2020-2021高中化學蘇教版1學案：專題2 第二單元 第2課時鈉的重要化合物含解析

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學年高中化學蘇教版必修1學案：專題2第二單元第2課時鈉的重要化合物含解析第2課時鈉的重要化合物一、氧化鈉與過氧化鈉1．鈉是一種活潑的金屬元素，在自然界中以化合態(tài)的形式存在。2．氧化鈉是堿性氧化物，能與鹽酸、H2O、CO2等反應。氧化鈉與水反應的化學方程式為Na2O＋H2O=2NaOH。氧化鈉與二氧化碳反應的化學方程式為Na2O＋CO2=Na2CO3.3．Na2O2的性質:過氧化鈉是一種淡黃色固體,不是（填“是”或“不是"）堿性氧化物,是一種過氧化物.(1）Na2O2與H2O反應。(2)Na2O2與CO2反應.化學方程式：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2。則Na2O2可用于呼吸面具或潛水艇中作為O2的來源。二、Na2CO3與NaHCO3三、焰色反應1．定義很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會呈現(xiàn)特殊的顏色，這在化學上叫做焰色反應。2．操作(1）將鉑絲(或光澤無銹的鐵絲）用鹽酸洗凈后，在火焰上灼燒至與原來火焰顏色相同。(2）蘸取試樣在火焰上灼燒，觀察火焰顏色。觀察鉀的火焰顏色時,要透過藍色鈷玻璃。(3)用鹽酸洗凈鉑絲,并在火焰上灼燒至無色，再檢驗下一個試樣。3．焰色反應的顏色鈉：黃色，鉀：紫色，鈣：磚紅色，鍶：洋紅色，鋇:綠色,銅：黃綠色。探究點一氧化鈉與過氧化鈉一、氧化鈉與過氧化鈉的比較氧化鈉（Na2O）過氧化鈉（Na2O2)顏色、狀態(tài)白色固體淡黃色固體構成Na＋和O2－Na＋和Oeq\o\al(2－,2）氧元素化合價－2－1物質類別堿性氧化物過氧化物(不屬于堿性氧化物)與水反應Na2O＋H2O=2NaOH2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑與CO2反應Na2O＋CO2=Na2CO32Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2與酸反應Na2O＋2HCl=2NaCl＋H2O2Na2O2＋4HCl=4NaCl＋2H2O＋O2↑保存都容易吸收空氣中的水和二氧化碳而變質，都要密封保存；Na2O2要遠離易燃物主要用途制NaOH作強氧化劑、漂白劑、供氧劑二、Na2O2與CO2、H2O的反應1．原理2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O22Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑Na2O2與H2O的反應實質可分為兩個過程：Na2O2＋2H2O=2NaOH＋H2O22H2O2=2H2O＋O2↑反應過程中有H2O2生成,H2O2有強氧化性，所以當將Na2O2加入滴有酚酞的水中時，溶液先變紅后褪色。2．物質的量的關系無論是CO2或H2O的單一物質還是二者的混合物，通過足量的Na2O2時,CO2或H2O放出O2的物質的量之比均為21,即同溫同壓下氣體減小的體積等于生成O2的體積.3．固體質量關系相當于固體（Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”,H2O中的“H2”;可以看作發(fā)生相應的反應：Na2O2＋CO=Na2CO3、Na2O2＋H2=2NaOH（實際上兩反應不能發(fā)生）.4．固體質量差量的計算2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2固體質量差Δm156g212g212g－156g＝56g2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑固體質量差Δm156g160g160g－156g＝4g由此可見，每2molCO2參與反應，固體增重為56g，相當于2molCO的質量；每2molH2O參與反應，固體增重為4g,相當于2molH2的質量。即CO2、H2O(g）分別與足量Na2O2反應，固體增重分別相當于等物質的量的CO、H2的質量.故Wg通式符合（CO)m（H2)n(m＝0,1,2,…，n＝0，1,2，…)的物質在O2中燃燒，將其產(chǎn)物通過足量的Na2O2固體,反應完畢，固體增重Wg。