1、第2节几种重要的金属化合物第1课时钠的重要化合物1.掌握过氧化钠的性质及其用途。2.掌握碳酸钠、碳酸氢钠的性质及其差异,以及两者之间的相互转化和它们的用途。3.了解焰色反应的实验操作方法及钠、钾的焰色。一、氧化钠与过氧化钠物质Na2ONa2O2颜色状态白色固体淡黄色固体阴阳离子个数比Na+O2-为21Na+为21氧元素的化合价-2-1生成条件常温下缓慢氧化加热或点燃与水的反应Na2O+H2O2NaOH2Na2O2+2H2O4NaOH+O2与CO2的反应Na2O+CO2Na2CO32Na2O2+2CO22Na2CO3+O2主要用途-供氧剂、漂白剂二、碳酸钠与碳酸氢钠1.物理性质名称碳酸钠碳酸氢钠
2、化学式Na2CO3NaHCO3色态白色粉末细小白色晶体俗名纯碱、苏打小苏打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Na2CO3性质稳定,受热难分解,Na2CO310H2O易风化;NaHCO3性质不稳定,受热易分解,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2。(2)与酸(足量盐酸)反应Na2CO3:Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2;NaHCO3:NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2。(3)与碱(氢氧化钠)反应Na2CO3:与NaOH不反应;NaHCO3:NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O。三、焰色反应1.定义很多金属或
3、它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。2.操作(1)将铂丝(或光洁无锈的铁丝)用盐酸洗净后,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,要透过蓝色钴玻璃。(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.几种金属的焰色钠:黄色,钾:紫色。1.过氧化钠与H2O的反应中,氧化剂和还原剂分别是什么?【答案】氧化剂:Na2O2;还原剂:Na2O2。2.Na2O2属于碱性氧化物吗?为什么?【答案】不属于,碱性氧化物指能与酸反应生成盐和水的氧化物,Na2O2与盐酸反应时不仅生成NaCl和水,还会有氧气生成,所以不属于碱性氧化物。3
4、.Na2O和Na2O2在常温下均能与水发生反应,它们的反应类型分别是什么?【答案】化合反应;氧化还原反应。4.所有元素都有特征焰色吗?【答案】不是。探究1:Na2O2与H2O、CO2的反应1.200 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(如图所示)。(1)写出CO2和H2O(g)分别与Na2O2反应的化学方程式,其中氧化剂和还原剂分别是什么?每1 mol氧化剂参加反应,电子转移的物质的量分别是多少?(2)原混合物中CO2和H2O的质量之比为多少?【解析】(1)2CO2+2Na2O22Na2CO3+O22H2O(g)+2Na2O24NaO
5、H+O2反应、中氧化剂和还原剂均为Na2O2;转移电子的物质的量均为1 mol。(2)设其中CO2和水蒸气的质量各为x g、y g,根据化学方程式有:2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2m 883256 x2H2O(g)+2Na2O24NaOH+O2m3632 4y解得:x=4.4,y=7.2,故CO2与H2O的质量之比为1118。【答案】(1)2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2,2H2O(g)+2Na2O24NaOH+O2;两反应的氧化剂与还原剂均为Na2O2;每1 mol 氧化剂参加反应,电子转移的物质的量均为1 mol。(2)1118。2.请结合Na2O2的性质分析:在实验
6、室保存Na2O2要注意哪些问题?【答案】由于Na2O2容易与空气中的水蒸气和CO2发生反应,因此,实验室在保存Na2O2时,要注意密闭,隔绝空气。3.用双线桥标出Na2O2与CO2、水反应中电子的转移。【答案】探究2:碳酸钠与碳酸氢钠的性质1.下列说法中不正确的是()。A.Na2CO3比NaHCO3溶解度大B.Na2CO3比NaHCO3稳定C.石灰水能与Na2CO3反应,而不能与NaHCO3反应D.与足量盐酸反应得到相同质量的CO2,用Na2CO3的质量比NaHCO3多【解析】C项,石灰水也能与NaHCO3反应,使酸式盐变成正盐,化学方程式为Ca(OH)2+2NaHCO3CaCO3+Na2CO
