(共40张PPT)
第二节 几种重要的金属化合物
预习全程设计
名师全程导学
案例全程导航
训练全程跟踪
第一
课时 钠的
重要
化合
物
第一课时 钠的重要化合物
一、氧化钠和过氧化钠
名称 氧化钠 过氧化钠
化学式
色态
氧的价态
与H2O反应
Na2O
Na2O2
白色固体
淡黄色固体
－2
－1
Na2O＋H2O===
2NaOH
2Na2O2＋H2O===
4NaOH＋O2↑
名称 氧化钠 过氧化钠
与CO2反应
与酸的反应
稳定性 较不稳定 较稳定
用途 —— 、 、漂白剂
Na2O＋CO2===
Na2CO3
Na2O＋2HCl===
2NaCl＋H2O
2Na2O2＋CO2===
2Na2CO3＋O2
2Na2O2＋4HCl===
4NaCl＋2H2O＋O2↑
氧化剂
供氧剂
Na2O2属于碱性氧化物吗？为什么？
提示：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．
二、碳酸钠与碳酸氢钠
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式
色态 白色粉末 细小白色粉末
俗名
溶解性 水中 水中 ，但比Na2CO3溶解度小
Na2CO3
NaHCO3
苏打
小苏打
易溶
易溶
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
与足量盐酸反应 产生气体速率
原理
与CO2反应 Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 不反应 与CO2反应
慢
快
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
与NaOH溶液反应(离子方程式) 不反应
受热分解(化学方程式) 不分解
水溶液的酸碱性 碱性 碱性
碳酸钠晶体在空气中有什么变化？
提示：碳酸钠晶体在空气中会失结晶水而变成粉末状，方程式为：Na2CO3·xH2O Na2CO3＋xH2O
三、焰色反应
1．概念
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
2．实验操作
(1)“烧”：将铂丝(或光洁无锈的铁丝)放在酒精灯外焰里灼
烧至 时为止．
(2)“蘸”：用铂丝蘸取试样．
(3)“烧”：在外焰上灼烧，观察火焰颜色；观察钾的火焰
颜色时，要透过 ．
(4)“洗”：用 洗净铂丝，并在外焰上灼烧至没有颜
色时，再检验下一个试样．
3．几种金属的焰色
钠： 色，钾： 色(透过蓝色钴玻璃)．
与原来火焰的颜色相同
蓝色钴玻璃
稀盐酸
黄
紫
1．Na2O和Na2O2中阳离子与阴离子的个数比都为2∶1.( )
提示：正确，因为Na2O2中的阴离子为O(过氧根离子)．
2．NaHCO3比Na2CO3更易溶于水． ( )
提示：错误，因相同温度下，NaHCO3的溶解度小于Na2CO3.
3．观察钾元素的焰色反应火焰时需透过蓝色钴玻璃． ( )
提示：正确，因蓝色钴玻璃可滤去黄色光，避免钠元素的干扰．
4．做焰色反应实验，可用稀盐酸或稀H2SO4洗涤铂丝．( )
提示：错误，因不可用稀H2SO4洗铂丝．
5．相同质量的NaHCO3和Na2CO3与足量稀盐酸反应时，
NaHCO3放出的CO2快且多． ( )
提示：正确．
6．除去Na2CO3中的少量NaHCO3，可用加热法，也可用
加盐酸的方法． ( )
提示：错误，因Na2CO3、NaHCO3都会与盐酸反应．
一、Na2O2与CO2、H2O的反应
反应的化学方程式为：2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2,2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑.
1．物质的量的关系
无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时：
(1)生成O2的物质的量总是CO2或H2O(或CO2和H2O的混合
物)物质的量的一半．
(2)如果在相同状况下，且水为气态时，气体体积的减少量
是原混合气体体积的一半，即为生成氧气的体积．
2．电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1 mol O2转移2 mol e－.双线桥法表示的Na2O2与CO2反应的电子转移情况，即：
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：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)．
4．先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应，可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O(g)发生反应．
(1)Na2O2与H2O发生反应时，产物NaOH既不是氧化产物也不是还原产物．
(2)中学阶段可以认为只有Na2O2与CO2、H2O反应产生O2，常以此作为推断题的突破口．
二、Na2CO3与NaHCO3的鉴别、分离提纯
1．鉴别
2．分离提纯
(1)Na2CO3固体中混有少量NaHCO3：可用加热法除去．
(2)NaHCO3溶液中混有少量的Na2CO3：可通入过量CO2，
进行转化．饱和Na2CO3溶液中通入CO2，则析出NaHCO3晶体，Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3↓.
