2.1 钠及其化合物 第2课时（教学设计）化学人教版必修第一册

第一节 钠及其化合物 第2课时 钠的几种化合物 年级 高一 学科 化学 课型 新授课 教材 人教版必修第一册第二章第一节第2课时 教学目标 1.掌握 Na2O 和 Na2O2、Na2CO3 和 NaHCO3 的性质及二者性质的差异，了解 Na2CO3 和 NaHCO3 在生产、生活中的应用，建立将化学知识用于生产、生活的意识。 2.学会运用比较的方法研究 Na2O 和 Na2O2、Na2CO3 和 NaHCO3 的性质，通过性质的探究，进一步体验科学探究的过程，提高观察能力和分析问题的能力，能够运用控制变量、定性、定量相结合的思想设计简单的实验。 3.通过学习钠的化合物在生产和生活中的应用，感受化学的魅力，发展社会参与意识。 4.了解焰色试验的操作方法，知道其可用于检验金属元素。 教学重点 过氧化钠与水的反应；碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较；钠及其化合物的研究思路和方法的建构。 教学难点 碳酸钠和碳酸氢钠与酸的反应和相互转化。 教材分析 本节教学内容是新课标人教（2019年版）高中化学必修第一册第二章《海水中的重要元素——钠和氯》第一节《钠及其化合物》的第2课时。第1课时已经建立了“结构—性质—用途”的研究路径，学生知道钠是活泼金属、能与氧气和水反应，也知道常温下生成 Na2O、加热时生成 Na2O2。本课时把研究对象从“一种单质”扩展到“一类化合物的比较”：氧化钠与过氧化钠、碳酸钠与碳酸氢钠，两两成对，性质相似而差异分明，是训练学生用比较法研究物质性质的最好素材，也为后续学习氯、铁、硫、氮等元素化合物提供了可迁移的方法模型。 从知识发展的逻辑看，本课时沿“分类—预测—实验—比较—应用”展开。氧化钠与过氧化钠的差异根源于氧元素的化合价（-2 与 -1），由此决定了 Na2O 是碱性氧化物、Na2O2 是过氧化物，也决定了 Na2O2 与水、CO2 反应时既作氧化剂又作还原剂并放出 O2，这正是它用作供氧剂、漂白剂的依据；碳酸钠与碳酸氢钠的差异根源于组成上多一个“氢”，由此带来溶解性、水溶液碱性、热稳定性、与酸反应的速率与耗酸量、与碱和盐反应的现象等一系列差别，并派生出鉴别、除杂、转化三类典型问题；焰色试验则是从“元素”层面认识钠的又一个角度，属于物理方法，与前两节从“物质”层面的研究互为补充。教材还借侯氏制碱法把性质知识引向工业生产，是发展“科学态度与社会责任”素养的落脚点。 学情分析 学生刚学完第1课时，知道钠在常温下与氧气反应生成白色的 Na2O、加热时生成淡黄色的 Na2O2，掌握了从物质类别和元素价态预测性质、书写化学方程式与离子方程式的基本方法，对“预测—实验—解释—结论”的探究程序已经熟悉。但学生对“比较”这一研究方法还比较生疏，多数人习惯一种物质一种物质地记性质，不习惯把两种物质并排放在一起找异同，更不习惯从组成和化合价的差异去解释性质为什么不同。 预测学生本节课的学习有四处困难：一是把 Na2O2 误判为碱性氧化物，看到“与水反应生成 NaOH”就下结论，丢掉了“还放出 O2”这个关键事实；二是记不住 Na2O2 与 H2O、CO2 反应中电子转移的方向与数目，写不出“既是氧化剂又是还原剂”；三是把碳酸钠与碳酸氢钠的性质记反，尤其是溶解度、碱性强弱、热稳定性、与酸反应的快慢和耗酸量这几组；四是对离子方程式的书写不熟练，在 NaHCO3 与 Ca(OH)2、NaHCO3 与 CaCl2 这类“量不同、产物不同”的问题上容易漏写或错配。因此教学中要以成对的对比实验提供事实、以列表对照的方式固化结论、以“组成不同→性质不同→用途不同”作为统一的分析线索，把零散的性质串成一条线。 教学过程 教学内容 设计意图 课堂导入 【情境引入】蒸馒头用的食用碱、小苏打，很多同学以为它们是同一种东西，觉得性质完全一样。可是蒸馒头放错了量，馒头要么发酸发苦，要么硬得像石头；干粉灭火器里装的是碳酸氢钠而不是碳酸钠；呼吸面具里的供氧剂又是另一种钠的化合物。这些生活现象背后，藏着钠的氧化物和碳酸盐的特殊性质。 【学生思考】食用碱和小苏打到底是不是同一种物质？它们性质上有什么差别？ 【过渡】要回答这些问题，先看钠的两种氧化物——氧化钠和过氧化钠。 1.制造认知冲突：从“食用碱和小苏打是不是一种东西”这个普遍的误解切入，用蒸馒头、干粉灭火器、呼吸面具三个真实情境把矛盾摆出来，让学生带着问题进入新课。 2.建立生活与化学的联系：让学生意识到钠的化合物就在身边，为后面理解用途、发展社会参与意识做铺垫。 环节一 氧化钠和过氧化钠 活动一 氧化钠的性质 【知识回顾】在空气中加热钠、钠在常温下与氧气反应，分别对应哪个化学方程式？ 【学生回答】加热：2Na＋O2===(△)Na2O2；常温：4Na＋O2===2Na2O。 【思考与讨论】回忆前面做过的实验，描述氧化钠和过氧化钠的颜色、状态，并比较它们的氧元素化合价和阴阳离子个数比。 