2024-2025学年高中化学第三章金属及其化合物2第1课时钠的重要化合物学案新人教版必修1

PAGE10-第1课时钠的重要化合物课程目标1．了解氧化钠、过氧化钠的主要性质和用途。2．驾驭Na2CO3、NaHCO3的主要性质和用途。3．了解焰色反应的概念及应用。图说考点,[新知预习]一、氧化钠和过氧化钠1．过氧化钠与水反应的试验试验操作试验现象试验结论a.滴入水后产生大量气泡b．带火星的木条复燃c．试管外壁发热d．向溶液中滴入酚酞溶液，溶液变红过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑2.氧化钠与过氧化钠的性质比较物质名称氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)组成结构由Na＋与O2－构成，eq\f(nNa＋,nO2－)＝eq\f(2,1)由Na＋与Oeq\o\al(2－,2)构成，eq\f(nNa＋,nO\o\al(2－,2))＝eq\f(2,1)氧元素的价态－2－1颜色、状态白色固体淡黄色固体与H2O反应的化学方程式Na2O＋H2O=2NaOH2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑与CO2反应的化学方程式Na2O＋CO2=Na2CO32Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2用途用于制备氢氧化钠等可作漂白剂(漂白织物等)、强氧化剂、供氧剂(用于呼吸面具和潜水艇中产生氧气)二、碳酸钠和碳酸氢钠1．组成物质名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3组成离子Na＋、COeq\o\al(2－,3)Na＋、HCOeq\o\al(－,3)阳离子与阴离子个数比2:11:1俗名纯碱、苏打小苏打2.化学性质(1)热稳定性Na2CO3性质稳定，NaHCO3不稳定，易分解，反应方程式为2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。(2)与酸(足量盐酸)反应(写出相应的离子方程式)①Na2CO3：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O；②NaHCO3：HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O。(3)与碱(氢氧化钠)反应：①Na2CO3与NaOH不反应。②NaHCO3：NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O。三、焰色反应1．定义许多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特别的颜色。2．操作3．几种金属的焰色(1)钠元素的焰色反应呈黄色。(2)钾元素的焰色反应呈浅紫色(透过蓝色的钴玻璃视察)。4．应用(1)检验金属元素的存在，如鉴别NaCl和KCl溶液。(2)利用焰色反应制节日烟火。[即时性自测]1．推断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)过氧化钠会因为空气中的氧气而易变质。()(2)2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，是水作还原剂的氧化还原反应。()(3)在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1mol氧气，转移电子的数目为0.4NA。()(4)NaHCO3溶液中加入稀HCl：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O。()(5)Na2O2溶于水产生O2：Na2O2＋H2O=2Na＋＋2OH－＋O2↑。()(6)用如图装置(夹持、加热装置已略)进行试验，由②中澄清石灰水变浑浊，可证明①中NaHCO3固体受热分解。()(7)分别加热Na2CO3和NaHCO3固体，试管内壁均有水珠，两种物质均受热分解。()(8)灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√(7)×(8)×2．Na2O和Na2O2在下列哪一点性质上是相像的()A．颜色B．水溶液的酸碱性C．氧化性D．漂白性答案：B3．下列物质露置于干燥的空气中，不发生改变的是()A．Na2OB．Na2O2C．NaHCO3D．Na2CO3·10H答案：C4．为了验证NaHCO3固体中是否含有Na2CO3，下列试验及推断中正确的是()A．加热，视察是否有气体放出B．溶于水后加BaCl2溶液，看有无沉淀C．溶于水后加石灰水，看有无沉淀D．取固体试样加盐酸，看是否有气泡产生解析：对上述物质加热，只能证明有NaHCO3，而不能证明含有Na2CO3；NaHCO3与Na2CO3都能与石灰水反应产生沉淀，都能与盐酸反应产生气泡而无法鉴别。答案：B5．某物质灼烧，焰色反应为黄色，下列推断正确的是()A．该物质确定是钠的化合物B．该物质确定含钠元素C．该物质确定是金属钠D．该物质确定不含钾元素答案：B提升点一Na2O2的性质应用[例1]对于反应：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，下列说法中正确的是()A．Na2O2是氧化剂，H2O是还原剂B．Na2O2既是氧化剂，又是还原剂C．该反应中电子转移的数目为4e－D．每有18gH2O与足量Na2O2反应，则固体增重4g【解析】在Na2O2与H2O的反应中，Na2O2中－1价氧元素原子之间发生电子转移，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，电子转移的数目为2e－。依据元素守恒，固体增重质量等于参与反应的水中氢元素的质量，即18gH2O参与反应，固体增重2g。【答案】B,,[提升1]200℃时CO2和水蒸气的混合气体共23.2g与足量的Na2O2充分反应后，固体质量增大了7.2g，则原混合气体的物质的量为()A．