(3)Na2CO3溶液中的NaHCO3：可加适量的NaOH溶液进行
转化，NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O.
Na2CO3与盐酸反应时，滴加顺序不同，产生的现象也不同，故两者不用其他试剂即可通过相互滴加的方法鉴别出来，其原理为：
(1)向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液(开始时盐酸过量)．Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，立即产生气体．
(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(开始时Na2CO3过量)．
Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
开始不产生气体，滴加一会才产生气体．
考查点一 Na2O2与CO2、H2O的反应——————
[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 ( )
A．Na2CO3 B．Na2O2、Na2CO3
C．NaOH、Na2CO3 D．Na2O2、NaOH、Na2CO3
[答案] A
[关键一点]
解本题的关键点是：Na2O2同时遇到CO2、H2O(g)时，应先考虑与CO2反应．
CO 与H2 混合气体3 g和足量的氧气燃烧后，在
150℃ 时将混合气体通过足量的Na2O2 后，Na2O2增重的质量为 ( )
A．1.5 g B．3 g
C．6 g D．无法计算
解析： 2CO＋O2===2CO2 ①
2H2＋O2===2H2O ②
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2↑ ③
2H2O2＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑ ④
将①③合并得：CO＋Na2O2===Na2CO3 ⑤
将②④合并得：H2＋Na2O2===2NaOH ⑥
由⑤⑥式可以看出Na2O2固体增重的质量就是CO 和H2的质量．
答案：B
考查点二 Na2CO3和NaHCO3性质、应用————
[例2] 有两个无标签的试剂瓶，分别装有Na2CO3和NaHCO3固体，有四位同学为鉴别它们采用以下不同方法，其中不可行的是 ( )
A．分别将它们配制成溶液，再加入澄清石灰水
B．分别将它们配制成溶液，再逐滴加入等浓度的稀盐酸
C．分别将它们配制成溶液，再加入CaCl2溶液
D．分别加热，再用石灰水检验是否有CO2产生
[答案] A
现在有混有少量碳酸氢钠的碳酸钠固体，下列有关
提纯碳酸钠的方法正确的是 ( )
A．加入过量的氢氧化钠溶液
B．加入适量的盐酸
C．将固体充分加热，直到质量不变为止
D．加入氯化钙溶液
解析：由于碳酸氢钠不稳定，受热时会分解生成碳酸钠、CO2和H2O，所以当碳酸钠固体中混有碳酸氢钠时可用加热的方法除去．
答案：C(时间45分钟，满分100分)
一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分)
1．(2010·临沂高一期中)下列说法不正确的是( )
A．Na2O2可用于呼吸面具中氧气的来源
B．Na2O和Na2O2投入水中都能生成NaOH，都是氧化还原反应，它们都是碱性氧化物
C．Na2CO3可用于制玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业，而NaHCO3可用于治疗胃酸过多，制造发酵粉等
D．NaCl的性质稳定，可用作调味品
解析：反应Na2O＋H2O===2NaOH，不是氧化还原反应，Na2O是碱性氧化物．反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑是氧化还原反应，但Na2O2不是碱性氧化物．
答案：B
2．下列说法正确的是( )
A．发酵粉中主要含有氢氧化钠，能使焙制出的糕点疏松多孔
B．碘盐中的碘可以直接用淀粉检验
C．碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多
D．硫酸氢钠属于盐类，其水溶液显中性
解析：发酵粉中主要含有小苏打(NaHCO3)或少量苏打(Na2CO3)，碘盐中的碘主要是碘酸钾，它不能使淀粉溶液变蓝色，硫酸氢钠属于盐类，是一种酸式盐，它在水溶液中的电离方程式可表示为NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，呈酸性．
答案：C
3．用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色，下列各判断正确的是( )
A．只含有Na＋
B．一定含有Na＋，可能含有K＋
C．既含有Na＋，又含有K＋
D．可能含有Na＋，可能还会有K＋
解析：要进一步判断是否含钾元素，需透过蓝色钴玻璃进行观察．
答案：B
4．(2009·全国卷Ⅰ)为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是( )
A. B.
C. D.
解析：设样品中含NaHCO3x g，
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O Δm
2×84 62
x w1－w2
x＝ g，
则Na2CO3的质量分数为：＝.
答案：A
5．下列有关焰色反应叙述正确的是( )
A．氯化钾在火焰上灼烧时使火焰呈黄色
B．焰色反应是金属单质的特性
C．连续做两个样品时，应将铂丝用硫酸洗净并灼烧到无特殊焰色
D．可用洁净的铁丝代替铂丝进行焰色反应
解析：焰色反应是某些金属元素的特性，不论该金属元素是游离态还是化合态，在火焰上灼烧时产生的焰色是相同的；在连续做多个样品时每次都要用稀盐酸洗涤并灼烧到无特殊焰色时为止，才能做下一个样品；由于铁在灼烧时没有特殊的焰色，所以能用它代替铂进行实验，其他还有镍(Ni)也能替代铂进行实验．
答案：D
6．(2009·全国卷Ⅱ)下列叙述中正确的是( )
A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成
B．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
C．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同
D．向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3结晶析出
解析：A项，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，产物与NaHCO3不反应．B项，发生反应：CO＋H＋===HCO，不生成CO2.C项，等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应时，NaHCO3产生的CO2多．D项，向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时发生反应：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，反应中消耗H2O，且生成的NaHCO3溶解度小、质量多，故NaHCO3会结晶析出．
答案：D
7．在一定温度下，向饱和的烧碱溶液中放入一定量的过氧化钠，充分反应后恢复到原温，下列说法正确的是( )
A．溶液中的Na＋浓度增大，有O2放出
B．溶液中的OH－浓度不变，有H2放出
C．溶液中的Na＋数目减小，有O2放出
D．溶液中的OH－浓度增大，有O2放出
解析：Na2O2消耗水、生成NaOH并放出O2，而原饱和NaOH溶液的溶解度不变，离子浓度不变，由于水的减少，溶解的NaOH的质量减小，Na＋的数目减小．
答案：C
8．某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种组成．将该粉末与足量的盐酸反应有气体X逸出，X通过足量的NaOH溶液后体积缩小(同温同压下测定)．若将原混合物粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量．下列判断正确的是( )
A．粉末中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3
B．粉末中一定不含有Na2CO3和NaCl
C．粉末中一定不含有Na2O和NaCl
D．无法肯定粉末里是否含有Na2CO3和NaCl
解析：与盐酸反应产生气体的物质可能为Na2O2(生成O2)、Na2CO3和NaHCO3(生成CO2)，气体X通过NaOH溶液后体积缩小(而不是全部消失)，说明X由O2、CO2组成，原粉末中一定有Na2O2存在，且Na2CO3、NaHCO3至少有一种一定存在．将原混合物粉末在空气中用酒精灯加热，有气体放出，说明混合物中一定有NaHCO3，NaHCO3受热分解产生CO2和H2O，即使与Na2O2反应也会放出O2，使混合物粉末质量减少，而剩余固体的质量却增加了，原因只有：2Na2O＋O22Na2O2.综上所述，混合物中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3，无法确定粉末里是否含有Na2CO3和NaCl.
答案：AD
二、非选择题(本题包括5小题，共52分)
9．(8分)钠的氧化物有氧化钠和过氧化钠两种．
(1)写出过氧化钠与水及二氧化碳反应的化学方程式，并分析电子转移的方向和数目，指出氧化剂、还原剂．
________________________________________________________________________
(2)在呼吸面具和潜水艇里，用作氧气来源的物质是________．
A．H2O2 B．Na2O2
C．KClO3 D．KMnO4
(3)把Na2O2投入到少量紫色石蕊溶液中，有什么现象？如何解释？
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________.
解析：(1)过氧化钠与水及二氧化碳反应中，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂．
(2)因为Na2O2与CO2和水反应均可产生O2，故在呼吸面具和潜水艇里Na2O2用作O2来源的物质．
(3)Na2O2具有强氧化性，可以使有机色质褪色．
答案：
上述两反应中，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂；1 mol Na2O2与足量H2O或CO2反应时，均转移1 mol e－
(2)B (3)石蕊溶液先变为蓝色，后变为无色 Na2O2与水反应生成的NaOH使石蕊溶液由紫色变为蓝色；Na2O2具有强氧化性、漂白性，因此片刻后，溶液由蓝色变为无色
10．(9分)称取一定量的纯碱溶于水中，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________；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，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，则产生的气体量将增加，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
11．(11分)(2010·临沂高三一轮测试)A～H为中学化学中常见的物质，转化关系如下所示，其中“O”代表化合物，“□”代表单质，A为医疗上治疗胃酸过多的一种药剂，G为淡黄色固体，C在通常状况下为无色液体．
请回答下列问题：
(1)G的化学式为________，每生成1 mol G转移电子________mol.
