第二章钠及其化合物复习课导学案

第二章钠及其化合物复习课（1分钟）1.构建钠的知识体系。2.掌握元素和物质学习的思维方，熟悉相关题型的解题步骤。3.通过体验实验探究和问题讨论的过程，了解实验研究化学物质的一般方法，初步形成分析推理、综合归纳的能力，培养科学探究与创新意识的核心素养。一、知识框架（3分钟）二、重难突破（18分钟）1.钠的性质（1）钠很活泼，易与空气中的氧气、水蒸气等发生反应。钠通常保存在煤油中，用剩的钠要放回原瓶，钠着火时应用干燥的沙土来灭火。（2）钠与氧气反应，条件不同，产物不同。钠与O2在常温下反应生成Na2O，点燃或加热条件下生成Na2O2，化学方程式分别为4Na+O2===2Na2O，2Na+O2Na2O2。（3）钠在滴有酚酞的水中反应，产生的现象可以用“浮、熔、游、响、红”概括，离子方程式为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。例1.Na与水、氧气、氯气等均能反应，下列说法中正确的是（）A.将Na投入盐酸中，Na先与水反应，生成的NaOH再与HCl反应B.Na与氧气在常温下反应生成Na2O2，加热时二者反应生成Na2OC.工业上电解氯化钠溶液制备钠D.常温下，Na可以与水反应剧烈反应，证明Na比Fe更活泼【答案】D【解析】将Na投入盐酸中，Na先与HCl反应生成氢气和氯化钠，若Na过量，过量的Na再与水反应，A项错误；Na与氧气在常温下反应生成Na2O，加热时二者反应生成Na2O2，B项错误；工业上电解熔融的氯化钠制备钠单质，电解水溶液制备不了，C项错误；常温下，Na可以与水剧烈反应，Fe与水在常温下不反应，证明Na比Fe活泼，D项正确。针对训练1.若mgNa在足量氯气中燃烧，生成固体的质量为（m+3.55）g，则mgNa与氧气反应，生成固体的质量可能为（）①（m+0.8）g②（m+1.0）g③（m+1.2）g④（m+1.6）g⑤（m+1.8）gA.仅①④B.仅①⑤C.③④D.①②③④【答案】D【解析】由题所给数据计算可知，m=2.3，mgNa与O2反应可能生成（m+0.8）gNa2O，也可能生成（m+1.6）gNa2O2，还可能生成Na2O和Na2O2的混合物，其质量在（m+0.8）g~（m+1.6）g范围之间。2.过氧化钠（1）过氧化钠与水、二氧化碳的反应中，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂。过氧化钠具有漂白性，能使有色物质褪色。（2）Na2O2分别与CO2、H2O反应：2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2；2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑。①固体质量关系：相当于固体Na2O2只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看作发生相应的反应：Na2O2+CO===Na2CO3，Na2O2+H2===2NaOH（实际上两反应都不能发生）。②电子转移关系：当Na2O2与CO2、H2O反应时，转移电子情况：、③先后顺序关系：一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O（g）的混合物反应，可看作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O（g）发生反应。（3）Na2O2具有强氧化性①Na2O2与SO2反应：Na2O2+SO2===Na2SO4。②Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2+氧化成Fe3+，同时生成Fe(OH)3沉淀。③Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊。④Na2O2投入Na2SO3溶液中，可将Na2SO3氧化成Na2SO4。⑤Na2O2具有漂白性，投入酚酞溶液中，可使酚酞溶液先变红后褪色。例2.向紫色石蕊试液中加入过量的Na2O2粉末振荡，可观察到的现象为（）A．溶液仍为紫色B．溶液最终变蓝色C．最终溶液褪色，而无其他现象D．溶液中有气泡产生，溶液最终变为无色【答案】D【解析】2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑因为有氧气产生，所以溶液中有气泡。又Na2O2有漂白性故最终溶液变为无色。针对训练2.将过氧化钠投入到氯化亚铁溶液中，可观察到的现象是（）A．最终生成白色沉淀B．最终生成红褐色沉淀C．有黄绿色气体产生D．无明显变化【答案】B【解析】Na2O2具有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，可与Na2O2和水反应生成的OH－生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，Na2O2与水反应产生O2，不放出黄绿色的Cl2。故选B。3.碳酸钠与碳酸氢钠（1）鉴别方法（2）除杂——依据二者性质的差异确定除杂方法（后者为杂质）序号混合物除杂方法①Na2CO3（s）、NaHCO3加热法②NaHCO3（aq）、Na2CO3通入足量CO2③Na2CO3（aq）、NaHCO3加入适量NaOH溶液（3）差量法在NaHCO3分解计算中的应用在化学反应中，根据固体质量的变化或相同条件下气体体积的变化与原化学方程式中各种计量数成比例关系，进行计算的方法。如：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2OΔm（固）2×84g106g44g18g62g例3.