第2章第2课 钠的几种化合物 焰色反应 （原卷版）

【暑假起跑线】2023年初升高化学新教材预习学案第二章海水中的重要元素——钠和氯第一节钠及其化合物第2课时钠的几种化合物焰色反应课程学习目标课程学习目标1．认识过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠的化学变化过程，掌握钠的重要化合物的性质和用途。2．掌握Na2CO3、NaHCO3相互转化途径。3．能解释焰色试验的现象和原理。4．阅读《侯德榜和侯氏制碱法》，认识化学在纯碱生产中的贡献。学科核心素养学科核心素养1．通过对“钠的化合物性质”的学习，培养实验探究意识。2．通过对“Na2CO3与NaHCO3相互转化”的学习，培养变化的理念。3．通过对“焰色试验”的学习，提升实验探究能力和创新意识。4．通过对“制碱历史”的学习，增强实验探究与创新意识，提升科学精神和社会责任感。新知预习新知预习一．氧化钠和过氧化钠1.氧化钠的化学性质（1）与水反应：__________________（2）与酸性氧化物反应：___________________________（3）与酸反应：___________________________2.过氧化钠的化学性质及用途（1）与水反应：____________________________________（2）与酸性氧化物反应：__________________________________________________________________________________________（3）与酸反应：____________________________________（4）用途：___________________________。3.Na2O2的强氧化性与还原性从元素化合价角度分析Na2O2的性质：eq\o(O,\s\up6(0))2eq\o(→,\s\up7(失去电子，化合价升高),\s\do5(表现为还原性))Na2eq\o(O,\s\up6(－1))2eq\o(→,\s\up7(得到电子，化合价降低),\s\do5(表现为氧化性))eq\o(O,\s\up6(－2))过氧化钠中的氧是_________价，处于中间价态，既能表现氧化性，又能表现还原性。（1）强氧化性=1\*GB3①与Na2SO3溶液反应：____________________________________=2\*GB3②有强氧化性，具有杀菌、消毒、漂白的作用。如能使品红溶液褪色。【例题1】向滴有酚酞的水溶液中加入过氧化钠，会有什么现象，请说明原因。（2）还原性遇KMnO4等强氧化剂时，Na2O2表现出还原性，氧化产物为_________。（3）遇CO2、H2O、H＋时，Na2O2发生自身的氧化还原反应，氧元素的歧化反应。Na2O2既是氧化剂又是还原剂。【例题2】请分别用双线桥、单线桥表示出下列反应的电子转移。2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑二．碳酸钠和碳酸氢钠碳酸钠碳酸氢钠俗称纯碱或苏打小苏打物理性质色与态白色粉末Na2CO310H2O白色晶体，易风化细小白色晶体溶解性易溶（溶解度碳酸钠_________碳酸氢钠）化学性质碱性同浓度，滴入酚酞，都变红色，碳酸钠溶液红色更深，碱性更强。与H+反应CO32-+2H+=_________HCO3-+H+==_________相同条件下NaHCO3比Na2CO3反应放出气体_________与碱反应与NaOH、KOH不反应与NaOH反应生成Na2CO3离子方程式：___________________________与澄清石灰水反应离子方程式：___________________________NaHCO3足量：____________________________________NaHCO3不足量：____________________________________热稳定性一般不分解NaHCO3加热分解的反应方程式：___________________________与CO2反COeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=2HCOeq\o\al(－,3)不反应用途用于玻璃、制皂、造纸等用于制药、焙制糕点等1．如何鉴别Na2CO3与NaHCO3？(1)固体的鉴别用加热法：产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是_________固体。(2)溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。①沉淀法：加入BaCl2溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的是_________溶液。②气体法：滴入稀盐酸，立即产生气泡的是_________溶液。③测pH法：用pH试纸测相同浓度的稀溶液，pH大的是_________溶液。2．