【师生总结】Na2O 是白色固体，Na2O2 是淡黄色固体，两者都是固体；氧元素化合价分别为 -2 和 -1；阴阳离子个数比都是 1∶2（Na2O 中为 O2-∶Na+＝1∶2，Na2O2 中为 O22-∶Na+＝1∶2）。 【问题】氧化钠与水、盐酸、二氧化碳的反应和氧化钙与水的反应类似，请写出相应的化学方程式。 【讲解】Na2O 是碱性氧化物，具有碱性氧化物的通性，反应前后各元素化合价均未发生变化，都不是氧化还原反应。 （1）氧化钠与水反应：Na2O＋H2O===2NaOH （2）氧化钠与盐酸反应：Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O （3）氧化钠与二氧化碳反应：Na2O＋CO2===Na2CO3 【讲解】氧化钠不稳定，在空气中加热会转化为过氧化钠：2Na2O＋O2===(△)2Na2O2。稳定性：Na2O＜Na2O2。 活动二 过氧化钠与水、酸、CO2 的反应 【问题】Na2O2 和 Na2O 的元素组成一样，预测过氧化钠具有什么化学性质，能够跟哪些物质反应？它是不是碱性氧化物？ 【实验探究】把 1～2 mL 水滴入盛有 1～2 g 过氧化钠固体的试管中，立即把带火星的木条伸入试管中；用手轻轻触摸试管外壁；用 pH 试纸检验溶液的酸碱性。 【师生总结】有气泡产生且能使带火星的木条复燃，说明反应产生 O2；反应后溶液使 pH 试纸变蓝，说明生成了碱（NaOH）；试管外壁发烫，说明反应放热。化学方程式：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。 【思考】Na2O2 为什么会使酚酞先变红后褪色？ 【讲解】Na2O2 与水的反应是比较特殊的氧化还原反应，实质上可以分成两个过程：①Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2；②2H2O2===2H2O＋O2↑。①×2＋②得 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。反应中生成的 H2O2 具有漂白性，能把有色有机物氧化为无色物质，所以酚酞先变红后褪色。 【讲解】反应中 Na2O2 中 -1 价的氧一半升高到 0 价、一半降低到 -2 价，失去 2×e-、得到 2×e-，Na2O2 既是氧化剂又是还原剂，水既不是氧化剂也不是还原剂。 【问题】根据 Na2O2 与水反应的原理，写出 Na2O2 与盐酸反应的化学方程式，并说明 Na2O2 是否属于碱性氧化物。 【师生总结】2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑。因为 Na2O2 与酸反应时除生成盐和水外还生成 O2，不符合碱性氧化物的定义，所以 Na2O2 不是碱性氧化物，而属于过氧化物。 【实验探究】取 1～2 g Na2O2 于棉花上，用棉花把 Na2O2 包住放入坩埚中，用玻璃导管对棉团吹气，观察现象。 【讲解】2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。反应中 Na2O2 中 -1 价的氧既升高到 0 价又被还原为 -2 价，失去 2e-、得到 2e-，Na2O2 既是氧化剂又是还原剂。反应放热并生成 O2，所以棉花会很快燃烧起来。 【问题】潜水艇里为什么常用过氧化钠作供氧剂？ 【师生总结】人呼出的气体中含有 CO2 和水蒸气，Na2O2 能同时与它们反应放出 O2，在供氧的同时吸收 CO2，所以适用于呼吸面具和潜水艇。 【讲解】过氧化钠的用途：（1）漂白剂——漂白织物、麦秆、羽毛和酸碱指示剂等，原理是把有色有机物氧化为无色物质，漂白后颜色稳定、不易恢复原色；（2）供氧剂——用于呼吸面具、潜水艇内，主要反应为 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，次要反应为 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，优点是供氧的同时吸收 CO2。 活动三 对比小结与例题辨析 【师生总结】氧化钠与过氧化钠的比较。 色态：Na2O 为白色固体，Na2O2 为淡黄色固体。 氧元素化合价：Na2O 为 -2，Na2O2 为 -1。 物质类别：Na2O 是碱性氧化物，Na2O2 是过氧化物。 生成条件：Na2O 由钠在空气中常温氧化生成，Na2O2 由钠在空气中加热生成。 与水反应：Na2O＋H2O===2NaOH；2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。 与 CO2 反应：Na2O＋CO2===Na2CO3；2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。 