高一化学（人教版）教案 必修一 第二章 海水中的重要元素-钠和氯

157/157第二章|海水中的重要元素——钠和氯第一节钠及其化合物学习目标重点难点1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解钠及其重要化合物的主要性质。2.了解钠及其化合物在生产、生活中的应用。重点1.钠与水的反应,Na2CO3和NaHCO3的性质比较。2.钠及其化合物的研究思路和方法的建构。难点钠与水反应的探究实验。第1课时活泼的金属单质——钠新知探究(一)——钠与非金属单质的反应导学设计1.探究金属钠在空气中的变化实验步骤用镊子取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油后,用刀切去一端的外皮。观察钠的光泽和颜色,并注意新切开的钠的表面所发生的变化实验现象新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗实验结论钠是银白色具有金属光泽的固体,质软,在常温下可以与O2反应生成白色的氧化钠,化学方程式为4Na+O2==2Na2O(1)从原子结构的角度分析钠的强还原性及在自然界中存在的状态。提示:钠原子的结构示意图为,最外层只有1个电子,在化学反应中易失电子,表现强还原性。在自然界中都以化合态的形式存在。(2)新切开的钠由光亮变暗的原因是什么?说明了什么?提示:钠与空气中的氧气反应生成了一薄层白色的氧化钠而变暗,说明了钠很活泼,具有强还原性。2.金属钠在空气中加热实验实验步骤将一个干燥的坩埚加热,同时切取一块绿豆大的钠,迅速投到热坩埚中。继续加热坩埚片刻,待钠熔化后立即撤掉酒精灯,观察现象实验现象钠受热后先熔化成光亮的液态小球,片刻后剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体实验结论钠的熔点低,易燃烧,在空气中加热生成淡黄色的过氧化钠,化学方程式为2Na+O2Na2O2(1)实验时如何取钠?用手直接拿可以吗?剩余的钠如何处理?提示:应用镊子夹取出钠并用滤纸吸干表面的煤油,用小刀除去表面的氧化膜,然后切取绿豆大小即可;不能用手直接拿;剩余的钠要放回原瓶中,不能乱扔。(2)写出钠与Cl2、S反应的化学方程式。提示:2Na+Cl22NaCl,2Na+SNa2S。[系统融通知能]1.钠的结构及物理性质(1)钠的最外层只有一个电子,易失去电子,表现强还原性,在自然界中都以化合态存在,钠可以保存在煤油或石蜡油中。(2)钠为银白色有金属光泽的固体、质软、熔点低。2.钠与非金属单质的反应(1)转化关系(2)注意事项①Na与O2反应时,温度不同,反应产物不同,常温生成Na2O,加热生成Na2O2。②Na在空气中燃烧的现象主要有四点:一是Na先熔化后燃烧;二是燃烧剧烈;三是发出黄色火焰;四是生成淡黄色固体。③Na与O2反应,不论生成Na2O还是Na2O2,每个Na原子都是失去1个电子变为Na+,因此,只要发生反应的Na的量一定,电子转移数就是一定的。3.钠暴露在空气中发生一系列变化钠长期暴露在空气中,最终转化为Na2CO3,变化过程的现象及主要反应如下:[题点多维训练]题点(一)钠的结构与物理性质1.下列说法不正确的是()A.钠原子的最外电子层只有一个电子B.钠在自然界中可以游离态存在C.钠可以用小刀切割,说明钠质软D.钠在自然界中都以化合态形式存在解析:选B钠元素在自然界中都以化合物的形式存在,如NaCl、Na2CO3等。2.下列有关钠的存在、保存及取用方法的描述正确的是()A.钠在自然界中主要以化合物的形式存在,少量以单质的形式存在B.钠需要密封保存在四氯化碳中C.实验室中可直接用药匙取用钠D.实验室中取用后剩余的钠要放回原试剂瓶中解析:选D钠是活泼金属,钠在自然界中都以化合物的形式存在,A项错误;四氯化碳的密度比钠大,不能用来保存钠,B项错误;实验室中用镊子取用钠,C项错误;取用后剩余的钠必须放回原试剂瓶中,D项正确。题点(二)钠与非金属的反应3.下列现象或性质能体现钠的物理性质的是()①钠燃烧时发出黄色的火焰②钠燃烧时生成过氧化钠③熔点低④密度比水小⑤热和电的良导体⑥钠有很强的还原性A.①③④⑤⑥ B.①②③④⑤C.②③④⑤ D.①③④⑤解析:选D①钠燃烧时发出黄色的火焰,是钠的焰色试验,属于物理性质;②钠燃烧时生成过氧化钠,生成了新物质,属于化学性质;③熔点低,属于物理性质;④密度比水小,属于物理性质;⑤热和电的良导体,属于物理性质;⑥钠有很强的还原性,在反应中失去电子,属于化学性质。4.下列各组物质中的两种物质发生反应时,反应条件或反应物用量的改变,对生成物没有影响的是()①Na和Cl2②Na和O2③Zn和盐酸 ④C和O2A.①② B.②④ C.①③ D.③④解析:选CNa与O2常温下反应生成Na2O,加热时反应生成Na2O2,②错误;C与O2反应时,O2不足时生成CO,O2足量时生成CO2,④错误。5.用流程图示的方法可以清楚反映物质之间的转化关系。如Na→→NaOH→NaCl,则在常温下,上述转化关系中的物质是()A.Na2CO3 B.Na2OC.Na2S D.Na2O2解析:选B在常温下,钠与氧气反应生成氧化钠。新知探究(二)——钠与水的反应导学设计实验操作实验现象结论或解释①钠浮在水面上钠的密度比水小②钠熔化成闪亮的小球钠的熔点低,反应放热③小球在水面上四处游动反应产生的气体推动小球运动④与水反应发出“嘶嘶”的响声,逐渐变小,最后消失钠与水剧烈反应,产生气体⑤反应后溶液的颜色变红有碱性物质(NaOH)生成1.根据化合价变化规律分析实验中产生的气体是H2而不是O2的原因。提示:Na是金属,与H2O反应时,Na元素的化合价升高,若生成O2,氧的化合价升高,违背氧化还原反应规律,故生成的气体不是O2而是H2。2.写出Na与H2O反应的化学方程式。提示:2Na+2H2O==2NaOH+H2↑3.Na与盐酸反应的剧烈程度比Na与H2O反应的更剧烈,甚至燃烧爆炸,写出Na与盐酸反应的化学方程式。提示:2Na+2HCl==2NaCl+H2↑4.将Na投入FeCl3溶液中,溶液中有红褐色沉淀生成。写出有关的化学方程式。提示:2Na+2H2O==2NaOH+H2↑FeCl3+3NaOH==3NaCl+Fe(OH)3↓5.火灾现场存在大量活泼金属(如Na)时,用什么灭火?不能用什么灭火?提示:可使用专用灭火剂或干砂灭火,不能用水灭火。[系统融通知能]1.钠与H2O的反应2Na+2H2O==2NaOH+H2↑现象浮2.钠与酸溶液的反应(以盐酸为例)(1)酸过量与酸反应:2Na+2HCl==2NaCl+H2↑。(2)酸不足先与酸反应:2Na+2HCl==2NaCl+H2↑;再与水反应:2Na+2H2O==2NaOH+H2↑。3.钠与碱溶液的反应其实质是钠与水的反应,如钠与氢氧化钠溶液的反应,即钠与水的反应。4.钠与盐溶液的反应(1)先与水反应2Na+2H2O==2NaOH+H2↑。(2)再考虑氢氧化钠是否与盐发生复分解反应。[微点拨]①过量的钠与酸溶液反应时,钠先与酸反应,再与水反应,最后消耗完。②钠能与任何水溶液反应。不要认为盐不能与氢氧化钠反应,就不能与钠反应。[题点多维训练]题点(一)Na与H2O的反应1.将一块金属钠投入盛有冷水的滴有紫色石蕊溶液的烧杯中,某同学认为可观察到下列现象,其中正确的是()①钠投入水中,先沉入水底,后浮出水面②钠立即与水反应,并有气体产生③反应后溶液变红④钠熔化成闪亮的小球⑤小球在水面上四处游动⑥有“嘶嘶”的响声发出A.①②③④ B.②③④⑤C.②④⑤⑥ D.③④⑥解析:选C钠投入滴有紫色石蕊溶液中,钠立即与水反应,并有气体产生,反应后溶液变红,钠熔化成闪亮的小球,并在水面上四处游动。2.将绿豆大的钠块投入如图所示的烧杯中,可能出现的现象是()A.钠块只在煤油层中游动,并放出气体B.钠块只在水层中游动,钠块熔化,水层变红C.钠块在CCl4层和水层界面处游动并上下跳动,钠块熔化,水层变红D.钠块在水层和煤油层界面处游动并上下跳动,钠块熔化,水层变红解析:选D将钠块投入盛有煤油的烧杯中,钠块在水层和煤油层界面处游动并上下跳动,钠块熔化,水层变红。题点(二)Na与酸、盐溶液的反应3.(2025·杭州期末检测)向溶液X中投入一小块钠,下列说法错误的是()A.若X为FeCl3溶液,则有红褐色沉淀生成B.若X为CuSO4溶液,则有红色沉淀生成C.若X为稀盐酸,则反应后溶液的pH增大D.若X为NaOH饱和溶液,则恢复至室温后有白色固体析出解析:选B钠投入到FeCl3溶液,先发生Na与水的反应生成NaOH和氢气,再发生NaOH与氯化铁的复分解反应生成氢氧化铁沉淀,故A正确;钠投入到盛有硫酸铜溶液的烧杯里,发生反应有:2Na+2H2O==2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4,现象为钠浮在液面上,与溶液剧烈反应,熔成小球,四处游动,发出嘶嘶声,有气泡冒出,有蓝色沉淀生成,故B错误;钠与盐酸反应的实质为2Na+2H+==2Na++H2↑,反应后溶液的pH增大,故C正确;钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,消耗水,饱和的氢氧化钠溶液中有NaOH晶体析出,故D正确。4.将金属钠分别投入足量的下列物质的溶液中,溶液质量减小的是()A.盐酸 B.K2SO4稀溶液C.MgCl2稀溶液 D.Na2CO3溶液解析:选CNa加入盐酸中,根据关系式2Na~2HCl~H2,可知46gNa参加反应生成2gH2,即溶液质量增加,类似的还有B、D项;Na加入MgCl2溶液中发生反应的化学方程式为2Na+2H2O+MgCl2==2NaCl+H2↑+Mg(OH)2,即向溶液中加入46gNa,反应后生成2gH2和58gMg(OH)2沉淀,导致溶液质量减小。5.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体产生,又有沉淀产生的是。