0.2molB．0.6molC．0.8molD．1.0mol解题导引：本题适合采纳差量法计算。解析：设原混合气体中CO2、H2O的物质的量分别为xmol、ymol。2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2Δm2mol56gxmol28xg2H2O(g)＋2Na2O2=4NaOH＋O2Δm2mol4gymol2yg则：44x＋18y＝23.228x＋2y＝7.2解得：x＝0.2y＝0.8所以原混合气体的总物质的量为0.2mol＋0.8mol＝1.0mol。答案：D反应依次：确定量的Na2O2与确定量的CO2和H2O(g)的混合气体反应，可看作Na2O2先与CO2反应，CO2反应完全后，Na2O2再与H2O发生反应[关键实力]Na2O2与CO2、H2O反应的4个重要关系2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O22H2O＋2Na2O2=4NaOH＋O2↑物质的量关系无论是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或二者的混合物与放出O2的物质的量之比均为2:1气体体积关系同温(大于100℃)、同压下，若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2时，气体体积的削减量或原混合气体(或单一气体)体积的eq\f(1,2)即为生成氧气的体积电子转移关系当Na2O2与CO2或H2O反应时，每产生1molO2转移2mole－。如：固体质量关系①2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2Δm(固体)2×78g2mol2×106g56g(2molCO的质量)即：发生反应①时，固体增加的质量等于与CO2等物质的量的CO的质量。②2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑Δm(固体)2×78g2mol4×40g4g(2molH2的质量)即：发生反应②时，固体增加的质量等于与H2O等物质的量的H2的质量这4个重要关系，即是对应量的计算原理和方法。提升点二Na2CO3和NaHCO3的性质应用[例2]现有两瓶无标签的无色溶液，分别装有Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，用下列试剂或方法能将两者区分的是()①Ca(OH)2②盐酸③CaCl2④NaOH⑤加热A．①③B．①④C．②③D．②⑤【解析】①④都是碱，加入Na2CO3、NaHCO3中，现象相同(①都有沉淀、④都无明显现象)，所以①④不能区分。②向Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中加盐酸，产生气泡速率快的是NaHCO3溶液，产生气泡速率慢的是Na2CO3溶液，可以区分。③加入CaCl2时，Na2CO3溶液中有沉淀生成，而NaHCO3溶液中无沉淀生成，可以区分。⑤加热法，因两者都是溶液，加热都不分解，故无法区分。【答案】C[提升2]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试验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。(1)图Ⅰ、Ⅱ所示试验中能够达到试验目的的是(填装置序号)________。(2)图Ⅲ、Ⅳ所示试验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________；与试验Ⅲ相比，试验Ⅳ的优点是(填选项字母)________。A．Ⅳ比Ⅲ困难B．Ⅳ比Ⅲ平安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试验，而Ⅲ不行(3)若用试验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的物质的量之比为2:1时，所得溶液中溶质的化学式为________，请设计试验检验所得溶液中溶质的阴离子________________________________________________________________________________________________________________________________________________。互滴法检验Na2CO3和稀盐酸：(1)盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中。①现象：起先无明显现象，后有无色气体放出。②原理：COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)(无明显现象)，HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O(无色气体放出)。(2)Na2CO3溶液逐滴加入到稀盐酸中。①现象：有无色气体放出。②原理：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O。解析：(1)图Ⅰ不能达到试验目的，因为无论是碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊；图Ⅱ可以达到试验目的，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，可依据气球膨胀程度推断。(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及反应的化学方程式为2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑、Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O，试验Ⅳ的优点是用一套装置可同时做两个试验。(3)试管B中装入碳酸氢钠，试管A中装入碳酸钠，这样干脆加热的碳酸钠，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，表明碳酸氢钠不稳定。(4)①石灰水过量时，离子方程式为Ca2＋＋OH－＋HCOeq\o\al(－,3)=CaCO3↓＋H2O；②2NaHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，则其中的溶质是碳酸钠；要检验COeq\o\al(2－,3)，可以取少量上层清液(或过滤后的滤液)于干净的试管中，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COeq\o\al(2－,3)。答案：(1)Ⅱ(2)2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑、CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2OD(3)NaHCO3(4)①Ca2＋＋OH－＋HCOeq\o\al(－,3)=CaCO3↓＋H2O②Na2CO3取少量上层清液(或过滤后的滤液)于干净的试管中，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COeq\o\al(2－,3)[关键实力]Na2CO3和NaHCO3的鉴别、除杂1．鉴别方法原理结论加热法2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2ONa2CO3受热不分解加热有气体产生的是NaHCO3，无改变的是Na2CO3沉淀法COeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓COeq\o\al(2－,3)＋Ba2＋=BaCO3↓HCOeq\o\al(－,3)与Ca2＋、Ba2＋不反应有沉淀生成的是Na2CO3，无改变的是NaHCO3与盐酸反应的猛烈程度Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑生成气体猛烈的是NaHCO3，相对不猛烈的是Na2CO3盐酸逐滴加入时的现象COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O逐滴加入盐酸马上产生气体的是NaHCO3，起先不产生气体，滴加一会才产生气体的是Na2CO3互滴法是指当两种物质反应时有两个不同的反应过程，且这两个过程的现象各不相同，则可以通过滴加依次不同，利用产生现象的不同进行鉴别。2.除杂混合物(括号内为杂质)除杂方法或试剂Na2CO3固体(NaHCO3)加热NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2气体Na2CO3溶液(NaHCO3)加入适量NaOH溶液1．下列叙述中正确的是()A．过氧化钠是淡黄色固体，久置于空气中变成白色氢氧化钠固体B．过氧化钠中阴、阳离子比例为1:2C．用过氧化钠漂白织物、麦秆等日久又渐渐变成黄色D．Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物解析：过氧化钠久置于空气中变成白色碳酸钠固体，A错误；过氧化钠漂白是由于它的氧化性将有色物质永久漂白，C错误；碱性氧化物与酸反应生成盐和水，Na2O2与酸反应生成盐、水和氧气，不是碱性氧化物，属于过氧化物，D错误。答案：B2．在确定条件下，使CO和O2的混合气体26g充分反应，所得混合物在常温下跟足量的Na2O2固体反应，结果固体增重14g，则原混合气体中O2和CO的质量比可能是()A．9:4B．1:1C．7:6D．6解析：由反应2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO2,2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2可推得CO＋Na2O2=Na2CO3，所以固体增加的质量为原来CO的质量。则原混合气体中CO为14g，O2为12g，eq\f(mO2,mCO)＝eq\f(6,7)。答案：D3．关于Na2CO3和NaHCO3的说法正确的是()A．它们的物质的量相等时，跟足量的盐酸反应，在相同状况时放出的CO2体积相同B．它们的物质的量相等时，跟足量的盐酸反应，所消耗盐酸的物质的量相同C．它们的质量相等时，在水中电离出相同数目的Na＋D．它们的质量相等时，与足量盐酸反应产生物质的量相等的CO2解析：A项，依据碳元素的守恒，产生的二氧化碳应相等；B项，依据化学方程式，消耗盐酸为2:1；C项，质量相等时，物质的量不等，电离出的Na＋的数目仍旧不等；D项，应是物质的量相等时，产生等量的二氧化碳。答案：A4．有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或推断正确的是()方案操作推断A分别加入澄清石灰水产生沉淀者为Na2CO3B分别加入等浓度的稀盐酸反应较猛烈者为Na2CO3C分别加入CaCl2溶液产生沉淀者为Na2CO3D逐滴加入等浓度的盐酸马上产生气泡者为Na2CO3解析：A项，有关反应为Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH，Ca(OH)2＋2NaHCO3=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O。两者产生白色沉淀现象相同，A不正确；B项，滴加等浓度的稀盐酸时，NaHCO3溶液反应更猛烈，B不正确；C项，Na2CO3与CaCl2反应生成CaCO3白色沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应，C正确；D项，逐滴加入盐酸时，NaHCO3马上产生气泡，Na2CO3起先无明显现象，后有无色气体放出，D不正确。答案：C5．节目焰火表演，精彩纷呈，让人惊羡不已。下列关于焰色反应的说法正确的是()A．焰色反应是金属化合物的性质B．NaCl与N