1、第三章金属及其化合物第二节几种重要的金属化合物1了解金属氧化物在自然界中的存在形式，并掌握重要的金属氧化物Al2O3、Na2O、Fe2O3等的性质。2掌握Fe(OH)3、Fe(OH)2、Al(OH)3的性质。(重点)3理解并掌握Na2CO3、NaHCO3的性质及其相互转化关系。(重点)4理解Fe2与Fe3之间的相互转化关系。(重、难点)学习目标5学会检验Fe3的方法。(重点)6了解焰色反应的现象及原理并能够作出解释。7通过比较、归纳逐步掌握学习元素化合物的方法。8掌握Na2CO3溶液与HCl溶液相互滴加时现象的不同。(难点)学习目标课堂互动探究课前自主学习课时作业随堂基础巩固第1课时 钠的重要
2、化合物课前自主学习01 自主学习打基础一、氧化钠与过氧化钠1钠是一种活泼的金属元素，在自然界中以_态的形式存在。2氧化钠是_氧化物，能与盐酸、H2O、CO2等反应。氧化钠与水反应的化学方程式为_。氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式为_。3Na2O2的性质过氧化钠是一种_色固体，_(填“是”或“不是”)碱性氧化物，是一种过氧化物。(1)Na2O2与H2O反应实验操作实验现象实验结论化学方程式带火星的木条_，用手轻轻摸一摸试管外壁较_，滴入酚酞后溶液变_Na2O2与水反应生成_和_，且反应放热_(2)Na2O2与CO2反应化学方程式：_。则Na2O2可用于呼吸面具或潜水艇中作为_的来源。二、Na2C
3、O3与NaHCO3物质碳酸钠(Na2CO3)碳酸氢钠(NaHCO3)俗名纯碱、_色与态白色_，Na2CO310H2O为白色_，易_化_白色晶体水溶性都易溶于水，Na2CO3NaHCO3的溶解性物质碳酸钠(Na2CO3)碳酸氢钠(NaHCO3)热稳定性较稳定，受热_分解不稳定，受热_2NaHCO3=_CO23 2H=_HCO3 H=_化学性质与强酸反应相同条件下NaHCO3比Na2CO3反应放出气体_物质碳酸钠(Na2CO3)碳酸氢钠(NaHCO3)与碱反应与NaOH、KOH不反应与NaOH反应HCO3OH=_化学性质与石灰水反应Ca2CO23=_与石灰水反应、且量多少影响生成物种类2HCO3
4、Ca22OH=_(NaHCO3足量)HCO3 Ca2OH=_Ca(OH)2足量物质碳酸钠(Na2CO3)碳酸氢钠(NaHCO3)相互转化用途用在玻璃、制皂、纺织等工业制发酵粉、制纯碱三、焰色反应1定义很多_或它们的_在灼烧时都会呈现_，这在化学上叫做焰色反应。2操作(1)将_(或_)用_洗净后，在火焰上灼烧至与原来火焰颜色相同。(2)蘸取试样在火焰上灼烧，观察火焰颜色。观察钾的火焰颜色时，要透过_。(3)用盐酸洗净铂丝，并在火焰上灼烧至无色，再检验下一个试样。3焰色反应的颜色钠：_色，钾：_色，钙：砖红色，锶：洋红色，钡：绿色，铜：黄绿色。答案一、1.化合2碱性 Na2OH2O=2NaOH N
5、a2OCO2=Na2CO33淡黄 不是(1)复燃 热 红 O2 NaOH 2Na2O22H2O=4NaOHO2(2)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2 O2二、苏打 小苏打 粉末 晶体 风 细小 不 易分解 Na2CO3 CO2 H2O CO2 H2O CO2H2O 快 CO 23 H2O CaCO3 CaCO3 CO 23 2H2O CaCO3 H2O三、1.金属 化合物 特殊的颜色2(1)铂丝 光泽无锈的铁丝 盐酸(2)蓝色钴玻璃 3.黄 紫课堂互动探究02 课堂探究提能力1原理2Na2O22CO2=2Na2CO3O22Na2O22H2O=4NaOHO2Na2O2与H2O的反应实质可
6、分为两个过程：Na2O22H2O=2NaOHH2O22H2O2=2H2OO2Na2O2与CO2和H2O的反应反应过程中有H2O2生成，H2O2有强氧化性，所以当将Na2O2加入滴有酚酞的水中时，溶液先变红后褪色。2物质的量的关系无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O放出O2的物质的量之比均为，即同温同压下气体减小的体积等于生成O2的体积。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：Na2O2CO=Na2CO3、Na2O2H2=2NaOH(实际上两反应不能发生)。4固体质量差量的计算