①MgSO4溶液②NaHCO3溶液③Na2SO4溶液④饱和澄清石灰水⑤FeCl3溶液解析:在题给几种溶液中,金属钠均先与水发生反应:2Na+2H2O==2NaOH+H2↑,①中Mg2++2OH-==Mg(OH)2↓;②中NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O,故不会产生沉淀;③中Na2SO4与NaOH不反应,没有沉淀生成;④中反应消耗水并使溶液温度升高,Ca(OH)2的溶解度降低,析出Ca(OH)2沉淀;⑤中Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓。答案:①④⑤[课时跟踪检测]一、选择题1.(2025·温州期末检测)钠在空气中燃烧的实验,下列不需要的仪器是()解析:选A钠是固体,完成钠在空气中燃烧的实验,应该在坩埚中进行,A是玻璃棒,B是泥三角,C是三脚架,D所示仪器是坩埚,用不到的仪器为玻璃棒,故A错误。2.(2025·青岛高一期中)下列关于金属钠的说法错误的是()A.钠是一种银白色金属,通常保存在煤油中B.钠与水反应时浮在水面上并且四处游动C.钠在空气中加热会生成白色过氧化钠D.钠与熔融的TiCl4制取钛的反应属于置换反应解析:选C钠为银白色固体,密度大于煤油,易与空气中的氧气和水反应,通常保存在煤油中,可以隔绝空气,故A正确;钠密度小于水,与水反应生成氢气,所以看到钠与水反应时浮在水面上并且四处游动,故B正确;钠在空气中加热会生成淡黄色过氧化钠,故C错误;钠性质活泼,与熔融的TiCl4制取钛的反应属于置换反应,故D正确。3.(2025·杭州高一期末)下列关于钠的叙述正确的是()A.钠与水反应的现象说明钠的熔点低,且与水反应放出热量B.将4.6g钠投入95.4g水中,所得溶液中溶质的质量分数为8%C.钠放置在空气中表面变暗是由于钠的表面生成了Na2O2D.Na与H2O的反应是非氧化还原反应解析:选A钠与水反应的现象之一为熔化成闪亮的小球,说明放出大量热,而且钠的熔点较低,故A正确;钠与水反应:2Na+2H2O==2NaOH+H2↑468024.6gm(NaOH)m(H2)解得m(NaOH)=8g,m(H2)=0.2g,溶液中溶质的质量分数:8g4.6g+95.4g-0.2g×100%>8%,故B错误;Na是活泼金属,易被氧气氧化,新切开的钠的光亮的表面很快变暗,是因为钠和空气中的氧气反应生成了Na2O,故C错误;Na与H2O反应生成NaOH和H2,是氧化还原反应,故D4.下列反应的离子方程式书写错误的是()A.钠与水反应:2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑B.钠与CuSO4溶液反应:2Na+Cu2+==Cu+2Na+C.钠与盐酸反应:2Na+2H+==2Na++H2↑D.钠与氯化钾溶液反应:2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑解析:选B钠与CuSO4溶液反应的实质是钠先与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠再与CuSO4反应,离子方程式为2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑、Cu2++2OH-==Cu(OH)2↓,故B项错误。5.钠与水反应的实验过程如图①、②、③所示,下列有关说法不正确的是()A.图②中钠熔化成小球,说明钠与水反应放热且钠的熔点低B.图③中滴加酚酞溶液后溶液变红,说明有碱性物质生成C.钠与水反应的离子方程式为2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑D.实验过程中切取一块绿豆大的钠后,将剩余的钠放入废液缸中解析:选D剩余的钠应放回原试剂瓶,若将剩余的钠放入废液缸中,钠和水剧烈反应,易引起火灾或爆炸等事故。6.(2025·惠州高一检测)将一小块钠投入盛有5mL饱和石灰水的试管中,不可能观察到的现象是()A.钠熔化成光亮的小球,在液面四处游动B.有气体产生C.溶液底部有银白色物质生成D.溶液变浑浊解析:选CNa投入饱和石灰水中,Na与H2O反应,水减少,Ca(OH)2析出,溶液变浑浊,溶液底部不可能有银白色物质生成,C符合题意。7.钠与水反应的微型化实验装置如图所示,已知四氯化碳的密度比钠大,下列说法正确的是()A.微型化实验现象不明显B.反应后试管中的液体分层,下层呈红色C.肥皂液的作用是液封,防止外界空气进入装置D.若将煤油换成四氯化碳,对实验不会产生影响解析:选B滴有酚酞的水与钠反应生成NaOH和氢气,溶液变红色,产生气泡,现象明显,故A错误;煤油密度比水小,反应后生成NaOH使酚酞变红,试管下层显红色,故B正确;金属Na的密度比煤油大,煤油已经起到隔绝氧气的作用,肥皂泡的作用是收集H2,故C错误;已知CCl4的密度比钠大,钠在四氯化碳的上层,与空气接触,对实验有影响,故D错误。8.一小块金属钠长时间放置于空气中,可能有下列现象,这些现象出现的先后顺序是()①变成白色粉末②变暗③变成白色固体 ④变成液体A.①②③④ B.②③④①C.②③①④ D.③②④①解析:选B钠在空气中发生如下转化:Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3,现象为钠由银白色变暗,之后变成白色固体(NaOH),白色固体潮解变成液体,与空气中的CO2、H2O结合形成白色晶体(Na2CO3·10H2O),最后白色晶体风化,变成白色粉末(Na2CO3)。9.如图所示,在坩埚中放一小块钠,加热至熔化时,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。据此判断下列说法中不正确的是()A.上述反应是置换反应B.上述反应放出热量C.上述反应中CuSO4表现了还原性D.加热且无水条件下,Na可以与CuSO4反应并生成Cu解析:选C钠与无水CuSO4接触产生火花,说明反应放热;有红色物质生成说明有铜产生,则表明熔化的钠与无水CuSO4粉末发生了置换反应,钠表现出还原性。10.将钠和木炭分别置于如图所示的两个盛满氧气的集气瓶中,燃烧完毕冷却至室温后,打开装置中的两个弹簧夹,盛水的试剂瓶中的实验现象是()A.左导管液面上升,右导管液面无明显变化B.左导管液面无明显变化,右导管液面上升C.左、右导管液面均上升D.左、右导管液面均下降解析:选A钠在氧气中燃烧生成过氧化钠固体,燃烧后左瓶内气体体积减少,压强减小,木炭与氧气反应生成二氧化碳气体,右瓶内气体体积变化不大,压强变化不大,故燃烧完毕冷却至室温后同时打开装置中的两个弹簧夹,左导管液面上升,右导管液面无明显变化。11.为探究钠的部分性质,设计实验操作如下:①向如图所示的试管中加入苯(已知苯的密度为0.86g·cm-3,苯不溶于水);②拔出大头针,使Na(密度为0.97g·cm-3)落入苯中(钠与苯不反应);③从长颈漏斗中加入MgCl2溶液(密度约为1g·cm-3)。下列说法中正确的是()A.把MgCl2溶液加入苯中,MgCl2溶液在上层B.钠一直停留在苯层不发生反应C.Na在MgCl2溶液与苯的界面处反应,并上下跳动直至消失,下层有白色沉淀产生D.Na在MgCl2溶液底部四处游动,MgCl2溶液中有白色沉淀产生解析:选CMgCl2溶液的密度大于苯的,分层后MgCl2溶液在下层,A项错误;Na的密度介于苯和MgCl2溶液之间,故Na在MgCl2溶液与苯的界面处与水反应,生成的H2附着在Na表面,在H2逸出的过程中带动Na上浮至苯层,H2逸出后,Na在重力作用下又回到界面处,故可观察到Na上下跳动直至消失,又因为钠与水反应生成的NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2,故下层有白色沉淀产生,C项正确,B、D两项错误。12.实验室验证钠能与二氧化碳发生反应,并确定其产物的装置如图所示(已知:PdCl2溶液遇CO能产生黑色的Pd)。下列说法错误的是()A.装置①的仪器可以制取H2B.装置⑤中澄清石灰水变浑浊后,再点燃酒精灯C.装置②③中分别盛装饱和Na2CO3溶液、浓H2SO4D.装置⑥中有黑色沉淀生成,发生的反应是PdCl2+CO+H2O==Pd↓+CO2+2HCl解析:选C装置①为固体和液体不加热反应制备气体的装置,锌和稀硫酸反应制氢气可以用装置①,A正确;金属钠易与空气中的氧气、水蒸气等发生反应,实验之前,应用二氧化碳气体排尽装置中的空气,当装置⑤中澄清石灰水变浑浊后,说明空气已排净,再点燃酒精灯,可排除氧气、水蒸气等对钠与二氧化碳反应的干扰,B正确;装置①中反应产生的二氧化碳气体中含有氯化氢和水蒸气,碳酸钠溶液可与二氧化碳反应,故装置②中不能用饱和碳酸钠溶液,C错误;根据题给信息可知,PdCl2溶液与CO发生氧化还原反应生成黑色的Pd、二氧化碳和氯化氢,D正确。二、非选择题13.(7分)(1)将金属钠放入CuSO4溶液中会产生蓝色沉淀,请解释这一现象:。

