内容正文:
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第1节 钠及其化合物
第2课时 钠的几种化合物
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
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目录
contents
Part 01 梳理基础 突破重点
Part 02 随堂演练 知识落实
Part 03 课时作业
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梳理基础 突破重点
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白
淡黄
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2NaOH
Na2CO3
2NaCl+H2O
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复燃
红色,后褪色
2Na2O2+2H2O===
4NaOH+O2↑
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2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
O2
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Na2O2与盐酸反应的化学方程式为2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑ ,Na2O2与酸反应除生成盐和水外,还生成了O2,不符合碱性氧化物的定义,故Na2O2不属于碱性氧化物,它属于过氧化物,而Na2O是碱性氧化物。
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可利用过氧化钠易与水反应生成氧气进行验证,取少量粉末,滴加少量蒸馏水,如果有能使带火星的木条复燃的气体产生则为过氧化钠。
Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2,Na2O2具有强氧化性,把Fe2+氧化成Fe3+,与NaOH生成红褐色沉淀Fe(OH)3,故观察到的现象:既有气体放出,又有红褐色沉淀生成。
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白色粉末
结块变成晶体
升高
部分
降低
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变红
变浅红
易
Na2CO3
NaHCO3
碱
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两个气球均膨胀;碳酸氢钠与盐酸混合比碳酸钠与盐酸混
合气球膨胀得快且大
碳酸氢钠与盐酸反应产生气体比等质量的碳酸钠与盐
酸反应产生气体多且剧烈
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小试管中棉花球变蓝色,
B烧杯中澄清石灰水变浑浊,A烧杯中有少量气泡冒出
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CO2和H2O
强
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饱和碳酸钠溶液中通入CO2会生成白色沉淀,发生的反应为Na2CO3
+H2O+CO2===2NaHCO3↓。
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金属或它们的化合物
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盐酸
原火焰颜色相同
试样
火焰的颜色
盐酸
无色
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黄
紫
金属元素
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先用洁净铂丝分别蘸取少量上述溶液,放到酒精灯上灼烧,看火焰颜色。若为黄色,为Na2SO4溶液;若透过蓝色钴玻璃观察为紫色,则为K2CO3溶液。
不一定。观察钾的焰色时需要透过蓝色钴玻璃,以滤过黄色光。
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随堂演练 知识落实
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课时作业(八)
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学习目标
核心素养
1.了解Na2O、Na2O2的主要性质和用途。
2.掌握Na2CO3、NaHCO3的主要性质和用途。
3.了解焰色试验的概念及应用。
1.宏观辨识与微观探析:能从钠的化合物的组成、结构推测其化学性质,形成“结构决定性质”的观念。
2.变价观念:认识钠的重要化合物的性质,建立基于物质类别、元素价态等认识物质性质,设计物质转化的核心角度。
3.科学探析:设计探究方案,完成对Na2O2、Na2CO3、NaHCO3重要性质的理解。
知识点一 氧化钠和过氧化钠
1.物理性质
氧化钠是一种______色固体,过氧化钠是一种________色固体。
2.化学性质
(1)Na2O的化学性质
Na2O和CaO的性质相似,都是典型的碱性氧化物。
与水反应:Na2O+H2O===______________。
与酸性氧化物反应:Na2O+CO2===______________。
与酸反应:Na2O+2HCl===____________________。
(2)Na2O2的化学性质
①与水反应:
[实验探究] Na2O2与水的反应
实验操作
实验现象
实验结论
带火星的木条________,用手轻轻摸一摸试管外壁,较热,滴入酚酞,溶液变________________
Na2O2与水反应放热,化学方程式为______________________ _____________
②与CO2反应:
Na2O2与CO2反应的化学方程式是______________________________,可用于呼吸面具或潜水艇中作为______的来源。
(1)从物质分类的角度来看,Na2O和Na2O2都是氧化物;从物质性质的角度看,Na2O和Na2O2都能与酸反应生成盐和H2O,它们都属于碱性氧化物吗?
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(2)有一包淡黄色粉末,如何验证其为过氧化钠?
