高中化學(xué)必修一《2.1 鈉及其化合物》導(dǎo)學(xué)案

《第一節(jié)鈉及其化合物》導(dǎo)學(xué)案第1課時活潑的金屬單質(zhì)——鈉【學(xué)習(xí)目標(biāo)】課程標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)1.通過實(shí)驗探究，了解鈉的主要性質(zhì)。2.初步形成基于原子結(jié)構(gòu)對物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測和檢驗的認(rèn)識模型。1.宏觀辨識與微觀探析：基于研究物質(zhì)性質(zhì)的基本方法和基本程序，探究鈉的性質(zhì)。2.科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任：通過對鈉的性質(zhì)探究等一系列科學(xué)探究活動，增強(qiáng)安全意識和培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神?！菊n前預(yù)習(xí)】1．鈉的原子結(jié)構(gòu)鈉原子的結(jié)構(gòu)示意圖為，在化學(xué)反應(yīng)中很容易失去1個電子。因此，鈉的化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡憩F(xiàn)出很強(qiáng)的還原性。2．鈉的性質(zhì)(1)鈉與氧氣的反應(yīng)條件常溫加熱實(shí)驗操作實(shí)驗現(xiàn)象新切開的鈉具有銀白色的金屬光澤，在空氣中很快變暗鈉先熔化成小球，然后劇烈燃燒，火焰呈黃色，生成淡黃色固體實(shí)驗結(jié)論①鈉的物理性質(zhì)銀白色金屬，硬度小，熔點(diǎn)低，密度：ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)，通常保存在石蠟油或煤油中。②鈉與氧氣的反應(yīng)(寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式)常溫下：4Na＋O2=2Na2O；加熱時：2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2注：鈉除了能與O2反應(yīng)外，還能與Cl2等非金屬單質(zhì)直接化合。(2)鈉與水的反應(yīng)實(shí)驗操作實(shí)驗現(xiàn)象原因解釋鈉浮在水面上鈉的密度比水小鈉熔化成閃亮的小球鈉熔點(diǎn)低，反應(yīng)放熱小球在水面上四處游動，最后完全消失反應(yīng)產(chǎn)生的H2推動小球運(yùn)動與水反應(yīng)發(fā)出“嘶嘶”響聲鈉與水反應(yīng)劇烈溶液的顏色變紅反應(yīng)生成NaOH實(shí)驗結(jié)論鈉與水反應(yīng)，生成NaOH和H2，化學(xué)方程式：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑【重難點(diǎn)解決】1．鈉露置在空氣中的變化(1)金屬鈉長期露置于空氣中最終完全轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3粉末，此過程中的主要變化與現(xiàn)象如下所示。銀白色,金屬鈉(Na))eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(①))eq\x(\a\al(表面變暗,（生成Na2O）))eq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(②))eq\x(\a\al(出現(xiàn)白色固體,（生成NaOH）))eq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(③))eq\x(\a\al(表面潮濕,（NaOH潮解）))eq\o(→,\s\up7(CO2),\s\do5(④))eq\x(\a\al(白色塊狀物質(zhì),（生成Na2CO3,·10H2O）))eq\o(→,\s\up7(風(fēng)化),\s\do5(⑤))eq\x(\a\al(白色粉末狀物質(zhì),（生成Na2CO3）))(2)發(fā)生的主要變化的化學(xué)方程式①4Na＋O2=2Na2O；②Na2O＋H2O=2NaOH；④2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋10H2O=Na2CO3·10H2O；⑤Na2CO3·10H2O=Na2CO3＋10H2O。2．鈉與酸溶液反應(yīng)鈉先與酸中的H＋反應(yīng)，離子方程式：2Na＋2H＋=2Na＋＋H2↑。如果鈉過量，鈉把酸耗盡后，再與水反應(yīng)。3．鈉與鹽溶液反應(yīng)鈉與鹽溶液反應(yīng)時，首先與水反應(yīng)生成NaOH和H2，然后NaOH與鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)(若氫氧化鈉不與鹽反應(yīng)，則只有鈉與水的反應(yīng))。例如：Na與CuSO4溶液的反應(yīng)為2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，2NaOH＋CuSO4=Cu(OH)2↓＋Na2SO4?！菊n堂練習(xí)】1．下列關(guān)于鈉的敘述中，正確的是()A．鈉是銀白色金屬，硬度很大B．將鈉放在石棉網(wǎng)上用酒精燈加熱，鈉劇烈燃燒，產(chǎn)生黃色火焰，生成過氧化鈉C．金屬鈉在空氣中燃燒，生成氧化鈉D．金屬鈉的熔點(diǎn)很高解析：選B。鈉是銀白色的固體，硬度小，密度也小，熔點(diǎn)很低，分析各選項，只有B正確。2．