(2)反应①②③④中________(填序号)属于氧化还原反应．
(3)写出下列反应的化学方程式：
A→B＋C＋D：__________________________________________________________，
F＋C：________________________________________________________________.
解析：可治疗胃酸过多，且受热分解生成三种物质的可能是NaHCO3，由两种单质点燃生成的淡黄色固体只可能是Na2O2，通常状况下的无色液体可能是H2O.联系图中的转化关系即可推得：A、B、C、D、E、F、G、H分别是NaHCO3、CO2、H2O、Na2CO3、O2、Na、Na2O2、NaOH.
答案：(1)Na2O2 2 (2)②③
(3)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
12．(12分)“套管实验”是将一个较小的玻璃仪器装入另外一个玻璃仪器中，经组装来完成原来需要两只或更多普通玻璃仪器进行的实验．因其具有许多优点，近年被广泛开发并应用于化学实验中．下述实验为“套管实验”，请观察如图所示实验装置，分析实验原理，回答下列问题：
(小试管内塞有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球)
(1)从点燃酒精灯开始，试管及烧杯A、B中能观察到的现象有______________________
________________________________________________________________________.
(2)整个实验结束时，在操作上需要特别注意的问题是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(3)通过该实验可得出的结论是__________________________________________
________________________________________________________________________.
(4)本装置的优点是________________________________________________________．
解析：实验装置不再是传统的组装，而是改进了的，将原来两个实验结合在一起，能更好地进行对比说明碳酸钠与碳酸氢钠的热稳定性．
答案：(1)棉花球变蓝，B中澄清石灰水变浑浊，开始时A中有气泡产生，小试管内有液滴出现
(2)防止倒吸
(3)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3的差，NaHCO3分解有CO2和H2O生成
(4)简化实验操作，提高实验效率，节约药品
13．(12分)某课外活动小组学生模拟呼吸面具中的原理(过氧化钠与潮湿二氧化碳的反应，涉及的反应有：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2.设计用如图所示仪器来制取氧气并测量氧气的体积．
上图中的量气装置E是由甲、乙两根玻璃管组成，它们用橡皮管连通，并装入适量水．甲管有刻度(0～50 mL)，供量气用，乙管可上下移动，以调节液面高低．
实验可供选用的药品有：稀硫酸、盐酸、过氧化钠、碳酸钠、大理石、水．
(1)上述装置的连接顺序是(填各接口的编号，其中连接胶管及夹持装置均省略)：__________________________________.
(2)C装置中放入的反应物是________________________________________________．
(3)装置A的作用是___________________________，装置B的作用是_______________．
(4)为了较准确地测量氧气的体积，除了必须检查整个装置的气密性外，在读取反应前后甲管中液面的读数，求其差值的过程中，应注意________和________(填写字母编号)．
a．视线与凹液面最低处相平
b．等待片刻，待乙管中液面不再上升时立刻读数
c．读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平
d．读数时不一定使甲、乙两管液面相平
解析：模拟呼吸面具中的原理，制取氧气并较准确地测量氧气的体积．因此必须首先制取二氧化碳，并净化，与过氧化钠反应后还要保证测量出的氧气的体积较准确．则本实验的顺序是：①制取CO2，②净化CO2，③使CO2与Na2O2反应，④净化O2，⑤用量气管测出O2的体积．C装置在U形管的一侧用玻璃纤维隔开，上边可放置固体，这显然是一个类似于启普发生器的装置，因此必须选用大理石和盐酸制备CO2，而在使用盐酸时会使生成的CO2中混有HCl，因此要用碳酸氢钠溶液除去．潮湿的CO2通入D中，与Na2O2反应生成O2，反应生成的O2中可能混有未反应的CO2，故需用NaOH溶液洗气除去，然后再测量O2的体积．调节甲、乙两管液面相平，是为了使O2的压强与大气压相等，减少计算误差．
答案：(1)⑤③④⑥⑦②①⑧(其中⑥⑦顺序可对调)
(2)大理石和盐酸
(3)吸收混在氧气中未反应的CO2
吸收混在CO2中的HCl
(4)a c