与酸反应：Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O；2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑。 保存：两者都要密封，Na2O2 还要远离易燃物。 【例1】下列关于氧化钠和过氧化钠的比较中，正确的是（　　） A．氧化钠和过氧化钠中阴阳离子个数比不同 B．氧化钠比过氧化钠稳定 C．氧化钠和过氧化钠与水反应的产物完全相同 D．氧化钠和过氧化钠都能与二氧化碳反应 【答案】D 【解析】A 项，Na2O 中阴、阳离子个数比为 1∶2，Na2O2 中 O22- 与 Na+ 的个数比也是 1∶2，两者相同，错误；B 项，Na2O 在空气中加热会转化为 Na2O2，说明 Na2O2 更稳定，错误；C 项，Na2O 与水反应只生成 NaOH，Na2O2 与水反应生成 NaOH 和 O2，产物不完全相同，错误；D 项，Na2O＋CO2===Na2CO3、2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，两者都能与 CO2 反应，正确。 【例2】某实验小组通过下图所示实验，探究 Na2O2 与水的反应。下列说法中错误的是 A．②中一定发生了氧化还原反应 B．③中溶液变红，说明有碱性物质生成 C．④中现象可能是由于溶液中含有未反应的 Na2O2 造成的 D．结合以上现象，可推测反应的中间产物有 H2O2 的生成 【答案】C 【解析】A 项，②中带火星的木条复燃，说明有 O2 生成，Na2O2 中氧元素化合价发生变化，一定发生了氧化还原反应，正确；B 项，③中溶液变红说明生成了碱性物质（NaOH），正确；C 项，④中红色褪去是因为生成的 H2O2 具有漂白性，而不是未反应的 Na2O2 造成的，错误；D 项，由酚酞先变红后褪色可推测中间产物有 H2O2 生成，正确。 【例3】一团棉花包裹少量过氧化钠放在石棉网上，将 CO2 气体缓缓通入棉花中的过氧化钠上，棉花很快燃烧起来。根据实验分析可知，下列表达不正确的是（　　） A．CO2 对棉花燃烧起助燃作用 B．过氧化钠与 CO2 反应放热 C．反应生成的 O2 有利于棉花燃烧 D．过氧化钠与 CO2 反应属于氧化还原反应 【答案】A 【解析】A 项，棉花燃烧需要氧气和达到着火点，CO2 本身不能支持燃烧，起助燃作用的是 Na2O2 与 CO2 反应生成的 O2，错误；B 项，棉花很快燃烧说明反应放出的热量使温度达到了棉花的着火点，正确；C 项，生成的 O2 为燃烧提供了助燃剂，正确；D 项，反应中 Na2O2 中 -1 价的氧部分升高到 0 价、部分降低到 -2 价，属于氧化还原反应，正确。 1.以旧引新：用钠与氧气在两种条件下的反应方程式开课，既复习第1课时的内容，又直接引出本课时的两种氧化物。 2.建立比较的框架：第一张表就把“颜色、状态、化合价、离子个数比”摆出来，让学生一开始就带着“对照”的意识学，而不是孤立地记。 3.用类比降低难度：由 CaO 的性质预测 Na2O 的性质，是碱性氧化物通性的又一次应用，学生容易上手，也为后面判断 Na2O2“是不是碱性氧化物”准备了标准。 1.先预测后验证：让学生根据“组成相同、类别可能不同”先作预测，再用实验检验，把第1课时建立的探究程序继续用下去。 2.抓住差异的根源：反复回到“氧元素化合价不同”这一点上，让学生理解 Na2O2 的特殊性来自 -1 价的氧，而不是死记反应现象。 3.用问题链推进：从“水反应”到“酸反应”再到“CO2 反应”，每一步都追问“是不是碱性氧化物”，把判断标准（产物除盐和水外还有没有别的）反复强化。 1.把结论固化下来：用一张对照表把氧化钠与过氧化钠的性质并排呈现，让学生“横着看差异、竖着看规律”。 2.用例题检验理解：三道例题分别指向“离子个数比与稳定性”“先变红后褪色的原因”“CO2 与 Na2O2 反应的本质”，都是学生最容易记错的地方。 3.训练证据推理：例2 要求学生把四个实验现象串成一条证据链，从“复燃—变红—褪色”推出中间产物，这正是本课时要发展的核心素养。 环节二 碳酸钠和碳酸氢钠 活动一 溶解性与水溶液的酸碱性 【情境引入】化学中的“三苏”：宋朝文坛有三苏——苏洵、苏轼、苏辙；化学中也有“三苏”——苏打（Na2CO3，又称纯碱）、小苏打（NaHCO3）、大苏打（Na2S2O3，又称海波）。 【实验探究】在两支试管中分别加入少量 Na2CO3 和 NaHCO3（各约 1 g）：①观察两者外观；②分别加几滴水并用温度计测温；③继续加 5 mL 水，振荡；④分别滴加 1～2 滴酚酞。 【师生总结】外观：Na2CO3 是白色粉末，NaHCO3 是细小白色晶体。加几滴水：Na2CO3 加水结块变成晶体、温度升高，NaHCO3 加水部分溶解、温度计示数降低。加 5 mL 水后：Na2CO3 固体量减少，NaHCO3 全部溶解。