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高中化学人教版 (2019)必修 第一册实验活动2 铁及其化合物的性质第2课时导学案
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册实验活动2 铁及其化合物的性质第2课时导学案，共11页。学案主要包含了氧化钠和过氧化钠，碳酸钠与碳酸氢钠，焰色试验等内容，欢迎下载使用。
新课情境呈现
为什么带火星木条复燃，棉花会燃烧，让我们一起走进教材，学习钠的重要化合物。
课前素能奠基
知识回顾
1．一小块钠在空气中放置生成的一系列产物有__Na2O__、__NaOH__、Na2CO3·10H2O、__Na2CO3__。
2．钠在空气中燃烧的化学方程式为__2Na＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))Na2O2__。
3．在Na2O和Na2O2中，钠元素的化合价都是__＋1价__，而氧元素的化合价分别是__－2价__和__－1价__。
4．向NaOH溶液中通入过量CO2的化学方程式为__NaOH＋CO2===NaHCO3__。
新知预习
一、氧化钠和过氧化钠
1．组成及物理性质：
点拨：Na2O2中阴、阳离子数之比是1∶2而不是1∶1。
2．化学性质：
(1)氧化钠。
氧化钠能与水、酸性氧化物、酸等发生反应，是碱性氧化物。
请完成化学方程式：
(2)过氧化钠。
①与水的反应：
②与二氧化碳的反应：
化学方程式：__2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2__
③用途：作供氧剂和漂白剂。
点拨：Na2O是碱性氧化物，Na2O2不属于碱性氧化物，因为Na2O2与酸反应时不仅生成盐和水，还有氧气生成。
二、碳酸钠与碳酸氢钠
1．物理性质：
2.性质
(1)热稳定性。
①Na2CO3较稳定，受热难分解；但碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)易风化。
②NaHCO3不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为
__2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O__。
(2)与酸(足量盐酸)反应。
①Na2CO3：__Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑__。
②NaHCO3：__NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑__。
(3)与碱(氢氧化钠)反应。
①Na2CO3与NaOH不反应。
②NaHCO3：__NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O__。
点拨：火碱、烧碱、苛性钠是氢氧化钠的俗称，而纯碱是碳酸钠的俗称，且纯碱是盐不是碱。
(4)与盐(CaCl2)的反应。
①Na2CO3：__Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl__。
②NaHCO3：NaHCO3与CaCl2不反应。
3．用途
(1)碳酸钠：重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油等方面有广泛的应用。
(2)碳酸氢钠：是__发酵粉__的主要成分，也可以做治疗胃酸过多的药剂。
三、焰色试验
1．定义
很多__金属或它们的化合物__在灼烧时都会使火焰呈现出__特征焰色__，由此可判断试样所含的__金属元素__，化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
2．操作
eq \x(洗)——eq \x(将铂丝或光洁无锈的铁丝用__盐酸__洗净)
↓
eq \x(烧)——eq \x(将洗净的铂丝或铁丝在火焰上灼烧至__与原火焰颜色相同__)
↓
eq \x(蘸)——eq \x(蘸取__试样__)
↓
eq \x(烧)——eq \x(在火焰上灼烧，并观察__火焰颜色__)
↓
eq \x(洗)——eq \x(再用__盐酸__洗净铂丝或铁丝，并在火焰上灼烧至__与原火焰颜色相同__)
3．几种金属的焰色
钠：__黄__色，钾：__紫__色(观察时要透过__蓝色钴玻璃__)，铜：__绿__色。
预习自测
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)Na2O与Na2O2均为碱性氧化物( × )
(2)Na2O与Na2O2中的氧元素的化合价不相同( √ )
(3)Na2O与Na2O2的阴、阳离子个数比均为1∶2( √ )
(4)Na2CO3、NaHCO3均可与盐酸反应( √ )
(5)Na2CO3、NaHCO3均与Ca(OH)2溶液反应( √ )
(6)Na、Na2O和NaHCO3的焰色试验均为黄色( √ )
2．关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( C )
A．都是白色的固体
B．都是碱性氧化物
C．都能和水反应形成强碱溶液
D．所含氧元素化合价都是－2价
解析：Na2O2为淡黄色固体，A项错误；Na2O2不是碱性氧化物，B项错误；二者均能与水反应生成NaOH，C项正确；Na2O2中氧元素化合价为－1价，D项错误。
3．做焰色试验时所用的铂丝，每次用完后都要( C )
A．用滤纸擦干净后才能使用
B．用水多洗几次
C．用稀盐酸洗涤后，再在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时为止
D．先用稀盐酸洗涤，后用水洗涤
解析：做焰色试验时所用的铂丝，每次用完后都要用稀盐酸洗涤，再在外焰上灼烧至与原火焰颜色相同时为止，防止对其他物质的检验产生干扰。
