第2章第2课-钠的几种化合物-焰色反应-(原卷版).docx

【暑假起跑线】2023年初升高化学新教材预习学案
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 钠的几种化合物 焰色反应课程学习目标

1．认识过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠的化学变化过程，掌握钠的重要化合物的性质和用途。
2．掌握Na2CO3、NaHCO3相互转化途径。
3．能解释焰色试验的现象和原理。
4．阅读《侯德榜和侯氏制碱法》，认识化学在纯碱生产中的贡献。学科核心素养

1．通过对“钠的化合物性质”的学习，培养实验探究意识。
2．通过对“Na2CO3与NaHCO3相互转化”的学习，培养变化的理念。
3．通过对“焰色试验”的学习，提升实验探究能力和创新意识。
4．通过对“制碱历史”的学习，增强实验探究与创新意识，提升科学精神和社会责任感。新知预习

一．氧化钠和过氧化钠
1.氧化钠的化学性质
（1）与水反应：__________________
（2）与酸性氧化物反应：___________________________
（3）与酸反应：___________________________
2.过氧化钠的化学性质及用途
（1）与水反应：____________________________________
（2）与酸性氧化物反应：_____________________________________________
_____________________________________________
（3）与酸反应：____________________________________
（4）用途：___________________________。
3.Na2O2的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质：
2Na22
过氧化钠中的氧是_________价，处于中间价态，既能表现氧化性，又能表现还原性。

（1）强氧化性
①与Na2SO3溶液反应：____________________________________
②有强氧化性，具有杀菌、消毒、漂白的作用。如能使品红溶液褪色。
【例题1】向滴有酚酞的水溶液中加入过氧化钠，会有什么现象，请说明原因。

（2）还原性
遇KMnO4等强氧化剂时，Na2O2表现出还原性，氧化产物为_________。
（3）遇CO2、H2O、H＋时，Na2O2发生自身的氧化还原反应，氧元素的歧化反应。
Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
【例题2】请分别用双线桥、单线桥表示出下列反应的电子转移。
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

二．碳酸钠和碳酸氢钠

碳酸钠
碳酸氢钠
俗称
纯碱或苏打
小苏打
物理
性质
色与态
白色粉末
Na2CO3 10H2O白色晶体，易风化
细小白色晶体
溶解性
易溶（溶解度 碳酸钠_________碳酸氢钠）
化学
性质

碱性
同浓度，滴入酚酞，都变红色，碳酸钠溶液红色更深，碱性更强。
与H+
反应
CO32-+2 H+ =_________
HCO3-+H+==_________
相同条件下NaHCO3 比Na2CO3反应放出气体_________
与碱
反应
与NaOH 、KOH
不反应
与NaOH反应生成Na2CO3
离子方程式：___________________________
与澄清石灰水反应
离子方程式：
___________________________
NaHCO3足量：
____________________________________
NaHCO3不足量：
____________________________________
热稳
定性
一般不分解
NaHCO3加热分解的反应方程式：
___________________________
与CO2反
CO＋CO2＋H2O===2HCO
不反应
用途
用于玻璃、制皂、造纸等
用于制药、焙制糕点等

1．如何鉴别Na2CO3 与 NaHCO3？
(1)固体的鉴别用加热法：产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是_________固体。
(2)溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。
①沉淀法：加入BaCl2溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的是_________溶液。
②气体法：滴入稀盐酸，立即产生气泡的是_________溶液。
③测pH法：用pH试纸测相同浓度的稀溶液，pH大的是_________溶液。
2．Na2CO3、NaHCO3的除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法
Na2CO3(s)(NaHCO3)
_________
NaHCO3(aq)(Na2CO3)
__________________
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
__________________
【例题3】Na2CO3和NaHCO3是常见的两种钠盐，它们广泛应用于生产和生活中。下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法中，不正确的是(　　)
A．小苏打能中和胃酸，对胃壁不产生强烈刺激或腐蚀作用，可用于治疗胃酸过多症，但不适合胃溃疡病人
B．NaHCO3能中和面粉发酵后产生的酸，并且产生二氧化碳气体，可用于做馒头
C．可以用澄清石灰水来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液
D．往Na2CO3饱和溶液中通入CO2气体，可获得NaHCO3 沉淀

