2020版高中化学 第三章第2节 几种重要的金属化合物 课时1 钠的重要化合物学案 新人教版必修1 9页

课时1　钠的重要化合物 ‎1．了解氧化钠、过氧化钠的主要性质和用途。(重点)‎ ‎2．掌握Na2CO3、NaHCO3的主要性质和用途。(重点)‎ ‎3．了解焰色反应的概念及应用。‎ ‎ 钠的氧化物 ‎[基础·初探]‎ ‎1．氧化钠 ‎(1)物理性质 颜色：白色；状态：固体。‎ ‎(2)化学性质 氧化钠是碱性氧化物，能与水、酸性氧化物、酸等发生反应。‎ 有关的化学方程式：‎ ‎2．过氧化钠 ‎(1)物理性质 颜色：淡黄色；状态：固体。‎ ‎(2)化学性质 ‎①与水反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。‎ ‎②与二氧化碳反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。‎ ‎[探究·升华]‎ ‎[思考探究]‎ 探究1　Na2O2与H2O反应的实验探究 9‎ 反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。‎ 探究2　Na2O2与CO2、H2O反应的量的关系：‎ ‎2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2 ①‎ ‎2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑ ②‎ 问题思考：‎ 反应①和②中Na2O2的作用是作氧化剂和还原剂，生成1 mol O2转移电子的物质的量都是2 mol。‎ ‎[认知升华]‎ Na2O2与CO2、H2O反应中的关系 反应的化学方程式为 ‎2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　 ①‎ ‎2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　 ②‎ ‎(1)物质的量的关系 无论是CO2还是H2O，通过足量的Na2O2时，放出O2的物质的量与CO2或H2O的物质的量之比均为1∶2。‎ ‎(2)固体质量关系 ‎①2Na2O2 ＋ 2CO2===2Na2CO3＋O2　 Δm(固体)‎ ‎ 2×‎78 g 2 mol 2×‎106 g ‎‎56 g ‎ (2 mol CO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)‎ ‎ 2×‎78 g 2 mol 4×‎40 g ‎‎4 g ‎ (2 mol H2的质量)‎ 9‎ 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。‎ ‎(3)电子转移关系 在Na2O2与CO2或H2O的反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，每生成1 mol O2都转移2 mol电子。‎ ‎[题组·冲关]‎ 题组1　钠的氧化物的性质及其应用 ‎1．下列关于氧化钠和过氧化钠的叙述中，正确的是(　　) ‎ A．都属于碱性氧化物 B．都能与水发生化合反应 C．水溶液的成分相同 D．与二氧化碳反应生成不同的盐 ‎【解析】　Na2O2不属于碱性氧化物；Na2O2与H2O发生的反应不属于化合反应；Na2O、Na2O2与CO2反应均生成Na2CO3这一种盐。‎ ‎【答案】　C ‎2．下列关于Na2O2的叙述中正确的是(　　)‎ A．Na2O2是淡黄色固体，久置于空气中变成Na2O B．Na2O2与水的反应中，Na2O2只作氧化剂 C．Na2O2属于碱性氧化物 D．Na2O2与CO2或H2O反应，1 mol Na2O2参加反应，转移1 mol电子 ‎【解析】　Na2O2久置于空气中变成Na2CO3；Na2O2与水反应时，Na2O2既是氧化剂又是还原剂；Na2O2属于过氧化物，而不属于碱性氧化物；Na2O2与CO2反应的电子转移情况为 ‎，由此可知，D正确。‎ ‎【答案】　D 题组2　Na2O2与H2O、CO2反应的数量关系及应用 ‎3．把‎16 g甲烷(CH4)在‎64 g氧气中完全燃烧后的产物通入足量的过氧化钠后，过氧化钠增加的质量为(　　) ‎ A．‎48 g B．‎‎16 g C．‎80 g D．‎‎32 g ‎【解析】　n(CH4)＝＝1 mol，n(O2)＝＝2 mol，甲烷燃烧发生反应：CH4＋2O2CO2＋2H2O，可知甲烷和氧气完全反应，生成1 mol CO2和2 mol H2O，通入过氧化钠发生反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2‎ 9‎ ‎↑，对生成物变式：Na2CO3～Na2O2·CO，2NaOH～Na2O2·H2，可知固体质量相当于增加CO和H2的质量，由1 mol甲烷可看成n(CO)＝1 mol，n(H2)＝2 mol，总质量为‎28 g＋‎4 g＝‎32 g，故过氧化钠增加的质量为‎32 g。‎ ‎【答案】　D ‎4．1 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应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是(　　)‎ A．Na2CO3　　　　　　 B．Na2O2、Na2CO3‎ C．NaOH、Na2CO3 D．