4．关于Na2CO3和NaHCO3性质的有关叙述正确的是( C )
A．在水中溶解度：Na2CO3B．热稳定性：Na2CO3C．与酸反应产生气体的速率：Na2CO3D．Na2CO3不能转化成NaHCO3，而NaHCO3能转化为Na2CO3
解析：溶解度：NaHCO35．写出下列反应的化学方程式。
(1)Na2O2作为呼吸面具的供氧剂：__2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O=== 4NaOH＋O2↑__。
(2)利用加热法除去Na2CO3中的NaHCO3：__2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O__。
(3)晶体Na2CO3·10H2O在空气中风化：__Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O__。
课堂素能探究
过氧化钠和氧化钠的性质
知识点
问题探究：Na2O2属于碱性氧化物吗？为什么？
探究提示：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。
知识归纳总结：
1．Na2O2与Na2O的比较：
2.Na2O2与CO2、H2O反应的量的关系：
(1)物质的量的关系。
无论是CO2或H2O的单一物质还是两者的混合物，通过足量的Na2O2时，放出O2的分子数与CO2或H2O的分子数之比均为1∶2。
(2)电子转移关系。
当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1 ml O2转移2 ml电子，且在反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
2Na2O2＋2H2O===4NaO得到2×e－H＋O失去2×e－2↑
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO得到2×e－3＋O失去2×e－2
(3)固体质量关系。
分析反应的化学方程式，可得下列关系式：
Na2O2eq \(――→,\s\up7(CO2))Na2CO3(组成相当于Na2O2·CO)
Na2O2eq \(――→,\s\up7(H2O))2NaOH(组成相当于Na2O2·H2)
①与CO2反应时，固体增加的质量等于与CO2等物质的量的CO的质量，即Δm＝n(CO2)×M(CO)；
②与H2O反应时，固体增加的质量等于与H2O等物质的量的H2的质量，即Δm＝n(H2O)×M(H2)。
3．Na2O2有强氧化性，可用作漂白剂，使有机色质褪色。
点拨：Na2O2的认识误区
(1)Na2O2中的阴离子是Oeq \\al(2－,2)，不是Oeq \\al(－,2)，也不是O2－。
(2)Na2O2中的氧为－1价，既可被氧化也可被还原，与水、CO2发生反应时，其既是氧化剂又是还原剂。
(3)Na2O2不是碱性氧化物，因其与酸反应时除生成盐和水之外，还有氧气生成。
(4)Na2O2与其他物质反应时不一定都产生O2，如Na2O2＋SO2===Na2SO4。
典例1 将16 g甲烷(CH4)在64 g氧气中完全燃烧后的产物通入足量的过氧化钠中，充分反应后，固体增加的质量为( D )
A．48 gB．16 g
C．80 gD．32 g
解析：甲烷燃烧的反应为CH4＋2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O，反应中甲烷与氧气的质量比为16∶64，由此可知，16 g甲烷和64 g氧气完全反应，生成44 g CO2和36 g H2O，将CO2和H2O通入足量过氧化钠中发生反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，44 g CO2消耗78 g Na2O2，生成106 g Na2CO3，固体质量增加28 g；36 g水消耗156 g Na2O2，生成160 g NaOH，固体质量增加4 g，故固体增加的质量为32 g。
〔变式训练1〕下列关于Na2O2的叙述中正确的是( D )
A．Na2O2是淡黄色固体，久置于空气中变成Na2O
B．Na2O2与水的反应中，Na2O2只做氧化剂
C．Na2O2属于碱性氧化物
D．Na2O2与CO2或H2O反应后，固体质量都将增大
解析：Na2O2久置于空气中最终变成Na2CO3，A项错误；Na2O2与水反应时，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，B项错误；Na2O2不属于碱性氧化物，C项错误；根据两反应中固体成分的变化：Na2O2eq \(――→,\s\up7(CO2))Na2CO3、Na2O2eq \(――→,\s\up7(H2O))2NaOH可知，D项正确。
知识点二
碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别及相互转化
问题探究：比较下列两个装置，思考下列问题：
1．为了更好地探究碳酸氢钠和碳酸钠的热稳定性，如左上图所示，试管B中装入的固体最好是什么？
2．右上图与左上图的区别是什么？哪个装置能够更好地探究二者的热稳定性？
探究提示：1.B中装入固体是Na2CO3。
2．左上图体现了A、B中温度不同，右上图Na2CO3和NaHCO3两处温度相同，左上图更好。
知识归纳总结：
1．鉴别方法：
(1)加热法——固体。
①原理：2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，Na2CO3受热不分解。
②结论：加热有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3。
(2)沉淀法——溶液。
①原理：COeq \\al(2－,3)＋Ca2＋===CaCO3↓，COeq \\al(2－,3)＋Ba2＋===BaCO3↓，HCOeq \\al(－,3)与Ca2＋、Ba2＋不反应。