三．焰色试验
1.焰色反应：___________________________，这叫焰色反应，
属于_________变化， 属于_________的物理性质。
2.焰色试验：_______________________________________________________________
3.操作：
洗 —— 将铂丝（或光洁的铁丝）用_________洗净
烧 —— 将洗净的铂丝在火焰上灼烧至__________________
蘸 —— 蘸取待测物质
烧 ——___________________________
洗 ——___________________________
【实验2-6】灼烧Na2CO3溶液时，火焰呈_________色；
灼烧K2CO3溶液时，透过_________可观察到火焰呈_________色。
【知识进阶】
一．过氧化钠和氧化钠的性质
【问题探究】
Na2O2属于碱性氧化物吗？为什么？
不属于。碱性氧化物指能与酸反应生成盐和水的氧化物，Na2O2与盐酸反应时不仅生成NaCl和水，还会有氧气生成，所以不属于碱性氧化物。
【知识归纳总结】
1．Na2O2与Na2O的比较：
化学式
Na2O
Na2O2
生成条件
常温
加热或点燃
稳定性
不稳定，易与O2反应
2Na2O＋O22Na2O2
相对稳定
阳离子：
阴离子
n(Na＋)∶n(O2－)＝2∶1
n(Na＋)∶n(O)＝2∶1
与水反应
生成NaOH
生成NaOH和O2
与CO2反应
生成Na2CO3
生成Na2CO3和O2
2.Na2O2与CO2、H2O反应的量的关系：
(1)物质的量的关系。
无论是CO2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的分子数之比均为1∶2。
(2)电子转移关系。
当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1 mol O2转移2 mol电子，且在反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
2Na2O2＋2H2O===4NaO得到2×e－H＋O失去2×e－2↑
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO得到2×e－3＋O失去2×e－2
(3)固体质量关系。
分析反应的化学方程式，可得下列关系式：
Na2O2Na2CO3(组成相当于Na2O2·CO)
Na2O22NaOH(组成相当于Na2O2·H2)
①与CO2反应时，固体增加的质量等于与CO2等物质的量的CO的质量，即Δm＝n(CO2)×M(CO)；
②与H2O反应时，固体增加的质量等于与H2O等物质的量的H2的质量，即Δm＝n(H2O)×M(H2)。
3．Na2O2有强氧化性，可用作漂白剂，使有机色质褪色。
点拨：Na2O2的认识误区
(1)Na2O2中的阴离子是O，不是O，也不是O2－。
(2)Na2O2中的氧为－1价，既可被氧化也可被还原，与水、CO2发生反应时，其既是氧化剂又是还原剂。
(3)Na2O2不是碱性氧化物，因其与酸反应时除生成盐和水之外，还有氧气生成。
(4)Na2O2与其他物质反应时不一定都产生O2，如Na2O2＋SO2===Na2SO4。
【典例1】将16 g甲烷(CH4)在64 g氧气中完全燃烧后的产物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 g D．32 g
〔变式训练1〕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Na2O
B．Na2O2与水的反应中，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
二．碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别及相互转化
【问题探究】
比较下列两个装置，思考下列问题：

1．为了更好地探究碳酸氢钠和碳酸钠的热稳定性，如左上图所示，试管B中装入的固体最好是什么？
B中装入固体是Na2CO3。
2．右上图与左上图的区别是什么？哪个装置能够更好地探究二者的热稳定性？
左上图体现了A、B中温度不同，右上图Na2CO3和NaHCO3两处温度相同，左上图更好。
【知识归纳总结】
1．鉴别方法：
(1)加热法——固体。
①原理：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，Na2CO3受热不分解。
②结论：加热有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3。
(2)沉淀法——溶液。
①原理：CO＋Ca2＋===CaCO3↓，CO＋Ba2＋===BaCO3↓，HCO与Ca2＋、Ba2＋不反应。
②结论：滴加氯化钡或氯化钙溶液，有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3。
(3)盐酸逐滴加入时的现象——溶液。
①原理：CO＋H＋===HCO，
HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。
②结论：向等浓度的溶液中逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3，开始不产生气体，滴加一会才产生气体的是Na2CO3。
(4)与酚酞溶液作用——溶液。
①原理：等浓度溶液的碱性Na2CO3>NaHCO3。
②结论：等浓度Na2CO3和NaHCO3溶液中滴入2滴酚酞溶液，溶液变红较深的是Na2CO3，较浅的是NaHCO3。
2．相互转化：
Na2CO3NaHCO3
(1)Na2CO3溶液→NaHCO3溶液。
Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。
(2)NaHCO3→Na2CO3。
①2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑(固体物质)；
②NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O(溶液中)。
点拨：碳酸钠和碳酸氢钠的认识误区
(1)碳酸钠很稳定，固体和溶液中受热都不发生分解，碳酸氢钠固体受热易发生分解，但其溶液受热不易分解。
(2)书写碳酸氢钠参与的离子反应方程式时，HCO不能拆开。
(3)在反应2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑中，利用差量法计算时，要注意固体质量减少的是二氧化碳和水的质量，而非仅仅是二氧化碳的质量。
(4)不能用氢氧化钙溶液鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液，因为二者均能与氢氧化钙反应产生白色沉淀。
【典例2】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(　 　)
①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　
②取等量的溶液于两支试管中，逐滴加入稀盐酸，开始就有气体放出的是NaHCO3饱和溶液　
③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　
④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．①② B．①④
C．③④ D．②③
〔变式训练2〕除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是(　 　)
A．通入二氧化碳气体 B．加入氢氧化钡溶液
C．加入澄清石灰水 D．加入稀盐酸

