江苏省邳州市第二中学高中化学总复习 钠的化合物2教学案

1 江苏省邳州市第二中学高中化学总复习教学案 钠的化合物江苏省邳州市第二中学高中化学总复习教学案 钠的化合物 2 2 新课指南新课指南 1 掌握钠的氧化物的性质 2 掌握钠的重要化合物的性质和用途 3 通过碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性实验 掌握鉴别它们的方法 本节重点 钠的氧化物的性质及其差异 碳酸氢钠的性质及其鉴别方法 本节难点 过氧化钠与二氧化碳的反应 教材解读精华要义教材解读精华要义 相关链接相关链接 1 氧化物的分类 氧化物从组成上可分为金属氧化物和非金属氧化物两类 从性质上可分为成盐氧化物和 不成盐氧化物 如 CO NO 等 成盐氧化物又可分为酸性氧化物 碱性氧化物和两性氧化物 其 中碱性氧化物是能与酸反应生成盐和水的氧化物 也可以说是能与水反应只生成碱的氧化 物 碱性氧化物属于金属氧化物 但金属氧化物不一定是碱性氧化物 例如 Al2O3是两性氧化物 Mn2O7 CrO3等属于酸性氧化物 Na2O2 K2O2等属于过氧化物 但不是碱性氧化物 因为过氧化物与酸反应生成盐和水的同时有氧气生成 与水作用生成 碱的同时也有氧气生成 2 氢氧化钠的性质和用途 氢氧化钠是一种重要的碱 是一种白色固体 极易溶于水 溶解时放出大量的热 其水 溶液是无色透明的液体 氢氧化钠固体在空气中容易吸收水分而潮解 容易吸收水分 这 一点 决定了氢氧化钠固体可以作干燥剂 用来干燥中性气体或碱性气体 如干燥氢气 氧气等 但是不能用来干燥二氧化碳气体 因为氢氧化钠能跟二氧化碳发生化学反应 同时 氢氧化钠也可用作 CO2和 H2O g 的吸收剂 NaOH 与生石灰按照一定比例混合可制成碱石灰 作为 CO2和 H2O g 的吸收剂 另外 NaOH 还具有强烈的腐蚀性 氢氧化钠俗称烧碱 火碱 它具有碱的通性 碱性很强 腐蚀性强 它很容易和大多数非 金属氧化物及多种酸发生反应 生成盐和水 也很容易和许多盐溶液发生反应 生成难溶 性的碱 所以化学上常用氢氧化钠制取难溶性碱 如氢氧化镁 氢氧化铜 氢氧化铁等 由于 NaOH 能与玻璃成分中的 SiO2发生反应 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 生成的 Na2SiO3 为矿物胶 所以盛 NaOH 的试剂瓶不能用玻璃塞 应用橡胶塞 否则玻璃塞与瓶口容易黏结 另 外需注意的是为了避免 NaOH 吸收空气中的 CO2和 H2O NaOH 必须密封保存 氢氧化钠主要应用于工业中 例如 我国四大发明之一的造纸 在其生产过程中氢氧化钠 就起到溶解造纸原料 木材或草类植物里的非纤维素成分的作用 从而得到以纤维素为 主要成分的纸浆 在纺织印染工业中 一般先将棉织品在适当温度下放于稀氢氧化钠溶液中 浸泡蒸煮 除掉棉织品表面的覆盖物 才能使染色均匀 牢固 在以上两例中都是利用了氢 氧化钠的腐蚀性 可见腐蚀性有其破坏性的一面 也有可利用的一面 在精炼石油的过程中 主要是利用氢氧化钠与酸发生中和反应的性质 除去精炼过程中剩余的硫酸和其他酸性物 质 2 知识详解知识详解 知识点知识点 1 1 钠的氧化物钠的氧化物 重点重点 过氧化钠与水的反应 实验 2 4 过氧化钠与水的反应实验 实验目的 认识过氧化钠的不稳定性和氧化性 实验原理 过氧化钠与水反应 放出氧气 同时生成氢氧化 钠 实验用品 过氧化钠 酚酞 试管 滴管 木条 火柴 酒 精灯 实验步骤 把水滴入盛有 Na2O2固体的试管中 用带火星的 木条放在试管口 检验生成的气体 如图 2 10 所示 向放出氧 气后的试管中加入少量的水 再滴入 2 滴酚酞试液 观察现象 实验现象 带火星的木条剧烈燃烧起来 试管内的溶液由五 色变为红色 实验分析 带火星的木条剧烈燃烧起来 说明实验中有助燃剂生成 酚酞试液显红色 说 明实验中有碱生成 试管中的反应物是 Na2O2和 H2O 对反应物的组成和实验现象进行综合 分析可知 使带火星的木条剧烈燃烧的是 