________________________________________________________________________________________________________________________
(3)把少量Na2O2固体投入FeCl2溶液中,观察到什么现象?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
1.掌握过氧化钠的三个注意点
(1)Na2O2不是碱性氧化物,因其与酸(盐酸、稀硫酸等)反应时除生成盐和水外,还生成O2,不符合碱性氧化物的概念。
(2)Na2O2中氧元素显-1价,是氧元素的中间价态,所以Na2O2既能表现氧化性又能表现还原性。
(3)Na2O2具有强氧化性,可氧化还原性物质,如FeCl2、SO2等;可漂白某些有色物质。如向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末,振荡,溶液先变蓝色后褪色,若为酚酞溶液,则先变红色后褪色。可用于杀菌消毒。
(4)过氧化钠中阴离子为Oeq \o\al(2-,2),阴、阳离子个数比为1∶2。
2.Na2O2与H2O的反应过程分析
Na2O2与水的反应可分为两个过程:
①Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2
②2H2O2===2H2O+O2↑
所以Na2O2与H2O反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂。反应过程中有H2O2生成。H2O2有强氧化性,故向反应后的水溶液中滴加酚酞溶液时,溶液先变红后褪色。
3.Na2O2与H2O、CO2的反应四大关系
(1)物质的数量的关系
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的数量之比均为2∶1。
(2)固体质量的关系
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”、H2O中的“H2”;
可以看作发生相应的反应Na2O2+CO===Na2CO3,Na2O2+H2===2NaOH(实际上该反应不能发生)。
(3)电子转移关系
不论是与CO2还是与H2O反应,CO2与H2O均既不是氧化剂也不是还原剂,反应的实质都是Na2O2自身发生的氧化还原反应,所以有1个O2生成时,转移的电子均为2个。
(4)先后顺序关系
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(g)发生反应。
下列关于Na2O和Na2O2的说法中,不正确的是( )
A.Na2O与Na2O2中的阴、阳离子数之比均为1∶2
B.Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
C.Na2O和Na2O2的颜色不同
D.Na2O2与Na2O都能与水反应生成碱,都属于碱性氧化物
【解析】 Na2O(白色固体)、Na2O2(淡黄色固体)中阴离子分别为O2-和Oeq \o\al(2-,2),阳离子均为Na+,二者阴、阳离子数之比均为1∶2,A、C项正确;Na2O2可用作供氧剂,B项正确;Na2O2与酸反应除了生成盐和水外,还生成O2,不属于碱性氧化物,D项错误。
【答案】 D
知识点二 碳酸钠和碳酸氢钠
1.碳酸钠、碳酸氢钠的水溶性及酸碱性
实验步骤
1 g Na2CO3
1 g NaHCO3
①观察两支试管中碳酸钠、碳酸氢钠的形态
____________
细小的白色晶体
②加几滴水并将温度计伸入其中
加水后______________,温度计示数________
加水后________溶解,温度计示数________
③加5 mL水
振荡一段时间后可溶解
固体量减少
④加1~2滴酚酞
溶液________,溶液碱性较强
溶液__________,溶液碱性较弱
初步结论
碳酸钠、碳酸氢钠均______溶于水,在水中的溶解度:____________>______________,水溶液均显______性
2.碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应快慢的比较
(1)按上图要求完成实验:在两支试管中分别加入3 mL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:___________________________________________________ _____________________。
(2)实验结论:_______________________________________________ ___________________________。
(3)写出碳酸钠、碳酸氢钠分别与盐酸反应的离子方程式:
①碳酸钠_____________________________。
②碳酸氢钠___________________________。
COeq \o\al(2-,3)+2H+===CO2↑+H2O
HCOeq \o\al(-,3)+H+===CO2↑+H2O
3.碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的比较
(1)如图所示实验为“套管实验”,小试管内塞有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球。
点燃酒精灯加热,能观察到的实验现象是_______________________ ___________________________________________________。
(2)实验结论:Na2CO3受热不分解:NaHCO3受热易分解,生成物中含有______________。由此可知,Na2CO3的热稳定性比NaHCO3______。
(1)饱和碳酸钠溶液中通入CO2会出现什么现象?
___________________________________________________________________________________________
(2)把盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中和把Na2CO3溶液滴入盐酸中,现象相同吗?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
不相同,盐酸滴入Na2CO3溶液中,开始发生COeq \o\al(2-,3)+H+===HCOeq \o\al(-,3),再发生HCOeq \o\al(-,3)+H+===CO2↑+H2O,故开始无气体放出,一段时间后有气体放出。Na2CO3滴入盐酸中,只发生COeq \o\al(2-,3)+2H+===CO2↑+H2O,开始即有气体放出。
1.Na2CO3与盐酸反应
(1)向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量)
2HCl+Na2CO3===2NaCl+CO2↑+H2O
(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(开始时酸不足)
HCl+Na2CO3===NaCl+NaHCO3
HCl+NaHCO3===NaCl+CO2↑+H2O
结论:不同的滴加顺序产生不同的现象,这也是不用其他试剂就可鉴别Na2CO3溶液和盐酸的原理。
2.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法
3.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.碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化
Na2CO3eq \o(,\s\up17(①CO2、H2O;②H+少量),\s\do15(①固体加热;②溶液NaOH))NaHCO3
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,该班同学踊跃提出看法,其中合理的是( )
①取等量的溶液于两支试管中,加热,有气泡产生的是NaHCO3
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
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
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
A.①②
B.③④
C.②③
D.④⑤
【解析】 ①中NaHCO3溶液受热时NaHCO3不分解,只有NaHCO3固体受热才分解;④中分别向两支试管中滴Ba(OH)2溶液,都能出现白色沉淀,化学方程式为Na2CO3+Ba(OH)2=2NaOH+BaCO3↓,2NaHCO3+Ba(OH)2===Na2CO3+BaCO3↓+2H2O。
【答案】 C
除去下列物质中的杂质(括号内为杂质),其方法不正确的是( )
A.碳酸钠固体(碳酸氢钠):加热法
B.碳酸氢钠溶液(碳酸钠):通入足量的二氧化碳
C.碳酸钠溶液(碳酸氢钠):加入适量的石灰水
D.碳酸钠溶液(碳酸钙):过滤法
【解析】 碳酸钠与碳酸氢钠都能与石灰水反应,生成碳酸钙沉淀。
【答案】 C
知识点三 焰色试验
1.定义
很多______________________在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。这在化学上称为焰色试验。
2.操作
3.几种金属的焰色
(1)钠元素的焰色试验呈______色。
(2)钾元素的焰色试验呈______色(透过蓝色的钴玻璃观察)。
4.应用
(1)检验____________的存在,如鉴别NaCl和KCl溶液。
(2)利用焰色试验制备节日烟花。
(1)如何利用物理方法鉴别K2CO3溶液和Na2SO4溶液?
