高中化学必修1全册课件（人教版） (16) 68页

第二节几种重要的金属化合物\n目标导学(学生用书P62)\n1.掌握氧化钠､过氧化钠､Na2CO3､NaHCO3的重要性质｡2.了解过氧化钠的重要用途｡3.了解焰色反应的正确操作,能利用焰色反应检验钠和钾及其化合物｡4.以Al2O3､Al(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｡\n6.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｡\n第1课时钠的重要化合物\n课前自主学习(学生用书P62)\n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)化学性质①与H2O反应,化学方程式为:Na2O+H2O＝2NaOH｡②与盐酸反应,化学方程式为:Na2O+2HCl＝2NaCl+H2O｡③与CO2反应,化学方程式为:Na2O+CO2＝Na2CO3｡\n2.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①与水反应实验探究:Na2O2与水反应实验现象:带火星的木条在管口复燃试管外壁发热｡反应后溶液中滴入酚酞,溶液呈红色｡\n实验结论:Na2O2与水反应生成NaOH和O2,反应的化学方程式为:2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑｡②与CO2反应,反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2｡\n二､碳酸钠和碳酸氢钠Na2CO3俗名纯碱,也叫苏打,NaHCO3俗名小苏打,都属于盐类,但却被用作食用碱｡1.Na2CO3和NaHCO3的溶解性Na2CO3､NaHCO3均易溶于水,在水中的溶解度:Na2CO3>NaHCO3,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,反应方程式为:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O｡\n3.Na2CO3和NaHCO3与稀盐酸的反应化学方程式分别为:Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑,NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑｡离子方程式分别为:CO+2H+＝H2O+CO2↑,HCO+H+＝H2O+CO2↑｡\n三､焰色反应1.定义: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,在化学上称为焰色反应｡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｡\n(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｡\n3.几种金属的焰色钠:黄色,钾:浅紫色｡说明:①焰色反应是部分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部分金属｡②焰色反应是元素的性质,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?\n提示:不属于,碱性氧化物指能与酸反应生成盐和水的氧化物,Na2O2与盐酸反应时不仅生成NaCl和水,还会有氧气生成,所以不属于碱性氧化物｡\n课堂深化探究(学生用书P63)\n一､Na2O2与CO2､H2O的反应1.原理2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O22Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑Na2O2与H2O的反应实质可分为两个过程:Na2O2+2H2O＝2NaOH+H2O22H2O2＝2H2O+O2↑反应过程中有H2O2生成,H2O2有强氧化性,所以当将Na2O2加入滴加酚酞的水中时,溶液先变红后褪色｡\n2.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21,即气体减小的体积等于生成O2的体积｡3.固体质量关系相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”,H2O中的“H2”;可以看作发生相应的反应:Na2O2+CO＝Na2CO3、Na2O2+H2＝2NaOH(实际上两反应不能发生)｡\n4.先后顺序关系一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应,解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完成后,Na2O2再与H2O发生反应(实际情况复杂得多)｡5.电子转移关系不论是与CO2还是与H2O反应,CO2与H2O均既不是氧化剂也不是还原剂,反应的实质都是Na2O2自身发生的氧化还原反应,所以每有1molO2生成时,转移的电子均为2mol｡\n二､碳酸钠和碳酸氢钠1.碳酸钠和碳酸氢钠的比较\n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)2､Ba(OH)2除外HCO+OH-＝CO+H2O\n与石灰水反应Ca2++CO＝CaCO3↓Ca2++OH-+HCO＝CaCO3↓+H2O与CaCl2反应Ca2++CO＝CaCO3↓不反应与CO2反应Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3不反应热稳定性不易分解2NaHCO3△Na2CO3+CO2↑+H2O\n特别提示:①Na2CO3吸水形成Na2CO3·xH2O的过程并不是潮解｡潮解是晶体吸收水分而在表面形成一层溶液的过程,是一个物理过程｡②碳酸钠晶体在干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\n3.Na2CO3､NaHCO3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｡\n(4)与酸反应放出气体的速率:相同浓度的Na2CO3､NaHCO3溶液与相同条件的HCl同时反应,NaHCO3产生CO2的速率比Na2CO3的快｡