②结论：滴加氯化钡或氯化钙溶液，有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3。
(3)盐酸逐滴加入时的现象——溶液。
①原理：COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)，
HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O。
②结论：向等浓度的溶液中逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3，开始不产生气体，滴加一会才产生气体的是Na2CO3。
(4)与酚酞溶液作用——溶液。
①原理：等浓度溶液的碱性Na2CO3>NaHCO3。
②结论：等浓度Na2CO3和NaHCO3溶液中滴入2滴酚酞溶液，溶液变红较深的是Na2CO3，较浅的是NaHCO3。
2．相互转化：
Na2CO3eq \(,\s\up7(CO2＋H2O),\s\d5(①固加热，②液NaOH))NaHCO3
(1)Na2CO3溶液→NaHCO3溶液。
Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。
(2)NaHCO3→Na2CO3。
①2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑(固体物质)；
②NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O(溶液中)。
点拨：碳酸钠和碳酸氢钠的认识误区
(1)碳酸钠很稳定，固体和溶液中受热都不发生分解，碳酸氢钠固体受热易发生分解，但其溶液受热不易分解。
(2)书写碳酸氢钠参与的离子反应方程式时，HCOeq \\al(－,3)不能拆开。
(3)在反应2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑中，利用差量法计算时，要注意固体质量减少的是二氧化碳和水的质量，而非仅仅是二氧化碳的质量。
(4)不能用氢氧化钙溶液鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液，因为二者均能与氢氧化钙反应产生白色沉淀。
典例2 在课堂上老师出示了两瓶失去标签的Na2CO3和NaHCO3无色饱和溶液，希望班里同学提出简便的鉴别方法。该班同学踊跃提出方法，其中不合理的是( B )
①取等量的溶液于两支试管中，加热，有气泡产生的是NaHCO3饱和溶液 ②取等量的溶液于两支试管中，逐滴加入稀盐酸，开始就有气体放出的是NaHCO3饱和溶液 ③取等量的溶液于两支试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3饱和溶液 ④取等量的溶液于两支试管中，滴加Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3饱和溶液
A．①②B．①④
C．③④D．②③
解析：NaHCO3在溶液中时受热不分解，只有NaHCO3固体受热才分解，①不合理；分别向两支试管中滴加Ba(OH)2溶液，都能出现白色沉淀，化学方程式为Na2CO3＋Ba(OH)2===2NaOH＋BaCO3↓，2NaHCO3＋Ba(OH)2===Na2CO3＋BaCO3↓＋2H2O，④不合理。
〔变式训练2〕除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是( A )
A．通入二氧化碳气体B．加入氢氧化钡溶液
C．加入澄清石灰水D．加入稀盐酸
解析：除杂方法要操作简便，效果好，不引入新的杂质，保留非杂质成分。因为反应Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3可以发生，所以A项正确。
名师博客呈现
用数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应
(1)盐酸eq \(――→,\s\up7(逐滴滴入))Na2CO3溶液
①现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。
②反应：无明显现象时反应的离子方程式：
COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)，
无色气体放出时反应的离子方程式：
HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O。
(2)Na2CO3溶液eq \(――→,\s\up7(逐滴滴入))盐酸
①现象：有无色气体放出。
②反应的离子方程式：COeq \\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O。
(3)Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图像归纳
盐酸eq \(――→,\s\up7(逐滴滴入))eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(Na2CO3溶液中，如图1,NaHCO3溶液中，如图2))
〔即时训练〕
关于NaHCO3的性质，下列说法正确的是( D )
A．热稳定性比Na2CO3强
B．相同温度下溶解度比Na2CO3要大
C．NaHCO3只能和酸作用，不能和碱作用
D．和酸反应放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少