Na2O2、NaOH、Na2CO3‎ ‎【解析】　Na2O2与NaHCO3的混合物受热分解时，首先是NaHCO3分解：‎ ‎2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑‎ ‎ 2 mol 1 mol 1 mol 1 mol 产生的CO2与H2O均可与Na2O2反应，由于Na2O2与H2O反应生成NaOH，而NaOH又可与CO2反应生成H2O，故可以认为是CO2先与Na2O2反应，CO2耗尽后H2O才开始反应，而根据2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2可知，生成的1mol CO2恰好与1 mol Na2O2完全反应生成Na2CO3，H2O不会再与Na2O2反应，故最终固体产物只有Na2CO3。‎ ‎【答案】　A ‎【题后归纳】　先后顺序关系 密闭容器中一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应，可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O发生反应(实际情况复杂得多)。‎ ‎ 碳酸钠和碳酸氢钠 ‎[基础·初探]‎ ‎1．物理性质 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 化学式 Na2CO3‎ NaHCO3‎ 俗名 纯碱、苏打 小苏打 色态 白色粉末 细小白色晶体 溶解性 水中易溶 水中易溶，但比Na2CO3溶解度小 ‎2.化学性质 ‎(1)热稳定性 ‎①Na2CO3较稳定，受热难分解，但碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O)易风化。‎ 9‎ ‎②NaHCO3不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O。‎ ‎(2)与酸(足量盐酸)反应(写化学方程式，下同)‎ ‎①Na2CO3：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O。‎ ‎②NaHCO3：NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O。‎ ‎(3)与碱(氢氧化钠)反应 ‎①Na2CO3与NaOH不反应。‎ ‎②NaHCO3：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。‎ ‎3．用途 ‎(1)碳酸钠：重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油等方面有广泛的应用。‎ ‎(2)碳酸氢钠：是发酵粉的主要成分，可以做治疗胃酸过多的药剂。‎ ‎[探究·升华]‎ ‎[思考探究]‎ 碳酸钠与碳酸氢钠的性质 实验一、观察碳酸钠和碳酸氢钠的溶解性 ‎①在两支试管里分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约‎1 g)，观察二者外观上的细小差别。分别滴入几滴水，振荡试管。‎ ‎②继续向试管内加入10 mL水，用力振荡。‎ ‎③向试管内滴入1～2滴酚酞溶液。‎ 实验二、观察碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性 如图所示，分别用Na2CO3和NaHCO3做实验，观察现象。这一反应可以用来鉴别Na2CO3和NaHCO3。‎ 鉴别碳酸钠和碳酸氢钠 实验三、观察碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应 9‎ 问题思考：‎ ‎(1)Na2CO3与NaHCO3相比，溶解性、热稳定性有何不同？Na2CO3、NaHCO3固体与等浓度等体积足量盐酸反应时现象有何异同？‎ ‎【提示】　(1)Na2CO3与NaHCO3相比，Na2CO3的溶解性、热稳定性均比NaHCO3的强；二者均可以与盐酸反应生成二氧化碳气体，当二者均与等浓度等体积的盐酸反应时，NaHCO3产生二氧化碳的速率快，反应更剧烈。‎ ‎(2)能否用石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液？为什么？‎ ‎【提示】　否，二者均生成沉淀。‎ ‎(3)Na2CO3与NaHCO3的相互转化条件如何？‎ ‎【提示】　‎ ‎[认知升华]‎ 升华1　碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较 ‎(1)两点相似 ‎①均能与酸反应生成CO2气体；‎ ‎②均能与澄清石灰水反应生成CaCO3白色沉淀。‎ ‎(2)四点不同 ‎①在水中的溶解度不同：Na2CO3＞NaHCO3；‎ ‎②与酸反应的速率不同：NaHCO3＞Na2CO3；‎ ‎③热稳定性不同：Na2CO3＞NaHCO3；‎ ‎④与CaCl2溶液反应的现象不同：Na2CO3有白色沉淀生成。‎ 升华2　Na2CO3和NaHCO3的鉴别、除杂质 ‎(1)碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法 ‎(2)除杂质 混合物(括号内为杂质)‎ 除杂质方法及试剂 9‎ 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 ‎[题组·冲关]‎ 题组1　Na2CO3、NaHCO3的主要性质 ‎1．下列说法不正确的是(　　)‎ A．