\n典例剖析(学生用书P63)\n知识点一Na2O2与CO2､H2O的反应例1(2008·北京高考)1mol过氧化钠与2mol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.Na2CO3B.Na2O2、Na2CO3C.NaOH、Na2CO3D.Na2O2、NaOH、Na2CO3\n〔解析〕Na2O2与NaHCO3的混合物受热分解时,首先是NaHCO3分解,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑2mol1mol1mol1mol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｡\n而根据2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2可知,生成的1molCO2恰好与1molNa2O2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\n知识点二Na2CO3与NaHCO3的性质例2有关NaHCO3和Na2CO3的性质以下叙述错误的是()A.等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应,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应,所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍C.将石灰水加入NaHCO3溶液中不产生沉淀,加入Na2CO3溶液中产生白色沉淀\nD.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\n〔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反应,消耗HCl的物质的量Na2CO3是NaHCO3的两倍,则消耗同浓度HCl的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍;NaHCO3溶液中HCO与OH-反应生成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｡\n知识点三焰色反应例3鉴别下列各物质,只能采用焰色反应的是()A.K2CO3和NaClB.KCl和Na2CO3C.NaCl和MgCl2D.NaCl和KCl\n〔解析〕A､B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-,根据沉淀等反应来鉴别在中学阶段显然是做不到的,只能采用焰色反应来鉴别｡〔答案〕D\n〔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应来检验或鉴别含钠､钾元素的物质｡\n课内针对性训练(学生用书P64)\n1.下列关于反应2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑的说法中正确的是()A.Na2O2是氧化剂,水是还原剂B.Na2O2是还原剂,水是氧化剂C.Na2O2既是氧化剂又是还原剂D.H2O既是氧化剂又是还原剂答案:C\n解析:由方程式可知Na2O2既是氧化剂又是还原剂｡\n2.(2009·昆明高一检测)某物质燃烧时焰色反应为黄色,下列判断正确的是()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:B\n3.下列各组物质中,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CaO｡\n4.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\n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应,两者中都会产生白色沉淀,因此无法鉴别,而加入BaCl2现象不同,有Na2CO3则有BaCO3沉淀｡\n课后优化训练(学生用书P64)\n基础强化1.向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末,振荡,正确的叙述是()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与石蕊发生氧化还原反应而无气泡产生答案:B\n解析:氧化还原反应是一个比较慢的过程,而酸碱之间的反应较快,紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末,首先会部分与水反应生成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｡\n2.下列关于Na2CO3和NaHCO3性质比较中正确的是()A.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3B.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,Na2CO3>NaHCO3,B不正确;与盐酸反应,产生气体的速率:Na2CO2NaHCO3(84)｡\n3.某无色透明溶液中,加入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｡\n4.下列对进行焰色反应的实验操作注意事项的说明,正确的是()①钾的火焰颜色要通过蓝色钴玻璃观察②先灼烧铂丝到火焰无色时再蘸被检验物质③每次实验后要将铂丝蘸盐酸灼烧干净④实验时最好选择本身颜色较强的火焰⑤没有铂丝可用无锈的铁丝代替\nA.仅③不正确B.仅④不正确C.④⑤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｡\n5.有8gNa2O2、Na2O、Na2CO3､NaOH的混合物与200g质量分数为3.65%的盐酸恰好完全反应,蒸干溶液,最终得固体质量为()A.8gB.15.5gC.11.7gD.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)＝＝0.2mol,则m(NaCl)＝0.2mol×58.5g/mol＝11.7g｡\n6.下列离子方程式不正确的是()A.碳酸钠溶液和足量盐酸CO+2H+＝CO2↑+H2OB.过氧化钠和水2Na2O2+2H2O＝4Na++4OH-+O2↑C.钠和水Na+H2O＝Na++OH-+H2↑D.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｡\n7.运用比较方法是化学科学中研究物质性质的基本方法之一,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应｡