钠及其化合物教案doc.docx
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钠及其化合物教案doc
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适用学科
高中化学
适用年级
高三
适用区域
沪教版区域
课时时长(分钟)
2课时
1.金属钠的性质
知识点
2.钠的化合物的性质及用途
1.识记有关的化学方程式;
教学目标2.掌握金属钠及其化合物之间的转化关系;
3.以金属钠为例,掌握第IA族内元素性质递变规律。
教学重点金属钠及其化合物之间的转化关系
教学难点第IA族元素性质递变规律
教学过程
一、导入
我们知道钠元素化学在等级考的考纲中对学生有如下要求
(1)掌握钠的常见物理和化
学性质。
(2)知道钠的常见氧化物的基本性质。
(3)掌握钠化合物的性质。
(4)运用简单元
素周期律推断第一主族部分元素的化学性质。
使用建议说明:
本节课是学生理解学习纯碱工业的基础,上好这节课尤为重
要;关于本节课的导入笔者认为有很多种方法,一般控制在十分钟左右为宜,建
议如下:
1、直接导入法:
如本讲事例
2、课前小测:
针对学生学校里近期讲授的内容进行出题(以简单题和中档题为主,以10分钟左右为宜)进行测验,,也可以针对基础知识进行复习提问,检查学生学校所学内容的掌握程度,进而展开教学
二、知识讲解
使用建议说明:
钠元素化学在高考中多次出现,考纲要求掌握相关重要反应。
考点1钠的性质
第1页
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1.物理性质:
银白色金属光泽、质软、可以用刀切割、密度小于水大于煤油、熔沸点低。
焰色反应为黄色。
2.化学性质:
(1)钠与非金属单质反应:
2Na+Cl22NaCl(白烟)2Na+S
Na2S(研磨爆炸)
缓慢氧化:
4Na+O22Na2O(白色固体)
剧烈燃烧:
2Na+O2Na2O2(淡黄色固体)
(2)钠与水的反应2Na+2H2O2NaOH+H2↑2Na+2H2O
2Na++2OH-+H2↑
(3)与酸(主要指非氧化性酸)的反应:
钠不足,则反应为:
钠与酸直接反应。
2Na+2H+2Na++H2↑钠过量,则反应为:
钠先与酸反应,再与水反应。
3.钠的保存:
少量的钠保存于煤油中,大量的钠密封于固体石蜡中。
4.钠的用途:
电光源、钠钾合金常温下呈液态用于原子反应堆导热剂、还原剂
用于冶炼金属。
特别提示:
1.钠与氧气反应的产物与反应物用量无关,与反应条件有关。
2.钠与水、酸反应的本质为钠与水电离出的H+反应。
考点2钠的氧化物
钠的氧化物的性质
物质氧化钠过氧化钠
化学式Na2ONa2O2
电子式
化合价
O(-2)
O(-1)
阴、阳离子个数
1:
2
1:
2
比
颜色、状态
白色固体
淡黄色粉末
第2页
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O2
2Na2O+O2
Na2O2
---
化CO2
Na2O+CO2
Na2CO3
2Na2O2+2CO2
2Na2CO3+O2
学H2O
Na2O+H2O
2NaOH
2Na2O2+2H2O
4NaOH+O2↑
性
2Na2O2+4HCl
HCl
Na2O+2HCl
2NaCl+H2O
4NaCl+2H2O+O2↑
质
SO2
Na2O+SO2
Na2SO3
Na2O2+SO2
Na2SO4
类别
碱性氧化物
过氧化物
稳定性
不稳定,可继续氧化
稳定
用途
制NaOH,用途较少
做供氧剂、氧化剂、漂白剂等
转化关系
2Na2O+O2
2Na2O2
特别提示:
1.Na2O2与H2O、CO2的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应,每生成1mol
O2都转移2mol电子。
2.在研究Na2O2与其他溶液反应时,要注意到Na2O2的强氧化性和溶液的
强碱性。
3.等物质的量的Na2O和Na2O2分别投入等量且足量的水中,所得溶液的
物质的量浓度相等。
考点3碳酸钠与碳酸氢钠
物质
Na2CO3
NaHCO3
俗名
苏打、纯碱
小苏打
颜色状
态
白色固体
白色粉末
水溶性
易溶于水
能溶于水
溶解度大小比较:
Na2CO3>NaHCO3
溶液与
变红
变红
酚酞
颜色深浅比较:
Na2CO3>NaHCO3
Na2CO3+2HCl
NaHCO3+HCl
与盐酸
2NaCl+CO2↑+H2O
NaCl+H2O+CO2↑
