+OH-+H2D.碳酸氢钠溶液和硝酸 HCO +H+H2O+CO2答案:C解析:C中H原子不守恒7.运用比较方法是化学科

18、学中研究物质性质的根本方法之一,请运用比较法解答问题,过氧化钠几乎与所有的常见气态非金属氧化物反响如:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,Na2O2+2CONa2CO3(1)试分别写出Na2O2与SO2SO3反响的化学方程式:_ ;_ (2)通过比较可知,当非金属元素处于_价时,其氧化物与过氧化钠反响有O2生成SO2+Na2O2Na2SO42SO3+2Na2O22Na2SO4+O2最高解析:从氧化物的化合价角度分析,元素处于不同价态,与Na2O2反响的产物不同8.有4种钠的化合物WXYZ,它们之间存在如下关系:W X+H2O+CO2Z+CO2X+O2Z+H2OY+O2X+Ca(OH)2

19、Y+CaCO3试答复以下问题:(1)WXYZ的化学式分别是:W:_X:_Y:_Z:_NaHCO3Na2CO3NaOHNa2O2 (2)以上4个化学反响,属于氧化复原反响的是_(填反响序号),反响中氧化剂是_(写化学式),复原剂是_(写化学式)(3)假设反响在溶液中进行,写出其离子方程式以及能用该离子方程式表示的另一个化学反响的化学方程式:离子方程式:_ 化学方程式:_Na2O2Na2O2 Ca(OH)2+K2CO32KOH+CaCO3解析:反响可认定为NaHCO3的分解反响:2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2,该反响是非氧化复原反响将X(Na2CO3)代入两反响,逆推可知Z为Na2O

20、2,Y为NaOH:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O4NaOH+O2,以上两反响都是氧化复原反响,且Na2O2既是氧化剂又是复原剂这样,反响为Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3+2NaOH,其离子反响为CO +Ca2+CaCO3多数可溶性碳酸盐和Ca(OH)2的反响都可用此离子方程式表示,其反响不是氧化复原反响能力提升1.有关钠的化合物的表达正确的选项是( )A.在饱和碳酸钠溶液里通入二氧化碳会出现浑浊B.NaOH、Na2CO3、NaHCO3均呈碱性,所以可以共存C.在BaCl2溶液中滴入少量NaHCO3溶液无沉淀,再滴少量NaOH溶液出现沉淀D.6.2 g

21、 Na2O投入36.0 g 水中所得溶液的容质质量分数为14.7 %答案:AC解析:A项正确,因NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,所以在饱和Na2CO3溶液里通入CO2发生反响:Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3,因生成溶解度更小的小苏打而出现浑浊;B项不正确,NaOH不与NaHCO3共存,它们反响生成Na2CO3,本选项中只Na2CO3与NaHCO3或Na2CO3与NaOH共存;C项正确,BaCl2溶液中参加少量NaHCO3溶液,溶液中的较多离子为Ba2+、HCO 、Na+、Cl-,参加NaOH溶液后,发生反响:HCO +OH-CO +H2O,生成的CO 与Ba2+立即反响产生碳

22、酸钡沉淀;D项不正确,Na2O与水反响生成NaOH,其质量为8.0 g,溶质质量分数为:w(NaOH) 100%18.96%19%2.如下图的装置持续通入X气体,并在管口P处点燃,实验结果使澄清石灰水变浑浊,那么XY可以是( )A.H2和NaHCO3B.CO和Na2CO3C.CO和CuOD.H2和CuO答案:AC解析:由图示“澄清石灰水变浑浊说明在加热条件下有CO2气体产生;同时“P处燃烧说明有可燃性气体存在A项中NaHCO3受热分解:2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2,产生的CO2使澄清的石灰水变浑浊,同时H2可燃,符合题意;B项中CO可燃,但Na2CO3受热不分解,无CO2放出,不能使澄清石灰水变浑浊,不符合题意;C项中CO可以燃烧,且CO+CuO Cu+CO2,产生的CO2能使澄清石灰水变浑浊,符合题意;D项中H2可燃,但H2+CuO Cu+H2O,无CO2产生,不能使澄清石灰水变浑浊,不符合题意,故正确答案为AC3.将4.34 g NaNa2ONa2O2的混合物与足量的水反响,在标准状况下得到672 mL气体,将该混合气体通过电火花点燃,恰好完全反响,那么它们的物质的量之