资源简介

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第二章　
海水中的重要元素
——钠和氯
第一节　
钠及其化合物
第1课时　
钠及其氧化物
01
02
04
03
备课教学指导
课前自主学习
课堂学业达标
课堂合作探究
课程标准 素养目标
1.了解钠的物理性质,掌握钠与氧气、钠与水的反应,知道反应现象并会解释现象产生的原因。 2.了解氧化钠、过氧化钠的主要性质和用途。 1.通过钠与氧气的反应,知道反应条件不同,产物不同。(变化观念与平衡思想)
2.能从物质的组成与价态视角预测钠及其氧化物的性质,并能设计实验进行探究。(科学探究与创新意识)
01
备课教学指导
【教学建议】
1.钠的性质
可引导学生回忆初中化学中金属的化学性质和金属活动性顺序的有关知识,让学生了解钠是一种化学性质比较活泼的金属,然后引入新课。
做好实验是学习化学的重要途径。在教学中应该尽可能让学生动手完成钠的性质的相关实验,让学生感受到活泼金属的一些反应原来如此精彩,与我们熟悉的铁、铜的化学性质差别如此之大,从而增强学生希望了解更多金属知识的迫切感,教师在尽可能让学生动手完成这些实验的同时,要强调实验安全。
2.氧化钠和过氧化钠
对于钠的氧化物的性质,不是把知识直接教给学生,而是引导学生以活动的形式获得。引导学生提出设计方案,通过观察、讨论、思考得出结论。这样通过科学探究,学生不仅学到了知识、培养了学习能力,同时还能帮助学生树立“结论来自实验”的观点。
对于氧化钠与过氧化钠在化学性质上的区别,可结合学生在上单元所学氧化还原反应的知识,引导学生分析氧化钠与过氧化钠中氧元素化合价的不同导致了其化学性质的不同,培养学生形成“结构决定性质”的核心素养。
对氧化钠与过氧化钠的组成,可以在离子的基础上适当补充讲解,但不可太深,更不可涉及电子式等知识。
【情境导引】
模式一:
不用火柴或打火机能不能点燃酒精灯 为此,兴趣小组的同学们做了“滴水点灯”的趣味实验,具体操作如下:打开酒精灯灯帽,将过氧化钠(Na2O2)粉末小心地撒在灯芯上,然后用玻璃棒蘸取少量水滴加在灯芯上,一会儿,酒精灯就被点燃。
【思考】
(1)酒精燃烧需要什么条件
(2)为什么水能点燃酒精灯
提示:酒精燃烧需要充足的氧气及温度达到其自身的着火点。过氧化钠与水反应放出大量的热量,使温度达到了酒精的着火点。
模式二:
在师生联谊晚会上,化学兴趣小组表演了“吹气生火”的魔术。用棉花将一种淡黄色的固体包裹其中,将一根长玻璃管插入棉花团中吹气,稍后棉花团剧烈燃烧起来。
【思考】
(1)嘴中呼出的气体是不会使棉花燃烧的,
为什么对着棉花吹气就能使其燃烧
(2)试说明棉花中包裹的淡黄色固体是什么
提示:棉花中包裹的淡黄色固体是过氧化钠,遇到吹来的空气时,与其中的水蒸气和二氧化碳反应,产生氧气并释放大量热量,从而引燃棉花。
02
课前自主学习
学习任务一　钠的性质
任务驱动:铁常温下生锈生成氧化铁,在氧气中燃烧生成四氧化三铁,条件不同,反应产物不同。金属钠与氧气反应会因反应条件不同生成不同产物吗
1.钠的物理性质:钠是_______固体、质软、硬度___、熔点低。
2.钠与氧气的反应方程式
(1)常温下:_________________。
(2)加热或点燃时:______________。
银白色
小
4Na+O2===2Na2O
2Na+O2 Na2O2
3.钠与水的反应
实验操作 实验现象 结论或解释
钠___在水面上 钠的密度比水___
钠___成小球 钠熔点_____,且反应放热
小球在水面上迅速游动,逐渐变小,最后消失 反应产生的_____推动小球运动
发出“嘶嘶”声 钠与水_____反应,反应放热并生成
气体
反应后溶液的颜色逐渐变___ 有_______生成
化学方程式 _________________________
离子方程式 ____________________________
浮
小
熔
较低
气体
剧烈
红
NaOH
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
学习任务二　钠的氧化物
任务驱动:氧化物根据性质分为酸性氧化物、碱性氧化物与过氧化物等。钠的氧化物有氧化钠与过氧化钠,它们属于酸性氧化物、碱性氧化物还是过氧化物
1.氧化钠的性质
氧化钠属于_____氧化物,具有碱性氧化物的通性。
写出下列反应的化学方程式:
(1)与水反应:_____________________;
(2)与酸性氧化物(如CO2)反应:_____________________;
(3)与酸(如HCl)反应:_________________________。
碱性
Na2O+H2O===2NaOH
Na2O+CO2===Na2CO3
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2.过氧化钠的性质
写出下列反应的化学方程式:
(1)与H2O反应:____________________________;
(2)与CO2反应:____________________________。
实验操作 实验现象 实验结论
①试管发烫,带火星的木条 _____; ②滴加酚酞后溶液先 _____,然后_____ Na2O2与水反应生成___,
中间产物具有漂白性
复燃
变红
褪色
O2
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
【理解辨析】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)钠在与水反应时,只能作还原剂。( )
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。
(2)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。
(3)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。
√
×
×
(4)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。
(5)Na2O与Na2O2中氧的化合价分别为-2价和-1价。( )
提示:钠的化合价是+1价,故Na2O与Na2O2中氧的化合价分别为-2价和-1价。
(6)Na2O与Na2O2和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,不属于化合反应。
×
√
×
03
课堂合作探究
探究任务一　钠的性质
【生活情境】
海洋是一个巨大的化学资源宝库,含有80多种元素,钠既是其中含量较高的元素,也是典型的金属元素。钠元素在自然界中都以化合物的形式存在,如
NaCl、Na2CO3 、Na2SO4等。要获取游离态的钠则需要通过化学反应。那么游离态的钠有哪些性质呢
【问题探究】
1.在实验室中应怎样保存金属钠
提示:因为钠易与空气中的氧气发生反应,所以必须隔绝空气保存;又因为钠不与煤油反应,且钠的密度比石蜡油、煤油的大,所以可以把钠保存在石蜡油或煤油中。
2.钠等活泼金属着火时如何灭火 为什么不能用H2O灭火
提示:需用干燥的沙土灭火。钠与H2O反应生成可燃性气体H2,易燃烧和爆炸。
3.将一块钠投入少量的盐酸中,发生哪些反应 写出反应的离子方程式。
提示:钠先与盐酸反应,过量的钠再与水反应。反应的离子方程式分别为2Na+2H+===2Na++H2↑;2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
4.把一小块钠投入CuSO4溶液中,可观察到哪些现象 写出反应的化学方程式。
提示:观察到钠浮在液面上,熔化成一个闪亮的小球到处游动,有蓝色沉淀生成。反应的化学方程式为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4。合并后可得2Na+2H2O+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑。
【探究总结】
1.与酸溶液反应(以盐酸为例)
2.与碱溶液反应
其实质是钠与水的反应,如钠与氢氧化钠溶液的反应。
3.与盐溶液反应
【易错提醒】(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。不要认为盐溶液不能与氢氧化钠反应,就不能与钠反应。
【典例示范】
【典例】将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,有气体放出且溶液质量减轻的是(　　)
A.HCl B.NaOH C.K2SO4 D.CuSO4
【解析】选D。将少量钠分别投入足量题述四种物质的水溶液中,均有H2产生,故都满足第一个条件“有气体放出”,而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中只有H2放出,故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀:
2Na+CuSO4+2H2O===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑,故反应后溶液质量减轻。
√
【延伸探究】(1)若题干不变,将C项改成“饱和K2SO4溶液”是否可选
　　　　　(填“是”或“否”),原因是什么
提示:是。若C项改成“饱和K2SO4溶液”,由于Na与水反应会消耗水,故K2SO4会析出,溶液质量会减轻。
(2)若将题干中的“且溶液质量减轻”改成“且有沉淀生成”,答案应选哪项
提示:D。D中Na与水反应生成的NaOH会与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀。
【探究训练】
1.(双选)在烧杯中加入一些水,滴入几滴无色酚酞溶液,然后把一块绿豆大小的钠放入水中(如图所示)。下列说法正确的是(　　)
A.钠与水发生剧烈反应,放出热量
B.烧杯中液体颜色由无色变为蓝色
C.绿豆大小的钠沉至烧杯底部
D.产生一种可燃性的气体
【解析】选A、D。钠与水发生剧烈反应,放出热量,A正确;钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,烧杯中液体颜色由无色变为红色,B错误;钠的密度小于水,钠浮在水面上,C错误;钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,氢气是可燃性的气体,D正确。
√
√
2.如图所示,在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔成小球,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与其接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。下列说法错误的是 (　　)
A.钠受热易熔成小球说明其熔点低
B.钠与CuSO4粉末反应时放出大量热
C.一定条件下,Na可与CuSO4反应生成Cu
D.将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液,反应现象
相同
√
【解析】选D。A.钠的熔点低,所以钠受热易熔成小球,故A正确;B.用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔融的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,说明钠与CuSO4粉末反应时放出大量热,故B正确;C.用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔融的钠接触,有红色物质生成,Na可与CuSO4反应生成Cu,故C正确;D.将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液,钠先和水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再和硫酸铜反应生成蓝色氢氧化铜沉淀,反应现象不相同,故D错误。
3.(2025·韶关高一检测)根据你对金属钠性质的了解,回答下列问题:
(1)关于钠的叙述正确的是　　　　(填字母,下同)。
A.钠是银白色金属,硬度很大
B.将金属钠放在陶土网上,用酒精灯加热后金属钠剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成过氧化钠
C.实验时用剩的钠块不能放回原试剂瓶
D.金属钠的熔点很高
(2)将一小块钠投入下列溶液中,既能产生气体又会出现白色沉淀的是　　　　。
A.稀硫酸　　　　 　B.硫酸铜溶液
C.氢氧化钠稀溶液 D.氯化镁溶液
(3)某课外活动小组为了检验钠与水反应的产
物,设计如图所示装置(夹持装置省略)。首先
在U形管内加入少量煤油和几小块钠,再从U
形管左端加入水(含有酚酞),赶出空气,一段
时间后加热铜丝。
①金属钠的变化:与水剧烈反应,在水和煤油的交界处上下浮动并逐渐变小。写出反应的离子方程式: 　　　　　　　　　　。
②U形管中溶液的颜色变化: 　　　　　　　　　　,
说明有　　　　　　生成。
③铜丝的变化:　　　　　　　　　　,说明钠和水反应有H2生成。
④若a g钠与b mL水完全反应,则所得溶液中溶质的质量分数是　　　　　。
【解析】(1)钠的硬度小,故A错误;钠在氧气中燃烧,火焰呈黄色,生成过氧化钠,故B正确;实验时用剩的钠可以放回原试剂瓶,故C错误;金属钠的熔点低,故D错误。
(2)Na与稀硫酸反应生成H2,无沉淀生成,故A错误;Na与H2O反应生成的NaOH能继续与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,故B错误;Na只与水反应产生H2,故C错误;Na与H2O反应生成的NaOH能继续与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀,故D正确。