如:2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2,Na2O2+2CO＝Na2CO3｡(1)试分别写出Na2O2与SO2､SO3反应的化学方程式:____________________;____________________________｡(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应有O2生成｡SO2+Na2O2＝Na2SO42SO3+2Na2O2＝2Na2SO4+O2最高\n解析:从氧化物的化合价角度分析,元素处于不同价态,与Na2O2反应的产物不同｡\n8.有4种钠的化合物W､X､Y､Z,它们之间存在如下关系:①WX+H2O+CO2↑②Z+CO2→X+O2③Z+H2O→Y+O2↑④X+Ca(OH)2→Y+CaCO3↓试回答下列问题:(1)W､X､Y､Z的化学式分别是:W:________､X:________､Y:________､Z:________｡NaHCO3Na2CO3NaOHNa2O2\n(2)以上4个化学反应,属于氧化还原反应的是________(填反应序号),反应中氧化剂是________(写化学式),还原剂是________(写化学式)｡(3)若④反应在溶液中进行,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应的化学方程式:①离子方程式:____________________｡②化学方程式:_________________________________｡②③Na2O2Na2O2Ca(OH)2+K2CO3＝2KOH+CaCO3↓\n解析:①反应可认定为NaHCO3的分解反应:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,该反应是非氧化还原反应｡将X(Na2CO3)代入②③两反应,逆推可知Z为Na2O2,Y为NaOH:2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑,以上两反应都是氧化还原反应,且Na2O2既是氧化剂又是还原剂｡这样,④反应为Na2CO3+Ca(OH)2＝CaCO3↓+2NaOH,其离子反应为CO+Ca2+＝CaCO3↓｡多数可溶性碳酸盐和Ca(OH)2的反应都可用此离子方程式表示,其反应不是氧化还原反应｡\n能力提升1.有关钠的化合物的叙述正确的是()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.6.2gNa2O投入36.0g水中所得溶液的容质质量分数为14.7%答案:AC\n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发生反应:Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3↓,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,它们反应生成Na2CO3,本选项中只Na2CO3与NaHCO3或Na2CO3与NaOH共存;C项正确,BaCl2溶液中加入少量NaHCO3溶液,溶液中的较多离子为Ba2+、HCO、Na+、Cl-,加入NaOH溶液后,发生反应:HCO+OH-＝CO+H2O,生成的CO与Ba2+立即反应产生碳酸钡沉淀;\nD项不正确,Na2O与水反应生成NaOH,其质量为8.0g,溶质质量分数为:w(NaOH)＝×100%＝18.96%≈19%｡\n2.如图所示的装置持续通入X气体,并在管口P处点燃,实验结果使澄清石灰水变浑浊,则X､Y可以是()A.H2和NaHCO3B.CO和Na2CO3C.CO和CuOD.H2和CuO答案:AC\n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:2NaHCO3Na2CO3+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+CuOCu+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+CuOCu+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AC｡\n3.将4.34gNa､Na2O､Na2O2的混合物与足量的水反应,在标准状况下得到672mL气体,将该混合气体通过电火花点燃,恰好完全反应,则它们的物质的量之比为()A.1：1：1B.1：1：2C.1：2：1D.4：3：2答案:D解析:由混合气体恰好反应知,生成H2和O2物质的量之比为2：1,即可得出答案｡\n4.在干燥管A中为块状白色固体,B中为淡黄色粉末,C中为白色固体,并将A､B､C按如图所示装置连接,当打开活塞(Ⅰ)(Ⅱ)时,D中蜡烛火焰明亮;打开活塞(Ⅰ)(Ⅲ)时,D中蜡烛火焰熄灭;关闭活塞(Ⅰ)时,A中反应自行停止｡\n试根据上述实验事实,回答以下各问题:(1)A中发生的离子反应是__________________________｡(2)在装置B中的淡黄色粉末是______________,其化学反应方程为_____________________________｡(3)在干燥管C中的白色固体应为____________________｡CaCO3+2H+＝Ca2++H2O+CO2↑Na2O22Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2CaCl2或P2O5\n解析:明亮一定是通入了O2,而熄灭一般是CO2｡由此可确定B中是Na2O2(淡黄色粉末)和CO2的反应;从而可知A是产生CO2的简易启普发生器,C中是一个不与CO2反应的白色固体,即是中性或酸性的固体干燥剂｡\n5.Na2CO3､NaHCO3的混合物90.6g与1L1.3mol·L-1的盐酸恰好完全反应,产生的气体通入到足量的澄清石灰水中,得到沉淀的质量为100g,试求混合物中Na2CO3和NaHCO3物质的量各是多少?答案:n(Na2CO3)＝0.3mol;n(NaHCO3)＝0.7mol解析:沉淀是CaCO3,由化学方程式可知,CaCO3是由混合物与盐酸反应的产物CO2通入澄清石灰水中产生的｡同时,混合物与盐酸恰好完全反应,Na+的个数与Cl-个数相等,C元素守恒和Na元素守恒是解此题的关键｡\n碳元素守恒:设Na2CO3的物质的量为x,NaHCO3的物质的量为y,根据碳元素守恒得:x+y＝1mol;钠元素守恒得:2x+y＝1.3mol,两式联立解得:x＝0.3mol,y＝0.7mol｡