1、第1课时活泼的金属单质钠第2课时氧化钠和过氧化钠 P35第3课时碳酸钠和碳酸氢钠焰色试验 P642.1 钠及其化合物第1课时氯气的性质 P100第2课时氯气的实验室制法 氯离子的检验 P1402.2 氯及其化合物第1课时物质的量的单位摩尔 P175第2课时气体摩尔体积 P210第3课时物质的量浓度 P2412.3 物质的量第二章海水中的重要元素钠和氯素养目标1.从原子结构角度初步认识金属钠的活泼性强还原性,培养微观探析素养。2.通过观察实验现象,从宏观角度以变化观念认识金属钠的强还原性钠与氧气、钠与水的反应,从而逐步形成探究物质结构和性质的思维习惯,增强学习过程中的科学探究能力和创新意识。【知
2、识铺垫】1.金属活动性顺序:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au。2.写出下列反应的化学方程式。(1)铁与氧气:3Fe+2O2 Fe3O4。(2)铁与稀盐酸:Fe+2HCl=FeCl2+H2。(3)铁与稀硫酸:Fe+H2SO4=FeSO4+H2。(4)铁与硫酸铜溶液:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。在上述四个反应中,铁的共同之处是失电子、被氧化。3.金属原子的最外层电子数一般小于4个,钠的原子结构示意图为【必备知识】一、钠元素的存在及钠原子结构1.钠元素在自然界中都以化合物的形式存在,如NaCl、Na2CO3、Na2SO4等。2.钠原子最外电
3、子层上只有1个电子,在化学反应中该电子很容易失去,因此,钠的化学性质非常活泼,表现出很强的还原性。二、金属钠的性质1.钠与氧气的反应(1)实验操作及现象用镊子取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油后,用刀切去一端的外皮,可观察到钠具有银白色金属光泽,在空气中钠表面很快变暗。将一个干燥的坩埚加热,同时切取一块绿豆大的钠,迅速投到热坩埚中,继续加热坩埚片刻,待钠熔化后立即撤掉酒精灯,可以看到,钠受热先熔化,然后与氧气剧烈反应,发出黄色火焰,生成一种淡黄色固体。(2)实验结论钠是银白色金属,硬度小,熔点低,通常保存在煤油或石蜡油中。钠与氧气反应,条件不同,产物不同,反应的化学方程式分别为:常温下:4Na+
4、O2=2Na2O;加热时:2Na+O2 Na2O2。【微思考1】教材中描述“不要用手直接接触钠,而要用镊子夹取”,你能解释其中的原因吗?提示 手上有汗水,若用手直接接触钠,钠与水反应生成氢氧化钠,会腐蚀皮肤。2.钠与H2O反应(1)根据氧化还原反应规律,预测Na与H2O反应的生成物为NaOH、H2。操作:现象及结论 现象原因钠浮在水面上钠的密度比水小熔成闪亮的小球钠的熔点低且反应放热钠在水面上迅速游动反应产生气体推动钠游动发出“嘶嘶”声响钠与水反应剧烈溶液变红反应生成碱性物质钠与水反应剧烈,反应时放出热量,化学方程式是2Na+2H2O=2NaOH+H2;离子方程式为2Na+2H2O=2Na+2
5、OH-+H2。【微思考2】(1)为什么实验室里将钠保存在石蜡油或煤油中?(2)教材中描述“把一块绿豆大的钠放在水中”,实验中取“绿豆大”的钠的目的是什么?提示(1)钠与石蜡油、煤油不反应,且钠的密度大于石蜡油、煤油的密度,将钠保存在石蜡油或煤油中,能使钠与空气隔绝。(2)钠与水的反应剧烈,取“绿豆大”的钠可以保证实验的安全性。【情境链接】某船员在运输盛有钠的铁桶时,不小心把盖子打开,桶内马上冒起浓浓的白烟,而且一接触桶内物质,双手立刻感到剧烈的疼痛,情急之下他将桶推到江里。一遇到水,桶立马爆炸。消防队员找来一个较大的白色塑料桶,将打捞上来的铁桶放在里面,用煤油浸泡。(1)盛有钠的桶遇水立马爆炸
6、的原因是什么?提示 由于大量的金属钠与大量的水接触发生剧烈反应,生成大量可燃性气体氢气,同时放出大量的热,引起金属钠和氢气的剧烈燃烧,从而引发剧烈的爆炸现象。(2)用煤油浸泡铁桶的灭火道理是什么?提示 钠易与空气中的氧气、水等反应,而钠不与煤油反应,且密度比煤油大,故用煤油浸泡铁桶。【自我小测】1.判断正误:(1)钠是银白色金属,熔点低,硬度大。()提示。钠的硬度小,可以用小刀切割。(2)钠在反应时,只能做还原剂。()提示。钠原子最外层只有1个电子,只能失电子,表现很强的还原性。(3)钠与O2反应只能生成淡黄色固体Na2O2。()提示。钠与O2在常温和加热条件下分别生成Na2O和Na2O2。(
7、4)钠与H2O反应比钠与盐酸反应更剧烈。()提示。钠与H2O反应的实质是与氢离子反应,水中的氢离子浓度小于盐酸,故钠与盐酸反应更剧烈。2.将一小块金属钠投入滴有紫色石蕊溶液的盛冷水的烧杯中,甲同学认为可以观察到下列实验现象,其中正确的有()钠投入水中,先沉入水底,后浮出水面钠立即与水反应,并有气体产生反应后溶液变红色钠熔化成光亮的小球小球在水面上迅速游动有“嘶嘶”的响声发出A.B.C.D.答案 C解析 钠投入水中,不是沉入水底,而是浮在水面上;钠与水反应生成NaOH,溶液呈碱性,使紫色石蕊溶液变蓝。探究一探究一钠与氧气的反应钠与氧气的反应【问题探究】下面的图示简单展示了我们探究钠与氧气反应的实