7、2Na2O22CO2=2Na2CO3O2 固体质量差m156 g 212 g 212 g156 g56 g2Na2O22H2O=4NaOHO2 固体质量差m156 g 160 g 160 g156 g4 g由此可见，每2 mol CO2参与反应，固体增重为56 g，相当于2 mol CO的质量；每2 mol H2O参与反应，固体增重为4 g，相当于2 mol H2的质量。即CO2、H2O(g)分别与足量Na2O2反应，固体增重分别相当于等物质的量的CO、H2的质量。故W g通式符合(CO)m(H2)n(m0,1,2，n0,1,2，)的物质在O2中燃烧，将其产物通过足量的Na2O2固体，反应完毕
8、，固体增重W g。原因：2COO2=2CO22CO22Na2O2=2Na2CO3O22H2O2=2H2O2H2O2Na2O2=4NaOHO2依据反应原理，概括为Na2O2把CO或H2“吃”进去，故质量增加的量就是原物质的质量。(CO)m(H2)n熟悉的物质如：CO、H2、CH3COOH、CH3OH、HCOOCH3、C6H12O6等。5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，所以每有1mol O2生成时，转移的电子均为2mol。6气体体积差量的计算2Na2O22CO2=2Na2CO3O2 气体体积差V
9、2 1 211体积2Na2O22H2O(g)=4NaOHO2 气体体积差V 2 1 211体积由此可见，CO2、H2O(g)分别与足量Na2O2反应，体积变为原来的12，即：V12V(CO2)V(O2)生成，V12VH2O(g)V(O2)生成。1在过氧化钠与水或CO2的反应中，哪种物质是氧化剂，哪种物质是还原剂？每生成1 mol O2转移几摩尔电子？答：Na2O2与H2O、CO2发生反应得失电子的变化情况为：2Na2O22H2O=4NaO得到2eHO失去2e22Na2O22CO2=2Na2CO得到2e3O失去2e2由以上两个反应可以看出是Na2O2中的氧元素之间发生了氧化还原反应，故Na2O2
10、既作氧化剂又作还原剂，CO2、H2O既不是氧化剂，也不是还原剂。每摩尔Na2O2反应转移1 mol e。2若a mol CO2和H2O(任意比例)的混合气体与足量的Na2O2反应，放出O2的物质的量为多少？答：根据反应的化学方程式可知，足量的Na2O2与CO2或H2O反应时，CO2或H2O与生成的O2的物质的量之比都为，CO2和H2O的混合物同样存在这种关系，即生成O2的物质的量为0.5a_mol。【例1】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()ANa2CO3 BNa2O2、Na2CO3CNaOH、Na2CO3 DNa
11、2O2、NaOH、Na2CO3【思路分析】Na2O2与CO2、H2O反应产生的O2来源于Na2O2；Na2O2遇到CO2、H2O时，可认为先与CO2反应，再与H2O反应。【标准答案】A Na2O2与NaHCO3的混合物受热分解时，首先是NaHCO3分解：2NaHCO3=Na2CO3H2OCO22 mol 1 mol 1 mol 1 mol产生的CO2与H2O均可与Na2O2反应，由于Na2O2与H2O反应生成NaOH，而NaOH又可与CO2反应生成Na2CO3，故可以认为是Na2O2先与CO2反应，CO2耗尽后H2O才开始反应。而根据2Na2O22CO2=2Na2CO3O2可知，生成的1 mo
12、l CO2恰好与1 mol Na2O2完全反应生成Na2CO3，H2O不会再与Na2O2反应，故最终固体产物只有Na2CO3。故正确答案为A。200 时CO2和水蒸气的混合气体共23.2 g与足量的Na2O2充分反应后，固体质量增加了7.2 g，则原混合气体的物质的量为()A0.2 mol B0.6 molC0.8 mol D1.0 mol解析：设混合气体中CO2、H2O的物质的量分别为x、y。2CO22Na2O2=2Na2CO3O2 固体的质量差2 mol 88 g32 g56 gx 28 x2H2O(g)2Na2O2=4NaOHO2 固体的质量差2 mol 36 g32 g4 gy 2y则
