高中化学新人教版必修第一册 第2章第1节钠及其化合物第2课时学案

第2课时钠的几种化合物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．组成与物理性质物质名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3组成离子Na＋、COeq\o\al(2－,3)Na＋、HCOeq\o\al(－,3)色态白色粉末细小白色晶体溶解性水中易溶水中易溶，但比Na2CO3溶解度小(1)热稳定性Na2CO3性质稳定，NaHCO3不稳定，易分解，反应方程式为2NaHCO3eq\o(=,\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\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O；②NaHCO3：HCOeq\o\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\o\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：B3．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：B4．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\o\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18gH2O与足量Na2O2反应，则固体增重4g【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18gH2O参加反应，固体增重2g。【答案】BNa2O2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[提升1]在一定条件下，使CO和O2的混合气体26g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14g，则原混合气体中O2和CO的质量比可能是()A．9∶4B．1∶1C．7∶6D．6∶7解析：由反应2CO＋O2eq\o(=,\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14g，O2为12g，eq\f(mO2,mCO)＝eq\f(6,7)。答案：D[核心能力]Na2O2与CO2、H2O反应的3个重要关系两个反应2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O22H2O＋2Na2O2=4NaOH＋O2↑电子转移关系固体质量关系①2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2Δm(固体)2×78g2×44g2×106g56g②2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑Δm(固体)2×78g2×18g4×40g4g气体体积关系同温(大于100℃)、同压下，若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2时，气体体积的减少量或原混合气体(或单一气体)体积的eq\f(1,2)即为生成氧气的体积目标二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)2②盐酸③CaCl2④NaOH⑤加热A．①③B．①④C．②③D．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\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)(无明显现象)，HCOeq\o\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\o\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\o(=,\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\o\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\o\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\o\al(2－,3)。答案：(1)Ⅱ(2)2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑、CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2OD(3)NaHCO3(4)①Ca2＋＋OH－＋HCOeq\o\al(－,3)=CaCO3↓＋H2O②Na2CO3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\o\al(2－,3)[核心能力]Na2CO3和NaHCO3的鉴别、除杂1．鉴别方法原理结论加热法2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2ONa2CO3受热不分解加热有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3沉淀法COeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓COeq\o\al(2－,3)＋Ba2＋=BaCO3↓HCOeq\o\al(－,3)与Ca2＋、Ba2＋不反应有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3与盐酸反应的剧烈程度Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑生成气体剧烈的是NaHCO3，相对不剧烈的是Na2CO3盐酸逐滴加入时的现象COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3，开始不产生气体，滴加一会儿才产生气体的是Na2CO3混合物(括号内为杂质)除杂方法或试剂Na2CO3固体(NaHCO3)加热NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2气体Na2CO3溶液(NaHCO3)加入适量NaOH溶液互滴法可以检验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．Na2OB．Na2O2C．NaHCO3D．Na2CO3·10H2O答案：C2．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1:2C．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：B3．有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是()方案操作判断A分别加入澄清石灰水产生沉淀者为Na2CO3B分别加入等浓度的稀盐酸反应较剧烈者为Na2CO3C分别加入CaCl2溶液产生沉淀者为Na2CO3D逐滴加入等浓度的盐酸立即产生气泡者为Na2CO3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：C4．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：B5．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)Na2O2NaNaOHNa2CO3NaCl(2)2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O(答案合理即可)练后感悟Na2CO3、NaHCO3的转化Na2CO3eq\o(,\s\up12(①CO2＋H2O),\s\do12(②固加热，③溶液NaOH))NaHCO3(1)Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3(2)2NaHCO3eq\o(=,\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Na2CO3B．