8、验操作:(1)从以上实验中,你能总结出有关金属钠的哪些性质?提示 物理性质:银白色、质软、硬度小;化学性质:化学性质活泼,常温下易被空气中的氧气氧化为氧化钠,加热条件下易被氧气氧化为过氧化钠。(2)钠与氧气反应时,所得产物与氧气多少是否有关?提示 与氧气多少无关,与反应是否加热(反应条件)有关。(3)用剩的金属钠应怎样处理?提示 剩余的钠放回原试剂瓶。【深化拓展】钠露置在空气中的变化钠长期暴露在空气中,最终转化为Na2CO3,变化过程的现象及主要反应如下:误区警示(1)钠与氧气反应产物不同是由于反应条件不同,碳与氧气反应产物不同是由于氧气的量不同。(2)空气中的CO2的量相对较少,故与氢氧化钠
9、反应只能生成碳酸钠,不能生成碳酸氢钠。【素能应用】典例1等质量的两块钠,第一块在加热条件下与足量氧气充分反应,第二块在常温下与足量氧气充分反应。则下列说法正确的是()A.第一块钠失去电子数多B.两块钠失去电子数相同C.两块钠的反应产物的颜色相同D.两块钠所得反应产物的质量相等答案 B解析 Na与O2反应无论生成Na2O还是Na2O2,Na的化合价均由0价升高为+1价,故两块钠失去的电子数一样多;但加热时产物为Na2O2(淡黄色),而常温时产物为Na2O(白色),故第一块钠所得反应产物的质量大。易错提醒钠与O2反应时,常温下生成Na2O,加热条件下生成Na2O2,Na元素化合价均由0价升高到+1
10、价,Na2O中O元素化合价为-2价,Na2O2中O元素化合价为-1价。变式训练1(2021安徽淮北高一期末)钠露置在空气中,其变质过程中不可能产生的物质是()A.Na2OB.NaOHC.NaHCO3D.Na2CO3答案 C解析 钠只有在加热条件下才与氧气反应生成Na2O2。钠露置在空气中的变化过程为NaNa2ONaOHNa2CO310H2ONa2CO3,不可能会有NaHCO3生成。探究二探究二钠与水及酸、碱、盐溶液的反应钠与水及酸、碱、盐溶液的反应【问题探究】某同学为了探究钠单质与盐的反应,进行了以下两个实验:(1)将一块钠投入CuSO4溶液中,实验现象为钠立即熔为小球,并浮在水面四处游动,伴
11、有嘶嘶的声响,同时溶液中有蓝色沉淀生成。请解释实验中现象并写出有关化学方程式。提示 钠投入CuSO4溶液中,Na先与H2O反应生成NaOH和H2,2Na+2H2O=2NaOH+H2;生成的NaOH与CuSO4反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2,2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4。(2)如图,在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔化时,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。请解释实验中,是否发生了置换反应?上述反应能否证明钠可以从CuSO4溶液中置换出铜?能否说明钠比铜活泼?提示 实验中有红色物质生成,说明熔融的钠将硫酸铜中的铜置换出来并且放
12、出热量,属于置换反应,钠为还原剂,硫酸铜为氧化剂,说明钠比铜活泼。(3)综合分析(1)(2)总结钠单质与盐溶液反应的顺序,Na与盐反应冶炼金属的条件。提示 钠单质与盐溶液反应时,先与水反应生成氢氧化钠和氢气,再考虑氢氧化钠是否与盐发生复分解反应;Na与盐反应冶炼金属必须在无水条件下进行,即熔融状态下。【深化拓展】钠与H2O、酸溶液、盐溶液反应(1)反应实质钠与任何水溶液(如酸、碱、盐的水溶液)反应时,实质是钠与溶液中的H+反应,生成H2。(2)具体反应 反应物质 反应分析与水离子方程式为2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2,还原剂为Na,氧化剂为H2O与酸溶液把钠投入酸溶液中时,钠先与酸中
13、的H+反应,当酸反应完后,再与水反应,即“先酸后水”。如钠与盐酸的反应依次为2Na+2HCl=2NaCl+H2、2Na+2H2O=2NaOH+H2。钠与酸溶液的反应比钠与水的反应更剧烈,因为酸溶液中H+的浓度大与盐溶液当钠加到盐的水溶液中时,首先是钠与水反应,如果生成的NaOH能够和盐反应,则反应继续进行,即“先水后盐”。如把钠投入CuSO4溶液中,则依次发生的反应为2Na+2H2O=2NaOH+H2、2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4;总反应为2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H2。如果把钠投入NaCl溶液或K2SO4溶液中,则只发生钠和水的反应误
