2.1钠及其化合物-【导学案】2024-2025学年高一化学人教版(2019)必修第一册

2.1钠及其化合物【学习目标】（一）学习目标1．分析实验现象，认识钠的物理性质和化学性质。2．学会用钠原子结构分析钠的化学性质的思维方式。3．领会微观辨析和宏观辨识的关系。【预习新知】（一）活泼的金属单质——钠一．钠的单质：从物质分类的角度分析，钠属于

；从氧化还原的角度分析，钠一定具有

；根据金属活动性分析，钠是

；从原子结构的角度分析，钠有强还原性的原因是

。【实验2-1】操作：用

取一小块钠，用滤纸吸干表面的

后，用刀切去一端的外皮，观察钠的光泽和颜色，并注意新切开的钠的表面所发生的变化。现象：金属钠的状态为

，保存在

中，用小刀切开，其表面有

。（1）钠的物理性质：颜色状态光泽硬度导电、导热性延展性

（2）钠的化学性质：①

与氧气的反应：新切开的金属钠光亮的表面

，是因为钠与

发生了反应，在钠的表面形成了一薄层

，这种氧化物是

色的

。方程式为：

。在实验室中通常把金属钠保存在

中。【实验2-2】将一个干燥的坩埚加热，同时切取一块绿豆大的钠，迅速投到热坩埚中。继续加热坩埚片刻，待钠熔化后立即撤掉酒精灯，观察现象。观察到的现象：

化学方程式：

钠是一种具有强还原性的金属单质，可以与很多非金属单质反应，如：

等。②

钠与水的反应：【交流讨论】从物质组成和氧化还原的角度分析预测一下，钠与水反应的产物应该是什么？（钠与水反应应该得到

）【实验探究】向水槽中加入一定量的水，滴加几滴酚酞，然后把一块绿豆大的钠放入水中，观察实验现象。

实验现象分析结论钠在水中的位置

钠的形状变化

钠的运动

反应的声音

溶液的颜色变化

反应方程式

离子方程式

结论：钠与水反应的生成物是

。延伸：当火灾现场存放有大量活泼金属时，不能用

，而需要用

来灭火。（一）钠的几种化合物氧化钠和过氧化钠1．氧化钠的性质2．过氧化钠(1)Na2O2与水反应的实验探究(2)Na2O2的性质(3)Na2O2的用途：漂白剂、供氧剂。碳酸钠和碳酸氢钠1．碳酸钠、碳酸氢钠物理性质的比较(1)化学式、色态及俗称名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3色态白色粉末细小白色晶体俗称纯碱、苏打小苏打(2)碳酸钠、碳酸氢钠水溶性探究①碳酸钠易与水结合形成晶体，并放出热量。②水溶性：碳酸钠与碳酸氢钠均能溶于水，但碳酸钠的溶解度远大于碳酸氢钠。③水溶液酸碱性：Na2CO3、NaHCO3水溶液均呈碱性。2.碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性(1)如图所示实验为“套管实验”，小试管内塞有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球。点燃酒精灯加热，能观察到的实验现象是小试管中棉花球变蓝色，B烧杯中澄清石灰水变浑浊，A中有少量气泡冒出，澄清石灰水不变浑浊。(2)实验结论：Na2CO3受热不分解；NaHCO3受热易分解，生成物中含有CO2和H2O。由此可知，Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强。NaHCO3受热分解的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。（一）焰色试验焰色试验1．定义根据火焰呈现的特征颜色，可以判断试样所含的金属元素，化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。2．操作3．几种金属元素的焰色钠：黄色，钾：紫色(观察时要透过蓝色钴玻璃)。4．应用(1)用于金属单质或其离子的鉴别。(2)制造节日烟花。问题探究1．Na2O与Na2O2都能与水反应生成NaOH，所以Na2O与Na2O2都是碱性氧化物，你同意这种观点吗？