將一小塊金屬鈉投入CuSO4溶液中，不可能觀察到的現(xiàn)象是()A．溶液中有藍(lán)色沉淀生成B．有氣體生成C．有紅色物質(zhì)析出D．鈉熔化成小球浮在液面上解析：選C。鈉的化學(xué)性質(zhì)活潑，將鈉投入CuSO4溶液中時鈉先和H2O反應(yīng)，不能將銅置換出來，C項錯誤。3．能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式的是()A．鈉與水反應(yīng)：Na＋2H2O=Na＋＋2OH－＋H2↑B．鈉與CuSO4溶液反應(yīng)：2Na＋Cu2＋=Cu＋2Na＋C．鈉與鹽酸反應(yīng)：Na＋2H＋=Na＋＋H2↑D．鈉與氯化鉀溶液反應(yīng)：2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑解析：選D。B中鈉與CuSO4溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是鈉先與水反應(yīng)生成氫氧化鈉，氫氧化鈉再與CuSO4反應(yīng)，總離子方程式為2Na＋2H2O＋Cu2＋=Cu(OH)2↓＋H2↑＋2Na＋。A、C中電荷不守恒、得失電子不守恒。課堂小結(jié)合格考訓(xùn)練1．金屬鈉是一種活潑金屬，除了具有金屬的一般性質(zhì)外，還具有自己的特性。下列關(guān)于鈉的敘述中，正確的是()A．鈉是銀白色金屬，熔點(diǎn)低，硬度大B．鈉放置在空氣中，會迅速被氧化而生成淡黃色的氧化鈉C．在氧氣中加熱時，金屬鈉劇烈燃燒，產(chǎn)生黃色火焰D．金屬鈉可存放于燒杯中答案：C2．取一小塊金屬鈉，放在燃燒匙里加熱，下列實(shí)驗現(xiàn)象描述正確的是()①金屬鈉先熔化②在空氣中燃燒，放出黃色火花③燃燒后得到白色固體④燃燒時火焰為黃色⑤燃燒后生成淡黃色固體物質(zhì)A．①② B．①②③C．①④⑤ D．④⑤解析：選C。由于金屬鈉的熔點(diǎn)比較低，所以金屬鈉放在燃燒匙中加熱先熔化，然后燃燒生成淡黃色固體物質(zhì)并且伴有黃色火焰。3．向一小燒杯中分別加入等體積的水和煤油，片刻后再向該燒杯中輕緩地加入一綠豆大小的金屬鈉，可能觀察到的現(xiàn)象是()解析：選A。Na的密度比煤油大，但比水小，故Na處于水與煤油的界面處上下跳動，且Na與H2O反應(yīng)能產(chǎn)生H2。4．將一小塊鈉投入FeCl3溶液中，下列有關(guān)實(shí)驗現(xiàn)象的預(yù)測正確的是()A．鈉溶解，有鐵析出，并有氣體產(chǎn)生B．只有氣體產(chǎn)生C．只有沉淀產(chǎn)生D．既有沉淀產(chǎn)生，又有氣體產(chǎn)生解析：選D。當(dāng)鈉投入FeCl3溶液中時，鈉首先與H2O反應(yīng)生成H2和NaOH，生成的NaOH再與FeCl3發(fā)生反應(yīng)：3NaOH＋FeCl3=Fe(OH)3↓＋3NaCl，故D項正確。5．A、B、C是中學(xué)化學(xué)中常見的三種物質(zhì)，它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下(部分反應(yīng)條件及產(chǎn)物略去)：eq\x(A)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(O2),\s\do5()))eq\x(B)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(O2),\s\do5()))eq\x(C)(1)若A是一種金屬，C是淡黃色固體，則B的化學(xué)式為________，A→C反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________________________________________________________________。(2)若A是一種非金屬，其常見單質(zhì)為黑色固體，C是最主要的溫室氣體，則C的分子式為__________，B→C反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。A和C能否反應(yīng)？________(填“能”或“不能”)，若能，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________(若不能，此空不填)。解析：(1)根據(jù)C為淡黃色固體，推知C為Na2O2，則B為Na2O，A為Na，A→C的反應(yīng)為2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2。(2)根據(jù)C是最主要的溫室氣體，推知C為CO2，則A為C，B為CO，A和C能反應(yīng)，化學(xué)方程式為C＋CO2eq\o(=,\s\up7(△))2CO。答案：(1)Na2O2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2(2)CO22CO＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2CO2能C＋CO2eq\o(=,\s\up7(△))2CO等級性測試1．下列關(guān)于金屬的說法中，正確的是()A．各種金屬都能與鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)B．根據(jù)金屬與酸反應(yīng)置換氫的難易可比較金屬的活潑性C．金屬都是銀白色D．金屬都具有較高的熔點(diǎn)解析：選B。在金屬活動性順序表中，排在氫之前的金屬可與鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)，A錯；根據(jù)金屬與酸反應(yīng)置換氫的難易可比較金屬的活潑性，B正確；大多數(shù)金屬為銀白色，但銅為紫紅色，金為黃色，C錯；金屬的熔點(diǎn)有的較高，有的較低，如Na、K、Hg等都是熔點(diǎn)較低的金屬。