7、3+2H2O;D项,制取相同质量的CO2,如都制取44 g CO2时,NaHCO3+HClNaCl+CO2+H2O84 g 44 gNa2CO3+2HCl2NaCl+CO2+H2O106 g44 g在盐酸足量的情况下,则需NaHCO3 84 g,需Na2CO3106 g。【答案】C2.若Na2CO3固体中混有NaHCO3,该如何除去?【答案】用加热法除去,反应为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2。3.若NaHCO3溶液中混有Na2CO3,该如何除去?【答案】向溶液中通入适量CO2气体,反应为Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3。4.分别向碳酸钠与碳酸氢钠溶液中加入稀盐酸,反应剧烈
8、程度相同吗?【答案】不同,碳酸氢钠与盐酸的反应更剧烈。1.某物质灼烧时,焰色反应呈黄色,下列判断中正确的是()。A.该物质一定含有钠元素B.该物质一定是钠的化合物C.该物质一定是金属钠D.该物质一定不含有钾元素【答案】A2.将下列各组中的两种物质混合后溶于水,所得溶液中只含有一种溶质的是()。A.Na2O2、NaOHB.Na2O、NaClC.Na、Na2CO3D.Na2CO3、Na2O2【答案】A3.关于NaHCO3性质的说法,正确的是()。A.只能与酸反应,不能与碱反应B.受热时不发生分解C.与足量的酸反应时放出的CO2比等质量的Na2CO3要少D.是焙制糕点所用发酵粉的主要成分之一【答案】
9、D4.按如图所示装置进行实验,填写有关现象及化学方程式。(1)A中现象是。(2)B中浓硫酸的作用是。(3)C中发生反应的化学方程式为。(4)D中现象是。(5)E中收集的气体是。【答案】(1)试管口有水珠(2)干燥二氧化碳(3)2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2(4)澄清石灰水变浑浊(5)氧气1.下列物质中既能与水反应,又能与CO2反应,且有O2生成的是()。A.Na2OB.Na2O2C.NaD.NaCl【答案】B2.放置于空气中,易发生氧化还原反应而变质的化合物是()。A.Na2CO310H2OB.Na2O2C.NaHCO3D.NaOH【答案】B3.在滴有石蕊试液的水中加入Na2O2粉
10、末,溶液最终的颜色是()。A.蓝色B.红色C.紫色D.无色【答案】D4.将Na2O2投入FeCl3溶液中,可观察到的现象是()。生成白色沉淀生成红褐色沉淀有气泡产生无明显变化A.B.C.D.【解析】Na2O2与水生成NaOH与O2,NaOH与FeCl3生成Fe(OH)3红褐色沉淀。【答案】C5.纯碱和小苏打是厨房中两种常见用品,它们都是白色固体,下列区分它们的方法中,正确的是()。A.分别用炒锅加热两种样品,没有残留物的是小苏打B.用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气灯火焰上灼烧,火焰颜色呈黄色的是小苏打C.向两种样品中加入等量的食醋,产生气泡速率较快的是小苏打D.将两种样品配成溶液,分别加入石灰水,
11、无白色沉淀生成的是小苏打【答案】C6.可以鉴别LiCl、Na2CO3和KNO3三种无色溶液的方法是()。A.分别加入CaCl2溶液B.分别加入AgNO3溶液C.分别加入稀盐酸D.分别做焰色反应实验【答案】D7.下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的叙述中正确的是()。A.在水中的溶解度:Na2CO3NaHCO3B.热稳定性:Na2CO3NaHCO3C.与相同浓度的酸反应产生CO2的速率:Na2CO3NaHCO3D.Na2CO3不能转化为NaHCO3,而NaHCO3能转化为Na2CO3【答案】C8.在10 mL 0.01 molL-1的纯碱溶液中,不断搅拌并逐滴加入1.2 mL 0.05 mo
12、lL-1盐酸, 完全反应后在标准状况下生成二氧化碳的体积为()。A.1.344 mLB.2.240 mLC.0.672 mLD.0 mL【答案】D9.称取一定质量的纯碱溶于水中,与适量的盐酸作用,根据下列情况,填写盐酸的用量和气体产量的变化。(1)若纯碱中混有K2CO3,盐酸用量将(填“减小”或“增大”,下同);气体产量将。(2)若纯碱中混有NaHCO3,盐酸用量将;气体产量将。(3)若纯碱中混有NaCl,盐酸用量将;气体产量将。(4)若纯碱中混有NaOH,盐酸用量将;气体产量将。【解析】同质量的纯碱与杂质所消耗盐酸的多少决定酸的用量,若同质量的杂质消耗的酸的量大于纯碱,则酸用量将增大,反之,