解析：NaHCO3不稳定，受热易分解：2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O，碳酸钠较稳定，受热不易分解，A错误；相同温度下的溶解度：Na2CO3>NaHCO3，B错误；NaHCO3可与酸反应生成二氧化碳气体，如与盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠和水，NaHCO3也可与碱反应，如与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，C错误；向Na2CO3、NaHCO3溶液中分别滴加HCl溶液生成CO2，反应的化学方程式分别为Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，可见二者反应放出等量的CO2时NaHCO3所消耗的酸比Na2CO3少，D正确。
课堂达标验收
1．Na2O和Na2O2在下列哪一点性质上是相似的( B )
A．颜色 B．水溶液的酸碱性
C．氧化性D．漂白性
解析：Na2O是白色固体，无强氧化性；Na2O2是淡黄色固体，有强氧化性和漂白性；二者溶于水都成生NaOH。
2．下列关于焰色试验的表述确切的是( A )
A．焰色试验是元素的性质
B．焰色试验是单质的特有性质
C．焰色试验是离子的特有性质
D．焰色试验是化合物的特有性质
解析：焰色试验是金属元素的性质，所以无论含有金属元素的物质是单质还是化合物，在灼烧时均呈现该金属元素的特征颜色。
3．下面是比较过氧化钠和氧化钠性质异同点的有关叙述，其中错误的是( B )
A．过氧化钠和氧化钠长期露置于空气中最终产物相同
B．过氧化钠和氧化钠都能与二氧化碳或水发生化合反应
C．过氧化钠、氧化钠与水反应都有氢氧化钠生成
D．过氧化钠是强氧化剂，而氧化钠只是一种碱性氧化物
解析：A项，二者长期露置于空气中，最终都生成Na2CO3，正确；B项，Na2O2与H2O或CO2的反应不是化合反应；C项，Na2O2、Na2O与水反应都有NaOH生成，正确；D项，Na2O2是强氧化剂，Na2O没有强氧化性，属于碱性氧化物，正确。
4．向装有Na2O2的试管中加入一定量水，再滴入2滴酚酞溶液，振荡，下列叙述正确的是( B )
A．加水后，将燃着的木条放到试管口，燃着的木条熄灭
B．滴入酚酞溶液先变红，振荡后褪色
C．滴入酚酞溶液，溶液仍为无色
D．因为Na2O2与酚酞发生氧化还原反应使溶液变为红色
解析：Na2O2与水发生反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，O2能使燃着的木条燃烧更旺，NaOH与酚酞作用使无色的酚酞溶液变红色，在反应过程中Na2O2表现出强氧化性，它能将红色物质氧化而褪色，故滴入酚酞溶液先变红，振荡后褪色。
5．如图所示，若锥形瓶内是水，分液漏斗内的液体也是水，向试管内滴加水时，发现U形管内液体右移，静置后液面左边低于右边，则试管内的物质是( A )
A．过氧化钠B．氯化钠
C．铝D．铁
解析：U形管内液体右移，静止后液面左边低于右边，说明锥形瓶内气体压强增大，结合选项，可知其原因是Na2O2与水反应生成O2，使瓶内压强增大。
6．下图为几种物质的转化关系，其中A为金属，B为淡黄色固体粉末，每一物质均含有A对应的元素。
(1)写出下列物质的化学式：
B__Na2O2__，C__Na2CO3__，E__NaOH(或NaCl)__，F__NaHCO3__。
(2)写出下列各步反应的化学方程式：
C→E__Na2CO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋2NaOH(或Na2CO3＋2HCl)===2NaCl＋CO2↑＋H2O等，答案合理即可)__；
C→F__Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3__；
F→C__2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O__。
解析：根据A为金属，B为淡黄色固体粉末，可知A为Na，B为Na2O2，再由转化关系，可知其他物质。
由钠的性质可知，D、E分别为Na2O、NaCl、NaOH中的一种，由Ceq \(,\s\up7(CO2＋H2O))F可知，C为Na2CO3，则F为NaHCO3，由Na2CO3→E可知，E可以为NaOH或NaCl，由D→C知，E为NaOH时，D只能为Na2O；当E为NaCl时，D可以为Na2O或NaOH。
学习目标
核心素养
1．认识过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠的化学变化过程，掌握钠的重要化合物的性质和用途。
2．掌握Na2CO3、NaHCO3相互转化途径。
3．能解释焰色试验的现象和原理。
4．阅读《侯德榜和侯氏制碱法》，认识化学在纯碱生产中的贡献。
1．通过对“钠的化合物性质”的学习，培养实验探究意识。
2．通过对“Na2CO3与NaHCO3相互转化”的学习，培养变化的理念。
3．通过对“焰色试验”的学习，提升实验探究能力和创新意识。
4．通过对“制碱历史”的学习，增强实验探究与创新意识，提升科学精神和社会责任感。
名称
氧化钠
过氧化钠
化学式
__Na2O__
__Na2O2__
颜色
白色
__淡黄色__
状态
固体
固体
氧元素的价态
__－2__
__－1__
实验现象
实验结论
产生气泡且能使带火星的木条复燃
气体为__氧气__
试管壁发热
反应__放出__热量
反应后溶液使酚酞变红
有__碱__生成
酚酞变红后，溶液颜色又褪去
Na2O2具有强氧化性
化学方程式
__2Na2O2＋2H2O=== 4NaOH＋O2↑__
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
__Na2CO3__
__NaHCO3__
俗称
纯碱或苏打
__小苏打__
色态
白色粉末
细小白色晶体
水溶性
都易溶于水，溶解度：Na2CO3__>__NaHCO3
化学式
Na2O
Na2O2
生成条件
常温
加热或点燃
稳定性
不稳定，易与O2反应
2Na2O＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2Na2O2
