2.1.2钠的几种化合物 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第二章 海水中的重要元素——钠和氯 第一节 钠及其化合物 课时2 钠的几种化合物 素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：宏观上通过实验探究、实验现象归纳钠的化合物的性质，微观上从离子构成上解释其性质 2. 证据推理与模型认知： 通过氧化钠和过氧化钠性质的探究，建立通过实验得到性质的认知模型 3. 科学探究与创新意识： 通过掌握氧化钠和过氧化钠性质、碳酸钠和碳酸氢钠的共性和差异性，让学生明白性质决定用途，同时训练学生认识事物和全面分析事物的逻辑思维能力 2 壹 贰 2. 碳酸钠和碳酸氢钠 1. 氧化钠和过氧化钠 知识导航 本节难点 3. 焰色试验 叁 本节难点 知识点1：氧化钠和过氧化钠 4 回忆前面做过的实验，描述氧化钠和过氧化钠的颜色、状态。 氧化钠的物理性质 Na2O 化学式 Na2O 颜色 状态 氧元素化合价 阴阳离子个数比 白色 固体 -2 O2-：Na+=1:2 4 知识点1：氧化钠和过氧化钠 5 Na2O＋H2O===2NaOH Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O Na2O＋CO2===Na2CO3 (1)氧化钠与水反应：_______________________________________。 (2)氧化钠与盐酸反应：_____________________________________。 (3)氧化钠与二氧化碳反应：________________________________。 Na2O的化学性质 【思考】 Na2O2是否同Na2O一样也能与水、CO2、盐酸反应？产物是否相同？ 用类推的方法推测氧化钠和过氧化钠的性质！ 基于物质类别研究物质性质 Na2O和Na2O2 氧化物 碱性氧化物 Na2O 过氧化物 Na2O2 5 知识点1：氧化钠和过氧化钠 6 回忆前面做过的实验，描述氧化钠和过氧化钠的颜色、状态。 过氧化钠的物理性质 Na2O2 化学式 Na2O2 颜色 状态 氧元素化合价 阴阳离子个数比 淡黄色 固体 -1 ：Na+=1:2 6 7 你知道吗？ 观看一段视频，你知道滴水生火的原因吗？ 为什么脱脂棉会燃烧，燃烧的条件是什么？是什么在起作用？ 知识点1：氧化钠和过氧化钠 知识点1：氧化钠和过氧化钠 8 “滴水生火”实验说明什么问题？Na2O2能否与H2O反应？反应后产物是什么？如何验证？ 脱脂棉 过氧化钠与H2O发 生反应放出热量 过氧化钠与H2O反应生成有氧气 8 知识点1：氧化钠和过氧化钠 9 过氧化钠的化学性质 (1)过氧化钠与水的反应 预测产物(从化合价入手) Na2O2中氧元素的化合价是 ；是常见的化合价吗？ ；在化学反应中可能变成的价态是 。 -1 不是 0价 -2价 可能产物 检验现象 使无色的酚酞变红 O2 使带火星的木条复燃 NaOH 9 知识点1：氧化钠和过氧化钠 10 过氧化钠与水反应会生成什么物质？ 实验2-3 把1~2 mL水滴入在盛有1~2 g 过氧化钠固体的试管中，立即用带火星木条的伸入试管口，检验生成的气体。用手轻轻触摸试管外壁，有什么感觉？用 pH试纸检验溶液的酸碱性。 10 知识点1：氧化钠和过氧化钠 11 性质预测 设计方案 实验探究 得出结论 过氧化钠的化学性质 步骤 现象 结论 把带火星的木 条放在试管口 触摸试管外壁 pH试纸测反应后溶液的pH 气体为O2 反应放热 生成NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 11 12 知识点1：氧化钠和过氧化钠 某研究性学习小组拟用如图所示装置气密性良好进行实验 用以验证有氧气生成的实验操作是：___________________； 用以验证反应放热的实验现象是：_____________________． 往试管中加水至固体完全溶解且不再有气泡生成后，取出试管，往试管中滴入酚酞试液，发现溶液先变红后褪色．为探究其原因，该小组同学从查阅有关资料中得知：Na2O2与水反应可生成H2O2，H2O2具有强氧化性和漂白性．请设计一个简单的实验，验证Na2O2跟足量水充分反应后的溶液中有H2O2存在． 试剂：______； 现象：_____________________________________________． 