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2021-2022高中化学人教版必修1教案:第三章 第2节 钠的重要化合物 (系列二) WORD版含答案.doc

1、第二节 几种重要的金属化合物第1课时教学设计三维目标知识与技能1.掌握Na2O和Na2O2性质的异同。2.掌握Na2CO3和NaHCO3性质的异同及二者之间的相互转化。3.掌握焰色反应的实验操作方法及钠、钾的焰色。过程与方法1.列表比较Na2O和Na2O2的性质。2.充分利用教材已有表格,使学生比较掌握Na2CO3和NaHCO3的性质。3.通过实物展示、实验演示和学生实验相结合的方法,填充表格。并适时启发、诱导使学生加深认识,深化理解达到巩固知识之目的。4.通过对比分析、讨论归纳和实验探究,夯实知识基础,突破教学难点。情感、态度与价值观1.通过对钠的重要化合物性质的学习,激发学生学习化学的热情

2、,树立为社会的发展、人类的进步而努力学习的责任感。2.通过Na2O2和Na2O、Na2CO3和NaHCO3性质的学习,对学生进行辩证唯物主义教育。培养学生思维能力和综合分析能力,培养学生实验技能。教学重点 Na2O2的性质,Na2CO3和NaHCO3性质比较,焰色反应及实验操作。教学难点 Na2O2的化学性质,Na2CO3和NaHCO3的相互转化。教具准备 投影仪、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、K2CO3、酚酞试液、蒸馏水、澄清石灰水、2 mol L-1盐酸、酒精灯、铁架台(带铁夹)、试管(带胶塞)、玻璃导管、药匙、胶头滴管、铂丝(或无锈铁丝)、脱脂棉、玻璃管、石棉网、三脚架教学过程

3、 师:上一节课我们学习了钠、铝、铁的单质的性质,请大家回顾,钠、铝、铁都可以和哪些物质发生化学反应。学生活动:1.钠、铝、铁和非金属单质的反应(Cl2、O2等)2.与水的反应 2Na+2H2O=2NaOH+H23Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H23.与酸的反应 Fe+2HCl=FeCl2+H22Al+6HCl=2AlCl3+3H24.Al与碱的反应 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2过渡大家回答得很全面,多数金属单质都可以很容易转化为化合物,生成金属氧化物、氢氧化物及盐。本节课我们就来学习几种重要的金属化合物。板书第二节 几种重要的金属化合物(一)钠的重要化合物 师:自然

4、界中有没有游离态的钠?为什么?同学们知道钠的哪些化合物? 生:没有;因为钠的性质很活泼;钠的化合物有:NaOH、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO4、Na2O等。 师:钠元素以化合态存在于自然界。NaOH是一种重要的碱,初中我们已学过它的性质及重要应用,本课时我们主要来学习钠的氧化物及钠的几种重要的盐。板书1.氧化钠和过氧化钠 师:大家回忆一下上节课我们做过的实验,新切开的钠暴露在空气中发生哪些变化? 生:新切开的钠呈银白色金属光泽,在空气中很快变暗,后来钠的断面逐渐变潮湿又逐渐出现白色固体,最终会变成白色粉末。 师:大家回答得很好,新切开的钠的断面很快变暗,是钠被空气中的氧气氧化为白色的

5、氧化钠(Na2O),氧化钠是一种碱性氧化物,它的化学性质有哪些呢? 生:与水反应、与酸性氧化物反应、与酸反应。投影表格,指导学生边听讲边把相关的知识填充起来,亦可指名板演。物质性质Na2ONa2O2颜色、状态与水反应与CO2反应是否是碱性氧化物氧元素的化合价 师:今天我们再来认识一种新的钠的氧化物过氧化钠(Na2O2)。投影展示过氧化钠样品的颜色和状态,同时填充表格相关栏目。 师:Na2O2的性质是否与Na2O一样呢,我们共同观察下面的演示实验。实验35:教师取少量Na2O2装于试管,滴加蒸馏水,观察现象;用带火星的木条检验生成的气体;让几个同学用手轻摸试管;向反应后的溶液中滴入酚酞,引导学生

