人教版 (2019)必修 第一册第一节 钠及其化合物优质学案设计

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第一节 钠及其化合物优质学案设计，共11页。



















核心知识点一：


碳酸钠和碳酸氢钠


1. Na2CO3与NaHCO3性质的比较


2. Na2CO3、NaHCO3的鉴别


（1）利用热稳定性不同





（2）利用和酸反应生成气体的速率不同（相同条件下）





（3）利用阴离子不同





（4）利用溶液的酸碱性不同





3. Na2CO3的工业制备——侯氏制碱法


（1）制备原理


把二氧化碳通入氨的氯化钠饱和溶液中，使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出；过滤得到碳酸氢钠晶体，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。


（2）反应的化学方程式


NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl；


2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。


4. Na2CO3、NaHCO3的用途


（1）Na2CO3是一种非常重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。


（2）NaHCO3是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一；在医疗上，它是治疗胃酸过多的一种药剂。





核心知识点二：


1. 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颜色的现象，属于元素的物理性质。


（2）操作步骤


铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色。


洗：用稀盐酸洗铂丝


烧：将用盐酸洗过的铂丝在火焰上灼烧至原来的火焰颜色相同为止。目的是除去铂丝上的杂质。


蘸：用灼烧合格的铂丝蘸取硫酸钠溶液。


灼：将沾在铂丝上的物质在火焰上灼烧，并观察火焰的颜色。


洗：再用盐酸洗净铂丝（或铁丝），并在火焰上灼烧至无色


（3）常见元素焰色反应的颜色


钠元素：黄色；钾元素：紫色（透过蓝色钴玻璃）；铜元素：绿色。


（4）注意事项


①焰色反应实验要求灯焰的颜色浅，如用酒精灯，则要使用外焰，因为焰心的颜色偏黄


②蘸取待测物的金属丝，最好用铂丝，也可以用钨丝、镍铬丝（电炉丝）等来代替，每次使用金属丝时，必须在火焰上灼烧至无色。以免干扰对颜色的观察。


③金属丝在使用前要用稀盐酸洗净，不能用稀硫酸洗涤，因为金属氯化物灼烧时易气化而挥发，而硫酸盐的熔沸点较高，难以挥发，会对后一个离子的检验产生干扰。


④观察钾的焰色时，要透过蓝色钴玻璃，因为钾中常混有Na的杂质，蓝色钴玻璃可滤去钠的黄光所造成的干扰


⑤焰色反应反应是物理变化，不是化学变化，本质是电子的跃迁而产生的。该法一般是在其他检验方法无效时才采用


⑥焰色反应是元素的性质，与元素存在形式无关。如：钠和氯化钠的焰色反应都为黄色。








核心知识点一：





下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是（ ）


A. 取a g混合物充分加热，减重b g


B. 取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g固体


C. 取a g混合物与足量Ba（OH）2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b g固体


D. 取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b g


【考点】本题考查了Na2CO3和NaHCO3的热稳定性


【答案】D


【解析】A. NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，所以通过加热分解利用差量法即可计算出Na2CO3质量分数，故A不选；B. Na2CO3和NaHCO3均可与盐酸反应生成水、二氧化碳和氯化钠，所以b g固体是氯化钠，利用守恒法可计算出Na2CO3质量分数，故B不选；C. Na2CO3和NaHCO3都与Ba（OH）2反应，反应的方程式为COeq \\al(2－,3)＋Ba2＋===BaCO3↓、HCO3＋OH－＋Ba2＋===H2O＋BaCO3↓，因此最后得到的固体是BaCO3，所以可以计算出Na2CO3质量分数，故C不选；D. 混合物与足量稀硫酸充分反应，也会生成水和二氧化碳，所以逸出的气体是二氧化碳，但会混有水蒸气，即碱石灰增加的质量不是二氧化碳的质量，不能测定含量，故D错误。