滴加酚酞：Na2CO3 溶液变红、碱性较强，NaHCO3 溶液变浅红、碱性较弱。 【讲解】碳酸钠、碳酸氢钠均易溶于水，水溶液均呈碱性，但相同温度下 Na2CO3 的溶解度更大，同浓度时 Na2CO3 的碱性更强。 【思考】Na2CO3 粉末遇水生成碳酸钠晶体（Na2CO3·xH2O），在干燥空气中又会失去结晶水变成碳酸钠粉末。那么钠露置在空气中，最终会完全转变成什么？ 【师生总结】银白色的钠先变暗生成 Na2O，再与水蒸气作用生成 NaOH 而表面变粘稠，NaOH 吸收空气中的水蒸气潮解形成 NaOH 溶液，再吸收 CO2 生成 Na2CO3·10H2O，最后风化（化学变化）变成白色粉末 Na2CO3。所以钠露置在空气中最终转变为 Na2CO3。 活动二 热稳定性 【实验探究】如图所示，分别加热 Na2CO3 和 NaHCO3，将产生的气体通入澄清石灰水，观察现象。 【师生总结】加热 Na2CO3 时澄清石灰水不变浑浊，说明 Na2CO3 很稳定、受热不易分解；加热 NaHCO3 时澄清石灰水变浑浊，说明 NaHCO3 不稳定、受热易分解：2NaHCO3===(△)Na2CO3＋H2O＋CO2↑。 【讲解】该性质有两个应用：①可以用加热的方法鉴别 Na2CO3 和 NaHCO3；②可以加热除去 Na2CO3 固体中混有的 NaHCO3 固体。 【实验改进】套管实验：把 NaHCO3 放在温度较低的内管、Na2CO3 放在温度较高的外管，同时加热，内管的石灰水变浑浊、外管的不变浑浊。 【师生总结】改进后的优点是操作简便、节约原料、易于对比；内管受热温度低反而分解，更有力地说明 NaHCO3 的热稳定性弱于 Na2CO3。 活动三 与酸、碱、盐的反应 【实验探究】在两支试管中分别加入 3 mL 同一稀盐酸，把分别装有 0.3 g Na2CO3 和 0.3 g NaHCO3 固体的小气球套在试管口，将固体同时倒入试管中，观察现象。 【师生总结】两支试管都产生无色气泡、气球膨胀，但加 NaHCO3 的一支气泡产生得更快、气球更大。 Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，离子方程式为 CO32-＋2H+===H2O＋CO2↑； NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，离子方程式为 HCO3-＋H+===H2O＋CO2↑。 【讲解】等质量时 NaHCO3 的物质的量更大，产生的 CO2 更多，所以气球更大；NaHCO3 与酸一步反应生成 CO2，而 Na2CO3 要先转化为 NaHCO3 再放出气体，所以 NaHCO3 反应更快。 【思考】（1）如何使 Na2CO3 溶液转化为 NaHCO3 溶液？（2）向饱和 Na2CO3 溶液中通入过量的 CO2 会有什么现象？为什么？ 【师生总结】（1）向碳酸钠溶液中通入足量二氧化碳：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3。（2）有晶体析出。原因是 CO2 与饱和 Na2CO3 溶液反应生成 NaHCO3，生成的 NaHCO3 的质量比参加反应的 Na2CO3 的质量大，而常温下 NaHCO3 的溶解度小于 Na2CO3，且反应过程中消耗了水，故有 NaHCO3 晶体析出。 【思考】某课外小组把盐酸滴加到碳酸钠溶液中，开始无气泡产生，一段时间后才产生气泡，试分析原因。 【师生总结】向 Na2CO3 溶液中逐滴加入盐酸，先生成 NaHCO3（CO32-＋H+===HCO3-），此时无气泡；盐酸继续滴加，HCO3- 再与 H+ 反应才放出 CO2。而向 NaHCO3 溶液中滴加盐酸则一步直达，反应更快、立即有气泡产生。 【实验探究】Na2CO3、NaHCO3 分别与 CaCl2 溶液、Ca(OH)2 溶液反应。 【师生总结】与 CaCl2 溶液：加入 Na2CO3 溶液立即产生白色沉淀，Ca2+＋CO32-===CaCO3↓；加入少量 NaHCO3 溶液无明显现象，说明稀 CaCl2 溶液与少量稀 NaHCO3 溶液不反应。与 Ca(OH)2 溶液：两支试管中都产生白色沉淀，CO32-＋Ca2+===CaCO3↓、HCO3-＋Ca2+＋OH-===CaCO3↓＋H2O。 【思考】（1）写出足量 NaHCO3 溶液与少量 Ca(OH)2 反应的离子方程式。（2）写出用适量 NaOH 溶液除去 Na2CO3 溶液中少量 NaHCO3 的反应原理。 【师生总结】（1）2HCO3-＋Ca2+＋2OH-===CaCO3↓＋2H2O＋CO32-。（2）NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O，离子方程式为 OH-＋HCO3-===H2O＋CO32-。 【讲解】碳酸钠与碳酸氢钠的重要用途：（1）碳酸钠用于纺织、制皂、造纸、制玻璃，可作食用碱或工业用碱；（2）碳酸氢钠用作发酵粉、胃酸中和剂、灭火剂，也可作食用碱或工业用碱。 