新版人教版版 必修一 第二章第二节钠的化合物.docx
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新版人教版版必修一第二章第二节钠的化合物
第二课时 钠的几种化合物
[明确学习目标] 1.了解Na2O、Na2O2的性质和用途。
2.掌握Na2CO3、NaHCO3的性质和用途。
3.了解焰色试验的应用及实验操作。
学生自主学习
一、钠的氧化物——氧化钠和过氧化钠
1．氧化钠的性质（碱性氧化物）
钠在空气中变化过程：
Na
Na2O
NaOH
NaOH溶液
Na2CO3·10H2O
Na2CO3
2．过氧化钠（过氧化物）
（1）Na2O2与水反应的实验探究
（2）Na2O2的性质
（3）Na2O2与水反应的电子转移问题
Na2O2与水反应的原理：
①Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2
②2H2O2=2H2O+O2↑
①ⅹ2+②得：
2Na2O2+4H2O=4NaOH+2H2O+O2↑
过氧化钠与水反应时，过氧化钠在反应中既作氧化剂，又作还原剂，且二者个数比为1:
1。
氧气是氧化产物，水是还原产物。
（4）Na2O2与二氧化碳反应的电子转移问题
小结：
Na2O2与水或二氧化碳反应，每生成1分子O2转移2个电子。
（5）Na2O2的用途：
漂白剂、供氧剂。
（6）Na2O与Na2O2的比较
化学式
Na2O
Na2O2
组成结构
两个Na+和1个O2-
两个Na+和1个O22-
氧元素化合价
－2
－1
色、态
白色固体
淡黄色固体
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
类别
碱性氧化物
过氧化物
制取
4Na+O2
2Na2O
4Na+O2
2Na2O
与水反应的化学方程式
Na2O+H2O=2NaOH
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
与CO2反应的化学方程式
Na2O+CO2=Na2CO3
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
与盐酸反应的化学方程式
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
联系
（7）Na2O2投入溶液中需要考虑的因素
－1价介于氧的两种较稳定化合价0价和－2价之间，因此Na2O2既可以在一定条件下获得电子表现氧化性（如与SO2、Fe2+、品红等反应），也可以在一定条件下失去电子表现还原性（如与H+和MnO4反应），还可以在一定条件下发生歧化反应（如与H2O、CO2等反应），但以氧化性为主。
Na2O2投入溶液中需要考虑3方面的因素：
①生成NaOH、O2：
需考虑与OH－不共存的离子
②Na2O2具有强氧化性：
需要考虑溶液中还原性的离子
③Na2O2具有漂白性：
过量时可氧化指示剂（有机色质）
（A）Na2O2投入稀盐酸
可以看成①2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
②NaOH+HCl=NaCl+H2O
1+②ⅹ4得：
2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
离子反应方程式：
2Na2O2+4H+=4Na++2H2O+O2↑
（B）Na2O2投入CuSO4溶液
①2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
②2NaOH+CuSO4=Cu（OH）2↓+Na2SO4
①+②ⅹ2得：
2Na2O2+2H2O+2CuSO4=2Cu（OH）2↓+2Na2SO4+O2↑
离子反应方程式：
2Na2O2+2H2O+2Cu2+=2Cu（OH）2↓+4Na++O2↑
（C）Na2O2投入NaHCO3溶液
①2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
②NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O
①+②ⅹ4得：
2Na2O2+2H2O+2CuSO4=2Cu（OH）2↓+2Na2SO4+O2↑
离子反应方程式：
2Na2O2+2H2O+2Cu2+=2Cu（OH）2↓+4Na++O2↑
（D）Na2O2投入SO2的水溶液（强氧化性）
Na2O2+SO2=Na2SO4
（E）Na2O2投入Na2SO3溶液（强氧化性）
Na2O2+Na2SO3=2Na2SO4
（F）Na2O2投入FeCl2溶液（强氧化性）
首先过氧化钠和水反应得到氢氧化钠和过氧化氢：
Na2O2+2H2O==2NaOH+H2O2
过氧化氢再氧化氯化亚铁得到氯化铁
3H2O2+6FeCl2==2Fe（OH）3↓+4FeCl3
此外氢氧化钠还会和氯化铁反应得到氢氧化铁
3Na2O2+6FeCl2+6H2O=2FeCl3+4Fe（OH）3↓+6NaCl
（G）Na2O2投入H2S溶液（强氧化性）
Na2O2+H2S=2NaOH+S↓
（H）过量Na2O2投入石蕊溶液（与水反应生成碱，且具有漂白性）
先变蓝后褪色，且有气泡生成。
（J）过量Na2O2投入酚酞溶液（与水反应生成碱，且具有漂白性）
先变红后褪色，且有气泡生成。
（K）Na2O2投入KMnO4/H+溶液（还原性）
2MnO4-+5Na2O2+16H+=2Mn2++5O2↑+8H2O+10Na+
2KMnO4＋5Na2O2＋8H2SO4＝ K2SO4 ＋5Na2SO4＋2MnSO4＋8H2O
3．过氧化钠的有关计算
2CO2＋2Na2O2＝2Na2CO3＋O2
2H2O＋2Na2O2＝4NaOH＋O2↑
（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的分子数之比均为2:
1。
（2）气体体积关系：
若CO2和水蒸气的混合气体（或单一气体）通过足量Na2O2，气体体积的减少量等于原混合气体体积的1/2且等于生成氧气的体积。