(3)由于钠的熔点低且密度小于水、大于煤油,故钠位于水和煤油的交界处,与水发生反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,所以,其离子方程式为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑,
U形管从右到左,逐渐由无色变为红色,生成的H2与CuO发生反应:H2+CuO===Cu+H2O,
所以铜丝由黑色变为红色。
钠与水反应得到NaOH溶液,则:
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2×23 2×40 2
a g g g
则w(NaOH)=×100%=×100%。
答案:(1)B　(2)D
(3)①2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
②从右到左,逐渐由无色变为红色　NaOH
③由黑色变为红色　④×100%
探究任务二　氧化钠和过氧化钠
【科技情境】
过氧化钠能与CO2作用,放出O2。利用这个性质,可将过氧化钠用在矿山、坑道、潜水或宇宙飞船等缺氧的场合,将人们呼出的CO2再转换成O2,以供呼吸之用。
【问题探究】
1.结合Na2O2的性质思考实验室中应该如何保存Na2O2
提示:Na2O2能够与空气中的CO2和H2O反应,应该密封保存。
2.现有两包淡黄色粉末,分别是硫粉和过氧化钠,请思考用怎样的方法可将二者鉴别。
提示:可利用过氧化钠易与水反应生成氧气,而硫粉与水不容易反应的性质。分别取少量粉末,滴加少量蒸馏水,观察。有气体产生的是过氧化钠。
3.取一团蓬松的脱脂棉,里面包有Na2O2粉末,通过一玻璃导管向脱脂棉里吹气,不一会儿脱脂棉剧烈燃烧起来。请根据有关原理加以解释。
提示:①Na2O2和呼出的CO2反应是放热反应;
②2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,产生了可以助燃的氧气;
③脱脂棉是易燃物,当温度达到脱脂棉着火点的时候,又有充分的氧气,故脱脂棉就会燃烧。
4.Na2O2与CO2、H2O反应的量的关系:
2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2　 ①
2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑　 ②
分析上述化学方程式,探究下列问题:
(1)反应①和②中Na2O2的作用是_____________________,生成一个
氧分子转移的电子数为2。
提示:反应①和②均是氧化还原反应,在Na2O2与CO2或H2O的反应中,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,每生成一个氧气分子转移电子数为2个。
既作氧化剂又作还原剂
(2)反应①中反应前后固体的质量如何变化 改变的质量与反应物CO2有何关系
提示:
2Na2O2　+　2CO2===2Na2CO3+O2　Δm(固体)
2×78 g 2×106 g 56 g
则发生反应①时,固体增加的质量等于参加反应的二氧化碳的质量减去生成氧气的质量。
(3)反应②中反应前后固体的质量如何变化 改变的质量与反应物H2O有何关系
提示:
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑　Δm(固体)
2×78 g 4×40 g 4 g
则发生反应②时,固体增加的质量等于参加反应的水的质量减去生成氧气的质量。
【探究总结】
1.Na2O与Na2O2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+O2 2Na2O2 相对稳定
构成离子 Na+与O2- Na+与
碱性氧化物 是 不是
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.掌握过氧化钠的三个注意点
(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、S、Fe2+、酸碱指示剂等。
(3)Na2O2具有漂白性,原因是Na2O2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。
3.Na2O2与H2O的反应过程分析
Na2O2与水的反应可分为两个过程:
①Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2
②2H2O2===2H2O+O2↑
可以理解为Na2O2先与水发生反应,生成H2O2和NaOH,然后H2O2在碱的催化下生成O2。
4.Na2O2与H2O、CO2的反应三大关系
(1)固体质量的关系
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(实际上这两个反应都不能发生)。
(2)电子转移关系
不论是与CO2还是与H2O反应,CO2与H2O均既不是氧化剂也不是还原剂,反应的实质都是Na2O2自身发生的氧化还原反应,所以有1个氧分子生成时,转移的电子数均为2个。
(3)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。
【典例示范】
【典例】
如图装置,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,将发生的现象是(　　)
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【解析】选C。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,使广口瓶中空气受热膨胀而出现U形管中水位d>c。
√
【延伸探究】(1)将一定量的Na2O、Na2O2分别加入滴有酚酞的水中,二者现象是否相同
提示:不同。Na2O2加入滴有酚酞溶液的水中观察到有气体生成,溶液先变为红色后褪色;而Na2O加入滴有酚酞溶液的水中只观察到溶液变为红色。
(2)白色的Na2O粉末中若混有少量的Na2O2,如何进行检验
提示:取少量白色粉末于试管中,滴加少量水,若有气体生成,则说明含有Na2O2。
【探究训练】
1.(双选)钠的常见氧化物有Na2O、Na2O2。其中Na2O2具有强氧化性,可用作漂白剂。下列有关说法正确的是(　　)
A.Na2O2遇到湿润的紫色石蕊试纸后,石蕊试纸最终变成蓝色
B.Na2O2与Na2O中阳、阴离子的个数比均为2∶1
C.将Na2O2投入CuCl2溶液中有蓝色沉淀及气泡产生
D.可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
√
√
【解析】选B、C。Na2O2溶于水生成氢氧化钠和氧气,遇到湿润的紫色石蕊试纸后,石蕊试纸先变蓝色,最终变成无色,A错误;Na2O2中阳离子是钠离子,阴离子是,Na2O中阳离子是钠离子,阴离子是O2-,其中阳、阴离子的个数比均为2∶1,B正确;Na2O2溶于水生成氢氧化钠和氧气,将Na2O2投入CuCl2溶液中有蓝色氢氧化铜沉淀及气泡产生,C正确;氧化钠在加热的条件下和氧气化合生成过氧化钠,氧化钠、过氧化钠都能与二氧化碳反应,不能利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2,D错误。
2.下列叙述中正确的有几个(　　)
①Na2O与Na2O2都能与水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
②Na2O2的漂白原理与活性炭的漂白原理相同
③钠在常温下不容易被氧化
④Na2O2可作供氧剂,而Na2O不可以
⑤石蕊溶液中加入Na2O2粉末,先变蓝后褪色,并有气泡生成
A.1　　　B.2　　　C.3　　　D.4
√
【解析】选B。①Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,不是碱性氧化物,①不正确;②Na2O2具有氧化性,所以有漂白性,活性炭是吸附作用而漂白,②不正确;③钠非常活泼,在常温下易与空气中的氧气反应,③不正确;④Na2O2能与二氧化碳和水反应生成氧气,可作供氧剂,而Na2O不可以,④正确;⑤Na2O2先与水反应生成氢氧化钠和过氧化氢,石蕊遇碱,溶液变蓝,后因为过氧化氢有一定的漂白性,溶液褪色,且过氧化氢分解产生气泡,所以先变蓝后褪色,并有气泡生成,⑤正确;综上,④⑤正确。
3.(2025·内江高一检测)下列说法错误的是(　　)
A.Na2O和Na2O2中阳离子、阴离子个数比都为2∶1
B.等质量的Na2O和Na2O2投入等质量且足量的水中充分反应后所得溶液的溶质质量分数相等
C.Na2O和Na2O2长期露置于空气中最终所得固体产物相同
D.1个Na2O2分别与足量的H2O和CO2充分反应生成O2时,转移的电子数都为1个
√
【解析】选B。Na2O2由Na+、构成,Na2O和Na2O2中阳离子、阴离子个数比都为2∶1,故A正确;Na2O和Na2O2分别与水反应的方程式为Na2O+H2O===2NaOH、
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,62 g Na2O放入水中生成80 g氢氧化钠,溶液质量增加62 g;78 g Na2O2放入水中生成80 g氢氧化钠,放出16 g氧气,溶液质量增加62 g,所以等质量的Na2O和Na2O2投入等质量且足量的水中充分反应后所得溶液的溶质质量分数不相等,故B错误;Na2O和Na2O2长期露置于空气中最终所得固体产物都是碳酸钠,故C正确;1个Na2O2分别与足量的H2O和CO2充分反应,两个反应中过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,过氧化钠中氧元素化合价由-1升高为0、由-1降低为-2,生成O2时转移的电子数都为1个,故D正确。
04
课堂学业达标
1.下列关于金属钠的叙述错误的是(　　)
A.金属钠着火时,可以用灭火剂或干砂灭火
B.金属钠投入水熔化成小球的原因是反应放热且钠熔点低
C.实验后剩余的钠粒,需要放回原试剂瓶中
D.将一小块钠投入硫酸铜溶液时,产生无色气泡并置换出红色金属固体
【解析】选D。钠与水反应生成氢气,钠燃烧生成的过氧化钠与二氧化碳和水反应都生成氧气,所以钠着火不能用水和二氧化碳灭火,可以用灭火剂或干砂隔绝空气灭火,故A正确;钠与水反应放热且熔点低,所以钠与水熔成闪亮小球,故B正确;因钠活泼,易与水、氧气反应,如在实验室随意丢弃,可引起火灾,且钠表面有煤油隔绝空气,不会变质,所以实验时剩余的钠粒可放回原试剂瓶中,故C正确;钠与硫酸铜溶液反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀和氢气,得不到铜,故D错误。
√
2.下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是(　　)
A.都具有漂白性
B.都可做供氧剂
C.都为淡黄色固体
D.与水反应后的溶液均呈碱性
【解析】选D。A.只有过氧化钠具有漂白性,氧化钠不具有漂白性,故A错误;B.只有过氧化钠与水、二氧化碳反应能生成氧气,可做供氧剂,故B错误;C.过氧化钠为淡黄色固体,氧化钠为白色固体,故C错误;D.Na2O和Na2O2均与水反应生成NaOH,反应后的溶液显碱性,故D正确。
√
3.将4.6 g Na投入95.4 g水中,所得溶液中溶质的质量分数(　　)
A.等于4.6%　　　　　B.等于8.0%
C.小于8.0% D.大于8.0%
【解析】选D。钠与水反应,溶质为氢氧化钠,质量为8 g,但是由于反应时有气体放出,溶液质量小于100 g,所以溶质的质量分数大于8.0%。
【易错提醒】反应后得到的溶液为氢氧化钠溶液,反应后溶液的质量不是钠和水的质量之和。
√
4.将一小块钠投入盛有5 mL饱和澄清石灰水的试管里,不可能观察到的现象是(　　)
A.钠熔成小球并在液面上游动
B.发出“嘶嘶”的响声
C.溶液底部有银白色物质生成
D.溶液变浑浊
【解析】选C。将一小块钠投入饱和澄清石灰水中,钠与水剧烈反应,有A、B选项所叙述的现象,随着2Na+2H2O===2NaOH+H2↑反应的进行,水被消耗,溶液的温度升高,由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低且Ca(OH)2溶液饱和,所以溶液中的Ca(OH)2有部分析出,可以观察到溶液变浑浊。
√
5.某银白色固体A在空气中点燃,火焰呈黄色,并生成淡黄色固体B;将A在空气中露置,最后变成白色粉末C。将A、B投入水中都生成D;B与D分别与二氧化碳反应。
(1)A是　　　　　　　　　　;
B是　　　　　　　　　　;
C是　　　　　　　　　　;
D是　　　　　　　　　　。
(2)B与H2O反应的化学方程式为　　　　　　　　　　;
B与CO2反应的化学方程式为　　　　　　　　　　;
A与H2O反应的化学方程式为　　　　　　　　　　。
【解析】(1)银白色固体A在空气中点燃,火焰呈黄色,并生成淡黄色固体B,可知A
为钠,B为过氧化钠;钠在空气中露置,经过Na→Na2O→NaOH→Na2CO3,最后变成
白色粉末C,则C为Na2CO3,钠、过氧化钠与水反应都生成NaOH,D为NaOH;
(2)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;过氧
化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2;钠与水
反应生成氢氧化钠和氢气:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
答案:(1)Na　Na2O2　Na2CO3　NaOH
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑第二章　海水中的重要元素——钠和氯
第一节　钠及其化合物
第1课时　钠及其氧化物
课程标准 素养目标
1.了解钠的物理性质,掌握钠与氧气、钠与水的反应,知道反应现象并会解释现象产生的原因。 2.了解氧化钠、过氧化钠的主要性质和用途。 1.通过钠与氧气的反应,知道反应条件不同,产物不同。(变化观念与平衡思想) 2.能从物质的组成与价态视角预测钠及其氧化物的性质,并能设计实验进行探究。(科学探究与创新意识)