活动四 鉴别、转化与除杂 【讲解】碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法。 热稳定性：加热，有气体产生的是 NaHCO3，无变化的是 Na2CO3。 与 CaCl2（BaCl2）溶液：有沉淀生成的是 Na2CO3，无变化的是 NaHCO3。 固体与盐酸反应的剧烈程度：生成气体剧烈的是 NaHCO3，相对不剧烈的是 Na2CO3。 溶液中逐滴滴加盐酸：立即产生气体的是 NaHCO3，开始不产生气体、滴加一会儿后才产生气体的是 Na2CO3。 【思考】能否用加澄清石灰水的方法鉴别 Na2CO3 和 NaHCO3 溶液？ 【师生总结】不能，两者均有白色沉淀生成，所以不能鉴别。离子方程式为 CO32-＋Ca2+===CaCO3↓、2HCO3-＋Ca2+＋2OH-===CaCO3↓＋CO32-＋2H2O。 【思考】现在有一份 Na2CO3 溶液和稀盐酸，不用另外的试剂，能否进行鉴别？ 【师生总结】可以，用互滴法。把一种溶液逐滴滴入另一种溶液中，若现象不同即可鉴别：将盐酸滴入 Na2CO3 溶液，开始无气泡、后产生气泡；将 Na2CO3 溶液滴入盐酸，立即产生气泡。 【讲解】碳酸钠与碳酸氢钠的转化：Na2CO3 溶液中通入足量 CO2 生成 NaHCO3（Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3）；NaHCO3 溶液中加入适量 NaOH 生成 Na2CO3（NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O）；NaHCO3 固体受热分解也生成 Na2CO3。 【讲解】碳酸钠与碳酸氢钠的除杂。 Na2CO3 固体中混有 NaHCO3：加热。 NaHCO3 溶液中混有 Na2CO3：通入足量 CO2 气体。 Na2CO3 溶液中混有 NaHCO3：加入适量 NaOH 溶液。 【情境引入】侯德榜与侯氏制碱法：侯德榜把二氧化碳通入氨水的氯化钠饱和溶液中，使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出，再把碳酸氢钠煅烧得到纯碱。 【讲解】侯氏制碱法涉及的方程式：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NH4Cl＋NaHCO3↓、2NaHCO3===(△)Na2CO3＋H2O＋CO2↑。可循环利用的物质是 NaCl、NH3、CO2。通入气体的顺序是先通 NH3 再通 CO2，顺序不能变，原因是 NH3 极易溶于水，与水反应使溶液显碱性，再通入 CO2 反应可提高产率。 【师生总结】碳酸钠与碳酸氢钠的比较。 俗名：Na2CO3 为纯碱、苏打，NaHCO3 为小苏打。 颜色状态：Na2CO3 是白色粉末，NaHCO3 是细小白色晶体。 溶解性：都易溶于水，相同温度下溶解度 Na2CO3＞NaHCO3。 水溶液的碱性：浓度相同时碱性 Na2CO3＞NaHCO3。 热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3，NaHCO3 受热分解：2NaHCO3===(△)Na2CO3＋H2O＋CO2↑。 用途：Na2CO3 用于纺织、造纸、合成洗涤剂、制玻璃等；NaHCO3 用作发酵粉、灭火剂、治疗胃酸过多。 活动五 例题辨析 【例1】Na2CO3 和 NaHCO3 都是重要的化工原料。下列说法中正确的是（　　） A．碳酸钠俗名小苏打，碳酸氢钠俗名纯碱 B．同浓度的两溶液 pH：Na2CO3＜NaHCO3 C．热稳定性：Na2CO3＜NaHCO3 D．分别向两溶液中滴加氢氧化钡溶液，均能产生白色沉淀 【答案】D 【解析】A 项，碳酸钠俗名纯碱、苏打，碳酸氢钠俗名小苏打，说反了，错误；B 项，同浓度时 Na2CO3 溶液的碱性更强，pH 更大，错误；C 项，NaHCO3 受热易分解而 Na2CO3 很稳定，热稳定性 Na2CO3＞NaHCO3，错误；D 项，Ba(OH)2 与 Na2CO3 反应生成 BaCO3 沉淀，与 NaHCO3 反应也生成 BaCO3 沉淀，两者均产生白色沉淀，正确。 【例2】有两试管分别装有 Na2CO3 和 NaHCO3 溶液，下列操作或判断正确的是（　　） A．分别加入澄清石灰水，产生沉淀者为 Na2CO3 B．分别加入等浓度的稀盐酸，反应较剧烈者为 Na2CO3 C．分别加入 CaCl2 溶液，产生沉淀者为 Na2CO3 D．逐滴加入等浓度的盐酸，立即产生气泡者为 Na2CO3 【答案】C 【解析】A 项，两者都能与澄清石灰水反应生成白色沉淀，无法判断，错误；B 项，等浓度时 NaHCO3 与盐酸反应更剧烈，反应较剧烈者为 NaHCO3，错误；C 项，CaCl2 只与 Na2CO3 反应生成 CaCO3 沉淀，与 NaHCO3 不反应，产生沉淀者为 Na2CO3，正确；D 项，逐滴加入盐酸时，立即产生气泡的是 NaHCO3，Na2CO3 开始不产生气泡，错误。 