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：（1）Na2CO3固体中的NaHCO3：方法__________________________________，反应方程式为____________________________________________________。（2）NaCl溶液中的Na2CO3：方法__________________________________，反应方程式为____________________________________________________。（3）NaOH溶液中的Na2CO3：方法__________________________________，反应方程式为____________________________________________________。（4）CO2气体中的HCl：方法__________________________________，反应方程式为____________________________________________________。（5）NaHCO3溶液中的Na2CO3：方法__________________________________，反应方程式为____________________________________________________。【答案】（1）加热；2NaHCO3Na2CO3＋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；Ca(OH)2＋Na2CO3===2NaOH＋CaCO3↓（4）通入饱和碳酸氢钠溶液；NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑（5）通入足量的CO2；Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3↓【解析】（1）将固体混合物加热，即可将Na2CO3固体中的NaHCO3除去。（2）为不增加新的杂质，应用盐酸除去NaCl溶液中的Na2CO3。（3）根据复分解反应的原理，向混合液中加入适量的石灰水，过滤即可除去杂质。（4）利用强酸制弱酸原理，为防止二氧化碳的溶解或反应，应选择饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢气体。（5）Na2CO3溶液中通入CO2发生反应：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3↓，Na2CO3转化为NaHCO3。针对训练3.下列有关NaHCO3和Na2CO3性质的叙述中正确的是（）A．往碳酸钠溶液中通入足量CO2，溶液会变浑浊B．发酵粉中主要含有碳酸钠，能使焙制出的糕点疏松多孔C．在Na2CO3和NaHCO3溶液中滴加澄清石灰水均产生白色沉淀D．Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸和NaOH溶液反应【答案】C【解析】往碳酸钠溶液中通入足量CO2会生成溶解度小的NaHCO3，若原溶液很稀，则不会有晶体析出，不会变浑浊，A项错误；发酵粉的主要成分为碳酸氢钠，B项错误；在Na2CO3和NaHCO3溶液中滴加澄清石灰水均产生碳酸钙沉淀，C项正确；Na2CO3溶液不能与NaOH溶液反应，D项错误。4.侯氏制碱法Ⅰ.路布兰制碱法1791年法国医生路布兰首先取得专利，以食盐为原料，制得了纯碱，称为路布兰制碱法。a．制取原理与步骤（1）先使氯化钠与硫酸反应，生成硫酸钠：2NaCl＋H2SO4Na2SO4＋2HCl↑。（2）然后用焦炭还原硫酸钠得硫化钠：Na2SO4＋4CNa2S＋4CO↑。（3）最后利用硫化钠与石灰石的反应生产碳酸钠：Na2S＋CaCO3===Na2CO3＋CaS。b．制取方法评价路布兰制取纯碱，主要生产过程在固相中进行，难以连续生产，又需硫酸作原料，设备腐蚀严重，产品质量不纯，原料利用不充分，价格较贵，所以在20世纪20年代被淘汰。Ⅱ.索尔维制碱法1861年比利时工程师索尔维发明的纯碱制法，是以食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料来制取纯碱。a．制取原理与步骤（1）在饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳，析出碳酸氢钠：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。（2）过滤、洗涤、煅烧碳酸氢钠晶体，得到纯碱产品：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，反应产生的二氧化碳循环使用。（3）氯化铵滤液与石灰乳混合加热：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，反应产生的氨气循环使用。b．制取方法评价氨碱法（索尔维制碱法）的优点是：原料（食盐和石灰石）便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。但氨碱法也有许多缺点：首先是原料食盐的利用率低，其次是产生大量的废渣氯化钙。Ⅲ.侯氏制碱法1943年我国化学工程专家侯德榜发明创建了联合制碱法，即将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳，二氧化碳为合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。a．