14、区警示(1)过量钠与酸溶液反应时,钠先与酸反应,再与水反应,最后消耗完。(2)钠能与任何水溶液反应。不要认为盐不能与氢氧化钠反应,就不能与钠反应。【素能应用】典例2(1)将一小块钠放入下列溶液中,既能产生气体又能生成白色沉淀的是()A.硝酸铜溶液B.稀硫酸C.氯化钠溶液D.氯化镁溶液(2)写出Na投入NaHCO3溶液中所发生反应的化学方程式:(若有多步,则分步书写)。答案(1)D(2)2Na+2H2O=2NaOH+H2,NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O解析 遇到钠与盐溶液反应的问题时,在注意钠与水反应的同时,还要考虑生成的NaOH是否与溶液中原有的溶质反应。钠与(1)中四种溶液反应
15、都生成氢气,在硫酸铜溶液中会有蓝色沉淀生成,只有在氯化镁溶液中可生成白色沉淀。易错提醒(1)钠与金属盐溶液反应时,不能置换出相应金属;但在熔融条件下,钠可以从某些熔融金属盐中置换出不如它活泼的金属。如:(2)钠投入饱和盐溶液中时,如果盐不与NaOH反应,由于反应过程中水的消耗,最终会析出固体盐。(3)相同温度下,相同的钠块与盐酸反应比与水反应更快。变式训练2不能正确表示下列反应的离子方程式是()A.钠与水反应:2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2B.钠与CuSO4溶液反应:2Na+Cu2+=Cu+2Na+C.钠与盐酸反应:2Na+2H+=2Na+H2D.钠跟氯化钾溶液反应:2Na+2H2O
16、=2Na+2OH-+H2答案 B解析 B中钠与CuSO4溶液反应的实质是钠与水反应生成的氢氧化钠再与CuSO4反应,总化学方程式为2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+H2+Na2SO4。素养脉络素养脉络 随堂检测随堂检测1.中科院研究成果表明,利用金属钠、钾实现肿瘤高温消融的治疗新方法可用于杀死癌细胞。关于钠的叙述中,正确的是()A.钠是银白色金属,硬度很大B.钠燃烧时发出黄色火焰C.金属钠在空气中燃烧,生成氧化钠D.金属钠的熔点很高答案 B解析 钠是一种硬度小、熔点低的银白色金属,块状钠燃烧时会熔化成闪亮的小球,燃烧火焰为黄色,生成物是过氧化钠;钠在空气中被氧化则生成氧化钠。2.将
17、小块钠投入FeCl3的稀溶液中,以下对有关现象的描述中最恰当的是()A.钠溶解,溶液里有黑色固体析出和无色气体逸出B.钠与溶液剧烈反应,溶液里有红褐色沉淀生成,溶液的颜色变浅C.钠在溶液的表面上静静地消失,溶液里有红褐色沉淀生成D.钠迅速消失,溶液里快速地冒出很多的气泡,同时有红褐色固体生成答案 B解析 将钠块投入FeCl3的稀溶液中,先后发生反应的化学方程式分别是2Na+2H2O=2NaOH+H2,3NaOH+FeCl3=Fe(OH)3+3NaCl。3.将一块钠投入盛有煤油和水的烧杯中,观察到的现象可能是()A.钠在水层中反应并四处游动B.钠停留在煤油层中不发生反应C.钠在煤油中反应并四处游
18、动D.钠在煤油与水的界面处反应并可能上下跳动答案 D解析 金属钠的密度大于煤油,小于水,Na与水发生化学反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2,产生气体推动钠上浮,钠的密度大于煤油,又回落到水层,接着反应,因此金属钠在煤油和水的界面处反应,并上下跳动。第第2 2课时氧化钠和过氧化钠课时氧化钠和过氧化钠素养目标1.通过实验探究认识氧化钠、过氧化钠的化学性质,掌握钠的氧化物的用途,培养科学探究意识。2.能从物质组成和化合价的角度认识氧化钠、过氧化钠的性质及物质的分类,培养宏观辨识与微观探析意识。3.能通过过氧化钠与水及二氧化碳的反应,推理分析在反应中质量、体积的变化及电子转移情况,培养学生的证据
19、意识。【知识铺垫】1.一小块钠在空气中放置生成的一系列产物有Na2O、NaOH、Na2CO310H2O、Na2CO3。2.钠在空气中燃烧的化学方程式为2Na+O2 Na2O2。3.在Na2O和Na2O2中,钠元素的化合价都是+1价,而氧元素的化合价分别是-2价和-1价。【必备知识】一、Na2O的性质Na2O为白色固体,与CaO具有相似的化学性质,故Na2O是一种碱性氧化物。常见的转化关系如下:写出上述转化的化学方程式Na2O+H2O=2NaOH,Na2O+CO2=Na2CO3,Na2O+2HCl=2NaCl+H2O。【微思考1】将氧化钠投入酚酞溶液中有什么现象?提示 将氧化钠投入酚酞溶液中,氧
20、化钠与水反应生成氢氧化钠,故溶液变红。二、Na2O2的性质与应用1.Na2O2与H2O反应实验操作实验现象试管外壁发烫,带火星的木条复燃;用pH试纸检验反应所得溶液呈碱性实验结论 Na2O2与水反应生成O2和NaOH反应的化学方程式:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2。2.Na2O2与CO2反应反应的化学方程式:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。【微思考2】氧化钠属于碱性氧化物,过氧化钠是否也是碱性氧化物?提示 过氧化钠不属于碱性氧化物,因其与酸反应时除生成盐和水之外,还生成氧气,不符合碱性氧化物的定义。3.用途Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作O2的来源,作供氧剂。【情境链