1.用真实实验替代讲授：溶解性、温度变化、碱性强弱这些结论都由学生自己从现象中读出，避免直接给结论。 2.渗透“控制变量”：两组实验只有固体种类不同，其他条件完全一致，为后面探究热稳定性、与酸反应做方法上的示范。 3.把知识串起来：由 Na2CO3 的风化引出钠在空气中的完整变化链，把本课时与第1课时的内容连成一条线。 1.用对比实验得出结论：两个装置只有固体种类不同，现象一浊一清，结论一目了然。 2.体会实验改进的价值：套管实验用一套装置同时完成两组实验，条件更接近，说服力更强，让学生体会“控制变量”在实验设计中的作用。 3.落实应用：鉴别与除杂是这条性质最直接的用途，当堂就把知识用起来。 1.让“快慢”看得见：气球实验把反应速率的差异变成气球大小的差异，学生一眼就能比较，避免只凭“更剧烈”这类模糊描述。 2.突破难点：碳酸钠与酸反应“先无气泡后有气泡”是本节难点，通过“一步直达”与“两步进行”的对比，帮助学生建立分步反应的观念。 3.训练离子方程式的书写：NaHCO3 与 Ca(OH)2、NaHCO3 与 CaCl2 的反应涉及“量不同、产物不同”，是训练“定少者为 1”书写方法的典型素材。 1.把性质转化为方法：鉴别、除杂、转化三类问题都是从性质差异中派生出来的，让学生体会“性质决定用途和方法”。 2.渗透“量”的意识：澄清石灰水不能鉴别、互滴法可以鉴别，关键都在“量”与“顺序”，为离子方程式的书写打基础。 3.借科学史育人：侯氏制碱法既复习了 NaHCO3 溶解度小的性质，又让学生感受化学工业的价值，落实科学态度与社会责任。 1.集中纠错：两道例题把俗名、pH、热稳定性、鉴别方法这几个高频错误一次性摆出来，让学生在对比中辨析。 2.强调“两者都能反应”的情形：例1 的 D 项和例2 的 A 项都指向同一个陷阱——都能产生沉淀时不能用于鉴别，帮助学生形成“鉴别要求现象不同”的判断标准。 环节三 焰色试验 活动一 焰色试验的定义与操作 【讲解】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。注意：焰色试验是元素的物理性质，该鉴别物质的方法属于物理方法；焰色试验是金属元素的性质，既可以是单质也可以是化合物，如不论灼烧 Na2CO3、NaCl、Na2SO4 还是钠单质，均发出黄色火焰。 【实验探究】用铂丝蘸取盐酸在酒精灯外焰上灼烧至与原火焰颜色相同，再蘸取试样灼烧，观察火焰的颜色。 【思考】（1）钠与氧气的反应为什么用盐酸洗涤铂丝或铁丝而不用硫酸？为什么用铂丝或铁丝蘸取试剂做焰色试验，而不采用铜丝？（2）利用焰色试验检验钾元素时，为什么要透过蓝色钴玻璃观察？ 【师生总结】（1）盐酸沸点比硫酸低，加热时易挥发、无残留；铂丝或铁丝灼烧时没有颜色，而铜丝灼烧时有绿色焰色，会干扰观察。（2）含钾物质中往往混有少量钠元素，灼烧时钠元素的黄色光会掩盖钾元素的紫色光，透过蓝色钴玻璃可以滤去黄色光，便于观察到钾元素的紫色光。 【讲解】一些金属元素的焰色：钠为黄色，钾为紫色（需透过蓝色钴玻璃观察），锂为紫红色，钙为砖红色，锶为洋红色，钡为黄绿色，铜为绿色。 【讲解】焰色试验的应用：（1）检验金属元素的存在；（2）制作节日烟花；（3）用于照明或其他——火箭发射后释放出钠蒸气产生明亮的橙黄色云雾，科学家据此确定火箭在空中的位置；高压钠灯发出金白色光，发光效率高、透雾能力强，广泛用于室外照明。 活动二 例题辨析 【例1】下列说法中正确的是（　　） A．焰色试验是化学变化 B．用稀硫酸清洗做焰色试验的铂丝（镍丝或铁丝） C．焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察 D．利用焰色试验不能区分 NaCl 与 Na2CO3 固体 【答案】D 【解析】A 项，焰色试验过程中没有新物质生成，属于物理变化，错误；B 项，清洗铂丝应用稀盐酸，因为盐酸沸点低、加热时易挥发无残留，用硫酸会残留硫酸盐，错误；C 项，只有检验钾元素时才需要透过蓝色钴玻璃观察，观察钠等其他元素的焰色时不需要，错误；D 项，NaCl 与 Na2CO3 中都含有钠元素，灼烧时焰色均为黄色，不能区分，正确。 【例2】某物质灼烧时，焰色试验为黄色，下列判断正确的是（　　） A．该物质一定是金属钠 B．该物质一定含钠元素 C．该物质一定是钠的化合物 D．该物质中不含钾元素 【答案】B 【解析】焰色试验是元素的性质，焰色为黄色只能说明该物质中含有钠元素。A 项，含钠元素的物质不一定是金属钠，也可能是钠的化合物，错误；B 项，正确；C 项，也可能是钠单质，错误；D 项，钾元素的紫色光会被钠的黄色光掩盖，未透过蓝色钴玻璃观察时不能确定是否含钾元素，错误。 1.明确“物理方法”的定位：焰色试验与前两节从物质类别、元素价态研究性质的角度不同，它看的是元素本身，让学生体会研究物质可以从不同层面切入。 