人教版 (2019)实验活动2 铁及其化合物的性质多媒体教学ppt课件

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1.通过实验探究认识氧化钠、过氧化钠的化学性质,掌握钠的氧化物的用途,培养科学探究意识。2.能从物质组成和化合价的角度认识氧化钠、过氧化钠的性质及物质的分类,培养宏观辨识与微观探析意识。3.能通过过氧化钠与水及二氧化碳的反应,推理分析在反应中质量、体积的变化及电子转移情况,培养学生的证据意识。
【知识铺垫】1.一小块钠在空气中放置生成的一系列产物有Na2O、NaOH、Na2CO3·10H2O、Na2CO3。2.钠在空气中燃烧的化学方程式为2Na+O2 Na2O2。3.在Na2O和Na2O2中,钠元素的化合价都是+1价,而氧元素的化合价分别是-2价和-1价。
【必备知识】一、Na2O的性质Na2O为白色固体,与CaO具有相似的化学性质,故Na2O是一种碱性氧化物。常见的转化关系如下:
写出上述转化的化学方程式①Na2O+H2O === 2NaOH,②Na2O+CO2 === Na2CO3,③Na2O+2HCl === 2NaCl+H2O。【微思考1】将氧化钠投入酚酞溶液中有什么现象?提示 将氧化钠投入酚酞溶液中,氧化钠与水反应生成氢氧化钠,故溶液变红。
二、Na2O2的性质与应用1.Na2O2与H2O反应
反应的化学方程式:2Na2O2+2H2O === 4NaOH+O2↑。
2.Na2O2与CO2反应反应的化学方程式:2Na2O2+2CO2 === 2Na2CO3+O2。【微思考2】氧化钠属于碱性氧化物,过氧化钠是否也是碱性氧化物?提示 过氧化钠不属于碱性氧化物,因其与酸反应时除生成盐和水之外,还生成氧气,不符合碱性氧化物的定义。3.用途Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作O2的来源,作供氧剂。
【情境链接】魔术——吹气点火某班级的晚会上,化学老师表演了一个魔术——吹气生火。老师将一小团棉花放在石棉网上,通过细管用嘴向棉花团内慢慢地、连续地吹气,一会棉花燃烧起来。
表演完后,老师说棉花中包有过氧化钠固体。请思考该魔术的实验原理是什么?提示 原理为:过氧化钠能与二氧化碳、水蒸气反应产生氧气并放出大量的热,使棉花燃烧。
【自我小测】1.判断正误:(1)Na2O与Na2O2均为碱性氧化物。(　　)提示 ×。Na2O2与酸反应生成盐、水和氧气,故不为碱性氧化物。(2)Na2O与Na2O2中氧的化合价分别为-2和-1。(　　)提示 √。(3)Na2O和Na2O2与水反应均为化合反应。(　　)提示 ×。Na2O2和水反应生成氢氧化钠与氧气,不属于化合反应。(4)Na2O2与CO2反应时,CO2为还原剂。(　　)提示 ×。Na2O2与CO2反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
2.氧化钠与过氧化钠的共同之处是(　　)A.都是淡黄色固体B.都能与水作用生成碱C.都能与二氧化碳反应生成氧气D.氧元素的化合价都是-2价答案 B解析 Na2O是白色固体,Na2O2是淡黄色固体;Na2O与二氧化碳反应生成碳酸钠,无氧气生成;Na2O2中氧元素为-1价。
【问题探究】某同学设计了一个“滴水点火,水火相容”的魔术实验,他用脱脂棉包住一些过氧化钠粉末放在石棉网上,向脱脂棉上滴几滴蒸馏水,结果脱脂棉竟然剧烈燃烧起来。
(1)写出上述魔术的反应的化学方程式。反应中的氧化剂、还原剂分别是什么?提示 2Na2O2+2H2O === 4NaOH+O2↑。反应中的氧化剂、还原剂都是Na2O2。(2)脱脂棉剧烈燃烧的原因是什么?提示 反应放热和生成O2,使脱脂棉在O2中达到着火点而燃烧。
(3)上述反应中Na2O2表现什么性质?提示 Na2O2中氧元素的化合价一部分由-1价升高到0价,一部分由-1价降低到-2价,表现氧化性和还原性。(4)魔术前后固体的质量如何变化?提示 增大。反应前后2个Na2O2生成4个NaOH,质量增加。
【深化拓展】1.Na2O2与Na2O的比较
2.Na2O2强氧化性的表现
3.Na2O2与CO2、H2O反应的量的关系(1)分子数的关系。无论是CO2或H2O的单一物质还是两者的混合物,通过足量的Na2O2时,放出O2的分子数与CO2或H2O或CO2和H2O的混合物的分子数之比均为1∶2。(2)电子转移关系。当Na2O2与CO2或H2O反应时,每生成1个O2分子均转移2个电子,且在反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
(3)固体质量关系。分析反应的化学方程式,可得下列关系式:①与CO2反应时,固体增加的质量等于与消耗的CO2等分子数的CO的质量。②与H2O反应时,固体增加的质量等于与消耗的H2O等分子数的H2的质量。