21、接】魔术吹气点火某班级的晚会上,化学老师表演了一个魔术吹气生火。老师将一小团棉花放在石棉网上,通过细管用嘴向棉花团内慢慢地、连续地吹气,一会棉花燃烧起来。表演完后,老师说棉花中包有过氧化钠固体。请思考该魔术的实验原理是什么?提示 原理为:过氧化钠能与二氧化碳、水蒸气反应产生氧气并放出大量的热,使棉花燃烧。【自我小测】1.判断正误:(1)Na2O与Na2O2均为碱性氧化物。()提示。Na2O2与酸反应生成盐、水和氧气,故不为碱性氧化物。(2)Na2O与Na2O2中氧的化合价分别为-2和-1。()提示。(3)Na2O和Na2O2与水反应均为化合反应。()提示。Na2O2和水反应生成氢氧化钠与氧气,
22、不属于化合反应。(4)Na2O2与CO2反应时,CO2为还原剂。()提示。Na2O2与CO2反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂。2.氧化钠与过氧化钠的共同之处是()A.都是淡黄色固体B.都能与水作用生成碱C.都能与二氧化碳反应生成氧气D.氧元素的化合价都是-2价答案 B解析 Na2O是白色固体,Na2O2是淡黄色固体;Na2O与二氧化碳反应生成碳酸钠,无氧气生成;Na2O2中氧元素为-1价。探究探究氧化钠和过氧化钠的性质氧化钠和过氧化钠的性质【问题探究】某同学设计了一个“滴水点火,水火相容”的魔术实验,他用脱脂棉包住一些过氧化钠粉末放在石棉网上,向脱脂棉上滴几滴蒸馏水,结果脱脂棉竟然剧烈燃
23、烧起来。(1)写出上述魔术的反应的化学方程式。反应中的氧化剂、还原剂分别是什么?提示 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2。反应中的氧化剂、还原剂都是Na2O2。(2)脱脂棉剧烈燃烧的原因是什么?提示 反应放热和生成O2,使脱脂棉在O2中达到着火点而燃烧。(3)上述反应中Na2O2表现什么性质?提示 Na2O2中氧元素的化合价一部分由-1价升高到0价,一部分由-1价降低到-2价,表现氧化性和还原性。(4)魔术前后固体的质量如何变化?提示 增大。反应前后2个Na2O2生成4个NaOH,质量增加。【深化拓展】1.Na2O2与Na2O的比较名称氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2颜色、状态白色
24、固体淡黄色固体氧元素化合价-2价-1价物质类别碱性氧化物过氧化物生成条件常温下金属钠在空气中被氧化 在空气中点燃或加热金属钠名称氧化钠过氧化钠稳定性不稳定,易转化成Na2O2较稳定与H2O反应 Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2与CO2反应 Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2与盐酸反应 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2主要用途制备氢氧化钠做强氧化剂、漂白剂、供氧剂等2.Na2O2强氧化性的表现 3.Na2O2与CO2、H2O反应的量的关系(1)分子数的关系。无论是C
25、O2或H2O的单一物质还是两者的混合物,通过足量的Na2O2时,放出O2的分子数与CO2或H2O或CO2和H2O的混合物的分子数之比均为1 2。(2)电子转移关系。当Na2O2与CO2或H2O反应时,每生成1个O2分子均转移2个电子,且在反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂。(3)固体质量关系。分析反应的化学方程式,可得下列关系式:与CO2反应时,固体增加的质量等于与消耗的CO2等分子数的CO的质量。与H2O反应时,固体增加的质量等于与消耗的H2O等分子数的H2的质量。【素能应用】典例下列关于Na2O2的叙述中正确的是()A.Na2O2是淡黄色固体,久置于空气中变成Na2OB.Na2O2与水的
26、反应中,Na2O2只做氧化剂C.Na2O2属于碱性氧化物D.Na2O2与CO2或H2O反应后,固体质量都将增大答案 D解析 Na2O2久置于空气中最终变成Na2CO3,A项错误;Na2O2与水反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,B项错误;Na2O2不属于碱性氧化物,C项错误;根据两反应中固体成分的变化:Na2O2 Na2CO3、Na2O2 2NaOH可知,D项正确。变式训练1将16 g甲烷(CH4)在64 g氧气中完全燃烧后的产物全部通入足量的过氧化钠中,充分反应后,固体增加的质量为()A.48 g B.16 g C.80 gD.32 g答案 D解析 甲烷燃烧的反应为CH4+2O2 CO2