原因：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1（2CO＋O2=2CO2,2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2))eq\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1（2H2＋O2=2H2O，2H2O＋2Na2O2=4NaOH＋O2↑))依據(jù)反應原理，概括為Na2O2把CO或H2“吃"進去，故質量增加的量就是原物質的質量。(CO)m(H2）n熟悉的物質如：CO、H2、CH3COOH、CH3OH、HCOOCH3、C6H12O6等。5．電子轉移關系不論是與CO2還是與H2O反應，CO2與H2O均既不是氧化劑也不是還原劑，反應的實質都是Na2O2自身發(fā)生的氧化還原反應,所以每有1molO2生成時，轉移的電子均為2mol。6．氣體體積差量的計算2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2氣體體積差ΔV212－1＝1體積2Na2O2＋2H2O（g）=4NaOH＋O2氣體體積差ΔV212－1＝1體積由此可見，CO2、H2O(g）分別與足量Na2O2反應，體積變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1，2），即:ΔV＝eq\f（1,2)V（CO2）＝V（O2）生成，ΔV＝eq\f（1，2)V[H2O（g)]＝V(O2)生成。1．在過氧化鈉與水或CO2的反應中，哪種物質是氧化劑，哪種物質是還原劑？每生成1molO2轉移幾摩爾電子？提示：Na2O2與H2O、CO2發(fā)生反應得失電子的變化情況為：由以上兩個反應可以看出是Na2O2中的氧元素之間發(fā)生了氧化還原反應,故Na2O2既作氧化劑又作還原劑,CO2、H2O既不是氧化劑，也不是還原劑。每摩爾Na2O2反應轉移1mole－.2．若amolCO2和H2O（任意比例）的混合氣體與足量的Na2O2反應，放出O2的物質的量為多少？提示：根據(jù)反應的化學方程式可知，足量的Na2O2與CO2或H2O反應時，CO2或H2O與生成的O2的物質的量之比都為21，CO2和H2O的混合物同樣存在這種關系,即生成O2的物質的量為0.5a【例1】1mol過氧化鈉與2mol碳酸氫鈉固體混合后，在密閉容器中加熱充分反應,排出氣體物質后冷卻，殘留的固體物質是()A．Na2CO3 B．Na2O2、Na2CO3C．NaOH、Na2CO3 D．Na2O2、NaOH、Na2CO3【思路分析】Na2O2與CO2、H2O反應產(chǎn)生的O2來源于Na2O2；Na2O2遇到CO2、H2O時，可認為先與CO2反應，再與H2O反應?！窘馕觥縉a2O2與NaHCO3的混合物受熱分解時,首先是NaHCO3分解：2NaHCO3eq\o（=，\s\up15（△）)Na2CO3＋H2O＋CO2↑2mol1mol1mol1mol產(chǎn)生的CO2與H2O均可與Na2O2反應,由于Na2O2與H2O反應生成NaOH，而NaOH又可與CO2反應生成Na2CO3，故可以認為是Na2O2先與CO2反應,CO2耗盡后H2O才開始反應.而根據(jù)2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2可知，生成的1molCO2恰好與1molNa2O2完全反應生成Na2CO3，H2O不會再與Na2O2反應,故最終固體產(chǎn)物只有Na2CO3。故正確答案為A.【答案】A200℃時CO2和水蒸氣的混合氣體共23。2g與足量的Na2O2充分反應后，固體質量增加了7。2g，則原混合氣體的物質的量為（D)A．0.2mol B．0。6molC．0.8mol D．1.0mol解析：設混合氣體中CO2、H2O的物質的量分別為x、y。2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2固體的質量差2mol88g－32g＝56gx28x2H2O(g)＋2Na2O2=4NaOH＋O2固體的質量差2mol36g－32g＝4gy2y則：eq\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1（44x＋18y＝23。2，28x＋2y＝7。2）)解得：x＝0。2moly＝0。8mol所以混合氣體的總物質的量為0。2mol＋0.8mol＝1。0mol。探究點二碳酸鈉與鹽酸反應過程分析1．Na2CO3與鹽酸反應是分步進行的:Na2CO3＋HCl=NaHCO3＋NaCl，NaHCO3＋HCl=NaCl＋CO2↑＋H2O.