提示：不同意，Na2O2不是碱性氧化物，碱性氧化物指与酸反应只生成盐和水的氧化物，Na2O2与盐酸反应时不仅生成NaCl和水，还有氧气生成，故不属于碱性氧化物。2．如何除去Na2CO3固体中的少量NaHCO3？怎样除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3?提示：用加热法可除去Na2CO3固体中的少量NaHCO3，反应方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。向NaHCO3溶液中通入CO2，可除去少量Na2CO3，反应方程式为Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。3．如何除去CO2气体中的杂质HCl气体？提示：把混有杂质HCl的CO2气体通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。4．焰色反应是化学变化吗？提示：否，是物理变化【思考探究】（一）思考探究焰色反应表现的是离子的化学性质吗？作焰色反应的载体为什么用铂丝？能用别的材料代替铂丝吗？[提示]焰色反应表现的是元素的性质，为物理性质。因为铂丝灼烧时火焰没有特殊颜色，因此常用铂丝作焰色反应的载体，其他金属，如光洁无锈的铁丝或镍、铬、钨丝等灼烧时火焰也没有特殊颜色，也可以用作焰色反应的载体。【同步训练】1．下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中，说法错误的是A．热稳定性：碳酸钠大于碳酸氢钠B．在其溶液中滴加澄清石灰水：它们都有白色沉淀生成C．做焰色试验：它们的火焰都呈黄色D．与相同浓度的盐酸反应产生CO2的速率：碳酸钠大于碳酸氢钠【答案】D【详解】A．碳酸氢钠加热发生分解反应，而碳酸钠加热不分解，故A正确；B．Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH，2NaHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O(NaHCO3足量)，所以在其溶液中滴加澄清石灰水，它们都有白色沉淀生成，故B正确；C．钠元素的焰色试验呈黄色，两种物质都是钠盐，所以焰色试验呈黄色，故C正确；D．碳酸钠与盐酸反应先转化为碳酸氢钠，碳酸氢钠再与盐酸反应生成二氧化碳，故相同条件下，与相同浓度的酸反应的速率为碳酸钠小于碳酸氢钠，故D错误；故本题选D。2．如表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是选项ⅠⅡ判断A向滴有酚酞的水中加过量Na2O2，溶液只变红Na2O2与水反应生成氢氧化钠Ⅰ对；Ⅱ对；有关系BNa2O2可作潜水艇的供氧剂Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2Ⅰ对；Ⅱ对；有关系C金属钠在空气中很容易变质金属钠具有强还原性Ⅰ错；Ⅱ对；有关系D小苏打常用作发酵粉NaHCO3可与盐酸反应Ⅰ对；Ⅱ对；有关系A．A B．B C．C D．D【答案】B【详解】A．向滴有酚酞的水中加过量Na2O2，溶液先变红后褪色，原因是Na2O2与水反应产生的氢氧化钠使溶液变红，再者中间产物过氧化氢具有漂白性，又使其褪色，Ⅰ错，判断错误，故A错误；B．Na2O2可作潜水艇的供氧剂是因为Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2，表述、判断均正确，故B正确；C．金属钠在空气中很容易与水、氧气反应而变质，原因是金属钠具有强还原性，Ⅰ、Ⅱ都对，判断错误，故C错误；D．小苏打常用作发酵粉的原因是碳酸氢钠受热易分解产生二氧化碳使糕点蓬松，碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，二者无关系，故D错误。