用带火星的木条靠近导管p 在导管Q处套一个气球，气球变大 MnO2 能够继续产生气体，且气体可以使得带火星的木条复燃 知识点1：氧化钠和过氧化钠 13 性质预测 设计方案 实验探究 得出结论 过氧化钠的化学性质 步骤 现象 结论 把带火星的木 条放在试管口 触摸试管外壁 pH试纸测反应后溶液的pH 气体为O2 反应放热 生成NaOH 滴入酚酞溶液 振荡一段时间后 漂白性 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 13 知识点1：氧化钠和过氧化钠 14 2. 过氧化钠的化学性质 (1)与水反应 过氧化钠和水反应放热，生成氧气和氢氧化钠 -1 -2 0 化学方程式： 2Na2O2＋2H2O == 4NaOH＋O2↑ 失去2e-，化合价升高，被氧化 得到2e-，化合价降低，被还原 既是氧化剂又是还原剂 有漂白性 过氧化钠有强氧化性和漂白性 14 15 知识点1：氧化钠和过氧化钠 思考2：以上两种淡黄色的固体分别是硫和过氧化钠，用什么办法区分? 思考1：将一定量的Na2O2、Na2O分别加入滴有酚酞溶液的水中,二者现象是否相同? 不同。将Na2O2加入滴有酚酞溶液的水中观察到有气体生成,溶液先变为红色后褪色;而Na2O加入滴有酚酞溶液的水中只观察到溶液变为红色。 分别取两种固体于试管中，加入少量水，产生气体的是过氧化钠，没有明显现象的是硫粉 16 你知道吗？ 观看一段视频，你知道吹气生火的原因吗？ 为什么脱脂棉会燃烧，燃烧的条件是什么？是什么在起作用？ 知识点1：氧化钠和过氧化钠 知识点1：氧化钠和过氧化钠 17 过氧化钠和二氧化碳反应放热，生成氧气和碳酸钠 2Na2O2＋2CO2 = 2Na2CO3＋O2 失去2e-，化合价升高，被氧化 得到2e-，化合价降低，被还原 既是氧化剂又是还原剂 2. 过氧化钠的化学性质 (2)与CO2反应 17 知识点1：氧化钠和过氧化钠 18 2. 过氧化钠的化学性质 (3)与盐酸反应 试根据Na2O2与水的反应，类比写出其与硫酸的反应方程式 2Na2O2 + 2H2O=4NaOH + O2↑ 2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2↑ Na2O2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。此时，Na2O2既是氧化剂又是还原剂。 Na2O2遇H2S、SO2、KI等还原剂时，此时，Na2O2是氧化剂。 试写出Na2O2和SO2的反应方程式？ Na2O2+SO2=Na2SO4 18 知识点1：氧化钠和过氧化钠 19 你知道吗？ 潜水艇中、呼吸面具的氧气怎么来的？ 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 用途：Na2O2可作供氧剂，在呼吸面具和潜水艇中应用 19 知识点1：氧化钠和过氧化钠 20 过氧化钠和氧化钠性质对比 过氧化钠Na2O2 氧化钠Na2O 色 态 氧元素化合价 所属物质类别 生成条件 与水反应 与CO2反应 与酸反应 保存 密封、远离易燃物 密封 淡黄色固体 白色固体 -2 -1 过氧化物 碱性氧化物 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ Na2O+H2O=2NaOH 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 Na2O+CO2=Na2CO3 钠在空气中氧化 钠在空气中加热 2Na2O2 + 4HCl = 4NaCl + 2H2O + O2 ↑ Na2O+HCl=NaCl+H2O 20 21 知识点1：氧化钠和过氧化钠 [知识拓展] 1.反应先后关系 一定量Na2O2固体与一定量CO2、H2O(g)混合气体反应时,由于NaOH与CO2反应生成Na2CO3和H2O,分析此类问题时,可按照以下顺序进行:Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,剩余Na2O2再与H2O(g)反应(实际不是这样) 2.固体质量关系 分析反应的化学方程式,可得下列关系式: Na2O2 Na2CO3(组成相当于Na2O2·CO) Na2O2 2NaOH(组成相当于Na2O2·H2) 相当于Na2O2固体只吸收了CO2中的CO或H2O中的H2。 21 知识点1：氧化钠和过氧化钠 22 凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,M g该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)全部通过过量Na2O2后,固体质量增加为M g。或者是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,即可满足上述条件。