备课教学指导
【教学建议】
1.钠的性质
可引导学生回忆初中化学中金属的化学性质和金属活动性顺序的有关知识,让学生了解钠是一种化学性质比较活泼的金属,然后引入新课。
做好实验是学习化学的重要途径。在教学中应该尽可能让学生动手完成钠的性质的相关实验,让学生感受到活泼金属的一些反应原来如此精彩,与我们熟悉的铁、铜的化学性质差别如此之大,从而增强学生希望了解更多金属知识的迫切感,教师在尽可能让学生动手完成这些实验的同时,要强调实验安全。
2.氧化钠和过氧化钠
对于钠的氧化物的性质,不是把知识直接教给学生,而是引导学生以活动的形式获得。引导学生提出设计方案,通过观察、讨论、思考得出结论。这样通过科学探究,学生不仅学到了知识、培养了学习能力,同时还能帮助学生树立“结论来自实验”的观点。
对于氧化钠与过氧化钠在化学性质上的区别,可结合学生在上单元所学氧化还原反应的知识,引导学生分析氧化钠与过氧化钠中氧元素化合价的不同导致了其化学性质的不同,培养学生形成“结构决定性质”的核心素养。
对氧化钠与过氧化钠的组成,可以在离子的基础上适当补充讲解,但不可太深,更不可涉及电子式等知识。
【情境导引】
模式一:
不用火柴或打火机能不能点燃酒精灯 为此,兴趣小组的同学们做了“滴水点灯”的趣味实验,具体操作如下:打开酒精灯灯帽,将过氧化钠(Na2O2)粉末小心地撒在灯芯上,然后用玻璃棒蘸取少量水滴加在灯芯上,一会儿,酒精灯就被点燃。
【思考】
(1)酒精燃烧需要什么条件
(2)为什么水能点燃酒精灯
提示:酒精燃烧需要充足的氧气及温度达到其自身的着火点。过氧化钠与水反应放出大量的热量,使温度达到了酒精的着火点。
模式二:
在师生联谊晚会上,化学兴趣小组表演了“吹气生火”的魔术。用棉花将一种淡黄色的固体包裹其中,将一根长玻璃管插入棉花团中吹气,稍后棉花团剧烈燃烧起来。
【思考】
(1)嘴中呼出的气体是不会使棉花燃烧的,为什么对着棉花吹气就能使其燃烧
(2)试说明棉花中包裹的淡黄色固体是什么
提示:棉花中包裹的淡黄色固体是过氧化钠,遇到吹来的空气时,与其中的水蒸气和二氧化碳反应,产生氧气并释放大量热量,从而引燃棉花。
课前自主学习
学习任务一　钠的性质
任务驱动:铁常温下生锈生成氧化铁,在氧气中燃烧生成四氧化三铁,条件不同,反应产物不同。金属钠与氧气反应会因反应条件不同生成不同产物吗
1.钠的物理性质:钠是银白色固体、质软、硬度小、熔点低。
2.钠与氧气的反应方程式
(1)常温下:4Na+O2===2Na2O。
(2)加热或点燃时:2Na+O2Na2O2。
3.钠与水的反应
实验操作 实验现象 结论或解释
钠浮在水面上 钠的密度比水小
钠熔成小球 钠熔点较低,且反应放热
小球在水面上迅速游动,逐渐变小,最后消失 反应产生的气体推动小球运动
发出“嘶嘶”声 钠与水剧烈反应,反应放热并生成气体
反应后溶液的颜色逐渐变红 有NaOH生成
化学方程式 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
离子方程式 2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
学习任务二　钠的氧化物
任务驱动:氧化物根据性质分为酸性氧化物、碱性氧化物与过氧化物等。钠的氧化物有氧化钠与过氧化钠,它们属于酸性氧化物、碱性氧化物还是过氧化物
1.氧化钠的性质
氧化钠属于碱性氧化物,具有碱性氧化物的通性。
写出下列反应的化学方程式:
(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滴加酚酞后溶液先变红,然后褪色 Na2O2与水反应生成O2, 中间产物具有漂白性
写出下列反应的化学方程式:
(1)与H2O反应:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;
(2)与CO2反应:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。
【理解辨析】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)钠在与水反应时,只能作还原剂。(√)
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。
(2)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。
(3)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。
(4)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。
(5)Na2O与Na2O2中氧的化合价分别为-2价和-1价。(√)
提示:钠的化合价是+1价,故Na2O与Na2O2中氧的化合价分别为-2价和-1价。
(6)Na2O与Na2O2和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,不属于化合反应。
课堂合作探究
探究任务一　钠的性质
【生活情境】
海洋是一个巨大的化学资源宝库,含有80多种元素,钠既是其中含量较高的元素,也是典型的金属元素。钠元素在自然界中都以化合物的形式存在,如NaCl、Na2CO3 、Na2SO4等。要获取游离态的钠则需要通过化学反应。那么游离态的钠有哪些性质呢
【问题探究】
1.在实验室中应怎样保存金属钠
提示:因为钠易与空气中的氧气发生反应,所以必须隔绝空气保存;又因为钠不与煤油反应,且钠的密度比石蜡油、煤油的大,所以可以把钠保存在石蜡油或煤油中。
2.钠等活泼金属着火时如何灭火 为什么不能用H2O灭火
提示:需用干燥的沙土灭火。钠与H2O反应生成可燃性气体H2,易燃烧和爆炸。
3.将一块钠投入少量的盐酸中,发生哪些反应 写出反应的离子方程式。
提示:钠先与盐酸反应,过量的钠再与水反应。反应的离子方程式分别为2Na+2H+===2Na++H2↑;2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
4.把一小块钠投入CuSO4溶液中,可观察到哪些现象 写出反应的化学方程式。
提示:观察到钠浮在液面上,熔化成一个闪亮的小球到处游动,有蓝色沉淀生成。反应的化学方程式为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4。合并后可得2Na+2H2O+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑。
【探究总结】
1.与酸溶液反应(以盐酸为例)
2.与碱溶液反应
其实质是钠与水的反应,如钠与氢氧化钠溶液的反应。
3.与盐溶液反应
【易错提醒】(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。不要认为盐溶液不能与氢氧化钠反应,就不能与钠反应。
【典例示范】
【典例】将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,有气体放出且溶液质量减轻的是(　　)
A.HCl B.NaOH C.K2SO4 D.CuSO4
【解析】选D。将少量钠分别投入足量题述四种物质的水溶液中,均有H2产生,故都满足第一个条件“有气体放出”,而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中只有H2放出,故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀:
2Na+CuSO4+2H2O===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑,故反应后溶液质量减轻。
【延伸探究】(1)若题干不变,将C项改成“饱和K2SO4溶液”是否可选　　　　　(填“是”或“否”),原因是什么
提示:是。若C项改成“饱和K2SO4溶液”,由于Na与水反应会消耗水,故K2SO4会析出,溶液质量会减轻。
(2)若将题干中的“且溶液质量减轻”改成“且有沉淀生成”,答案应选哪项
提示:D。D中Na与水反应生成的NaOH会与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀。
【探究训练】
1.(双选)在烧杯中加入一些水,滴入几滴无色酚酞溶液,然后把一块绿豆大小的钠放入水中(如图所示)。下列说法正确的是 (　　)
A.钠与水发生剧烈反应,放出热量
B.烧杯中液体颜色由无色变为蓝色
C.绿豆大小的钠沉至烧杯底部
D.产生一种可燃性的气体
【解析】选A、D。钠与水发生剧烈反应,放出热量,A正确;钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,烧杯中液体颜色由无色变为红色,B错误;钠的密度小于水,钠浮在水面上,C错误;钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,氢气是可燃性的气体,D正确。
2.如图所示,在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔成小球,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与其接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。下列说法错误的是 (　　)
A.钠受热易熔成小球说明其熔点低
B.钠与CuSO4粉末反应时放出大量热
C.一定条件下,Na可与CuSO4反应生成Cu
D.将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液,反应现象相同
【解析】选D。A.钠的熔点低,所以钠受热易熔成小球,故A正确;B.用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔融的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,说明钠与CuSO4粉末反应时放出大量热,故B正确;C.用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔融的钠接触,有红色物质生成,Na可与CuSO4反应生成Cu,故C正确;D.将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液,钠先和水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再和硫酸铜反应生成蓝色氢氧化铜沉淀,反应现象不相同,故D错误。
3.(2025·韶关高一检测)根据你对金属钠性质的了解,回答下列问题:
(1)关于钠的叙述正确的是　　　　(填字母,下同)。
A.钠是银白色金属,硬度很大
B.将金属钠放在陶土网上,用酒精灯加热后金属钠剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成过氧化钠
C.实验时用剩的钠块不能放回原试剂瓶
D.金属钠的熔点很高
(2)将一小块钠投入下列溶液中,既能产生气体又会出现白色沉淀的是　　　　。
A.稀硫酸　　　　　B.硫酸铜溶液
C.氢氧化钠稀溶液 D.氯化镁溶液
(3)某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物,设计如图所示装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几小块钠,再从U形管左端加入水(含有酚酞),赶出空气,一段时间后加热铜丝。
①金属钠的变化:与水剧烈反应,在水和煤油的交界处上下浮动并逐渐变小。写出反应的离子方程式: 　　　　　　　　　　。
②U形管中溶液的颜色变化: 　　　　　　　　　　, 说明有　　　　　　生成。
③铜丝的变化:　　　　　　　　　　,说明钠和水反应有H2生成。
④若a g钠与b mL水完全反应,则所得溶液中溶质的质量分数是　　　　　。
【解析】(1)钠的硬度小,故A错误;钠在氧气中燃烧,火焰呈黄色,生成过氧化钠,故B正确;实验时用剩的钠可以放回原试剂瓶,故C错误;金属钠的熔点低,故D错误。
(2)Na与稀硫酸反应生成H2,无沉淀生成,故A错误;Na与H2O反应生成的NaOH能继续与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,故B错误;Na只与水反应产生H2,故C错误;Na与H2O反应生成的NaOH能继续与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀,故D正确。
(3)由于钠的熔点低且密度小于水、大于煤油,故钠位于水和煤油的交界处,与水发生反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,所以,其离子方程式为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑,U形管从右到左,逐渐由无色变为红色,生成的H2与CuO发生反应:H2+CuO===Cu+H2O,所以铜丝由黑色变为红色。
钠与水反应得到NaOH溶液,则:
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2×23 2×40 2
a g g g
则w(NaOH)=×100%=×100%。
答案:(1)B　(2)D
(3)①2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
②从右到左,逐渐由无色变为红色　NaOH
③由黑色变为红色　④×100%
探究任务二　氧化钠和过氧化钠
【科技情境】
　过氧化钠能与CO2作用,放出O2。利用这个性质,可将过氧化钠用在矿山、坑道、潜水或宇宙飞船等缺氧的场合,将人们呼出的CO2再转换成O2,以供呼吸之用。
【问题探究】
1.结合Na2O2的性质思考实验室中应该如何保存Na2O2