2．下列關(guān)于鈉的說法不正確的是()A．金屬鈉和氧氣反應(yīng)，條件不同，產(chǎn)物不同B．鈉長期置于空氣中，表面不能形成致密氧化膜C．鈉與水反應(yīng)時，鈉熔化成小球在水面上四處游動D．由于鈉比較活潑，所以它能從鹽溶液中置換出金屬活動性順序表中鈉后面的金屬解析：選D。鈉與鹽溶液反應(yīng)時先與水反應(yīng)，因此不能從鹽溶液中置換出其他金屬。3．鈉與水反應(yīng)的過程中表現(xiàn)出鈉的物理性質(zhì)有()①銀白色金屬②質(zhì)軟，可以用小刀切割③熔點(diǎn)低于100℃④密度比水小⑤熱和電的良導(dǎo)體A．①②④ B．①②③④C．③④ D．①②③④⑤解析：選C。鈉與水反應(yīng)時，鈉浮在水面上，熔化成一個閃亮的小球，說明鈉的熔點(diǎn)比水的沸點(diǎn)低，密度比水小。4．將適量金屬鈉投入下列溶液中，有氣體放出，但無沉淀生成的是()A．鹽酸 B．飽和氫氧化鈉溶液C．FeCl3溶液 D．CuSO4溶液解析：選A。鈉與水溶液反應(yīng)均放出氫氣。A項，發(fā)生反應(yīng)為2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑，有氣體放出，但無沉淀生成；B項，NaOH溶液是飽和溶液，投入鈉后，消耗水，析出氫氧化鈉晶體；C項，鈉與水反應(yīng)生成的氫氧化鈉還能進(jìn)一步與FeCl3反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀；D項，鈉與水反應(yīng)生成的氫氧化鈉還能進(jìn)一步與CuSO4反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化銅沉淀。5．等質(zhì)量的兩塊鈉，第一塊在足量氧氣中加熱，第二塊與足量氧氣在常溫下充分反應(yīng)，則下列說法正確的是()A．第一塊鈉失去電子數(shù)多B．兩塊鈉失去電子數(shù)一樣多C．第二塊鈉的反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量較大D．兩塊鈉的反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量一樣大解析：選B。根據(jù)得失電子守恒，不論是加熱還是緩慢氧化，最終都是Na→Na＋，故二者失去的電子數(shù)一樣多；但加熱時生成Na2O2，而常溫時生成Na2O，故第一塊鈉反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量大。6．將一塊銀白色的金屬鈉放在空氣中會發(fā)生一系列的變化，下列有關(guān)敘述正確的是()A．表面迅速變暗是因為鈉與空氣中的氧氣反應(yīng)生成了過氧化鈉B．表面“出汗”是因為生成的氫氧化鈉吸收空氣中的CO2在表面形成了溶液C．最后變成碳酸鈉粉末D．該過程的所有化學(xué)反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)解析：選C。鈉在空氣中迅速變暗是因為與O2反應(yīng)生成了Na2O，A錯；表面“出汗”是因為NaOH吸收了空氣中的水蒸氣，B錯；Na在空氣中最終生成Na2CO3粉末，C正確；Na2O與H2O的反應(yīng)、NaOH與空氣中的CO2的反應(yīng)均不屬于氧化還原反應(yīng)，D錯。7．將2.3g金屬鈉放入100g水中，完全反應(yīng)后溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為()A.eq\f(4,100＋2.3)×100%B.eq\f(4,100＋4－0.1)×100%C.eq\f(4,100＋4)×100%D.eq\f(4,100＋2.3－0.1)×100%解析：選D。2.3gNa與100g水反應(yīng)生成4gNaOH和0.1gH2，故溶液的質(zhì)量為(100＋2.3－0.1)g，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(4,100＋2.3－0.1)×100%。8．若mgNa在足量氯氣中燃燒，生成固體的質(zhì)量為(m＋3.55)g，則mgNa與氧氣反應(yīng)，生成固體的質(zhì)量可能為()①(m＋0.8)g②(m＋1.0)g③(m＋1.2)g④(m＋1.6)g⑤(m＋1.8)gA．①④ B.①⑤C.③④ D.①②③④解析：選D。由題所給數(shù)據(jù)計算可知，m＝2.3，mgNa與O2反應(yīng)可能生成(m＋0.8)gNa2O，也可能生成(m＋1.6)gNa2O2，還可能生成Na2O和Na2O2的混合物，其質(zhì)量在兩者之間。9．某課外活動小組為了檢驗鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物，設(shè)計如圖所示裝置(夾持裝置省略)。首先在U形管內(nèi)加入少量煤油和幾粒綠豆大小的金屬鈉，再從U形管高端加入水(含有酚酞)，趕出空氣，然后點(diǎn)燃酒精燈加熱銅絲。根據(jù)反應(yīng)中觀察到的現(xiàn)象，回答下列問題：(1)反應(yīng)過程中金屬鈉除了逐漸變小外，還有什么現(xiàn)象？________________________________________________________。請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________。(2)銅絲的變化現(xiàn)象為__________________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________。