(2)用金属钠制取氧化钠通常利用以下反应:2NaNO3+10Na==6Na2O+N2↑。试说明不用金属钠与氧气的反应而采用此反应制取氧化钠的理由:。

答案:(1)钠先与H2O反应生成NaOH,NaOH再与CuSO4反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀(2)钠与O2直接反应易生成Na2O2,而此方法有N2的保护避免生成Na2O214.(10分)某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物,设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几粒钠块,再从U形管高端加入水(含有酚酞),赶出空气,一段时间后加热铜丝。根据反应中观察到的现象,回答下列问题:(1)金属钠的变化现象。

(2)U形管中溶液的颜色,说明有生成。

(3)铜丝的变化现象,说明有生成;若去掉后面的装置,简述检验气体的方法。

(4)若ag钠与bg水完全反应,则该溶液溶质的质量分数是。

解析:钠位于水和煤油界面处,与水发生反应:2Na+2H2O==2NaOH+H2↑,生成的H2与CuO发生反应:H2+CuOCu+H2O。钠与水反应生成NaOH溶液:2Na+2H2O==2NaOH+H2↑2×232×402ag40a23ga则ω(NaOH)=40a23gag+b答案:(1)在水和煤油的界面处逐渐变小并上下跳动(2)右侧从上到下逐渐由无色变为红色NaOH(3)由黑色变红色H2先检验气体纯度,再在导管口处点燃气体,有淡蓝色火焰产生(4)40a2215.(12分)(2025·福建宁德高一期中)金属钠及其化合物在生产、生活中用途广泛。请回答下列有关问题:(1)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na⁃CO2充电电池。电池的总反应为3CO2+4Na==2Na2CO3+C,该电池中不能存在水,否则可能引起电池爆炸,用离子方程式表示其原因:。

(2)如图所示将一小块钠放在水平放置的试管中部,用酒精灯加热充分反应,请写出该反应的化学方程式:,生成物的颜色为。

(3)Na、NaOH久置于空气中最终都是转变为(填化学式)。

(4)金属钠可用于生产汽车安全气囊中的气体发生剂NaN3。某汽车安全气囊中含NaN3、Fe2O3和NaHCO3等物质。①当汽车发生较严重的碰撞时,NaN3受热分解为Na和N2,其化学方程式为。