由于NaHCO3跟HCl反應一步完成，所以NaHCO3跟HCl反應比Na2CO3跟HCl反應放出CO2的速率快。2．當Na2CO3溶液與稀鹽酸反應時,加入試劑的次序不同,產(chǎn)生的現(xiàn)象不同。若往碳酸鈉溶液中滴加鹽酸，由于碳酸鈉的量多,而加入的酸（氫離子）少，第二步反應尚未進行,產(chǎn)生的氣體較少(有可能在滴加的局部范圍內(nèi)完成第二步反應，看到有氣體產(chǎn)生).滴加一定量鹽酸以后,溶液已轉化為碳酸氫鈉溶液,再加入鹽酸,很快反應產(chǎn)生氣體，量也較多.若將碳酸鈉溶液滴加到鹽酸中，則情況大不一樣，試管中酸充足過量，滴入碳酸鈉溶液很快完成上述第二步反應，因此很容易觀察到氣體產(chǎn)生.利用上述現(xiàn)象,可以不用任何試劑鑒別二者?？疾镹a2CO3與鹽酸反應時,因試劑的滴加順序不同,產(chǎn)生的氣體體積也不同,計算時，要分析清楚化學反應的過程，正確寫出反應式是關鍵。你知道Na2CO3溶液與鹽酸互滴時反應現(xiàn)象有何不同嗎？提示:①向鹽酸中逐滴加入Na2CO3溶液(開始時酸過量)2HCl＋Na2CO3=2NaCl＋CO2↑＋H2O現(xiàn)象：立即產(chǎn)生大量的氣泡。②向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸(開始時酸不足）HCl＋Na2CO3=NaCl＋NaHCO3HCl＋NaHCO3=NaCl＋CO2↑＋H2O現(xiàn)象：剛開始無氣泡產(chǎn)生,鹽酸滴加到一定量后,有氣泡產(chǎn)生。結論：不同的滴加順序產(chǎn)生不同的現(xiàn)象,這也是不用其他試劑就可鑒別Na2CO3溶液和鹽酸的原理?！纠?】向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol·L－1稀鹽酸,CO2的生成量與加入鹽酸的體積的關系如圖所示。下列判斷正確的是（）A．在0~a范圍內(nèi),只發(fā)生中和反應B．a(chǎn)b段發(fā)生反應的離子方程式為COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑C．a(chǎn)＝0。3D．原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質的量之比為12【解析】向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol·L－1稀鹽酸發(fā)生的反應依次為H＋＋OH－=H2O、COeq\o\al(2－，3）＋H＋=HCOeq\o\al（－,3)、HCOeq\o\al(－，3)＋H＋=H2O＋CO2↑，第三步才開始產(chǎn)生氣體，故0~a范圍內(nèi),發(fā)生了前兩步反應，A錯誤；ab段產(chǎn)生氣體，則發(fā)生的反應為HCOeq\o\al（－，3）＋H＋=H2O＋CO2↑,故B錯誤;最終生成CO20。01mol,根據(jù)離子方程式HCOeq\o\al(－，3）＋H＋=H2O＋CO2↑可知，消耗HCl的物質的量是0。01mol，則消耗鹽酸的體積為eq\f（0.01mol,0.1mol·L－1）＝0.1L，所以a＝0.3,故C正確;最終生成0。01molCO2，則Na2CO3的物質的量為0.01mol,Na2CO3共消耗HCl0.02mol，從圖中可知整個過程中共消耗0.04molHCl,所以與NaOH反應的HCl的物質的量為0。04mol－0.02mol＝0。02mol，則NaOH的物質的量為0。02mol，因此原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質的量之比為21，故D錯誤.【答案】C現(xiàn)有25mL2mol·L－1Na2CO3溶液和75mL1mol·L－1的稀鹽酸：①將Na2CO3溶液緩緩滴到稀鹽酸中；②將稀鹽酸緩緩滴到Na2CO3溶液中。在標準狀況下產(chǎn)生氣體的體積情況是(C)A．均為0。84L B．均為0。56LC．①>② D．②〉①解析:①將Na2CO3溶液逐滴加入到鹽酸中,開始時，HCl過量，立即產(chǎn)生氣體，有關反應：Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O2mol22.4L0。075molV1生成CO2的體積應用HCl的量計算：V1＝eq\f（22。4L×0.075mol，2mol）＝0.84L。