反应
反应速率:
NaHCO3>Na2CO3
与氯化
Na2CO3+CaCl2
CaCO3↓+
-------
第3页
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钙溶液
2NaCl
(CO32-+Ca2+
CaCO3↓)
NaHCO3+Ca(OH)2(过量)
NaOH+CaCO3↓+H2O
Na2CO3+Ca(OH)2
(HCO3
-
+OH-
与澄清
CaCO3↓+2NaOH
+Ca2+
CaCO3↓+H2O)
石灰水
(CO32-+Ca2+
2NaHCO3+Ca(OH)2(少量)
CaCO3↓)
Na2CO3+CaCO3↓+2H2O
(2HCO3-+2OH-+Ca2+
CaCO3↓+2H2O+CO32-)
与氢氧
NaOH+NaHCO3
Na2CO3+H2O
化钠溶-----
(OH-+HCO3-
CO32-+
液
H2O)
热稳定
稳定
性
2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O
主要用
玻璃、造纸、制肥皂、洗涤
发酵、医药、灭火器
途
Na2CO3→NaHCO3:
Na2CO3+CO2+H2O
2NaHCO3
相互
NaHCO3→Na2CO3:
转化
NaOH+NaHCO3
Na2CO3+H2O(OH-+HCO3-
CO32-+H2O)
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
1.分别加热,有气体放出者为NaHCO3(适用于固体)
2.分别滴加盐酸,立即有气体放出者为NaHCO3;刚开始无气体放出,一
段时间后有气体放出者为Na2CO3,
鉴别
3.分别滴加CaCl2溶液或BaCl2溶液,白色沉淀生成者为Na2CO3,NaHCO3
无现象
4.等浓度溶液,碱性较强的为Na2CO3
考点4碱金属
第4页
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1.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,化学上叫焰
色反应。
(为物理变化)
2.焰色反应的操作顺序可概括成如下几个字:
洗-烧—蘸—烧。
3.观察钾的焰色时,要透过蓝色钴玻璃,因为钾中常混有含钠元素的杂质,而蓝色钴玻璃可滤过黄光。
钾――紫色(透过蓝色钴玻璃)
钠――黄色
4.碱金属元素简单对比
相似性
递变性(由上到下)
电子层数逐渐增多
原子结构
最外层均为1个电子
核电荷数逐渐增大
原子半径逐渐增大
元素性质
较强的金属性
金属性依次增强
物理性
(除Cs外)都呈银白色,
密度逐渐增大(K反常),
单质性
质
密度较小,熔沸点较低
熔点逐渐降低
都有较强的还原性
还原性依次增强,
质
化学性
都与氧气反应
与O2反应越来越剧烈,
质
都与水反应生成强碱与氢气
产物越来越复杂
三、例题精析
使用建议说明:
此处内容主要用于教师课堂的精讲,每个题目结合试题本身、答案和解析部分,教师有的放矢的进行讲授或与学生互动练习。
质例量题相等1、质量分数相同的两份稀盐酸分别与碳酸钠和碳酸氢钠完全反应,消耗
碳酸钠和碳酸氢钠的质量()
A.碳酸钠多B.碳酸氢钠多C.一样多D.无法
确定
【答案】B
【解析】利用关系式法:
NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑Na2CO3+2HCl
2NaCl+H2O+CO2↑
第5页
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可得2NaHCO3~~2HCl~~Na2CO3
16873106
显然可见:
碳酸氢钠多。
故选:
B。
下例列题实验2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】NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,所以通过加热分解利
用差量法即可计算出Na2CO3质量分数,A正确;Na2CO3和NaHCO3均可与盐酸反
应生成水、二氧化碳和氯化钠,所以bg固体是氯化钠,利用守恒法可计算出Na2CO3质量分数,B正确;混合物与足量稀硫酸充分反应,也会生成水和二氧化,所以逸出的气体是二氧化碳,但会混有水蒸气,即碱石灰增加的质量不是二氧化
碳的质量,因此选项C不能测出混合物中Na2CO3质量分数;Na2CO3和NaHCO3