Na2CO3、NaHCO3的除杂混合物(括号内为杂质)除杂方法Na2CO3(s)(NaHCO3)_________NaHCO3(aq)(Na2CO3)__________________Na2CO3(aq)(NaHCO3)__________________【例题3】Na2CO3和NaHCO3是常见的两种钠盐，它们广泛应用于生产和生活中。下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法中，不正确的是()A．小苏打能中和胃酸，对胃壁不产生强烈刺激或腐蚀作用，可用于治疗胃酸过多症，但不适合胃溃疡病人B．NaHCO3能中和面粉发酵后产生的酸，并且产生二氧化碳气体，可用于做馒头C．可以用澄清石灰水来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液D．往Na2CO3饱和溶液中通入CO2气体，可获得NaHCO3沉淀三．焰色试验1.焰色反应：___________________________，这叫焰色反应，属于_________变化，属于_________的物理性质。2.焰色试验：_______________________________________________________________3.操作：洗——将铂丝（或光洁的铁丝）用_________洗净烧——将洗净的铂丝在火焰上灼烧至__________________蘸——蘸取待测物质烧——___________________________洗——___________________________【实验2-6】灼烧Na2CO3溶液时，火焰呈_________色；灼烧K2CO3溶液时，透过_________可观察到火焰呈_________色。【知识进阶】一．过氧化钠和氧化钠的性质【问题探究】Na2O2属于碱性氧化物吗？为什么？不属于。碱性氧化物指能与酸反应生成盐和水的氧化物，Na2O2与盐酸反应时不仅生成NaCl和水，还会有氧气生成，所以不属于碱性氧化物。【知识归纳总结】1．Na2O2与Na2O的比较：化学式Na2ONa2O2生成条件常温加热或点燃稳定性不稳定，易与O2反应2Na2O＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2Na2O2相对稳定阳离子：阴离子n(Na＋)∶n(O2－)＝2∶1n(Na＋)∶n(Oeq\o\al(2－,2))＝2∶1与水反应生成NaOH生成NaOH和O2与CO2反应生成Na2CO3生成Na2CO3和O22.Na2O2与CO2、H2O反应的量的关系：(1)物质的量的关系。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的分子数之比均为1∶2。(2)电子转移关系。当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1molO2转移2mol电子，且在反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂。2Na2O2＋2H2O=4NaO得到2×e－H＋O失去2×e－2↑2Na2O2＋2CO2=2Na2CO得到2×e－3＋O失去2×e－2(3)固体质量关系。分析反应的化学方程式，可得下列关系式：Na2O2eq\o(→,\s\up7(CO2))Na2CO3(组成相当于Na2O2·CO)Na2O2eq\o(→,\s\up7(H2O))2NaOH(组成相当于Na2O2·H2)①与CO2反应时，固体增加的质量等于与CO2等物质的量的CO的质量，即Δm＝n(CO2)×M(CO)；②与H2O反应时，固体增加的质量等于与H2O等物质的量的H2的质量，即Δm＝n(H2O)×M(H2)。3．Na2O2有强氧化性，可用作漂白剂，使有机色质褪色。点拨：Na2O2的认识误区(1)Na2O2中的阴离子是Oeq\o\al(2－,2)，不是Oeq\o\al(－,2)，也不是O2－。(2)Na2O2中的氧为－1价，既可被氧化也可被还原，与水、CO2发生反应时，其既是氧化剂又是还原剂。(3)Na2O2不是碱性氧化物，因其与酸反应时除生成盐和水之外，还有氧气生成。(4)Na2O2与其他物质反应时不一定都产生O2，如Na2O2＋SO2=Na2SO4。【典例1】将16g甲烷(CH4)在64g氧气中完全燃烧后的产物通入足量的过氧化钠中，充分反应后，固体增加的质量为()A．48g B．16gC．80g D．32g〔变式训练1〕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，固体质量都将增大二．碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别及相互转化【问题探究】比较下列两个装置，思考下列问题：1．为了更好地探究碳酸氢钠和碳酸钠的热稳定性，如左上图所示，试管B中装入的固体最好是什么？B中装入固体是Na2CO3。2．右上图与左上图的区别是什么？哪个装置能够更好地探究二者的热稳定性？左上图体现了A、B中温度不同，右上图Na2CO3和NaHCO3两处温度相同，左上图更好。【知识归纳总结】1．鉴别方法：(1)加热法——固体。