27、+2H2O,反应中甲烷与氧气的质量比为16 64,由此可知,16 g甲烷和64 g氧气完全反应,生成44 g CO2和36 g H2O,将CO2和H2O通入足量过氧化钠中发生反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,44 g CO2消耗78 g Na2O2,生成106 g Na2CO3,固体质量增加28 g;36 g水消耗156 g Na2O2,生成160 g NaOH,固体质量增加4 g,故固体增加的总质量为32 g。变式训练2对于反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,下列说法中正确的是()A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂B.
28、当2分子H2O参加反应时,生成1分子O2C.当生成1分子O2时,转移的电子数为4D.每有18 g H2O与足量Na2O2反应,则固体增重4 g答案 B解析 反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,A错误;当生成1分子O2时,转移电子数为2,C错误;当18 g H2O参加反应时,设固体增重为m,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2固体增重218 32 418 g mm=2 g,D错误。素养脉络素养脉络 随堂检测随堂检测1.下列金属化合物中最方便用于潜水艇舱内供氧的是()A.KMnO4B.KClO3C.KNO3 D.Na2O2答案 D解析 题中KMnO4、KClO3(加入催化剂)只能在加热条件
29、下分解生成氧气,而硝酸钾加热生成氧气的同时还生成对人体有害的亚硝酸钾、氮氧化物,都不适合用于潜水艇舱内供氧,而过氧化钠常温下易与二氧化碳、水反应生成氧气,可用于潜水艇舱内供氧。2.下列关于钠及其化合物的叙述正确的是()A.Na2O和Na2O2都能与CO2反应,且产物相同B.用钠与空气反应制纯净的Na2O2,空气必须经过固体NaOH处理后,才能与钠反应C.Na、Na2O、Na2O2都具有强还原性D.在Na2O2与CO2的反应中,氧化剂是Na2O2,还原剂是CO2答案 B解析 Na2O与CO2反应生成Na2CO3,而Na2O2与CO2反应除了生成Na2CO3,还有O2生成,A不正确;用Na与空气反
30、应制Na2O2,空气中的CO2和水可与生成的Na2O2反应引入杂质,所以空气必须经固体NaOH处理,故B正确;钠原子最外层只有一个电子,容易失去最外层电子形成钠离子,表现强还原性,而钠离子具有稳定的电子层结构,不具有还原性,只具有弱氧化性,O2-、也不具有强还原性,故Na2O、Na2O2不具有强还原性,C不正确;D项反应中,氧化剂和还原剂均为Na2O2,故D不正确。3.过氧化钠具有强氧化性,可用作漂白剂。向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末振荡,可观察到的现象是()A.溶液仍为紫色B.最终溶液褪色,而无其他现象C.溶液最终变蓝色D.溶液中有气泡产生,溶液最终变为无色答案 D解析 过氧化钠具有
31、强氧化性,能将紫色石蕊溶液氧化而褪色,同时有氧气产生。4.(2021河南洛阳高一期中)下列反应中,Na2O2只表现出氧化性的是()A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2B.2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2C.Na2O2+SO2=Na2SO4D.5Na2O2+2KMnO4+8H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+2MnSO4+5O2+8H2O答案 C解析 A、B、D项过氧化钠中氧元素化合价既有升高的又有降低的,因此Na2O2既表现出氧化性又表现出还原性,A、B、D项错误;C项过氧化钠中氧元素化合价只降低,所以只表现出氧化性。5.为了制取纯净干燥的气体A,可用如图
32、所示装置,生成A的速度可通过滴入液体B的速度控制,已知A是一种无色、无味、不能使酸碱指示剂变色、不会在空气中燃烧的气体,但能使带火星的木条复燃。(1)A是。(2)若C是一种淡黄色固体,则烧瓶中发生反应的化学方程式是。(3)若C是一种黑色粉末,则B物质是,C物质的作用是。(4)洗气瓶中装的试剂D是,其作用是。所制得的气体用法收集。答案(1)O2(2)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2(3)H2O2催化剂(4)浓硫酸除去O2中的水蒸气向上排空气解析 无色、无味且不燃烧的气体主要有O2、N2、稀有气体,而能使带火星的木条复燃的气体只能是氧气。可用淡黄色固体(Na2O2)与液体(H2O)反应制得