效果检测

1．（2023春·湖南株洲·高一炎陵县第一中学校联考阶段练习）下列钠的化合物与其性质或用途不相符的是
A．Na2O2——淡黄色固体，可用作漂白剂 B．Na2O——白色固体，性质不稳定
C．Na2CO3——性质稳定，可治疗胃酸过多 D．NaHCO3——受热易分解，可用作发酵粉
2．（2023春·陕西西安·高一长安一中校考期中）下列关于钠及其化合物的说法正确的是
A．少量钠保存在酒精里 B．钠及其化合物灼烧时会使火焰呈黄色
C．热稳定性： NaHCO3>Na2CO3 D．氢氧化钠可以用于治疗胃酸过多
3．（2023春·上海徐汇·高一上海市第四中学校考期中）①用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3固体；②用观察法区别Na2O和Na2O2；③用稀盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。上列实验能成功的是
A．①②③ B．①② C．②③ D．①③
4．（2022秋·广东广州·高一铁一中学校考期中）下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质，叙述错误的是
A．鉴别Na2CO3和NaHCO3可以用BaCl2溶液，不可用Ba(OH)2溶液
B．向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2，有晶体析出
C．小苏打可以用于泡沫灭火器的反应物质
D．除去NaHCO3溶液并混有的少量Na2CO3，用加热法
5．（2023秋·江苏淮安·高一统考期末）下列离子方程式书写正确的是
A．过氧化钠与水反应：
B．铜与浓硫酸加热反应：
C．碳酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液混合：
D．稀硫酸和氢氧化钡溶液反应：
6．（2022秋·广东广州·高一广州市第七中学校考期中）实验室利用下列反应装置模拟侯氏制碱法制备，反应原理为：，下列说法错误的是

A．通过活塞K可控制的流速
B．装置b、d依次盛装饱和溶液、稀硫酸
C．装置c中含氨的饱和食盐水提高了吸收效率
D．反应后将装置c中的锥形瓶浸入冷水充分冷却，过滤得到晶体
7．（2023春·上海宝山·高一上海市吴淞中学校考阶段练习）下列有关于与说法错误的个数有
①与长期置于空气中，最终产物相同
②等物质的量的与固体含有离子数目比为3∶4
③与少量反应制得，与过量反应制得
④两者都能与酸反应生成盐和水，都属于碱性氧化物
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
8．（2023春·上海宝山·高一上海市吴淞中学校考阶段练习）现有由中的某几种组成的混合物，向其中加入足量的盐酸有气体放出，将气体通过足量的溶液，气体体积有所减少；将上述混合物在空气中加热，有气体放出。下列判断正确的是
A．混合物中一定不含
B．混合物中一定含有
C．无法确定混合物中是否含有
D．混合物中一定不含
9．（2022秋·云南丽江·高一统考期末）钠元素广泛存在于自然界，中国科学技术大学的钱逸泰教授等以CCl4和金属钠为原料，在700℃时制造出纳米级金刚石粉末。该成果发表在世界权威的科学杂志上，立刻被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。下列有关钠及其化合物的说法错误的是
A．“稻草变黄金”的过程中元素种类没有改变
B．钠元素在自然界中只有化合态
C．等量的钠和足量的氧气反应时，无论生成Na2O还是Na2O2，失去的电子一样多
D．可以用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3两种溶液
10．（2023春·河南濮阳·高一濮阳一高校考期中）下列实验设计，不能达到实验目的的是
A
B
C
D
观察钾元素的焰色
比较和的稳定性
检验与反应有生成
比较和与等浓度盐酸反应的快慢

