1、第2课时钠的重要化合物一、氧化钠与过氧化钠1钠是一种活泼的金属元素，在自然界中以化合态的形式存在。2氧化钠是碱性氧化物，能与盐酸、H2O、CO2等反应。氧化钠与水反应的化学方程式为Na2OH2O=2NaOH。氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式为Na2OCO2=Na2CO3。3Na2O2的性质：过氧化钠是一种淡黄色固体，不是(填“是”或“不是”)碱性氧化物，是一种过氧化物。(1)Na2O2与H2O反应。(2)Na2O2与CO2反应。化学方程式：2Na2O22CO2=2Na2CO3O2。则Na2O2可用于呼吸面具或潜水艇中作为O2的来源。二、Na2CO3与NaHCO3三、焰色反应1定义很多金属或它们
2、的化合物在灼烧时都会呈现特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应。2操作(1)将铂丝(或光泽无锈的铁丝)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焰色反应的颜色钠：黄色，钾：紫色，钙：砖红色，锶：洋红色，钡：绿色，铜：黄绿色。探究点一氧化钠与过氧化钠 一、氧化钠与过氧化钠的比较氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)颜色、状态白色固体淡黄色固体构成Na和O2Na和O氧元素化合价21物质类别碱性氧化物过氧化物(不属于碱性氧化物)与水反应Na2OH2O=2
3、NaOH2Na2O22H2O=4NaOHO2与CO2反应Na2OCO2=Na2CO3 2Na2O22CO2=2Na2CO3O2与酸反应Na2O2HCl=2NaClH2O2Na2O24HCl=4NaCl2H2OO2保存都容易吸收空气中的水和二氧化碳而变质，都要密封保存；Na2O2要远离易燃物主要用途制NaOH作强氧化剂、漂白剂、供氧剂二、Na2O2与CO2、H2O的反应1原理2Na2O22CO2=2Na2CO3O22Na2O22H2O=4NaOHO2Na2O2与H2O的反应实质可分为两个过程：Na2O22H2O=2NaOHH2O22H2O2=2H2OO2反应过程中有H2O2生成，H2O2有强氧化
4、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21，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2Na2O22CO2=2Na2CO3O2固体质量差m156 g212 g212 g156 g56 g2Na2O22H2O=4NaOHO2固体质量差
5、m156 g160 g160 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，固体增重W g。原因：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、C
6、H3COOH、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1 mol O2生成时，转移的电子均为2 mol。6气体体积差量的计算2Na2O22CO2=2Na2CO3O2气体体积差V21211体积2Na2O22H2O(g)=4NaOHO2 气体体积差V2 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，即：VV(CO2)V(O2)生成，VVH2O(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
7、剂，哪种物质是还原剂？每生成1 mol O2转移几摩尔电子？提示：Na2O2与H2O、CO2发生反应得失电子的变化情况为：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？提示：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21，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
8、 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()ANa2CO3BNa2O2、Na2CO3CNaOH、Na2CO3 DNa2O2、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。【解析】Na2O2与NaHCO3的混合物受热分解时，首先是NaHCO3分解：2NaHCO3Na2CO3H2OCO22 mol1 mol1 mol1 mol产生的CO2与H2O均可与Na2O2反应，由于Na2O2与H2O反应生
9、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 mol 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。【答案】A200 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(D)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。
10、2CO22Na2O2=2Na2CO3O2固体的质量差2 mol88 g32 g56 gx 28 x2H2O(g)2Na2O2=4NaOHO2固体的质量差2 mol36 g32 g4 gy2y则：解得：x0.2 moly0.8 mol所以混合气体的总物质的量为0.2 mol0.8 mol1.0 mol。探究点二碳酸钠与盐酸反应过程分析 1Na2CO3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。2当Na2CO3溶液与稀盐酸反
11、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。你知道Na2C
