高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 钠及其化合物学案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 钠及其化合物学案，共11页。



核心微网络








素养新目标,


1．认识常见的钠的化合物类别。


2．学会用实验方法探究物质性质。


3．了解焰色反应及其应用。


学 业 基 础


[预习新知]


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


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。


(3)与盐酸反应：2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑。


二、碳酸钠和碳酸氢钠


1．组成与物理性质


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2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。


(2)与酸(足量盐酸)反应(写出相应的离子方程式)


①Na2CO3： COeq \\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O；


②NaHCO3： HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O。


(3)与碱(氢氧化钠)反应：


①Na2CO3与NaOH不反应。


②NaHCO3：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。


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


(1)钠元素的焰色反应呈黄色。


(2)钾元素的焰色反应呈浅紫色(透过蓝色的钴玻璃观察)。





[即学即练]


1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”


(1)过氧化钠会因为空气中的氧气而易变质。( )


(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，是水作还原剂的氧化还原反应。( )


(3)NaHCO3溶液中加入稀HCl：COeq \\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O。( )


(4)Na2O2溶于水产生O2：Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑。( )


(5)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。( )





(6)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。( )


(7)灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋。( )


答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)×


2．Na2O和Na2O2在下列哪一点性质上是相似的( )


A．颜色 B．水溶液的酸碱性


C．氧化性 D．漂白性


答案：B


3．为了验证NaHCO3固体中是否含有Na2CO3，下列实验及判断中正确的是( )


A．加热，观察是否有气体放出


B．溶于水后加BaCl2溶液，看有无沉淀


C．溶于水后加石灰水，看有无沉淀


D．取固体试样加盐酸，看是否有气泡产生


解析：对上述物质加热，只能证明有NaHCO3，而不能证明含有Na2CO3；NaHCO3与Na2CO3都能与石灰水反应产生沉淀，都能与盐酸反应产生气泡而无法鉴别。


答案：B


4．某物质灼烧，焰色反应为黄色，下列判断正确的是( )


A．该物质一定是钠的化合物


B．该物质一定含钠元素


C．该物质一定是金属钠


D．该物质肯定不含钾元素


答案：B


技 能 素 养


目标一 Na2O2的性质应用


分析过氧化钠的性质，一定要分析Oeq \\al(2－,2)离子中氧元素的价态。


[例1] 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4e－


D．每有18 g H2O与足量Na2O2反应，则固体增重4 g


【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2e－。根据元素守恒，固体增重质量等于参加反应的水中氢元素的质量，即18 g H2O参加反应，固体增重2 g。


【答案】 B


Na2O2与CO2反应后固体的增重，可看作参加反应的“CO2”中“CO”的质量，Na2O2与H2O反应后固体的增重，可看作参加反应的“H2O”中“H2”的质量。


[提升1] 在一定条件下，使CO和O2的混合气体26 g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14 g，则原混合气体中O2和CO的质量比可能是( )


A．9∶4 B．1∶1


C．7∶6 D．6∶7


解析：由反应2CO＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2CO2,2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2可推得CO＋Na2O2===Na2CO3，所以固体增加的质量为原来CO的质量。则原混合气体中CO为14 g，O2为12 g，eq \f(mO2,mCO)＝eq \f(6,7)。


答案：D


[核心能力]


Na2O2与CO2、H2O反应的3个重要关系








目标二 Na2CO3和NaHCO3的性质应用


[例2] 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．①③ B．①④


C．②③ D．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


(1)盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中。


①现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。


②原理：COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)(无明显现象)，


HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O(无色气体放出)。


(2)Na2CO3溶液逐滴加入到稀盐酸中。


①现象：有无色气体放出。


②原理：COeq \\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O。


[提升2] 某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。





(1)图Ⅰ、Ⅱ所示实验中能够达到实验目的的是(填装置序号)________。


(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为


______________________________________________________________________；


与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是(填选项字母)________。


A．Ⅳ比Ⅲ复杂


B．Ⅳ比Ⅲ安全


C．Ⅳ比Ⅲ操作简便


D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个实验，而Ⅲ不行


(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是(填化学式)________。


(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应，


①当石灰水过量时，其离子方程式为


________________________________________________________________________


________________________________________________________________________；


②当碳酸氢钠与氢氧化钙的分子数之比为2:1时，所得溶液中溶质的化学式为________，请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子


