高中化学人教版 (新课标)必修1第三章 金属及其化合物第二节 几种重要的金属化合物教案及反思

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第二节　几种重要的金属化合物课时1　钠的重要化合物目标与素养：1.了解氧化钠、过氧化钠的主要性质和用途。(宏观辨识与变化观念)2.掌握Na2CO3、NaHCO3的主要性质和用途。(宏观辨识与变化观念)3.了解焰色反应的概念及应用。(宏观辨识)一、钠的氧化物Na2O为白色固体，Na2O2为淡黄色固体。1．Na2O的主要性质氧化钠是碱性氧化物，能与水、酸性氧化物、酸等发生反应。写出下列反应方程式：(1)与水反应：Na2O＋H2O===2NaOH；(2)与酸性氧化物(如CO2)反应：Na2O＋CO2===Na2CO3；(3)与酸(如HCl)反应：Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O。2．过氧化钠的性质实验操作实验现象实验结论①试管发烫，带火星的木条复燃；②滴加酚酞后溶液先红，然后褪色Na2O2与水反应生成O2，中间产物具有漂白性写出下列反应方程式：(1)与H2O反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；(2)与CO2反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。微点拨：氧化钠与过氧化钠的比较名称氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2氧的价态－2－1颜色状态白色固体淡黄色固体化学性质相同点都能与水反应生成氢氧化钠，都能与CO2反应生成Na2CO3不同点过氧化钠与水、二氧化碳反应有氧气产生，具有强氧化性，而Na2O不具有强氧化性二、碳酸钠和碳酸氢钠1．主要性质(1)物理性质名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱、苏打小苏打色态白色粉末细小白色晶体溶解性水中易溶水中易溶，但比Na2CO3溶解度小(2)化学性质①热稳定性a．Na2CO3较稳定，受热难分解，但碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O)易风化(x≤10)。b．NaHCO3不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。②与酸(足量盐酸)反应(写化学方程式，后同)a．Na2CO3：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O。b．NaHCO3：NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O。③与碱(氢氧化钠)反应a．Na2CO3与NaOH不反应。b．NaHCO3：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。2．用途(1)碳酸钠：重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油等方面有广泛的应用。(2)碳酸氢钠：是发酵粉的主要成分，可以做治疗胃酸过多的药剂。三、焰色反应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特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应。2．操作步骤(1)洗：将铂丝(或光洁无锈的铁丝)用盐酸洗净。(2)烧：将洗净的铂丝(或铁丝)在火焰上灼烧至与原火焰颜色相同。(3)蘸：蘸取试样。(4)烧：在无色的火焰上灼烧，并观察火焰颜色。(5)洗：再用盐酸洗净铂丝(或铁丝)。(6)烧：在无色的火焰上烧至无色。3．常见元素的焰色反应钠——黄色，钾——紫色。微点拨：观钾的焰色反应时，要透过蓝色钴玻璃观察，避免钠的黄色光干扰。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)Na2O2属于金属氧化物，也属于碱性氧化物。 (　　)(2)Na2O与Na2O2的阴、阳离子个数比均为1∶2。 (　　)(3)Na2CO3、NaOH、Na2O的焰色反应均为黄色。 (　　)(4)Na2CO3、NaHCO3的水溶液中加CaCl2溶液均有白色沉淀CaCO3生成。  (　　)[答案]　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×2．下列说法正确的是  (　　)A．焰色反应为黄色，说明该物质中肯定含有钠元素B．某物质的焰色反应不显紫色(未透过蓝色钴玻璃)，说明该物质中肯定没有钾元素C．焰色反应不能用于物质的鉴别D．焰色反应是化学变化A　[焰色反应是物理变化；焰色反应时，钠元素的黄光会干扰钾的紫光，可用蓝色钴玻璃滤去钠的黄光；焰色反应常被用于物质的鉴别。]3．写出下列反应的化学方程式：(1)Na2O2溶于水                                   。(2)Na2CO3与稀盐酸反应                            。(3)Na2CO3溶液与BaCl2溶液反应                        。(4)NaHCO3受热分解                            。[答案]　(1)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑(2)Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O(3)Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl(4)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2ONa2O2与CO2、H2O反应及其定量关系1.过氧化钠的四点注意(1)Na2O2不是碱性氧化物，因其与酸(盐酸、稀硫酸等)反应时除生成盐和水外，还生成O2，不符合碱性氧化物的概念。(2)Na2O2具有强氧化性，能氧化S2－、SO2、SO、Fe2＋、酸碱指示剂等。(3)Na2O2的水溶液具有漂白性，因此Na2O2的水溶液能氧化有色物质而使之褪色，能漂白品红溶液、酸碱指示剂、有色布条等。