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高一化学 钠的重要物质 教案

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高一化学 钠的重要物质 教案1.了解氧化钠、过氧化钠的主要性质和用途。(重点)2.掌握Na2CO3、NaHCO3的主要性质和用途。(重点)3.了解焰色反应的概念及应用。 钠的氧化物[基础·初探]1.氧化钠(1)物理性质颜色:白色;状态:固体。(2)化学性质氧化钠是碱性氧化物,能与水、酸性氧化物、酸等发生反应。有关的化学方程式:2.过氧化钠(1)物理性质颜色:淡黄色;状态:固体。(2)化学性质①与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。②与二氧化碳反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。[探究·升华][思考探究]探究1 Na2O2与H2O反应的实验探究反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。探究2 Na2O2与CO2、H2O反应的量的关系:2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2 ①2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑ ②问题思考:反应①和②中Na2O2的作用是作氧化剂和还原剂,生成1 mol O2转移电子的物质的量都是2 mol。[认知升华]Na2O2与CO2、H2O反应中的关系反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2  ①2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑  ②(1)物质的量的关系无论是CO2还是H2O,通过足量的Na2O2时,放出O2的物质的量与CO2或H2O的物质的量之比均为1∶2。(2)固体质量关系①2Na2O2 + 2CO2===2Na2CO3+O2  Δm(固体) 2×78 g 2 mol 2×106 g 56 g (2 mol CO的质量)即:发生反应①时,固体增加的质量等于与CO2等物质的量的CO的质量。②2Na2O2 + 2H2O===4NaOH+O2↑ Δm(固体) 2×78 g 2 mol 4×40 g 4 g (2 mol H2的质量)即:发生反应②时,固体增加的质量等于与H2O等物质的量的H2的质量。(3)电子转移关系在Na2O2与CO2或H2O的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,每生成1 mol O2都转移2 mol电子。[题组·冲关]题组1 钠的氧化物的性质及其应用1.下列关于氧化钠和过氧化钠的叙述中,正确的是(  ) A.都属于碱性氧化物B.都能与水发生化合反应C.水溶液的成分相同D.与二氧化碳反应生成不同的盐【解析】 Na2O2不属于碱性氧化物;Na2O2与H2O发生的反应不属于化合反应;Na2O、Na2O2与CO2反应均生成Na2CO3这一种盐。【答案】 C2.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只作氧化剂C.Na2O2属于碱性氧化物D.Na2O2与CO2或H2O反应,1 mol Na2O2参加反应,转移1 mol电子【解析】 Na2O2久置于空气中变成Na2CO3;Na2O2与水反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂;Na2O2属于过氧化物,而不属于碱性氧化物;Na2O2与CO2反应的电子转移情况为,由此可知,D正确。【答案】 D题组2 Na2O2与H2O、CO2反应的数量关系及应用3.把16 g甲烷(CH4)在64 g氧气中完全燃烧后的产物通入足量的过氧化钠后,过氧化钠增加的质量为(  ) A.48 g B.16 gC.80 g D.32 g【解析】 n(CH4)==1 mol,n(O2)==2 mol,甲烷燃烧发生反应:CH4+2O2CO2+2H2O,可知甲烷和氧气完全反应,生成1 mol CO2和2 mol H2O,通入过氧化钠发生反应:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,对生成物变式:Na2CO3~Na2O2·CO,2NaOH~Na2O2·H2,可知固体质量相当于增加CO和H2的质量,由1 mol甲烷可看成n(CO)=1 mol,n(H2)=2 mol,总质量为28 g+4 g=32 g,故过氧化钠增加的质量为32 g。【答案】 D4.1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是(  )A.Na2CO3       B.Na2O2、Na2CO3C.NaOH、Na2CO3 D.Na2O2、NaOH、Na2CO3【解析】 Na2O2与NaHCO3的混合物受热分解时,首先是NaHCO3分解:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ 2 mol 1 mol 1 mol 1 mol产生的CO2与H2O均可与Na2O2反应,由于Na2O2与H2O反应生成NaOH,而NaOH又可与CO2反应生成H2O,故可以认为是CO2先与Na2O2反应,CO2耗尽后H2O才开始反应,而根据2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2可知,生成的1mol CO2恰好与1 mol Na2O2完全反应生成Na2CO3,H2O不会再与Na2O2反应,故最终固体产物只有Na2CO3。【答案】 A【题后归纳】 先后顺序关系密闭容器中一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O发生反应(实际情况复杂得多)。 碳酸钠和碳酸氢钠[基础·初探]1.物理性质名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱、苏打小苏打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2.化学性质(1)热稳定性①Na2CO3较稳定,受热难分解,但碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O)易风化。②NaHCO3不稳定,受热易分解,反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。(2)与酸(足量盐酸)反应(写化学方程式,下同)①Na2CO3:Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O。②NaHCO3:NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O。(3)与碱(氢氧化钠)反应①Na2CO3与NaOH不反应。②NaHCO3:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O。