人教B版高中化学必修第一册第2章海水中的重要元素 钠和氯微专题3钠的化合物综合实验探究课件

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第二章微专题3　钠的化合物综合实验探究1.实验探究过氧化钠与水、二氧化碳的反应(1)Na2O2与H2O反应的历程①Na2O2+2H2O ══ 2NaOH+H2O2,②2H2O2 ══ 2H2O+O2↑;由①×2+②可得:2Na2O2+2H2O ══ 4NaOH+O2↑。Na2O2既是氧化剂又是还原剂,且氧化剂与还原剂个数之比为1∶1;反应过程中有H2O2生成,H2O2具有强氧化性。(2)Na2O2与CO2反应的历程①Na2O2+2H2O ══ 2NaOH+H2O2,②2NaOH+CO2 ══ Na2CO3+H2O,③2H2O2 ══ 2H2O+O2↑;由①×2+②×2+③可得:2Na2O2+2CO2 ══ 2Na2CO3+O2,故Na2O2与CO2反应时要有水参与,H2O可看作反应的催化剂。例1　[2023河南信阳高一期中]某课外活动小组设计了如图所示装置,验证Na2O2与CO2反应时需要与水接触。(1)装置分析①中反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。装置②中的试剂是　　　　(填字母)。 a.饱和NaHCO3溶液 b.饱和Na2CO3溶液 c.浓硫酸(2)进行实验①步骤1:打开弹簧夹K2,关闭K1,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。该步实验的目的是 　　　　　 　。 步骤2:打开弹簧夹K1,关闭K2,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。该步实验的目的是 　　　　　　。 ②实验证明步骤1中a处带火星的木条不复燃,步骤2中a处带火星的木条复燃。活动小组从而得出了“Na2O2跟CO2反应时需要与水接触”的结论。有同学认为步骤2的O2可能只是水与Na2O2反应产生的。请你设计实验证明装置⑤中的确发生了Na2O2跟CO2的反应。实验步骤和现象是 　　 　　　　。 根据上述实验的结论,可以认为Na2O2跟CO2反应过程是首先发生反应Na2O2+2H2O ══ 2NaOH+H2O2,然后发生了2NaOH+CO2 ══ Na2CO3+H2O和　　　 　　　　　(写化学方程式)两个反应。 答案 (1)CaCO3+2H+ ══ Ca2++H2O+CO2↑　a(2)①证明干燥的CO2不与Na2O2反应　证明Na2O2跟CO2在与水接触时能反应　②取装置⑤中反应后的固体,滴加稀盐酸,观察能否产生使澄清石灰水变浑浊的气体　2H2O2 ══ 2H2O+O2↑解析 (1)①的目的是制取二氧化碳气体,所用试剂是碳酸钙和盐酸,故反应的离子方程式是CaCO3+2H+ ══ Ca2++H2O+CO2↑;实验的目的是验证Na2O2跟CO2反应时需要与水接触,装置⑤和④一个是通入含有水的二氧化碳气体,一个是通入不含有水的二氧化碳气体,故③中的试剂一定是干燥用的浓硫酸。由于盐酸易挥发,则从①中出来的气体除了含有CO2、H2O外还含有HCl,则需要除去气体中的HCl,则可推测装置②应选用的是饱和的NaHCO3溶液,不仅能除去HCl气体,还能增加CO2气体。(2)①步骤1:打开弹簧夹K2,关闭K1,根据实验目的和上述分析,则是证明无水的CO2是不和Na2O2反应的。步骤2:打开弹簧夹K1,关闭K2则是证明Na2O2跟CO2反应时需要与水接触。②若步骤2中产生的氧气只是水和过氧化钠反应产生的,CO2没有参与反应,则装置⑤反应后的固体中就没有碳酸钠,故要证明装置⑤中的确发生了Na2O2跟CO2的反应,只需检验装置⑤反应后的固体中有碳酸钠。根据上述实验的结论,可以认为Na2O2跟CO2反应过程是首先发生反应Na2O2+2H2O ══ 2NaOH+H2O2,然后发生了2NaOH+CO2 ══ Na2CO3+H2O和2H2O2 ══ 2H2O+O2↑两个反应,把三个化学方程式叠加,即可得2Na2O2+2CO2 ══ 2Na2CO3+O2。2.