O2 使酚酞试液显红色的是 NaOH 实验结论 在通常状况下 Na2O2与 H2O 剧烈反应 生成 NaOH 和 O2 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 注意 过氧化钠在保存过程中易变质 若实验中产生的氧气较少 一般为过氧化 钠变质所致 解决这个问题的办法是拨去试剂瓶中过氧化钠的表面部分 另取未变质的过氧 化钠 或者是更换一些保存完好的过氧化钠 取出过氧化钠以后 要及时 快速地将试剂瓶盖严 实验所用的试管 内壁要干燥 防止过氧化钠过早地与水反应 在向试管内滴加酚酞试液之前 要先向试管内加入足量的水 其目的一是使过氧化钠 充分反应 二是使溶液降温 否则 酚酞试液会显示异常现象 实验 2 5 过氧化钠使棉花燃烧的实验 实验目的 认识过氧化钠的不稳定性和氧化性 实验原理 过氧化钠与水反应 放出氧气 同时生成氢氧化钠 实验用品 过氧化钠 水 石棉网 滴管 木条 棉花 实验步骤 用棉花包住约 0 2 g Na2O3粉末 放在石棉网上 在 棉花上滴加几滴水 如图 2 11 所示 观察发生的现象 实验现象 棉花燃烧起来 实验结论 过氧化钠与水反应 生成氧气和氢氧化钠的同时 还放出大量的热 注意 包在棉花内的过氧化钠不要太分散 加水不宜太多 当 0 2 g 过氧 化钠参加反应时 加水约 4 滴 加水太多 会阻止棉花 的燃烧 加水太少 过氧化钠反应不充分 生成氧气少 放出热量少 也不利于棉花的燃 烧 过氧化钠是强氧化剂 可以用来漂白织物 麦秆 羽毛等 过氧化钠与二氧化碳的反应 难点 过氧化钠跟二氧化碳起反应 生成碳酸钠和氧气 3 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 因此 它用在呼吸面具上和潜水艇里作为氧气的来源 小结 Na2O 和 Na2O2的比较如下表 Na2O 和 Na2O2的比较 重点 化学式 Na2ONa2O2 离子化合物离子化合物 由 Na 和 O2 构成由 Na 和 O2 2 过氧根离子 构成结构 氧元素的化合价为 2 价氧元素的化合价为 1 价 类别碱性氧化物不是碱性氧化物 过氧化物 颜色 状态白色固体淡黄色固体 与 H2O Na2O H2O 2NaOH2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 与 CO2反应 Na2O CO2 Na2CO32Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 与酸反应 Na2O 2HCl 2NaCl H2O Na2O2 2HCl 2NaCl H2O2 类似盐与酸反应 2H2O2 2H2O O2 与 SO2反应 Na2O SO2 Na2SO3Na2O2 SO2 Na2SO4 Na2O2中氧元素的化合价为 1 价 Na2O2既有 氧化性又有还原性 以氧化性为主 存放密闭 隔绝空气和水 制备 6Na 2NaNO24Na2O N2 2Na O2Na2O2 点燃 鉴别加水能产生使带火星木条复燃的气体的是 Na2O2 说明 Na2O2的结构 Na2O2是按阳离子 阴离广的个数比为 2 1 组成的氧化物 其 阴离子叫过氧根 因此 Na2O2叫过氧化钠 Na2O2中的氧原子为 1 价 Na2O2与 H2O 反应的实质 Na2O2 2H2O 2NaOH H2O2 非氧化还原反应 2H2O2 2H2O O2 氧化还原反应 总化学方程式 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 可见 还原产物是 H2O 而不是 NaOH Na2O2具有漂白性 Na2O2具有很强的氧化性 能将有色物质氧化为五色物质 属于永久性漂白 不可复原 与 SO2的漂白原理不同 过氧化钠不是碱性氧化物 Na2O2是钠的一种氧化物 从其组成看 属于金属氧化物 从其性质看 它可以与水反应 生成碱 除此之外还生成 O2 但是 Na2O2不是碱性氧化物 它的类别属于过氧化物 将 