解析：(1)金屬鈉的密度大于煤油，小于水，反應(yīng)時在水和煤油的界面處上下跳動；金屬鈉與水發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑。(2)生成的氫氣通過表面有氧化銅的銅絲，氫氣會和氧化銅反應(yīng)生成銅和水：CuO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O；銅絲由黑色變?yōu)榧t色。答案：(1)在水和煤油的界面處上下跳動2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑(2)由黑色變?yōu)榧t色CuO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O10．(1)如圖Ⅰ所示，在平底燒瓶的底部有一塊鈉，平底燒瓶內(nèi)是干燥的空氣。過一段時間后可觀察到________________，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。(2)某班同學(xué)用如圖Ⅱ所示裝置測定空氣中氧氣的含量。先用彈簧夾夾住橡膠管。點(diǎn)燃鈉，伸入瓶中并塞上瓶塞。待鈉熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察廣口瓶內(nèi)水面變化情況。①上述實(shí)驗過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。②實(shí)驗完畢，甲同學(xué)的廣口瓶內(nèi)水面上升明顯小于瓶內(nèi)空氣體積的eq\f(1,5)，乙同學(xué)的廣口瓶內(nèi)水面上升明顯大于瓶內(nèi)空氣體積的eq\f(1,5)。下列對這兩種現(xiàn)象解釋合理的是________(填序號)。a．甲同學(xué)可能使用鈉的量不足，瓶內(nèi)氧氣沒有消耗完b．甲同學(xué)可能未塞緊瓶塞，鈉熄滅冷卻時外界空氣進(jìn)入瓶內(nèi)c．乙同學(xué)可能沒夾緊彈簧夾，鈉燃燒時瓶內(nèi)部分空氣受熱從導(dǎo)管逸出d．乙同學(xué)可能插入燃燒匙太慢，塞緊瓶塞之前，瓶內(nèi)部分空氣受熱逸出解析：(1)鈉與空氣中的氧氣反應(yīng)生成Na2O，使鈉表面變暗，同時燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)降低，氣球會膨脹。(2)②a項，若鈉的量不足，則氧氣消耗不完，造成進(jìn)水量小于瓶內(nèi)空氣體積的eq\f(1,5)，造成結(jié)果偏低，合理；b項，若瓶塞未塞緊，鈉熄滅冷卻，瓶內(nèi)氣體收縮，外面的空氣會進(jìn)入瓶內(nèi)，使氣體得到補(bǔ)充，造成結(jié)果偏低，合理；c項，若彈簧夾未夾緊，鈉燃燒時，瓶內(nèi)氣體膨脹，使部分氣體從導(dǎo)管口逸出，造成結(jié)果偏高，合理；d項，若插入燃燒匙太慢，鈉燃燒時，瓶內(nèi)氣體膨脹，在塞緊瓶塞前，瓶內(nèi)部分氣體從瓶口逸出，造成結(jié)果偏高，合理。答案：(1)鈉表面變暗，氣球膨脹4Na＋O2=2Na2O(2)①2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())Na2O2②abcd第2課時鈉的幾種化合物課程標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)1.通過實(shí)驗探究，了解過氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要性質(zhì)。2.結(jié)合真實(shí)情景中的應(yīng)用實(shí)例，了解過氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。1.宏觀辨識：能說明鈉的常見化合物的性質(zhì)與應(yīng)用的關(guān)系。2.科學(xué)探究：能通過實(shí)驗探究，了解鈉的重要化合物的性質(zhì)和變化規(guī)律，設(shè)計簡單的實(shí)驗方案。氧化鈉和過氧化鈉1．氧化鈉(1)物理性質(zhì)：白色粉末狀固體。(2)化學(xué)性質(zhì)：一種堿性氧化物，能與水、酸、酸性氧化物等發(fā)生反應(yīng)。①與水反應(yīng)：Na2O＋H2O=2NaOH；②溶于鹽酸：Na2O＋2HCl=2NaCl＋H2O；③與CO2反應(yīng)：Na2O＋CO2=Na2CO3。2．過氧化鈉(1)物理性質(zhì)：淡黃色粉末狀固體。(2)化學(xué)性質(zhì)①與水反應(yīng)實(shí)驗探究：實(shí)驗結(jié)論：Na2O2與水反應(yīng)產(chǎn)生O2和堿性物質(zhì)，同時放出熱量?；瘜W(xué)方程式：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，反應(yīng)中氧化劑是Na2O2，還原劑是Na2O2。②與CO2反應(yīng)化學(xué)方程式：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，反應(yīng)中氧化劑是Na2O2，還原劑是Na2O2。(3)重要用途：呼吸面具或潛水艇中做供氧劑。氧化鈉與過氧化鈉的比較名稱氧化鈉過氧化鈉化學(xué)式Na2ONa2O2氧的化合價－2－1顏色狀態(tài)白色固體淡黃色固體化學(xué)性質(zhì)相同點(diǎn)都能與H2O反應(yīng)生成NaOH，都能與CO2反應(yīng)生成Na2CO3不同點(diǎn)Na2O2與H2O、CO2反應(yīng)有O2產(chǎn)生，具有強(qiáng)氧化性，而Na2O不具有強(qiáng)氧化性1．