33、O2,也可由黑色固体(MnO2)和液体(H2O2)作用制得。由于上述方法制得的氧气都是在水溶液中制得的,所以要得到干燥纯净的O2则应干燥后再收集。第第3 3课时碳酸钠和碳酸氢钠焰色试验课时碳酸钠和碳酸氢钠焰色试验素养目标1.通过实验,认识碳酸钠、碳酸氢钠的化学变化过程,掌握它们的性质和用途,培养科学探究意识。2.运用变化观念理解并掌握Na2CO3、NaHCO3相互转化的途径。3.了解焰色试验的现象及原理并能够作出解释,提升自身的科学探究能力与创新意识。4.通过阅读科学史话(侯德榜和侯氏制碱法)、参与研究与实践“了解纯碱的生产历史”,认识化学在纯碱生产中的贡献,增强实验探究与创新意识,提升科学态
34、度与社会责任感。【知识铺垫】1.纯碱的化学式为Na2CO3,属于盐类,水溶液显碱性。2.碳酸钠与盐酸反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O。3.向氢氧化钠溶液中通入少量CO2,反应的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;向氢氧化钠溶液中通入过量CO2,反应的化学方程式为NaOH+CO2=NaHCO3。【必备知识】一、碳酸钠和碳酸氢钠1.用途(连一连)请将碳酸钠与碳酸氢钠对应的用途用短线连接起来【情境链接】面包松软可口,深受人们喜爱,这种美味的食物离不开一种原料发酵粉。发酵粉主要用作面制品和膨化食品的生产。发酵粉的主要成分为碳酸氢钠和酒石酸。请分析碳
35、酸氢钠在面包制作中的作用是什么?化学反应原理是什么?提示 碳酸氢钠在面包制作中的作用是膨松剂。发酵粉溶于水后,碳酸氢钠与酒石酸和食物里含有的酸性物质发生反应生成水和二氧化碳气体,并且碳酸氢钠受热分解也产生二氧化碳,二氧化碳可以起到膨松食物的作用。2.物理性质 名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱、苏打小苏打颜色、状态白色粉末细小的白色晶体溶解性易溶于水,水溶液显碱性水中易溶,溶液呈碱性遇少量水变成晶体(Na2CO3xH2O),放热 加少量水溶解吸热溶解度:Na2CO3大于NaHCO3【微思考1】教材中描述“碳酸钠晶体在干燥空气里逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末”,该变化是物理变
36、化还是化学变化?提示 化学变化。3.化学性质(1)操作:(2)现象和结论:物质 Na2CO3NaHCO3现象 澄清石灰水不变浑浊澄清石灰水变浑浊结论 稳定,受热不易发生分解不稳定,受热容易分解,化学方程式:2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O应用 可利用加热的方法来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠二、焰色试验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出特征颜色,由此可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。2.操作 3.几种金属的焰色钠黄色,钾紫色(观察时要透过蓝色钴玻璃),铜绿色。【微思考2】观察钾的焰色时,为何要透过蓝色钴玻璃观察?提示 避免钠的黄色光造成干扰
37、。【情境链接】重大节日时,人们会燃放五彩缤纷的烟花,漂亮的烟花是如何产生的?淡蓝色的灶火遇到水时,火焰会变黄色,其中的道理是什么?提示 漂亮的烟花产生的原因是很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。水中含有钠盐,当遇到淡蓝色的灶火时,会使火焰变为黄色。【自我小测】1.判断正误:(1)苏打是面包发酵粉的主要成分之一。()提示。发酵粉的主要成分之一是小苏打碳酸氢钠。(2)Na2CO3、NaHCO3都能与盐酸、氢氧化钠溶液反应。()提示。NaHCO3与盐酸、氢氧化钠溶液都能反应,Na2CO3只能与盐酸反应,不与氢氧化钠溶液反应。(3)Na2CO3的稳定性比NaHCO3的弱。()提示。
38、Na2CO3受热不易分解,NaHCO3受热易分解。(4)Na2CO3、Na2O、Na的焰色试验中焰色相同,均为黄色。()提示。焰色试验是元素的性质,只要含有钠元素,灼烧火焰就为黄色。2.某物质灼烧,焰色为黄色,下列判断正确的是()A.该物质一定是钠的化合物B.该物质一定含钠元素C.该物质一定是金属钠D.该物质肯定不含钾元素答案 B解析 钠的焰色是钠单质或钠离子即钠元素具有的性质,故B正确;钠元素的焰色对钾元素的焰色存在干扰,故D错误。探究一探究一碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较及鉴别碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较及鉴别【问题探究】1.实验一:观察碳酸钠和碳酸氢钠的溶解性(1)在两支试管里分别加入少量Na