________________________________________________________________________


________________________________________________________________________。


解析：(1)图Ⅰ不能达到实验目的，因为无论是碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊；图Ⅱ可以达到实验目的，因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，可根据气球膨胀程度判断。(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及反应的化学方程式为2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑、Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，实验Ⅳ的优点是用一套装置可同时做两个实验。(3)试管B中装入碳酸氢钠，试管A中装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠，温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明碳酸氢钠不稳定。(4)①石灰水过量时，离子方程式为Ca2＋＋OH－＋HCOeq \\al(－,3)===CaCO3↓＋H2O；②2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，则其中的溶质是碳酸钠；要检验COeq \\al(2－,3)，可以取少量上层清液(或过滤后的滤液)于洁净的试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有COeq \\al(2－,3)。


答案：


(1)Ⅱ


(2)2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O D


(3)NaHCO3


(4)①Ca2＋＋OH－＋HCOeq \\al(－,3)===CaCO3↓＋H2O


②Na2CO3 取少量上层清液(或过滤后的滤液)于洁净的试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有COeq \\al(2－,3)


[核心能力]


Na2CO3和NaHCO3的鉴别、除杂


1．鉴别


2.除杂


互滴法可以检验Na2CO3和稀盐酸：


互滴法是指当两种物质反应时有两个不同的反应过程，且这两个过程的现象各不相同，则可以通过滴加顺序不同，利用产生现象的不同进行鉴别。





学考评价


授课提示：对应学生用书23页


1．下列物质露置于干燥的空气中，不发生变化的是( )


A．Na2O B．Na2O2


C．NaHCO3 D．Na2CO3·10H2O


答案：C


2．下列叙述中正确的是( )


A．过氧化钠是淡黄色固体，久置于空气中变成白色氢氧化钠固体


B．过氧化钠中阴、阳离子比例为1:2


C．用过氧化钠漂白织物、麦秆等日久又逐渐变成黄色


D．Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物


解析：过氧化钠久置于空气中变成白色碳酸钠固体，A错误；过氧化钠漂白是由于它的氧化性将有色物质永久漂白，C错误；碱性氧化物与酸反应生成盐和水，Na2O2与酸反应生成盐、水和氧气，不是碱性氧化物，属于过氧化物，D错误。


答案：B


3．有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是( )


解析：A项，有关反应为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，Ca(OH)2＋2NaHCO3===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O。两者产生白色沉淀现象相同，A不正确；B项，滴加等浓度的稀盐酸时，NaHCO3溶液反应更剧烈，B不正确；C项，Na2CO3与CaCl2反应生成CaCO3白色沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应，C正确；D项，逐滴加入盐酸时，NaHCO3立即产生气泡，Na2CO3开始无明显现象，后有无色气体放出，D不正确。


答案：C


4．节目焰火表演，精彩纷呈，让人惊叹不已。下列关于焰色反应的说法正确的是( )


A．焰色反应是金属化合物的性质


B．NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同


C．焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察


D．所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色


解析：A中焰色反应是金属元素的性质；C中只有观察K的火焰颜色时要透过蓝色钴玻璃；D中不是所有的金属元素灼烧时火焰都有颜色(如铂、铁等)。


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↑


COeq \\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O(答案合理即可)








练后感悟


Na2CO3、NaHCO3的转化


Na2CO3eq \(,\s\up12(①CO2＋H2O),\s\d12(②固加热，③溶液NaOH))NaHCO3


(1)Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3


(2)2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑


(3)NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O





课时作业8 钠的几种化合物


授课提示：对应学生用书81页


[学业达标]


1．近来网络上流传“小苏打能饿死癌细胞”。下列关于小苏打的叙述准确的是( )


A．化学式为Na2CO3


B．受热不分解


C．属于盐


D．与盐酸不反应


解析：小苏打是碳酸氢钠的俗称，化学式为NaHCO3，A项错误；NaHCO3是可溶性碳酸氢盐，受热易分解，B项错误；NaHCO3是碳酸氢盐，属于盐类，C项正确；NaHCO3能和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，D项错误。


答案：C


2．下列叙述正确的是( )


①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物


②Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生置换反应生成O2


③Na2O是淡黄色物质，Na2O2是白色物质


④Na2O2可作供氧剂，而Na2O不可


⑤Na2O2和Na2O焰色反应均为黄色


A．都正确 B．②③④⑤


C．②③⑤ D．④⑤


答案：D


3．用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察时看到火焰呈黄色，下列判断正确的是( )


A．只含Na＋


B．一定含Na＋，可能含有K＋


C．既含有Na＋，又含有K＋


D．可能含有Na＋，可能还含有K＋


解析：钠的焰色是黄色，钾的焰色是紫色，观察钾的焰色时需要透过蓝色钴玻璃，以滤去黄色光的干扰，该实验中没有透过蓝色钴玻璃观察说明一定含Na＋，不能确定是否含K＋。


答案：B


4．关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法错误的是( )


A．热稳定性：NaHCO3