13、：44x18y23.228x2y7.2解得：x0.2 mol y0.8 mol所以混合气体的总物质的量为0.2 mol0.8 mol1.0 mol。答案：D1Na2CO3与盐酸反应是分步进行的：Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl NaHCO3HCl=NaClCO2H2O。由于NaHCO3跟HCl反应一步完成，所以NaHCO3跟HCl反应比Na2CO3跟HCl反应放出CO2的速率快。碳酸钠与盐酸反应过程分析2当Na2CO3溶液与稀盐酸反应时，加入试剂的次序不同，产生的现象不同。若往碳酸钠溶液中滴加盐酸，由于碳酸钠的量多，而加入的酸(氢离子)少，第二步反应尚未进行，产生的气体较少(有可能在滴
14、加的局部范围内完成第二步反应，看到有气体产生)。滴加一定量盐酸以后，溶液已转化为碳酸氢钠溶液，再加入盐酸，很快反应产生气体，量也较多。若将碳酸钠溶液滴加到盐酸中，则情况大不一样，试管中酸充足过量，滴入碳酸钠溶液很快完成上述第二步反应，因此很容易观察到气体产生。利用上述现象，可以不用任何试剂鉴别二者。考查Na2CO3与盐酸反应时，因试剂的滴加顺序不同，产生的气体体积也不同，计算时，要分析清楚化学反应的过程，正确写出反应式是关键。1你知道Na2CO3溶液与盐酸互滴时反应现象有何不同吗？答：向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量)2HClNa2CO3=2NaClCO2H2O现象：立即产生大量
15、的气泡。向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(开始时酸不足)HClNa2CO3=NaClNaHCO3HClNaHCO3=NaClCO2H2O现象：刚开始无气泡产生，盐酸滴加到一定量后，有气泡产生。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。【例2】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 molL1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()【思路分析】盐酸应先与NaOH反应，再与Na2CO3反应，注意盐酸与Na2CO3反应的过程。【标准答案】C 向NaOH和Na2CO3混合
16、溶液中滴加稀盐酸时，首先发生反应：NaOHHCl=NaClH2O，生成水和氯化钠，当滴入0.1 L稀盐酸时，二者恰好反应完全。继续滴加时，盐酸和Na2CO3开始反应，先发生反应：HClNa2CO3=NaHCO3NaCl，不放出气体，当再滴入0.1 L稀盐酸时，此步反应进行完全；继续滴加时，发生反应：NaHCO3HCl=NaClH2OCO2，此时开始放出气体，分析图像可知C项正确。120 mL含有0.20 mol碳酸钠的溶液和200 mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是()A2.0 mol/L B1.5 mol/LC0
17、.18 mol/L D0.24 mol/L解析：碳酸钠溶液滴入盐酸中立即有气体产生，而盐酸滴入碳酸钠溶液中二者先反应生成碳酸氢钠，然后放出CO2气体，反应方程式为Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl、NaHCO3HCl=NaClH2OCO2。要使两种滴加顺序都放出气体，盐酸的浓度应大于 0.2 mol0.2 L 1 molL1。若Na2CO3全部反应放出CO2：Na2CO32HCl=CO22NaClH2O，需要盐酸浓度最小为20.2 mol0.2 L 2 molL1。为使两种滴加顺序产生的CO2量不等，故盐酸的浓度应位于二者之间，故选B。答案：B1鉴别方法及原理(1)加热法NaHCO3不如