②將鹽酸逐滴加入到Na2CO3溶液中，反應分兩步進行，鹽酸先與Na2CO3發(fā)生反應生成NaHCO3,剩余的鹽酸再與NaHCO3反應生成CO2：Na2CO3＋HCl=NaHCO3＋NaCl1mol1mol1mol0．05mol0.05mol0。05molNaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑1mol1mol22。4L0．05mol(0.075－0.05）molV2V2＝eq\f(0.025mol×22。4L，1mol)＝0。56L，所以V1〉V2。探究點三碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別與相互轉化1．鑒別方法及原理（1)加熱法-—NaHCO3不如Na2CO3熱穩(wěn)定性強(2）沉淀法——Na2CO3與鹽反應，NaHCO3一般不與鹽反應（3）根據(jù)與等濃度的鹽酸反應的劇烈程度——Na2CO3與HCl發(fā)生兩步反應不如NaHCO3一步反應快（4)逐滴加入鹽酸——NaHCO3一步反應較快2．相互轉化和制備除雜的依據(jù)Na2CO3eq\o（，\s\up15(CO2＋H2O）,\s\do15（①固，加熱；②溶液，加適量NaOH））NaHCO3序號混合物（括號內(nèi)為雜質）除雜方法①Na2CO3（s）(NaHCO3)加熱法②NaHCO3（aq）(Na2CO3）通入足量CO2③Na2CO3（aq）(NaHCO3)滴加適量NaOH溶液1．如何鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液,能用澄清石灰水鑒別嗎?提示：不能用澄清石灰水鑒別，因為二者均與Ca（OH）2反應產(chǎn)生白色沉淀。但可以用CaCl2（或BaCl2)溶液來鑒別,把CaCl2(或BaCl2溶液）滴加到Na2CO3溶液中會產(chǎn)生白色沉淀;滴加到NaHCO3溶液中無現(xiàn)象.2．NaHCO3溶液中混有少量的Na2CO3，能否向溶液中滴加鹽酸除去?最好的方法是什么?提示:不能用滴加鹽酸的方法，因為兩種物質均能與鹽酸反應，不好控制鹽酸的量從而引入雜質。可向溶液中通入CO2氣體,發(fā)生反應：Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3，達到除去雜質的目的?！纠?】（雙選）能用來鑒別Na2CO3和NaHCO3兩種白色固體的方法是()A．分別放入水中，觀察溶解速率B．分別取少量加入到石灰水中,觀察有無沉淀生成C．分別取少量溶于水后,逐滴加入HCl溶液D．分別取少量于兩支試管中,分別加熱，將生成的氣體通入澄清石灰水中【思路分析】二者性質的差異是鑒別二者的依據(jù).應用NaHCO3和Na2CO3之間的熱穩(wěn)定性差異，可以鑒別NaHCO3和Na2CO3，利用此原理還可以除去Na2CO3固體中混有的NaHCO3。區(qū)分Na2CO3和NaHCO3應該用BaCl2（或CaCl2)溶液，不能用Ba(OH）2［或Ca(OH)2]溶液，原因是二者均能與Ba(OH）2［或Ca（OH)2］反應產(chǎn)生白色沉淀.【解析】Na2CO3與NaHCO3都能溶于水，很難觀察到二者溶解速率的差異,A選項錯誤；B項中發(fā)生的反應分別為：Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH，NaHCO3＋Ca（OH）2=CaCO3↓＋NaOH＋H2O，都有沉淀生成,B選項錯誤；二者溶于水后，分別逐滴加入鹽酸,立即有氣體產(chǎn)生的是NaHCO3，在加入一定量HCl溶液后才逐漸有氣體產(chǎn)生的是Na2CO3，C選項正確；D選項中發(fā)生反應：2NaHCO3eq\o(=,\s\up15(△）)Na2CO3＋CO2↑＋H2O,CO2＋Ca(OH）2=CaCO3↓＋H2O，D選項可以鑒別.故正確答案為CD.【答案】CD寫出除去下列物質中少量雜質的方法及發(fā)生的反應：（1）除去Na2CO3固體中的NaHCO3，方法是加熱,反應2NaHCO3eq\o（=,\s\up15(△））Na2CO3＋H2O＋CO2↑；（2)除去NaHCO3溶液中的Na2CO3，方法是通入足量CO2氣體，反應Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3；(3）除去NaCl溶液中的Na2CO3,方法是加適量稀鹽酸,反應2HCl＋Na2CO3=2NaCl＋H2O＋CO2↑；（4）除去NaOH溶液中的Na2CO3,方法是加適量Ca(OH）2溶液（或其他合理答案),反應Ca（OH）2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOH(或其他合理答案,必與前一空相對應)。