3.用途(1)碳酸钠:重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油等方面有广泛的应用。(2)碳酸氢钠:是发酵粉的主要成分,可以做治疗胃酸过多的药剂。[探究·升华][思考探究]碳酸钠与碳酸氢钠的性质实验一、观察碳酸钠和碳酸氢钠的溶解性①在两支试管里分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g),观察二者外观上的细小差别。分别滴入几滴水,振荡试管。②继续向试管内加入10 mL水,用力振荡。③向试管内滴入1~2滴酚酞溶液。实验二、观察碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性如图所示,分别用Na2CO3和NaHCO3做实验,观察现象。这一反应可以用来鉴别Na2CO3和NaHCO3。鉴别碳酸钠和碳酸氢钠实验三、观察碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应问题思考:(1)Na2CO3与NaHCO3相比,溶解性、热稳定性有何不同?Na2CO3、NaHCO3固体与等浓度等体积足量盐酸反应时现象有何异同?【提示】 (1)Na2CO3与NaHCO3相比,Na2CO3的溶解性、热稳定性均比NaHCO3的强;二者均可以与盐酸反应生成二氧化碳气体,当二者均与等浓度等体积的盐酸反应时,NaHCO3产生二氧化碳的速率快,反应更剧烈。(2)能否用石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液?为什么?【提示】 否,二者均生成沉淀。(3)Na2CO3与NaHCO3的相互转化条件如何?【提示】 [认知升华]升华1 碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较(1)两点相似①均能与酸反应生成CO2气体;②均能与澄清石灰水反应生成CaCO3白色沉淀。(2)四点不同①在水中的溶解度不同:Na2CO3>NaHCO3;②与酸反应的速率不同:NaHCO3>Na2CO3;③热稳定性不同:Na2CO3>NaHCO3;④与CaCl2溶液反应的现象不同:Na2CO3有白色沉淀生成。升华2 Na2CO3和NaHCO3的鉴别、除杂质(1)碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法(2)除杂质混合物(括号内为杂质)除杂质方法及试剂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[题组·冲关]题组1 Na2CO3、NaHCO3的主要性质1.下列说法不正确的是(  )A.Na2CO3比NaHCO3的溶解度大B.Na2CO3比NaHCO3稳定C.Na2CO3和NaHCO3都能跟石灰水反应得到白色沉淀D.物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应得CO2的物质的量之比为2∶1【解析】 D项中生成的CO2的量相同。【答案】 D2.关于Na2CO3和NaHCO3的说法正确的是(  )A.向两者的溶液中加入BaCl2均生成白色沉淀B.向两者的溶液中逐滴加入稀盐酸,反应现象完全相同C.Na2CO3和NaHCO3两物质之间可以相互转化D.向饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体,观察不到任何实验现象【解析】 A项,NaHCO3与BaCl2不反应;B项,Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸开始无气体,NaHCO3溶液中滴加盐酸,开始就产生气体;D项,向饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体,反应生成的NaHCO3会以沉淀的形式析出。原因有三:①生成的NaHCO3相对于Na2CO3来说溶解度更小;②反应后生成的NaHCO3质量大于Na2CO3的质量(溶质质量增加);③反应中要消耗一部分水(溶剂减少)。综合以上三点,向饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体的化学方程式是Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3↓,因此可观察到有晶体析出。【答案】 C题组2 Na2CO3和NaHCO3的有关鉴别与除杂3.纯碱和小苏打都是白色晶体,在日常生活中都可以找到。若要在家中将它们区分开来,下面的方法中可行的是(  ) 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,分别加入等体积的白醋,观察反应的剧烈程度【解析】 NaHCO3与酸反应比Na2CO3与酸反应剧烈。【答案】 D4.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和盐酸都能和NaHCO3、Na2CO3反应。【答案】 A 【题后归纳】 (1)NaHCO3固体受热易分解,但在溶液中NaHCO3受热不分解。(2)Na2CO3固体性质稳定,在空气中不与CO2反应,但在溶液中,Na2CO3可以与水、CO2反应生成NaHCO3。(3)碳酸钠溶液与盐酸反应分两步,第一步:CO+H+===HCO,第二步:HCO+H+===CO2↑+H2O。(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。 焰色反应[基础·初探]1.焰色反应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.操作步骤3.几种金属的焰色钠:黄色,钾:紫色(观察时要透过蓝色钴玻璃)。4.应用(1)焰色反应在化学上常用于金属单质或其离子的鉴别。(2)利用焰色反应制节日烟花。【特别提醒】 焰色反应的三点提醒(1)焰色反应没有新物质生成,仅仅是电子能级跃迁的结果,故其为物理变化。(2)金属丝在使用前用稀盐酸将其表面的氧化物洗净,然后在火焰上灼烧至无焰色,以除去能引起焰色反应的杂质。(3)焰色反应的作用:鉴别钠、钾等金属或其他离子,只能判断是某种元素,而不能进一步确定是单质原子还是离子。[题组·冲关]1.绚丽的焰火将上海世博会开幕式推向了高潮。焰火与“焰色反应”知识有关。下列有关“焰色反应”的说法中正确的是(  ) A.做焰色反应实验时,用H2SO4清洗铂丝B.焰色反应是单质特有的性质C.焰色反应是化学变化D.透过蓝色钴玻璃观察,KCl与K2SO4灼烧时火焰颜色均为紫色【解析】 洗涤铂丝应用盐酸而不能用硫酸,因为金属氯化物易挥发,A错;焰色反应是元素的性质,其游离态和化合态焰色反应是相同的,且属于物理变化,B、C项错误,D项正确。【答案】 D2.小明同学用洁净的铂丝蘸取某无色溶液,在无色火焰上灼烧,火焰呈黄色,通过该实验现象,下列四位同学对该溶液中存在的金属离子的判断正确的是(  )【解析】 钠的焰色反应为黄色,钾的焰色反应为紫色,观察钾的焰色时必须透过蓝色钴玻璃以排除钠的黄色光的干扰。题目中只能确定有Na+,而不能确定K+的有无。【答案】 D

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