2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第三章金屬及其化合物2第1課時(shí)鈉的重要化合物學(xué)案新人教版必修1

PAGE10-第1課時(shí)鈉的重要化合物課程目標(biāo)1．了解氧化鈉、過(guò)氧化鈉的主要性質(zhì)和用途。2．駕馭Na2CO3、NaHCO3的主要性質(zhì)和用途。3．了解焰色反應(yīng)的概念及應(yīng)用。圖說(shuō)考點(diǎn),[新知預(yù)習(xí)]一、氧化鈉和過(guò)氧化鈉1．過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)的試驗(yàn)試驗(yàn)操作試驗(yàn)現(xiàn)象試驗(yàn)結(jié)論a.滴入水后產(chǎn)生大量氣泡b．帶火星的木條復(fù)燃c．試管外壁發(fā)熱d．向溶液中滴入酚酞溶液，溶液變紅過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑2.氧化鈉與過(guò)氧化鈉的性質(zhì)比較物質(zhì)名稱(chēng)氧化鈉(Na2O)過(guò)氧化鈉(Na2O2)組成結(jié)構(gòu)由Na＋與O2－構(gòu)成，eq\f(nNa＋,nO2－)＝eq\f(2,1)由Na＋與Oeq\o\al(2－,2)構(gòu)成，eq\f(nNa＋,nO\o\al(2－,2))＝eq\f(2,1)氧元素的價(jià)態(tài)－2－1顏色、狀態(tài)白色固體淡黃色固體與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式Na2O＋H2O=2NaOH2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式Na2O＋CO2=Na2CO32Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2用途用于制備氫氧化鈉等可作漂白劑(漂白織物等)、強(qiáng)氧化劑、供氧劑(用于呼吸面具和潛水艇中產(chǎn)生氧氣)二、碳酸鈉和碳酸氫鈉1．組成物質(zhì)名稱(chēng)碳酸鈉碳酸氫鈉化學(xué)式Na2CO3NaHCO3組成離子Na＋、COeq\o\al(2－,3)Na＋、HCOeq\o\al(－,3)陽(yáng)離子與陰離子個(gè)數(shù)比2:11:1俗名純堿、蘇打小蘇打2.化學(xué)性質(zhì)(1)熱穩(wěn)定性Na2CO3性質(zhì)穩(wěn)定，NaHCO3不穩(wěn)定，易分解，反應(yīng)方程式為2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。(2)與酸(足量鹽酸)反應(yīng)(寫(xiě)出相應(yīng)的離子方程式)①Na2CO3：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O；②NaHCO3：HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O。(3)與堿(氫氧化鈉)反應(yīng)：①Na2CO3與NaOH不反應(yīng)。②NaHCO3：NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O。三、焰色反應(yīng)1．定義許多金屬或它們的化合物在灼燒時(shí)都會(huì)使火焰呈現(xiàn)特別的顏色。2．操作3．幾種金屬的焰色(1)鈉元素的焰色反應(yīng)呈黃色。(2)鉀元素的焰色反應(yīng)呈淺紫色(透過(guò)藍(lán)色的鈷玻璃視察)。4．應(yīng)用(1)檢驗(yàn)金屬元素的存在，如鑒別NaCl和KCl溶液。(2)利用焰色反應(yīng)制節(jié)日煙火。[即時(shí)性自測(cè)]1．推斷正誤，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”(1)過(guò)氧化鈉會(huì)因?yàn)榭諝庵械难鯕舛鬃冑|(zhì)。()(2)2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，是水作還原劑的氧化還原反應(yīng)。()(3)在過(guò)氧化鈉與水的反應(yīng)中，每生成0.1mol氧氣，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.4NA。()(4)NaHCO3溶液中加入稀HCl：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O。()(5)Na2O2溶于水產(chǎn)生O2：Na2O2＋H2O=2Na＋＋2OH－＋O2↑。()(6)用如圖裝置(夾持、加熱裝置已略)進(jìn)行試驗(yàn)，由②中澄清石灰水變渾濁，可證明①中NaHCO3固體受熱分解。()(7)分別加熱Na2CO3和NaHCO3固體，試管內(nèi)壁均有水珠，兩種物質(zhì)均受熱分解。()(8)灼燒白色粉末，火焰呈黃色，證明原粉末中有Na＋，無(wú)K＋。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√(7)×(8)×2．Na2O和Na2O2在下列哪一點(diǎn)性質(zhì)上是相像的()A．顏色B．水溶液的酸堿性C．氧化性D．漂白性答案：B3．下列物質(zhì)露置于干燥的空氣中，不發(fā)生改變的是()A．Na2OB．Na2O2C．NaHCO3D．Na2CO3·10H答案：C4．為了驗(yàn)證NaHCO3固體中是否含有Na2CO3，下列試驗(yàn)及推斷中正確的是()A．加熱，視察是否有氣體放出B．溶于水后加BaCl2溶液，看有無(wú)沉淀C．溶于水后加石灰水，看有無(wú)沉淀D．