中学阶段常见的符合这一关系的物质如下: ①无机物:H2、CO及H2和CO的混合气体; ②有机化合物:CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、C6H12O6(葡萄糖) [知识拓展] 22 氢氧化钠 23 物理性质 ：NaOH是一种白色固体，易潮解，有腐蚀性，，溶于水时放出大量热。俗名有烧碱、火碱、苛性钠 化学性质：为一元强碱，有碱的通性 与酸碱指示剂和试纸的作用 与酸中和 与酸性氧化物 与盐的复分解反应 **与某些单质的反应： Al、Cl2、Si、S NaOH的工业制法： 电解法（氯碱工业） 土法（石灰、纯碱法） NaOH的保存：密封、不能用玻璃塞。 NaOH的称量：用烧杯或表面皿盛放 23 例1 [2024·吉林十一校期中联考] 用金属钠制取氧化钠通常利用反应2NaNO3+10Na 6Na2O+N2↑,下列说法中错误的是(　) A.常温下,氧化钠为白色固体 B.钠在空气中燃烧生成淡黄色的氧化钠固体 C.氧化钠投入稀硫酸中反应生成Na2SO4和H2O D.氧化钠与水反应所得产物仅有NaOH B 例2 [2024·湖南部分校期中] 下列关于氧化钠和过氧化钠的说法不正确的是 (　) A.将Na2O2投入紫色石蕊溶液中,溶液先变红后褪色 B.31 g Na2O与39 g Na2O2分别投入足量等体积的水中,生成NaOH的质量相等 C.向包有Na2O2的脱脂棉吹气,脱脂棉燃烧,该反应中放出热量 D.Na2O与Na2O2都能与水反应生成碱,它们都是碱性氧化物 D 课堂练习 24 24 例3 某温度下,m g某物质在足量氧气中充分燃烧,其燃烧产物立即与过量的Na2O2反应,固体质量增加m g。下列物质中,符合题意的有 (　) ①H2　②CO　③CH4　④乙醇(C2H6O)　⑤CO和H2的混合物 A.①②③ B.①②⑤ C.②③④ D.③④⑤ B 1. 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)Na2O、Na2O2都是淡黄色固体,在空气中均能稳定存在。 (　) (2)Na2O、Na2O2与水反应时,都能生成NaOH,故二者都是碱性氧化物。 (　) (3)Na2O2投入滴有酚酞的水中,溶液先变红后褪色。 (　) (4)Na2O、Na2O2都能与CO2反应生成Na2CO3,都是氧化还原反应。 (　) × 　　 × √ × 课堂练习 25 25 2.下列说法不正确的是 (　) A.Na2O2可以作为呼吸面具或潜水艇里的氧气来源 B.过氧化钠为淡黄色固体 C.可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2 D.将Na2O加到酚酞溶液中,溶液先变红色后褪色 D　　 3. [2024·广东清远名校期中] 如图所示装置,试管b中盛有水,气球a中盛有干燥的Na2O2粉末,U形管中注有红色的墨水。将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2粉末抖落到试管b的水中,将发生的现象是 (　) A.U形管内红色墨水褪色 B.试管内溶液变红 C.气球a被吹大 D.U 形管水位:c>d C 课堂练习 26 4. 实验室研究潜水艇中供氧体系反应机理的装置如图所示。 (1)B装置可除去A装置中可能挥发出的　　　　,B装置中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)C装置为O2的发生装置,发生反应的化学方程式为 　 、　 。   (3)D装置可除去C装置中未反应的　　　　,发生反应的离子方程式为 　 。 HCl　 HC+H+ =H2O+CO2↑ 2Na2O2+2CO2 =2Na2CO3+O2　 　2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ CO2　 2OH-+CO2 =C+H2O 课堂练习 27 4. 实验室研究潜水艇中供氧体系反应机理的装置如图所示。   (4)C装置中固体由淡黄色完全变为白色,检验固体成分的实验方案: 取少量C装置中反应后的固体溶于水,向溶液中滴入过量　　　 　　溶液,若有白色沉淀生成,则证明固体中含有　　　　;过滤,向滤液中滴入几滴酚酞溶液,若 　　　　　且不褪色,则证明固体中含有　　　　。 BaCl2或CaCl2 Na2CO3　 溶液变红　 NaOH 课堂练习 28 知识点2：碳酸钠和碳酸氢钠 29 你知道吗？ 面粉发酵或制作油条,用到发酵粉 和食用碱的成分是什么？ NaHCO3和Na2CO3 29 知识点2：碳酸钠和碳酸氢钠 30 观察碳酸钠、碳酸氢钠的外观并进行描述 【实验2-4】在两只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。 