相对稳定
阳离子：
阴离子
n(Na＋)∶n(O2－)＝2∶1
n(Na＋)∶n(Oeq \\al(2－,2))＝2∶1
与水反应
生成NaOH
生成NaOH和O2
与CO2反应
生成Na2CO3
生成Na2CO3和O2
新课情境呈现
为什么带火星木条复燃，棉花会燃烧，让我们一起走进教材，学习钠的重要化合物。
课前素能奠基
知识回顾
1．一小块钠在空气中放置生成的一系列产物有__Na2O__、__NaOH__、Na2CO3·10H2O、__Na2CO3__。
2．钠在空气中燃烧的化学方程式为__2Na＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))Na2O2__。
3．在Na2O和Na2O2中，钠元素的化合价都是__＋1价__，而氧元素的化合价分别是__－2价__和__－1价__。
4．向NaOH溶液中通入过量CO2的化学方程式为__NaOH＋CO2===NaHCO3__。
新知预习
一、氧化钠和过氧化钠
1．组成及物理性质：
点拨：Na2O2中阴、阳离子数之比是1∶2而不是1∶1。
2．化学性质：
(1)氧化钠。
氧化钠能与水、酸性氧化物、酸等发生反应，是碱性氧化物。
请完成化学方程式：
(2)过氧化钠。
①与水的反应：
②与二氧化碳的反应：
化学方程式：__2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2__
③用途：作供氧剂和漂白剂。
点拨：Na2O是碱性氧化物，Na2O2不属于碱性氧化物，因为Na2O2与酸反应时不仅生成盐和水，还有氧气生成。
二、碳酸钠与碳酸氢钠
1．物理性质：
2.性质
(1)热稳定性。
①Na2CO3较稳定，受热难分解；但碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)易风化。
②NaHCO3不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为
__2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O__。
(2)与酸(足量盐酸)反应。
①Na2CO3：__Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑__。
②NaHCO3：__NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑__。
(3)与碱(氢氧化钠)反应。
①Na2CO3与NaOH不反应。
②NaHCO3：__NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O__。
点拨：火碱、烧碱、苛性钠是氢氧化钠的俗称，而纯碱是碳酸钠的俗称，且纯碱是盐不是碱。
(4)与盐(CaCl2)的反应。
①Na2CO3：__Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl__。
②NaHCO3：NaHCO3与CaCl2不反应。
3．用途
(1)碳酸钠：重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油等方面有广泛的应用。
(2)碳酸氢钠：是__发酵粉__的主要成分，也可以做治疗胃酸过多的药剂。
三、焰色试验
1．定义
很多__金属或它们的化合物__在灼烧时都会使火焰呈现出__特征焰色__，由此可判断试样所含的__金属元素__，化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
2．操作
eq \x(洗)——eq \x(将铂丝或光洁无锈的铁丝用__盐酸__洗净)
↓
eq \x(烧)——eq \x(将洗净的铂丝或铁丝在火焰上灼烧至__与原火焰颜色相同__)
↓
eq \x(蘸)——eq \x(蘸取__试样__)
↓
eq \x(烧)——eq \x(在火焰上灼烧，并观察__火焰颜色__)
↓
eq \x(洗)——eq \x(再用__盐酸__洗净铂丝或铁丝，并在火焰上灼烧至__与原火焰颜色相同__)
3．几种金属的焰色
钠：__黄__色，钾：__紫__色(观察时要透过__蓝色钴玻璃__)，铜：__绿__色。
预习自测
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)Na2O与Na2O2均为碱性氧化物( × )
(2)Na2O与Na2O2中的氧元素的化合价不相同( √ )
(3)Na2O与Na2O2的阴、阳离子个数比均为1∶2( √ )
(4)Na2CO3、NaHCO3均可与盐酸反应( √ )
(5)Na2CO3、NaHCO3均与Ca(OH)2溶液反应( √ )
(6)Na、Na2O和NaHCO3的焰色试验均为黄色( √ )
2．关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( C )
A．都是白色的固体
B．都是碱性氧化物
C．都能和水反应形成强碱溶液
D．所含氧元素化合价都是－2价
解析：Na2O2为淡黄色固体，A项错误；Na2O2不是碱性氧化物，B项错误；二者均能与水反应生成NaOH，C项正确；Na2O2中氧元素化合价为－1价，D项错误。
3．做焰色试验时所用的铂丝，每次用完后都要( C )
A．用滤纸擦干净后才能使用
B．用水多洗几次
C．用稀盐酸洗涤后，再在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时为止
D．先用稀盐酸洗涤，后用水洗涤
解析：做焰色试验时所用的铂丝，每次用完后都要用稀盐酸洗涤，再在外焰上灼烧至与原火焰颜色相同时为止，防止对其他物质的检验产生干扰。
4．关于Na2CO3和NaHCO3性质的有关叙述正确的是( C )
A．在水中溶解度：Na2CO3
解析：溶解度：NaHCO3