6、观察现象。 师:过氧化钠与水反应都生成了什么物质?你是如何知道的? 生:生成了O2,因为带火星木条燃烧起来;有NaOH生成,因为反应后的溶液使酚酞变红色。 师:用手轻摸试管感觉到了什么?说明什么问题? 生:试管烫手,说明反应放出了大量的热。 师:你能完成该反应的化学方程式吗? 生:各自写化学方程式于表格中相应位置(教师指名板演)。 师:我们再来观察下面的实验。操作教师把石棉网置于三脚架上,并放一团脱脂棉,将半药匙过氧化钠放在脱脂棉上,并简单地包一下,然后用胶头滴管滴加蒸馏水,脱脂棉剧烈燃烧起来。 师:过氧化钠和CO2的反应是怎样的呢?操作同上,用玻璃管向包住Na2O2的脱脂棉上吹气,脱脂棉燃烧

7、起来。 师:过氧化钠和CO2反应会生成什么物质?试写化学方程式(指名板演)。 生:有O2生成,有Na2CO3生成。 师:Na2O2和Na2O的性质有何异同?Na2O2是否是碱性氧化物?Na2O2中的氧元素的化合价是多少?请大家讨论后回答。 生:都能与水、与CO2反应。Na2O2的反应中生成了O2,Na2O的反应中无O2放出。Na2O2不是碱性氧化物。Na2O2中的氧元素显-1价。 师:大家回答得很好。Na2O2不是碱性氧化物,属于过氧化物,因为它与水、酸性氧化物及酸反应有O2生成;Na2O2中的氧元素显-1价。教师显示同学完成的表格投影,归纳讲评。 师:根据Na2O2的性质,能否说出Na2O2

8、的一项用途,大家讨论。 生:过氧化钠可用于呼吸面具中或潜水艇中作为氧气的来源;实验室可以用Na2O2和水制取少量的O2。例题剖析 例题.在120 、1.01105 Pa时,4.76 g二氧化碳和水蒸气的混合气体,缓慢通入37.16 g足量过氧化钠中,充分反应,固体物质的质量变为 40 g。求: (1)混合气体中二氧化碳和水蒸气的物质的量。(2)若将上述 4.76 g混合气体通入 60 mL 2 mol L-1氢氧化钠溶液中,充分反应后,求生成物的物质的量。教师精讲:CO2与Na2O2反应,以及H2O与Na2O2反应均使固体物质质量增加,这与题给固体质量从 37.16 g变为 40 g,增加 2

9、.84 g相关,可运用化学方程式通过“质量差量法”列式计算出两种气体的物质的量。另外,4.76 g + 37.16 g - 40 g=1.92 g,1.92 g即是生成的氧气的质量,同样可以计算出两种气体的物质的量。将CO2、H2O气体通入一定量的NaOH溶液中,可能发生的反应是:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2ONaOH+CO2=NaHCO3若NaOH与CO2物质的量比为21时,按式进行,生成物为Na2CO3;若NaOH与CO2物质的量比为11时,按式进行,生成物为 NaHCO3;若NaOH与CO2物质的量比介于21和11之间,按式进行,生成物为Na2CO3和NaHCO3。解析: (1

10、)设混合气体中CO2、H2O的物质的量分别为x、y。2Na2O2 + 2CO2= 2Na2CO3+O2 固体净增2 mol 1 mol 56 g2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 固体净增2 mol 1 mol 4 g解得 x=0.1 mol y=0.02 mol (2)NaOH和CO2的反应为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2ONaOH+CO2=NaHCO3n(NaOH)=2 mol L-10.06 L=0.12 moln(CO2)= 0.1 mol两者之比介于21和11之间,故生成物为Na2CO3和NaHCO3。2NaOH + CO2= Na2CO3+H2O2 mol 1 mo

