第1课时钠的重要化合物经典导学案.docx

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第1课时钠的重要化合物经典导学案

第二节　几种重要的金属化合物

第1课时　钠的重要化合物

学习目标

核心素养建构

1.掌握Na2O、Na2O2等金属氧化物的性质。

2．比较Na2CO3、NaHCO3物理性质和化学性质的差异及相互转化。

『知识梳理』

一、钠的氧化物

1．氧化钠的性质

氧化钠属于碱性氧化物，具有碱性氧化物的通性。

写出下列反应方程式：

（1）与水反应：

Na2O＋H2O===2NaOH；

（2）与酸性氧化物（如CO2）反应：

Na2O＋CO2===Na2CO3；

（3）与酸（如HCl）反应：

Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O。

2．过氧化钠的性质

实验操作

实验现象

实验结论

①试管发烫，带火星的木条复燃；

②滴加酚酞后溶液先变红，然后褪色

Na2O2与水反应生成O2同时放出较多的热量，中间产物具有漂白性

写出下列反应方程式：

（1）与H2O反应：

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；

（2）与CO2反应：

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。

[微自测]

1．下列关于钠的氧化物的叙述正确的是（　　）

A．Na2O2是白色固体，和冷水作用得到O2和NaOH

B．Na2O2与水的反应中，氧化剂是Na2O2，还原剂是水

C．Na2O不稳定，能继续被O2氧化生成Na2O2

D．都能与酸反应，生成含氧酸盐，都是碱性氧化物

答案　C

二、碳酸钠和碳酸氢钠

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

Na2CO3性质稳定，NaHCO3不稳定，易分解，反应方程式为2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O。

（2）与酸（足量盐酸）反应（写出相应的离子方程式）

①Na2CO3：

CO

＋2H＋===CO2↑＋H2O；

②NaHCO3：

HCO

＋H＋===CO2↑＋H2O__。

（3）与碱（氢氧化钠）反应：

①Na2CO3与NaOH不反应。

②NaHCO3：

NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。

[微自测]

2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。

（1）向碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中滴入稀盐酸，立即产生气泡（　　）

（2）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（　　）

（3）NaHCO3溶液中加入稀HCl：

CO

＋2H＋===CO2↑＋H2O（　　）

（4）用如图装置（夹持、加热装置已略）进行实验，由②中澄清石灰水变浑浊，可证明①中NaHCO3固体受热分解（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）√

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。

2．操作

3．几种金属的焰色

金属

钠

钾

焰色

黄色

紫色（观察时要透过蓝色钴玻璃）

[微自测]

3．Na2CO3和NaHCO3是重要的化工原料，请回答：

（1）两物质的水溶液分别与足量盐酸混合，反应的离子方程式分别为_________________________________________________________、

_________________________________________________________。

（2）除去Na2CO3固体中少量NaHCO3的方法，写出化学方程式_________________________________________________________。

（3）两物质的焰色反应分别为________色、________色。

答案　

（1）CO

＋2H＋===CO2↑＋H2O

HCO

＋H＋===CO2↑＋H2O

（2）2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O

（3）黄　黄

探究一　有关Na2O2与CO2、H2O的反应

[探究素材]

1．掌握过氧化钠的三个注意点

（1）Na2O2不是碱性氧化物，因其与酸（盐酸、稀硫酸等）反应时除生成盐和水外，还生成O2，不符合碱性氧化物的概念。

（2）Na2O2具有强氧化性，能氧化S2－、SO2、SO

、Fe2＋、酸碱指示剂等。

（3）Na2O2的水溶液具有漂白性，因此Na2O2的水溶液能氧化有色物质而使之褪色，能漂白品红溶液、酸碱指示剂、有色布条等。

2．Na2O2与H2O的反应过程分析

Na2O2与水的反应可分为两个过程：

①Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2

②2H2O2===2H2O＋O2↑

所以Na2O2与H2O反应时，Na2O2既是氧化剂又是还原剂。

反应过程中有H2O2生成，H2O2有强氧化性，故向反应后的水溶液中滴加酚酞溶液时，溶液先变红后褪色。

[探究题目]

1.如图所示装置，试管b中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒，U形管中注有浅红色的水，将气球用橡皮筋紧缚在试管口。

实验时将气球a中的Na2O2抖

落到试管b的水中，下列叙述的现象正确的是（　　）

A．U形管内红色的水褪色　

B．试管内溶液变红

C．气球a被吹大膨胀　

D．U形管中水位不变

解析　Na2O2抖落到试管b的水中后发生反应：

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，该反应产生的O2使气球a膨胀，放出的热量使锥形瓶中的气体膨胀，导致U形管中c端水位下降，d端水位上升。