都与Ba(OH)2反应,反应的方程式为
CO32-+Ba2+BaCO3↓、HCO3-+OH-+Ba2+H2O+BaCO3↓,因
此最后得到的固体是BaCO3,所以可以计算出Na2CO3质量分数,选项D也正确。
完成下列实验所需选择的装置或仪器都正确的是()
例题3
选项ABCD
分离植物除去氯化钠晶除去CO2
分离CCl4
实验油和氯化体中混有的氯气体中的
中的Br2
钠溶液化铵晶体HCl气体
第6页
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装置
或
仪器
【答案】A
【解析】B项,蒸馏的方法是分离互溶的液体,故错误;C项,过滤的方法是分离固体和液体,故错误;D项,二氧化碳和氯化氢都能与氢氧化钠反应,故错误。
例题1.4一定温度下,向饱和NaOH溶液中加入一定量的钠块,充分反应后恢复到
原来温度,下列说法正确的是()
A.溶液中溶质质量增加,溶剂质量减少,溶液的溶质质量分数变大
B.溶液的pH不变,有氢气放出
C.溶液中的Na+数目减小,有氧气放出
D.溶液中的c(Na+)增大,有氧气放出
【答案】B
【解析】钠放于NaOH溶液中,与水反应生成NaOH和H2,由于原溶液是饱和溶液,且温度不变,故有NaOH晶体析出,而析出晶体后溶液仍饱和,故溶液的浓度不变,pH不变。
焰火“脚印”“笑脸”“五环”,让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫,这例题5
与高中化学中“焰色反应”知识相关。
下列说法中正确的是()
A.非金属单质燃烧时火焰均为无色
B.所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色
C.焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察
D.NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
【答案】D
【解析】A项,氢气在氯气中燃烧呈现苍白色火焰,在空气中燃烧为淡蓝色的火
焰,A项错误;铂丝的焰色反应为无色,B项错误;观察钾及其化合物的焰色反
应时需要透过蓝色钴玻璃,其他焰色反应不需要,C项错误;焰色反应是元素特
有的性质,所以D项正确。
第7页
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四、课堂运用
使用建议说明:
在对课堂知识讲解完,把握了重点突破了难点以及练习精讲了之
后,再用练习马上进行课堂检测,根据学生情况建议分3个难度层次:
易,中,
难。
基础
1、可用于判断碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是()
A.加热时无气体放出
B.滴加盐酸时有气泡放出
C.溶于水后滴加稀BaCl2溶液有白色沉淀生成
D.溶于水后滴加澄清石灰水有白色沉淀生成
2、氢化钠(NaH)是一种白色的离子化合物,其中钠元素显+1价;氢化钠与水
反应放出氢气。
下列叙述中,不正确的是()
A.NaH中存在-1价的氢离子,还原性比氢原子强
B.NaH与H2O反应时水作氧化剂,反应放出热量
C.NaH中氢元素的离子的电子层排布与氦原子的电子层排布相同
D.微粒半径:
H+>H>H-
【答案】
1、C2、D
【解析】
1、解决此题关键要掌握Na2CO3和NaHCO3的性质异同,特别是与澄清石灰水的
反应,两者都会产生白色沉淀,因此无法鉴别,而加BaCl2溶液,现象不同,仅
Na2CO3与BaCl2反应中有BaCO3沉淀生成。
2、A、还原性强弱看微粒失电子的能力,阴离子H-比H原子的微粒半径大,最
外层电子受原子核的吸引作用相对来说小,所以易失电子,故还原性强,故A
正确;B、NaH与H2O反应NaH+H2O=NaOH+H2↑,反应中水中的氢元素化合价降低,
因此水做氧化剂,故B确;C、氢阴离子是氢原子得一个电子形成的,其离子的
电子层排布与氦原子相同,故C正确;D、H原子核外有一个电子,H-核外有两
个电子,H+电子层上无电子,同种元素的各种微粒,核外电子数越多,半径越大,
可知微粒半径大小顺序为H->H>H+,故D错误;故选D。
第8页
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4、巩将固0.01mol下列物质分别加入100mL蒸馏水中,恢复至室温,所得溶液中阴
离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)()