13、减小。同理,同质量的杂质与酸反应产生的二氧化碳多于纯碱与酸反应产生的二氧化碳,则产生的气体的量将增大,反之,减小。【答案】(1)减少;减少(2)减少;增加(3)减少;减少(4)增加;减少10.某化学课外小组欲制取纯净的Na2CO3溶液并讨论实验过程中的相关问题。可供选择的试剂有:A.大理石B.盐酸C.氢氧化钠溶液D.澄清石灰水E.氯化钙溶液三名同学设计的制备实验方案的反应流程分别如下:甲:NaOH溶液Na2CO3溶液乙:NaOH溶液NaHCO3溶液Na2CO3固体Na2CO3溶液丙:NaOH溶液NaHCO3溶液Na2CO3溶液试回答下列问题:(1)请指出甲、乙两方案的主要缺点:甲方案:。乙方案
14、:。(2)假设反应所得的NaHCO3溶液中含有Na2CO3,现要用AE五种试剂证明Na2CO3的存在,你所选择的试剂为(填字母)。【解析】(1)NaOH与CO2反应时两者量不同产物不同,2OH-+CO2C+H2O,OH-+CO2HC,甲不能控制通入CO2的物质的量,也就不能控制产物为纯净的Na2CO3。乙的操作程序复杂。丙应将NaOH溶液分成两等份,一份通入足量CO2,加热赶出其中溶解的CO2,再将另一份NaOH与NaHCO3混合即可得到纯净的Na2CO3。(2)检验NaHCO3溶液中含有Na2CO3,应向溶液中加入BaCl2或CaCl2,所以应选CaCl2溶液。【答案】(1)难以控制CO2的
15、量,故很难得到纯净的Na2CO3;原料利用率低,程序复杂(2)E11.现有一定量的含有Na2O杂质的Na2O2试样。请从下图中选用适当的实验装置,设计一个最简单的实验,测定Na2O2试样的纯度(可供选用的反应物只有CaCO3固体,6 molL-1盐酸和蒸馏水)。请回答下列问题:(1)写出实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式:,。(2)应选用的装置是(填图中装置的标号)。(3)所选用装置的连接顺序应是(填各接口的字母):。【解析】本实验为定量实验,由Na2O2和Na2O的性质可知,欲测定Na2O2的纯度,可利用Na2O2与水反应生成O2,然后通过排水法收集气体,并测出气体的体积即可
16、求算出Na2O2的质量。由于题目要求设计一个最简单的实验,因此直接采用样品与水反应即可。【答案】(1)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2;Na2O+H2O2NaOH(2)(3)G-B-A-F12.下列试剂的保存方法及其理由均正确的是()。编号试剂保存方法理由A固体烧碱存放在带橡皮塞的广口瓶中防止与空气接触被氧化B碳酸钠晶体存放在干燥密封的广口瓶中防止风化成粉末而变质C钠保存在水中防止与氧气反应D小苏打固体保存在特制的冷冻室中防止分解【答案】B13.向饱和NaOH溶液中加入一定量Na2O2,充分反应后恢复到原温度,下列说法正确的是()。A.有晶体析出,原溶液质量不变B.有晶体析出,原溶剂质量
17、不变C.溶液仍为饱和溶液,浓度增大D.溶液仍为饱和溶液,浓度不变【解析】Na2O2加入饱和NaOH溶液中,发生反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2,反应中消耗水,恢复到原温度,原饱和溶液变为过饱和溶液,因此有晶体析出,但溶液浓度不变。【答案】D14.如图所示各项变化的未知物中均含有钠元素,E为淡黄色粉末,请回答下列问题:(1)写出反应AB的化学方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目:。(2)写出反应CD的离子方程式:。(3)在BC的变化中,所得的C溶液往往不纯,其中的杂质(不包括水)可能是,主要原因是;还可能是,主要原因是。【答案】(1)2NaOH+H2(2)C+2H+CO2+H2
18、O(3)NaOH;通入CO2不足;NaHCO3;通入CO2过量15.工业生产的纯碱中常含有少量的NaCl等杂质。下图是测定产品中Na2CO3的质量分数的实验装置。实验操作步骤如下:检查装置的气密性;取n g样品装入广口瓶中;打开止水夹;缓缓鼓入空气数分钟;关闭止水夹;在干燥管内填满碱石灰,质量为m g;缓缓加入稀硫酸至不再产生气体为止;打开止水夹;缓缓鼓入空气数分钟,再称干燥管质量为W g。(1)操作步骤和中都要缓缓鼓入空气数分钟,鼓入空气的作用分别是、。装置甲的作用是,装置乙的作用是。(2)溶液中Na2CO3的质量分数的计算式为。(3)若去掉装置甲,测定结果会 (填“偏大”“偏小”或“无影响”,下同);若去掉装置乙,测定结果会 。【答案】(1)的作用是排除装置内的CO2;的作用是使广口瓶中产生的CO2全部排至干燥管中;吸收空气中的CO2;吸收CO2中的水蒸气(2)100%(3)偏大;偏大