②气囊中产生的Na立即与Fe2O3反应生成Na2O与另一种单质,该反应属于四种基本反应类型中的反应。

解析:(1)该电池中不能存在水,否则可能引起电池爆炸,原因是金属钠可以和水发生剧烈化学反应,产物是氢氧化钠和氢气,离子方程式为2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑。(2)钠与氧气在加热条件下发生反应生成淡黄色固体过氧化钠,其化学方程式为2Na+O2Na2O2。(4)①NaN3受热分解为Na和N2,根据元素守恒可知,化学方程式为2NaN32Na+3N2↑。②气囊中产生的Na立即与Fe2O3反应生成Na2O与另一种单质,属于置换反应。答案:(1)2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑(2)2Na+O2Na2O2淡黄色(3)Na2CO3(4)①2NaN32Na+3N2↑②置换第2课时氧化钠和过氧化钠新知探究(一)——氧化钠和过氧化钠的性质导学设计实验探究Na2O2与H2O反应实验操作实验现象①试管外壁发热,带火星的木条复燃;②用pH试纸检验,试纸变蓝实验结论Na2O2与水反应放热,化学方程式为2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑1.Na2O2与H2O反应中,氧化剂和还原剂分别是什么物质?若生成一个O2分子,转移几个电子?Na2O2是碱性氧化物吗?提示:氧化剂和还原剂均是Na2O2,转移2个电子,Na2O2不是碱性氧化物。2.写出Na2O与H2O反应的化学方程式,Na2O是碱性氧化物吗?提示:Na2O+H2O==2NaOH,Na2O是碱性氧化物。3.Na2O2与CO2的反应类似Na2O2与H2O反应,也生成O2,写出Na2O2与CO2反应的化学方程式,反应中氧化剂和还原剂是什么物质?提示:2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2,Na2O2既是氧化剂又是还原剂。4.Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源,为什么?提示:人呼出的CO2和H2O(g)与Na2O2均反应生成O2。[系统融通知能]氧化钠和过氧化钠的比较物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)组成结构由Na+与O2-构成,N(N由Na+与O22-构成,阳、阴离子个数比为2∶1类别碱性氧化物过氧化物生成条件Na与O2常温下反应Na与O2在点燃或加热条件下反应热稳定性不稳定,易转化为Na2O2较稳定与H2O反应Na2O+H2O==2NaOH2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑与CO2反应Na2O+CO2==Na2CO32Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2与H+反应Na2O+2H+==2Na++H2O2Na2O2+4H+==4Na++2H2O+O2↑转化2Na2O+O22Na2O2[微点拨]过氧化钠与水、二氧化碳反应有氧气产生,具有强氧化性,从而具有漂白性,可以使酚酞先变红后褪色,也可以用来漂白织物、羽毛等,而Na2O不具有强氧化性。[题点多维训练]题点(一)Na2O与Na2O2的性质及其比较1.下面是对Na2O2和Na2O性质异同点的有关叙述,其中错误的是()A.Na2O2和Na2O长期置于空气中,最终产物相同B.Na2O2和Na2O都能与CO2、H2O发生化合反应C.Na2O2和Na2O分别与H2O反应都有NaOH生成D.Na2O2是漂白剂,而Na2O只是一种碱性氧化物解析:选B过氧化钠和氧化钠长期置于空气中,最终都生成碳酸钠,故A正确。过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,均不属于化合反应;氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠,氧化钠和水反应生成氢氧化钠,均属于化合反应,故B错误。过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,氧化钠和水反应生成氢氧化钠,故C正确。Na2O2具有强氧化性,具有漂白作用,是漂白剂,而Na2O与酸反应生成盐和水,氧化钠是一种碱性氧化物,故D正确。2.在鲜活水产品的长途运输中,必须考虑以下几点:①水中需要保持适量的O2;②及时去除鱼类等排出的CO2;③防止细菌的大量繁殖。(1)过氧化物具有杀菌消毒的性质,金属的过氧化物能与H2O反应产生O2,如2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑。现有两种在水中能起供氧灭菌作用的物质:Na2O2和CaO2,已知CaO2能缓慢与水反应。根据以上介绍,运输鲜活水产品时应选择放入水中,理由是。

(2)写出过氧化钙与水反应的化学方程式:。

答案:(1)CaO2Na2O2与水反应剧烈,生成的NaOH溶液碱性太强,不利于鲜活水产品的存活(或CaO2能缓慢与水反应,供氧时间长,水溶液碱性弱,有利于鲜活水产品的长途运输)(2)2CaO2+2H2O==2Ca(OH)2+O2↑题点(二)Na2O2性质的实验探究3.(2025·海安市高一月考)某实验小组通过如图所示实验,探究Na2O2与水的反应,下列说法中不正确的是()A.②中的大量气泡的主要成分是氧气B.③中溶液变红,说明有碱性物质生成C.④中现象可能是由于溶液中含有漂白性物质造成的D.⑤中MnO2的主要作用是作氧化剂解析:选D过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,则②中的大量气泡的主要成分是氧气,故A正确;酚酞与碱性物质变红,③中溶液变红,说明有碱性物质生成,故B正确;④中现象可能是由于溶液中含有漂白性物质造成的,主要是过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和过氧化氢,过氧化氢具有强氧化性,能够使溶液褪色,故C正确;⑤中MnO2的主要作用是作催化剂,过氧化氢在二氧化锰催化作用下反应生成氧气和水,故D错误。4.某兴趣小组欲探究:①干燥的CO2不与Na2O2反应;②有水条件下,CO2才能与Na2O2反应。设计实验装置如图所示,实验过程中先滴加稀盐酸,打开K1,关闭K2,一段时间后再加热铜丝;充分反应后,再关闭K1,打开K2,观察整个过程中铜丝的变化。下列说法错误的是()A.先滴加稀盐酸,后加热的目的是排除装置内的空气B.饱和NaHCO3溶液的作用是除去CO2中的HClC.试剂X是浓硫酸D.反应过程中铜丝先变黑后变红解析:选D先滴加稀盐酸,利用产生的CO2排出装置内的空气,防止空气中O2对实验产生影响,A正确;石灰石与稀盐酸反应制取的CO2中混有HCl,饱和NaHCO3溶液的作用是除去CO2中的HCl,防止HCl对实验产生干扰,B正确;试剂X是浓硫酸,打开K2,关闭K1时,含水蒸气的CO2进入Na2O2,打开K1,关闭K2时,干燥CO2进入Na2O2,可达到预期目的,C正确;反应产生的O2与Cu加热时反应生成CuO,铜丝由红色变为黑色,D错误。新知探究(二)——Na2O2与CO2、H2O反应的有关计算典例导学[典例]ag由CO和H2组成的混合气体在足量的O2中充分燃烧后,将生成的所有产物通过足量的Na2O2固体,Na2O2固体增加的质量为()A.agB.3a4gC.3a2g[解析]由于CO与H2燃烧的反应为2CO+O22CO2①2H2+O22H2O②将生成的CO2和水蒸气通过Na2O2后发生的反应为2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2③2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑④将反应①与③相加可得:Na2O2+CO==Na2CO3⑤将反应②与④相加可得:Na2O2+H2==2NaOH⑥由反应⑤⑥可知,当H2、CO在O2中充分燃烧后的产物通入足量Na2O2完全反应后,Na2O2增加的质量就是CO和H2的质量和。[答案]A[系统融通知能]1.Na2O2与CO2、H2O反应的电子转移关系Na2O2与CO2、H2O反应时,每生成1分子O2转移电子均为2e-,且两反应中的氧化剂与还原剂均为Na2O2。当Na2O2与CO2、H2O的混合气体反应时,可以考虑先与CO2反应再与H2O反应进行分析计算。2.Na2O2与CO2、H2O反应的质量关系①2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2Δm(固体)2×782×442×1062×28即发生反应时,固体增加的质量等于与CO2等分子数的CO的质量。②2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑Δm(固体)2×782×184×402×2即发生反应时,固体增加的质量等于与H2O等分子数的H2的质量。3.Na2O2与CO2、H2O反应的数量关系①2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2②2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量Na2O2时,CO2(或H2O)与放出O2的分子个数之比均为2∶1。[题点多维训练]1.对于反应:2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑,下列说法正确的是()A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂B.当2分子H2O参加反应时,生成1分子O2C.当生成1分子O2时,转移的电子数为4D.每有18gH2O与足量Na2O2反应,固体增重4g解析:选BA项,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,错误;C项,生成1分子O2,转移2个电子,错误;D项,18g水参与反应,固体增重2g,错误。2.在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5g和足量的Na2O2,用电火花引燃,使其恰好完全反应,Na2O2增重7.5g,则原混合气体中O2的质量分数是()A.54.5% B.40%C.36% D.33.3%解析:选ACO2、H2O与固体Na2O2反应后,固体增重的质量即为CO、H2的质量,可得混合气体中m(O2)=16.5g-7.5g=9.0g,ω(O2)=9.0g16.5g×100%≈54.5%[课时跟踪检测]一、选择题1.“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.Na2O2 B.Na2CO3C.NaOH D.氧气瓶解析:选A由于2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2,所以Na2O2可以使CO2浓度降低而保持舱内O2的适当比例。2.下列关于Na2O和Na2O2的叙述中不正确的是()A.都是钠的氧化物B.加入水中,溶液都呈碱性C.都能和二氧化碳反应生成纯碱D.都是强氧化剂解析:选DNa2O2是强氧化剂,而Na2O的氧化性很弱。3.一个集气瓶中放有一团棉花,向其中通入CO2气体时棉花燃烧起来,则棉花中可能包有()A.烧碱 B.氧化钾C.过氧化钠 D.小苏打解析:选C烧碱、氧化钾与二氧化碳反应不能生成氧气,不能使棉花燃烧,小苏打与二氧化碳不反应。4.(2025·黄冈期中)下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是()A.等质量的Na2O2分别与足量H2O、CO2反应,转移的电子数相同B.Na2O中的阴、阳离子数目之比为1∶2,Na2O2中的阴、阳离子数目之比为1∶1C.Na2O、Na2O2都能与酸反应,故都是碱性氧化物D.Na2O2只能作氧化剂解析:选A反应为2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2,由反应方程式可知,等质量的Na2O2反应时转移的电子数相同,故A正确;Na2O2由钠离子和过氧根离子构成,阴、阳离子的个数比是1∶2,故B错误;Na2O2与酸反应除了生成盐和水外,还生成氧气,故不是碱性氧化物,故C错误;过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,过氧化钠中氧元素的化合价既升高又降低,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,故D错误。5.(2025·鄂尔多斯高一期末)如图所示,试管中盛有水,气球a中盛有干燥的Na2O2粉末,U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮绳紧系在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中,将发生的现象是()A.U形管内的红水褪色B.试管内溶液变红C.气球a被吹大D.U形管中水位d<c解析:选C由于发生反应2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑,产生O2使气球膨胀,该反应放出大量热量,使锥形瓶中空气受热膨胀而出现U形管中水位d>c,由于浅红色的水是在U形管中而非试管中,则试管内溶液不变色,U形管内的红水不褪色。6.如图所示,两圆圈相交的阴影部分表示圆圈内的物质相互发生的反应。下列说法中正确的是()A.Na2O2不如Na2O稳定B.反应①的离子方程式为Na+2H2O==Na++2OH-+H2↑C.反应③中生成1个O2分子转移4个电子D.反应①和③是氧化还原反应,反应②是离子反应解析:选DA项,氧化钠在加热条件下能与氧气反应生成过氧化钠,故过氧化钠比氧化钠稳定,错误;B项,离子方程式电荷不守恒,错误;C项,反应③生成1个O2分子转移2个电子,错误。7.某溶液中含有HCO3-、CO32-、Na+、NO3-四种离子。若向其中加入Na2O2粉末,充分反应后(溶液体积变化忽略不计A.NO3- B.CO3C.HCO3-、NO3- D.CO32-解析:选A过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,溶液中钠离子浓度增大,反应生成的OH-与溶液中的HCO3-反应生成CO32-和H2O,溶液中HCO3-浓度减小,CO8.如图是Na2O2和CO2定性、定量实验的装置示意图:注射器1中抽取了100mLCO2,U形管中装有适量小玻璃珠和约1.5g的Na2O2粉末。实验开始时,打开止水夹K1、K2、K4,关闭止水夹K3,推动注射器1活塞,缓缓将CO2压至U形管,观察到注射器2的活塞缓缓向外移动。下列叙述不正确的是()A.U形管内的玻璃珠可防止过氧化钠粉末被吹走和增大过氧化钠和二氧化碳的接触面积B.U形管内淡黄色粉末渐渐变白C.注射器1的活塞推到底后,注射器2中收集到的气体大于50mL,只是因为含有未反应的CO2D.打开U形管右侧的胶塞,立即将带火星的木条放在管口,可验证反应产物之一为氧气解析:选C由2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2可知,100mLCO2参与反应,理论上应产生50mLO2,若收集到的气体大于50mL,除部分未反应的CO2外,还可能是反应放热,气体受热膨胀,故C错误。9.200℃时,11.6gCO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6g(如图所示),其原混合物中CO2和H2O的质量之比是()A.11∶18 B.22∶3C.1∶9 D.21∶9解析:选A向足量的固体Na2O2中通入11.6gCO2和H2O,固体只增加3.6g,令混合物中CO2和水蒸气的质量分别为m(CO2)、m(H2O),则:2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2Δm8856m(CO2)711m(CO22Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑Δm364m(H2O)19m(H2所以m(CO2)+m(H2O)=11.6g、711m(CO2)+19m(H2O)=3.6g;解得m(CO2)=4.4g,m(H2O)=7.2g,故原混合物中CO2和H2O的质量之比为4.4g∶7.2g=11∶二、非选择题10.(10分)A、B、C是中学化学中常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如图(部分反应条件及产物略去)。(1)①若A是一种金属,C是淡黄色固体,则B的化学式为,A→C反应的化学方程式为。