Na2O2的性质与碱性氧化物的通性进行比较 a 碱性氧化物可以有其相对应的水化物 碱 这里所说的 对应 不仅指有关元素必 须相同 更是指有关元素在氧化物和水化物中的化合价必须相同 对于可溶性碱来说 可由 对应的碱性氧化物直接与水化合而生成 Na2O2虽然可与水直接反应 但反应结果并非只有 碱一种物质生成 Na2O2中氧元素的化合价 1 价 与氢氧化钠中氧元素的化合价 2 价 也 不相同 4 Na2O H2O 2NaOH 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 b 碱性氧化物可以与酸性氧化物反应生成含氧酸盐 在反应前后各元素的化合价也没有 改变 不存在电子转移 例如 Na2O 与 CO2的反应 Na2O CO2 Na2CO2 Na2O2与 CO2的反应 虽然也是与酸性氧化物反应 但反应前后氧元素的化合价有所改变 存在着电子转移的过程 Na2O2在反应中既是氧化剂又是还原剂 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 c 碱性氧化物可以与酸反应生成盐和水 这是复分解反应 但是 由于 Na2O2具有强氧化 性 反应产物与酸有无较强的还原性有关 这与碱性氧化物的特性无关 例如 H2SO4在反 应中不表现还原性 浓盐酸在反应中有较强还原性 其反应情况为 Na2O H2SO4 Na2SO4 H2O Na2O 2HCl 2NaCl H2O Na2O2 H2SO4 Na2SO4 H2O2 2H2O2 2H2O O2 Na2O2 4HCl 浓 2NaCl 2H2O Cl2 由以上分析可知 Na2O2并不是碱性氧化物 从其结构也可得知 Na2O2中并不存在 O2 而是存在 O2 2 Na2O2不是普通的氧化物 不属于碱性氧化物 过 高 亚 次 等字的用法 a 在化学命名上 过 字附加在字首是表示含有过氧键 O O O2 2 的化合物 如 过氧化钠 Na2O2 过氧化氢 H2O2 过氧化钡 BaO2 等 由于均含有两个氧原子直接相连 的过氧键 O O O2 2 因而称之为过氧化物 应该指出 有些氧化物分子中含有两个氧原子 但它们并不形成过氧键 因而不能称为 过氧化物 如 二氧化碳 CO2 二氧化锰 MnO2 等 b 在化学命名上 高 亚 次 等 常用以表示化合物中某主要组成元素价态的高低 或者某种原子数目的多少 例如 某元素能生成几种含氧酸时 则以其中较稳定而常见的酸 为标准 叫做 某酸 比 某酸 多含一个氧原子的酸叫 高某酸 比 某酸 少含一 个氧原子的酸叫 亚某酸 再少含一个氧原子的酸叫 次某酸 如 高氯酸 氯酸 亚氯酸 次氯酸 其中氯元素价态不同 磷酸 亚磷酸 次磷酸 其中磷元素价态不同 知识点知识点 2 2 碳酸钠和碳酸氢钠碳酸钠和碳酸氢钠 碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应 实验 2 6 碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的实验 实验目的 探究碳酸钠 碳酸氢钠跟盐酸反应快慢的情况 实验原理 NaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 Na2CO3 2HCl 2NaCl H2O CO2 实验用品 试管 气球 10 mL 量筒 药匙 碳酸钠 碳酸氢钠 稀盐酸 实验步骤 在两支试管中分别加入稀盐酸 将两个分别装有 0 3 g 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 比较它们 放出 CO2的快慢 如图 2 12 所示 5 实验现象 混合后都生成无色气体 气球体积膨胀 气球内所装粉末分别与盐酸混合后 原来装碳酸氢钠的气球膨胀得较快 并且较大 实验结论 碳酸氢钠和碳酸钠都与稀盐酸反应生成二氧化碳气体 跟酸反应时 碳酸氢 钠比碳酸钠更容易生成二氧化碳气体 等质量的碳酸氢钠生成的 CO2多些 注意 