制取原理与步骤侯氏制碱法，低温下先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳可析出碳酸氢钠，再加入细盐末，因氯离子存在及低温条件使氯化铵溶解度突然降低，而食盐的溶解度变化不大，所以氯化铵析出而食盐不析出；再用氨饱和后通二氧化碳，结果相继析出NaHCO3和NH4Cl，该法生产的纯碱质量优良，纯白如雪。b．制取方法评价侯氏制碱法与氨碱法相比较，其优点是食盐的利用率大大提高，用等量的食盐可生产更多的纯碱，同时得到氮肥氯化铵，不再产生废渣氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。例4.下图是侯氏制碱法在实验室进行模拟实验的生产流程示意图，则下列叙述正确的是（）A．A气体是CO2，B气体是NH3B．第Ⅲ步得到的晶体是Na2CO3·10H2OC．侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异D．第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶【答案】C【解析】侯氏制碱法中应先在饱和食盐水中通入NH3再通入CO2。因为CO2在饱和食盐水中的溶解度很小，先通入NH3使食盐水显碱性，能够吸收大量CO2气体，产生高浓度的HCOeq\o\al(－,3)，才能析出NaHCO3晶体。针对训练4．“索尔维制碱法”工艺流程如图所示，请回答下列问题：（1）向饱和氯化钠溶液中先通入__________，效果更好。反应制得NaHCO3沉淀和NH4Cl溶液的化学方程式为______________________________________________。（2）索尔维制碱法除了得到纯碱外，还会产生一种废渣________。侯氏制碱法在此工艺上改进，不再使用碳酸钙制备CO2，而是在制备NH3的过程中制得CO2，则侯氏制碱法在得到纯碱的同时还制得了________，此物质在农业上的用途是________。【答案】（1）NH3；NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl（2）CaCl2；NH4Cl；作氮肥【解析】（1）由于氨气极易溶于水，所以向饱和NaCl溶液中先通入氨气，效果更好。反应制得NaHCO3沉淀和NH4Cl溶液的化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。（2）根据原子守恒可知反应后还有氯化钙生成。根据方程式NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl可知侯氏制碱法在得到纯碱的同时还制得氯化铵。铵盐在农业上可作氮肥。（12分钟）一、宏观辨识与微观探析【沙场点兵】1．向含有HCO3-、CO32-、NO3-、Na＋的溶液中加入一定量NaA．HCO3- B．CO32- C．CO【答案】A【解析】过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧根离子与碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子，碳酸氢根离子浓度减小。二、变化观念与平衡思想【沙场点兵】2.以不同类别物质间的转化为线索，认识钠及其化合物。下列分析不正确的是（）A.反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质B.反应④说明NaHCO3的稳定性强于Na2CO3C.反应⑤⑥说明Na2O2可用于潜水艇中氧气的供给D.上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应等【答案】B【解析】反应③的化学方程式为2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O，NaOH为碱，Na2CO3为盐，因此CO2具有酸性氧化物的性质，故A说法正确；反应④是2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，说明Na2CO3比NaHCO3稳定，故B说法错误；反应⑤⑥分别是2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2，因此反应⑤⑥说明Na2O2可用于潜水艇中氧气的供给，故C说法正确；反应④为分解反应，反应①为化合反应，反应②为置换反应，故D说法正确。三、证据推理与模型认知【沙场点兵】3.元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图是钠的价类二维图：请回答以下问题：（1）写出二维图中缺失①中某种淡黄色固体能做供氧剂的原因_______（用化学方程式表示）（2）氢化钠（NaH）可在野外用作生氢剂，NaH中氢元素的化合价为_______，可做_______（填“氧化剂”或“还原剂”）。（3）实验室需要配制0.50mol·L-1NaOH溶液480mL，需称取NaOH固体_______g；定容时仰视刻度线，所配溶液的浓度会_______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）（4）写出NaHCO3的电离方程式_______；NaHCO3溶液常因温度过高而分解含有少量Na2CO3，除去杂质Na2CO3的方法为_______（用离子方程式表示）。【答案】、；-1价；还原剂；10.0；偏低；；【解析】（1）①为钠的氧化物，其中过氧化钠为淡黄色固体、氧化钠为白色固体、过氧化钠能与水、二氧化碳反应产生氧气，故能做供氧剂，化学方程式为、。（2）氢化钠（NaH）中钠呈+1价、H呈-1价，氢化钠与水发生反应可产生氢气，可做生氢剂，氢化钠（NaH）中H呈-1价，化合价可升高，故能作还原剂。