2.1.2 钠的几种化合物 焰色反应-2024-2025学年新高一化学暑假新课重难点预习（人教版2019必修第一册）（含答案）

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第2课时 钠的几种化合物 焰色反应
【课程学习目标】
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。
【学科核心素养】
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。
【基础知识全梳理】
一．氧化钠和过氧化钠
1.氧化钠的化学性质
（1）与水反应： Na2O＋H2O===2NaOH
（2）与酸性氧化物反应： Na2O＋CO2=== Na2CO3
（3）与酸反应： Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O
2.过氧化钠的化学性质及用途
（1）与水反应： 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
（2）与酸性氧化物反应： 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
2Na2O2＋2SO2===2Na2SO4
（3）与酸反应： 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑
（4）用途： 氧化剂、供氧剂、漂白剂、杀菌剂 。
3.Na2O2的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质：
eq \(O,\s\up6(0))2eq \(――――――――――→,\s\up7(失去电子，化合价升高),\s\d5(表现为还原性))Na2eq \(O,\s\up6(－1))2eq \(――――――――――→,\s\up7(得到电子，化合价降低),\s\d5(表现为氧化性))eq \(O,\s\up6(－2))
过氧化钠中的氧是 －1 价，处于中间价态，既能表现氧化性，又能表现还原性。
（1）强氧化性
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①与Na2SO3溶液反应： Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2NaOH
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②有强氧化性，具有杀菌、消毒、漂白的作用。如能使品红溶液褪色。
【例题1】向滴有酚酞的水溶液中加入过氧化钠，会有什么现象，请说明原因。
（2）还原性
遇KMnO4等强氧化剂时，Na2O2表现出还原性，氧化产物为 O2 。
（3）遇CO2、H2O、H＋时，Na2O2发生自身的氧化还原反应，氧元素的歧化反应。
Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
【例题2】请分别用双线桥、单线桥表示出下列反应的电子转移。
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
二．碳酸钠和碳酸氢钠
1．如何鉴别Na2CO3 与 NaHCO3？
（1）固体的鉴别用加热法：产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是 NaHCO3 固体。
（2）溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。
①沉淀法：加入BaCl2溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的是 Na2CO3 溶液。
②气体法：滴入稀盐酸，立即产生气泡的是 NaHCO3 溶液。
③测pH法：用pH试纸测相同浓度的稀溶液，pH大的是 Na2CO3 溶液。
2．Na2CO3、NaHCO3的除杂
【例题3】Na2CO3和NaHCO3是常见的两种钠盐，它们广泛应用于生产和生活中。下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法中，不正确的是( )
A．小苏打能中和胃酸，对胃壁不产生强烈刺激或腐蚀作用，可用于治疗胃酸过多症，但不适合胃溃疡病人
B．NaHCO3能中和面粉发酵后产生的酸，并且产生二氧化碳气体，可用于做馒头
C．可以用澄清石灰水来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液
D．往Na2CO3饱和溶液中通入CO2气体，可获得NaHCO3 沉淀
三．焰色试验
1.焰色反应： 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颜色 ，这叫焰色反应，
属于 物理 变化， 属于 元素 的物理性质。