11、l 1 mol0.12 mol 0.06 mol 0.06 molNa2CO3 + CO2 + H2O=2NaHCO31 mol 1 mol 2 mol0.04 mol 0.04 mol 0. 08 mol生成Na2CO3的物质的量=0.06 mol -0.04 mol =0.02 mol ,NaHCO3为 0.08 mol。答案:(1)混合气体中含CO2 0.1 mol ,水蒸气0.02 mol。(2)生成物中Na2CO3 0. 02 mol,NaHCO3 0. 08 mol。板书2.碳酸钠和碳酸氢钠科学探究碳酸钠和碳酸氢钠的性质。投影学生实验并完成下列表格:Na2CO3和NaHCO3在水中

12、的溶解性:步骤1 g Na2CO31 g NaHCO3加1 mL水加10 mL 水加2滴酚酞溶液初步结论演示实验Na2CO3和NaHCO3的热稳定性实验,观察现象,并完成下列表格。现象发生反应的化学方程式结论Na2CO3NaHCO32NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2思考:Na2CO3和NaHCO3还有没有其他的性质?请同学们讨论并进行总结。 生:Na2CO3和NaHCO3都可以与Ca(OH)2反应,NaHCO3还可以与NaOH反应;Na2CO3和NaHCO3都可以与盐酸反应;Na2CO3可以与CaCl2反应。 师:同学们总结得很好。能否实现Na2CO3和NaHCO3的相互转化呢?请同学

13、们思考。 生:在Na2CO3的溶液中通入过量的CO2气体可以转化为NaHCO3,在NaHCO3的溶液中加入适量的NaOH,可以转化为Na2CO3;如果NaHCO3呈固态可以通过加热使其转化为Na2CO3。设疑回答很全面,那么如何除去Na2CO3中的NaHCO3?又如何除去NaHCO3中的Na2CO3?请课后思考,并完成有关反应的化学方程式。设疑如何鉴别Na2CO3和NaHCO3两种物质? 生:向两种溶液中分别加入CaCl2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3;分别置于大试管中加热,有气体生成,且气体能使澄清石灰水变浑浊的是NaHCO3。讲述:碳酸钠粉末遇水生成含有结晶水的碳酸钠晶体水合碳酸钠(N

14、a2CO3xH2O),碳酸钠晶体在干燥的空气里容易逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末。碳酸钠和碳酸氢钠虽然都属于盐类,但它们的溶液都显碱性,这就是它们被作为食用碱的原因。过渡我们在观察钠燃烧时,发现火焰呈黄色,节日燃放的烟花五彩缤纷。这在化学上叫焰色反应。板书3.焰色反应 金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈特殊的颜色,在化学上叫做焰色反应。实验3-6演示碳酸钠溶液和碳酸钾溶液的焰色反应,观察现象。 生:碳酸钠的火焰呈黄色,透过蓝色钴玻璃观察碳酸钾火焰呈紫色。设疑焰色反应应如何操作?有何用途? 生:做焰色反应实验前,铂丝(或无锈铁丝)应灼烧到无色。也可先用盐酸清洗,再灼烧至无色。焰色反应用于鉴别金属元

15、素。教师总结:焰色反应的操作步骤可概括为:洗、蘸、烧、看实验改进(1)用甲醇配制金属盐溶液,装入喷雾器向火焰处喷射,焰色明显。(2)将粉笔先吸足酒精,再点燃,在火焰上进行焰色反应实验,现象很明显。实验现象:焰色反应的颜色为:钠盐呈黄色、钾盐呈紫色、钙盐呈砖红色、锶盐呈洋红色、铜盐呈绿色。板书设计(一)钠的重要化合物1.氧化钠和过氧化钠物质性质Na2ONa2O2颜色、状态白色粉末淡黄色粉末与水反应Na2O+2H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2与CO2反应Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2是否碱性氧化物是不是氧元素化合价-2-12.碳