①原理：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，Na2CO3受热不分解。②结论：加热有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3。(2)沉淀法——溶液。①原理：COeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓，COeq\o\al(2－,3)＋Ba2＋=BaCO3↓，HCOeq\o\al(－,3)与Ca2＋、Ba2＋不反应。②结论：滴加氯化钡或氯化钙溶液，有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3。(3)盐酸逐滴加入时的现象——溶液。①原理：COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)，HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O。②结论：向等浓度的溶液中逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3，开始不产生气体，滴加一会才产生气体的是Na2CO3。(4)与酚酞溶液作用——溶液。①原理：等浓度溶液的碱性Na2CO3>NaHCO3。②结论：等浓度Na2CO3和NaHCO3溶液中滴入2滴酚酞溶液，溶液变红较深的是Na2CO3，较浅的是NaHCO3。2．相互转化：Na2CO3eq\o(,\s\up7(CO2＋H2O),\s\do5(①固加热，②液NaOH))NaHCO3(1)Na2CO3溶液→NaHCO3溶液。Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3。(2)NaHCO3→Na2CO3。①2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑(固体物质)；②NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O(溶液中)。点拨：碳酸钠和碳酸氢钠的认识误区(1)碳酸钠很稳定，固体和溶液中受热都不发生分解，碳酸氢钠固体受热易发生分解，但其溶液受热不易分解。(2)书写碳酸氢钠参与的离子反应方程式时，HCOeq\o\al(－,3)不能拆开。(3)在反应2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑中，利用差量法计算时，要注意固体质量减少的是二氧化碳和水的质量，而非仅仅是二氧化碳的质量。(4)不能用氢氧化钙溶液鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液，因为二者均能与氢氧化钙反应产生白色沉淀。【典例2】在课堂上老师出示了两瓶失去标签的Na2CO3和NaHCO3无色饱和溶液，希望班里同学提出简便的鉴别方法。该班同学踊跃提出方法，其中不合理的是()①取等量的溶液于两支试管中，加热，有气泡产生的是NaHCO3饱和溶液②取等量的溶液于两支试管中，逐滴加入稀盐酸，开始就有气体放出的是NaHCO3饱和溶液③取等量的溶液于两支试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3饱和溶液④取等量的溶液于两支试管中，滴加Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3饱和溶液A．①② B．①④C．③④ D．②③〔变式训练2〕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．加入稀盐酸效果检测效果检测1．（2023春·湖南株洲·高一炎陵县第一中学校联考阶段练习）下列钠的化合物与其性质或用途不相符的是A．Na2O2——淡黄色固体，可用作漂白剂 B．Na2O——白色固体，性质不稳定C．Na2CO3——性质稳定，可治疗胃酸过多 D．NaHCO3——受热易分解，可用作发酵粉2．（2023春·陕西西安·高一长安一中校考期中）下列关于钠及其化合物的说法正确的是A．少量钠保存在酒精里 B．钠及其化合物灼烧时会使火焰呈黄色C．热稳定性：NaHCO3>Na2CO3 D．氢氧化钠可以用于治疗胃酸过多3．（2023春·上海徐汇·高一上海市第四中学校考期中）①用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3固体；②用观察法区别Na2O和Na2O2；③用稀盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。上列实验能成功的是A．①②③ B．①② C．②③ D．①③4．（2022秋·广东广州·高一铁一中学校考期中）下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质，叙述错误的是A．鉴别Na2CO3和NaHCO3可以用BaCl2溶液，不可用Ba(OH)2溶液B．