2.焰色试验： 根据火焰呈现的特征颜色，可以判断试样所含的金属元素，化学上把这样的定性
分析操作称作焰色试验。
3.操作：
洗 —— 将铂丝（或光洁的铁丝）用 盐酸 洗净
烧 —— 将洗净的铂丝在火焰上灼烧至 与原来火焰颜色相同
蘸 —— 蘸取待测物质
烧 —— 在酒精灯上灼烧，观察焰色
洗 —— 将铂丝（或光洁的铁丝）用盐酸洗净
【实验2-6】灼烧Na2CO3溶液时，火焰呈 黄 色；
灼烧K2CO3溶液时，透过 蓝色钴玻璃片 可观察到火焰呈 紫 色。
【重点难点必掌握】
一．过氧化钠和氧化钠的性质
【问题探究】
Na2O2属于碱性氧化物吗？为什么？
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。
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？
B中装入固体是Na2CO3。
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？
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。
【核心考点精准练】
考点一：氧化钠和过氧化钠
1．（23-24高一上·河南开封·期末）下列说法中，属于和共同之处的是
A．均是白色粉末B．均是碱性氧化物
C．阴、阳离子的个数比均为D．均可由钠与氧气常温下生成
2．（23-24高一上·天津·期中）下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是
①Na2O和Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是化合反应
②Na2O2可作供氧剂，而Na2O不能
③Na2O和Na2O2在空气中久置都会发生变质，最后变为Na2CO3粉末
④Na2O和Na2O2的阴阳离子个数比都是
⑤向酚酞溶液中加入Na2O2粉末，溶液先变红后褪色，并有气泡生成
A．①③④B．②④⑤C．②③⑤D．①④⑤
3．（22-23高一上·贵州·阶段练习）某实验小组通过如图所示实验，探究与水的反应，下列说法不正确的是
A．②中的与水反应产生了
B．③中溶液变红，说明生成了NaOH
C．④中红色褪去可能是由于生成了造成的
D．作催化剂并降低了水中溶解的氧气的溶解度
考点二：碳酸钠和碳酸氢钠
4．（2024高一下·湖南·学业考试）欲除去固体中的杂质，可采取的方法是
A．加水溶解后过滤B．先加足量盐酸后过滤
C．将固体加热D．配成溶液后通入足量气体
5．（23-24高一下·浙江·期中）下列有关碳酸钠和碳酸氢钠说法不正确的是
A．向碳酸氢钠中加少量水，伴随着吸热现象B．侯德榜制碱法最终产品是碳酸氢钠
C．碳酸钠溶液呈碱性D．碳酸钠比碳酸氢钠稳定
6．（23-24高一上·山西大同·阶段练习）某兴趣小组设计了如图所示实验来验证热稳定性：碳酸钠>碳酸氢钠。忽略空气中的对澄清石灰水的影响，下列说法错误的是
A．甲为小苏打，乙为纯碱
B．甲为Na2CO3，乙为NaHCO3
C．要证明碳酸钠或碳酸氢钠受热能产生水，可在两支试管内均放置含有无水硫酸铜粉末的棉花
D．整个实验过程中烧杯中的澄清石灰水不变浑浊
考点三：焰色试验
7．（23-24高一下·湖南株洲·期中）某物质灼烧时，其焰色试验呈紫色(透过蓝色钴玻璃)，则该物质一定含有
A．钾单质B．钾离子C．钾的化合物D．钾元素
8．（2023高一下·广西·学业考试）烟花燃放五彩缤纷，出现这些色彩的主要原理与金属元素焰色试验的相同。下列物质在焰色试验中，可使火焰呈黄色的是
A．B．C．MgD．Al
9．（23-24高一上·辽宁沈阳·期末）焰火“脚印”“笑脸”“五环”，让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫，这与高中化学中焰色试验知识相关。下列说法中不正确的是
A．焰色试验是化学变化，利用的是元素的性质
B．利用焰色试验不可区分与固体
C．焰色反应一般用铂丝，细铁丝蘸取药品做相关实验
D．更换样品时，需用盐酸洗涤铂丝，然后在酒精灯上灼烧至几乎无色才能蘸取新样品
【小试牛刀过关测】
1．（23-24高一上·江西南昌·期末）2023年国庆节，南昌以天空为幕，以烟花为笔，举办了一场盛大的“风景这边独好”国庆烟花晚会。璀敁的焰火点亮了南昌的夜空，惊艳了无数国人。这与高中化学中“焰色试验”知识相关，下列说法中正确的是
A．焰色试验是化学变化B．利用焰色试验可区分与固体
C．焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察D．用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝
2．（23-24高一上·湖南郴州·期中）下列钠的化合物与其性质或用途不相符的是
A．——淡黄色固体B．——白色固体
C．——碱性弱，可用于制作胃药D．——受热易分解
3．下列有关NaHCO3、Na2CO3的性质比较中，正确的是
A．热稳定性Na2CO3”或“