故选C。

答案　C

　　　　　　　CO2的反应四大关系

[探究素材]

1．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。

2．固体质量的关系

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（实际上该反应不能发生）。

3．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，所以有1molO2生成时，转移的电子均为2mol。

4．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，可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O（g）发生反应。

[探究题目]

2．200℃时CO2和水蒸气的混合气体共23.2g与足量的Na2O2充分反应后，固体质量增加了7.2g，则原混合气体的物质的量为（　　）

A．0.2molB．0.6mol

C．0.8molD．1.0mol

解析　方法一：

设混合气体中CO2、H2O的物质的量分别为x、y。

2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2　固体的质量差

2mol88g－32g＝56g

x28x

2H2O（g）＋2Na2O2===4NaOH＋O2　固体的质量差

2mol36g－32g＝4g

y2y

则：

44x＋18y＝23.2　28x＋2y＝7.2

解得x＝0.2mol，y＝0.8mol

则混合气体的总物质的量为

0．2mol＋0.8mol＝1.0mol。

方法二：

200℃时

2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2

21

2H2O（g）＋2Na2O2===4NaOH＋O2

21

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，固体质量增加了7.2g，则根据质量守恒：

m（O2）＝23.2g－7.2g＝16g，则n（O2）＝16g/32g·mol－1＝0.5mol，则n（H2O）＋n（CO2）＝2n（O2）＝1.0mol。

答案　D

探究二　Na2CO3与NaHCO3

从微观反应原理认识Na2CO3与盐酸反应

[探究素材]

1．向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液（开始时酸过量）

2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O

2．向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸（开始时酸不足）

HCl＋Na2CO3===NaCl＋NaHCO3

HCl＋NaHCO3===NaCl＋CO2↑＋H2O

结论：

不同的滴加顺序产生不同的现象，这也是不用其他试剂就可鉴别Na2CO3溶液和盐酸的原理。

[探究题目]

3．分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100mL，再通入一定量的CO2，随后分别各取20mL溶液，向其中逐滴滴入0.2mol/L的盐酸，在标准状况下产生CO2的体积（y轴）与所加入盐酸的体积（x轴）的关系如下图（分A、B两种情况）：

（1）在A情况下，溶质是________（填化学式），其物质的量之比为________。

（2）在B情况下，溶质是________（填化学式），其物质的量之比为________。

（3）原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________。

解析　CO2通入NaOH溶液中进行反应时，据CO2量与NaOH量的相对多少，有这样几个阶段：

①CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，此时溶质可能为NaOH和Na2CO3或只有Na2CO3（刚好反应）；②Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，此时溶质可能为Na2CO3和NaHCO3或只有NaHCO3。

据图分析：

B情况最终生成的CO2（其实就是最初通入与NaOH溶液反应的）是A情况的2倍。

（3）当加入150mL盐酸时，恰好完全反应，此时溶液中溶质为NaCl。

据元素守恒有n（NaOH）＝n（Na＋）＝（Cl－）＝0.2mol/L×0.15L＝0.03mol，所以原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为0.03mol/0.02L＝1.5mol/L。

答案　

（1）NaOH、Na2CO3　1∶1

（2）Na2CO3、NaHCO3　1∶1　（3）1.5mol·L－1

　　　　　　　鉴别方法

[探究素材]

1．利用热稳定性不同鉴别。

2．利用和酸反应生成气体的速率不同鉴别（相同条件下）。

3．利用阴离子的不同鉴别。

4．利用溶液的酸碱性不同鉴别（相同条件下）。

[探究题目]

4．在课堂上老师出示了两瓶失去标签的Na2CO3和NaHCO3无色饱和溶液，希望班里同学提出简便的鉴别方法，该班同学踊跃提出看法，其中不合理的是（　　）

①用干燥的pH试纸检验，pH大的是Na2CO3

②取等量的溶液于两支试管中，各滴入酚酞溶液，红色较深的是Na2CO3

③取等量的溶液于两支试管中，加热，有气泡产生的是NaHCO3

④取等量的溶液于两支试管中，逐滴加入稀盐酸，开始就有气体放出的是NaHCO3

⑤取等量的溶液于两支试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3

⑥取等量的溶液于两支试管中，滴加Ba（OH）2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3

A．①②B．③⑥

C．④⑤D．②⑤

解析　③中因为NaHCO3溶液受热时NaHCO3不分解，只有NaHCO3固体受热才分解；⑥中分别向两支试管中滴加Ba（OH）2溶液，都能出现白色沉淀，化学方程式为Na2CO3＋Ba（OH）2===2NaOH＋BaCO3↓，2NaHCO3＋Ba（OH）2===Na2CO3＋BaCO3↓＋2H2O。