（3）实验室需要配制0.50mol·L-1NaOH溶液480mL，实验室中没有480mL容量瓶，实验需要配制500mL溶液，则需选择500mL的容量瓶，则需0.50mol·L-1×0.500L=0.25molNaOH，称取NaOH固体10.0g；定容时仰视刻度线，造成溶液体积偏大，则使所配溶液浓度偏小。（4）NaHCO3是强电解质，在水中完全电离出钠离子和碳酸氢根离子，电离方程式为；碳酸钠溶液中通入二氧化碳能反应生成碳酸氢钠，故通入二氧化碳能除去NaHCO3溶液中所含的少量Na2CO3，离子方程式为：。四、科学探究与创新意识【沙场点兵】4.过氧化钠常用作漂白剂、杀菌剂、消毒剂，能与水和二氧化碳等物质发生反应，保存不当时容易变质。某实验小组以过氧化钠为研究对象进行了如下实验。（1）探究一包Na2O2样品是否已经变质：取少量样品，将其溶解，加入______溶液，充分振荡后有白色沉淀，证明Na2O2已经变质。（2）该实验小组为了粗略测定过氧化钠的质量分数，称取了mg样品，并利用下图装置来测定过氧化钠的质量分数。①装置中仪器a的名称是__________，装置D的作用是____________.②将仪器连接好以后，必须进行的第一步操作是__________.③写出装置C中发生主要反应的化学方程式：___________.④反应结束后，在读取实验中生成气体的体积时，你认为合理的是____________（填字母序号）。a.读取气体体积前，需冷却到室温b.调整量筒使E、F内液面高度相同c.视线与凹液面的最低处相平时读取量筒中水的体积【答案】（l）BaCl2（2）①分液漏斗；吸收氧气中混有的二氧化碳气体②检查装置气密性③2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2④abc【解析】（1）过氧化钠在空气中变质，最后会生成碳酸钠固体，探究一包过氧化钠样品是否已经变质，可以利用碳酸根离子和钡离子结合生成碳酸钡白色沉淀证明Na2O2已经变质，取少量样品溶解，加入BaCl2溶液，充分振荡后有白色沉淀，证明Na2O2已经变质。（2）①装置中仪器a的名称是分液漏斗，D为吸收多余的二氧化碳的装置，防止多余的二氧化碳进入量气装置，导致测得的氧气的体积偏大。②该实验中有气体参与及生成，必须保证装置的气密性良好，将仪器连接好后，必须进行的第—步操作是检查装置的气密性。③装置C中是二氧化碳、水蒸气和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气的反应，主要反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。④a项，若未冷却到室温，就读取气体体积，会产生误差，正确；b项，调整量筒与集气瓶内液面高度相同，使装置内压强和外界压强相同，避免读取体积时产生误差，正确；c项，视线与液体凹液面的最低处相平是读取董筒中水的体积的正确方法，正确。五、科学态度与社会责任【沙场点兵】5.纯碱是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产。（1）起初，人们从盐碱地和盐湖中获得纯碱，但远远不能满足工业发展的需要，纯碱的化学式为________。（2）1791年，“路布兰制碱法”取得专利。该方法以硫酸、氯化钠、木炭、白垩石（主要成分为碳酸钙）为原料，但在20世纪20年代后被淘汰，因为生产过程中释放出一种无色、有刺激性气味的气体，其分子结构示意图为，该气体遇空气中的水蒸气易形成酸雾，腐蚀金属设备，该酸雾腐蚀金属铁的化学方程式为_____________________________。（3）1861年，“索尔维制碱法”问世，该方法是在用氯化钠溶液吸收两种工业废气时意外发现的，反应后生成碳酸氢钠和氯化铵（NH4Cl），再加热碳酸氢钠即可制得纯碱，氯化钠溶液吸收的两种气体为________（填字母）。A．Cl2B．NH3C．SO2D．CO2（4）“侯氏制碱法”由我国化学工程专家侯德榜先生于1943年创立，是“索尔维制碱法”的改进，大大提高了原料的利用率，至今仍为全世界广泛采用。用如图所示装置可以模拟“加热碳酸氢钠制得纯碱”的过程。当观察到B中出现浑浊时，停止加热，A中发生反应的化学方程式为_____________________，将A试管冷却至室温，向其中加入稀盐酸，充分反应后测得溶液的pH＝5，则该溶液中含有的溶质为________________。【答案】（1）Na2CO3（2）Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑（3）BD（4）2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑；HCl和NaCl【解析】（1）纯碱的化学式为Na2CO3。（2）根据浓盐酸有挥发性，挥发出一种无色、有刺激性气味的气体，由两种元素组成，所以这种酸是盐酸；盐酸与铁反应的化学方程式：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。（3）氯化钠溶液吸收两种气体，主要吸收NH3和CO2，NH3溶于水生成氨水，显碱性易吸收CO2，形成碳酸氢钠和氯化铵。（4）碳酸氢钠能受热分解，生成碳酸钠、水和二氧化碳；化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑；稀盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，且溶液的pH＝5，显酸性，所以该溶液中含有的溶质是HCl和NaCl。（3分钟）（6分钟）1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。（1）（2020·浙江）Na2O在空气中加热可得固体Na2O2。（）（2）（2019·全国卷Ⅱ）Na2O2