下列關(guān)于過氧化鈉和氧化鈉性質(zhì)異同點(diǎn)的敘述中錯誤的是()A．長期置于空氣中最終所得固體產(chǎn)物相同B．都能與二氧化碳或水發(fā)生化合反應(yīng)C．與水反應(yīng)都有氫氧化鈉生成D．過氧化鈉是強(qiáng)氧化劑，而氧化鈉只是一種堿性氧化物解析：選B。2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，Na2O＋H2O=2NaOH，Na2O＋CO2=Na2CO3，Na2O2與CO2或H2O的反應(yīng)不是化合反應(yīng)，故B項錯誤，C項正確；過氧化鈉和氧化鈉長期置于空氣中，最終都變?yōu)樘妓徕c白色粉末，故A項正確；D項顯然也正確。2．向紫色石蕊溶液中加入過量Na2O2粉末，振蕩，下列敘述正確的是()A．最后溶液變藍(lán)色B．溶液先變藍(lán)色最后褪色C．溶液仍為紫色D．因為Na2O2與石蕊發(fā)生氧化還原反應(yīng)而無氣泡產(chǎn)生解析：選B。氧化還原反應(yīng)較慢，而酸堿中和反應(yīng)較快，Na2O2首先與H2O作用產(chǎn)生NaOH和O2，紫色石蕊溶液變藍(lán)；隨后過量的Na2O2將有機(jī)色質(zhì)慢慢氧化為無色物質(zhì)，最終溶液褪色。3．對于反應(yīng)2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，下列說法中正確的是()A．Na2O2是氧化劑，H2O是還原劑B．Na2O2既是氧化劑，又是還原劑C．該反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為4e－D．每有18gH2O與足量Na2O2反應(yīng)，則固體增重4g解析：選B。在Na2O2與H2O的反應(yīng)中，Na2O2中－1價氧元素原子之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，Na2O2既是氧化劑又是還原劑；電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為2e－；根據(jù)原子守恒，固體增重質(zhì)量等于參加反應(yīng)的水中氫原子的質(zhì)量，即18gH2O參加反應(yīng)，固體增重2g。碳酸鈉和碳酸氫鈉1．實(shí)驗探究一：碳酸鈉、碳酸氫鈉的溶解性在兩支試管中分別加入少量的碳酸鈉和碳酸氫鈉(各約1g)，完成下列實(shí)驗，并將實(shí)驗現(xiàn)象和相應(yīng)結(jié)論填入下表：鹽Na2CO3NaHCO3(1)觀察外觀并進(jìn)行描述白色粉末細(xì)小的白色晶體(2)向以上兩支試管中分別滴入幾滴水，振蕩，觀察現(xiàn)象；將溫度計分別插入其中，溫度計的示數(shù)有何變化粉末結(jié)塊變成晶體；放熱，溫度計的示數(shù)明顯升高晶體部分溶解；吸熱，溫度計的示數(shù)降低(3)繼續(xù)向(2)的試管中分別加入5mL水，用力振蕩，有何現(xiàn)象完全溶解部分溶解(4)分別向(3)所得的溶液中滴入1～2滴酚酞溶液，有何現(xiàn)象溶液變紅色溶液變微紅色初步結(jié)論加水先變成含結(jié)晶水的晶體(Na2CO3·xH2O)，溶液堿性比NaHCO3強(qiáng)加水部分溶解，溶液堿性比Na2CO3弱2.實(shí)驗探究二：碳酸鈉、碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性實(shí)驗操作實(shí)驗現(xiàn)象化學(xué)方程式及結(jié)論剛加熱時，石灰水中有氣泡，之后無氣泡，澄清石灰水無明顯變化Na2CO3很穩(wěn)定，受熱不易發(fā)生分解；但Na2CO3·xH2O易風(fēng)化石灰水中有氣泡，澄清石灰水變渾濁，受熱試管管口處有水珠凝結(jié)NaHCO3不穩(wěn)定，受熱容易分解，化學(xué)方程式為2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑3.實(shí)驗探究三：碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的比較(1)按上圖要求完成實(shí)驗：在兩支試管中分別加入3mL稀鹽酸，將兩個各裝有少量等質(zhì)量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小氣球分別套在兩支試管的管口。將氣球內(nèi)的Na2CO3和NaHCO3同時倒入試管中。觀察到的實(shí)驗現(xiàn)象是兩個氣球均膨脹；NaHCO3與鹽酸混合比Na2CO3與鹽酸混合氣球膨脹得快且大。(2)實(shí)驗結(jié)論：NaHCO3與鹽酸反應(yīng)比等質(zhì)量的Na2CO3與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體多且劇烈。Na2CO3、NaHCO3分別與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O、HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O。4．歸納總結(jié)名稱碳酸鈉(純堿或蘇打)碳酸氫鈉(小蘇打)物理性質(zhì)白色粉末，易溶于水細(xì)小的白色晶體，能溶于水，溶解度比Na2CO3小與酸反應(yīng)能反應(yīng)，有氣體產(chǎn)生劇烈反應(yīng)，有氣體產(chǎn)生與堿反應(yīng)能與Ca(OH)2、Ba(OH)2溶液反應(yīng)與堿溶液都能反應(yīng)熱穩(wěn)定性穩(wěn)定，受熱不易分解受熱易分解可相互轉(zhuǎn)化Na2CO3eq\o(,\s\up7(H2O＋CO2),\s\do5(溶液加NaOH或固體加熱))NaHCO31．碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別方法依據(jù)原理結(jié)論熱穩(wěn)定性2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O；Na2CO3受熱不分解加熱產(chǎn)生氣體的是NaHCO3，無變化的是Na2CO3與CaCl2、BaCl2的反應(yīng)COeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓，COeq\o\al(2－,3)＋Ba2＋=BaCO3↓；HCOeq\o\al(－,3)與Ca2＋、Ba2＋不反應(yīng)有沉淀生成的是Na2CO3，無變化的是NaHCO3與鹽酸反應(yīng)的劇烈程度Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑；NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑生成氣體劇烈的是NaHCO3，相對不劇烈的是Na2CO3鹽酸逐滴加入時的現(xiàn)象COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)；HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O立即產(chǎn)生氣體的是NaHCO3，開始不產(chǎn)生氣體，滴加一會兒才產(chǎn)生氣體的是Na2CO32.碳酸鈉與碳酸氫鈉的除雜方法混合物除雜方法Na2CO3固體(NaHCO3)加熱NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2氣體Na2CO3溶液(NaHCO3)加入適量NaOH溶液1．下列有關(guān)Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)比較中，正確的是()A．熱穩(wěn)定性：Na2CO3<NaHCO3B．常溫時水溶液中溶解度：Na2CO3<NaHCO3C．相同條件下，與稀鹽酸反應(yīng)快慢：Na2CO3<NaHCO3D．質(zhì)量相同時，消耗鹽酸的量：Na2CO3<NaHCO3解析：選C。熱穩(wěn)定性：Na2CO3>NaHCO3，A錯；常溫時水溶液中的溶解度：Na2CO3>NaHCO3，B錯；質(zhì)量相同時，消耗鹽酸的量：Na2CO3>NaHCO3，D錯。2．現(xiàn)有混有少量碳酸氫鈉的碳酸鈉固體，下列有關(guān)提純碳酸鈉的方法正確的是()A．加入過量的氫氧化鈉溶液B．加入適量的鹽酸C．將固體充分加熱，直到質(zhì)量不變?yōu)橹笵．加入氯化鈣溶液解析：選C。由于碳酸氫鈉不穩(wěn)定，受熱時會分解生成Na2CO3、CO2和H2O，所以當(dāng)碳酸鈉固體中混有少量碳酸氫鈉時可用加熱的方法除去碳酸氫鈉。3．為了檢驗NaHCO3固體中是否含有Na2CO3，下列實(shí)驗及判斷中，正確的是()A．加熱，觀察是否有氣體放出B．溶于水后加BaCl2溶液，看有無沉淀C．溶于水后加澄清石灰水，看有無沉淀D．取固體試樣加鹽酸，看是否有氣泡產(chǎn)生解析：選B。對題述物質(zhì)加熱，只能證明有NaHCO3，而不能證明含有Na2CO3；NaHCO3與Na2CO3都能與澄清石灰水反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，都能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，無法證明含有Na2CO3。焰色試驗(1)定義：很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)出特征顏色，根據(jù)火焰呈現(xiàn)的特征顏色，可以判斷試樣所含的金屬元素，化學(xué)上把這樣的定性分析操作稱為焰色試驗。(2)操作步驟(3)蘸取碳酸鈉溶液做焰色試驗：火焰呈黃色；蘸取碳酸鉀溶液做焰色試驗：透過藍(lán)色鈷玻璃觀察，火焰呈紫色。(1)焰色試驗產(chǎn)生的火焰顏色與元素的存在狀態(tài)無關(guān)，如灼燒鈉的化合物和單質(zhì)時，火焰顏色均為黃色。(2)焰色試驗屬于物理變化，不屬于化學(xué)變化。1．小明同學(xué)用潔凈的鉑絲蘸取某無色溶液在酒精燈外焰上灼燒，火焰呈黃色，通過該實(shí)驗現(xiàn)象，下列四位同學(xué)對該溶液中存在的金屬離子判斷正確的是()解析：選D。鈉元素的焰色試驗為黃色，鉀元素的焰色試驗為紫色，觀察鉀元素的焰色試驗時必須透過藍(lán)色鈷玻璃。根據(jù)題中現(xiàn)象只能確定有Na＋，而不能確定K＋的存在。2．下列說法正確的是()A．焰色試驗為黃色，說明該物質(zhì)中肯定含有鈉元素B．某物質(zhì)的焰色試驗不顯紫色(未透過藍(lán)色鈷玻璃)，說明該物質(zhì)中肯定沒有鉀元素C．焰色試驗不能用于物質(zhì)的鑒別D．焰色試驗是化學(xué)變化解析：選A。焰色試驗是物理變化；做焰色試驗時，鈉元素的黃光會干擾鉀元素的紫色光，可用藍(lán)色鈷玻璃濾去鈉元素的黃光；焰色試驗常被用于物質(zhì)的鑒別。3．能證明某溶液中含有氯化鈉的是()A．焰色試驗是黃色B．溶液有咸味C．取少量溶液于試管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液，出現(xiàn)白色沉淀D．既出現(xiàn)A項中的現(xiàn)象，又出現(xiàn)C項中的現(xiàn)象解析：選D。證明某溶液中含有NaCl，則由焰色試驗是黃色可知含鈉離子，由與稀硝酸酸化的硝酸銀溶液反應(yīng)生成白色沉淀可知含氯離子，故選D。課堂小結(jié)合格考訓(xùn)練1．下列對于Na2O、Na2O2的比較正確的一項是()A．