（3）电子转移关系：
当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量关系为2Na2O2～O2～2e－。
（4）固体质量关系：
相当于固体（Na2O2）只吸收了CO2中的“CO”的质量，H2O中的“H2”的质量；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）。
（5）先后顺序关系：
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O（g）的混合物的反应，可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O发生反应。
（6）应用指南：
凡分子组成符合（CO）m·（H2）n的物质，Wg该物质在O2中完全燃烧，将其产物（CO2和水蒸气）通过足量的Na2O2后，Na2O2固体增重必为Wg。
中学阶段常见的符合这一关系的物质有：
无机物：
H2、CO及H2、CO的混合气体；有机物：
CH4O（甲醇）、CH2O（甲醛）、CH3COOH（乙酸）、HCOOCH3（甲酸甲酯）、CH3CH（OH）COOH（乳酸）、C6H12O6（葡萄糖）。
【例3】在120℃，使18克H2完全燃烧的产物，通过足量Na2O2，Na2O2固体质量增加18克。
二、钠的盐——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
Na2CO3
NaHCO3
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：
碳酸钠固体加少量水生成Na2CO3•xH2O，放热。
碳酸氢钠加水部分溶解，温度计示数下降。
碳酸钠和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，Na2CO3的碱性稍强。
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2NaHCO3
Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
3.碳酸钠、碳酸氢钠的主要化学反应
性质
Na2CO3
NaHCO3
碱性
Na2CO3、NaHCO3水溶液均呈碱性，Na2CO3的碱性稍强。
热稳定性
稳定，加热不易分解
不稳定，加热易分解
2NaHCO3
Na2CO3＋H2O＋CO2↑
与NaOH溶液反应
不反应
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
与澄清石灰水反应
出现白色沉淀
Na2CO3+Ca（OH）2
=CaCO3↓+2H2O
出现白色沉淀
NaHCO3（少量）+Ca（OH）2
=CaCO3↓+NaOH+H2O
2NaHCO3+Ca（OH）2（少量）
=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
与二氧化碳反应
Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3
不反应
与盐酸反应
Na2CO3＋HCl=
NaHCO3+NaCl
Na2CO3＋2HCl=
2NaCl＋H2O＋CO2↑
NaHCO3+HCl=
NaCl＋H2O＋CO2↑
NaHCO3与酸反应的剧烈程度强于Na2CO3
与钙盐（或钡盐）溶液反应
出现白色沉淀
Na2CO3+CaCl2
=CaCO3↓+2NaCl
Na2CO3+BaCl2
=BaCO3↓+2NaCl
不反应
相互转化
用途
用于玻璃、肥皂、洗涤剂、造纸、
纺织等工业
制发酵剂、灭火剂，医疗上用于治疗胃酸过多
4.碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别、除杂、相互转化
（1）鉴别：
碳酸钠与碳酸氢钠的固体鉴别：
加热。
结论：
产生能使澄清石灰水变浑浊的气体的是碳酸氢钠。
碳酸钠与碳酸氢钠的溶液鉴别：
①逐滴加入稀盐酸，立刻产生气泡的是碳酸氢钠溶液。
②测相同浓度的二者的稀溶液的pH，pH大的是Na2CO3。
③加入氯化钙或者氯化钡溶液，产生沉淀的是碳酸钠溶液。
（2）除杂：
①除去碳酸钠固体中混有的碳酸氢钠，加热至恒重。
②除去碳酸氢钠溶液中混有的碳酸钠，通入足量的二氧化碳。
三、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
金属元素
钠
钾
锂
钙
锶
钡
铜
焰色
黄色
紫色（观察时要透过蓝色钴玻璃）
紫红色
砖红色
洋红色
黄绿色
绿色
4．应用
（1）用于金属单质或其离子的鉴别。
（2）制造节日烟花。
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2NaHCO3
Na2CO3＋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。
课堂互动探究
知识点一 氧化钠和过氧化钠
氧化钠与过氧化钠的比较
1 氧化钠与过氧化钠的相同点是（ ）
A．均是淡黄色固体
B．均是碱性氧化物
C．均能与水反应生成碱
D．均能与二氧化碳反应放出氧气
[批注点拨]
[解析] 氧化钠为白色固体，过氧化钠为淡黄色固体，A错误；过氧化钠属于过氧化物，不属于碱性氧化物，B错误；氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠，无氧气生成，D错误。
[答案] C
[练1] 下列关于过氧化钠的叙述正确的是（ ）
A．过氧化钠能与酸反应生成盐和水，所以过氧化钠是碱性氧化物
B．过氧化钠能与水反应，所以过氧化钠可以作很多气体的干燥剂
C．过氧化钠与水反应时，过氧化钠是氧化剂，水是还原剂
D．过氧化钠与二氧化碳反应时，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂
答案 D
解析 产物中还有O2生成，故Na2O2不是碱性氧化物，A错误；Na2O2与H2O反应产生O2，故Na2O2不能作干燥剂，B错误；Na2O2与水、CO2的反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，C错误，D正确。
方法规律
（1）Na2O2与硫酸反应除生成Na2SO4和水外还生成O2，所以Na2O2不是碱性氧化物。
（2）Na2O2与H2O（或CO2）反应时，过氧化钠中的一个负一价氧原子得到另一个负一价氧原子的电子，因此每生成1个O2转移2个电子，所以，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂，而H2O（或CO2）既不是氧化剂，又不是还原剂。
[练2] 过氧化钠（Na2O2）是一种淡黄色固体，能与水反应。
常用在呼吸面具和潜水艇里作为氧气的来源，还可用作熔矿剂，使某些不溶于酸的矿物分解。
用脱脂棉包住约0.2g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。
回答：
（1）由实验现象所得的有关过氧化钠与水反应的结论是：
a．有氧气生成；
b．________。
（2）某研究性学习小组拟用如图所示装置进行实验，以证明上述结论。
①用以验证结论a的实验方法是____________________________________。
②用以验证结论b的实验方法是________________________________。
答案
（1）反应放热
（2）①将带火星的木条靠近p处，木条复燃，证明有氧气生成 ②将q连导管后插入水中，有气泡冒出，证明反应放热
解析
知识点二 碳酸钠和碳酸氢钠的性质探究
1．碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应
（1）按图中要求完成实验：
在两支试管中分别加入3mL稀盐酸，将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管口。
将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。
观察到的实验现象是①两个气球体积均膨胀；②NaHCO3与盐酸混合比Na2CO3与盐酸混合气球膨胀得快且大。
（2）实验结论：
NaHCO3与盐酸反应比等质量Na2CO3与盐酸反应产生气体多且更加剧烈。
（3）碳酸钠与盐酸反应的化学方程式是Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，离子方程式是CO
＋2H＋===CO2↑＋H2O；碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式是NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，离子方程式是HCO
＋H＋===CO2↑＋H2O。
2 有关纯碱和小苏打的叙述正确的是（ ）
A．等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量稀盐酸反应，NaHCO3产生的CO2多
B．等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的同种盐酸反应，NaHCO3消耗的盐酸多
C．向NaHCO3溶液中滴入澄清石灰水无沉淀产生，而Na2CO3溶液中加入澄清石灰水出现白色沉淀
D．Na2CO3和NaHCO3都既能与酸反应，又能与氢氧化钠反应
[批注点拨]
[解析] Na2CO3、NaHCO3分别与HCl反应，有关物质的质量关系是：
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
106g73g44g
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
84g36.5g44g
显然，等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应，NaHCO3产生二氧化碳多，Na2CO3消耗盐酸多，故A正确，B不正确；向NaHCO3溶液中滴加Ca（OH）2有如下反应：
HCO
＋OH－===CO
＋H2O，CO
＋Ca2＋===CaCO3↓，C选项不正确；Na2CO3溶液不能与NaOH反应，D选项不正确。
[答案] A
[练3] 关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法不正确的是（ ）
A．热稳定性：
NaHCO3B．在水中的溶解性：
NaHCO3C．与盐酸反应的速率：
NaHCO3D．等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应产生的CO2质量不同
答案 C
解析 Na2CO3受热时不分解，NaHCO3受热时可分解：
2NaHCO3
Na2CO3＋H2O＋CO2↑，A正确；相同条件下，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，B正确；NaHCO3与盐酸的反应速率比Na2CO3与盐酸的反应速率快，C错误；当Na2CO3、NaHCO3质量相同时，二者与足量盐酸反应，产生的CO2质量不同，D正确。
[练4] 有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是（ ）
方案
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为Na2CO3
B
分别加入到等浓度的稀盐酸中
反应较剧烈者为Na2CO3
C
分别加入CaCl2溶液
产生沉淀者为Na2CO3
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为Na2CO3
答案 C