试管与气球的组合体要预先检查其气密性 气密性合格后才能使用 两组实验所用的盐酸要体积相同 浓度相同 要同时把两组实验的气球中的粉末和盐酸混合 碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性 实验 2 7 碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性实验 实验目的 比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性 并学会鉴别它们的方法 实验原理 碳酸钠很稳定 加热到熔点 857 以上才缓慢地分解 碳酸氢钠却不稳定 在 150 左右分解放出二氧化碳 温度越高分解越快 2NaHCO3Na2CO3 H2O CO2 利用它们热稳定性的差异 可以鉴别这两种物质 实验用品 试管 小烧杯 酒精灯 无水碳酸钠 碳酸 氢钠 澄清石灰水 实验步骤 在两支干燥的试管里分别放入约占试管容积 1 6 的无水碳酸钠和碳酸氢钠 按如图 2 13 所示装置装配 两套仪器 并往烧杯里倒入半杯澄清的石灰水 加热 观察 澄清的石灰水是否起变化 把试管拿掉 换上装有碳酸氢钠 的试管 再加热 观察澄清的石灰水所起的变化 实验现象 加热不久 盛碳酸氢钠的试管口处有水珠出 现 导气管口有连续的气泡冒出 澄清的石灰水变浑浊 盛 碳酸钠的试管内 除刚加热时因空气受热而从导气管口逸出几个气泡外 没有变化 实验结论 碳酸钠受热没有变化 碳酸氢钠受热分解 放出二氧化碳 2NaHCO3Na2CO3 H2O CO2 CO2 Ca OH 2 CaCO3 H2O 碳酸钠很稳定 碳酸氢钠不稳定 受热容易分解 这个反应可以用来鉴别碳酸钠和碳酸氢 钠 注意 被加热的试管要内 外干燥 固定在铁架台上时 试管口应略向下倾斜 铁夹夹在距试管口约处 3 1 在装入碳酸盐之前要检查实验装置的气密性 只有气密性合格时才能使用 6 固体粉末在试管内要铺平而不要过于堆积 加热时要用酒精灯的外焰 要先对试管底部均匀预热 之后再对准盛有药品的部位加 热 实验结束时要先移走烧杯再熄灭酒精灯 防止发生倒吸现象引起试管炸裂 石灰水应是饱和 澄清的 其体积以占烧杯容积的 为宜 2 1 3 1 思维拓展 1 将稀盐酸缓慢滴入 Na2CO3溶液及 NaHCO3溶液中 现象有何差别 点拨 向 Na2CO3溶液中滴入稀盐酸 理论上并无 CO2气体生成 因为 Na2CO3先与稀盐酸反 应生成 NaHCO3 Na2CO3 HCl NaHCO3 NaCl 当溶液中的 Na2CO3完全转变成 NaHCO3之后 再滴 入 HCl 才产生 CO2气体 实际上 由于局部的 HCl 过量 会有少量气体生成 往 NaHCO3中 滴入 HCl 则立即有大量气体生成 2 怎样鉴别 NaHCO3溶液与 Na2CO3溶液 点拨 方法 1 向两种溶液中分别加入 CaCl2溶液 NaHCO3不与 CaCl2反应 而 Na2CO3与 CaCl2反应生成 CaCO3沉淀 方法 2 向两种溶液中滴加稀 HCl Na2CO3溶液中滴加稀 HCl 只有少量气体生成 甚至 无气体放出 NaHCO3溶液中滴加稀 HCl 则立即有气体 大量 放出 3 在 NaHCO3加热分解的实验完成时 为什么要先将导管移出烧杯 然后再熄灭酒精灯 点拨 在完成实验时 如果先熄灭酒精灯 再移走装有石灰水的烧杯 会使烧杯内的冷水 倒流回试管 而使试管炸裂 小结 碳酸钠和碳酸氢钠的比较如下表 名称碳酸钠碳酸氢钠 俗名纯碱 苏打小苏打 色态白色粉末细小白色晶体 稳定性稳定 但 Na2CO3 10H2O 易风化受热易分解 物 理 性 质 水溶性易溶于水易溶于水 与酸反应 H CO2 3 HCO 3 H HCO 3 CO2 H2O HCO 3 H CO2 H2O 与碱反应 Ca OH 2 Na2CO3 CaCO3 2NaOHHCO 3 OH CO2 3 H2O Ca2 OH HCO 3 CaCO3 H2O 碱过量 Ca2 2OH 2HCO 3 CaCO3 CO2 3 2H2O 碱不 足 化