【素能应用】典例下列关于Na2O2的叙述中正确的是(　　)A.Na2O2是淡黄色固体,久置于空气中变成Na2OB.Na2O2与水的反应中,Na2O2只做氧化剂C.Na2O2属于碱性氧化物D.Na2O2与CO2或H2O反应后,固体质量都将增大答案 D解析 Na2O2久置于空气中最终变成Na2CO3,A项错误;Na2O2与水反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,B项错误;Na2O2不属于碱性氧化物,C项错误;根据两反应中固体成分的变化:Na2O2 Na2CO3、Na2O2 2NaOH可知,D项正确。
变式训练1将16 g甲烷(CH4)在64 g氧气中完全燃烧后的产物全部通入足量的过氧化钠中,充分反应后,固体增加的质量为(　　)A.48 g B.16 g C.80 gD.32 g
答案 D解析 甲烷燃烧的反应为CH4+2O2 CO2+2H2O,反应中甲烷与氧气的质量比为16∶64,由此可知,16 g甲烷和64 g氧气完全反应,生成44 g CO2和36 g H2O,将CO2和H2O通入足量过氧化钠中发生反应2Na2O2+2CO2 === 2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O === 4NaOH+O2↑,44 g CO2消耗78 g Na2O2,生成106 g Na2CO3,固体质量增加28 g;36 g水消耗156 g Na2O2,生成160 g NaOH,固体质量增加4 g,故固体增加的总质量为32 g。
变式训练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.当2分子H2O参加反应时,生成1分子O2C.当生成1分子O2时,转移的电子数为4D.每有18 g H2O与足量Na2O2反应,则固体增重4 g
答案 B解析 反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,A错误;当生成1分子O2时,转移电子数为2,C错误;当18 g H2O参加反应时,设固体增重为m, 2Na2O2+2H2O === 4NaOH+O2↑　固体增重2×18 32 418 g mm=2 g,D错误。
1.下列金属化合物中最方便用于潜水艇舱内供氧的是(　　)A.KMnO4B.KClO3C.KNO3 D.Na2O2答案 D解析 题中KMnO4、KClO3(加入催化剂)只能在加热条件下分解生成氧气,而硝酸钾加热生成氧气的同时还生成对人体有害的亚硝酸钾、氮氧化物,都不适合用于潜水艇舱内供氧,而过氧化钠常温下易与二氧化碳、水反应生成氧气,可用于潜水艇舱内供氧。
2.下列关于钠及其化合物的叙述正确的是(　　)A.Na2O和Na2O2都能与CO2反应,且产物相同B.用钠与空气反应制纯净的Na2O2,空气必须经过固体NaOH处理后,才能与钠反应C.Na、Na2O、Na2O2都具有强还原性D.在Na2O2与CO2的反应中,氧化剂是Na2O2,还原剂是CO2
答案 B解析 Na2O与CO2反应生成Na2CO3,而Na2O2与CO2反应除了生成Na2CO3,还有O2生成,A不正确;用Na与空气反应制Na2O2,空气中的CO2和水可与生成的Na2O2反应引入杂质,所以空气必须经固体NaOH处理,故B正确;钠原子最外层只有一个电子,容易失去最外层电子形成钠离子,表现强还原性,而钠离子具有稳定的电子层结构,不具有还原性,只具有弱氧化性,O2-、 也不具有强还原性,故Na2O、Na2O2不具有强还原性,C不正确;D项反应中,氧化剂和还原剂均为Na2O2,故D不正确。
3.过氧化钠具有强氧化性,可用作漂白剂。向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末振荡,可观察到的现象是(　　)A.溶液仍为紫色B.最终溶液褪色,而无其他现象C.溶液最终变蓝色D.溶液中有气泡产生,溶液最终变为无色答案 D解析 过氧化钠具有强氧化性,能将紫色石蕊溶液氧化而褪色,同时有氧气产生。
4.(2021河南洛阳高一期中)下列反应中,Na2O2只表现出氧化性的是(　　)A.2Na2O2+2H2O === 4NaOH+O2↑B.2Na2O2+2H2SO4 === 2Na2SO4+2H2O+O2↑C.Na2O2+SO2 === Na2SO4D.5Na2O2+2KMnO4+8H2SO4 === 5Na2SO4+K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O答案 C解析 A、B、D项过氧化钠中氧元素化合价既有升高的又有降低的,因此Na2O2既表现出氧化性又表现出还原性,A、B、D项错误;C项过氧化钠中氧元素化合价只降低,所以只表现出氧化性。
5.为了制取纯净干燥的气体A,可用如图所示装置,生成A的速度可通过滴入液体B的速度控制,已知A是一种无色、无味、不能使酸碱指示剂变色、不会在空气中燃烧的气体,但能使带火星的木条复燃。
(1)A是　　　　　。 (2)若C是一种淡黄色固体,则烧瓶中发生反应的化学方程式是　　　。 (3)若C是一种黑色粉末,则B物质是　　　　　,C物质的作用是　　　　　　　　　　。 (4)洗气瓶中装的试剂D是　　　　　,其作用是　　　　　　　　　　。所制得的气体用　　　　　法收集。