Na2CO3比NaHCO3的溶解度大 B．Na2CO3比NaHCO3稳定 C．Na2CO3和NaHCO3都能跟石灰水反应得到白色沉淀 D．物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应得CO2的物质的量之比为2∶1‎ ‎【解析】　D项中生成的CO2的量相同。‎ ‎【答案】　D ‎2．关于Na2CO3和NaHCO3的说法正确的是(　　)‎ A．向两者的溶液中加入BaCl2均生成白色沉淀 B．向两者的溶液中逐滴加入稀盐酸，反应现象完全相同 C．Na2CO3和NaHCO3两物质之间可以相互转化 D．向饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体，观察不到任何实验现象 ‎【解析】　A项，NaHCO3与BaCl2不反应；B项，Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸开始无气体，NaHCO3溶液中滴加盐酸，开始就产生气体；D项，向饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体，反应生成的NaHCO3会以沉淀的形式析出。原因有三：①生成的NaHCO3相对于Na2CO3来说溶解度更小；②反应后生成的NaHCO3质量大于Na2CO3的质量(溶质质量增加)；③反应中要消耗一部分水(溶剂减少)。综合以上三点，向饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体的化学方程式是Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，因此可观察到有晶体析出。‎ ‎【答案】　C 题组2　Na2CO3和NaHCO3的有关鉴别与除杂 ‎3．纯碱和小苏打都是白色晶体，在日常生活中都可以找到。若要在家中将它们区分开来，下面的方法中可行的是(　　) ‎ A．分别放在炒锅中加热，观察是否有残留物 B．分别用干净铁丝蘸取样品在煤气炉的火焰上灼烧，观察火焰颜色 C．将样品溶解，分别加入澄清石灰水，观察是否有白色沉淀 D．在水杯中各盛相同质量的样品，分别加入等体积的白醋，观察反应的剧烈程度 ‎【解析】　NaHCO3与酸反应比Na2CO3与酸反应剧烈。‎ ‎【答案】　D ‎4．除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是(　　)‎ A．通入二氧化碳气体　　　　 B．加入氢氧化钡溶液 9‎ C．加入澄清石灰水 D．加入稀盐酸 ‎【解析】　A项，因为CO2能和Na2CO3溶液发生如下反应：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，故可用来除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3。而Ba(OH)2、Ca(OH)2和盐酸都能和NaHCO3、Na2CO3反应。‎ ‎【答案】　A ‎ ‎【题后归纳】　（1）NaHCO3固体受热易分解，但在溶液中NaHCO3受热不分解。‎ ‎（2）Na2CO3固体性质稳定，在空气中不与CO2反应，但在溶液中，Na2CO3可以与水、CO2反应生成NaHCO3。‎ ‎（3）碳酸钠溶液与盐酸反应分两步，第一步：CO＋H＋===HCO，第二步：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。‎ ‎（4）不能用氢氧化钙溶液鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液，因为二者均能与氢氧化钙反应产生白色沉淀。‎ ‎ 焰色反应 ‎[基础·初探]‎ ‎1．焰色反应 很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。‎ ‎2．操作步骤 ‎3．几种金属的焰色 钠：黄色，钾：紫色(观察时要透过蓝色钴玻璃)。‎ ‎4．应用 ‎(1)焰色反应在化学上常用于金属单质或其离子的鉴别。‎ ‎(2)利用焰色反应制节日烟花。‎ ‎【特别提醒】　焰色反应的三点提醒 (1)焰色反应没有新物质生成，仅仅是电子能级跃迁的结果，故其为物理变化。‎ (2)金属丝在使用前用稀盐酸将其表面的氧化物洗净，然后在火焰上灼烧至无焰色，以除去能引起焰色反应的杂质。‎ 9‎ (3)焰色反应的作用：鉴别钠、钾等金属或其他离子，只能判断是某种元素，而不能进一步确定是单质原子还是离子。‎ ‎[题组·冲关]‎ ‎1．绚丽的焰火将上海世博会开幕式推向了高潮。焰火与“焰色反应”知识有关。下列有关“焰色反应”的说法中正确的是(　　) ‎ A．做焰色反应实验时，用H2SO4清洗铂丝 B．焰色反应是单质特有的性质 C．焰色反应是化学变化 D．透过蓝色钴玻璃观察，KCl与K2SO4灼烧时火焰颜色均为紫色 ‎【解析】　洗涤铂丝应用盐酸而不能用硫酸，因为金属氯化物易挥发，A错；焰色反应是元素的性质，其游离态和化合态焰色反应是相同的，且属于物理变化，B、C项错误，D项正确。‎ ‎【答案】　D ‎2．小明同学用洁净的铂丝蘸取某无色溶液，在无色火焰上灼烧，火焰呈黄色，通过该实验现象，下列四位同学对该溶液中存在的金属离子的判断正确的是(　　)‎ ‎【解析】　钠的焰色反应为黄色，钾的焰色反应为紫色，观察钾的焰色时必须透过蓝色钴玻璃以排除钠的黄色光的干扰。题目中只能确定有Na＋，而不能确定K＋的有无。‎ ‎【答案】　D 9‎