39、2CO3和NaHCO3(各约1 g),观察二者的外观。(2)向以上两支试管中分别滴入几滴水,振荡,观察现象,将温度计分别插入其中,观察温度计示数有何变化。(3)继续向(2)的试管中分别加入5 mL水,用力振荡,观察现象。(4)分别向(3)所得溶液中滴入12滴酚酞溶液,观察现象。2.实验二:观察碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性如图所示,分别加热Na2CO3和NaHCO3,观察现象,比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性。加热碳酸钠或碳酸氢钠 3.实验三:观察碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应 问题思考:(1)Na2CO3与NaHCO3相比,溶解性、热稳定性有何不同?等质量的Na2CO3、NaHCO3固体与
40、等浓度、等体积的足量盐酸反应时现象有何异同?提示 Na2CO3与NaHCO3相比,Na2CO3的溶解性、热稳定性均比NaHCO3的强;二者均可以与盐酸反应生成二氧化碳气体,当等质量的二者与等浓度、等体积的足量盐酸反应时,NaHCO3产生二氧化碳的速率快且多,反应更剧烈。(2)能否用澄清石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液?为什么?提示 否,二者均与澄清石灰水反应生成CaCO3沉淀。(3)Na2CO3与NaHCO3相互转化的条件如何?4.各取少量的Na2CO3、NaHCO3溶液于两支试管中,分别逐滴加入稀盐酸至过量。两溶液有什么现象?发生的反应有哪些?写出有关离子方程式。【深化拓展】1.碳酸
41、钠、碳酸氢钠与常见物质的反应反应物Na2CO3NaHCO3盐酸Na2CO3+HCl(少量)=NaHCO3+NaClNa2CO3+2HCl(过量)=2NaCl+H2O+CO2NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2NaOHNaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2OCa(OH)2Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOHNaHCO3(少量)+Ca(OH)2=NaOH+CaCO3+H2OCO2Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3BaCl2Na2CO3+BaCl2=BaCO3+2NaCl2.Na2CO3与NaHCO3的鉴别 依据现象热稳定性加热固体有气体产生的是NaHCO3,
42、无明显变化的是Na2CO3与CaCl2(或BaCl2)溶液反应有沉淀生成的是Na2CO3溶液,无明显变化的是NaHCO3溶液溶液中逐滴加入稀盐酸立即产生气体的是NaHCO3溶液,开始不产生气体,滴加一会儿才产生气体的是Na2CO3溶液3.除杂(括号内为杂质)混合物除杂方法及试剂Na2CO3固体(NaHCO3)加热NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2气体【素能应用】典例1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。该班同学踊跃提出方法,其中不合理的是()取等量的溶液于两支试管中,加热,有气泡产生的是NaHCO3饱和溶液取等量的
43、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饱和溶液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饱和溶液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饱和溶液A.B.C.D.答案 B解析 NaHCO3在溶液中时受热不分解,只有NaHCO3固体受热才分解,不合理;分别向两支试管中滴加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,不合理。易错提醒鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液时,不能
44、用Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液,因Na2CO3溶液和NaHCO3溶液遇Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液时都会立即产生白色沉淀,反应现象相同,故不能鉴别。变式训练1(2021广东东莞高一检测)下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是()A.取a克混合物充分加热,减重b克B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克D.取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b克固体答案 C解析 取a克混合物充分加热,减重b克,根据差量法可求出