30 知识点2：碳酸钠和碳酸氢钠 31 31 知识点2：碳酸钠和碳酸氢钠 32 碳酸钠 碳酸氢钠 ①观察碳酸钠、碳酸氢钠的外观并进行描述 ②向以上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，观察温度计的示数 ③继续向②中的试管中分别加入5mL水，用力振荡， ④分别向③所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液 溶液变红(较深) 溶液变微红色 振荡一段时间可溶解 固体并未完全溶解 温度计示数升高，溶解放热； 温度计示数降低，溶解吸热 白色粉末 白色细小晶体 加水结块成晶体Na2CO3·xH2O 1.溶解性和碱性 ①在相同温度下在水中的溶解度Na2CO3 ＞NaHCO3 ②Na2CO3 、NaHCO3的水溶液碱性：Na2CO3 ＞NaHCO3 32 知识点2：碳酸钠和碳酸氢钠 33 [实验2-5]如图所示，分别加热Na2CO3和NaHCO3，观察现象，比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性。 33 知识点2：碳酸钠和碳酸氢钠 34 2.热稳定性 实验操作 实验现象 化学方程式及结论 刚加热时，石灰水中有气泡，之后无气泡，澄清石灰水_____________ 石灰水中有气泡，澄清石灰水 ___________，试管口有 ____________ Na2CO3很稳定，受热不易发生分解 NaHCO3不稳定，受热容易分解，化学方程式为 小液滴出现。 变浑浊 无明显现象 思考讨论 能否通过一次试验验证它们的热稳定性？ A处温度比B处高，A处放置Na2CO3，B处放置NaHCO3，高温下Na2CO3不能分解，而在较低温度下的NaHCO3分解了更能说明NaHCO3的热稳定性差 34 知识点2：碳酸钠和碳酸氢钠 35 3.与酸反应 (1)在2支试管中，分别加入等浓度等体积的稀盐酸，再将气球中装的等质量的碳酸钠和碳酸氢钠倒入试管，观察现象。 (2)向等浓度的碳酸钠和碳酸氢钠溶液中逐滴滴加稀盐酸，观察现象。 35 知识点2：碳酸钠和碳酸氢钠 36 观察发现两试管均产生气泡，且倒入NaHCO3固体的试管中产生的气泡速率快、试管上气球膨胀的快。 (1) 一开始HCl少量：Na2CO3+HCl(少)=NaCl+NaHCO3 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 ↑ 之后HCl过量：Na2CO3+2HCl(过)=2NaCl+H2O+CO2 ↑ Na2CO3现象：过一小段时间才产生气泡，速率较慢。 NaHCO3现象：立即产生气泡，速率较快。 (2) 36 知识点2：碳酸钠和碳酸氢钠 37 依据 方法 加热，有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3 都有沉淀生成 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 热稳定性 CaCl2(BaCl2) 固体与盐酸反应的剧烈程度 溶液中逐滴滴加盐酸 生成气体剧烈的是NaHCO3相对不剧烈的是Na2CO3 4.(1)碳酸钠碳酸氢钠的鉴别 37 知识点2：碳酸钠和碳酸氢钠 38 4.(2)碳酸钠碳酸氢钠的除杂 混合物 除杂方法及试剂 Na2CO3固体(NaHCO3) NaHCO3溶液(Na2CO3) Na2CO3溶液(NaHCO3) 加热 通入足量CO2气体 滴加适量NaOH溶液 4.(3)碳酸钠碳酸氢钠的转化 38 知识点2：碳酸钠和碳酸氢钠 39 5.碳酸钠的制备 39 知识点2：碳酸钠和碳酸氢钠 40 5.碳酸钠的制备 (1)路布兰制碱法 原理： （1）H2SO4+2NaCl===Na2SO4 +2HCl↑ （2）Na2SO4 +4C+CaCO3 === CaS+Na2CO3+4CO↑ △ 高温 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， 40 知识点2：碳酸钠和碳酸氢钠 41 5.碳酸钠的制备 (2)索尔维制碱法 （氨碱法） 原理： （1）CaCO3===CaO+CO2↑ （2）Ca(OH)2+2NH4Cl===CaCl2+2H2O+NH3↑ （3）NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl （4）2NaHCO3===Na2CO3+H2O+CO2↑ △ 高温 △ 原料中各有一半的比分没有利用上，只用了食盐中的钠和石灰中的碳酸根，二者结合才生成了纯碱。