②C转化为D的离子方程式为,反应中氧化剂是,还原剂是。

(2)若A是一种非金属,其常见单质为黑色固体,C是最主要的温室气体,则C的分子式为,B→C反应的化学方程式为。

A和C是否能反应?(填“能”或“不能”),若能,写出反应的化学方程式:(若不能,此空不填)。

解析:(1)由题意可知:A为Na,B为Na2O,C为Na2O2,D为NaOH。(2)由题意可知:A为C,B为CO,C为CO2,D为H2CO3。答案:(1)①Na2O2Na+O2Na2O2②2Na2O2+2H2O==4Na++4OH-+O2↑Na2O2Na2O2(2)CO22CO+O22CO2能C+CO22CO11.(14分)(2025·济宁一中阶段练习)在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。某同学选用适当的化学试剂和实验用品,用图中的实验装置进行实验,证明过氧化钠可作为供氧剂。(1)A是制取CO2的装置,其装置中仪器a的名称是。

(2)B中的试剂是溶液,发生反应的离子方程式是。

(3)C中Na2O2与CO2反应的化学方程式为。

(4)D中的试剂是NaOH溶液,其作用是。

(5)试管F中收集满气体后,下一步实验操作是,说明过氧化钠

可作为供氧剂。解析:(2)装置B中盛放的是饱和NaHCO3溶液,其作用是除去CO2中的HCl杂质,其中HCl与饱和NaHCO3溶液反应的离子方程式为H++HCO3-==H2O+CO2↑。(3)C中Na2O2固体与CO2反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2。(4)D中NaOH溶液的作用是吸收多余的CO2气体。(5)试管F中收集满气体(O2)后,为验证气体成分,应把试管F移出水面,将带火星的木条伸入试管,木条复燃,则证明有O2生成,说明Na2O答案:(1)分液漏斗(2)饱和NaHCO3H++HCO3-==H2O+CO(3)2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2(4)吸收二氧化碳气体(5)把试管F移出水面,将带火星的木条伸入试管,木条复燃12.(15分)某同学通过实验研究Na2O2与水的反应。操作现象向盛有少量Na2O2的试管中加入蒸馏水,得到溶液a反应剧烈,产生能使带火星的木条复燃的气体然后向溶液a中滴入两滴酚酞溶液溶液先变红,再逐渐变浅,约10分钟溶液变为无色为了探究溶液变为无色的原因,该同学按照科学的程序,进行了如下实验:[推理与假设](1)Na2O2与H2O反应的化学方程式为。

向溶液a中滴加酚酞溶液本应只会变红,而实验中发现溶液变红后又褪色。由此提出如下假设:假设A:O2有漂白性假设B:NaOH有漂白性假设C:O2和NaOH共同作用有漂白性[实验与观察](2)请完成下表:实验编号123实验装置实验假设(填“A”“B”或“C”)假设