能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的最佳方法是（ ）


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，滴入HCl溶液观察有无气体生成


D. 分别取少量溶于水后，滴入CaCl2溶液观察有无沉淀生成


【考点】本题考查了Na2CO3和NaHCO3的鉴定


【答案】D


【解析】ANa2CO3和NaHCO3都能溶于水中，通过观察溶解速率无法分辨


B.Na2CO3和NaHCO3都能与石灰水反应生成沉淀


C.Na2CO3和NaHCO3都能与盐酸反应生成气体


D.Na2CO3与CaCl2反应能生成沉；NaHCO3与CaCl2不能反应；可以分辨出





核心知识点二：





做焰色反应时使用的铂丝每次蘸待测液前都要（ ）


A. 用滤纸擦干净


B. 用水洗涤多次


C. 在酒精灯火焰上烧红为止


D. 用稀盐酸洗涤，再灼烧到火焰呈无色为止


【考点】本题主要考查焰色反应的实验步骤


【答案】D


【解析】做焰色反应时使用的铂丝每次蘸待测液前都要用稀盐酸洗涤，再灼烧到火焰呈无色为止。








用光洁的铂丝蘸取某无色溶液，在无色灯焰上灼烧时观察到黄色火焰，则下列有关叙述正确的是（ ）


A. 只含有Na+


B. 一定含有Na+，也可能含有K+


C. 既可能含有Na+，又可能含有K+


D. 可能含有Na+或K+中的一种


【考点】本题主要考查几种金属的焰色


【答案】B


【解析】无色灯焰上灼烧时观察到黄色火焰，则一定含有钠离子；钠离子会对钾离子产生干扰，所以可能伴有钾离子








（答题时间：25分钟）


一、选择题：本题包括12小题，每小题4分，共48分。


1. 一定量的Na2O2与CO2反应，得到固体物质41.8 g，恰好与1 L 1 ml·L－1的稀盐酸完全反应。下列说法正确的是（ ）


A. 41.8 g固体物质为Na2CO3


B. 41.8 g固体物质为0.1 ml Na2CO3和0.4 ml Na2O2的混合物


C. 一定量的Na2O2为78 g


D. 41.8 g固体物质为31.2 g NaHCO3和10.6 g Na2CO3的混合物


2. 将一定量的Na2O2和NaHCO3混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体，冷却后有固体物质剩余，下列选项不正确的是（ ）





3. 在一密闭容器中有甲醛、氧气、氢气共16.5 g，用电火花反复引燃，使其燃烧，再将燃烧后的气体用Na2O2充分吸收，Na2O2增重8.5 g，则原混合气体中O2的物质的量是（ ）


A. 0.25 ml B. 0.50 ml C. 0.27 ml D. 0.52 ml


4. 某溶液含有①NO、②HCO、③SO、④CO、⑤SO五种阴离子。向其中加入少量的Na2O2固体后，溶液中的离子浓度基本保持不变的是（忽略溶液体积变化）（ ）


A. ① B. ①⑤ C. ①④⑤ D. ①③④⑤


5. 某实验小组为测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数（含少量NaCl），准确称量W g样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据最合理的是（ ）





二、非选择题


6. 某化学兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱并进行后续实验。


Ⅰ. 制备纯碱：先以NaCl、NH3、CO2和水等为原料，用下图所示装置制取NaHCO3，然后再将NaHCO3制成Na2CO3。





（1）装置丙中反应的化学方程式为________________________。


（2）装置乙的作用是____________________________________。为防止污染空气，尾气中的________需要进行吸收处理。


（3）用装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有________、________、________。


Ⅱ. 测定所得产品的组成和纯度


（4）检验纯碱样品中是否混有NaHCO3，请选择下列装置设计实验，并完成下表：








（5）测定该纯碱样品的纯度：称取m1 g样品，置于小烧杯中，加水溶解，滴加足量CaCl2溶液。将反应混合物过滤、洗涤、干燥、称量，得到固体的质量为m2 g。则该纯碱样品的纯度为 ____________。