①Na2O2②Na2O③Na2CO3④NaCl
A.①>②>③>④B.①>②>④>③
C.①=②>③>④D.①=②>③=④
5、有关纯碱和小苏打的叙述正确的是()
A.等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量稀盐酸反应,NaHCO3产生的CO2
多
B.等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的同种盐酸反应,NaHCO3消耗的盐
酸多
C.向NaHCO3溶液中滴入Ba(OH)2溶液无沉淀,而向Na2CO3溶液中加入Ba(OH)2溶液出现白色沉淀
D.Na2CO3和NaHCO3都既能与酸反应,又能与氢氧化钠反应
6、关于钠的叙述正确的是()
A.钠和钾的合金可作原子反应堆的导热剂
B.工业上可用于生产纯碱和大量制备氢氧化钠
C.钠在空气中燃烧生成Na2O
D.钠是一种强还原剂,可以把钛从其盐溶液中置换出
7、过氧化钠具有强氧化性,遇木炭、铝粉等还原性物质时可燃烧.下列有关说
法不正确的是()
A.过氧化钠晶体中,阴离子与阳离子的个数之比为1:
1
B.熔融过氧化钠时不可使用石英坩埚
C.过氧化钠与木炭、铝粉反应时,过氧化钠均表现出强氧化性
D.过氧化钠与二氧化硫反应时可生成硫酸钠
8、下列对Na2O2的叙述中,正确的是()
A.Na2O2中氧元素化合价为-1
B.Na2O2能与水反应,所以Na2O2可以作气体的干燥剂
C.Na2O2与水反应时,Na2O2是氧化剂,水是还原剂
D.Na2O2与二氧化碳反应时,Na2O2只作氧化剂
第9页
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9、过碳酸钠是一种有多种用途的新型固态漂白剂,化学式可表示为Na2CO3·3H2O2,它具有Na2CO3和H2O2的双重性质。
过碳酸钠与下列物质均会
发生化学反应而失效,其中过碳酸钠只发生了氧化反应的是()
A.MnO2B.KMnO4溶液
C.稀盐酸D.Na2SO3溶液
【答案】
4、C5、B6、A7、A8、A9、B
【解析】
4、①②溶于水,溶质都是0.02moL,消耗的水也相同,虽然前者有氧气生成,
但氢氧根浓度相同,有①=②;③中碳酸根水解使得阴离子浓度稍大于④。
因此
有C正确。
5、Na2CO3、NaHCO3分别与HCl反应,有关物质的质量关系是:
Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑
106g73g44g
NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑
84g36.5g44g
显然,等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应,NaHCO3产生的二氧
化碳多,Na2CO3消耗盐酸多,故A正确,B不正确;向NaHCO3溶液中滴加Ba(OH)2溶液有如下反应:
HCO3-+OH-===CO32-+H2O,CO32-+Ba2+
BaCO3↓,C选项不正确;Na2CO3不能与NaOH反应,D选项不正确。
6、A.K、Na合金熔点低,可作原子反应堆的导热剂,是利用其物理性质,故A
正确;B.工业上用电解饱和氯化钠溶液的方法制备氢氧化钠,电解饱和氯化钠
溶液时,阳极上氯离子放电,阴极上氢离子放电,同时阴极附近生成氢氧化钠,
故B错误;C.在没有条件下,钠和氧气反应生成氧化钠,钠燃烧时生成过氧化
钠,故C错误;D.钠性质很活泼,和盐溶液反应时先和水反应生成氢氧化钠和
氢气,故D错误;故选A。
7、A、过氧化钠晶体中,过氧化钠是由钠离子和过氧根离子构成,阴离子与阳离
子的个数之比为1:
2,故A错误;B、过氧化钠和二氧化硅反应,熔融过氧化钠
时不可使用石英坩埚,故B正确;C、过氧化钠具有强氧化性,铝、碳具有还原
性,过氧化钠氧化铝、碳表现强氧化性,故C正确;D、过氧化钠具有氧化性,
第10页
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二氧化硫具有还原性,过氧化钠与二氧化硫反应时可生成硫酸钠Na2O2+SO2
Na2SO4,故D正确;故选A。
8、本题考查有关过氧化钠的知识。
在Na2O2中Na呈现+1价,所以O的价态为
-1价,A项正确。
Na2O2在与水反应的同时有氧气生成,所以不能做干燥剂,B
项错。