2.把操作细节讲透：为什么用盐酸不用硫酸、为什么用铂丝不用铜丝、为什么要透过蓝色钴玻璃，三个“为什么”把操作规范背后的道理讲清楚，避免死记。 3.联系生产生活：烟花、高压钠灯、火箭定位都是学生熟悉的场景，让元素检验这一抽象方法落到具体应用中。 1.纠正两个常见误解：焰色试验是物理变化、焰色是元素的性质而非某一种物质的性质，这两点是学生最容易出错的地方。 2.训练严谨表达：例2 的四个选项都在考查“一定”与“可能”的区分，引导学生用证据说话、不做过度的推断。 课堂小结 板书设计 第二章 海水中的重要元素——钠和氯 第一节 钠及其化合物（第2课时） 一、氧化钠和过氧化钠 1.色态：Na2O 白色固体；Na2O2 淡黄色固体 2.类别：Na2O 碱性氧化物；Na2O2 过氧化物（不是碱性氧化物） 3.与水：Na2O＋H2O===2NaOH；2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 4.与 CO2：Na2O＋CO2===Na2CO3；2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 5.用途：漂白剂、供氧剂（呼吸面具、潜水艇） 二、碳酸钠和碳酸氢钠 1.俗名：纯碱（苏打）、小苏打 2.溶解度、碱性、热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3 3.与酸：Na2CO3 分两步、慢；NaHCO3 一步直达、快 4.转化：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3；2NaHCO3===(△)Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 5.鉴别：加热、CaCl2 溶液、逐滴加盐酸；除杂：加热、通 CO2、加适量 NaOH 三、焰色试验 1.定义：元素的物理性质，属物理方法 2.操作：铂丝蘸盐酸灼烧至原色，再蘸试样灼烧 3.焰色：Na 黄色；K 紫色（透过蓝色钴玻璃） 随堂练习 1．下列关于过氧化钠的说法正确的是（　　） A．过氧化钠与水反应时，水是氧化剂 B．过氧化钠与二氧化碳反应时，过氧化钠是氧化剂和还原剂 C．过氧化钠能使紫色石蕊试液变红 D．过氧化钠与水反应生成氢氧化钠，所以它是碱性氧化物 【答案】B 【解析】A 项，Na2O2 与水反应时，Na2O2 中 -1 价的氧既升高到 0 价又降低到 -2 价，Na2O2 既是氧化剂又是还原剂，水中氢、氧元素化合价均未变化，水既不是氧化剂也不是还原剂，错误；B 项，Na2O2 与 CO2 反应生成 Na2CO3 和 O2，只有氧元素化合价改变，Na2O2 既是氧化剂又是还原剂，正确；C 项，Na2O2 与水反应生成 NaOH，使石蕊试液变蓝，同时生成的 H2O2 具有漂白性会使石蕊褪色，现象是先变蓝后褪色，错误；D 项，Na2O2 与水反应除生成 NaOH 外还放出 O2，不符合碱性氧化物的定义，错误。 2．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 A．NaOH 显碱性，可用作干燥剂 B．Na 有导电性，可用于制备 Ti C．Na2O2 有强氧化性，可用作呼吸面具中的供氧剂 D．NaHCO3 溶液具有弱碱性，故可用于治疗胃酸过多 【答案】D 【解析】A 项，NaOH 用作干燥剂是因为它易吸水潮解，与其显碱性没有对应关系，错误；B 项，钠用于制备 Ti 是因为钠具有强还原性，能把钛从其化合物中还原出来，与导电性无关，错误；C 项，Na2O2 用作供氧剂是因为它能与呼出的 CO2 和水反应生成 O2，与“强氧化性”没有对应关系，错误；D 项，NaHCO3 溶液显弱碱性，能中和过多的胃酸，性质与用途对应，正确。 3．为探究碳酸钠及碳酸氢钠的部分性质，设计如下实验和装置。 实验①：向 5 mL 1 mol·L-1 Na2CO3 溶液中逐滴加入足量的稀盐酸 实验②：向 5 mL 1 mol·L-1 NaHCO3 溶液中逐滴加入足量的稀盐酸 实验③：（装置如图） 下列说法正确的是 A．加盐酸过程中，产生气泡的速度：Na2CO3＞NaHCO3 B．当分别逐滴加入 3 mL 1 mol·L-1 稀盐酸时，HCO3- 浓度：实验①＞实验② C．完全反应后，相同条件下生成的气体体积：实验①＞实验② D．