综上所述，答案为B。3．联合制碱法中关键的一步是把NH4Cl从几乎饱和的NaHCO3溶液中分离出来，为此根据NaCl和NH4Cl溶解度的差异向混合溶液中通入某种气体，同时加入磨细的食盐，可析出不夹带NaHCO3的NH4Cl。NaCl和NH4Cl共同存在时的溶解度曲线如图所示，以下操作正确的是选项通入气体温度控制ACO230～40℃BCO20～10℃CNH330～40℃DNH30～10℃A．A B．B C．C D．D【答案】D【详解】由图可知，溶液的温度在0～10℃的范围内，有利于NH4Cl的析出；向溶液中通入NH3，浓度增大，有利于NH4Cl的析出；答案选D。4．除去Na2CO3固体中混有少量NaHCO3的最佳方法是A．加入适量盐酸 B．加入NaOH溶液 C．配成溶液后通入CO2 D．置于坩埚中加热【答案】D【详解】A．Na2CO3和NaHCO3均与盐酸反应，不能除去Na2CO3固体中混有少量NaHCO3，A项错误；B．加入NaOH溶液，NaOH与NaHCO3反应生成Na2CO3，但还需蒸发结晶得到Na2CO3固体，方法较麻烦，不是最佳方法，B项错误；C．CO2与Na2CO3反应，不与NaHCO3反应，不能除去Na2CO3固体中混有少量NaHCO3，C项错误；D．置于坩埚中加热，NaHCO3直接分解成Na2CO3，方法简单，是最佳方法，D项正确；故选D。5．柠檬酸与小苏打可组成复合膨松剂。已知柠檬酸能与碳酸氢钠反应生成柠檬酸钠、二氧化碳和水。下列说法正确的是A．柠檬酸是一元弱酸B．柠檬酸的酸性强于碳酸C．柠檬酸与小苏打的比例对膨松效果和食品口感无影响D．柠檬酸只能解决碳酸氢钠作为单一膨松剂时造成的食品口味不佳的问题【答案】B【详解】A．根据柠檬酸能与碳酸氢钠反应可知，柠檬酸为三元酸，故A错误；B．柠檬酸与小苏打反应产生二氧化碳气体，根据强酸制弱酸的原理可知柠檬酸强于碳酸，故B正确；C．柠檬酸与小苏打的比例影响膨松效果和食品口感，故C错误；D．柠檬酸具有酸性，可以解决碳酸氢钠作为膨松剂时造成的食品口味不佳的问题，故D错误；故选B。6．下列关于钠的叙述中，不正确的是A．钠燃烧时发出黄色的火焰 B．钠具有很强的还原性C．钠燃烧时生成氧化钠 D．钠原子的最外电子层上只有1个电子【答案】C【详解】A．钠元素的焰色试验呈黄色，因此金属钠燃烧时发出黄色火焰，A正确；B．Na原子最外层只有1个电子，在化学反应中该电子很容易失去，表现出很强的还原性，B正确；C．钠在室温下和氧气反应生成氧化钠，在燃烧时和氧气反应生成过氧化钠，C错误；D．Na是11号元素，原子核外电子排布为2、8、1，故钠原子的最外电子层上只有1个电子，D正确；故选C。7．能实现下列物质间直接转化的元素是A．碳 B．硫 C．铜 D．钠【答案】BD【详解】A．碳与少量O2反应生成CO，CO不溶于水，A项错误；B．S与O2生成SO2，SO2再与H2O生成H2SO3，H2SO3可以与NaOH生成Na2SO3，B项正确；C．CuO不溶于水，C项错误；D．Na与O2生成Na2O,Na2O与水反应生成NaOH，NaOH可与HCl反应生成NaCl，D项正确；故选BD。8．下列检验方法及结论正确的是A．焰色试验中，如透过蓝色的钴玻璃能够观察到紫色火焰，则一定有钾元素，可能含有钠元素B．可以用溶液检验和两种固体C．取铁与水蒸气反应后的固体适量，溶于稀硫酸，再滴加酸性高锰酸钾，若高锰酸钾溶液褪色，则证明固体中有D．向某溶液中加入稀HCl溶液，若产生无色无味气体，则该溶液中一定含有【答案】A【详解】A．蓝色钴玻璃可滤去黄光，如检验是否含有钠元素，可直接观察，透过蓝色钴玻璃能观察到紫色火焰，则一定有钾元素，可能含有钠元素，A正确；B．溶液与和均能产生白色沉淀，故不可以用溶液检验和两种固体，B错误；C．具有还原性，高锰酸钾具有氧化性，两者发生氧化还原反应生成锰离子和铁离子，溶液紫红色褪去，能证明含有，但铁粉可能过量，与稀硫酸反应也能生成，无法证明是固体中含有，C错误；D．