高中化学第一节 钠及其化合物第二课时导学案及答案

这是一份高中化学第一节 钠及其化合物第二课时导学案及答案，共14页。




[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


氧化钠和过氧化钠








1．氧化钠的性质





2．过氧化钠


(1)Na2O2与水反应的实验探究











(2)Na2O2的性质





(3)Na2O2的用途：漂白剂、eq \(□,\s\up3(10))供氧剂。


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








(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：碳酸钠与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：eq \(□,\s\up3(05))Na2CO3、NaHCO3水溶液均呈碱性。


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eq \(□,\s\up3(06))不分解；NaHCO3受热易分解，生成物中含有eq \(□,\s\up3(07))CO2和H2O。由此可知，Na2CO3的热稳定性比NaHCO3eq \(□,\s\up3(08))强。NaHCO3受热分解的化学方程式为eq \(□,\s\up3(09))2NaHCO3eq \(=====,\s\up17(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑。


焰色试验


1．定义


eq \(□,\s\up3(01))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


钠：eq \(□,\s\up3(07))黄色，钾：eq \(□,\s\up3(08))紫色(观察时要透过eq \(□,\s\up3(09))蓝色钴玻璃)。


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2NaHCO3eq \(=====,\s\up17(△))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0.2 g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3 mL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COeq \\al(2－,3)＋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HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O。


2．碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别及相互转化


(1)转化


Na2CO3eq \(,\s\up17(H2O＋CO2),\s\d15(①固加热，②溶液NaOH))NaHCO3


(2)鉴别











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↑


106 g 73 g 44 g


NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑


84 g 36.5 g 44 g


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：HCOeq \\al(－,3)＋OH－===COeq \\al(2－,3)＋H2O，COeq \\al(2－,3)＋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：NaHCO3

B．在水中的溶解性：NaHCO3

C．与盐酸反应的速率：NaHCO3

D．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：2NaHCO3eq \(=====,\s\up17(△))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( )








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===2NaHCO3,2NaHCO3eq \(=====,\s\up17(△))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Oeq \\al(2－,2)、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eq \(――→,\s\up17(①))变暗eq \(――→,\s\up17(②))变白色eq \(――→,\s\up17(③))出现液滴eq \(――→,\s\up17(④))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H2O B．Na和O2


C．Ca(OH)2和CO2 D．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。








答案 (1)加热 2NaHCO3eq \(=====,\s\up17(△))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。








名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
eq \(□,\s\up3(01))Na2CO3
eq \(□,\s\up3(02))NaHCO3
色态
eq \(□,\s\up3(03))白色粉末
eq \(□,\s\up3(04))细小白色晶体
俗称
纯碱、苏打
小苏打
依据
现象
热稳定性
加热固体有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3
与CaCl2(或BaCl2)溶液反应
有沉淀生成的是Na2CO3溶液，无变化的是NaHCO3溶液
固体与盐酸反应的剧烈程度
反应剧烈的是NaHCO3，相对缓慢的是Na2CO3
溶液中逐滴加入盐酸时的现象
逐滴加入盐酸时，立即产生气体的是NaHCO3，开始不产生气体，滴加一会才产生气体的是Na2CO3
加酚酞
溶液变红的是Na2CO3，浅红的是NaHCO3
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
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