实验③可探究 Na2CO3 和 NaHCO3 的热稳定性，其中乙为 NaHCO3 【答案】B 【解析】A 项，向 Na2CO3 溶液中逐滴加入盐酸，先生成 NaHCO3 后才放出 CO2，产生气泡的速度 NaHCO3＞Na2CO3，错误；B 项，加入的 3 mL 1 mol·L-1 盐酸为 0.003 mol，实验①中 Na2CO3 为 0.005 mol，盐酸只够把 0.003 mol CO32- 转化为 HCO3-，溶液中 HCO3- 为 0.003 mol；实验②中 NaHCO3 为 0.005 mol，0.003 mol 盐酸与 0.003 mol HCO3- 反应放出 CO2，剩余 HCO3- 为 0.002 mol，故 HCO3- 浓度：实验①＞实验②，正确；C 项，两者的物质的量相同，完全反应后生成 CO2 的物质的量相同，相同条件下体积相同，错误；D 项，套管实验探究热稳定性时，必须让 NaHCO3 处于受热温度较低的内管，由“温度低者反而分解”才能比较出稳定性的强弱，装置③中乙为 NaHCO3 不能达到该探究目的，错误。 4．以不同类别物质间的转化为线索，认识钠及其化合物。下列分析不正确的是 A．反应③表明 CO2 具有酸性氧化物的性质 B．反应④表明 Na2CO3 的热稳定性强于 NaHCO3 C．反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给 D．Na2O2 能和 CO2 反应，说明 Na2O2 是碱性氧化物 【答案】D 【解析】A 项，反应③是 CO2 与 NaOH（或 Na2O）反应生成 Na2CO3，CO2 能与碱反应生成盐和水，体现酸性氧化物的性质，正确；B 项，反应④是 NaHCO3 受热分解生成 Na2CO3，说明 Na2CO3 的热稳定性强于 NaHCO3，正确；C 项，反应⑤、⑥是 Na2O2 分别与 CO2、H2O 反应生成 O2，可用于潜水艇中氧气的供给，正确；D 项，Na2O2 与 CO2 反应除生成 Na2CO3 外还生成 O2，不符合碱性氧化物的定义，错误。 5．某课外小组为了鉴别 Na2CO3 和 NaHCO3 两种白色固体，设计了如下几种实验方法。下列说法正确的是 A．装置Ⅰ中的 Na2CO3 和 NaHCO3 均能与盐酸反应，产生气体速率快的是 Na2CO3 B．当稀盐酸足量时，装置Ⅰ中气球鼓起体积较小的是 NaHCO3 C．加热装置Ⅱ，澄清石灰水变浑浊的一侧中的白色固体是 Na2CO3 D．装置Ⅲ中两个烧杯均可看到白色浑浊，故无法鉴别 【答案】D 【解析】A 项，装置Ⅰ中 NaHCO3 与盐酸反应更剧烈，产生气体速率快的是 NaHCO3，错误；B 项，等质量时 NaHCO3 的物质的量更大，与足量盐酸反应产生的 CO2 更多，气球鼓起体积较大的是 NaHCO3，错误；C 项，加热装置Ⅱ，能使澄清石灰水变浑浊的一侧中的白色固体是 NaHCO3，错误；D 项，Na2CO3 和 NaHCO3 都能与 Ca(OH)2 反应生成白色沉淀 CaCO3，装置Ⅲ中两个烧杯均变浑浊，无法鉴别，正确。 6．侯德榜提出的联合制碱法得到世界各国认可，其工业流程如图所示。下列说法错误的是 A．整个流程中可以循环利用的物质是 CO2 和 NaCl B．煅烧炉中的反应在实验室中可在蒸发皿中进行 C．先将饱和食盐水加入沉淀池，然后依次通入 NH3 和 CO2 D．副产品是 NH4Cl 【答案】B 【解析】A 项，由流程可知 CO2 和 NaCl 既是反应物又是生成物，可以循环利用，正确；B 项，煅烧炉中煅烧碳酸氢钠固体应在坩埚中进行，蒸发皿用于蒸发浓缩溶液，错误；C 项，先把饱和食盐水加入沉淀池，再依次通入 NH3 和 CO2，先通 NH3 使溶液显碱性可提高 NaHCO3 的产率，正确；D 项，沉淀池中析出 NaHCO3 后的母液经处理可得到副产品 NH4Cl，正确。 教学反思 本节课以“食用碱和小苏打是不是一种东西”这一生活误解导入，用蒸馒头、干粉灭火器、呼吸面具三个真实情境把问题摆出来，学生对“组成相似的物质为什么性质不同”兴趣很浓。教学坚持用成对的对比实验提供事实、用对照表固化结论，“组成不同→性质不同→用途不同”这条线索贯穿始终，氧化钠与过氧化钠、碳酸钠与碳酸氢钠两张对照表都由学生自己填。从课堂反馈看，主要暴露三方面问题：一是把 Na2O2 误判为碱性氧化物，学生只盯住“生成 NaOH”，丢掉了“还放出 O2”这个关键事实；二是碳酸钠与碳酸氢钠的几组性质记反，尤其是溶解度大小和与酸反应的快慢，说明对比实验做了、结论却没有并排固化；三是“量不同产物不同”的离子方程式书写不过关，NaHCO3 与 Ca(OH)2 反应在碱过量与碱不足两种情形下写错的不在少数。 针对上述问题，后续改进的方向是：第一，把“判断是不是碱性氧化物”做成固定的两问自查——产物除盐和水外还有没有别的、反应前后有没有元素化合价变化，每遇到一种氧化物就让学生口头过一遍；第二，把两张对照表改成先预测、再填表、最后当堂默写一遍，用“先错后改”强化记忆；第三，把“量不同产物不同”的离子方程式集中成一个小专题，用“定少者为 1”的方法统一训练，再配一组变式练习；第四，焰色试验的操作演示占时偏长，可改为学生分组动手，把省出的时间留给碳酸钠与碳酸氢钠的性质讨论。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $