2.1钠及其化合物合集（4课时）课件-2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学课件聚焦钠及其化合物，系统涵盖钠单质、氧化钠、过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠及焰色反应等核心知识点。以金属及其化合物研究思路为导入，通过物质类别对应和研究内容框架搭建学习支架，帮助学生建立“结构-性质-用途”的认知脉络。 其亮点在于突出科学探究与实践，如钠与水反应现象分析、过氧化钠漂白性探究等实验引导证据推理，通过对比表格归纳碳酸钠与碳酸氢钠性质培养科学思维。融入制碱法科学史话渗透科学态度与责任，学生能深化化学观念，教师可提升教学效率。

第二章 海水中的重要元素——钠和氯 第一节 钠及其化合物 导入 金属及其化合物研究思路 （以钠及其化合物为例） 2.1.1 活泼的金属单质—钠 用镊子取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切去一端的外皮，观察钠的光泽和颜色，并注意新切开的钠表面所发生的变化。 【实验】 一、物理性质： 银白色固体；密度比水小，比煤油大；熔点较低， 质软，良好的导电导热性。 二、钠的原子结构： 结构 性质 决定 强还原性 单质钠 三、化学性质： 单质钠 1. 与非金属单质反应 （1）与氧气反应 常温下：4Na+O2 =2Na2O (白色) 加热条件下： 现象:熔成闪亮的小球，剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体。 2Na+O2=Na2O2 (淡黄色) △ 注意：与氧气的量无关，反应条件不同，产物不同！ 三、化学性质： 1. 与非金属单质反应 （2）与氯气反应： （1）与氧气反应： 常温下：4Na+O2 =2Na2O (白色) 加热条件下：2Na+O2=Na2O2 (淡黄色) △ 2Na＋Cl2 2NaCl （3）与硫反应： 2Na＋S=== Na2S 三、化学性质： 2. 钠与H2O反应 三、化学性质： 2. 钠与H2O反应 实验现象 实验现象 分析和结论 浮在水面上 熔化成小球 在水面四处游动 发出嘶嘶的响声 溶液成红色 密度比水小 放热反应，熔点低 热的钠使水蒸发 有气体生成 有碱性物质生成 浮 熔 游 响 红 【注意】金属钠着火时不能用水，也不能用泡沫灭火器，应用沙土盖灭 切不可用手接触钠，剩余的钠必须放回原瓶！ 三、化学性质： 2. 钠与H2O反应 【思考】生成的气体是什么？如何判断？如何检验？ 现象： 产生轻微的爆鸣声 氢气 2Na＋2H2O =2NaOH＋H2↑ 2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH- + H2↑ 反应： 三、化学性质： 3. 钠与酸反应 2Na＋2HCl＝2NaCl＋H2↑ 2Na +H2SO4 =Na2SO4+ H2↑ 钠无论是跟水还是跟酸反应，实质都是与H+反应。 三、化学性质： 3. 钠与盐反应 （1）与CuSO4溶液反应 【实验】向一只盛有CuSO4溶液的烧杯中加入一小块金属钠，观察实验现象。 【现象】浮、熔、游、嘶，同时生成蓝色沉淀。 2Na+2H2O == 2NaOH+H2↑ 2NaOH+CuSO4== Cu(OH)2 ↓+Na2SO4 【方程】 2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2 ↓ +Na2SO4+H2 ↑ 三、化学性质： 3. 钠与盐反应 （1）与CuSO4溶液反应 2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2 ↓ +Na2SO4+H2 ↑ （2）与熔融盐反应 TiCl4 + 4Na 4NaCl + Ti 【小结】 钠与酸溶液反应时，直接与酸反应； 钠与其它溶液反应时，一般是钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，然后再看生成的氢氧化钠是否与原溶液中的溶质反应。 四、钠的存在与保存 单质钠 1、钠的存在：自然界以化合态形式存在 2、钠的保存：保存在煤油里 3、钠着火：用沙子扑灭 五、钠的制备 ——电解熔融的NaCl 2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑ 单质钠 六、钠的用途 ①工业上用钠作还原剂冶炼金属钛、锆、铌等 ②制备过氧化钠 ④钠和钾的合金在常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂 秦山核电站 ③制高压钠灯 2.1.2 氧化钠与过氧化钠 一、氧化钠 1、物理性质：白色固体 2、化学性质： 碱性氧化物 (1)氧化钠与水反应：(2)氧化钠溶于盐酸：(3)氧化钠与CO2反应： Na2O＋H2O===2NaOHNa2O＋2HCl===2NaCl＋H2ONa2O＋CO2===Na2CO3 3、用途：制NaOH 二、过氧化钠 1、物理性质：淡黄色固体 2、化学性质： 不是碱性氧化物，但能与水、酸、酸性氧化物等发生反应 Na2O2 Na2O2 -1 (1)Na2O2与H2O的反应 二、过氧化钠 (1)Na2O2与H2O的反应 现象：产生大量无色气泡，带火星的木条复燃，试管发热，pH变蓝。 二、过氧化钠 (1)Na2O2与H2O的反应 【思考1】请写出该反应的方程式，并用双线桥或单线桥分析该反应。 Na2O2既是氧化剂，又是还原剂。 比例关系：2Na2O2 ~ O2 ~ 2e- -1 -2 0 2Na2O2＋2H2O == 4NaOH＋O2↑ ❌ 二、过氧化钠 【思考2】反应过程中出现了哪些新变量？ 实验：Na2O2与H2O反应后滴加酚酞。 现象：先变红后褪色。 文献资料： ①浓NaOH溶液也能使酚酞显无色。 ②H2O2有漂白性。 猜想1：浓NaOH溶液使酚酞褪色？ 猜想2：温度升高使酚酞褪色？ 猜想3：某种未知生成物使酚酞褪色？ 实验：加入MnO2产生大量气体。 Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2 2H2O2=2H2O+ O2↑ 原因： 总反应：2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 ↑ Na2O2具有漂白性。能漂白品红溶液、酸碱指示剂、湿润有色布条等。 二、过氧化钠 (2)Na2O2与CO2的反应： 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 Na2O2既是氧化剂，又是还原剂。 比例关系：2Na2O2 ~ O2 ~ 2e- 可用于呼吸面具或潜水艇中作为O2的来源 (3)Na2O2与HCl的反应： 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋O2↑＋2H2O 二、过氧化钠 【思考3】金属钠着火时，能否用泡沫灭火器或CO2灭火器进行灭火？为什么？ 不能。钠着火生成H2、Na2O2，Na2O2与H2O、CO2均反应产生O2助燃，氢气与氧气反应易引发爆炸，应用沙子进行灭火。 二、过氧化钠 3、Na2O2的特性 ——强氧化性 (1)Na2O2与SO2反应： Na2O2＋SO2===Na2SO4 (2)Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2+氧化Fe3+，同时生成Fe(OH)3沉淀 (3)Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊 (4)Na2O2能使酚酞试液先变红后褪色，同时产生无色的气泡 4、用途：强氧化剂、漂白剂、供氧剂 三、Na2O与Na2O2性质比较 名称 化学式 氧元素价态 阴阳离子比 生成条件 颜色状态 类别 与水反应 与CO2反应 与HCl反应 主要用途 氧化钠 过氧化钠 Na2O Na2O2 -2 -1 强氧化性 2 ：1 2 ：1 过氧化物（不是碱性氧化物） 碱性氧化物 常温 点燃 Na2O＋H2O＝2NaOH 2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑ Na2O＋CO2＝Na2CO3 2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2 淡黄色固体 白色固体 Na2O＋2HCl＝2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl＝4NaCl＋2H2O＋O2↑ 供氧剂、强氧化剂、漂白剂 用于制备氢氧化钠等 四、差量法 1.CO和H2完全燃烧后的产物与Na2O2反应的计算 【讨论1】a g H2在O2中完全燃烧，将其燃烧产物(H2O)通过足量的Na2O2固体，Na2O2固体质量增加多少克？ ① 2H2＋O2=====2H2O 点燃 ② 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ ①＋②得：H2＋Na2O2===2NaOH 仅表示数量关系 【结论1】a g H2在O2中完全燃烧，将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体，恰好能使Na2O2固体质量增加a g 四、差量法 【讨论2】a g CO在O2中完全燃烧，将其燃烧产物(CO2)通过足量的Na2O2固体，Na2O2固体质量增加多少克？ 2CO＋O2=====2CO2 点燃 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 CO＋Na2O2===Na2CO3 【结论2】a g CO在O2中完全燃烧，将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体， 恰好能使Na2O2固体质量增加a g 【结论3】a g H2和CO的混合气在O2中完全燃烧，将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体，恰好能使Na2O2固体质量增加a g 四、差量法 【讨论2】a g CO在O2中完全燃烧，将其燃烧产物(CO2)通过足量的Na2O2固体，Na2O2固体质量增加多少克？ 2CO＋O2=====2CO2 点燃 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 CO＋Na2O2===Na2CO3 【结论2】a g CO在O2中完全燃烧，将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体， 恰好能使Na2O2固体质量增加a g 【结论3】a g H2和CO的混合气在O2中完全燃烧，将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体，恰好能使Na2O2固体质量增加a g 四、差量法 【讨论2】a g CO在O2中完全燃烧，将其燃烧产物(CO2)通过足量的Na2O2固体，Na2O2固体质量增加多少克？ 2CO＋O2=====2CO2 点燃 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 CO＋Na2O2===Na2CO3 【结论2】a g CO在O2中完全燃烧，将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体， 恰好能使Na2O2固体质量增加a g 【结论3】a g H2和CO的混合气在O2中完全燃烧，将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体，恰好能使Na2O2固体质量增加a g 四、差量法 【讨论4】对于a g有机物(CxHyOz)在O2中完全燃烧，将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体，固体质量可能的变化情况？ 若x=z，则增重为a g 若x>z，则增重为大于a g 若x<z，则增重为小于a g 四、差量法 2、差量法 【例1】将CO2气体通过78克Na2O2固体，一段时间后测得固体质量增加至92克，求生成氧气的质量。 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 理论质量差：2×78 2×106 Δm=56 实际质量差： Δm=92-78=14g 32 8g 【例2】将5.6 L CO2气体缓缓通过一定量的Na2O2固体后，得到3.36 L气体(气体体积在标准状况测定)，所得气体体积为多少L？ 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 理论体积差： 2 1 ΔV=1 实际体积差： ΔV=5.6-3.36=2.24 L 2.24L 4.48L 剩余CO2：1.12L；生成O2：2.24L；共3.36L 四、差量法 【练1】将10gCO2和CO的混合气体，通过装有足量过氧化钠的干燥管，反应后干燥管的总质量增加了5.6g，则原混合气体中CO2的质量分数为( ) A．32％ B．44％ C．56％ 　D．88％ D 【练2】将44g二氧化碳气体通入装有过氧化钠的硬质玻璃管中，发现导出的气体质量变为38.4g，则有多少过氧化钠参加了反应? 15.6 g 2.1.3 碳酸钠和碳酸氢钠 一、物理性质 化学式 俗名 盐的类型 碳酸钠 碳酸氢钠 Na2CO3 NaHCO3 纯碱、苏打 小苏打 正盐 酸式盐 一、物理性质 碳酸钠 碳酸氢钠 碳酸钠晶体 一、物理性质 白色粉末 细小白色晶体 加几滴水后，结块变成晶体；温度上升 加几滴水后，少部分溶解；温度略有下降 振荡后可溶解 固体量有所减少 溶液较红（较深） 溶液微红 加水先变成含结晶水的晶体，溶于水放热，溶液碱性比NaHCO3强 加水少量溶解，溶于水吸热，溶液碱性比Na2CO3弱 一、物理性质 【实验结论】 ①水溶性：Na2CO3和NaHCO3都能溶于水②溶解度大小比较：Na2CO3溶解度大于NaHCO3③溶液酸碱性：相同条件下，Na2CO3的碱性强于NaHCO3的碱性 溶解度数据：20℃时，Na2CO3 22g/100g H2O NaHCO3 9g/100g H2O 碳酸钠粉末遇水生成含有结晶水的碳酸钠晶体——水合碳酸钠(Na2CO3·xH2O)。碳酸钠晶体在干燥的空气中容易逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末。 碳酸钠水合物有：Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O、Na2CO3·10H2O三种。 二、化学性质 为什么在蒸馒头或烤蛋糕的时候要加入发酵粉（主要成分是小苏打）？ 二、化学性质 【实验结论】： 碳酸钠 稳定 碳酸氢钠 不稳定 2NaHCO3===Na2CO3+H2O+CO2↑  【思考】能否改进实验装置，使实验现象对比更明显？ 1、热稳定性比较 二、化学性质 【实验】在两试管中分别加入约1.0g Na2CO3和NaHCO3，同时向两支试管中加入2ml稀盐酸，观察现象。 2、与盐酸反应的比较 反应 现象 反应 现象 方程式 Na2CO3 NaHCO3 有气体产生 有气体产生 剧烈程度：NaHCO3>Na2CO3 Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑ 【思考2】为什么Na2CO3与盐酸的反应速率要慢些？ Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl ① NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑ ② Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑ 二、化学性质 3、与碱的反应比较 ①与NaOH溶液的反应 a、Na2CO3与NaOH不反应b、NaHCO3与NaOH反应：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O ②与Ca(OH)2溶液的反应 a、Na2CO3与Ca(OH)2反应：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOHb、NaHCO3与Ca(OH)2存在少量过量问题NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O＋NaOH2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2H2O＋Na2CO3 二、化学性质 4、与某些盐的反应比较 ①Na2CO3与BaCl2反应：Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl②NaHCO3与BaCl2不反应 5、向Na2CO3溶液中通入CO2 Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3 向饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体 ——有白色晶体析出 Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3↓ 【思考3】为什么饱和溶液有白色晶体析出？ ①NaHCO3溶解度比Na2CO3小 ②溶质质量增加 ③溶剂质量减少 物质比较项目 俗名 色与态 水溶性 溶液的碱性 热稳定性 与酸反应 与酸反应 与NaOH反应 与Ca(OH)2反应 与BaCl2反应 与CO2及H2O 相互转化 用途 Na2CO3 纯碱、苏打 白色粉末 都易溶于水，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度 显碱性(较强) 稳定、受热不易分解 Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ 相同条件下NaHCO3比Na2CO3反应放出气体剧烈 不反应 Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3 玻璃、肥皂、造纸、纺织、石油、冶金等 NaHCO3 小苏打 细小白色晶体 都易溶于水，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度 显碱性(较弱) 不稳定受热分解 2NaHCO3 ===Na2CO3＋H2O＋CO2↑ NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑ 相同条件下NaHCO3比Na2CO3反应放出气体剧烈 NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O 与Ca(OH)2反应存在少量过量问题 不反应 不反应 发酵粉、灭火器、治疗胃酸过多 三、小结 1、Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法 (1)利用热稳定性不同(2)利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)(3)利用溶液的酸碱性不同(4)利用阴离子的不同 BaCl2溶液 澄清石灰水或Ba(OH)2溶液 √ × 2、Na2CO3与NaHCO3的除杂 混合物(括号内的为杂质) Na2CO3固体(NaHCO3) NaHCO3溶液(Na2CO3) Na2CO3溶液(NaHCO3) 除杂方法或所用试剂 加热 通入足量CO2 加入适量的NaOH溶液 三、小结 3、Na2CO3溶液与盐酸互滴 (1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸 (开始时酸不足)先：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl　无气体产生后：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑　有气体产生现象：刚开始无气泡产生，盐酸滴加到一定量后，有气泡产生 (2)向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液 (开始时酸过量)2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O现象：立即产生大量的气泡 不同的滴加顺序产生不同的现象 (不用其它试剂鉴别Na2CO3与盐酸的方法) 科学史话 研究与实践 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，是为路布兰制碱法。 原理和步骤： 此法分为三步，先使氯化钠与硫酸反应，生成硫酸钠： 2NaCl+H2SO4===Na2SO4+2HCl↑ 然后用焦炭还原硫酸钠得硫化钠： Na2SO4 + 4C=====Na2S+4CO↑ 最后利用硫化钠与石灰石的反应生产碳酸钠： Na2S + CaCO3 === Na2CO3 + CaS Δ 高温 路布兰制碱法 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，所以在投产50年后开始不支1861年发明的索尔维法（即氨碱法）的竞争，终于在20世纪20年代被淘汰。 索尔维制碱法（氨碱法） NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl CaCO3==CaO+CO2↑ CaO+H2O=Ca(OH)2 2NH4Cl+Ca(OH)2=== 2NH3↑+CaCl2+2H2O 2NaHCO₃== Na2CO3+CO2↑ +H2O 反应生成的CO2和NH3可重新作为原料使用。 总反应式为：CaCO3+2NaCl==CaCl2+Na2CO₃ 索尔维制碱法（氨碱法） 氨碱法使生产实现了连续性生产，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比分没有利用上，只用了食盐中的钠和石灰中碳酸根，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。 后来侯德榜改进了该方法，即为侯氏制碱法。 侯式制碱法： 2.1.4 焰色反应 焰色反应 大家知道节日燃放的五彩缤纷的烟花是怎么来的吗？ 焰色反应 1、定义：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。这在化学上称为焰色反应。 焰色反应 2、操作步骤： (1)洗：用稀盐酸刷洗铂丝(或铁丝) 目的：使高沸点的杂质转化为沸点相对较低的氯化物，而金属氯化物在高温时可挥发(2)烧：将洗净的铂丝放在酒精灯上灼烧至与原火焰颜色相同。 目的：除去铂丝上的杂质(3)蘸：用灼烧合格的铂丝蘸取被灼烧的物质(4)烧：在无色火焰上灼烧(5)洗：再用盐酸洗净铂丝(或铁丝)，并在火焰上灼烧至无色 焰色反应 3、一些金属元素的焰色： 焰色反应 【注意事项】 ①焰色试验是部分金属元素的性质，无论是单质还是化合物，只要含有该元素，就具有该性质。 ②观察钾元素的焰色反应时，要透过蓝色的钴玻璃，目的是滤去黄色的光，避免少量的钠元素对鉴别钾元素的干扰。 ③焰色试验是金属的原子或离子的外围电子被激发跃迁而产生各种焰色光的过程。因此，焰色试验属于物理变化，而不是化学变化。 ④有些元素的焰色是无色的，如：铁、铬、铂、钨。 4、应用 (1)检验金属元素的存在，如：鉴别NaCl和KCl溶液(2)利用焰色反应制节日烟花 谢谢聆听，欢迎指正