假设

假设

实验现象溶液变红后10分钟均无变化实验结论[查阅资料]该同学查阅资料:H2O2是一种在碱性条件下不稳定、具有漂白性的物质。[推理与假设]该同学认为褪色的原因可能是溶液a中存在H2O2,H2O2漂白了酚酞。[实验与观察](3)通过实验证实了H2O2的存在:取少量溶液a,加入黑色粉末(填化学式),快速产生了能使带火星的木条复燃的气体。该同学进一步通过实验证实了溶液a中滴入酚酞溶液后,H2O2与酚酞发生了化学反应。实验方案:取少量溶液a于试管中,。

[解释与结论](4)由以上实验结果可知,Na2O2与H2O反应的化学方程式如果分两步书写,应为;

但教材上没有写出中间产物H2O2,可能的原因是。

解析:(1)根据实验现象产生能使带火星的木条复燃的气体,说明有氧气产生,溶液变红说明有碱NaOH生成,据此写出化学方程式:2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑。(2)实验1,将酚酞溶液滴入NaOH溶液中,如果先变红后褪色,说明假设B成立;实验2,将氧气通入NaOH和酚酞的混合溶液中,如红色褪去,说明假设C成立;实验3,将氧气通入Na2CO3和酚酞的混合溶液中,如红色褪去,说明假设A成立;溶液变红后10分钟均无变化,说明假设A、B、C均不成立。(3)使H2O2分解产生氧气常用的催化剂为MnO2;要验证H2O2与酚酞发生了反应,实验方案为取少量溶液a于试管中,加入MnO2,充分反应,向上层清液中滴入2滴酚酞溶液后溶液变红,10分钟后溶液颜色不变。(4)由实验结果可知,Na2O2与H2O反应,有中间产物H2O2生成,Na2O2与H2O反应的化学方程式如果分两步书写,应为Na2O2+2H2O==2NaOH+H2O2,2H2O2==2H2O+O2↑;但教材上没有写出中间产物H2O2,可能的原因是H2O2在碱性条件下不稳定,受热易分解,H2O2大部分已分解。答案:(1)2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑(2)BCA假设A、B、C均不成立(3)MnO2加入MnO2,充分反应,向上层清液中滴入2滴酚酞溶液后变红,10分钟后溶液颜色不变(4)Na2O2+2H2O==2NaOH+H2O2,2H2O2==2H2O+O2↑H2O2在碱性条件下不稳定(或H2O2受热易分解,大部分已分解)第3课时碳酸钠和碳酸氢钠焰色试验新知探究(一)——碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较导学设计1.Na2CO3与NaHCO3的性质比较在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1g),完成下列实验,并将实验现象和相应的结论填入下表。盐实验步骤Na2CO3(俗名:苏打或纯碱)NaHCO3(俗名:小苏打)①观察两支试管中碳酸钠、碳酸氢钠的外观白色粉末细小的白色晶体②向两支试管中分别滴入几滴水,振荡,观察现象;将温度计分别插入其中加水后结块变成晶体,温度计示数升高加水后部分溶解,温度计示数降低③继续向②的试管中分别加入5mL水,用力振荡振荡一段时间后可溶解固体量减少④分别向③所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液溶液变红,溶液碱性较强溶液变浅红,溶液碱性较弱2.NaHCO3与Na2CO3热稳定性分析实验装置实验现象①若是NaHCO3,澄清石灰水变浑浊。②若是Na2CO3,澄清石灰水不变浑浊实验结论NaHCO3受热易分解生成CO2气体,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;Na2CO3很稳定,受热不易分解3.Na2CO3、NaHCO3与酸反应比较(1)实验过程在两支试管中分别加入3mL稀盐酸,将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。观察到的实验现象是两个气球均膨胀;NaHCO3与盐酸混合比Na2CO3与盐酸混合气球膨胀得快且大。(2)实验结论NaHCO3与盐酸反应比等质量的Na2CO3与盐酸反应产生气体多且剧烈。Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应的离子方程式为CO32-+2H+==CO2↑+H2O、HCO3-+H+==CO2[系统融通知能]1.Na2CO3和NaHCO3的性质比较与转化名称碳酸钠碳酸氢钠溶解性都易溶于水,Na2CO3的溶解度更大水溶液酸碱性都呈碱性,Na2CO3的碱性更强与足量盐酸反应产生气体速率反应都很剧烈,NaHCO3产生气体速率更快离子方程式CO32-+2H+==H2O+COHCO3-+H+==H2O+CO与足量Ca(OH)2溶液反应Na2CO3+Ca(OH)2==CaCO3↓+2NaOHCa(OH)2+NaHCO3==CaCO3↓+H2O+NaOH与钙盐(或钡盐)溶液反应Ca2+(Ba2+)+CO==CaCO3(BaCO3)↓无现象稳定性加热不分解2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑相互转化Na2CO3NaHCO32.Na2CO3与NaHCO3的鉴别方法固体溶于少量水Na2CO3形成晶体,升温加同浓度盐酸NaHCO3反应更剧烈加热NaHCO3受热分解生成CO2溶液沉淀法加CaCl2或BaCl2溶液,Na2CO3产生沉淀气体法逐滴加入盐酸立即产生气体的为NaHCO33.Na2CO3和NaHCO3混合物的除杂混合物(括号内为杂质)除杂方法及试剂Na2CO3固体(NaHCO3)加热至恒重NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2气体Na2CO3溶液(NaHCO3)加入适量NaOH溶液4.Na2CO3与NaHCO3的用途(1)Na2CO3的用途有纺织、制皂、造纸、制玻璃等。(2)NaHCO3的用途有制药、焙制糕点等。[题点多维训练]题点(一)Na2CO3与NaHCO3的用途及性质比较1.下列各组物质与其用途不对应的是()A.过氧化钠:供氧剂B.烧碱:治疗胃酸过多的一种药剂C.小苏打:发酵粉的主要成分D.纯碱:除去物品上的油污解析:选BNa2O2与CO2或H2O反应生成O2,故可作为供氧剂,A正确;烧碱(NaOH)为强碱,具有强腐蚀性,不能用于治疗胃酸过多,B错误;小苏打(NaHCO3)受热分解生成CO2,故可用作发酵粉的主要成分,C正确;纯碱(Na2CO3)呈碱性,可用于除油污,D正确。2.下列说法不正确的是()A.用加热法可除去Na2CO3中的NaHCO3B.Na2CO3的热稳定性大于NaHCO3C.可用石灰水区分Na2CO3与NaHCO3溶液D.Na2CO3和NaHCO3的水溶液均显碱性解析:选CNa2CO3和NaHCO3都可以与石灰水反应生成碳酸钙沉淀,所以不能用石灰水区分。3.(2025·合肥高一期中)小鲁妈妈准备蒸馒头时,发现面团发得不好,于是加入了一些碳酸氢钠,结果蒸的馒头发黄,并略带碱味,在使用碳酸氢钠的同时加入一定量的食醋,效果就理想多了。以下说法中不正确的是()A.碳酸氢钠可以作为膨松剂的原因是碳酸氢钠受热可以分解产生气体B.馒头发黄并略带碱味与Na2CO3有关C.碳酸钠和碳酸氢钠都可以单独作为蒸馒头的膨松剂D.加入食醋效果变好的可能原因是NaHCO3+CH3COOH==CH3COONa+H2O+CO2↑解析:选C碳酸氢钠受热易分解,产生二氧化碳,可以使馒头蓬松,故A正确;Na2CO3显碱性,有苦涩味,故B正确;碳酸钠受热不分解,不能单独使用,故C错误;碳酸氢钠和醋酸反应生成气体,效果更好,故D正确。题点(二)Na2CO3与NaHCO3的鉴别4.两试管中分别装有相同浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,则下列判断正确的是()选项操作判断A分别加入澄清石灰水产生沉淀者为Na2CO3溶液B分别加入等浓度的稀盐酸反应较剧烈者为Na2CO3溶液C分别加入CaCl2溶液产生沉淀者为Na2CO3溶液D逐滴加入等浓度的稀盐酸立即产生气泡者为Na2CO3溶液解析:选CNa2CO3溶液和NaHCO3溶液均能与石灰水反应产生沉淀,A项错误;NaHCO3与稀盐酸反应更剧烈,B项错误;Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸时,先生成碳酸氢钠和氯化钠,D项错误。5.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)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,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对比实验,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),实验过程中的现象为。