___________________________________________________________________________________________________________________________________________
(2)用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧,直接观察时火焰呈黄色,该无色溶液中一定不含K+吗?
__________________________________________________________
(1)焰色试验是元素的性质,而不是单质或化合物的性质,与存在状态无关。
(2)焰色试验可以用于鉴别物质,这种鉴别物质的方法属于物理方法,而不是化学方法。
焰火“脚印”“笑脸”“五环”,让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫,这与高中化学中“焰色试验”知识相关。下列说法中正确的是( )
A.焰色试验是化学变化
B.用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝(或铁丝)
C.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
D.利用焰色试验可区分NaCl与Na2CO3固体
【解析】 焰色试验是物理变化,不是化学变化,A项错误;盐酸可以溶解氧化物等杂质,且易挥发,不会残留痕迹,B项正确;K的焰色试验需透过蓝色的钴玻璃观察,避免钠的焰色对钾的焰色的干扰。
【答案】 B
1.Na2O2具有强氧化性,与木炭等还原性物质可发生反应。下列有关说法错误的是( )
A.Na2O2与CO2反应时,CO2是还原剂
B.紫色石蕊溶液中加入Na2O2粉末,溶液中有气泡产生,溶液最终变为无色
C.Na2O2与木炭反应时,Na2O2表现出强氧化性
D.Na2O2与SO2反应可生成Na2SO4
【解析】 Na2O2与H2O、CO2反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,A错误;Na2O2与水反应生成NaOH和O2,溶液变蓝,Na2O2具有强氧化性,使溶液最终褪色,B正确;Na2O2具有强氧化性,而C、SO2均具有还原性,故Na2O2可与C、SO2发生氧化还原反应,可将C氧化成CO2,将SO2氧化成SOeq \o\al(2-,4),C、D正确。
【答案】 A
2.某溶液中含有HCOeq \o\al(-,3)、COeq \o\al(2-,3)、Na+、NOeq \o\al(-,3)四种离子。若向其中加入Na2O2粉末,充分反应后,溶液中离子数目基本保持不变的是( )
A.NOeq \o\al(-,3)
B.COeq \o\al(2-,3)、NOeq \o\al(-,3)
C.HCOeq \o\al(-,3)、NOeq \o\al(-,3)
D.COeq \o\al(2-,3)、NOeq \o\al(-,3)、Na+
【解析】 过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,溶液中Na+数目增多,反应生成的OH-与溶液中的HCOeq \o\al(-,3)反应生成COeq \o\al(2-,3)和H2O,HCOeq \o\al(-,3)数目减少,COeq \o\al(2-,3)数目增多,NOeq \o\al(-,3)数目基本不变。
【答案】 A
3.下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中不正确的是 ( )
A.二者在水中的溶解度不同,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠
B.二者热稳定性不同,碳酸钠的热稳定性大于碳酸氢钠
C.二者都能与盐酸反应放出二氧化碳气体,等质量时生成CO2量一样多
D.二者在一定条件下可以相互转化
【解析】 Na2CO3的热稳定性更强;等质量的Na2CO3与NaHCO3,其物质的量不同,与足量盐酸反应产生CO2的量不同,相同质量时,NaHCO3产生的CO2量多。
【答案】 C
4.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),加入适量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),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
【答案】 D
5.金属钠置于空气中的变化如下图所示:
eq \x(银白色金属钠)
eq \o(——→,\s\up17( ),\s\do15(①))
eq \x(表面变暗)
eq \o(——→,\s\up17( ),\s\do15(②))
eq \x(出现白色固体)
eq \o(——→,\s\up17( ),\s\do15(③))
eq \x(表面变成溶液)
eq \o(——→,\s\up17( ),\s\do15(④))
eq \x(白色块状物质)
eq \o(——→,\s\up17( ),\s\do15(⑤))
eq \x(白色粉末状物质)
写出上述反应的化学方程式:
①_____________________________________________________;
②_____________________________________________________;
③_____________________________________________________;
④_____________________________________________________;
⑤_____________________________________________________。
【答案】
①4Na+O2===2Na2O
②Na2O+H2O===2NaOH
③2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O
④Na2CO3+10H2O===Na2CO3·10H2O
⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O
$$