45、NaHCO3的质量,从而求出Na2CO3的质量分数,A能测定;取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体氯化钠,列方程组即可求出,B能测定;C中,取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克,由于逸出气体中含有H2O(g),故无法求解,C不能测定;D项,由于二者都能与Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3沉淀,由Na2CO3BaCO3、NaHCO3BaCO3的转化关系,列方程组即可求出混合物中Na2CO3的质量分数,D能测定。探究二探究二焰色试验焰色试验【问题探究】2020年10月1日,国庆节亦为中秋佳节,璀璨的烟花于夜空绽放,与观众欢度节日。由澳门特别行
46、政区政府旅游局与珠海市横琴新区管理委员会合办的“月满琴澳国庆烟花表演”于10月1日晚在澳门旅游塔南侧海面上演,庆贺中华人民共和国成立71周年。(1)五彩缤纷的烟花产生的原因是什么?提示 烟花燃放时发生化学反应放热,不同的金属元素在加热条件下产生不同的火焰颜色。(2)除金属的化合物外,单质金属能不能也有同样的焰色?提示 能。因为焰色是金属元素的性质,无论是化合物还是单质,只要含有某种金属元素,这种物质就能有这种金属元素的焰色。(3)是不是所有的金属都有特殊的焰色?提示 不是。并非所有金属都有特殊焰色(Pt、Fe、Al、Ni、Cr、W等就没有)。【深化拓展】焰色试验的特点(1)焰色试验产生的火焰颜
47、色与元素的存在状态无关,如灼烧钠的化合物和单质时,火焰颜色均为黄色。(2)焰色试验属于物理变化,不属于化学变化。【素能应用】典例2下列有关焰色试验叙述不正确的是()A.氯化钠在火焰上灼烧时,火焰呈黄色B.焰色试验是金属单质的特性C.连续做两个样品时,应将铂丝用盐酸洗净并灼烧至无色D.可用洁净的铁丝代替铂丝做焰色试验答案 B解析 钠元素的焰色试验火焰为黄色,A正确;焰色试验,单质和化合物均可以做,B错误;在焰色试验操作中可以用盐酸洗净铂丝,C正确;在实验室中可以用铁丝代替铂丝,D正确。变式训练2能证明某溶液中含有氯化钠的是()A.焰色是黄色B.溶液有咸味C.取少量溶液于试管中,滴加稀硝酸酸化的硝
48、酸银溶液,出现白色沉淀D.既出现A项中的现象,又出现C项中的现象答案 D解析 证明某溶液中含有NaCl,则由焰色是黄色可知含钠离子,由与稀硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀可知含氯离子,故选D。随堂检测随堂检测1.为使以面粉为原料的面包松软可口,通常用碳酸氢钠做膨松剂,因为它热稳定性差增加甜味产生二氧化碳提供钠离子。其中合理的是()A.B.C.D.答案 B解析 从题意中面包松软可口,做膨松剂可知是因为其热稳定性差,产生二氧化碳气体,故B正确。2.做焰色试验时所用的铂丝,每次用完后都要()A.用滤纸擦干净后才能使用B.用水多洗几次C.用稀盐酸洗涤,再在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时为止D.
49、先用稀盐酸洗涤,后用水洗涤答案 C解析 做焰色试验时所用的铂丝,每次用完后都要用稀盐酸洗涤,再在外焰上灼烧至与原火焰颜色相同时为止,防止对其他物质的检验产生干扰。3.关于Na2CO3和NaHCO3性质的有关叙述正确的是()A.在水中溶解度:Na2CO3NaHCO3B.热稳定性:Na2CO3NaHCO3C.与酸反应产生气体的速率:Na2CO3NaHCO3,A项错误;热稳定性:NaHCO3Na2CO3,B项错误;Na2CO3能转化成NaHCO3:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,D项错误。4.Na2CO3和NaHCO3是重要的化工原料,请回答:(1)两物质的水溶液分别与足量盐酸混合,反
50、应的离子方程式分别为、。(2)除去NaHCO3溶液中少量Na2CO3的方法,写出化学方程式:。(3)两物质的焰色分别为色、色。(4)检验某盐中含有钾元素的方法是,具体操作为。(3)黄黄(4)焰色试验用洁净的铂丝蘸取样品,在无色火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,有紫色火焰则证明样品含有钾元素解析(1)碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应都生成二氧化碳、氯化钠和水,根据离子方程式的书写原则书写离子方程式;(2)碳酸钠溶液中通入二氧化碳反应生成碳酸氢钠;(3)钠元素的焰色试验的火焰为黄色;(4)利用焰色试验证明钾元素的存在。第1课时氯气的性质第二节 氯及其化合物素养目标1.通过阅读,了解有关“从氯气的发现到氯被