与水和CO2反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,C、D项错。
9、在A中,MnO2起催化作用使其中H2O2分解而失效,H2O2发生自身氧化还原
反应;在B中,KMnO4溶液的氧化性很强,所以过碳酸钠只作还原剂,发生氧化
反应;在C中,稀盐酸与过碳酸钠反应放出CO2气体,为非氧化还原反应;在D
中,Na2SO3溶液具有还原性,而过碳酸钠中H2O2具有氧化性,只发生还原反应。
10、为了探究“二氧化碳是否在水存在时才能和过氧化钠反应”,某课题研拔高
究小组的同学们设计了如右图的实验装置,分别进行了甲、乙两次实验:
实验甲:
干燥的二氧化碳和过氧化钠的反应。
在干燥的试管Ⅱ中装入Na2O2,
在通入CO2之前,关闭K1和K2。
在试管Ⅰ内装入试剂X后,打开K1和K2,
通入CO2,几分钟后,将带火星的木条插入试管Ⅲ的液面上,观察到木条不复
燃,且Ⅱ中的淡黄色没有变化。
实验乙:
潮湿的二氧化碳和过氧化钠的反应。
在试管Ⅰ内装入试剂Y,其他操
作同实验甲。
观察到木条复燃,且Ⅱ中的淡黄色变为白色。
试回答下列问题:
(1)在装入Na2O2后,通入CO2前,关闭K1和K2的目的是
_________________________。
(2)在实验甲中,试剂X是________;在实验乙中,试剂Y是
__________________。
(3)根据上述两个实验现象,得到的结论是________________。
(4)为了确保实验现象的准确性,制备CO2所用的反应物最好选用________(填
编号)。
A.大理石B.小苏打C.烧碱D.盐酸E.稀硫酸F.稀硝酸
11、过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白
剂。
某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案和装置示意图如下:
已知:
主反应2Na2CO3(aq)+3H2O2(aq)2Na2CO3·3H2O2(s)H<
第11页
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0
副反应2H2O2=2H2O+O2↑
滴定反应
6KMnO4+5(2Na2CO3·3H2O2)+19H2SO43K2SO4+6MnSO4
+10Na2SO4+10CO2↑+15O2↑+34H2O
50°C时2Na2CO3·3H2O2(s)开始分解
请回答下列问题:
(1)图中支管的作用是________________。
(2)步骤①的关键是控制温度,其措施有_______、和________。
(3)在滤液X中加入适量NaCl固体或无水乙醇,均可析出过碳酸钠,原因是
_______。
(4)步骤③中选用无水乙醇洗涤产品的目的是______________。
(5)下列物质中,会引起过碳酸钠分解的有___________。
A.Fe2O3B.CuO
C.Na2SiO3D.MgSO4
(6)准确称取0.2019g过碳酸钠于250mL锥形瓶中,加50mL蒸馏水溶解,再加50mL2.0mol·L-1H2SO4,用2.000×10-2mol·L-1KMnO4标准溶液滴定至终点时消耗30.00mL,则产品中H2O2的质量分数为
_____________。
【答案】
10、
(1)防止Na2O2受潮
(2)浓硫酸饱和NaHCO3溶液或水
(3)二氧化碳只有在水存在时才能和过氧化钠反应
(4)BE
11、
(1)平衡压强
(2)冷水浴磁力搅拌缓慢滴加H2O2溶液
(3)降低产品的溶解度(盐析作用或醇析作用)
(4)洗去水份,利于干燥
(5)AB
(6)25.50%(或0.2550)
第12页
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【解析】
10、
(1)因实验目的是探究Na2O2与CO2的反应是否需要水的存在,故反应时可先让Na2O2与干燥的CO2反应,然后再与潮湿的CO2反应。
所以实验前要注意药品Na2O2的防潮,故关闭K1、K2的目的是防止Na2O2受潮。
(2)实验甲中,液态试剂X是为了干燥CO2,故X为浓硫酸。
实验乙中,液态试剂Y是为了使CO2潮湿且不和CO2作用,故可选用NaHCO3饱和溶液或水。
(3)二氧化碳只有在水存在时才能和过氧化钠反应。
(4)因盐酸、硝酸具有挥发性,反应产生的CO2气体中混有
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