11．（2022秋·山东东营·高一利津县高级中学校考阶段练习）对陈述I、II的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是
选项
陈述I
陈述II
判断
A
小苏打可用于治疗胃病
NaHCO3可与盐酸反应
I对；II对；有关系
B
滴有酚酞溶液的水溶液中加Na2O2，溶液变红
Na2O2与水反应生成氢氧化钠
I对；II错；无关系
C
金属钠能与水反应
高压钠灯可发出透雾性强的黄光
I对；II对；有关系
D
过氧化钠可用作航天员的供氧剂
Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2
I对；II对；无关系
12．（2023秋·浙江温州·高一统考期末）为除去括号内少量的杂质，所用的试剂或方法正确的是
A．CO2(HCl)：饱和碳酸钠溶液，洗气 B．CO2(CO)：氧气，点燃
C．NaHCO3粉末(Na2CO3)：加热 D．Cu粉(Fe)：盐酸，过滤
13．（2023秋·广东肇庆·高一统考期末）燃放烟花是中华民族庆祝春节的传统方式，烟花绽放时能释放五光十色的光芒。下列关于烟花燃放的化学原理说法错误的是
A．燃放时发生了氧化还原反应
B．发出黄色光芒，可见烟花中含有钠元素
C．未能观察到紫色光芒，可见烟花中不含钾元素
D．很多金属在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色
14．（2023春·上海徐汇·高一上海市第二中学校考期中）实验室中有一份白色固体，可能是 Na2CO3 或 NaHCO3 中的一种，以下可以用来鉴别是何种成分的方法有
A．取样配成溶液，与稀盐酸“互滴” B．取样配置成溶液，加澄清石灰水
C．取样配置成饱和溶液，通入 CO2 D．取样，于坩埚中灼烧，称量前后质量
15．（2023秋·北京怀柔·高一统考期末）A、B、C、D是钠及其重要化合物，有着非常广泛的用途，已知B是常见的供氧剂。其相互转化关系如图所示(部分条件省略)，回答下列问题：

(1)已知B为淡黄色粉末，则B为_______
(2)写出B→C的化学方程式：_______
(3)写出D→C的化学方程式：_______
(4)若A为金属钠，46 g A完全转化成D(涉及的其它反应物均足量)，生成D的质量为_______g。
16．（2022秋·陕西咸阳·高一校考期中）探究钠及其化合物的性质，请按要求填空：
(1)、、、久置空气中最终都是变为_______(填化学式)；
(2)投入溶液中发生反应的化学方程式有_______，_______。
(3)某课外活动小组设计以下装置进行实验：按如图所示装置进行实验，填写相关内容：

①B中浓硫酸的作用是_______。
②C中发生反应的化学方程式为_______。
③D中的现象是_______。
(4)用如下图所示装置制取纯净的。

①若是一种淡黄色固体，则烧瓶中发生反应的化学方程式是_______。
②洗气瓶(广口瓶)中装的试剂是_____，其作用是_____。所制得的气体用_____法收集。
17．（2022秋·广东河源·高一校考阶段练习）某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如Ⅰ~Ⅳ所示(部分夹持装置已略去)

(1)图Ⅰ、Ⅱ所示实验中能够达到实验目的的是 _______(填序号)。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为_______。
(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是_______ (填化学式)。
(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应。当碳酸氢钠与氢氧化钙的物质的量之比为2：1时，所得溶液中溶质的化学式为_______，请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子_______
18．（2022秋·四川泸州·高一校考阶段练习）某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。回答下列问题：
(1)选用如图所示装置及药品制取CO2.打开弹簧夹，制取CO2.为了得到干燥、纯净的CO2，产生的气流应依次通过盛有___________、___________的洗气瓶(填试剂名称)。不能用稀硫酸代替稀盐酸，其原因是___________。

(2)金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表：
步骤
现象
将一小块金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入盛有CO2的集气瓶中。充分反应，放置冷却
产生大量白烟，集气瓶底部有黑色固体产生，瓶壁上有白色物质产生
在集气瓶中加入适量蒸馏水，振荡、过滤
滤纸上留下黑色固体，滤液为无色溶液
①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分，取适量滤液于2支试管中，向一支试管中滴加1滴酚酞溶液，溶液变红；向第二支试管中滴加澄清石灰水，溶液变浑浊。据此推断，白色物质的主要成分是___________(填标号)。
A．Na2OB．Na2O2C．NaOHD．Na2CO3
②经检验黑色固体是单质碳，则本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为___________。