第2章 微专题3 钠的化合物综合实验探究（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中化学必修第一册（人教版2019 单选版）

微专题3　钠的化合物综合实验探究 [对应学生用书P51] 1．过氧化钠与水、二氧化碳反应的实验探究 (1)Na2O2与水反应的历程 ①Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2，②2H2O2===2H2O＋O2↑；由①×2＋②可得：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。Na2O2既是氧化剂又是还原剂，且个数之比为1∶1；反应过程中有H2O2生成，H2O2具有强氧化性。 (2)Na2O2与CO2反应的历程 ①Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2， ②2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O， ③2H2O2===2H2O＋O2；由①×2＋②×2＋③可得：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，故Na2O2与CO2反应时要有水参与，H2O可看作反应的催化剂。 【例1】 (2023·许昌高一调研)某课外活动小组设计了如图所示装置，验证Na2O2和CO2反应时需要与水接触。 (1)装置分析 装置①中反应的离子方程式是______________________。装置②中的试剂是________(填标号)。 a．饱和NaHCO3溶液　 b．饱和Na2CO3溶液 c．浓硫酸 (2)进行实验 ①步骤1：打开K2，关闭K1，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在a处。该步实验的目的是____________________。 步骤2：打开K1，关闭K2，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在a处。该步实验的目的是____________________。 ②实验证明步骤1中a处带火星的木条不复燃，步骤2中a处带火星的木条复燃。活动小组从而得出了“Na2O2和CO2反应时需要与水接触”的结论。有同学认为步骤2的O2可能只是水与Na2O2反应产生的。请你设计实验证明装置⑤中的确发生了Na2O2和CO2的反应。实验步骤和现象是___________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 根据上述实验的结论，可以认为Na2O2和CO2反应过程是首先Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2，然后发生了2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O和________________________(写化学方程式)两个反应。 答案：(1)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑　a　 (2)证明干燥的CO2不与Na2O2反应　证明Na2O2跟CO2与水接触能反应　取装置⑤中反应后的固体，滴加稀盐酸，观察能否产生能使澄清石灰水变浑浊的气体　2H2O2===2H2O＋O2↑ 解析　(1)装置①中的反应是制取二氧化碳气体，所用试剂是碳酸钙和盐酸，故反应的离子方程式是CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑；实验的目的是验证Na2O2和CO2反应时需要与水接触，装置⑤和④一个是通入含有水的二氧化碳气体，一个是通入不含有水的二氧化碳气体，故③中的试剂一定是用于干燥的浓硫酸。由于盐酸易挥发，则从①中出来的气体除了含有CO2、H2O外还含有HCl，则需要除去气体中的HCl，则可推测装置②是除去HCl的，除去CO2中的HCl气体，应选用的是a.饱和的NaHCO3溶液，不仅能除去HCl气体，还能增加CO2气体。 (2)若①步骤1：打开K2，关闭K1，根据实验目的和上述分析，则是证明无水的CO2是不和Na2O2反应的。步骤2：打开K1，关闭K2则是证明Na2O2和CO2反应时需要与水接触的。 ②若步骤2中产生的氧气只是水和过氧化钠反应产生氧气，而CO2没有参与反应，则装置⑤反应后的固体中就没有碳酸钠，故要证明装置⑤中的确发生了Na2O2和CO2的反应，只需检验装置⑤反应后的固体中有没有碳酸钠。根据上述实验的结论，可以认为Na2O2和CO2反应过程是首先Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2，然后发生了2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O和2H2O2===2H2O＋O2↑，把三个化学方程式叠加，即可得2Na2O2＋ 2CO2===2Na2CO3＋ O2，则可得结论Na2O2和CO2反应时需要与水接触。 2．碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应的实验探究 (1)Na2CO3与酸反应机理 Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O。 稀盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O。 (2)NaHCO3与酸反应机理 NaHCO3溶液中逐滴加入稀盐酸：NaHCO3＋HC