Na2O2、Na2O都是鈉的氧化物，都是堿性氧化物B．Na2O、Na2O2都是易溶于水(與水反應(yīng))的白色固體C．Na2O2在和CO2的反應(yīng)中既是氧化劑又是還原劑D．Na2O2、Na2O均可做供氧劑解析：選C。Na2O2與水反應(yīng)時除了生成堿外，還生成了O2，故Na2O2不屬于堿性氧化物，故A項錯；Na2O2是淡黃色固體，故B項錯；Na2O2與CO2反應(yīng)時，是Na2O2中的氧元素之間發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移，CO2既不是氧化劑又不是還原劑，Na2O2既做氧化劑又做還原劑，故C項正確；Na2O在反應(yīng)中無氧氣產(chǎn)生，不能做供氧劑，D項錯誤。2．下列物質(zhì)中，既能和鹽酸反應(yīng)，又能和氫氧化鈉反應(yīng)的物質(zhì)是()A．碳酸鈉 B．碳酸氫鈉C．氯化鈉 D．硫酸銅解析：選B。碳酸氫鈉既能和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，又能和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、二氧化碳和水。3．有兩支試管分別裝有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列鑒別二者的操作和判斷均正確的是()選項操作判斷A分別加入澄清石灰水產(chǎn)生沉淀者為Na2CO3B分別加入等濃度的稀鹽酸反應(yīng)較劇烈者為Na2CO3C分別加入CaCl2溶液產(chǎn)生沉淀者為Na2CO3D逐滴加入等濃度的鹽酸立即產(chǎn)生氣泡者為Na2CO3解析：選C。A項，發(fā)生的反應(yīng)分別為Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH，2NaHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，兩者現(xiàn)象相同(產(chǎn)生白色沉淀)；B項，滴加等濃度的稀鹽酸時，NaHCO3溶液反應(yīng)更劇烈；C項，Na2CO3與CaCl2發(fā)生反應(yīng)Na2CO3＋CaCl2=CaCO3↓＋2NaCl，產(chǎn)生白色沉淀，NaHCO3與CaCl2不反應(yīng)；D項，逐滴加入等濃度的鹽酸時，NaHCO3立即產(chǎn)生氣泡，Na2CO3開始無氣泡產(chǎn)生，過一會兒才產(chǎn)生氣泡。4．焰火晚會中的焰火與高中化學(xué)中“焰色試驗”知識有關(guān)。下列有關(guān)“焰色試驗”說法中正確的是()A．非金屬單質(zhì)燃燒時火焰均為無色B．NaCl與Na2CO3灼燒時火焰顏色相同C．焰色試驗均應(yīng)透過藍(lán)色鈷玻璃觀察D．所有金屬及其化合物灼燒時火焰均有顏色解析：選B。硫在空氣中燃燒，火焰呈淡藍(lán)色，A錯誤；因焰色試驗是元素的性質(zhì)，只要含有的金屬元素相同，無論是單質(zhì)還是化合物，其灼燒時火焰顏色都相同，B正確；只有鉀的焰色試驗的觀察需要透過藍(lán)色鈷玻璃濾去黃光，C錯誤；并不是所有金屬及其化合物灼燒時火焰都有顏色，如鉑灼燒時火焰為無色，D錯誤。5．A、B、C、D、E五種物質(zhì)的焰色試驗都呈黃色，A、B與水反應(yīng)都有氣體放出，A與水反應(yīng)放出的氣體具有還原性，同時都生成C，C與適量的CO2反應(yīng)生成D，D溶液與過量的CO2反應(yīng)生成E，E加熱能變成D。(1)寫出A～E的化學(xué)式：A__________；B__________；C____________；D__________；E__________。(2)E加熱生成D的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________________________________________________________。(3)寫出C溶液和CO2反應(yīng)生成D的離子方程式：_________________________________________________________________________________________________。解析：首先根據(jù)五種物質(zhì)的焰色試驗都呈黃色，可以推斷出五種物質(zhì)都含有鈉元素；A、B與水反應(yīng)都有氣體放出，可以推斷出A和B是過氧化鈉和金屬鈉中的一種，二者生成的氣體分別是氧氣和氫氣，氫氣具有還原性，故A是鈉，B是過氧化鈉，生成的C則是氫氧化鈉；再由題意可以推斷出D是碳酸鈉，E是碳酸氫鈉。答案：(1)NaNa2O2NaOHNa2CO3NaHCO3(2)2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O(3)CO2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2O等級性測試1．“神舟”號載人航天器中，宇航員所在的返回艙都是密封的，宇航員吸入氧氣，呼出二氧化碳，如果二氧化碳濃度過大，會使宇航員困乏，呼吸頻率加快，嚴(yán)重的會窒息，為使二氧化碳濃度降低而保持艙內(nèi)氧氣的適當(dāng)比例，可以在返回艙內(nèi)放入()A．Na2O2 B．Na2CO3C．NaOH D．氧氣瓶解析：選A。由于2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，所以Na2O2可以使CO2濃度降低而保持艙內(nèi)O2適當(dāng)比例。2．如圖裝置，試管中盛有水，氣球a中盛有干燥的Na2O2顆粒，U形管中注有淺紅色的水，將氣球用橡皮筋緊縛在試管口。實(shí)驗時將氣球中的Na2O2抖落到試管b的水中，將發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象是()A．