解析 A项，选项中发生的反应分别为Na2CO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋2NaOH，2NaHCO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，两者现象相同（产生白色沉淀），错误；B项，滴加到等浓度的稀盐酸中NaHCO3溶液反应更剧烈，错误；C项，Na2CO3与CaCl2发生反应：
Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl，产生白色沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应，正确；D项，逐滴加入盐酸时，NaHCO3立即产生气泡，Na2CO3开始无气泡产生，过一会儿才产生气泡，错误。
方法规律 Na2CO3溶液与盐酸互滴时反应现象的不同点
（1）向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液（开始时酸过量）
2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O
现象：
立即产生大量的气泡。
（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
现象：
刚开始无气泡产生，盐酸滴加到一定量后，有气泡产生。
结论：
不同的滴加顺序产生不同的现象，这也是鉴别Na2CO3溶液和盐酸的一种方法。
本课归纳总结
1.Na2O2为淡黄色固体，能与CO2、H2O反应放出O2，可作供氧剂。
反应方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。
2．Na2CO3俗名纯碱、苏打，NaHCO3俗名小苏打，二者水溶液均呈碱性，均能与酸反应。
3．Na2CO3与NaHCO3可相互转化
Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3,2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
4．焰色反应中钠呈黄色，钾的焰色透过蓝色钴玻璃观察显紫色。
学习效果检测
1．下表为某轻质纯碱产品说明书：
其中有错误的一项是（ ）
A．化学名B．性状C．化学式D．用途
答案 B
解析 纯碱溶于水后其水溶液呈弱碱性，B项错误。
2．下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是（ ）
A．Na2O比Na2O2稳定
B．均可与CO2、H2O反应产生氧气
C．所含氧元素的化合价均为－2
D．阴阳离子的个数比均为1∶2
答案 D
解析 Na2O能被O2氧化为Na2O2，Na2O2比Na2O稳定，A错误；Na2O与CO2、H2O反应不产生氧气，B错误；Na2O2中氧元素为－1价，C错误；Na2O中阴阳离子分别为O2－、Na＋，Na2O2中阴阳离子分别为O
、Na＋，个数比均为1∶2，D正确。
3．观察是研究物质性质的一种基本方法。
一同学将一小块金属钠露置于空气中，观察到下列现象：
银白色
变暗
变白色
出现液滴
白色固体。
下列说法正确的是（ ）
A．银白色变暗是因为生成了过氧化钠
B．出现液滴是因为NaOH具有吸湿性
C．过程④只发生了物理变化
D．最后得到的白色固体是NaOH
答案 B
解析 A项，钠与O2在常温下生成Na2O；C项，过程④发生的反应为2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O；D项，最后得到的白色固体为Na2CO3。
4．下列关于Na2O和Na2O2的叙述中正确的是（ ）
A．都是白色固体
B．都是碱性氧化物
C．都能和二氧化碳反应生成纯碱
D．都是强氧化剂
答案 C
解析 Na2O2为淡黄色固体，Na2O为白色固体，A错误；因为碱性氧化物与酸反应只生成盐和水，而Na2O2与酸反应除生成盐和水还生成氧气，故Na2O2不属于碱性氧化物，B错误；Na2O2是强氧化剂，而Na2O的氧化性很弱，在溶液中进行的反应中Na2O不表现氧化性，D错误。
5．下列各组中的两种物质作用时，反应条件或反应物用量的改变，对生成物没有影响的是（ ）
A．Na2O2和H2OB．Na和O2
C．Ca（OH）2和CO2D．C和O2
答案 A
解析 A项中无论反应条件或反应物用量怎么改变，只发生反应：
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；B项中钠与O2反应由于条件的不同可生成Na2O或Na2O2；C项中，少量的CO2与Ca（OH）2溶液反应会生成CaCO3，CO2足量时会生成Ca（HCO3）2；D项中C与少量O2反应生成CO，O2足量时则会反应生成CO2。
6．胃酸的主要成分是盐酸，在医疗上，用以治疗胃酸过多的一种药剂是（ ）
A．小苏打B．纯碱C．烧碱D．石膏
答案 A
解析 能与盐酸反应且生成物无酸性、同时又不能对人体有强烈刺激的物质是符合本题要求的答案。
7．欲除去下列物质中的少量杂质，请填写所用方法及反应的化学方程式。
欲除去的少量杂质
方法
反应的化学
方程式
（1）Na2CO3固体中的NaHCO3
（2）NaCl溶液中的Na2CO3
（3）NaOH溶液中的Na2CO3
答案
（1）加热 2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O
（2）加入适量的盐酸至无气体放出
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
（3）加入适量的石灰水后过滤
Ca（OH）2＋Na2CO3===2NaOH＋CaCO3↓
解析
（1）将固体混合物加热，即可将Na2CO3固体中的NaHCO3除去。
（2）除杂原则是不增加新的杂质，所以要除去NaCl溶液中的Na2CO3应用HCl来除去。
（3）将混合液加入适量的石灰水，过滤即可除去杂质。
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