向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2，有晶体析出C．小苏打可以用于泡沫灭火器的反应物质D．除去NaHCO3溶液并混有的少量Na2CO3，用加热法5．（2023秋·江苏淮安·高一统考期末）下列离子方程式书写正确的是A．过氧化钠与水反应：B．铜与浓硫酸加热反应：C．碳酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液混合：D．稀硫酸和氢氧化钡溶液反应：6．（2022秋·广东广州·高一广州市第七中学校考期中）实验室利用下列反应装置模拟侯氏制碱法制备，反应原理为：，下列说法错误的是A．通过活塞K可控制的流速B．装置b、d依次盛装饱和溶液、稀硫酸C．装置c中含氨的饱和食盐水提高了吸收效率D．反应后将装置c中的锥形瓶浸入冷水充分冷却，过滤得到晶体7．（2023春·上海宝山·高一上海市吴淞中学校考阶段练习）下列有关于与说法错误的个数有①与长期置于空气中，最终产物相同②等物质的量的与固体含有离子数目比为3∶4③与少量反应制得，与过量反应制得④两者都能与酸反应生成盐和水，都属于碱性氧化物A．1个 B．2个 C．3个 D．4个8．（2023春·上海宝山·高一上海市吴淞中学校考阶段练习）现有由中的某几种组成的混合物，向其中加入足量的盐酸有气体放出，将气体通过足量的溶液，气体体积有所减少；将上述混合物在空气中加热，有气体放出。下列判断正确的是A．混合物中一定不含B．混合物中一定含有C．无法确定混合物中是否含有D．混合物中一定不含9．（2022秋·云南丽江·高一统考期末）钠元素广泛存在于自然界，中国科学技术大学的钱逸泰教授等以CCl4和金属钠为原料，在700℃时制造出纳米级金刚石粉末。该成果发表在世界权威的科学杂志上，立刻被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。下列有关钠及其化合物的说法错误的是A．“稻草变黄金”的过程中元素种类没有改变B．钠元素在自然界中只有化合态C．等量的钠和足量的氧气反应时，无论生成Na2O还是Na2O2，失去的电子一样多D．可以用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3两种溶液10．（2023春·河南濮阳·高一濮阳一高校考期中）下列实验设计，不能达到实验目的的是ABCD观察钾元素的焰色比较和的稳定性检验与反应有生成比较和与等浓度盐酸反应的快慢11．（2022秋·山东东营·高一利津县高级中学校考阶段练习）对陈述I、II的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是选项陈述I陈述II判断A小苏打可用于治疗胃病NaHCO3可与盐酸反应I对；II对；有关系B滴有酚酞溶液的水溶液中加Na2O2，溶液变红Na2O2与水反应生成氢氧化钠I对；II错；无关系C金属钠能与水反应高压钠灯可发出透雾性强的黄光I对；II对；有关系D过氧化钠可用作航天员的供氧剂Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2I对；II对；无关系12．（2023秋·浙江温州·高一统考期末）为除去括号内少量的杂质，所用的试剂或方法正确的是A．CO2(HCl)：饱和碳酸钠溶液，洗气B．CO2(CO)：氧气，点燃C．NaHCO3粉末(Na2CO3)：加热D．Cu粉(Fe)：盐酸，过滤13．（2023秋·广东肇庆·高一统考期末）燃放烟花是中华民族庆祝春节的传统方式，烟花绽放时能释放五光十色的光芒。下列关于烟花燃放的化学原理说法错误的是A．燃放时发生了氧化还原反应B．发出黄色光芒，可见烟花中含有钠元素C．未能观察到紫色光芒，可见烟花中不含钾元素D．很多金属在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色14．（2023春·上海徐汇·高一上海市第二中学校考期中）实验室中有一份白色固体，可能是Na2CO3或NaHCO3中的一种，以下可以用来鉴别是何种成分的方法有A．取样配成溶液，与稀盐酸“互滴” B．取样配置成溶液，加澄清石灰水C．取样配置成饱和溶液，通入CO2 D．取样，于坩埚中灼烧，称量前后质量15．（2023秋·北京怀柔·高一统考期末）A、B、C、D是钠及其重要化合物，有着非常广泛的用途，已知B是常见的供氧剂。其相互转化关系如图所示(部分条件省略)，回答下列问题：(1)已知B为淡黄色粉末，则B为_______(2)写出B→C的化学方程式：_______(3)写出D→C的化学方程式：_______(4)若A为金属钠，46gA完全转化成D(涉及的其它反应物均足量)，生成D的质量为_______g。16．（2022秋·陕西咸阳·高一校考期中）探究钠及其化合物的性质，请按要求填空：(1)、、、久置空气中最终都是变为_______(填化学式)；(2)投入溶液中发生反应的化学方程式有_______，_______。(3)某课外活动小组设计以下装置进行实验：按如图所示装置进行实验，填写相关内容：①B中浓硫酸的作用是_______。②C中发生反应的化学方程式为_______。③D中的现象是_______。(4)用如下图所示装置制