提示:Na2O2能够与空气中的CO2和H2O反应,应该密封保存。
2.现有两包淡黄色粉末,分别是硫粉和过氧化钠,请思考用怎样的方法可将二者鉴别。
提示:可利用过氧化钠易与水反应生成氧气,而硫粉与水不容易反应的性质。分别取少量粉末,滴加少量蒸馏水,观察。有气体产生的是过氧化钠。
3.取一团蓬松的脱脂棉,里面包有Na2O2粉末,通过一玻璃导管向脱脂棉里吹气,不一会儿脱脂棉剧烈燃烧起来。请根据有关原理加以解释。
提示:①Na2O2和呼出的CO2反应是放热反应;②2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,产生了可以助燃的氧气;③脱脂棉是易燃物,当温度达到脱脂棉着火点的时候,又有充分的氧气,故脱脂棉就会燃烧。
4.Na2O2与CO2、H2O反应的量的关系:
2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2　 ①
2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑　②
分析上述化学方程式,探究下列问题:
(1)反应①和②中Na2O2的作用是既作氧化剂又作还原剂,生成一个氧分子转移的电子数为2。
提示:反应①和②均是氧化还原反应,在Na2O2与CO2或H2O的反应中,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,每生成一个氧气分子转移电子数为2个。
(2)反应①中反应前后固体的质量如何变化 改变的质量与反应物CO2有何关系
提示:
2Na2O2　+　2CO2===2Na2CO3+O2　Δm(固体)
2×78 g 2×106 g 56 g
则发生反应①时,固体增加的质量等于参加反应的二氧化碳的质量减去生成氧气的质量。
(3)反应②中反应前后固体的质量如何变化 改变的质量与反应物H2O有何关系
提示:
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑　Δm(固体)
2×78 g 4×40 g 4 g
则发生反应②时,固体增加的质量等于参加反应的水的质量减去生成氧气的质量。
【探究总结】
1.Na2O与Na2O2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
构成离子 Na+与O2- Na+与
碱性氧化物 是 不是
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.掌握过氧化钠的三个注意点
(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、S、Fe2+、酸碱指示剂等。
(3)Na2O2具有漂白性,原因是Na2O2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。
3.Na2O2与H2O的反应过程分析
Na2O2与水的反应可分为两个过程:
①Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2
②2H2O2===2H2O+O2↑
可以理解为Na2O2先与水发生反应,生成H2O2和NaOH,然后H2O2在碱的催化下生成O2。
4.Na2O2与H2O、CO2的反应三大关系
(1)固体质量的关系
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(实际上这两个反应都不能发生)。
(2)电子转移关系
不论是与CO2还是与H2O反应,CO2与H2O均既不是氧化剂也不是还原剂,反应的实质都是Na2O2自身发生的氧化还原反应,所以有1个氧分子生成时,转移的电子数均为2个。
(3)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。
【典例示范】
【典例】
如图装置,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,将发生的现象是(　　)
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【解析】选C。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,使广口瓶中空气受热膨胀而出现U形管中水位d>c。
【延伸探究】(1)将一定量的Na2O、Na2O2分别加入滴有酚酞的水中,二者现象是否相同
提示:不同。Na2O2加入滴有酚酞溶液的水中观察到有气体生成,溶液先变为红色后褪色;而Na2O加入滴有酚酞溶液的水中只观察到溶液变为红色。
(2)白色的Na2O粉末中若混有少量的Na2O2,如何进行检验
提示:取少量白色粉末于试管中,滴加少量水,若有气体生成,则说明含有Na2O2。
【探究训练】
1.(双选)钠的常见氧化物有Na2O、Na2O2。其中Na2O2具有强氧化性,可用作漂白剂。下列有关说法正确的是(　　)
A.Na2O2遇到湿润的紫色石蕊试纸后,石蕊试纸最终变成蓝色
B.Na2O2与Na2O中阳、阴离子的个数比均为2∶1
C.将Na2O2投入CuCl2溶液中有蓝色沉淀及气泡产生
D.可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
【解析】选B、C。Na2O2溶于水生成氢氧化钠和氧气,遇到湿润的紫色石蕊试纸后,石蕊试纸先变蓝色,最终变成无色,A错误;Na2O2中阳离子是钠离子,阴离子是,Na2O中阳离子是钠离子,阴离子是O2-,其中阳、阴离子的个数比均为2∶1,B正确;Na2O2溶于水生成氢氧化钠和氧气,将Na2O2投入CuCl2溶液中有蓝色氢氧化铜沉淀及气泡产生,C正确;氧化钠在加热的条件下和氧气化合生成过氧化钠,氧化钠、过氧化钠都能与二氧化碳反应,不能利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2,D错误。
2.下列叙述中正确的有几个(　　)
①Na2O与Na2O2都能与水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
②Na2O2的漂白原理与活性炭的漂白原理相同
③钠在常温下不容易被氧化
④Na2O2可作供氧剂,而Na2O不可以
⑤石蕊溶液中加入Na2O2粉末,先变蓝后褪色,并有气泡生成
A.1　　　B.2　　　C.3　　　D.4
【解析】选B。①Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,不是碱性氧化物,①不正确;②Na2O2具有氧化性,所以有漂白性,活性炭是吸附作用而漂白,②不正确;③钠非常活泼,在常温下易与空气中的氧气反应,③不正确;④Na2O2能与二氧化碳和水反应生成氧气,可作供氧剂,而Na2O不可以,④正确;⑤Na2O2先与水反应生成氢氧化钠和过氧化氢,石蕊遇碱,溶液变蓝,后因为过氧化氢有一定的漂白性,溶液褪色,且过氧化氢分解产生气泡,所以先变蓝后褪色,并有气泡生成,⑤正确;综上,④⑤正确。
3.(2025·内江高一检测)下列说法错误的是(　　)
A.Na2O和Na2O2中阳离子、阴离子个数比都为2∶1
B.等质量的Na2O和Na2O2投入等质量且足量的水中充分反应后所得溶液的溶质质量分数相等
C.Na2O和Na2O2长期露置于空气中最终所得固体产物相同
D.1个Na2O2分别与足量的H2O和CO2充分反应生成O2时,转移的电子数都为1个
【解析】选B。Na2O2由Na+、构成,Na2O和Na2O2中阳离子、阴离子个数比都为2∶1,故A正确;Na2O和Na2O2分别与水反应的方程式为Na2O+H2O===2NaOH、2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,62 g Na2O放入水中生成80 g氢氧化钠,溶液质量增加62 g;78 g Na2O2放入水中生成80 g氢氧化钠,放出16 g氧气,溶液质量增加62 g,所以等质量的Na2O和Na2O2投入等质量且足量的水中充分反应后所得溶液的溶质质量分数不相等,故B错误;Na2O和Na2O2长期露置于空气中最终所得固体产物都是碳酸钠,故C正确;1个Na2O2分别与足量的H2O和CO2充分反应,两个反应中过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,过氧化钠中氧元素化合价由-1升高为0、由-1降低为-2,生成O2时转移的电子数都为1个,故D正确。
课堂学业达标
1.下列关于金属钠的叙述错误的是(　　)
A.金属钠着火时,可以用灭火剂或干砂灭火
B.金属钠投入水熔化成小球的原因是反应放热且钠熔点低
C.实验后剩余的钠粒,需要放回原试剂瓶中
D.将一小块钠投入硫酸铜溶液时,产生无色气泡并置换出红色金属固体
【解析】选D。钠与水反应生成氢气,钠燃烧生成的过氧化钠与二氧化碳和水反应都生成氧气,所以钠着火不能用水和二氧化碳灭火,可以用灭火剂或干砂隔绝空气灭火,故A正确;钠与水反应放热且熔点低,所以钠与水熔成闪亮小球,故B正确;因钠活泼,易与水、氧气反应,如在实验室随意丢弃,可引起火灾,且钠表面有煤油隔绝空气,不会变质,所以实验时剩余的钠粒可放回原试剂瓶中,故C正确;钠与硫酸铜溶液反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀和氢气,得不到铜,故D错误。
2.下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是(　　)
A.都具有漂白性
B.都可做供氧剂
C.都为淡黄色固体
D.与水反应后的溶液均呈碱性
【解析】选D。A.只有过氧化钠具有漂白性,氧化钠不具有漂白性,故A错误;B.只有过氧化钠与水、二氧化碳反应能生成氧气,可做供氧剂,故B错误;C.过氧化钠为淡黄色固体,氧化钠为白色固体,故C错误;D.Na2O和Na2O2均与水反应生成NaOH,反应后的溶液显碱性,故D正确。
3.将4.6 g Na投入95.4 g水中,所得溶液中溶质的质量分数(　　)
A.等于4.6%　　　　　B.等于8.0%
C.小于8.0% D.大于8.0%
【解析】选D。钠与水反应,溶质为氢氧化钠,质量为8 g,但是由于反应时有气体放出,溶液质量小于100 g,所以溶质的质量分数大于8.0%。
【易错提醒】反应后得到的溶液为氢氧化钠溶液,反应后溶液的质量不是钠和水的质量之和。
4.将一小块钠投入盛有5 mL饱和澄清石灰水的试管里,不可能观察到的现象是(　　)
A.钠熔成小球并在液面上游动
B.发出“嘶嘶”的响声
C.溶液底部有银白色物质生成
D.溶液变浑浊
【解析】选C。将一小块钠投入饱和澄清石灰水中,钠与水剧烈反应,有A、B选项所叙述的现象,随着2Na+2H2O===2NaOH+H2↑反应的进行,水被消耗,溶液的温度升高,由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低且Ca(OH)2溶液饱和,所以溶液中的Ca(OH)2有部分析出,可以观察到溶液变浑浊。
5.某银白色固体A在空气中点燃,火焰呈黄色,并生成淡黄色固体B;将A在空气中露置,最后变成白色粉末C。将A、B投入水中都生成D;B与D分别与二氧化碳反应。
(1)A是　　　　　　　　　　;
B是　　　　　　　　　　;
C是　　　　　　　　　　;
D是　　　　　　　　　　。
(2)B与H2O反应的化学方程式为　　　　　　　　　　;
B与CO2反应的化学方程式为　　　　　　　　　　;
A与H2O反应的化学方程式为　　　　　　　　　　。
【解析】(1)银白色固体A在空气中点燃,火焰呈黄色,并生成淡黄色固体B,可知A为钠,B为过氧化钠;钠在空气中露置,经过Na→Na2O→NaOH→Na2CO3,最后变成白色粉末C,则C为Na2CO3,钠、过氧化钠与水反应都生成NaOH,D为NaOH;(2)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2;钠与水反应生成氢氧化钠和氢气:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
答案:(1)Na　Na2O2　Na2CO3　NaOH
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
　　 课时巩固 请使用 课时素养检测 七第2课时　钠盐及其焰色试验
课程标准 素养目标
1.掌握Na2CO3、NaHCO3的主要性质和用途。 2.理解Na2CO3、NaHCO3的相互转化。 3.了解焰色试验的概念及应用。 1.通过对碳酸钠与碳酸氢钠的学习,能根据观察和实验获得的现象和数据概括化学变化发生的条件、特征与规律。(变化观念与平衡思想) 2.通过对钠盐性质及焰色试验的探究,能设计实验方案,完成实验操作,对实验现象作出解释。(科学探究与创新意识)
备课教学指导
【教学建议】
1.碳酸钠与碳酸氢钠
(1)碳酸钠与碳酸氢钠的性质:建议教师充分发挥科学探究的价值,通过演示实验或分组实验等形式,来引导学生完成碳酸钠和碳酸氢钠性质的实验探究,引导学生总结出结论。
(2)碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别:建议教师在引导学生总结碳酸钠与碳酸氢钠的性质差异的基础上,设置问题引导学生分析二者的鉴别方法,并对鉴别方法按照物质聚集状态(固体或溶液)进行分类汇总。
(3)对于Na2CO3和NaHCO3分别溶于水的实验,有条件的话可以边讲边做,因为实验要求感受它们溶于水时的热量变化,这是只有学生亲自动手才能感受到的。这些实验都是验证性的,但要让学生通过观察实验现象,分析得出有关结论,体验实验的作用。
2.焰色试验
建议教师通过演示实验或分组实验等形式,来引导学生完成焰色试验探究,引导学生总结出焰色试验的操作步骤及其应用。
做钾盐的焰色试验时,要透过蓝色钴玻璃片进行观察。没有蓝色钴玻璃片,可用幻灯片涂上蓝色颜料代替。对焰色试验的结果,只需记忆掌握钠、钾元素的颜色即可,不必过多要求。
【情境导引】
模式一:
天然苏打水除含有碳酸氢钠外,还含有多种微量
元素成分,因此是上好的饮品。目前,世界上只有法、俄、德等少数国家出产天然苏打水。