12、O3溶液与盐酸互滴时反应现象有何不同吗？提示：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】向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1molL1稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是()A在0a范围内，只发生中
13、和反应Bab段发生反应的离子方程式为CO2H=H2OCO2Ca0.3D原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为12【解析】向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 molL1稀盐酸发生的反应依次为HOH=H2O、COH=HCO、HCOH=H2OCO2，第三步才开始产生气体，故0a范围内，发生了前两步反应，A错误；ab段产生气体，则发生的反应为HCOH=H2OCO2，故B错误；最终生成CO2 0.01 mol，根据离子方程式HCOH=H2OCO2可知，消耗HCl的物质的量是0.01 mol，则消耗盐酸的体积为0.1 L，所以a0.3，故C正确；最终生成0.01 mol CO2，则N
14、a2CO3的物质的量为0.01 mol, Na2CO3共消耗HCl 0.02 mol，从图中可知整个过程中共消耗0.04 mol HCl，所以与NaOH反应的HCl的物质的量为0.04 mol0.02 mol0.02 mol，则NaOH的物质的量为0.02 mol，因此原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为21，故D错误。【答案】C现有25 mL 2 molL1 Na2CO3溶液和75 mL 1 molL1的稀盐酸：将Na2CO3溶液缓缓滴到稀盐酸中；将稀盐酸缓缓滴到Na2CO3溶液中。在标准状况下产生气体的体积情况是(C)A均为0.84 L B均为0.56 LC D解析：将Na2
15、CO3溶液逐滴加入到盐酸中，开始时，HCl过量，立即产生气体，有关反应：Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O 2 mol 22.4 L 0.075 mol V1生成CO2的体积应用HCl的量计算：V10.84 L。将盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中，反应分两步进行，盐酸先与Na2CO3发生反应生成NaHCO3，剩余的盐酸再与NaHCO3反应生成CO2：Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl1 mol 1 mol 1 mol005 mol 0.05 mol 0.05 molNaHCO3HCl=NaClH2OCO21 mol 1 mol 22.4 L005 mol (0.0750.05)
16、mol V2V20.56 L，所以V1V2。探究点三碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与相互转化 1鉴别方法及原理(1)加热法NaHCO3不如Na2CO3热稳定性强(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Na2CO3NaHCO3序号混合物(括号内为杂质)除杂方法Na2CO3(s)(NaHCO3)加热法NaHCO3(aq)(Na2CO3)通入足量CO2Na2CO3(aq)(NaHCO3)滴加适量NaOH溶液1如何鉴别Na2CO
17、3和NaHCO3溶液，能用澄清石灰水鉴别吗？提示：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？提示：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。【例3】(双选)能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固
18、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反应产生白色沉淀。【解析】Na2CO3与NaHCO3都能溶于水，很
19、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：2NaHCO3Na2CO3CO2H2O，CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，D选项可以鉴别。故正确答案为CD。【答案】CD写出除去下列物质中少量杂质的方法及发生的反应：(1)除去Na2CO3固体中的NaHCO3，方法是加热，反应2NaHCO3Na2C
20、O3H2OCO2；(2)除去NaHCO3溶液中的Na2CO3，方法是通入足量CO2气体，反应Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3；(3)除去NaCl溶液中的Na2CO3，方法是加适量稀盐酸，反应2HClNa2CO3=2NaClH2OCO2；(4)除去NaOH溶液中的Na2CO3，方法是加适量Ca(OH)2溶液(或其他合理答案)，反应Ca(OH)2Na2CO3=CaCO32NaOH(或其他合理答案，必与前一空相对应)。解析：除杂的原则为不增(不增加新的杂质)、不减(待提纯的物质不减少)、易分离、易复原，据此分析各小题。1设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(A)A1 mol钠与氧气反
21、应生成Na2O或Na2O2时，失去电子的数目均为NAB1 mol Na2O2与足量CO2反应时，转移电子的数目为2NAC1 molL1的NaOH溶液中所含Na的数目为NAD1 mol Na2O2晶体中所含阴离子的数目为2NA解析：金属钠与氧气反应，无论生成Na2O还是Na2O2，反应后钠元素均显1价，故1 mol Na在反应中均是失去1 mol电子，A项正确；Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，Na2O2中1价的氧元素既能被氧化又能被还原，则1 mol Na2O2参加反应时转移1 mol电子，B项错误；没有给出NaOH溶液的体积，无法计算NaOH的物质的量，即无法得出所含Na的数目，