答案　B

　　　　　　　混合物的除杂

[探究素材]

混合物（括号内为杂质）

除杂方法及试剂

Na2CO3固体（NaHCO3）

加热至恒重

NaHCO3溶液（Na2CO3）

通入足量CO2气体

Na2CO3溶液（NaHCO3）

加入适量NaOH溶液

[探究题目]

5．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

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和盐酸都能与NaHCO3、Na2CO3反应。

答案　A

1．分类是学习和研究化学的一种重要方法，下列分类合理的是（　　）

A．K2CO3和K2O都属于盐

B．KOH和Na2CO3都属于碱

C．H2SO4和HNO3都属于酸

D．Na2O和Na2SiO3都属于氧化物

解析　氧化钾属于氧化物，不是盐，A错误；碳酸钠属于盐，B错误；两种都属于酸，C正确；硅酸钠属于盐，D错误。

答案　C

2．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4

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2。

根据元素守恒，固体增重质量等于参加反应水中氢元素的质量，即18gH2O参加反应，固体增重2g。

答案　B

3．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）2　②盐酸　③CaCl2　④NaOH　⑤加热

A．①③B．①④

C．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

4．某二价金属的碳酸盐和碳酸氢盐的混合物与足量盐酸反应。

消耗H＋和产生CO2的物质的量之比为5∶4，该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为（　　）

A．1∶2B．2∶3

C．3∶4D．4∶5

解析　令碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量分别为xmol、ymol，则：

所以（2xmol＋2ymol）∶（xmol＋2ymol）＝5∶4，解得x∶y＝2∶3，故选B。

答案　B

5．如图表示A～E五种物质间的相互转化关系，其中A为淡黄色固体，B为单质。

回答下列问题：

（1）写出各物质的化学式：

A________，B________，

C________，D________，E________。

（2）写出B→C、D→E反应的离子方程式：

B→C：

________________________________________________；

D→E：

________________________________________________。

解析　A是淡黄色固体，可知是Na2O2，B是单质可制取A，知B是Na，A与CO2反应生成D，知D为Na2CO3；B与Cl2反应生成E，知E为NaCl；Na2O2、Na都能生成C，知C为NaOH。

答案　

（1）Na2O2　Na　NaOH　Na2CO3　NaCl

（2）2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑

CO

＋2H＋===CO2↑＋H2O（答案合理即可）

课时作业

基础巩固

1．实验：

用脱脂棉包住0.2gNa2O2粉末，放在石棉网上，在脱脂棉上滴加几滴水，可以观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。

此实验的分析正确的是（　　）

A．Na2O2在反应中只作氧化剂

B．由于Na2O2与H2O反应放出热量和氧气，所以脱脂棉剧烈燃烧

C．Na2O2与H2O的反应中有氢氧化钠生成，Na2O2是典型的碱性氧化物

D．Na2O2与H2O的反应中有氧气生成，可用于防毒面具上

解析　Na2O2与H2O反应生成氢氧化钠和氧气，Na2O2在反应中既作氧化剂又作还原剂，A项错误；脱脂棉剧烈燃烧说明具备燃烧的条件，剧烈燃烧应该有大量氧气，只有该反应是放热反应才能使脱脂棉温度达到着火点，可知该反应有氧气生成且放热，B项正确；Na2O2不是碱性氧化物，C项错误；Na2O2与H2O的反应中有氧气生成，但防毒面具没有水的来源，D项错误。

答案　B

2．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

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，首先会与水反应生成NaOH和O2，生成的NaOH使紫色石蕊溶液变蓝色；由于反应过程中会生成过氧化氢，H2O2具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。

答案　B

3．关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法错误的是（　　）

A．热稳定性：

NaHCO3＜Na2CO3

B．与同浓度盐酸反应的剧烈程度：

NaHCO3＜Na2CO3

C．相同温度时，在水中的溶解性：

NaHCO3＜Na2CO3

D．等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应产生的CO2质量相同

解析　NaHCO3与同浓度盐酸的反应比Na2CO3更剧烈，B错误。

答案　B

4．欲鉴别浓度均为3mol/L的Na2CO3和NaHCO3两溶液，下列方法可行的是（　　）

①分别滴入澄清石灰水　②分别加入氯化钙溶液　③分别滴入3mol/L的盐酸　④分别滴入NaOH溶液

A．②③B．①②

C．①②③D．①③④

解析　①分别滴入澄清石灰水，与Na2CO3和NaHCO3两种溶液反应都生成碳酸钙沉淀，不能鉴别，错误；②碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀，碳酸氢钠溶液与氯化钙溶液不反应，可鉴别，正确；③NaHCO3与盐酸反应生成CO2，而向Na2CO3溶液中逐滴滴加盐酸，先生成NaHCO3，没有气体产生，当完全生成NaHCO3之后，才开始有CO2气体生成，可鉴别，正确；④向Na2CO3溶液滴入NaOH溶液不反应，向NaHCO3溶液滴入NaOH溶液反应生成碳酸钠和水，无明显现象，不能鉴别，错误，A项正确。