实验探究碳酸钠、碳酸氢钠与酸的反应(1)Na2CO3与酸反应机理Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸:Na2CO3+HCl ══ NaCl+NaHCO3, NaHCO3+HCl ══ NaCl+CO2↑+H2O。稀盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液:Na2CO3+2HCl ══ 2NaCl+CO2↑+H2O。(2)NaHCO3与酸反应机理NaHCO3溶液中逐滴加入稀盐酸:NaHCO3+HCl ══ NaCl+CO2↑+H2O。例2　碳酸氢钠可广泛应用于医疗、生活和生产中。回答下列问题:(1)碳酸氢钠能中和胃酸,碳酸氢钠属于　　　　　　(填“酸”“碱”或“盐”)。 (2)生活中可用碳酸氢钠蒸馒头,用化学方程式解释其原理:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)碳酸钠和碳酸氢钠是厨房中的常见用品,为鉴别它们,取等质量的样品分别加入如图所示装置的气囊中做对比实验,依据　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的现象,推断出产生该现象的样品为碳酸氢钠;写出该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案 (1)盐(2)2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O(3)气囊膨胀速率快,体积大　 +H+ ══ CO2↑+H2O解析 (3)碳酸氢钠与盐酸反应产生CO2的速率比碳酸钠要快,106 g碳酸钠与盐酸反应生成44 g CO2,84 g碳酸氢钠与盐酸反应生成44 g CO2,则等质量时,碳酸氢钠产生CO2的体积大,故气囊膨胀速率快且体积大的是碳酸氢钠。1.[2023河南洛阳高一期中]2022年11月29日,神舟十五号载人飞船顺利进入预定轨道。飞船的轨道舱内安装盛有Na2O2颗粒的装置,为航天员供氧。回答下列问题:(1)Na2O2的供氧。过氧化钠能与人体呼出的酸性氧化物发生反应,其化学方程式为　　　　　　　　　,该反应中的还原剂是　　　　　　(填写化学式)。 (2)反应后组成的探究。Na2O2使用后会失去供氧能力(又称失效供氧剂),某“失效供氧剂”的化学组成可能是Na2CO3或NaHCO3或两者的混合物。为探究“失效供氧剂”的化学组成,化学探究小组进行如下实验:①取适量“失效供氧剂”于试管中,加热,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,产生该气体的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②称取19.0 g“失效供氧剂”加入足量稀硫酸,将生成的气体用浓硫酸干燥后,再用碱石灰完全吸收,碱石灰增重8.8 g,该“失效供氧剂”的化学组成为  (填写化学式)。答案 (1)2Na2O2+2CO2 ══ 2Na2CO3+O2　Na2O2(2)①2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O　②Na2CO3和NaHCO3解析 (1)人体呼出的酸性氧化物是二氧化碳,过氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2 ══ 2Na2CO3+O2, Na2O2中氧元素化合价由-1价降低为-2价,由-1价升高为0价,该反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂。(2)①取适量“失效供氧剂”于试管中,加热,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,说明是碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳。②称取19.0 g“失效供氧剂”加入足量稀硫酸,将生成的气体用浓硫酸干燥后,再用碱石灰完全吸收,碱石灰增重8.8 g,生成二氧化碳质量为8.8 g,根据Na2CO3~CO2,若二氧化碳全部是碳酸钠生成的,则碳酸钠质量为21.2 g。