(4)Na2O2与水的反应可分为两个过程：①Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2；②2H2O2===2H2O＋O2↑。所以Na2O2与H2O反应时，Na2O2既是氧化剂又是还原剂。反应过程中有H2O2生成，H2O2有强氧化性，故向反应后的水溶液中滴加酚酞试液时，溶液先变红后褪色。2．Na2O2与CO2、H2O反应的定量关系(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的物质的量与CO2或H2O的物质的量之比均为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。(3)固体质量关系相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”、H2O中的“H2”；可以看作发生相应的反应Na2O2＋CO===Na2CO3，Na2O2＋H2===2NaOH(实际上该反应不能发生)。(4)先后顺序关系一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应，可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O(g)发生反应。【典例】　1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是(　　)A．Na2CO3　　　　　　 B．Na2O2、Na2CO3C．NaOH、Na2CO3   D．Na2O2、NaOH、Na2CO3A　[Na2O2与NaHCO3的混合物受热分解时，首先是NaHCO3分解：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑2 mol         1 mol     1 mol  1 mol生成的1  mol CO2先与1 mol Na2O2反应生成Na2CO3，而1 mol H2O就不能反应。]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Na2OB．Na2O2与水的反应中，Na2O2只作氧化剂C．1 mol CO2和H2O(g)的混合气体通入足量Na2O2充分反应生成1 mol O2D．Na2O2与CO2或H2O反应，1 mol Na2O2参加反应，转移1 mol电子D　[Na2O2久置于空气中生成Na2CO3，A错；Na2O2与H2O反应，Na2O2既作氧化剂又作还原剂，B错；Na2O2与CO2或H2O(g)反应生成O2的物质的量是CO2或H2O(g)的，C错。]2．CO和H2的混合气体共3 g，与足量的过氧化钠置于密闭容器中，通入足量氧气用电火花点燃，则固体的质量增加了  (　　)A．3 g　　　 B．3.2 g　　　C．4.4 g　   D．5.6 gA　[CO、H2分别与O2反应生成CO2和H2O，CO2和H2O再与Na2O2反应，写出反应的化学方程式，然后把方程式叠加到一起来观察，很容易得出结论。] Na2CO3、NaHCO3的性质及其鉴别1.Na2CO3与盐酸反应(1)向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量)2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O。(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(开始时酸不足)HCl＋Na2CO3===NaCl＋NaHCO3；HCl＋NaHCO3===NaCl＋CO2↑＋H2O。结论：不同的滴加顺序产生不同的现象，这也是不用其他试剂就可鉴别Na2CO3溶液和盐酸的原理。2．碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较(1)两点相似①均能与酸反应生成CO2气体；②均能与澄清石灰水反应生成CaCO3白色沉淀。(2)五点不同①在水中的溶解度不同：Na2CO3＞NaHCO3；②与酸反应的速率不同：NaHCO3＞Na2CO3；③热稳定性不同：Na2CO3＞NaHCO3；④与CaCl2溶液反应的现象不同：Na2CO3有白色沉淀生成，NaHCO3无变化。⑤溶液中逐滴加酸：NaHCO3开始就有气体，Na2CO3开始无气体。3．碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法4．Na2CO3与NaHCO3的分离与提纯混合物(括号内的为杂质)除杂方法及试剂Na2CO3固体(NaHCO3)加热NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2气体Na2CO3溶液(NaHCO3)加入适量NaOH溶液3．下列说法不正确的是(　　)A．相同条件下，Na2CO3比NaHCO3的溶解度大B．Na2CO3中含NaHCO3，可通过加热除去NaHCO3C．向Na2CO3和NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，现象不同D．物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应得CO2的物质的量之比为2∶1D　[D项中生成的CO2的物质的量相同。]4．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，该班同学踊跃提出看法，其中不合理的是 (　　)①用干燥的pH试纸检验，pH大的是Na2CO3②取等量的溶液于两支试管中，各滴入酚酞溶液，红色较深的是Na2CO3③取等量的溶液于两支试管中，加热，有气泡产生的是NaHCO3④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NaHCO3⑤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Na2CO3⑥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Na2CO3A．①②　　　　　　　 B．③⑥C．④⑤   D．②⑤  B　[③中因为NaHCO3溶液受热时NaHCO3不分解，只有NaHCO3固体受热才分解；⑥中分别向两支试管中滴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。]