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食盐的综合利用
——钠及其重要化合物专题复习学案
【考纲解读】
1.了解钠的主要性质及其应用。
2.掌握钠的重要化合物(Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3等)的主要性质及其应用。
3.了解钠及其常见化合物的制备方法。
4.了解碱金属性质的相似性和递变性。
5.了解Na＋、K＋的检验方法。
【学习目标】
1、了解钠的性质、用途和制备方法。
2、掌握钠的重要化合物的性质和制备方法以及通过对实验现象的讨论，培养思维能力。
3、了解钠的重要化合物的的鉴别方法和有关计算。
4、了解科学探究的基本过程，并运用以实验和推理为基础的科学探究方法解决有关问题。
【课堂任务】由氯化钠可以制备哪些重要的物质？设计转化流程图，写出化学方程式。

【环节一】通过氯化钠获得钠和钠的氧化物
【知识准备】钠的主要性质及其应用
1．钠的物理性质
　　　色，有金属光泽；密度　　　；熔点　　　；硬度　　　，可以用小刀切割。
2．从钠原子的结构认识钠的化学性质——还原性

(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
O2 Cl2：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)与水反应离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
?
钠与滴有酚酞的水反应的现象及解释：

(3)与盐酸反应离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)与硫酸铜溶液反应离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　
特别提醒
①钠的取用方法：用镊子夹取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油，在玻璃片上用小刀切取黄豆大小的钠，剩余的钠放回原试剂瓶。
②钠失火的处理：沙土盖灭，不能用水或泡沫灭火器灭火。
3．钠的制取及保存
(1)制取：化学方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)保存：密封保存，通常保存在　　　　　　　　　
(3)用途：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【思考】金属钠露置在空气中会发生一系列变化？


【知识准备】焰色反应
(1)概念：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊颜色的现象。属于元素的物理性质。
(2)操作步骤：
铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色。
(3)常见元素焰色反应的颜色：钠元素：__________；钾元素：___________（透过蓝色钴玻璃）
【知识准备】氧化钠和过氧化钠的比较
物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2)
色态
类别
氧的价态
电子式
生成条件 常温 加热或点燃
化学 性 质 稳定性 不稳定 稳定
与水
与CO2
与酸 (盐酸)
主要性质 具有碱性氧化物通性 具有强氧化性
主要用途 用于制取Na2O2、烧碱 强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂
【思考】7.8gNa2O2与足量水反应，转移电子数目是多少？

【问题】
1、钠元素在地壳中的含量排第六位，还是靠前的，为什么两百多年前才制出单质钠呢？

2、请用方程式表示潜艇携带过氧化钠作供氧剂的原理是什么？SO2也能与过氧化钠反应，你认为产物是什么？能否设计实验证明呢？


3、过氧化钠的电子式如何表示？请推测的电子式。请写出碳化钙与水反应方程式，是否为氧化还原反应？类比碳化钙与水的反应，深入分析后有人认为过氧化钠与水的反应实际上分两步完成，请你推测会有哪种中间产物生成，如何证明呢？


4、过氧化钠投入盛有含酚酞的水的试管中，有何现象？有人说这个反应在任何条件下都是自发反应？你认为这种说法正确吗？为什么？


小明在做实验时震荡试管后一会儿溶液褪色了，为什么会褪色呢？经查阅资料①H2O2可以破坏酚酞的结构，使酚酞在碱性溶液中不能再显红色；②酚酞在稀碱性溶液中稳定显红色，而在浓氢氧化钠等溶液中显红色后又褪色。试猜想可能的原因，能否设计实验验证你的猜想？
【环节二】分析氯碱工业的原理（写出电极反应式）
【复习归纳】
1、影响离子放电的因素

2、放电顺序

【思考】此装置的缺点？如何改进？


【例题】离子膜电解法为目前普遍使用的氯碱工业生产方法。
（1）氯碱工业的主要原料是饱和食盐水，为有效除去粗盐水中的Ca2＋、Mg2＋、SO42－，加入试剂的合理顺序为 （选填A、B、C）。
A、先加NaOH，后加BaCl2，再加Na2CO3，再加盐酸
B、先加NaOH，后加Na2CO3，再加BaCl2
C、先加BaCl2，后加NaOH，再加Na2CO3，再加盐酸
（2）如图是工业电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图
（阳极用金属钛网制成，阴极由碳钢网制成），则B处产生的气体
是　　　，E电极的名称是　　　极，电解总反应的离子方程式
为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（3）离子交换膜将电解槽分隔为阳极区和阴极区，以防止Cl2与NaOH反应；采用无膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为

【环节三】通过氯化钠获得纯碱（用简单流程示意图和方程式表示）
【知识准备】两种重要的钠盐
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
俗名
主要性质 色、态 白色粉末 细小白色晶体
水溶性 易溶于水 可溶于水
稳定性 稳定，但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化 受热易分解
与H＋反应
与Ca(OH)2反应 NaHCO3过量： Ca(OH)2过量：
与盐反应 CaCl2 不反应
Al2(SO4)3
与水作用 水解，碱性较强 水解，碱性较弱
与酸互滴 现象与滴加方式有关 现象与滴加方式无关
相互转化
主要用途 用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业 灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一
【相关资料】1、NaOH（固体，纯度98％）4200元/吨；Na2CO3（固体，纯度99％）1850元/吨
2、不同温度下相关物质的溶解度表
20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 70℃
NaCl 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 37.8
NH4HCO3 21.0 27.0 — — — —
NaHCO3 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 —
NH4Cl 37.2 41.1 45.8 50.4 55.2 60.2
【思考】通过资料内容思考如何获得纯碱？