取固體試樣加鹽酸，看是否有氣泡產(chǎn)生解析：對(duì)上述物質(zhì)加熱，只能證明有NaHCO3，而不能證明含有Na2CO3；NaHCO3與Na2CO3都能與石灰水反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，都能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡而無(wú)法鑒別。答案：B5．某物質(zhì)灼燒，焰色反應(yīng)為黃色，下列推斷正確的是()A．該物質(zhì)確定是鈉的化合物B．該物質(zhì)確定含鈉元素C．該物質(zhì)確定是金屬鈉D．該物質(zhì)確定不含鉀元素答案：B提升點(diǎn)一Na2O2的性質(zhì)應(yīng)用[例1]對(duì)于反應(yīng)：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，下列說(shuō)法中正確的是()A．Na2O2是氧化劑，H2O是還原劑B．Na2O2既是氧化劑，又是還原劑C．該反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為4e－D．每有18gH2O與足量Na2O2反應(yīng)，則固體增重4g【解析】在Na2O2與H2O的反應(yīng)中，Na2O2中－1價(jià)氧元素原子之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，Na2O2既是氧化劑又是還原劑，電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為2e－。依據(jù)元素守恒，固體增重質(zhì)量等于參與反應(yīng)的水中氫元素的質(zhì)量，即18gH2O參與反應(yīng)，固體增重2g?！敬鸢浮緽,,[提升1]200℃時(shí)CO2和水蒸氣的混合氣體共23.2g與足量的Na2O2充分反應(yīng)后，固體質(zhì)量增大了7.2g，則原混合氣體的物質(zhì)的量為()A．0.2molB．0.6molC．0.8molD．1.0mol解題導(dǎo)引：本題適合采納差量法計(jì)算。解析：設(shè)原混合氣體中CO2、H2O的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol。2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2Δm2mol56gxmol28xg2H2O(g)＋2Na2O2=4NaOH＋O2Δm2mol4gymol2yg則：44x＋18y＝23.228x＋2y＝7.2解得：x＝0.2y＝0.8所以原混合氣體的總物質(zhì)的量為0.2mol＋0.8mol＝1.0mol。答案：D反應(yīng)依次：確定量的Na2O2與確定量的CO2和H2O(g)的混合氣體反應(yīng)，可看作Na2O2先與CO2反應(yīng)，CO2反應(yīng)完全后，Na2O2再與H2O發(fā)生反應(yīng)[關(guān)鍵實(shí)力]Na2O2與CO2、H2O反應(yīng)的4個(gè)重要關(guān)系2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O22H2O＋2Na2O2=4NaOH＋O2↑物質(zhì)的量關(guān)系無(wú)論是CO2或H2O的單一物質(zhì)還是二者的混合物，通過(guò)足量的Na2O2時(shí)，CO2或H2O或二者的混合物與放出O2的物質(zhì)的量之比均為2:1氣體體積關(guān)系同溫(大于100℃)、同壓下，若CO2和水蒸氣的混合氣體(或單一氣體)通過(guò)足量Na2O2時(shí)，氣體體積的削減量或原混合氣體(或單一氣體)體積的eq\f(1,2)即為生成氧氣的體積電子轉(zhuǎn)移關(guān)系當(dāng)Na2O2與CO2或H2O反應(yīng)時(shí)，每產(chǎn)生1molO2轉(zhuǎn)移2mole－。如：固體質(zhì)量關(guān)系①2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2Δm(固體)2×78g2mol2×106g56g(2molCO的質(zhì)量)即：發(fā)生反應(yīng)①時(shí)，固體增加的質(zhì)量等于與CO2等物質(zhì)的量的CO的質(zhì)量。②2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑Δm(固體)2×78g2mol4×40g4g(2molH2的質(zhì)量)即：發(fā)生反應(yīng)②時(shí)，固體增加的質(zhì)量等于與H2O等物質(zhì)的量的H2的質(zhì)量這4個(gè)重要關(guān)系，即是對(duì)應(yīng)量的計(jì)算原理和方法。提升點(diǎn)二Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)應(yīng)用[例2]現(xiàn)有兩瓶無(wú)標(biāo)簽的無(wú)色溶液，分別裝有Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，用下列試劑或方法能將兩者區(qū)分的是()①Ca(OH)2②鹽酸③CaCl2④NaOH⑤加熱A．①③B．①④C．②③D．②⑤【解析】①④都是堿，加入Na2CO3、NaHCO3中，現(xiàn)象相同(①都有沉淀、④都無(wú)明顯現(xiàn)象)，所以①④不能區(qū)分。②向Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中加鹽酸，產(chǎn)生氣泡速率快的是NaHCO3溶液，產(chǎn)生氣泡速率慢的是Na2CO3溶液，可以區(qū)分。