U形管內(nèi)淺紅色的水褪色B．試管內(nèi)溶液變紅C．氣球a膨脹D．U形管水位d<c解析：選C。由于發(fā)生反應(yīng)2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，產(chǎn)生的O2使氣球膨脹，該反應(yīng)放出熱量，使廣口瓶中空氣受熱膨脹，壓強(qiáng)增大，U形管中水位d>c。3．某溶液中含有HCOeq\o\al(－,3)、Na＋、Ba2＋、NOeq\o\al(－,3)等4種離子，若向其中加入少量的Na2O2固體后，溶液中離子濃度基本保持不變的是()A．HCOeq\o\al(－,3) B．Na＋C．Ba2＋ D．NOeq\o\al(－,3)解析：選D。過氧化鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，溶液中Na＋濃度增大；由于發(fā)生反應(yīng)HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=H2O＋COeq\o\al(2－,3)，所以溶液中HCOeq\o\al(－,3)濃度減?。挥捎诎l(fā)生反應(yīng)Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=BaCO3↓，所以溶液中Ba2＋濃度減??；NOeq\o\al(－,3)濃度基本不變，D正確。4．為除去括號內(nèi)的雜質(zhì)，所選用的試劑或方法不正確的是()A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，加入適量的NaOH溶液B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，通入過量的CO2氣體C．Na2O2粉末(Na2O)，將混合物在氧氣中加熱D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入適量Ba(OH)2溶液，過濾解析：選D。Ba(OH)2＋Na2SO4=BaSO4↓＋2NaOH，雖除去了Na2SO4，但又增加了新的雜質(zhì)NaOH，并且Na2CO3溶液也能與Ba(OH)2溶液反應(yīng)。5．有兩份質(zhì)量相同的NaHCO3，向第一份中加入鹽酸使其充分反應(yīng)；將第二份加熱使其完全分解，冷卻至原溫度再加入相同濃度的鹽酸，充分反應(yīng)，則它們所耗用的鹽酸的體積比為()A．2∶1 B．1∶1C．1∶2 D．4∶1解析：選B。本題可從Na＋守恒角度考慮。無論NaHCO3是直接與鹽酸反應(yīng)，還是先加熱分解再與鹽酸反應(yīng)，Na＋的量不變，生成的NaCl的量相等，則消耗鹽酸的量相等。6．純堿和小蘇打都是白色晶體，在日常生活中都可以找到。若要在家中將它們區(qū)分開來，下面的方法中可行的是()A．分別放在炒鍋中加熱，觀察是否有殘留物B．分別用干凈鐵絲蘸取樣品在煤氣爐的火焰上灼燒，觀察火焰顏色C．將樣品溶解，分別加入澄清石灰水，觀察是否有白色沉淀D．在水杯中各盛相同質(zhì)量的樣品，分別加入等體積、等濃度的白醋，觀察反應(yīng)的劇烈程度解析：選D。2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，Na2CO3加熱不分解，兩者都有固體殘留物，A不可行；Na2CO3和NaHCO3的焰色試驗均為黃色火焰，B不可行；Na2CO3和NaHCO3溶液中加入澄清石灰水，均有白色沉淀CaCO3生成，C不可行；兩水杯中均有氣體CO2生成，但Na2CO3不如NaHCO3反應(yīng)劇烈，D正確。7．9g由CO和H2組成的混合氣體在足量的O2中充分燃燒后，將生成的所有產(chǎn)物通過足量的Na2O2固體，Na2O2固體增加的質(zhì)量為()A．8g B．9gC．12g D．13.5g解析：選B。CO在氧氣中完全燃燒生成CO2，生成的CO2再與Na2O2反應(yīng)，有關(guān)反應(yīng)為2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2CO2，2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2，總方程式為2CO＋2Na2O2=2Na2CO3，質(zhì)量增重為CO的質(zhì)量；H2在氧氣中完全燃燒生成H2O，H2O再與Na2O2反應(yīng)，有關(guān)反應(yīng)為2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2H2O，2H2O＋2Na2O2=4NaOH＋O2↑，總方程式為2H2＋2Na2O2=4NaOH，質(zhì)量增重為H2的質(zhì)量。綜上分析，最終固體增重為CO與H2的總質(zhì)量，故9gCO和H2的混合氣燃燒后，將生成的所有產(chǎn)物再通過足量的Na2O2固體，充分反應(yīng)后，固體增加的質(zhì)量是9g。8．下列實(shí)驗方案中，不能測定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的是()A．取ag混合物充分加熱，減重bgB．取ag混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，加熱、蒸干、灼熱，得bg固體C．取ag混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng)，逸出氣體用堿石灰吸收，增重bgD．取ag混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、烘干，得bg固體解析：選C。A選項中采用差量法，減少的質(zhì)量為碳酸氫鈉分解生成二氧