16、酸钠和碳酸氢钠(1)Na2CO3和NaHCO3在水中的溶解性(2)Na2CO3和NaHCO3的热稳定性2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O(3)Na2CO3和NaHCO3的其他的性质3.焰色反应(1)铂丝(或无锈铁丝):(2)操作:洗、蘸、烧、看(3)注意事项:观察钾的焰色要透过蓝色钴玻璃片。活动与探究1.小苏打片是一种常见的治疗胃酸过多的药物,试设计实验证明小苏打片中含有NaHCO3。实验目的验证小苏打片中含有NaHCO3实验原理NaHCO3的化学性质及焰色反应仪器及药品研钵 药匙 小烧杯 玻璃棒 铁架台 铁夹 酒精灯 大试管 小试管 玻璃导管及胶塞 澄清石灰水 小苏打片 稀盐酸 铂丝

17、 蒸馏水步骤1取35片小苏打片研碎步骤2装入大试管,固定在铁架台上,加热;将生成的气体通入澄清石灰水中步骤3取35片小苏打片研碎,放入小烧杯加水溶解步骤4用处理好的铂丝蘸取溶液在酒精灯上灼烧,观察焰色现象及结论随堂练习1.在一定温度下,向饱和的烧碱溶液中加入一定量的过氧化钠,充分反应后恢复到原来温度,下列说法正确的是( )A.溶液中Na+浓度增大,有O2放出 B.溶液pH不变,有H2放出C.溶液中Na+数目减少,有O2放出 D.溶液pH增大,有O2放出答案:C2.(2007山东聊城期中,13)物质的量均为1 mol的下述物质,长期放置于空气中(最终物质不考虑潮解情况),最后质量增加的大小关系是

18、( )氧化钠 过氧化钠 氢氧化钠 亚硫酸钠A.= B.C.= D.答案:B3.(2007山东临沂一模,12)向0.1 molL-1 NaOH溶液中通入过量CO2后,溶液中存在的主要离子是( )A.Na+、 B.、C.Na+、 D.Na+、OH-答案:C4.可以用来断定碳酸氢钠粉末中是否混有碳酸钠的实验方法是( )A.加热时有无气体放出B.滴加盐酸时有无气泡放出C.溶于水后,滴加稀的氯化镁溶液看有无白色沉淀生成D.溶于水后,滴加澄清石灰水,看有无白色沉淀生成答案:C5.呼吸面具中有Na2O2,可吸收CO2放出O2,若用超氧化钾(KO2)代替Na2O2也可起到同样的作用。(1)写出KO2与CO2反

19、应的化学方程式:_。(2)1 kg Na2O2和1 kg KO2分别和CO2反应,生成的O2的体积比(同温、同压下)为_。(3)等物质的量的CO2分别与足量的Na2O2、KO2反应,生成的O2的体积比(同温、同压下)为_。(4)你认为选用_作补氧剂更合适,理由是_。答案:(1)4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2(2)0.61(3)13(4)KO2 因为KO2释放出的氧气多6.(1)NaHCO3溶液中混有Na2CO3,为除去Na2CO3,可以通入足量的_,化学方程式为_。(2)NaOH溶液中混有Na2CO3,可以加入适量的_,反应的离子方程式为_。答案:(1)CO2 CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3(2)Ca(OH)2 Ca2+=CaCO37.把A克NaHCO3固体加热分解一段时间后,固体质量变为B克,求:(1)生成Na2CO3的质量。(2)当B为_时,表示NaHCO3完全分解。答案:(1)(A-B)g (2)B=53A/848.将28.6 g碳酸钠盐的结晶水合物(Na2CO3xH2O)加热至完全失去结晶水,得到无水化合物10.6 g,试求x的值。答案:x=10

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