【思考】
(1)苏打与小苏打分别是什么物质
(2)苏打与小苏打化学性质是否相同
提示:苏打是碳酸钠,小苏打是碳酸氢钠,二者化学性质有着明显的差异。
模式二:
燃放烟花是最吸引人的活动之一,看着黑色夜空中迸发出五彩缤纷的焰火,喜悦和轻松的心情将伴随大家度过愉快的夜晚。
　　【思考】
(1)节日烟花是利用焰色试验制成的,什么是焰色试验
(2)焰色试验是物理变化还是化学变化
提示: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,它属于物理变化。
课前自主学习
学习任务一　碳酸钠和碳酸氢钠
任务驱动:碳酸钠和碳酸氢钠都是白色固体,且都属于钠盐,它们的性质有哪些差异呢
1.物理性质
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3 NaHCO3
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。
①Na2CO3 较稳定,受热难分解,但碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O)易风化。
②NaHCO3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。
①Na2CO3:Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑。
②NaHCO3:NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑。
(3)与碱(氢氧化钠)反应。
①Na2CO3与NaOH不反应。
②NaHCO3:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O。
【情境·思考】如何除去Na2CO3固体中的少量NaHCO3 怎样除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3
提示:将混合物加热至无气体产生,反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
往NaHCO3溶液中通入CO2,可除去少量Na2CO3,反应的化学方程式为
Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3。
学习任务二　焰色试验
任务驱动:要测试某种金属是否存在于化合物中,要通过焰色试验进行,什么是焰色试验 测试时如何操作呢
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。
2.操作
3.两种金属的焰色
金属 钠 钾
焰色 黄色 紫色(观察时要透过蓝色钴玻璃 )
【想一想】
试解释焰色试验表现的是离子的化学性质吗
提示:不是,焰色试验表现的是元素的性质,为物理性质。
【理解辨析】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(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:Na2CO3受热难分解,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。
课堂合作探究
探究任务一　碳酸钠和碳酸氢钠
【实验情境】
实验1.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Na2CO3和NaHCO3(各约1 g),观察二者外观上的细小差别。分别滴入几滴水,振荡试管。
②继续向试管内加入10 mL水,用力振荡。
③向试管内滴入1~2滴酚酞溶液。
实验2.观察碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
如图所示,分别用Na2CO3和NaHCO3做实验,观察现象。
实验3.观察碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应
【问题探究】
1.Na2CO3与NaHCO3相比,溶解性、热稳定性有何不同 Na2CO3、NaHCO3固体与等浓度、等体积、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,当二者均与等浓度、等体积、足量的盐酸反应时,NaHCO3产生二氧化碳的速率快,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沉淀CaCO3。
3.Na2CO3与NaHCO3的相互转化条件是什么
提示:Na2CO3NaHCO3。
4.比较实验2中的两个装置,回答问题。
(1)为了更好地探究NaHCO3和Na2CO3的热稳定性,如图1所示,试管A中盛放NaHCO3,试管B中盛放Na2CO3,A、B两个试管盛放的药品能颠倒放置吗 为什么
提示:不能。加热试管B时,能间接加热试管A,B试管中的温度更高,根据烧杯内澄清石灰水是否变浑浊,可以看出Na2CO3在更高温度下不分解,而NaHCO3在稍低温度下已经分解,从而说明Na2CO3的热稳定性更好。
(2)图1和图2哪个装置能够更好地探究NaHCO3和Na2CO3的热稳定性 请说明原因。
提示:图2。图2所示装置中NaHCO3和Na2CO3的受热温度相同,对比现象更明显,更能说明Na2CO3比NaHCO3稳定。
【探究总结】
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以鉴别Na2CO3溶液和盐酸的原理。
2.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法
3.Na2CO3和NaHCO3混合物的除杂
混合物(括号内为杂质) 除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3) 加热至恒重
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3) 加入适量NaOH溶液
【拓展提升】饱和碳酸钠溶液中通入CO2会生成白色沉淀的原因
饱和碳酸钠溶液中通入CO2发生的反应为Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3。产生白色沉淀的原因有三点:
(1)NaHCO3的溶解度比Na2CO3小。
(2)反应中有水参与,导致溶剂质量减少。
(3)生成的NaHCO3质量大于Na2CO3的质量,导致溶质质量增加。
【典例示范】
【典例】有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作和判断正确的是(　　)
选项 操作 判断
A 分别加入澄清石灰水 产生沉淀者为Na2CO3
B 分别加入等浓度的稀盐酸 反应较剧烈者为Na2CO3
C 分别加入BaCl2溶液 产生沉淀者为Na2CO3
D 逐滴加入等浓度的盐酸 立即产生气泡者为Na2CO3
【解析】选C。A项中发生的反应分别为Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH、2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,两者现象相同(产生白色沉淀);B项滴加等浓度的稀盐酸时,NaHCO3溶液反应更剧烈;C项Na2CO3与BaCl2发生反应:
Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl,产生白色沉淀,NaHCO3与BaCl2不反应;D项逐滴加入等浓度的盐酸时,NaHCO3立即产生气泡,Na2CO3开始无气泡产生,过一会儿才产生气泡。
【延伸探究】(1)若将A项改为分别加入氢氧化钡溶液,能否鉴别
提示:不能。因为Na2CO3和NaHCO3均与Ba(OH)2反应生成白色沉淀BaCO3,不能鉴别。
(2)上题D项,滴加顺序颠倒,即将两种溶液分别滴入盐酸中,能否鉴别
提示:不能。将Na2CO3、NaHCO3溶液分别滴入盐酸中,都会立即产生气泡,无法鉴别。
【探究训练】
1.(双选)(2025·百师联盟高一检测)下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的说法正确的是(　　)
A.Na2CO3俗称纯碱或苏打,是治疗胃酸过多的一种药物
B.Na2CO3和NaHCO3溶于水均放热
C.Na2CO3和NaHCO3都能与盐酸反应,但反应的离子方程式不同
D.Na2CO3固体中混有NaHCO3时可用加热的方法除去
【解析】选C、D。Na2CO3俗称纯碱或苏打,碳酸氢钠是治疗胃酸过多的一种药物,碳酸钠的碱性较强,不适合治疗胃酸过多,A错误;Na2CO3溶于水放热,但NaHCO3溶于水会吸热,B错误;Na2CO3和NaHCO3都能与盐酸反应,离子方程式分别为
2H++C===CO2↑+H2O,H++HC===CO2↑+H2O,离子方程式不同,C正确;碳酸氢钠受热易分解为碳酸钠、水和二氧化碳,碳酸钠受热不易分解,则Na2CO3固体中混有NaHCO3时可用加热的方法除去,D正确。
2.某NaHCO3固体样品中含有Na2CO3杂质,为测定样品中NaHCO3的含量,某实验小组称取a g样品进行测定。回答下列问题:
(1)装置A中反应的化学方程式为　　　　　　　　; 装置B的名称为　　　　　　　　。
(2)甲同学拟通过测定CO2的质量来计算样品中NaHCO3含量,仪器的连接顺序为
　　　　　　(每组装置仅使用一次)。
(3)乙同学拟选取A→C→B装置完成测定,则B装置中加入的试剂为　　　　　　　。若C的质量变化为b g,则样品中NaHCO3的质量分数为　　　　　　　　。若无B装置会使测量结果　　　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)老师指出甲同学的方案会导致测定结果偏小,应将A装置更换为如图装置:
请说明原因　　　　　　　　。
【解析】为测定样品中NaHCO3的含量,利用NaHCO3的不稳定性,通过加热使其分解,产生的气体通过浓硫酸吸收水蒸气,通过碱石灰吸收二氧化碳,最后为防止空气中的水蒸气及二氧化碳进入而引起干扰,连接一个干燥管,通过浓硫酸增加的质量计算产生的水的量,通过碱石灰增加的质量计算二氧化碳的量。
(1)装置A中NaHCO3受热分解生成Na2CO3、二氧化碳和水,反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;装置B的名称为球形干燥管。
(2)甲同学拟通过测定CO2的质量来计算样品中NaHCO3含量,根据分析可知,仪器的连接顺序为ADCB。
(3)乙同学拟选取A→C→B装置完成测定,为防止空气中的水蒸气及二氧化碳进入C装置,则B装置中加入的试剂为碱石灰;若C的质量变化为b g,根据反应有
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑　Δm
2×84 g 62 g
x b g,
=,x= g,则样品中NaHCO3的质量分数为
w(NaHCO3)=×100%=×100%=×100%=×100%;若无B装置,则空气中的水蒸气及二氧化碳会进入C装置使B装置增加的质量偏大,会使测量结果偏大。
(4)A装置中可能残留CO2,使得CO2不能被C全部吸收,导致测定结果偏小。
答案:(1)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O　球形干燥管
(2)ADCB　
(3)碱石灰　×100%　偏大
(4)A装置中可能残留CO2,使得CO2不能被C全部吸收,导致测定结果偏小
探究任务二　焰色试验
【生活情境】
大年初一晚上,万众瞩目的广州白鹅潭春节烟花汇演活动在白鹅潭江面隆重上演。五彩斑斓的烟火,所呈现的就是锂、钠、钾、锶、钡等金属元素的焰色。
【问题探究】
1.做焰色试验的实验时为什么用盐酸洗涤铂丝而不是用硫酸
提示:盐酸易挥发。
2.焰色试验是单质的性质还是金属化合物的性质
提示:焰色试验是金属元素的性质,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试验。
3.用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧,直接观察时火焰呈黄色,该无色溶液中一定不含K+吗 请解释原因。
提示:不一定。观察钾的焰色时需要透过蓝色钴玻璃,以滤去黄色光。
4.为什么用铂丝作焰色试验的载体 能用别的材料代替铂丝吗
提示:因为铂丝灼烧时火焰没有特殊颜色,因此常用铂丝作焰色试验的载体,其他金属,如光洁无锈的铁丝或镍、铬、钨丝等灼烧时火焰也没有特殊颜色,也可以用作焰色试验的载体。
【探究总结】
1.焰色试验没有新物质生成,仅仅是电子能级跃迁的结果,故其为物理变化。
2.蘸取待测物的金属丝:铂丝或光洁无锈的铁丝等在火焰上灼烧时无颜色,并且熔点较高。
3.金属丝在使用前用稀盐酸将其表面的氧化物洗净,然后在火焰上灼烧至无焰色,以除去能引起焰色试验的杂质。
4.焰色试验的作用:鉴别钠、钾等金属或其他离子,只能判断是某种元素,而不能进一步确定是单质原子还是离子。
【探究训练】
1.(2024·韶关高一检测)下列有关焰色试验的理解正确的是(　　)
A.焰色试验需要加热,所以焰色试验体现的是元素的化学性质
B.观察到火焰颜色呈黄色时,所测溶液中肯定有Na元素,可能有K元素
C.铜的金属性弱,可以用洁净的铜丝代替洁净的铁丝进行焰色试验
D.为了避免黄光的干扰,所以焰色试验都要透过蓝色钴玻璃观察焰色
【解析】选B。焰色试验体现的是元素的物理性质,不是化学性质,A错误;钠元素的焰色为黄色,钾元素的焰色为紫色,黄色会遮盖住紫色,因此观察到火焰颜色呈黄色时,所测溶液中肯定有Na元素,可能有K元素,B正确;铜丝的焰色为绿色,会干扰实验,因此不可用洁净的铜丝代替洁净的铁丝进行焰色试验,C错误;仅观察钾元素的焰色时需用蓝色钴玻璃滤去黄光,D错误。
2.下列对焰色试验操作的说明中,正确的是(　　)
①检验钠中是否含少量钾,要透过蓝色钴玻璃观察
②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同,再蘸取被检验的物质
③每次实验后,要将铂丝用盐酸洗净
④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰
⑤没有铂丝时,也可以用光洁无锈的铜丝代替
A.①②③④⑤ B.①②③④
C.①②④⑤ D.①②③⑤
【解析】选B。①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察,目的是滤去钠的黄光,防止黄光干扰,故①正确;②要清除铂丝上附着的杂质,所以每次实验都要先将铂丝灼烧至与原来的火焰颜色相同,再蘸取被检验物质,故②正确;③盐酸易挥发,并且多数的盐酸盐易溶解,灼烧时,盐酸挥发掉,以达洗净的目的,故③正确;④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰,火焰颜色深会影响金属元素的焰色试验,故④正确;⑤没有铂丝时,不能用光洁无锈的铜丝代替,铜丝灼烧时,发出绿光干扰实验,故⑤错误。答案为B。
3.(2025·威海高一检测)下列与“焰色试验”相关说法正确的是(　　)
A.利用焰色试验可区分NaCl与Na2CO3固体
B.焰色试验属于化学变化
C.透过蓝色钴玻璃观察到焰色为紫色,则待测物一定为KCl
D.不可以用稀H2SO4代替稀HCl洗涤焰色试验中用到的铂丝
【解析】选D。NaCl与Na2CO3固体中均含有Na元素,焰色试验现象相同,无法通过焰色试验区分,故A错误;焰色试验中没有新物质生成,属于物理变化,故B错误;透过蓝色钴玻璃观察到焰色为紫色,则待测液中含钾元素,但不一定是KCl,故C错误;稀盐酸可易挥发,而稀硫酸是高沸点酸,不易挥发,因此不可以用稀H2SO4代替稀HCl,故D正确。
4.(双选)节日燃放五彩缤纷的烟花与高中化学中“焰色试验”知识相关,下列说法中错误的是 (　　)
A.焰色试验是化学变化
B.不能利用焰色试验区分NaOH与NaCl固体
C.焰色试验使用到的铂丝应用稀硫酸洗净
D.钾的焰色应透过蓝色钴玻璃观察
【解析】选A、C。焰色试验是物理变化,A错误;NaOH与NaCl都含钠元素,不能利用焰色试验区分NaOH与NaCl固体,B正确;金属氯化物易挥发,焰色试验使用到的铂丝应用稀盐酸洗净,C错误;钾的焰色应透过蓝色钴玻璃观察,D正确。
课时巩固 请使用 课时素养检测 八(共47张PPT)
第2课时　
钠盐及其
焰色试验
01
02
03
备课教学指导
课前自主学习
课堂合作探究
课程标准 素养目标
1.掌握Na2CO3、NaHCO3 的主要性质和用途。 2.理解Na2CO3、NaHCO3 的相互转化。 3.了解焰色试验的概念及应用。 1.通过对碳酸钠与碳酸氢钠的学习,能根据观察和实验获得的现象和数据概括化学变化发生的条件、特征与规律。(变化观念与平衡思想)
2.通过对钠盐性质及焰色试验的探究,能设计实验方案,完成实验操作,对实验现象作出解释。(科学探究与创新意识)
01
备课教学指导
【教学建议】
1.碳酸钠与碳酸氢钠
(1)碳酸钠与碳酸氢钠的性质:建议教师充分发挥科学探究的价值,通过演示实验或分组实验等形式,来引导学生完成碳酸钠和碳酸氢钠性质的实验探究,引导学生总结出结论。
(2)碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别:建议教师在引导学生总结碳酸钠与碳酸氢钠的性质差异的基础上,设置问题引导学生分析二者的鉴别方法,并对鉴别方法按照物质聚集状态(固体或溶液)进行分类汇总。
(3)对于Na2CO3和NaHCO3分别溶于水的实验,有条件的话可以边讲边做,因为实验要求感受它们溶于水时的热量变化,这是只有学生亲自动手才能感受到的。这些实验都是验证性的,但要让学生通过观察实验现象,分析得出有关结论,体验实验的作用。
2.焰色试验
建议教师通过演示实验或分组实验等形式,来引导学生完成焰色试验探究,引导学生总结出焰色试验的操作步骤及其应用。
做钾盐的焰色试验时,要透过蓝色钴玻璃片进行观察。没有蓝色钴玻璃片,可用幻灯片涂上蓝色颜料代替。对焰色试验的结果,只需记忆掌握钠、钾元素的颜色即可,不必过多要求。
【情境导引】
模式一:
天然苏打水除含有碳酸氢钠外,还含有多种微量
元素成分,因此是上好的饮品。目前,世界上只
有法、俄、德等少数国家出产天然苏打水。
【思考】
(1)苏打与小苏打分别是什么物质
(2)苏打与小苏打化学性质是否相同
提示:苏打是碳酸钠,小苏打是碳酸氢钠,二者化学性质有着明显的差异。
模式二:
燃放烟花是最吸引人的活动之一,看着
黑色夜空中迸发出五彩缤纷的焰火,喜
悦和轻松的心情将伴随大家度过愉快
的夜晚。
【思考】
(1)节日烟花是利用焰色试验制成的,什么是焰色试验
(2)焰色试验是物理变化还是化学变化
提示: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,它属于物理变化。
02
课前自主学习
学习任务一　碳酸钠和碳酸氢钠
任务驱动:碳酸钠和碳酸氢钠都是白色固体,且都属于钠盐,它们的性质有哪些差异呢
1.物理性质
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 ________ _________
俗名 ___________ _______
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___
Na2CO3
NaHCO3
纯碱、苏打
小苏打
小
2.化学性质
(1)热稳定性。
①Na2CO3 较稳定,受热难分解,但碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O)易风化。
②NaHCO3不稳定,受热易分解,反应的化学方程式为
_________________________________。
(2)与酸(足量盐酸)反应。
①Na2CO3:_________________________________。
②NaHCO3:________________________________。
(3)与碱(氢氧化钠)反应。
①Na2CO3与NaOH不反应。
②NaHCO3:_______________________________。
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
【情境·思考】如何除去Na2CO3固体中的少量NaHCO3 怎样除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3
提示:将混合物加热至无气体产生,反应的化学方程式为
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。
往NaHCO3溶液中通入CO2,可除去少量Na2CO3,反应的化学方程式为
Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3。
学习任务二　焰色试验
任务驱动:要测试某种金属是否存在于化合物中,要通过焰色试验进行,什么是焰色试验 测试时如何操作呢
1.定义
很多___________________在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。
金属或它们的化合物
2.操作
3.两种金属的焰色
【想一想】
试解释焰色试验表现的是离子的化学性质吗
提示:不是,焰色试验表现的是元素的性质,为物理性质。
金属 钠 钾
焰色 ___色 ___色(观察时要透过___________ )
黄
紫
蓝色钴玻璃
【理解辨析】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(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:Na2CO3受热难分解,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。
×
√
03
课堂合作探究
探究任务一　碳酸钠和碳酸氢钠
【实验情境】
实验1.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Na2CO3和NaHCO3(各约1 g),观察二者外观上的细小差别。分别滴入几滴水,振荡试管。
②继续向试管内加入10 mL水,用力振荡。
③向试管内滴入1~2滴酚酞溶液。
实验2.观察碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
如图所示,分别用Na2CO3和NaHCO3做实验,观察现象。
实验3.观察碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应
【问题探究】
1.Na2CO3与NaHCO3相比,溶解性、热稳定性有何不同 Na2CO3、NaHCO3固体与等浓度、等体积、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,当二者均与等浓度、等体积、足量的盐酸反应时,NaHCO3产生二氧化碳的速率快,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沉淀CaCO3。
3.Na2CO3与NaHCO3的相互转化条件是什么
提示:Na2CO3 NaHCO3。
4.比较实验2中的两个装置,回答问题。
(1)为了更好地探究NaHCO3和Na2CO3的
热稳定性,如图1所示,试管A中盛放
NaHCO3,试管B中盛放Na2CO3,A、B
两个试管盛放的药品能颠倒放置吗
为什么
提示:不能。加热试管B时,能间接加热试管A,B试管中的温度更高,根据烧杯内澄清石灰水是否变浑浊,可以看出Na2CO3在更高温度下不分解,而NaHCO3在稍低温度下已经分解,从而说明Na2CO3的热稳定性更好。
(2)图1和图2哪个装置能够更好地探究NaHCO3和Na2CO3的热稳定性 请说明原因。
提示:图2。图2所示装置中NaHCO3和Na2CO3的受热温度相同,对比现象更明显,更能说明Na2CO3比NaHCO3稳定。
【探究总结】
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以鉴别Na2CO3溶液和盐酸的原理。
2.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法
3.Na2CO3和NaHCO3混合物的除杂
混合物(括号内为杂质) 除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3) 加热至恒重
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3) 加入适量NaOH溶液
【拓展提升】饱和碳酸钠溶液中通入CO2会生成白色沉淀的原因
饱和碳酸钠溶液中通入CO2发生的反应为Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3。产生白色沉淀的原因有三点:
(1)NaHCO3的溶解度比Na2CO3小。
(2)反应中有水参与,导致溶剂质量减少。
(3)生成的NaHCO3质量大于Na2CO3的质量,导致溶质质量增加。
【典例示范】
【典例】有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作和判断正确的是(　　)
选项 操作 判断
A 分别加入澄清石灰水 产生沉淀者为Na2CO3
B 分别加入等浓度的稀盐酸 反应较剧烈者为Na2CO3
C 分别加入BaCl2溶液 产生沉淀者为Na2CO3
D 逐滴加入等浓度的盐酸 立即产生气泡者为Na2CO3
√
【解析】选C。A项中发生的反应分别为
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH、
2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,
两者现象相同(产生白色沉淀);B项滴加等浓度的稀盐酸时,NaHCO3溶液反应更剧烈;C项Na2CO3与BaCl2发生反应:
Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl,产生白色沉淀,NaHCO3与BaCl2不反应;
D项逐滴加入等浓度的盐酸时,NaHCO3立即产生气泡,Na2CO3开始无气泡产生,过一会儿才产生气泡。
【延伸探究】(1)若将A项改为分别加入氢氧化钡溶液,能否鉴别
提示:不能。因为Na2CO3和NaHCO3均与Ba(OH)2反应生成白色沉淀BaCO3,不能鉴别。
(2)上题D项,滴加顺序颠倒,即将两种溶液分别滴入盐酸中,能否鉴别
提示:不能。将Na2CO3、NaHCO3溶液分别滴入盐酸中,都会立即产生气泡,无法鉴别。
【探究训练】
1.(双选)(2025·百师联盟高一检测)下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的说法正确的是(　　)
A.Na2CO3俗称纯碱或苏打,是治疗胃酸过多的一种药物
B.Na2CO3和NaHCO3溶于水均放热
C.Na2CO3和NaHCO3都能与盐酸反应,但反应的离子方程式不同
D.Na2CO3固体中混有NaHCO3时可用加热的方法除去
√
√
【解析】选C、D。Na2CO3俗称纯碱或苏打,碳酸氢钠是治疗胃酸过多的一种药物,碳酸钠的碱性较强,不适合治疗胃酸过多,A错误;Na2CO3溶于水放热,但NaHCO3溶于水会吸热,B错误;Na2CO3和NaHCO3都能与盐酸反应,离子方程式分别为2H++C===CO2↑+H2O,H++HC===CO2↑+H2O,离子
方程式不同,C正确;碳酸氢钠受热易分解为碳酸钠、水和二氧化碳,碳酸钠
受热不易分解,则Na2CO3固体中混有NaHCO3时可用加热的方法除去,
D正确。
2.某NaHCO3固体样品中含有Na2CO3杂质,为测定样品中NaHCO3的含量,某实验小组称取a g样品进行测定。回答下列问题:
(1)装置A中反应的化学方程式为　　　　　　　　; 装置B的名称为　　　　　　　　。