(4)除了以上方法,请你再举出一例鉴别二者的方法:。

解析:(1)图Ⅰ不能达到实验目的,因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳,二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊;图Ⅱ可以鉴别,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来判断。(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑、CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O,实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。(3)碳酸钠直接加热不产生气体,而碳酸氢钠不直接加热就产生气体,更能说明碳酸氢钠不稳定,所以试管B中装入的固体最好是碳酸氢钠,观察到的现象为a中澄清石灰水变浑浊,b中澄清石灰水不变浑浊。(4)Na2CO3+BaCl2==BaCO3↓+2NaCl,NaHCO3与BaCl2不反应,故可选用BaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3。答案:(1)Ⅱ(2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2OD(3)NaHCO3a中澄清石灰水变浑浊,b中澄清石灰水不变浑浊(4)把二者分别配成溶液后滴加BaCl2试剂,有白色沉淀生成的为Na2CO3,无现象的为NaHCO36.将一定体积的CO2通入一定浓度的NaOH溶液中,为了测定所得溶液的成分,向该溶液中逐滴加入盐酸,所加盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图所示。(1)溶液中所含溶质为。(2)OA段发生反应的离子方程式:。

AB段发生反应的离子方程式:。

解析:由图中消耗盐酸的体积与产生CO2的体积可知,该溶液的溶质是NaOH和Na2CO3,碳酸根离子转化为碳酸氢根离子和碳酸氢根离子转化为二氧化碳消耗的盐酸是等量的,OA段碳酸钠消耗20mL盐酸,所以,前5mL应该是盐酸与氢氧化钠发生的中和反应;OA段H+先与OH-反应生成H2O,待OH-消耗完,H+再与CO32-反应生成HC答案:(1)NaOH、Na2CO3(2)H++OH-==H2O、H++CO32-==HCO3-H++HCO3|思维建模|Na2CO3、NaHCO3溶液中加入盐酸生成CO2的图像分析Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸反应的离子方程式为CO32-+H+==HCO3-,HCO3-+H+①Na2CO3溶液滴加稀盐酸(如图甲)②NaHCO3溶液滴加稀盐酸(如图乙)新知探究(二)——焰色试验1.焰色试验的定义很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。2.焰色试验的操作步骤洗将铂丝(或光洁无锈的铁丝)用盐酸洗净烧将洗净的铂丝(或铁丝)在酒精灯(最好用煤气灯)外焰上灼烧,至与原来的火焰颜色相同时为止蘸蘸取试样烧在外焰上灼烧,并观察火焰颜色洗再用盐酸洗净铂丝(或铁丝),并在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同3.常见金属元素的焰色锂钠钾铷紫红色黄色紫色紫色钙锶钡铜砖红色洋红色黄绿色绿色[微点拨]焰色试验3个易错点①观察钾的焰色试验时,要透过蓝色钴玻璃观察,这样做的目的是为了滤去黄光,避免少量钠元素对鉴别钾元素的干扰。②焰色试验中表现的是金属元素的性质,而不是单质或某种化合物的性质。③焰色试验中金属元素颜色的变化属于物理变化,而不是化学变化。应用化学2025年春节期间,家家团圆,举国欢庆,璀璨的烟花于夜空绽放。1.五彩缤纷的烟花产生的原因是什么?提示:烟花燃放时发生化学反应放热,不同的金属元素在加热条件下发生焰色试验,产生不同的火焰颜色。2.除金属的化合物外,金属单质能不能也有同样的焰色试验?提示:能。因为焰色试验是金属元素的性质,无论是化合物还是单质,只要含有某种金属元素,这种物质就能有这种金属元素的焰色试验。[题点多维训练]1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)可利用焰色试验来鉴别Na2CO3溶液和K2SO4溶液(√)(2)若某无色溶液的焰色试验观察到焰色为黄色,说明该溶液只含Na+无K+(×)(3)焰色试验是金属元素的化学性质(×)(4)灼烧时,所有金属或金属阳离子均有焰色(×)2.(2025·重庆高一期末)南北朝时期陶弘景所著的《本草经集注》中记载了鉴别硝石(主要成分KNO3)的方法:“以火烧之,紫青烟起,云是真硝石也”。下列说法错误的是()A.该方法为焰色试验,利用钾的焰色为紫色进行鉴别B.实验室中观察钾的焰色时,需要透过蓝色的钴玻璃C.根据火焰的特征颜色,可判断试样中是否含有铂元素D.利用不同金属元素五彩缤纷的焰色,可制成节日烟花解析;选C钾元素的焰色试验需要透过蓝色钴玻璃观察,焰色为紫色,紫青烟起,说明含有钾元素,故A、B正确;铂元素不会出现特征颜色变化,不能根据火焰的特征颜色判断试样中是否含有铂元素,故C错误;不同元素会出现不同的焰色试验,利用不同金属元素五彩缤纷的焰色,可制成节日烟花,故D正确。3.用洁净的铂丝蘸取某无色溶液,放在无色火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃,火焰的颜色呈紫色,下列说法正确的是()A.该溶液中阳离子只有钾离子B.该溶液中一定含有钠离子C.该溶液中可能含有钠离子,但一定含有钾离子D.该溶液中可能含有钾离子,但一定含有钠离子解析:选C蓝色钴玻璃可以滤去黄光,所以透过蓝色钴玻璃,火焰的颜色呈紫色,说明该溶液中一定含有钾离子,但不能确定是否含有钠离子。4.(2025·福州期末)鉴别下列各物质,只能采用焰色试验的是()A.K2CO3和NaCl B.KCl和Na2CO3C.NaCl和MgCl2 D.NaCl和KCl解析:选D与盐酸反应生成气体的为碳酸钾,无现象的为NaCl,故A错误;与盐酸反应生成气体的为碳酸钠,无现象的为氯化钾,故B错误;与NaOH反应生成白色沉淀的为氯化镁,无现象的为NaCl,故C错误;阴离子相同,Na、K的焰色试验分别为黄色、紫色,只能采用焰色试验鉴别,故D正确。命题热点——聚焦纯碱生产工业流程,激励探索创新精神纯碱是一种重要的化工原料,具有非常广泛的用途。对于纯碱的生产,历史上涉及了三种重要的方法,包括路布兰制碱法、索尔维制碱法和侯氏制碱法。其中侯氏制碱法是1943年我国化学工业科学家侯德榜发明创建的联合制碱法,即将氨碱法(又称索尔维制碱法)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。高考常聚焦纯碱的工业生产这一主题,以激励学生的探索、创新精神。1.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。其制备流程图如下。此法分为三步:①氯化钠与硫酸反应,生成硫酸钠:2NaCl+H2SO4Na2SO4+2HCl↑。②用焦炭还原硫酸钠得硫化钠:Na2SO4+4CNa2S+4CO↑。③硫化钠与石灰石反应生成碳酸钠:Na2S+CaCO3==Na2CO3+CaS。缺点路布兰制取纯碱,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。2.索尔维制碱法1861年,比利时人索尔维以食盐、石灰石和氨为原料,制得了碳酸钠和氯化钙。其制备流程图如下。反应步骤为:CaCO3CaO+CO2↑,2NH4Cl+CaO==2NH3↑+CaCl2+H2ONaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,反应生成的CO2和NH3可重新作为原料使用。优缺点氨碱法实现了连续性生产,食盐的利用率得到提高,产品质量纯净,因而被称为纯碱,但最大的优点还在于成本低廉。索尔维制碱法的缺点,主要在于原料中各有一半的成分没有利用上:只用了食盐中的钠和石灰中的碳酸根,二者结合生成了纯碱;食盐中另一半的氯和石灰中的钙结合生成的氯化钙没有利用上。3.侯氏制碱法侯氏制碱法又称联合制碱法。原料是食盐水、氨气和二氧化碳(合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气)。其制备流程图如下。反应原理:①产生NaHCO3的反应:NH3+NaCl+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl。②产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。优点CO2、饱和食盐水能循环使用,体现绿色化学思想,能充分利用食盐中的钠和氯,避免产生大量的氯化钙废液和废渣,并可节省一些设备。[题点多维训练]1.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.侯氏制碱法的工艺流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、结晶解析:选C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HCO3-,才能析出NaHCO3晶体。第2.“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)NH3NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl(2)CaCl2NH4Cl作氮肥3.某化学兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱并进行后续实验。制备纯碱:先以NaCl、NH3、CO2和水等为原料,用如图所示装置制取NaHCO3,然后再将NaHCO3制备成Na2CO3。(1)装置甲中反应的离子方程式为;