根据NaHCO3~CO2,若二氧化碳全部是碳酸氢钠反应得来,则碳酸氢钠质量为16.8 g,样品的质量为19.0 g,可知该“失效供氧剂”的化学组成为Na2CO3和NaHCO3。2.[2023浙江金华十校高一联考]某化学兴趣小组学习Na2O2的性质后,进行过氧化钠与水反应的探究实验。回答下列问题:(1)探究该反应的热效应实验装置如图所示,调节U形管内两侧液面相平,向试管中加入a g Na2O2粉末,再滴加10 mL蒸馏水及2~3滴酚酞溶液,试管内产生大量气泡,溶液先变红后褪色。①观察到U形管内液面　　　　　(填字母),说明该反应为放热反应。 A.左侧较高 B.右侧较高 C.左、右两侧一样高②写出该反应的离子方程式:　　 　　。 (2)探究溶液红色褪去的原因限选仪器及试剂:试管、胶头滴管、温度计、蒸馏水、酚酞溶液、MnO2粉末。①提出合理猜想:猜想一:反应放热,酚酞受热分解,使溶液红色褪去;猜想二:　　　　　　　　　　　　　　　。 ②设计方案证明猜想:向a g Na2O2中加入10 mL蒸馏水,所得溶液分别置于试管1和试管2中,请将实验操作、现象和结论补充完整:③在试管2中,加入少量MnO2粉末的作用是　 。  答案 (1)①B　②2Na2O2+2H2O ══ 4Na++4OH-+O2↑(2)①反应过程中生成漂白性物质H2O2,使溶液红色褪去②溶液先变红,后褪色　溶液变红,不褪色③作催化剂,将产生的H2O2催化分解解析 (2)①根据物质的性质,猜想二为反应过程中生成漂白性物质H2O2,使溶液红色褪去;②猜想一是反应放热,酚酞受热分解,使溶液红色褪去,先冷却至室温后证明猜想一不成立,故实验现象为溶液先变红,后褪色;要证明猜想二成立,即证明反应生成了H2O2,故实验现象为溶液变红,不褪色;③在试管2中,加入少量MnO2粉末的作用是作催化剂,将产生的H2O2催化分解。3.[2023湖南长郡中学高一期中]实验室测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数,设计了下列两种不同实验方案进行探究。【方案一】将少量样品溶于水与足量沉淀剂氢氧化钡溶液反应,过滤、洗涤、干燥、称重。(1)实验中发生反应的离子方程式为　　　　　　、 　　　　　　　。 (2)过滤后需要洗涤沉淀,洗涤沉淀的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,检验沉淀洗净的方法是　　　　　　　　 　。 【方案二】将样品与足量稀硫酸反应,测定生成气体的体积。(3)同学们拟选用下列实验装置完成实验:你认为最简易的装置其连接顺序是A→　　　　　(填接口字母)。  (4)仔细分析实验装置后,同学们经讨论认为该装置会引起较大误差,于是他们设计了如图所示的实验装置。①装置中导管a的作用有　　　　　　　　　　、　  　。 ②为了较准确测量气体的体积,在读反应前后量气管中液面的读数求其差值的过程中,除视线平视外还应注意　　　(填字母)。 A.反应装置应冷却至室温B.一段时间后,乙管中液面不再上升时读数C.读数时应上下移动右侧量气管,使甲、乙两端液面相平D.读数时不一定使两端液面相平(2)用玻璃棒引流注入蒸馏水至浸没沉淀,自然流下,重复2~3次　取最后一次洗涤液放入试管中,滴加硫酸钠溶液,若无白色沉淀,则证明沉淀已洗净(3)E,D→G(4)①减少因稀硫酸进入锥形瓶排出的气体体积引起的误差　连通分液漏斗与锥形瓶平衡气压,便于分液漏斗液体畅流　②ABC解析 (3)装置的组装顺序为样品与稀硫酸反应,用排液量气法测定气体的体积,其中盛饱和碳酸氢钠溶液的试剂瓶导管一定要短进长出,利用增大压强原理将饱和碳酸氢钠溶液排出,量筒中饱和碳酸氢钠溶液的体积就是生成二氧化碳的体积,量筒内导管应伸入量筒底部,故连接顺序为A→E,D→G。(4)①导管a的作用有平衡气体压强,使分液漏斗中的稀硫酸能顺利滴下;消除由于加入稀硫酸引起的气体体积误差。②反应放热导致温度升高,气压增大,故应冷却后再读取气体的体积,A正确;反应放热导致温度升高,一段时间后,乙管中液面不再上升时读数,B正确;读取实验中生成二氧化碳的体积时应上下移动量气管乙,使甲、乙中液面左右相平,以保证甲中气体压强与大气压相等,C正确、D错误。