(1)Na2O2作为呼吸面具的供氧剂：__2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O=== 4NaOH＋O2↑__。
(2)利用加热法除去Na2CO3中的NaHCO3：__2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O__。
(3)晶体Na2CO3·10H2O在空气中风化：__Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O__。
课堂素能探究
过氧化钠和氧化钠的性质
知识点
问题探究：Na2O2属于碱性氧化物吗？为什么？
探究提示：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。
知识归纳总结：
1．Na2O2与Na2O的比较：
2.Na2O2与CO2、H2O反应的量的关系：
(1)物质的量的关系。
无论是CO2或H2O的单一物质还是两者的混合物，通过足量的Na2O2时，放出O2的分子数与CO2或H2O的分子数之比均为1∶2。
(2)电子转移关系。
当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1 ml O2转移2 ml电子，且在反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
2Na2O2＋2H2O===4NaO得到2×e－H＋O失去2×e－2↑
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO得到2×e－3＋O失去2×e－2
(3)固体质量关系。
分析反应的化学方程式，可得下列关系式：
Na2O2eq \(――→,\s\up7(CO2))Na2CO3(组成相当于Na2O2·CO)
Na2O2eq \(――→,\s\up7(H2O))2NaOH(组成相当于Na2O2·H2)
①与CO2反应时，固体增加的质量等于与CO2等物质的量的CO的质量，即Δm＝n(CO2)×M(CO)；
②与H2O反应时，固体增加的质量等于与H2O等物质的量的H2的质量，即Δm＝n(H2O)×M(H2)。
3．Na2O2有强氧化性，可用作漂白剂，使有机色质褪色。
点拨：Na2O2的认识误区
(1)Na2O2中的阴离子是Oeq \\al(2－,2)，不是Oeq \\al(－,2)，也不是O2－。
(2)Na2O2中的氧为－1价，既可被氧化也可被还原，与水、CO2发生反应时，其既是氧化剂又是还原剂。
(3)Na2O2不是碱性氧化物，因其与酸反应时除生成盐和水之外，还有氧气生成。
(4)Na2O2与其他物质反应时不一定都产生O2，如Na2O2＋SO2===Na2SO4。
典例1 将16 g甲烷(CH4)在64 g氧气中完全燃烧后的产物通入足量的过氧化钠中，充分反应后，固体增加的质量为( D )
A．48 gB．16 g
C．80 gD．32 g
解析：甲烷燃烧的反应为CH4＋2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O，反应中甲烷与氧气的质量比为16∶64，由此可知，16 g甲烷和64 g氧气完全反应，生成44 g CO2和36 g H2O，将CO2和H2O通入足量过氧化钠中发生反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，44 g CO2消耗78 g Na2O2，生成106 g Na2CO3，固体质量增加28 g；36 g水消耗156 g Na2O2，生成160 g NaOH，固体质量增加4 g，故固体增加的质量为32 g。
〔变式训练1〕下列关于Na2O2的叙述中正确的是( D )
A．Na2O2是淡黄色固体，久置于空气中变成Na2O
B．Na2O2与水的反应中，Na2O2只做氧化剂
C．Na2O2属于碱性氧化物
D．Na2O2与CO2或H2O反应后，固体质量都将增大
解析：Na2O2久置于空气中最终变成Na2CO3，A项错误；Na2O2与水反应时，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，B项错误；Na2O2不属于碱性氧化物，C项错误；根据两反应中固体成分的变化：Na2O2eq \(――→,\s\up7(CO2))Na2CO3、Na2O2eq \(――→,\s\up7(H2O))2NaOH可知，D项正确。
知识点二
碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别及相互转化
问题探究：比较下列两个装置，思考下列问题：
1．为了更好地探究碳酸氢钠和碳酸钠的热稳定性，如左上图所示，试管B中装入的固体最好是什么？
2．右上图与左上图的区别是什么？哪个装置能够更好地探究二者的热稳定性？
探究提示：1.B中装入固体是Na2CO3。
2．左上图体现了A、B中温度不同，右上图Na2CO3和NaHCO3两处温度相同，左上图更好。
知识归纳总结：
1．鉴别方法：
(1)加热法——固体。
①原理：2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，Na2CO3受热不分解。
②结论：加热有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3。
(2)沉淀法——溶液。
①原理：COeq \\al(2－,3)＋Ca2＋===CaCO3↓，COeq \\al(2－,3)＋Ba2＋===BaCO3↓，HCOeq \\al(－,3)与Ca2＋、Ba2＋不反应。
②结论：滴加氯化钡或氯化钙溶液，有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3。
(3)盐酸逐滴加入时的现象——溶液。
①原理：COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)，
HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O。
②结论：向等浓度的溶液中逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3，开始不产生气体，滴加一会才产生气体的是Na2CO3。
(4)与酚酞溶液作用——溶液。
①原理：等浓度溶液的碱性Na2CO3>NaHCO3。
②结论：等浓度Na2CO3和NaHCO3溶液中滴入2滴酚酞溶液，溶液变红较深的是Na2CO3，较浅的是NaHCO3。
2．相互转化：
Na2CO3eq \(,\s\up7(CO2＋H2O),\s\d5(①固加热，②液NaOH))NaHCO3
(1)Na2CO3溶液→NaHCO3溶液。
Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。
(2)NaHCO3→Na2CO3。
①2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑(固体物质)；
②NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O(溶液中)。
点拨：碳酸钠和碳酸氢钠的认识误区
(1)碳酸钠很稳定，固体和溶液中受热都不发生分解，碳酸氢钠固体受热易发生分解，但其溶液受热不易分解。
(2)书写碳酸氢钠参与的离子反应方程式时，HCOeq \\al(－,3)不能拆开。
(3)在反应2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑中，利用差量法计算时，要注意固体质量减少的是二氧化碳和水的质量，而非仅仅是二氧化碳的质量。
(4)不能用氢氧化钙溶液鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液，因为二者均能与氢氧化钙反应产生白色沉淀。
典例2 在课堂上老师出示了两瓶失去标签的Na2CO3和NaHCO3无色饱和溶液，希望班里同学提出简便的鉴别方法。该班同学踊跃提出方法，其中不合理的是( B )
①取等量的溶液于两支试管中，加热，有气泡产生的是NaHCO3饱和溶液 ②取等量的溶液于两支试管中，逐滴加入稀盐酸，开始就有气体放出的是NaHCO3饱和溶液 ③取等量的溶液于两支试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3饱和溶液 ④取等量的溶液于两支试管中，滴加Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3饱和溶液
A．①②B．①④
C．③④D．②③
解析：NaHCO3在溶液中时受热不分解，只有NaHCO3固体受热才分解，①不合理；分别向两支试管中滴加Ba(OH)2溶液，都能出现白色沉淀，化学方程式为Na2CO3＋Ba(OH)2===2NaOH＋BaCO3↓，2NaHCO3＋Ba(OH)2===Na2CO3＋BaCO3↓＋2H2O，④不合理。
〔变式训练2〕除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是( A )
A．通入二氧化碳气体B．加入氢氧化钡溶液
C．加入澄清石灰水D．加入稀盐酸
解析：除杂方法要操作简便，效果好，不引入新的杂质，保留非杂质成分。因为反应Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3可以发生，所以A项正确。
名师博客呈现
用数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应
(1)盐酸eq \(――→,\s\up7(逐滴滴入))Na2CO3溶液
①现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。
②反应：无明显现象时反应的离子方程式：
COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)，
无色气体放出时反应的离子方程式：
HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O。
(2)Na2CO3溶液eq \(――→,\s\up7(逐滴滴入))盐酸
①现象：有无色气体放出。
②反应的离子方程式：COeq \\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O。
(3)Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图像归纳
盐酸eq \(――→,\s\up7(逐滴滴入))eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(Na2CO3溶液中，如图1,NaHCO3溶液中，如图2))
〔即时训练〕
关于NaHCO3的性质，下列说法正确的是( D )
A．热稳定性比Na2CO3强
B．相同温度下溶解度比Na2CO3要大
C．NaHCO3只能和酸作用，不能和碱作用
D．和酸反应放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少
解析：NaHCO3不稳定，受热易分解：2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O，碳酸钠较稳定，受热不易分解，A错误；相同温度下的溶解度：Na2CO3>NaHCO3，B错误；NaHCO3可与酸反应生成二氧化碳气体，如与盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠和水，NaHCO3也可与碱反应，如与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，C错误；向Na2CO3、NaHCO3溶液中分别滴加HCl溶液生成CO2，反应的化学方程式分别为Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，可见二者反应放出等量的CO2时NaHCO3所消耗的酸比Na2CO3少，D正确。