食盐中另一半的氯和石灰中的钙结合生成了氯化钙，这个产物都没有利用上 41 知识点2：碳酸钠和碳酸氢钠 42 粗盐水 沉 淀 过量Ca(OH)2 过量Na2CO3 操作a 流程Ⅰ Mg(OH)2、CaCO3 5.碳酸钠的制备 (3)侯氏制碱法 原理： （1）NH3+H2O+CO2 +NaCl===NaHCO3↓ +NH4Cl （2）2NaHCO3 === Na2CO3+H2O+CO2↑ △ 保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96% 以上；另外它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时，生产出两种可贵的产品—— 纯碱和氯化铵 42 知识点2：碳酸钠和碳酸氢钠 43 重要用途 (1)碳酸钠：纺织、制皂、造纸、制玻璃、食用碱或工业用碱等。 (2)碳酸氢钠：发酵粉、胃酸中和剂、食用碱或工业用碱等。 纺织 制皂 造纸 制玻璃 Na2CO3 NaHCO3 制药 培制糕点 43 知识点2：碳酸钠和碳酸氢钠 44 转化 发酵剂,灭火剂, 治胃酸过多 用于玻璃,肥皂,造纸,洗涤剂 用途 不反应 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 CO2 不反应 CO32- +Ba2+ ＝ BaCO3↓ BaCl2 HCO3- + OH- =CO32-+H2O 不反应 NaOH HCO3- + H+ = CO2↑+H2O CO32- + 2H+=CO2↑+H2O HCl 稳定，不易分解 较易溶于水(比Na2CO3小） 易溶于水 细小白色晶体 白色粉末 色态 NaHCO3 化学式 2NaHCO3 = Na2CO3+H2O+CO2 HCO3-与H+和OH-都不共存 Ca(OH)2 CO32- +Ca2+ ＝ CaCO3↓ 有沉淀，两种反应（与量有关） Na2CO3 溶解性 热稳定性 !!!!!!两者比较 CO2 + H2O Na2CO3 NaHCO3 (1)固体: △ (2)溶液: NaOH 44 知识点3：焰色试验 45 你知道吗？ 节日燃放的五彩缤纷的烟花是怎么来的吗？ 45 知识点3：焰色试验 46 焰色试验：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。 不是所有金属元素的焰色都是可见光，有部分金属的焰色是不可见光 46 知识点3：焰色试验 47 焰色试验操作小结 洗：用盐酸洗去铂丝(或者干净无锈的铁丝)表面的杂质 烧：将铂丝在酒精灯火焰上灼烧至与酒精灯颜色一致 蘸：蘸取试样 烧：在火焰上灼烧 观：观察火焰颜色（若检验钾要透过钴玻璃观察） 47 知识点3：焰色试验 48 黄色 紫色 砖红色 洋红色 绿色 紫红色 黄绿色 别忘了透过蓝色钴玻璃 部分金属元素的焰色 48 知识点3：焰色试验 49 1．每次试验完后，为什么都要用盐酸洗净铂，并灼烧至无色？ 2．除金属的化合物之外，单质能不能有同样的现象呢？ 因为金属氯化物灼烧时易气化而挥发，灼烧至无色后能除去能起焰色反应的少量杂质。 能，因为焰色反应是金属元素的性质，无论化合物还是单质，只要含有某种金属元素，这种物质就具有这种金属元素的焰色反应。 3．焰色试验的主要作用是什么？ 由于一般钠盐、钾盐易溶于水，在溶液中又无颜色，无法通过其他反应进行检验“Na+”、“K+”，所以常常用焰色反应来检验。 4．进行钾及钾的化合物发生焰色反应实验时，为什么要透过蓝色钴玻璃去观察？ 因钾及钾的化合物中可能混有钠元素，而钠的黄色火焰能掩盖钾的浅紫色火焰，而蓝色钴玻璃能滤去黄色的光，这样可以避免钾与钾的化合物中混有钠元素所造成的干扰。 5．焰色试验是物理变化还是化学变化？ 物理变化 49 归纳整理 50 钠及其化合物的相互转化关系网络图 50 谢谢观看 THANKS Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS (T-tech) 正确云：www.zqy.com; Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS (T-tech) Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.6 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) 2NaHCO3eq \o(=====,\s\up17(△)) Na2CO3＋H2O＋CO2↑ Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS (T-tech) Lavf55.33.100 $$