22、C项错误；Na2O2中的阴离子是O，故1 mol Na2O2晶体中含有1 mol阴离子，D项错误。2(双选)有关NaHCO3和Na2CO3的性质，以下叙述错误的是(AC)A等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积大B等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应，所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍C将石灰水加入NaHCO3溶液中不产生沉淀，加入Na2CO3溶液中产生白色沉淀D同物质的量浓度的两种溶液，Na2CO3溶液的碱性大于NaHCO3溶液的碱性解析：相对分子质量：NaHCO3小于Na2CO3，所以等质量的NaHCO3、Na2CO3的物
23、质的量n(NaHCO3)n(Na2CO3)，即产生CO2的体积在相同条件下NaHCO3的大；物质的量相等的NaHCO3、Na2CO3与HCl溶液反应，消耗HCl的物质的量Na2CO3是NaHCO3的两倍，则消耗同浓度HCl溶液的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍；NaHCO3溶液中HCO与OH反应生成CO，CO与Ca2结合生成CaCO3沉淀；相同条件下，Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液的碱性强。3某物质灼烧时，焰色反应为黄色，下列判断中正确的是(B)A该物质一定是钠的化合物B该物质中一定含有钠元素C该物质一定是金属钠D该物质中一定不含钾元素解析：焰色反应是某些金属元素的性质，焰色反应
24、为黄色，说明该物质中一定含有钠元素，它可能是金属钠，也可能是钠的化合物。但钾的焰色必须透过蓝色钴玻璃滤去黄光后才能观察到，所以不能确定该物质是否含有钾元素。4下图所示是某化学兴趣小组根据教材知识设计的能说明Na2CO3与NaHCO3热稳定性的套管实验。下列叙述中不正确的是(D)A甲为NaHCO3，乙为Na2CO3B要证明NaHCO3受热能产生水，可在相应试管内放置沾有少量无水硫酸铜粉末的棉花球C整个实验过程中A烧杯中的澄清石灰水无明显变化D加热不久就能看到A烧杯中的澄清石灰水变浑浊解析：碳酸氢钠不稳定，受热易分解，碳酸钠受热不分解，结合题图中装置可知，甲受热温度低，乙受热温度高，为了说明碳酸氢
25、钠不稳定，则应在较低温度下分解，则甲应为NaHCO3，乙为Na2CO3，故A正确；无水硫酸铜(颜色为白色)与水反应会生成硫酸铜晶体(颜色为蓝色)，所以要证明NaHCO3受热能产生水，可在相应试管内放置沾有少量无水硫酸铜粉末的棉花球，B正确；由于碳酸钠受热不分解，则整个过程中烧杯A中的澄清石灰水不会变浑浊，故C正确、D错误。5将一定量的CO2通入某浓度的NaOH溶液中得到溶液A，向A溶液中逐滴滴入稀盐酸，加入HCl的物质的量n(HCl)与生成CO2的物质的量n(CO2)的关系如图所示。下列有关叙述正确的是(B)A通入的CO2气体在标准状况下的体积可能大于22.4 LBA溶液中n(NaOH)2n(
26、Na2CO3)CA溶液中的溶质有Na2CO3和NaHCO3DA溶液中的溶质一定只有Na2CO3解析：由图象可知，加入3 mol HCl时才开始生成CO2气体，到CO2产生完全又消耗1 mol HCl，发生反应：NaHCO3HCl=NaClCO2H2O。若开始加入盐酸时发生反应：Na2CO3HCl=NaClNaHCO3，则应消耗1 mol HCl，但从开始到生成CO2时消耗3 mol HCl，说明A溶液中含有NaOH和Na2CO3，产生气体前，加入稀盐酸先后发生的反应为NaOHHCl=NaClH2O、Na2CO3HCl=NaClNaHCO3。A项，由图象可知，反应共生成1 mol CO2，则通入
27、的CO2气体在标准状况下的体积应为22.4 L，A项错误；B项，由图象可知，反应共生成1 mol CO2，则A溶液中含有1 mol Na2CO3，而生成二氧化碳之前共消耗3 mol HCl，由方程式可知，Na2CO3消耗1 mol HCl，则NaOH消耗2 mol HCl，则NaOH为2 mol，所以n(NaOH)2n(Na2CO3)，B项正确；C项，由以上分析可知，A中含有Na2CO3和NaOH，C、D项错误。6已知A、B、C是三种含钠元素的物质，D是无色无味气体，E是一种难溶物质，它们具有如图所示的转化关系。(1)写出下列物质的化学式：A.NaOH；B.NaHCO3；C.Na2CO3；D.
28、CO2。(2)写出下列反应的化学方程式：AB NaOHCO2=NaHCO3；AC 2NaOHCO2=Na2CO3H2O；BE NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3NaOHH2O；DE CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O。解析：(1)A、B、C是三种含钠元素的物质，D是无色无味气体，A溶液中通入足量、适量的D气体，发生不同的反应，且D能够与石灰水反应生成E，E为难溶物，则E为碳酸钙，D为CO2；C含有钠元素，为少量二氧化碳与A反应的产物，且C与氢氧化钙反应生成碳酸钙，可推得A为NaOH，C为Na2CO3；氢氧化钠与足量的二氧化碳反应生成B，B为碳酸氢钠，碳酸氢钠加热分解生成二氧化碳。(2)根据流程图和上述分析知AB为CO2NaOH=NaHCO3；AC为2NaOHCO2=Na2CO3H2O；BE为NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3NaOHH2O；DE为CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O。