答案　A

5．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。

则原溶液中可能含有的离子是（　　）

A．Cu2＋B．Mg2＋

C．Ba2＋D．Fe3＋

解析　在溶液中Cu2＋、Fe3＋均有颜色，故可排除A、D两项。

Na2O2与水反应生成NaOH和O2，生成的NaOH与Mg2＋反应产生Mg（OH）2白色沉淀，而不与Ba2＋产生沉淀，故B项正确。

答案　B

6．下列对焰色反应实验操作注意事项的说明，正确的是（　　）

①钾的火焰颜色，要透过蓝色钴玻璃观察　②先把铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同，再蘸取被检验的物质　③每次实验后，要用盐酸把铂丝洗净　④实验时最好选择本身颜色较微弱的火焰　⑤没有铂丝，也可用光洁无锈的铁丝代替

A．仅有③不正确B．仅有④不正确

C．仅有⑤不正确D．全对

解析　①为了滤去黄光；②、③除去铂丝上的杂质；④本身颜色越微弱的火焰在实验时干扰越小，被检验物质的火焰颜色越明显；⑤焰色反应除用铂丝外，还可以用光洁无锈的铁丝、镍丝、铬丝等。

答案　D

7．在一定条件下，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∶1

C．7∶6D．6∶7

解析　由反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，可知混合物在常温下跟足量的Na2O2固体反应，生成的固体为Na2CO3固体，1molNa2O2生成1molNa2CO3，质量增加28g，恰好为CO的质量，固体增重14g，说明原混合气体中CO为14g，则O2为26g－14g＝12g，所以原混合气体中O2和CO的质量比为12g∶14g＝6∶7，D项正确。

答案　D

8．把过氧化钠投入含有HCO

、Cl－、Mg2＋、Na＋的水溶液中，离子数目不变的是（　　）

A．HCO

B．Cl－

C．Mg2＋D．Na＋

解析　过氧化钠先和水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠在水溶液中能电离出自由移动的氢氧根离子和钠离子，氢氧根离子能和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，氢氧根离子和碳酸氢根离子反应生成水和碳酸根离子，所以发生反应的离子方程式为：

2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑，2OH－＋Mg2＋===Mg（OH）2↓，HCO

＋OH－===H2O＋CO

，溶液中离子数目减少的为HCO

、Mg2＋，增加的为Na＋，不变的为Cl－。

答案　B

9．下图为几种物质的转化关系，其中A为金属，B为淡黄色固体粉末，每一物质均含有A元素。

（1）写出下列物质的化学式：

B________，C________，E________，F________。

（2）写出下列各步反应的化学方程式：

C→E__________________________________________；

C→F__________________________________________；

F→C__________________________________________。

解析　推断题的关键是找突破口，根据A为金属，B为淡黄色固体粉末，可知A为Na，B为Na2O2，前后联系，可知其他物质。

由钠的性质，

可知，D、E分别为Na2O、NaCl、NaOH中的一种，由Na2O2的性质可知，C必为Na2CO3，则F为NaHCO3，由Na2CO3→E可知，E为NaOH或NaCl，由D→C知，E为NaOH时，D只能为Na2O；当E为NaCl时，D可以为Na2O或NaOH。

答案　

（1）Na2O2　Na2CO3　NaOH（或NaCl）　NaHCO3

（2）Na2CO3＋Ba（OH）2===BaCO3↓＋2NaOH（或Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O）（答案合理即可）　Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3

2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O

10．A、B、C、D、F五种物质的焰色反应均为黄色，A、B、C、D与盐酸反应均生成E，此外B还生成一种可燃性气体。

而C、D还生成一种无色无味气体H，该气体能使澄清石灰水变浑浊。

D和A可反应生成C，F和H也可反应生成C和另一种无色无味气体。

请回答下列问题：

（1）写出A、C、F的化学式

A________；C________；F________。

（2）写出F和H反应的化学方程式_____________________________

___________________________________________________________。

（3）写出下列反应的离子方程式：

①D＋盐酸_____________________________________________；

②B＋水_______________________________________________。

解析　由焰色反应为