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第1节 钠及其化合物
第二章 海水中的重要元素—钠和氯
高中人教版新教材
化学必修一
(2)钠的几种化合物
氧化钠与水反应
1、氧化钠 Na2O
(1)物理性质:白色固体
(2)化学性质:
4Na + O2 = 2 Na2O
①与水反应只生成碱 Na2O + H2O = 2 NaOH
③与酸反应只生成盐和水 Na2O + 2HCl = 2 NaCl + H2O
②与(酸性氧化物)CO2反应只生成盐
Na2O + CO2 = Na2CO3
碱性氧化物
滴水生火
向包有少量淡黄色粉末( Na2O2 )的脱脂棉
上滴几滴水,观察实验现象。
实验现象:脱脂棉着火
思考:为什么会出现这种现象?
滴水生火
2.过氧化钠 Na2O2 2Na + O2 Na2O2
(1)物理性质:淡黄色固体
实验2—3
把水滴入盛有少量过氧化钠固体的试管中,立即把带火星的木条放在试管口,用手轻轻摸一摸试管外壁,然后用pH试纸检验溶液的酸碱性.
实验步骤
Na2O2
H2O
△
过氧化钠与水反应
①有气泡产生,带火星的木条复燃
②试管壁温度升高
③试纸显示pH>7后褪色
①Na2O2与水反应且产生O2
②放出热量
③有碱性物质和氧化性物质生成
Na2O2
H2O
实验现象
实验结论
过氧化钠与水反应的实质
(2)化学性质:
①与水反应:
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
Na2O2既是氧化剂又是还原剂
离子方程式:2Na2O2+2H2O=4Na+ + 4OH- +O2↑
吹气生火
(2)化学性质:
② 与CO2的反应:
过氧化物及超氧化物(如KO2)与含有CO2和水蒸汽的空气接触时,既能产生O2,又能吸收空气中的CO2。利用该技术将药板装备于潜艇、宇宙飞船、呼吸面具等密闭环境中,供人们呼吸应急使用。
2Na2O2 + 2CO2 2Na2CO3 + O2
其主要化学反应方程式(以Na2O2为例)如下:
(2)化学性质:
③ 与HCl的反应:
2Na2O2 + 4HCl = 4NaCl + 2H2O + O2 ↑
过氧化钠是碱性氧化物吗?
【思考】
Na2O2不是碱性氧化物,是过氧化物。
(3)应用:供氧剂、漂白剂
归纳总结——氧化钠与过氧化钠
Na2O Na2O2
颜色 白色 淡黄色
阴阳离子个数比 1∶2 1∶2
氧元素的化合价 -2 -1
属类 碱性氧化物 过氧化物
与H2O反应 Na2O + H2O = 2NaOH 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑
与CO2反应 Na2O + CO2 = Na2CO3 2Na2O2 + 2CO2 =2Na2CO3 + O2
与盐酸反应 Na2O + 2HCl =2NaCl + H2O 2Na2O2 + 4HCl = 4NaCl + 2H2O + O2↑
主要用途 制备NaOH 强氧化剂、漂白剂、供氧剂
相互转化
△
2Na2O+O2 2Na2O2
二、碳酸钠和碳酸氢钠
碳酸钠和碳酸氢钠
碳酸钠 碳酸氢钠
化学式
颜色、状态
俗 名
白色粉末
白色晶体
Na2CO3
NaHCO3
纯碱、苏打
小苏打
碳酸钠和碳酸氢钠的性质
实验探究1
Na2CO3
NaHCO3
1)观察外观
白色粉末
细小白色晶体
2)加几滴水,观察,测温
加水结块成晶体,温度计示数上升
部分溶解,温度计示数下降
3)加5mL水,振荡,观察
4)滴加酚酞,观察
完全溶解
部分溶解
变红
变浅红
初步结论
溶解性:Na2CO3>NaHCO3
溶液显碱性: Na2CO3>NaHCO3
【实验2-4】
Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
实验探究2
【实验2-5】
现象
结论
无现象
加热分解,不稳定
澄清石灰水变浑浊
2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2 ↑
▲
加热不分解,稳定
Na2CO3
NaHCO3
实验探究3
高一化学组
三碳酸钠和碳酸氢钠
在Na2CO3饱和溶液中通入CO2后有固体析出,原因是什么?