装置乙的作用是,反应的化学方程式为。(2)反应进行一段时间后,观察到装置丙中试剂瓶内溶液中有白色固体析出,经检验该白色固体是NaHCO3。装置丙中可得两种产物,分别是NaHCO3和另一种盐,装置丙中反应的化学方程式为。

(3)用装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有、洗涤固体、,最后一步发生反应的化学方程式为。

解析:(1)装置甲中碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应的离子方程式是CaCO3+2H+==Ca2++CO2↑+H2O;装置乙的作用是用碳酸氢钠除去二氧化碳中的氯化氢,反应的化学方程式为NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑。(2)装置丙中氯化钠与二氧化碳、氨气反应可得两种产物,分别是NaHCO3和另一种盐,根据元素守恒,另一种盐是氯化铵,反应的化学方程式是NH3+CO2+H2O+NaCl==NaHCO3↓+NH4Cl。(3)用装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有过滤、洗涤固体、灼烧,灼烧碳酸氢钠发生反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。答案:(1)CaCO3+2H+==Ca2++CO2↑+H2O除去CO2中的HCl气体NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑(2)NH3+CO2+H2O+NaCl==NaHCO3↓+NH4Cl(3)过滤灼烧2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑[课时跟踪检测]一、选择题1.《本草述钩元》中“石碱”条目下写道:“采蒿蓼之属,……晒干烧灰,以原水淋汁,……久则凝淀如石,……浣衣发面,……亦去垢发面。”这里的“石碱”是指()A.KOH B.KAl(SO4)2C.KHCO3 D.K2CO3解析:选D“采蒿蓼之属,……晒干烧灰”,说明“石碱”为蒿蓼烧成灰中的成分;“以原水淋汁”,说明“石碱”易溶于水;“浣衣发面,……亦去垢发面”,说明“石碱”能去油污、作发酵剂;且植物烧成灰中的主要成分一般为碳酸盐,故“石碱”为K2CO3。2.五彩缤纷的焰火与高中化学中“焰色试验”知识有关。下列有关“焰色试验”说法中正确的是()A.焰色试验时,应用H2SO4清洗铂丝B.焰色试验是元素的性质,属于化学变化C.K2CO3在酒精灯上灼烧时能直接观察到紫色火焰D.NaCl与Na2SO4灼烧时火焰颜色均为黄色解析:选D焰色试验时,应用稀盐酸清洗铂丝,因为氯化物易挥发,A错误;焰色试验是元素的性质,属于物理变化,B错误;K2CO3在酒精灯上灼烧时要透过蓝色的钴玻璃片观察,才能观察到紫色火焰,C错误。3.为使以面粉为原料的面包松软可口,通常用NaHCO3作发泡剂,因为它()①热稳定性差 ②增加甜味③产生二氧化碳 ④提供碳酸钠A.②③ B.①④ C.①③ D.③④解析:选C由题意知,碳酸氢钠在面包发热过程中产生了气体,又由2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O知产生CO2。4.下列有关Na2CO3和NaHCO3的叙述中,错误的是()A.二者可以用BaCl2溶液鉴别B.相同条件下,二者在水中的溶解度不同,NaHCO3的溶解度大于Na2CO3的溶解度C.在一定的条件下,Na2CO3与NaHCO3之间可以相互转化D.等质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸反应,NaHCO3放出的CO2更多解析:选BNa2CO3的溶解度大于NaHCO3的。5.下列有关钠及其化合物的叙述中不正确的是()A.除去碳酸钠固体中混有的碳酸氢钠,可将固体加热B.可用盐酸鉴别NaHCO3和Na2CO3两种物质的溶液C.金属钠着火时,可用水来灭火D.Na、Na2O、Na2O2、NaOH长期放置在空气中,最终都将变为Na2CO3解析:选C金属钠与水、氧气等物质反应,金属钠着火时,不能用水来灭火,一般用干砂盖灭,C错误。6.用下列实验方案鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色粉末,不能达到预期目的的是()A.分别向等量的白色粉末中加等体积、等浓度的稀盐酸,比较生成气体的快慢B.分别向等量的白色粉末中加等体积少量的水,比较固体溶解量的多少C.分别将等量的白色粉末配成溶液,然后加入澄清石灰水,比较是否有沉淀生成D.分别将等量的白色粉末用如图所示装置进行实验,比较澄清石灰水是否变浑浊解析:选C根据Na2CO3和NaHCO3的性质可知,A中NaHCO3产生气体的速率快,B中Na2CO3溶解得多,D中NaHCO3分解产生CO2,使澄清石灰水变浑浊,只有C中加澄清石灰水,二者均会产生沉淀。7.CO2、Na2CO3、NaHCO3三者的转化关系如图所示,下列说法错误的是()A.①转化时所加试剂可以是稀硫酸B.向NaOH溶液中通入少量CO2可实现②转化C.⑤转化时溶液中一定出现沉淀D.⑥的转化条件可以是加热解析:选C①的反应可以是Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+CO2↑,①所加试剂可以是稀硫酸,A项正确;向NaOH溶液中通入少量CO2,生成Na2CO3,B项正确;NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时,生成的NaHCO3以沉淀的形式析出,其他情况不一定有沉淀生成,C项错误;加热NaHCO3固体时可生成Na2CO3,⑥的转化条件可以是加热,D项正确。8.(2025·南宁期末)为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是()A.Na2CO3溶液(NaHCO3),选用适量的NaOH溶液B.NaHCO3溶液(Na2CO3),应通入过量的CO2气体C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物在氧气中加热D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量Ba(OH)2溶液,过滤解析:选DD项,加入适量Ba(OH)2引入杂质OH-,同时沉淀CO32-9.(2025·深圳高一期中)甲同学在学完钠及其化合物后,取少量实验室中已变质的纯碱样品(含杂质NaHCO3)配制成溶液,做了如下实验,滴加Ca(OH)2溶液过程中出现白色沉淀,下列说法正确的是()A.滴加过程中,也有气泡产生B.恰好不再产生沉淀时,溶液中的溶质成分不唯一C.滴加过程中,溶液的碱性逐渐减弱D.滴加过程中,涉及反应:2HCO3-+2OH-+Ca2+==CO32-+2H解析:选D滴加Ca(OH)2溶液过程中不会产生气泡,故A错误;恰好不再产生沉淀时,溶液中的溶质成分是NaOH,故B错误;滴加过程中有NaOH生成,溶液的碱性增强,故C错误;当滴加Ca(OH)2不足量时,Ca(OH)2和部分碳酸氢钠反应,涉及反应:2HCO3-+2OH-+Ca2+==CO32-+2H2O+CaCO3↓,10.(2025·邵阳高一期末)我国化学家侯德榜发