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：C2．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O2③Na2O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．②③④⑤C．②③⑤D．④⑤答案：D3．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：B4．关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法错误的是()A．热稳定性：NaHCO3<Na2CO3B．与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3<Na2CO3C．相同温度时，在水中的溶解性：NaHCO3<Na2CO3D．等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应产生的CO2质量相同解析：NaHCO3与同浓度盐酸的反应比Na2CO3更剧烈，B错误。答案：B5．除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是()A．通入二氧化碳气体B．加入氢氧化钡溶液C．加入澄清石灰水D．加入稀盐酸解析：A项，因为CO2能和Na2CO3溶液发生如下反应：Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3，故可用来除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3。而Ba(OH)2、Ca(OH)2和盐酸都能与NaHCO3、Na2CO3反应。答案：A6．向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末，振荡，正确的叙述是()A．最后溶液变蓝色B．溶液先变蓝色最后褪色C．溶液仍为紫色D．因为Na2O2与石蕊发生氧化还原反应而无气泡产生解析：氧化还原反应是一个比较慢的过程，而酸碱之间的反应较快。紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末，首先会与水反应生成NaOH和H2O2，H2O2部分分解生成O2，生成的NaOH使紫色石蕊溶液变蓝色；H2O2有强氧化性，会慢慢将有机色素氧化为无色物质，所以最后溶液变为无色。答案：B7．下列对于过氧化钠的叙述中，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．过氧化钠可用作供氧剂答案：D8．有两个无标签的试剂瓶，分别装有Na2CO3和NaHCO3固体，有4位同学为鉴别它们采用了以下不同的方法，其中不可行的是()A．分别配成溶液，再加入澄清石灰水B．分别配成溶液，再加入CaCl2溶液C．分别加热，再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生D．分别配成溶液，再逐滴加入同浓度的盐酸，观察产生气泡的快慢解析：A项中的石灰水与Na2CO3和NaHCO3皆能发生反应产生CaCO3沉淀；B项中CaCl2与NaHCO3不反应，与Na2CO3反应产生CaCO3沉淀；C项加热时，只有NaHCO3受热分解，2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，产生的CO2能使澄清石灰水变浑浊，故可用来鉴别；D项NaHCO3与盐酸反应速率比Na2CO3快。答案：A9．过量的NaHCO3与Na2O2混合，在密闭容器中充分加热后，最后排出气体，残留的物质应是()A．Na2O和Na2O2B．Na2O2和Na2CO3C．Na2CO3D．Na2O解析：在题中所给出的两种物质中NaHCO3是过量的，两种混合物在密闭容器中加热所发生的化学反应为2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O。因NaHCO3是过量的，又充分加热，有足够的CO2使Na2O2最终全部转化为Na2CO3，过量的NaHCO3也完全分解成Na2CO3，而Na2CO3稳定，受热不易分解，故最后排出产生的气体后，残留的固体是Na2CO3。答案：C10．把过氧化钠投入含有HCOeq\o\al(－,3)、Cl－、Mg2＋、Na＋的水溶液中，离子数目不变的是()A．HCOeq\o\al(－,3)B．Cl－C．Mg2＋D．Na＋解析：过氧化钠先和水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠在水溶液中能电离出自由移动的氢氧根离子和钠离子，氢氧根离子能和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，氢氧根离子和碳酸氢根离子反应生成水和碳酸根离子，所以发生反应的离子方程式为：2Na2O2＋2H2O=4Na＋＋4OH－＋O2↑，2OH－＋Mg2＋=Mg(OH)2↓，HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=H2O＋COeq\o\al(2－,3)，溶液中离子数目减少的为HCOeq\o\al(－,3)、Mg2＋，增加的为Na＋，不变的为Cl－。答案：B11．纯碱和小苏打都是白色晶体，在日常生活中都可以找到。若要用家庭小实验，下面的鉴别方法可行的是()A．分别放在炒锅中加热，观察是否有残留物B．分别用干净铁丝蘸取样品在煤气炉的火焰上灼烧，观察火焰颜色C．将样品溶解，分别加入澄清石灰水，观察是否有白色沉淀D．在水杯中各盛相同质量的样品，分别加入等体积、等浓度的白醋，观察反应的剧烈程度答案：D12．“神舟”号载人航天器中，宇航员所在的返回舱都是密封的，宇航员吸入氧气，呼出二氧化碳，如果二氧化碳浓度过大，会使宇航员困乏，呼吸频率加快，严重的会窒息，为使二氧化碳浓度降低而保持舱内氧气的适当比例，可以在返回舱内放入()A．Na2O2B．Na2CO3C．NaOHD．氧气瓶解析：由于2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，因此Na2O2有能使CO2浓度降低而保持舱内氧气适当比例的作用，应选择A项。答案：A13．有4种钠的化合物W、X、Y、Z，它们之间存在如下关系：①Weq\o(→,\s\up7(△))X＋H2O＋CO2↑②Z＋CO2→X＋O2③Z＋H2O→Y＋O2↑④X＋Ca(OH)2→Y＋CaCO3↓试回答下列问题：(1)W、X、Y、Z的化学式分别是：W_________、X_________、Y________、Z________。(2)以上4个化学反应中，属于氧化还原反应的是________(填反应序号)，反应中氧化剂是____________(写化学式)，还原剂是____________(写化学式)。(3)若反应④在溶液中进行，写出其离子方程式以及能用该离子方程式表示的另一个反应的化学方程式：①离子方程式：________________________________________________________________________。②化学方程式：________________________________________________________________________。解析：①反应可认定为NaHCO3的分解反应：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，该反应是非氧化还原反应。将X(Na2CO3)代入②④两反应，逆推可知Z为Na2O2，Y为NaOH。2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2,2N