(2)甲同学拟通过测定CO2的质量来计算样品中NaHCO3含量,仪器的连接顺序为　　　　　　(每组装置仅使用一次)。
(3)乙同学拟选取A→C→B装置完成测定,则B装置中加入的试剂为　　　　　　　。若C的质量变化为b g,则样品中NaHCO3的质量分数为　　　　　　　　。若无B装置会使测量结果　　　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)老师指出甲同学的方案会导致测定结果偏小,
应将A装置更换为如图装置:
请说明原因　　　　　　　　。
【解析】为测定样品中NaHCO3的含量,利用NaHCO3的不稳定性,通过加热使其分解,产生的气体通过浓硫酸吸收水蒸气,通过碱石灰吸收二氧化碳,最后为防止空气中的水蒸气及二氧化碳进入而引起干扰,连接一个干燥管,通过浓硫酸增加的质量计算产生的水的量,通过碱石灰增加的质量计算二氧化碳的量。
(1)装置A中NaHCO3受热分解生成Na2CO3、二氧化碳和水,反应的化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O;装置B的名称为球形干燥管。
(2)甲同学拟通过测定CO2的质量来计算样品中NaHCO3含量,根据分析可知,仪器的连接顺序为ADCB。
(3)乙同学拟选取A→C→B装置完成测定,为防止空气中的水蒸气及二氧化碳进入C装置,则B装置中加入的试剂为碱石灰;若C的质量变化为b g,根据反应有
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑　Δm
2×84 g 62 g
x b g,
=,x= g,则样品中NaHCO3的质量分数为
w(NaHCO3)=×100%=×100%=×100%=×100%;
若无B装置,则空气中的水蒸气及二氧化碳会进入C装置使B装置增加的质量偏大,会使测量结果偏大。
(4)A装置中可能残留CO2,使得CO2不能被C全部吸收,导致测定结果偏小。
答案:(1)2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O　球形干燥管
(2)ADCB　
(3)碱石灰　×100%　偏大
(4)A装置中可能残留CO2,使得CO2不能被C全部吸收,导致测定结果偏小
探究任务二　焰色试验
【生活情境】
大年初一晚上,万众瞩目的广州白鹅潭春节烟花
汇演活动在白鹅潭江面隆重上演。五彩斑斓的
烟火,所呈现的就是锂、钠、钾、锶、钡等金属
元素的焰色。
【问题探究】
1.做焰色试验的实验时为什么用盐酸洗涤铂丝而不是用硫酸
提示:盐酸易挥发。
2.焰色试验是单质的性质还是金属化合物的性质
提示:焰色试验是金属元素的性质,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试验。
3.用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧,直接观察时火焰呈黄色,该无色溶液中一定不含K+吗 请解释原因。
提示:不一定。观察钾的焰色时需要透过蓝色钴玻璃,以滤去黄色光。
4.为什么用铂丝作焰色试验的载体 能用别的材料代替铂丝吗
提示:因为铂丝灼烧时火焰没有特殊颜色,因此常用铂丝作焰色试验的载体,其他金属,如光洁无锈的铁丝或镍、铬、钨丝等灼烧时火焰也没有特殊颜色,也可以用作焰色试验的载体。
【探究总结】
1.焰色试验没有新物质生成,仅仅是电子能级跃迁的结果,故其为物理变化。
2.蘸取待测物的金属丝:铂丝或光洁无锈的铁丝等在火焰上灼烧时无颜色,并且熔点较高。
3.金属丝在使用前用稀盐酸将其表面的氧化物洗净,然后在火焰上灼烧至无焰色,以除去能引起焰色试验的杂质。
4.焰色试验的作用:鉴别钠、钾等金属或其他离子,只能判断是某种元素,而不能进一步确定是单质原子还是离子。
【探究训练】
1.(2024·韶关高一检测)下列有关焰色试验的理解正确的是(　　)
A.焰色试验需要加热,所以焰色试验体现的是元素的化学性质
B.观察到火焰颜色呈黄色时,所测溶液中肯定有Na元素,可能有K元素
C.铜的金属性弱,可以用洁净的铜丝代替洁净的铁丝进行焰色试验
D.为了避免黄光的干扰,所以焰色试验都要透过蓝色钴玻璃观察焰色
【解析】选B。焰色试验体现的是元素的物理性质,不是化学性质,A错误;钠元素的焰色为黄色,钾元素的焰色为紫色,黄色会遮盖住紫色,因此观察到火焰颜色呈黄色时,所测溶液中肯定有Na元素,可能有K元素,B正确;铜丝的焰色为绿色,会干扰实验,因此不可用洁净的铜丝代替洁净的铁丝进行焰色试验,C错误;仅观察钾元素的焰色时需用蓝色钴玻璃滤去黄光,D错误。
√
2.下列对焰色试验操作的说明中,正确的是(　　)
①检验钠中是否含少量钾,要透过蓝色钴玻璃观察
②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同,再蘸取被检验的物质
③每次实验后,要将铂丝用盐酸洗净
④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰
⑤没有铂丝时,也可以用光洁无锈的铜丝代替
A.①②③④⑤ B.①②③④
C.①②④⑤ D.①②③⑤
√
【解析】选B。①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察,目的是滤去钠的黄光,防止黄光干扰,故①正确;②要清除铂丝上附着的杂质,所以每次实验都要先将铂丝灼烧至与原来的火焰颜色相同,再蘸取被检验物质,故②正确;③盐酸易挥发,并且多数的盐酸盐易溶解,灼烧时,盐酸挥发掉,以达洗净的目的,故③正确;④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰,火焰颜色深会影响金属元素的焰色试验,故④正确;⑤没有铂丝时,不能用光洁无锈的铜丝代替,铜丝灼烧时,发出绿光干扰实验,故⑤错误。答案为B。
3.(2025·威海高一检测)下列与“焰色试验”相关说法正确的是(　　)
A.利用焰色试验可区分NaCl与Na2CO3固体
B.焰色试验属于化学变化
C.透过蓝色钴玻璃观察到焰色为紫色,则待测物一定为KCl
D.不可以用稀H2SO4代替稀HCl洗涤焰色试验中用到的铂丝
【解析】选D。NaCl与Na2CO3固体中均含有Na元素,焰色试验现象相同,无法通过焰色试验区分,故A错误;焰色试验中没有新物质生成,属于物理变化,故B错误;透过蓝色钴玻璃观察到焰色为紫色,则待测液中含钾元素,但不一定是KCl,故C错误;稀盐酸可易挥发,而稀硫酸是高沸点酸,不易挥发,因此不可以用稀H2SO4代替稀HCl,故D正确。
√
4.(双选)节日燃放五彩缤纷的烟花与高中化学中“焰色试验”知识相关,下列说法中错误的是 (　　)
A.焰色试验是化学变化
B.不能利用焰色试验区分NaOH与NaCl固体
C.焰色试验使用到的铂丝应用稀硫酸洗净
D.钾的焰色应透过蓝色钴玻璃观察
【解析】选A、C。焰色试验是物理变化,A错误;NaOH与NaCl都含钠元素,不能利用焰色试验区分NaOH与NaCl固体,B正确;金属氯化物易挥发,焰色试验使用到的铂丝应用稀盐酸洗净,C错误;钾的焰色应透过蓝色钴玻璃观察,D正确。
√
√七　钠及其氧化物
【基础达标】(25分钟　30分)
一、选择题(本题包括5小题,每小题3分,共15分)
1.(2025·海口高一检测)下列说法不正确的是 (　　)
A.实验室应将钠保存在石蜡油中
B.实验“钠与水的反应”中不需要标识:
C.钠着火不能用泡沫灭火器灭火
D.被水蒸气轻微烫伤先用冷水处理,再涂上烫伤药膏
【解析】选B。钠的密度比石蜡油大,且石蜡油可以隔绝空气和水,所以实验室应将钠保存在石蜡油中,A正确;图示的危险标志为使用小刀时要注意安全,以防伤到手,做金属钠与水的反应时,需要使用小刀切割一小块绿豆大小的金属钠,因而需要此标志,B不正确;钠能与水、二氧化碳发生反应,泡沫灭火器用于灭火时,产生二氧化碳等,所以钠着火时,不能用泡沫灭火器灭火,C正确;被水蒸气轻微烫伤先用冷水处理,可以降低烫伤处的温度,减轻烫伤程度,再涂上烫伤药膏,D正确。
2.下列关于金属钠的性质实验,现象描述符合客观事实的是 (　　)
A.金属钠在氯气中燃烧产生黄色火焰,生成淡黄色物质
B.金属钠放入MgCl2溶液中,有H2放出,有白色沉淀析出
C.金属钠放入稀CuSO4溶液中,有H2放出,有紫红色固体析出
D.金属钠放入滴有紫色石蕊的水中,有H2放出,溶液变红
【解析】选B。钠在氯气中燃烧产生黄色火焰,生成白色物质,A错误;钠放入氯化镁溶液中,先与水反应生成氢气和氢氧化钠,氢氧化钠与氯化镁反应生成氢氧化镁白色沉淀,B正确;钠放入硫酸铜溶液中,先与水反应生成氢气和氢氧化钠,氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,不会析出紫红色固体Cu,C错误;钠与紫色石蕊溶液中水反应产生氢气和氢氧化钠,溶液变蓝,D错误。
3.从氧化还原的角度看,与水反应时过氧化铜(CuO2)和过氧化钠性质相似。将适量的过氧化铜投入过量稀硫酸中,可以观察到的现象是 (　　)
A.无明显变化
B.最终生成蓝色沉淀
C.最终得到无色溶液
D.有无色无味气体生成
【解析】选D。与水反应时过氧化铜(CuO2)和过氧化钠性质相似,则2CuO2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O+O2↑,所以可以观察到溶液变蓝,有无色无味气体生成,D满足题意。
4.如图所示,在烧杯中加入水和苯(苯的密度为0.88 g·cm-3,与水互不相溶,且不与钠反应)各50 mL,将一小粒金属钠(密度为0.97 g·cm-3)投入烧杯中,观察到的现象可能为(　　)
A.钠在水层中反应并四处游动
B.钠停留在苯层中不发生反应
C.钠在苯的液面上反应并四处游动
D.钠在苯与水的界面处反应并可能上浮下沉
【解析】选D。苯与水互不相溶,且钠的密度介于苯和水之间;加入钠后,钠处在苯与水的中间。由于钠能与水反应,生成氢气,氢气附着在钠的周围,浮力增大,钠上浮进入苯层,氢气放出后,浮力减小,钠又回到水层, 这样上浮下沉至反应完全。
5.(2025·北京高一检测)过氧化钙(CaO2)是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。CaO2与Na2O2在结构和性质上具有相似性,二者所含阴离子相同,且都具有强氧化性。下列关于CaO2的说法正确的是 (　　)
A.CaO2属于碱性氧化物
B.CaO2中阴、阳离子个数比为2∶1
C.CaO2与水反应时,水表现出还原性
D.CaO2能在供氧的同时对水体消毒
【解析】选D。CaO2与Na2O2在结构和性质上具有相似性,CaO2与水反应生成氢氧化钙和氧气,不是碱性氧化物,A错误;CaO2是由钙离子和过氧根离子组成,阴、阳离子个数比为1∶1,B错误;CaO2与水反应时,2CaO2+2H2O===2Ca(OH)2+O2↑,CaO2既是氧化剂又是还原剂,水只作反应物,C错误;CaO2中过氧根离子有强氧化性,能在供氧的同时对水体消毒,D正确。
二、非选择题(本题包括1小题,共15分)
6.现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,可利用的装置如图所示。回答下列问题(注:Na2O2可以与H2O、CO2发生反应):
(1)装置Ⅳ中盛放的药品是　氢氧化钠溶液　,其作用是　吸收导入的空气中的二氧化碳　。
(2)若规定气体的气流方向从左到右,则组合实验装置时各仪器的正确连接顺序为　Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ　(按从左到右顺序写明仪器的编号Ⅰ、Ⅱ……),各仪器接口的连接顺序是空气进入　h　,　 g　接　f, 　 e　接　a(或b)　,　 b(或a)　接　c　(填字母)。
(3)装置Ⅱ的作用为 防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置Ⅰ　。
(4)操作中通空气和加热的顺序为先通一段时间的空气后再加热装置Ⅰ　。
【解析】用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2的过程中,要避免生成的Na2O2与空气中的水蒸气和二氧化碳发生反应,在制取过程中导入空气时要除去这两种杂质,且最后要防止外界空气中的水蒸气和二氧化碳进入反应装置。
【能力提升】(15分钟　20分)
1.(5分)(2025·临沂高一检测)研究金属钠的性质,实验如下:
实验装置 实验方案
液体a 现象
蒸馏水 Ⅰ.钠浮在水面,剧烈反应,产生少量白雾
稀盐酸 Ⅱ.钠浮在液面,反应比Ⅰ剧烈,产生白雾
浓盐酸 Ⅲ.钠浮在液面,反应比Ⅰ缓慢,产生大量白雾,烧杯底部有白色固体
下列说法错误的是 (　　)
A.Ⅱ中反应的离子方程式为2Na+2H+===2Na++H2↑
B.对比Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知,随着H+浓度增大,反应的剧烈程度增大
C.实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有白雾产生,说明Na与水或酸反应均放出大量热
D.推测Ⅲ中白色固体为NaCl,白雾为盐酸小液滴
【解析】选B。实验Ⅱ中金属钠与盐酸反应,过程为金属钠失去电子生成Na+,溶液中的H+得到电子生成氢气,因盐酸中阳离子以H+占大多数,故在书写离子方程式时需要写成H+形式,选项中的离子方程式书写正确,A正确;从三个反应的实验现象可以看出,随着盐酸浓度的升高,反应的剧烈程度有所提高,但是在浓盐酸的溶液中Na的反应并不是很剧烈,说明随着H+浓度增大,反应的剧烈程度增大,当达到某一浓度时,反应程度会随之减弱,B错误;Na与水反应放热,可以将溶液中的水分子或氯化氢分子蒸出到空气中,空气温度较低使水蒸气在空气中凝结形成白雾或HCl溶解在空气中的水蒸气中形成白雾,说明Na与水或酸反应均放出大量热,C正确;反应Ⅲ中盐酸浓度较高,反应一段时间后烧杯底部有白色固体生成,该白色固体为NaCl,D正确。