将CO2通入Na2CO3溶液中,发生如下反应:
Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3
生成的NaHCO3的溶解度比Na2CO3的溶解度小,所以碳酸氢钠结晶析出,同时该反应消耗了水,溶剂的减少也利于碳酸氢钠的结晶析出。
Na2CO3和NaHCO3与稀盐酸的反应
实验探究4
微观
CO32-
H+
HCO3-
2H+(两步)
H+
(一步)
H2CO3
H2O+CO2
通过该实验,我们还发现碳酸氢钠与盐酸反应更快,用它做胃药,见效也更快。
实验分析
① NaHCO3与稀盐酸反应要比Na2CO3与稀盐酸反应剧烈得多。因为:CO3 →CO2是两步反应,反应较慢,而HCO3 →CO2是一步反应,反应较快。
-
2-
Na2CO3和NaHCO3与稀盐酸的反应
实验探究4
② Na2CO3与稀盐酸反应,因滴加顺序不同,现象不同:
b 将Na2CO3溶液逐滴滴入稀盐酸中,由于盐酸过量,开始就有大量气泡产生
a 将稀盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中,开始无明显现象:
CO32-+H+ HCO3,当滴加到一定程度,会有气泡产生,
HCO3 + H+ CO2↑+H2O
-
-
实验分析:
Na2CO3和NaHCO3与稀盐酸的反应
Na2CO3 NaHCO3
现象
化学方程式
结论
NaHCO3反应更剧烈,产生的气体多。
Na2CO3+2HCl (过量)=2NaCl+H2O + CO2↑
HCO3- + H+ = H2O + CO2 ↑
CO32- + 2H+ = H2O + CO2↑
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应,
碳酸氢钠与酸反应比碳酸钠更剧烈。
实验探究4
鉴别Na2CO3
和NaHCO3
利用与盐酸反应的快慢
Na2CO3+HCl(少量) NaHCO3+NaCl
Na2CO3
① 与Ca(OH)2反应
Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3↓+2NaOH
② 与某些盐溶液 CaCl2、BaCl2 反应
CaCl2 +Na2CO3 = CaCO3↓+2NaCl
BaCl2 +Na2CO3 = BaCO3↓+2NaCl
碳酸氢钠
NaHCO3与某些碱反应
① NaHCO3与 NaOH 反应
化:NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 +H2O
离:HCO3- + OH- = CO32- +H2O
化:NaHCO3(少)+Ca(OH)2 =CaCO3 ↓+ NaOH + H2O
碳酸氢钠
化:NaHCO3(少)+Ca(OH)2 =CaCO3 ↓+ NaOH + H2O
B.当Ca(OH)2过量:
2HCO3— + Ca2+ + 2OH— = CaCO3↓+ CO32— + 2H2O
③不与CaCl2、BaCl2 反应
② NaHCO3与 Ca(OH)2 反应
A.Ca(OH)2少量:
HCO3— + Ca2+ + OH— = CaCO3 ↓+ H2O
思考: Na2CO3和NaHCO3混合物如何杂?
2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2↑
△
(2)Na2CO3溶液中混有NaHCO3,
NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O
(3)NaHCO3溶液中混有Na2CO3,
Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3
(l)Na2CO3固体粉末中混有NaHCO3,
用加热法。
滴加适量NaOH溶液
通入过量的CO2气体
碳酸钠(Na2CO3) 碳酸氢钠(NaHCO3)
俗名 纯碱、苏打 小苏打
颜色状态 白色粉末 细小白色晶体
溶解性
水溶液碱性强弱
热稳定性
与酸反应
相互转化关系
稳定,加热不分解
Na2CO3>NaHCO3
Na2CO3>NaHCO3
CO32-+2H+=H2O+CO2↑
HCO3-+H+=H2O+CO2↑
2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑
△
碳酸钠与碳酸氢钠的比较
Na2CO3
NaHCO3
/ NaOH
△
/ HCl
H2O + CO2
课堂总结
新切开的Na在空气中会和O2反应生成Na2O,那钠在空气中的长期放置变化会如何?
Na长期露置于空气中最终会完全转变为Na2CO3粉末。变化过程如下:
银白色金属钠(Na)
O2
表面变暗(生成Na2O)
出现白色固体(生成NaOH)
H2O
H2O
表面潮湿(NaOH潮解)
CO2
白色块状物质(生成Na2CO3 10H2O)
风化
白色粉末状物质(生成Na2CO3)
①
⑤
④
③
②
变化过程中涉及到的化学方程式:
①
②
④
⑤
大家知道节日燃放的五彩缤纷的烟花是怎么来的吗?
思考
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,根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,这在化学上叫做焰色试验。
①我们在炒菜的时候,偶有食盐溅在煤气火焰上,火焰呈 。
黄色
②钠燃烧时,火焰呈 。
黄色
焰色试验
操作
盐酸
原火焰颜色相同
试样
火焰的颜色
盐酸
焰色试验
注意:钠元素的焰色试验是黄色
钾元素的焰色试验呈紫色
(透过蓝色的钴玻璃观察)
原火焰颜色相同
蓝色钴玻璃是一种特殊的观火玻璃,主要用于化学实验室钾的焰色反应观火。
为什么要透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色?
为了防止酒精灯火焰的颜色影响观察。
第一步为什么灼烧至与原来的火焰颜色相同时为止?
与原火焰颜色相同是为了更好地观察钠盐的颜色,防止铂丝上残留的其他物质对实验的干扰
铂丝在用过以后,上面会残留一些遗留的物质,如果不灼烧至与原来的火焰颜色相同时为止,会影响被检测物质的焰色。
第二步为什么把铂丝在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时为止?
焰色试验
黄色
紫色
砖红色
洋红色
绿色
紫红色
黄绿色
根据火焰呈现的特征颜色,可以判试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
焰色试验
节日燃放的五彩缤纷的烟花,就是锂、钠、钾、锶、钡等金属化合物所呈现的各种艳丽色彩。
饱和NaCl
溶液
NH3
CO2
NaHCO3↓
NH4Cl
△
Na2CO3
CaO
CaCl2
NH3↑
(循环使用)
②加NaCl饱和
NH4Cl析出(作氮肥)
母液(NaCl、NH3·H2O、Na2CO3、NH4Cl)
(循环使用)
侯氏制碱法(改进)也叫联合制减法
索尔维制碱法
①通入NH3饱和
CaCO3
③过滤
侯氏制碱法的反应原理
NaCl(饱和)+ NH3+ H2O + CO2 = NaHCO3↓+ NH4Cl
2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2 ↑
▲