向某溶液中加入稀HCl溶液，若产生无色无味气体，则该溶液中含有或中至少一种，D错误；故选A。9．下列离子方程式中正确的是A．向碳酸钠溶液中逐滴加入少量稀盐酸：B．氧化铁粉末溶于稀盐酸：C．氢氧化钡溶液与硫酸反应：D．钠与水反应：【答案】B【详解】A．碳酸钠中加入少量盐酸生成碳酸氢钠和氯化钠，故离子方程式为，故A错误；B．氧化铁粉末溶于稀盐酸生成氯化铁和水，故离子方程式为，故B正确；C．氢氧化钡溶液与硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水，故离子方程式为，故C错误；D．钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，故离子方程式为，故D错误；故选B。10．关于相同物质的量浓度的溶液和溶液，下列说法正确的是A．都能使澄清石灰水变浑浊B．相同温度下，两种溶液的pH相同C．与稀盐酸反应，都一定能产生气体D．溶液中的物质的量一定是溶液的2倍【答案】A【详解】A．溶液和溶液都能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，A项正确；B．相同物质的量浓度的溶液和溶液中，的水解程度小于的水解程度，故溶液的碱性弱于溶液，两溶液的pH不同，B项错误；C．由于稀盐酸的量未知，存在反应：，C项错误；D．两溶液体积未知，无法比较，D项错误；故选A。11．下列物质间的转化不能一步实现的是A．Na2CO3→NaOH B．CaCO3→CaOC．NaCl→NaNO3 D．CuO→Cu(OH)2【答案】D【详解】A．Na2CO3与Ba(OH)2、Ca(OH)2等反应可一步生成NaOH，A不符合题意；B．CaCO3受热分解生成CaO，可一步完成CaCO3→CaO的转化，B不符合题意；C．NaCl与AgNO3反应可生成NaNO3，可一步完成NaCl→NaNO3的转化，C不符合题意；D．CuO不能与水反应一步生成Cu(OH)2，D符合题意；故选D。12．下列各组物质中的两种物质发生反应时，反应条件或反应物用量的改变，对生成物没有影响的是A．Ca(OH)2和CO2 B．Na和O2 C．Zn和盐酸 D．C和O2【答案】C【详解】A．Ca(OH)2和CO2反应，CO2不足生成CaCO3，过量生成Ca(HCO3)2，A错误；B．Na和O2常温生成Na2O，加热生成Na2O2，B错误；C．Zn和盐酸反应只生成氯化锌和氢气，反应条件或反应物用量的改变，对生成物没有影响，C正确；D．C和O2反应，O2足量生成CO2，O2不足生成CO，D错误；故选C。13．下列有关钠的存在形式、保存及取用方法的描述正确的是A．钠在自然界中主要以化合态的形式存在，少量以游离态的形式存在B．钠需要密封保存在煤油或石蜡油中C．实验室中可直接用药匙取用钠D．实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中【答案】B【详解】A．钠在自然界中只以化合态的形式存在，A错误；B．钠需要密封保存在煤油或石蜡油中，B正确；C．实验室中需用镊子取用钠，C错误；D．取用后剩余的钠必须放回原试剂瓶中，D错误；故选B。14．下列有关焰色试验叙述不正确的是A．氯化钠在火焰上灼烧时，火焰呈黄色B．焰色试验是金属单质的特性C．连续做两个样品时，应将铂丝用稀盐酸洗净并灼烧至无色D．可用洁净的铁丝代替铂丝做焰色试验【答案】B【详解】A．钠元素焰色为黄色，氯化钠在火焰上灼烧时火焰呈黄色，A正确；B．焰色试验是金属元素的特性，不论该金属元素是游离态还是化合态，在火焰上灼烧时颜色是相同的，B错误；C．连续做两个试样时，应该将铂丝用稀盐酸洗净并灼烧到无特殊焰色，C正确；D．铁在灼烧时没有特殊颜色，对检测其它元素没有影响，可用洁净的铁丝代替铂丝进行焰色试验，D正确；故选B。15．某溶液遇到紫色石蕊试液显红色，下列各组例子能在该溶液中大量共存的是A． B．C． D．【答案】A【分析】遇到紫色石蕊试液显红色的溶液为酸性。