【补尝训练】(双选)室温下,某同学进行CO2与Na2O2反应的探究实验,用图1装置制备纯净的CO2,按照图2的装置进行实验(夹持装置略)。用注射器1抽取100 mL纯净的CO2,将其连接在K1处,注射器2的活塞推到底后连接在K2处,具支U形管中装入足量的Na2O2粉末与玻璃珠。打开止水夹K1、K2,向右推动注射器1的活塞,实验结束后,当注射器1的活塞推到底时,测得注射器2中气体体积为65 mL。
下列说法正确的是 (　　)
A.乙、丙装置中盛装的试剂分别是饱和NaHCO3溶液和碱石灰
B.可观察到具支U形管中的淡黄色粉末逐渐变浅
C.结合数据计算可知CO2的转化率是65%
D.为了减小误差,实验时多次往返推动注射器1和2的活塞
【解析】选B、D。实验为进行CO2与Na2O2反应的探究,根据装置及反应试剂,装置甲为大理石与盐酸反应生成二氧化碳的装置,由于盐酸易挥发,装置乙盛装的是饱和碳酸氢钠溶液,可除去HCl杂质,而不减少二氧化碳的量,装置丙用于干燥CO2;注射器1收集干燥的二氧化碳,注入具支U形管中与过氧化钠粉末反应。由以上分析可知,丙用于干燥CO2,可选无水氯化钙,不能选碱石灰,碱石灰会吸收CO2,A错误;具支U形管中CO2与Na2O2反应生成碳酸钠,淡黄色粉末逐渐变浅,B正确;设参加反应的CO2体积为V,则:
2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2　ΔV
2 1
V (100-65)mL
V=70 mL,CO2的转化率×100%=70%,C错误;试验过程中多次往返推动注射器 1和2有利于 CO2 与Na2O2充分接触,使反应进行得更充分(CO2转化率更高),减小误差,D正确。
2.(15分)在潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品,用如图的实验装置进行实验,证明过氧化钠可用于制取氧气。
(1)A是实验室用CaCO3制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式: CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O　。
(2)按要求填写表中空格:
仪器 编号 盛放的试剂 加入该试剂的目的
B 饱和NaHCO3溶液 除去CO2中的HCl气体
C 过氧化钠固体 与CO2反应,产生O2
D NaOH溶液 吸收未反应的CO2
(3)为了达到实验目的,　 不需要　(填“需要”或“不需要”)在B装置之后增加一个吸收水蒸气的装置;若你认为需要增加一个吸收水蒸气的装置,应选用　 (若“不需要”,则此空不填)作为吸水剂;若你认为不需要,请说明理由: 因为水蒸气也能与过氧化钠反应生成氧气,不影响实验目的　(若“需要”,则此空不填)。
(4)证明收集到的气体是氧气的方法是 把带火星的木条伸入试管内,木条复燃,证明试管中收集的气体是氧气　。
【解析】实验室利用CaCO3与稀盐酸反应制取CO2,因为CO2中混有挥发出的HCl,故用饱和NaHCO3溶液除去HCl;用CO2与Na2O2反应产生O2,在收集O2之前,要先用NaOH溶液吸收未反应完的CO2。八　钠盐及其焰色试验
【基础达标】 (25分钟　30分)
一、选择题(本题包括5小题,每小题3分,共15分)
1.下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的说法正确的是 (　　)
A.可用碳酸钠作糕点的膨松剂
B.可用碳酸氢钠溶液来除油渍
C.可通过加热法除去碳酸氢钠中的碳酸钠
D.可用澄清石灰水鉴别碳酸钠与碳酸氢钠
【解析】选B。碳酸钠受热不分解,不能用作糕点膨松剂,应该用碳酸氢钠,A错误;因为NaHCO3水解呈碱性,在碱性环境下油脂会水解为甘油和高级脂肪酸盐,可用碳酸氢钠溶液来除油渍,B正确;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,不能通过加热法除去碳酸氢钠中的碳酸钠,C错误;碳酸钠与碳酸氢钠都能和澄清石灰水反应生成白色沉淀,不能用澄清石灰水鉴别碳酸钠与碳酸氢钠,D错误。
2.用铂丝蘸取某混合液进行焰色试验,下列说法正确的是 (　　)
A.焊在玻璃棒上的铂丝可用光洁无锈的铁丝代替
B.焰色试验有发光现象,所以是化学变化
C.透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰,证明原溶液有钾元素无钠元素
D.每次实验结束可用水洗净铂丝并在外焰上灼烧至没有颜色
【解析】选A。A.光洁无锈的铁丝,放在酒精灯上灼烧至无色,本身无颜色,故可用铁丝代替铂丝进行焰色试验,故A正确;B.焰色试验属于物理变化,故B错误;C.透过蓝色钴玻璃会滤去黄光,只看到紫色,说明样品中含钾元素却无法判定是否含钠元素,故C错误;D.实验完成后铂丝用盐酸洗净,在外焰上灼烧至没有颜色时再使用,故D错误。
3.已知①中盛有一定量的碳酸钠溶液, 根据如图所示的实验过程,下列说法正确的是 (　　)
A.②中溶液为无色
B.③中溶液的溶质组成有2种情况
C.④中溶液的溶质除酚酞外,还有3种
D.加入过量稀盐酸后,③中只观察到沉淀消失,产生大量气泡
【解析】选C。碳酸钠溶液能使酚酞变红,故A错误;③中溶液的溶质组成有碳酸钠、酚酞、氢氧化钠或酚酞、氢氧化钠或酚酞、氢氧化钠、氢氧化钙3种情况,故B错误;④中溶液的溶质除酚酞外,还有氯化钠、氯化钙、氯化氢,故C正确;加入过量稀盐酸后,③中观察到沉淀消失,产生大量气泡,溶液由红色变为无色,故D错误。
4.下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法错误的是 (　　)
A.碳酸氢钠是常用的碱性膨松剂,其作用原理为2NaHCO3CO2↑+H2O+Na2CO3
B.用加热的方式除去Na2CO3溶液中的NaHCO3
C.相同温度下,溶解度:Na2CO3>NaHCO3
D.等质量的Na2CO3和NaHCO3与足量的盐酸反应,NaHCO3产生的CO2多
【解析】选B。碳酸氢钠受热分解的化学方程式为2NaHCO3CO2↑+H2O+Na2CO3,是常用的碱性膨松剂,A正确;在水溶液中NaHCO3与NaOH溶液反应生成Na2CO3和水,应用NaOH溶液除去NaHCO3杂质,B错误;常温下,向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体,有碳酸氢钠晶体析出,可知常温时溶解度:Na2CO3>NaHCO3,C正确;碳酸钠和碳酸氢钠的质量均为1 g时,
Na2CO3~CO2、NaHCO3~CO2,
106 44 84 44
1 g x 1 g y
则放出气体的量:Na2CO35.过量的NaHCO3与Na2O2混合,在密闭容器中充分加热后,最后排出气体,残留的物质应是 (　　)
A.Na2O和Na2O2　　 B.Na2O2和Na2CO3 C.Na2CO3 D.Na2O
【解析】选C。在题中所给出的两种物质中NaHCO3是过量的,两种混合物在密闭容器中加热所发生的化学反应为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,2Na2O2 +2H2O===4NaOH+O2↑,2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O。因NaHCO3是过量的,又充分加热,有足够的CO2使Na2O2最终全部转化为Na2CO3,过量的NaHCO3也完全分解成Na2CO3,而Na2CO3稳定,受热不易分解,故最后排出气体后,残留的固体是Na2CO3。
二、非选择题(本题包括1小题,共15分)
6.A、B、C、D、F五种物质的焰色试验均为黄色,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、B、C、D、E、F的化学式:
A为　NaOH　;B为　Na　;
C为　Na2CO3　;D为　NaHCO3　;
E为　NaCl　;F为　Na2O2　。
(2)写出F和H反应的化学方程式:　 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2　。
(3)写出下列反应的离子方程式。
①D+盐酸:　HC+H+===H2O+CO2↑　;
②B+水:　2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑　;
③D+A:　HC+OH-===H2O+C　。
【解析】由焰色试验为黄色,且A、B、C、D均与盐酸反应生成E,知E为NaCl,B还生成一种可燃性气体,可知B为Na,由C、D还生成气体H,该气体能使澄清石灰水变浑浊,知C、D为Na2CO3或NaHCO3,H是CO2,F和CO2反应生成C和另一种气体,则F为Na2O2、C为Na2CO3,因而D为NaHCO3,D和A可反应生成Na2CO3,则A为NaOH。
【能力提升】 (15分钟　20分)
1.(5分)下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法正确的是 (　　)
A.向两者的溶液中加入BaCl2均生成白色沉淀
B.向两者的溶液中逐滴加入盐酸,反应现象完全相同
C.Na2CO3和NaHCO3两物质之间可以相互转化
D.向饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体,观察不到任何实验现象
【解析】选C。Na2CO3与BaCl2反应生成BaCO3白色沉淀,而NaHCO3与BaCl2不能反应,A错误;向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,开始无现象,一段时间后才有气泡冒出,而向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸,立即产生大量气泡,B项错误;Na2CO3与CO2、H2O反应可以转化为NaHCO3,NaHCO3加热或与NaOH溶液反应可转化为Na2CO3,C项正确;向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2气体,可产生NaHCO3晶体,D项错误。
2.(5分)(双选)实验室有一包含有NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物。某同学利用如图所示装置进行实验,通过测量反应前后装置丙和丁的增重,测定该混合物中各组分的质量分数。下列说法错误的是 (　　)
A.装置丙中的氯化钙作干燥剂
B.撤去装置戊对NaCl质量分数的测得不会造成影响
C.将装置甲换为盛放浓硫酸的洗气瓶,则测得Na2CO3·10H2O的质量分数偏小
D.若能测量样品反应后剩余固体的质量,则撤去装置丁不能达到实验目的
【解析】选B、D。含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物,通过测量反应前后丙、丁装置质量的变化,测定该混合物中各组分的质量分数,由实验装置可知,甲中碱石灰可吸收空气中的水、二氧化碳,乙加热发生2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑、Na2CO3·10H2ONa2CO3+10H2O,丙中可吸收水,丁中碱石灰可吸收二氧化碳,反应前后丙、丁的质量差,分别为反应生成的水、二氧化碳的质量,最后戊的碱石灰可防止空气中的水、二氧化碳进入丁中,以此解答该题。装置丙中的氯化钙作干燥剂,用于吸收水分,A正确;撤去装置戊,导致空气中的CO2、H2O被丁吸收,导致测得碳酸氢钠的质量偏大,使NaCl质量分数偏小,B错误;将装置甲换为盛放浓硫酸的洗气瓶,不能吸收空气中CO2,导致碳酸氢钠测得值偏大,则测得Na2CO3·10H2O的质量分数偏小,C正确;撤去装置丁后,装置丙可吸收水蒸气,可求出分解生成的H2O的质量,根据装置乙中剩余固体的质量,可求出分解生成的CO2的质量,从而测定该混合物中各组分的质量分数,所以若撤去装置丁也能达到实验目的,D错误。
3.(10分)(2025·青岛高一检测)钠及其化合物在日常生活中有许多重要应用。回答下列问题:
Ⅰ.如图所示为钠的价类二维图。
(1)若①处是淡黄色固体,其化学式为　Na2O2　。
(2)氢化钠(NaH)能与水反应生成氢氧化钠和氢气,写出该反应的化学方程式并用双线桥标明电子转移的方向和数目:　 　。
Ⅱ.我国化学家侯德榜发明了联合制碱法(NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl),对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要流程如图所示(部分物质已略去)。已知:NH3极易溶于水,溶于水后溶液显碱性。
(3)流程图中标注的物质属于电解质的有　3　种,①~③所涉及的操作方法中,包含过滤的是　①③　(填序号)。
(4)Na2CO3和NaHCO3可以相互转化,若要除去NaHCO3溶液中的Na2CO3,最好的方法是　Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3　(用化学方程式表示)。
【解析】侯氏制碱法的原理是往饱和的食盐水中通入足量的氨气后,再通入足量的二氧化碳气体,利用碳酸氢钠的溶解度小的原理,使其从水溶液中析出,则操作①为过滤,操作②为加热,一系列操作③中包含过滤,溶液A主要成分为氯化铵,溶液B主要成分为氯化钠,据此分析解答。
(1)从①所在位置的横坐标和纵坐标来看,①是钠的+1价的淡黄色氧化物,则①是Na2O2。
(2)氢化钠中氢的化合价为-1价,氢气中的氢的化合价为0价,氢气既是该反应的氧化产物又是还原产物,则用双线桥标明电子转移的方向和数目的化学方程式为。
(3)流程图中标注的物质属于电解质的有Na2CO3、NaHCO3、NH4Cl三种, CO2和NH3不属于电解质;①~③所涉及的操作方法中,经分析包含过滤的是①③。
(4)Na2CO3溶液中通入CO2,可以使Na2CO3转化为NaHCO3,则除去NaHCO3溶液中的Na2CO3,最好的方法是通入CO2,反应的化学方程式是Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3。

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