系列微专题3：Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像问题1．Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(图1)　(Oa＝ab)图1　　　　有关离子方程式Oa段：CO＋H＋===HCO；ab段：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。2．NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸(图2)图2离子方程式：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。3．等物质的量Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸(图3)　(Oa＝ab)图3　　　　　有关离子方程式Oa段：CO＋H＋===HCO；ab段：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。4．等物质的量NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸(图4)　(Oa＝2ab)图4　　　　　有关离子方程式Oa段：OH－＋H＋===H2O，CO＋H＋===HCO；ab段：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。1．将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是(　　)A　　　　　　　　　　　BC　　　　　　　　　　　DC　[NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，0.01 mol　0.01 molNa2CO3＋　HCl　===NaHCO3＋NaCl，0．01 mol　0.01 mol　0.01 molNaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O。]0．01 mol　0.01 mol　　　0.01 mol2．向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体，再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图所示(忽略CO2的溶解和HCl的挥发)：则下列分析都正确的组合是(　　)①Ⅰ图对应溶液中的溶质为NaHCO3②Ⅱ图对应溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3，且二者的物质的量之比为1∶1③Ⅲ图对应溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3，且二者的物质的量之比为1∶1④Ⅳ图对应溶液中的溶质为Na2CO3A．①②　　　　　　 B．①③C．②④   D．②③A　[Ⅲ图对应溶液中的溶质为Na2CO3，Ⅳ图对应溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH，且物质的量之比为1∶1。]1．下列关于钠的化合物的叙述中，错误的是  (　　)A．氧化钠是一种白色固体B．过氧化钠与水反应放出氢气C．烧碱和纯碱进行焰色反应，火焰都呈黄色D．过氧化钠在呼吸面具中作为氧气的来源B　[Na2O2与H2O反应放出O2。]2．下列反应的离子方程式错误的是(　　)A．碳酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液混合：HCO＋OH－===CO＋H2OB．碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合：HCO＋OH－===CO＋H2OC．碳酸钠溶液与澄清石灰水混合：Ca2＋＋CO===CaCO3↓D．碳酸钠溶液与氯化钡溶液混合：Ba2＋＋CO===BaCO3↓B　[碳酸氢钠溶液与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水，与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水；碳酸钠溶液与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，碳酸钠溶液与氯化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠。]3．如右图装置，试管中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒。U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中，将发现的现象是(　　)A．U形管内红水褪色　　 B．试管内溶液变红C．气球a被吹大   D．U形管水位：d＜cC　[由于发生反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，产生O2使气球膨胀，该反应放出大量热量，使广口瓶中的空气受热膨胀而出现U形管中的水位：d＞c。]4．A、B、C、D、F五种物质的焰色反应均为黄色，A、B、C、D与盐酸反应均生成E，此外B还生成一种可燃性气体。而C、D还生成一种无色无味气体H，该气体能使澄清石灰水变浑浊。D和A可反应生成C，F和H也可反应生成C和另一种无色无味气体。请回答下列问题：(1)写出A、C、F的化学式：A        ；C        ；F        。(2)写出F和H反应的化学方程式：                     。(3)写出下列反应的离子方程式：①D＋盐酸                                       ；②B＋水                                          。[解析]　根据题意可推知：A为NaOH，B为Na，C为Na2CO3，D为NaHCO3，E为NaCl，F为Na2O2，H为CO2。[答案]　(1)NaOH　Na2CO3　Na2O2(2)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2(3)①HCO＋H＋===H2O＋CO2↑②2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