课堂达标验收
1．Na2O和Na2O2在下列哪一点性质上是相似的( B )
A．颜色 B．水溶液的酸碱性
C．氧化性D．漂白性
解析：Na2O是白色固体，无强氧化性；Na2O2是淡黄色固体，有强氧化性和漂白性；二者溶于水都成生NaOH。
2．下列关于焰色试验的表述确切的是( A )
A．焰色试验是元素的性质
B．焰色试验是单质的特有性质
C．焰色试验是离子的特有性质
D．焰色试验是化合物的特有性质
解析：焰色试验是金属元素的性质，所以无论含有金属元素的物质是单质还是化合物，在灼烧时均呈现该金属元素的特征颜色。
3．下面是比较过氧化钠和氧化钠性质异同点的有关叙述，其中错误的是( B )
A．过氧化钠和氧化钠长期露置于空气中最终产物相同
B．过氧化钠和氧化钠都能与二氧化碳或水发生化合反应
C．过氧化钠、氧化钠与水反应都有氢氧化钠生成
D．过氧化钠是强氧化剂，而氧化钠只是一种碱性氧化物
解析：A项，二者长期露置于空气中，最终都生成Na2CO3，正确；B项，Na2O2与H2O或CO2的反应不是化合反应；C项，Na2O2、Na2O与水反应都有NaOH生成，正确；D项，Na2O2是强氧化剂，Na2O没有强氧化性，属于碱性氧化物，正确。
4．向装有Na2O2的试管中加入一定量水，再滴入2滴酚酞溶液，振荡，下列叙述正确的是( B )
A．加水后，将燃着的木条放到试管口，燃着的木条熄灭
B．滴入酚酞溶液先变红，振荡后褪色
C．滴入酚酞溶液，溶液仍为无色
D．因为Na2O2与酚酞发生氧化还原反应使溶液变为红色
解析：Na2O2与水发生反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，O2能使燃着的木条燃烧更旺，NaOH与酚酞作用使无色的酚酞溶液变红色，在反应过程中Na2O2表现出强氧化性，它能将红色物质氧化而褪色，故滴入酚酞溶液先变红，振荡后褪色。
5．如图所示，若锥形瓶内是水，分液漏斗内的液体也是水，向试管内滴加水时，发现U形管内液体右移，静置后液面左边低于右边，则试管内的物质是( A )
A．过氧化钠B．氯化钠
C．铝D．铁
解析：U形管内液体右移，静止后液面左边低于右边，说明锥形瓶内气体压强增大，结合选项，可知其原因是Na2O2与水反应生成O2，使瓶内压强增大。
6．下图为几种物质的转化关系，其中A为金属，B为淡黄色固体粉末，每一物质均含有A对应的元素。
(1)写出下列物质的化学式：
B__Na2O2__，C__Na2CO3__，E__NaOH(或NaCl)__，F__NaHCO3__。
(2)写出下列各步反应的化学方程式：
C→E__Na2CO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋2NaOH(或Na2CO3＋2HCl)===2NaCl＋CO2↑＋H2O等，答案合理即可)__；
C→F__Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3__；
F→C__2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O__。
解析：根据A为金属，B为淡黄色固体粉末，可知A为Na，B为Na2O2，再由转化关系，可知其他物质。
由钠的性质可知，D、E分别为Na2O、NaCl、NaOH中的一种，由Ceq \(,\s\up7(CO2＋H2O))F可知，C为Na2CO3，则F为NaHCO3，由Na2CO3→E可知，E可以为NaOH或NaCl，由D→C知，E为NaOH时，D只能为Na2O；当E为NaCl时，D可以为Na2O或NaOH。
学习目标
核心素养
1．认识过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠的化学变化过程，掌握钠的重要化合物的性质和用途。
2．掌握Na2CO3、NaHCO3相互转化途径。
3．能解释焰色试验的现象和原理。
4．阅读《侯德榜和侯氏制碱法》，认识化学在纯碱生产中的贡献。
1．通过对“钠的化合物性质”的学习，培养实验探究意识。
2．通过对“Na2CO3与NaHCO3相互转化”的学习，培养变化的理念。
3．通过对“焰色试验”的学习，提升实验探究能力和创新意识。
4．通过对“制碱历史”的学习，增强实验探究与创新意识，提升科学精神和社会责任感。
名称
氧化钠
过氧化钠
化学式
__Na2O__
__Na2O2__
颜色
白色
__淡黄色__
状态
固体
固体
氧元素的价态
__－2__
__－1__
实验现象
实验结论
产生气泡且能使带火星的木条复燃
气体为__氧气__
试管壁发热
反应__放出__热量
反应后溶液使酚酞变红
有__碱__生成
酚酞变红后，溶液颜色又褪去
Na2O2具有强氧化性
化学方程式
__2Na2O2＋2H2O=== 4NaOH＋O2↑__
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
__Na2CO3__
__NaHCO3__
俗称
纯碱或苏打
__小苏打__
色态
白色粉末
细小白色晶体
水溶性
都易溶于水，溶解度：Na2CO3__>__NaHCO3
化学式
Na2O
Na2O2
生成条件
常温
加热或点燃
稳定性
不稳定，易与O2反应
2Na2O＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2Na2O2
相对稳定
阳离子：
阴离子
n(Na＋)∶n(O2－)＝2∶1
n(Na＋)∶n(Oeq \\al(2－,2))＝2∶1
与水反应
生成NaOH
生成NaOH和O2
与CO2反应
生成Na2CO3
生成Na2CO3和O2
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