18、Na2CO3热稳定性强碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与相互转化(2)沉淀法Na2CO3与盐反应，NaHCO3一般不与盐反应(3)根据与等浓度的盐酸反应的剧烈程度Na2CO3与HCl发生两步反应不如NaHCO3一步反应快(4)逐滴加入盐酸NaHCO3一步反应较快2相互转化和制备除杂的依据Na2CO3CO2H2O固，加热；溶液，加适量NaOHNaHCO3(1)饱和Na2CO3溶液中通入CO2析出NaHCO3Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3(2)除去Na2CO3中混有的NaHCO32NaHCO3=Na2CO3H2OCO2(3)利用NaOH制备纯净Na2CO3二等分NaOHNaOHCO2(过量)=Na
19、HCO3NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O1如何鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，能用澄清石灰水鉴别吗？答：不能用澄清石灰水鉴别，因为二者均与Ca(OH)2反应产生白色沉淀。但可以用CaCl2(或BaCl2)溶液来鉴别，把CaCl2(或BaCl2溶液)滴加到Na2CO3溶液中会产生白色沉淀；滴加到NaHCO3溶液中无现象。2NaHCO3溶液中混有少量的Na2CO3，能否向溶液中滴加盐酸除去？最好的方法是什么？答：不能用滴加盐酸的方法，因为两种物质均能与盐酸反应，不好控制盐酸的量从而引入杂质。可向溶液中通入CO2气体，发生反应：Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3，达到除去杂质的目的
20、。【例3】能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的方法是()A分别放入水中，观察溶解速率B分别取少量加入到石灰水中，观察有无沉淀生成C分别取少量溶于水后，逐滴加入HCl溶液D分别取少量于两支试管中，分别加热，将生成的气体通入澄清石灰水中【思路分析】二者性质的差异是鉴别二者的依据。应用NaHCO3和Na2CO3之间的热稳定性差异，可以鉴别NaHCO3和Na2CO3，利用此原理还可以除去Na2CO3固体中混有的NaHCO3。区分Na2CO3和NaHCO3应该用BaCl2(或CaCl2)溶液，不能用Ba(OH)2或Ca(OH)2溶液，原因是二者均能与Ba(OH)2或Ca(OH)2反应产生白
21、色沉淀。【标准答案】CD Na2CO3与NaHCO3都能溶于水，很难观察到二者溶解速率的差异，A选项错误；B项中发生的反应分别为：Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH，NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3NaOHH2O，都有沉淀生成，B选项错误；二者溶于水后，分别逐滴加入盐酸，立即有气体产生的是NaHCO3，在加入一定量HCl溶液后才逐渐有气体产生的是Na2CO3，C选项正确；D选项中发生反应：2NaHCO3=Na2CO3CO2H2O，CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，D选项可以鉴别。故正确答案为CD。下列实验方案鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色粉末，不能达到预期目的
22、的是()A分别向等量的白色粉末中加等体积、等浓度的稀盐酸，比较生成气体的快慢B分别向等量的白色粉末中加等体积适量的水，比较固体溶解量的多少C分别将等量的白色粉末配成溶液，然后加入澄清石灰水，比较是否有沉淀生成D分别将等量的白色粉末用如上图装置进行实验，比较澄清石灰水是否变浑浊解析：A选项中，向等量的Na2CO3和NaHCO3中加等体积、等浓度的盐酸，NaHCO3产生气泡迅速，Na2CO3反应较缓慢，可以鉴别。B选项中由于S(Na2CO3)S(NaHCO3)，能全部溶解的为Na2CO3粉末，不能全部溶解的为NaHCO3粉末。C选项中均有白色沉淀产生。D选项中，NaHCO3具有不稳定性，加热可产生CO2，使澄清石灰水变浑浊，Na2CO3加热不分解，无此现象。答案：C