【例题】我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，
其生产流程可简要表示如图：
（1）往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2
(氨碱法)，而不先通CO2再通NH3的原因是：________________
____________________________________________________________________________________________
（2）从生产流程图可知，可循环利用的物质是__________
（3）写出沉淀池中、煅烧炉中反应的化学方程式________________________________
【思考讨论】纯碱和小苏打的混合物（混合液）的研究。
1、如何鉴别两者？
2、如何除杂？
3、如何测定纯度？

【真题解析】
1．下列有关物质性质与用途具有对应关系的是（ A ）
A．Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂 B．ClO2具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒
C．SiO2硬度大，可用于制造光导纤维 D．NH3易溶于水，可用作制冷剂
2．【2017北京卷】下列变化中，气体被还原的是（ B ）
A．二氧化碳使Na2O2固体变白 B．氯气使KBr溶液变黄
C．乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色 D．氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀
3．【2017课标Ⅱ卷】由下列实验及现象不能推出相应结论的是（ C ）
实验 现象 结论
A 向2 mL 0.1 FeCl3的溶液中加足量铁粉，震荡，加1滴KSCN溶液 黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变 还原性：Fe＞Fe2+
B 将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶 集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生 CO2具有氧化性
C 加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸 石蕊试纸变蓝 NH4HCO3显碱性
D 向2支盛有2 mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液 一只试管中产生黄色沉淀，另一支中无明显现象 Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)
4．下列指定反应的离子方程式正确的是（ B ）
A．钠与水反应：Na+2H2O═Na++2OH﹣+H2↑
B．电解饱和食盐水获取烧碱和氯气：2Cl﹣+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH﹣
C．向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸：Ba2++OH﹣+H++SO42﹣═BaSO4↓+H2O
D．向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水：Ca2++HCO3﹣+OH﹣═CaCO3↓+H2O
5．以下实验设计能达到实验目的是（ D ）
实验目的 实验设计
A 除去NaHCO3固体中的Na2CO3 将固体加热至恒重
B 制备无水AlCl3 蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液
C 重结晶提纯苯甲酸 将粗品水溶、过滤、蒸发、结晶
D 鉴别NaBr和KI溶液 分别加新制氯水后，用CCl4萃取
6．某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：
①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解；
②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生，振荡后仍有固体存在。
该白色粉末可能为（ C ）
A．NaHCO3、Al(OH)3 B．AgCl、NaHCO3 C．Na2SO3、BaCO3 D．Na2CO3、CuSO4
7．下列有关说法正确的是（ C ）
A．在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解
B．Fe(OH)3胶体无色、透明，能发生丁达尔现象
C．H2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫酸干燥
D．SiO2既能和氢氧化钠溶液反应也能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物
【典型错误】
钠与硫酸铜溶液置换出铜；方程式书写：2Na+O2==2Na2O
过氧化钠是碱性氧化物；过氧化钠的阴阳离子个数比；过氧化钠反应的电子转移
Na2CO3和NaHCO3的鉴别与除杂；Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应情况
与量有关的离子方程式书写错误
【方法总结】
钠与盐溶液反应要先考虑钠和水反应
过氧化钠要考虑到-1价氧的强氧化性和自身的氧化还原反应；可以借助双线桥法分析电子转移
与量有关的离子方程式：少量定1法
【拓展练习】
1．金属钠分别与下列溶液反应时，既有沉淀析出，又有气体逸出的是(　　)
A．BaCl2溶液　　　　B．K2SO4溶液 C．CuSO4溶液 D．NH4NO3溶液
2．用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色，下列各判断正确的是(　　)
A．只含有Na＋ B．一定含有Na＋，可能含有K＋
C．既含有Na＋，又含有K＋ D．可能含有Na＋，可能还含有K＋
3．200 ℃时，11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g，则原混合气体的总物质的量是(　　)
A．0.125 mol　　　　B．0.25 mol C．0.5 mol D．1 mol
4．下列有关Na2O2的说法不正确的是(　　)
A．向包有Na2O2粉末的脱脂棉上滴几滴水，脱脂棉剧烈燃烧，说明Na2O2与H2O反应放热且有氧气生成
B．Na2O2与CO2反应时有单质O2生成，该反应属于置换反应
C．Na2O2在空气中久置变白，涉及的氧化还原反应中，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂
D．Na2O2粉末加入Ca(HCO3)2溶液中，会产生气体和浑浊
5．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，如下图Ⅰ～Ⅳ所示。


(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是______________________(填装置序号)。
(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_______________
________________________________________________________________________；
与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是________(填字母)。
A．Ⅳ比Ⅲ复杂
B．Ⅳ比Ⅲ安全
C．Ⅳ比Ⅲ操作简便
D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行
(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)。
(1)Ⅱ　(2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O　D　(3)NaHCO3
6．向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列判断正确的是(　　)

A．在0～a范围内，只发生中和反应
B．ab斜段发生反应的离子方程式为CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
C．a＝0.3
D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
【课后思考】
如何用CO2和50 mL 2 mol·L－1 NaOH溶液制取
50 mL 1 mol·L－1 Na2CO3溶液？
①写出简要的实验步骤：_________________________
___________________________________________________________________________________________。
将50 mL 2 mol·L－1 NaOH溶液等分成两份，在一份NaOH溶液中通入过量的CO2气体，再将两溶液混合，即得50 mL 1 mol·L－1 Na2CO3溶液
【反思归纳】





1． 判断类别，用准方法，突破Na2CO3、NaHCO3的鉴别










用数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应
(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，第一步：CO转化为HCO，无气体产生；第二步：HCO与H＋反应产生CO2。消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示。
(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示。
(3)向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)。
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略)。






温度

物质

溶解度

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