【详解】A．这些离子在指定溶液中能够大量共存，故A符合题意；B．HCO与H+反应生成二氧化碳，不能大量共存，故B不符合题意；C．Ba2+与SO生成硫酸钡沉淀，H+与OH-也不能大量共存，这些离子不能大量共存，故C不符合题意；D．CO与H+反应生成二氧化碳，不能大量共存，故D不符合题意；答案为A。16．Na2CO3和NaHCO3都是重要的化工原料，在生产和生活中有着广泛的应用。(1)Na2CO3俗称，往Na2CO3溶液中滴加酚酞，溶液呈色。(2)用洁净的铂丝蘸取Na2CO3溶液置于酒精灯火焰上灼烧，火焰呈色。(3)胃液中含有盐酸，胃酸过多的人常有胃疼烧心的感觉，易吐酸水，服用适量的NaHCO3能治疗胃酸过多，请写出其反应的离子方程式：。(4)除去Na2CO3粉末中混有的少量NaHCO3的方法是，化学方程式为。【答案】(1)纯碱(或苏打)红(2)黄(3)+H+=CO2↑+H2O(4)加热2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O【详解】（1）Na2CO3俗称纯碱(或苏打)；Na2CO3溶液中碳酸钠与水反应生成氢氧化钠，溶液显碱性，故滴加酚酞，溶液呈红色；（2）Na2CO3溶液中含有钠元素，故做焰色试验时火焰呈黄色；（3）胃酸的主要成分是盐酸，碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的离子方程式为+H+=CO2↑+H2O；（4）碳酸氢钠不稳定，受热易分解，故除去Na2CO3粉末中混有的少量NaHCO3的方法是加热，化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。17．根据你对金属钠性质的了解，完成下列各题。(1)下列关于金属钠的叙述中，正确的是。A．金属钠是银白色金属，硬度很大B．在空气中加热时，金属钠剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成过氧化钠C．金属钠在空气中燃烧，生成氧化钠D．金属钠的熔点很高(2)金属钠通常保存在煤油中，原因是。【答案】(1)B(2)常温下Na能与空气中O2、H2O等反应，且Na的密度比煤油的密度大、Na与煤油不反应，Na保存在煤油中达到隔绝空气的目的【详解】（1）A．金属钠是银白色金属，钠很软，能用刀切割，A项错误；B．Na在空气中加热时，钠受热后先熔化，然后剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色的固体Na2O2，反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2，B项正确；C．Na与O2常温下反应生成Na2O，在空气中燃烧生成Na2O2，C项错误；D．金属钠的熔点为97.8℃，低于水的沸点，Na的熔点较低，D项错误；答案选B。（2）常温下Na能与空气中O2、H2O等反应，且Na的密度比煤油的密度大、Na与煤油不反应，为隔绝空气，金属Na通常保存在煤油中；答案为：常温下Na能与空气中O2、H2O等反应，且Na的密度比煤油的密度大、Na与煤油不反应，Na保存在煤油中达到隔绝空气的目的。18．妈妈教小鲁蒸馒头：先用酵头发面，面团发酵至两倍大后，再加纯碱调节酸性，然后将面团揉切后上锅蒸即可。小鲁查阅资料得知，酵头可使面团在微生物作用下产生CO2气体，从而使面团疏松，但同时也会产生乳酸、醋酸等有机酸。(1)下列关于纯碱的认识正确的是___________(填字母)。A．受热易分解 B．水溶液显碱性 C．属于碱 D．可与酸反应(2)小鲁探究用Na2CO3调节面团酸度，而不用NaHCO3的原因。①Na2CO3与NaHCO3质量均为1g时，消耗H＋的物质的量更多的是。②以Na2CO3或NaHCO3为例，计算消耗H＋的物质的量，写出计算过程：。(3)小鲁实际操作时，发现面团发得不好，面团内的气孔少，略有酸味。妈妈指导