解析：除雜的原則為不增（不增加新的雜質)、不減（待提純的物質不減少）、易分離、易復原，據(jù)此分析各小題.1．設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是(A)A．1mol鈉與氧氣反應生成Na2O或Na2O2時,失去電子的數(shù)目均為NAB．1molNa2O2與足量CO2反應時，轉移電子的數(shù)目為2NAC．1mol·L－1的NaOH溶液中所含Na＋的數(shù)目為NAD．1molNa2O2晶體中所含陰離子的數(shù)目為2NA解析:金屬鈉與氧氣反應，無論生成Na2O還是Na2O2，反應后鈉元素均顯＋1價,故1molNa在反應中均是失去1mol電子,A項正確;Na2O2與CO2反應生成Na2CO3和O2，Na2O2中－1價的氧元素既能被氧化又能被還原,則1molNa2O2參加反應時轉移1mol電子，B項錯誤；沒有給出NaOH溶液的體積，無法計算NaOH的物質的量，即無法得出所含Na＋的數(shù)目，C項錯誤；Na2O2中的陰離子是Oeq\o\al(2－，2），故1molNa2O2晶體中含有1mol陰離子，D項錯誤。2．(雙選)有關NaHCO3和Na2CO3的性質，以下敘述錯誤的是（AC）A．等質量的NaHCO3和Na2CO3與足量鹽酸反應，在相同條件下Na2CO3產(chǎn)生的CO2體積大B．等物質的量的兩種鹽與同濃度鹽酸完全反應,所消耗鹽酸的體積Na2CO3是NaHCO3的兩倍C．將石灰水加入NaHCO3溶液中不產(chǎn)生沉淀，加入Na2CO3溶液中產(chǎn)生白色沉淀D．同物質的量濃度的兩種溶液,Na2CO3溶液的堿性大于NaHCO3溶液的堿性解析：相對分子質量:NaHCO3小于Na2CO3，所以等質量的NaHCO3、Na2CO3的物質的量n(NaHCO3）>n（Na2CO3)，即產(chǎn)生CO2的體積在相同條件下NaHCO3的大;物質的量相等的NaHCO3、Na2CO3與HCl溶液反應，消耗HCl的物質的量Na2CO3是NaHCO3的兩倍，則消耗同濃度HCl溶液的體積Na2CO3是NaHCO3的兩倍；NaHCO3溶液中HCOeq\o\al（－，3)與OH－反應生成COeq\o\al（2－，3），COeq\o\al（2－，3）與Ca2＋結合生成CaCO3沉淀；相同條件下,Na2CO3溶液的堿性比NaHCO3溶液的堿性強。3．某物質灼燒時，焰色反應為黃色，下列判斷中正確的是（B)A．該物質一定是鈉的化合物B．該物質中一定含有鈉元素C．該物質一定是金屬鈉D．該物質中一定不含鉀元素解析：焰色反應是某些金屬元素的性質，焰色反應為黃色，說明該物質中一定含有鈉元素,它可能是金屬鈉，也可能是鈉的化合物。但鉀的焰色必須透過藍色鈷玻璃濾去黃光后才能觀察到，所以不能確定該物質是否含有鉀元素.4．下圖所示是某化學興趣小組根據(jù)教材知識設計的能說明Na2CO3與NaHCO3熱穩(wěn)定性的套管實驗.下列敘述中不正確的是(D)A．甲為NaHCO3,乙為Na2CO3B．要證明NaHCO3受熱能產(chǎn)生水，可在相應試管內(nèi)放置沾有少量無水硫酸銅粉末的棉花球C．整個實驗過程中A燒杯中的澄清石灰水無明顯變化D．加熱不久就能看到A燒杯中的澄清石灰水變渾濁解析:碳酸氫鈉不穩(wěn)定，受熱易分解，碳酸鈉受熱不分解，結合題圖中裝置可知,甲受熱溫度低，乙受熱溫度高,為了說明碳酸氫鈉不穩(wěn)定，則應在較低溫度下分解,則甲應為NaHCO3，乙為Na2CO3，故A正確；無水硫酸銅（顏色為白色）與水反應會生成硫酸銅晶體（顏色為藍色），所以要證明NaHCO3受熱能產(chǎn)生水，可在相應試管內(nèi)放置沾有少量無水硫酸銅粉末的棉花球,B正確；由于碳酸鈉受熱不分解,則整個過程中燒杯A中的澄清石灰水不會變渾濁，故C正確、D錯誤。5．將一定量的CO2通入某濃度的NaOH溶液中得到溶液A，向A溶液中逐滴滴入稀鹽酸，加入HCl的物質的量n（HCl)與生成CO2的物質的量n（CO2)的關系如圖所示。下列有關敘述正確的是(B）A．通入的CO2氣體在標準狀況下的體積可能大于22。4LB．A溶液中n(NaOH）＝2n(Na2CO3）C．A溶液中的溶質有Na2CO3和NaHCO3D．A溶液中的溶質一定只有Na2CO3解析：由圖象可知，加入3molHCl時才開始生成CO2氣體，到CO2產(chǎn)生完全又消耗1molHCl,發(fā)生反應：NaHCO3＋HCl=NaCl＋CO2↑＋H2O。若開始加入鹽酸時發(fā)生反應：Na