③加入CaCl2時(shí)，Na2CO3溶液中有沉淀生成，而NaHCO3溶液中無(wú)沉淀生成，可以區(qū)分。⑤加熱法，因兩者都是溶液，加熱都不分解，故無(wú)法區(qū)分?！敬鸢浮緾[提升2]某?；瘜W(xué)課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體，用不同的方法做了以下試驗(yàn)，如圖Ⅰ～Ⅳ所示。(1)圖Ⅰ、Ⅱ所示試驗(yàn)中能夠達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康牡氖?填裝置序號(hào))________。(2)圖Ⅲ、Ⅳ所示試驗(yàn)均能鑒別這兩種物質(zhì)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________________________________________________________________；與試驗(yàn)Ⅲ相比，試驗(yàn)Ⅳ的優(yōu)點(diǎn)是(填選項(xiàng)字母)________。A．Ⅳ比Ⅲ困難B．Ⅳ比Ⅲ平安C．Ⅳ比Ⅲ操作簡(jiǎn)便D．Ⅳ可以做到用一套裝置同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)試驗(yàn)，而Ⅲ不行(3)若用試驗(yàn)Ⅳ驗(yàn)證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性，則試管B中裝入的固體最好是(填化學(xué)式)________。(4)將碳酸氫鈉溶液與澄清石灰水混合并充分反應(yīng)，①當(dāng)石灰水過(guò)量時(shí)，其離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________；②當(dāng)碳酸氫鈉與氫氧化鈣的物質(zhì)的量之比為2:1時(shí)，所得溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式為_(kāi)_______，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)試驗(yàn)檢驗(yàn)所得溶液中溶質(zhì)的陰離子________________________________________________________________________________________________________________________________________________?；サ畏z驗(yàn)Na2CO3和稀鹽酸：(1)鹽酸逐滴加入到Na2CO3溶液中。①現(xiàn)象：起先無(wú)明顯現(xiàn)象，后有無(wú)色氣體放出。②原理：COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)(無(wú)明顯現(xiàn)象)，HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O(無(wú)色氣體放出)。(2)Na2CO3溶液逐滴加入到稀鹽酸中。①現(xiàn)象：有無(wú)色氣體放出。②原理：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O。解析：(1)圖Ⅰ不能達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康?，因?yàn)闊o(wú)論是碳酸鈉還是碳酸氫鈉均可以與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，使澄清石灰水變渾濁；圖Ⅱ可以達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康模驗(yàn)榈荣|(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與足量的稀鹽酸反應(yīng)，生成的二氧化碳?xì)怏w的量不同，可依據(jù)氣球膨脹程度推斷。(2)圖Ⅲ、Ⅳ所涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑、Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O，試驗(yàn)Ⅳ的優(yōu)點(diǎn)是用一套裝置可同時(shí)做兩個(gè)試驗(yàn)。(3)試管B中裝入碳酸氫鈉，試管A中裝入碳酸鈉，這樣干脆加熱的碳酸鈉，溫度高，不分解，不能使澄清石灰水變渾濁，而間接加熱的碳酸氫鈉分解，使澄清石灰水變渾濁，表明碳酸氫鈉不穩(wěn)定。(4)①石灰水過(guò)量時(shí)，離子方程式為Ca2＋＋OH－＋HCOeq\o\al(－,3)=CaCO3↓＋H2O；②2NaHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，則其中的溶質(zhì)是碳酸鈉；要檢驗(yàn)COeq\o\al(2－,3)，可以取少量上層清液(或過(guò)濾后的濾液)于干凈的試管中，加入適量氯化鈣溶液，振蕩，若有白色沉淀生成，則證明溶液中含有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取少量上層清液(或過(guò)濾后的濾液)于干凈的試管中，加入適量氯化鈣溶液，振蕩，若有白色沉淀生成，則證明溶液中含有COeq\o\al(2－,3)[關(guān)鍵實(shí)力]Na2CO3和NaHCO3的鑒別、除雜1．鑒別方法原理結(jié)論加熱法2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2ONa2CO3受熱不分解加熱有氣體產(chǎn)生的是NaHCO3，無(wú)改變的是Na2CO3沉淀法COeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓COeq\o\al(2－,3)＋Ba2＋=BaCO3↓HCOeq\o\al(－,3)與Ca2＋、Ba2＋不反應(yīng)有沉淀生成的是Na2CO3，無(wú)改變的是NaHCO3與鹽酸反應(yīng)的猛烈程度Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑生成氣體猛烈的是NaHCO3，相對(duì)不猛烈的是Na2CO3鹽酸逐滴加入時(shí)的現(xiàn)象COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O逐滴加入鹽酸馬上產(chǎn)生氣體的是NaHCO3，起先不產(chǎn)生氣體，滴加一會(huì)才產(chǎn)生氣體的是Na2CO3互滴法是指當(dāng)兩種物質(zhì)反應(yīng)時(shí)有兩個(gè)不同的反應(yīng)過(guò)程，且這兩個(gè)過(guò)程的現(xiàn)象各不相同，則可以通過(guò)滴加依次不同，利用產(chǎn)生現(xiàn)象的不同進(jìn)行鑒別。2.除雜混合物(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))除雜方法或試劑Na2CO3固體(NaHCO3)加熱NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2氣體Na2CO3溶液(NaHCO3)加入適量NaOH溶液1．下列敘述中正確的是()A．過(guò)氧化鈉是淡黃色固體，久置于空氣中變成白色氫氧化鈉固體B．過(guò)氧化鈉中陰、陽(yáng)離子比例為1:2C．用過(guò)氧化鈉漂白織物、麥稈等日久又漸漸變成黃色D．Na2O與Na2O2都能和水反應(yīng)生成堿，它們都是堿性氧化物解析：過(guò)氧化鈉久置于空氣中變成白色碳酸鈉固體，A錯(cuò)誤；過(guò)氧化鈉漂白是由于它的氧化性將有色物質(zhì)永久漂白，C錯(cuò)誤；堿性氧化物與酸反應(yīng)生成鹽和水，Na2O2與酸反應(yīng)生成鹽、水和氧氣，不是堿性氧化物，屬于過(guò)氧化物，D錯(cuò)誤。答案：B2．在確定條件下，使CO和O2的混合氣體26g充分反應(yīng)，所得混合物在常溫下跟足量的Na2O2固體反應(yīng)，結(jié)果固體增重14g，則原混合氣體中O2和CO的質(zhì)量比可能是()A．9:4B．1:1C．7:6D．6解析：由反應(yīng)2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2CO2,2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2可推得CO＋Na2O2=Na2CO3，所以固體增加的質(zhì)量為原來(lái)CO的質(zhì)量。則原混合氣體中CO為14g，O2為12g，eq\f(mO2,mCO)＝eq\f(6,7)。答案：D3．關(guān)于Na2CO3和NaHCO3的說(shuō)法正確的是()A．它們的物質(zhì)的量相等時(shí)，跟足量的鹽酸反應(yīng)，在相同狀況時(shí)放出的CO2體積相同B．它們的物質(zhì)的量相等時(shí)，跟足量的鹽酸反應(yīng)，所消耗鹽酸的物質(zhì)的量相同C．它們的質(zhì)量相等時(shí)，在水中電離出相同數(shù)目的Na＋D．它們的質(zhì)量相等時(shí)，與足量鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生物質(zhì)的量相等的CO2解析：A項(xiàng)，依據(jù)碳元素的守恒，產(chǎn)生的二氧化碳應(yīng)相等；B項(xiàng)，依據(jù)化學(xué)方程式，消耗鹽酸為2:1；C項(xiàng)，質(zhì)量相等時(shí)，物質(zhì)的量不等，電離出的Na＋的數(shù)目仍舊不等；D項(xiàng)，應(yīng)是物質(zhì)的量相等時(shí)，產(chǎn)生等量的二氧化碳。答案：A4．有兩試管分別裝有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或推斷正確的是()方案操作推斷A分別加入澄清石灰水產(chǎn)生沉淀者為Na2CO3B分別加入等濃度的稀鹽酸反應(yīng)較猛烈者為Na2CO3C分別加入CaCl2溶液產(chǎn)生沉淀者為Na2CO3D逐滴加入等濃度的鹽酸馬上產(chǎn)生氣泡者為Na2CO3解析：A項(xiàng)，有關(guān)反應(yīng)為Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH，Ca(OH)2＋2NaHCO3=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O。兩者產(chǎn)生白色沉淀現(xiàn)象相同，A不正確；B項(xiàng)，滴加等濃度的稀鹽酸時(shí)，NaHCO3溶液反應(yīng)更猛烈，B不正確；C項(xiàng)，Na2CO3與CaCl2反應(yīng)生成CaCO3白色沉淀，NaHCO3與CaCl2不反應(yīng)，C正確；D項(xiàng)，逐滴加入鹽酸時(shí)，NaHCO3馬上產(chǎn)生氣泡，Na2CO3起先無(wú)明顯現(xiàn)象，后有無(wú)色氣體放出，D不正確。答案：C5．節(jié)目焰火表演，精彩紛呈，讓人驚羨不已。下列關(guān)于焰色反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()A．焰色反應(yīng)是金屬化合物的性質(zhì)B．NaCl與N