7. 有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物，某同学设计如图所示的实验装置，通过测量反应产生的CO2和H2O的质量，来确定该混合物中各组分的质量分数。





（1）实验步骤：


①按图（夹持仪器未画出）组装好实验装置后，首先进行的操作是________。


②称取样品，并将其放入硬质玻璃管中；称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。


③打开活塞K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟，其目的是________。


④关闭活塞K1、K2，打开K3，点燃酒精灯加热至不再产生气体。装置B中发生反应的化学方程式为___________________________________________________________。


⑤打开活塞K1，缓缓鼓入空气数分钟，然后拆下装置，再次称量洗气瓶C的质量和U形管D的质量。


（2）关于该实验方案，请回答下列问题。


①若加热反应后不鼓入空气，对测定结果的影响是


____________________________________________________________________。


②E处干燥管中盛放的药品是________，其作用是____________________________，如果实验中没有该装置，则会导致测量结果NaHCO3的质量分数________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。


③若样品质量为w g，反应后C、D装置增加的质量分别为m1 g、m2 g，则混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数为______（用含w、m1、m2的代数式表示）。











1. 答案：B


【解析】如果41.8 g固体全为Na2CO3，其物质的量为0.39 ml，则其不可能恰好与1 L 1 ml·L－1的稀盐酸完全反应，A错误；设41.8 g固体物质中，含Na2CO3的物质的量为x ml，Na2O2的物质的量为y ml，则有106 g·ml－1×x ml＋78 g·ml－1×y ml＝41.8 g,2（x＋y）ml＝1 ml·L－1×1 L＝1 ml，解得x＝0.1，y＝0.4，B正确；根据Na元素守恒，可知n（Na2O2）＝n（NaCl）＝n（HCl）＝0.5 ml，即原Na2O2的质量为39 g，C错误；Na2O2与CO2反应不可能生成NaHCO3，D错误。


2. 答案：B


【解析】将Na2O2与NaHCO3混合加热，有关的反应方程式依次为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O、2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为1∶2时，二者反应的总方程式为2Na2O2＋4NaHCO34Na2CO3＋O2↑＋2H2O；当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为1∶1时，二者反应的总方程式为2Na2O2＋2NaHCO32Na2CO3＋O2↑＋2NaOH，即当n（Na2O2）∶n（NaHCO3）≤1∶2时，反应后剩余固体为Na2CO3，当1∶2＜n（Na2O2）∶n（NaHCO3）≤1∶1，反应后剩余固体的成分为Na2CO3和NaOH，当n（Na2O2）∶n（NaHCO3）＞1∶1时，反应后剩余固体为Na2O2、NaOH、Na2CO3，由此可以判断A、C、D正确，B错误。


3. 答案：A


【解析】HCHO、O2、H2混合物燃烧生成CO2、H2O，CO2、H2O与Na2O2反应的化学方程式为：


2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2①


2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑②


甲醛可以表示为CO·H2，反应①相当于CO与Na2O2反应生成Na2CO3，因此相当于甲醛中的碳、氧按CO比例进入Na2CO3；反应②相当于H2进入NaOH中，即混合物中甲醛的H和H2进入NaOH中，故只考虑净反应，则HCHO、O2、H2中的O2的质量即为剩余气体的质量，即16.5 g－8.5 g＝8 g，共0.25 ml，A正确。


4. 答案：A


【解析】过氧化钠具有强氧化性，可将SO氧化为SO，故加入过氧化钠后SO、SO浓度均发生变化；过氧化钠溶于水生成NaOH，OH－与HCO反应生成CO，导致溶液中HCO和CO浓度发生变化，故只有NO浓度基本保持不变。


5. 答案：A


【解析】用甲基橙作指示剂，盐酸滴定样品溶液发生的反应为Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，根据消耗标准盐酸的体积确定n（HCl），再结合反应计算n（Na2CO3）及m（Na2CO3），从而确定纯碱中碳酸钠的质量分数，A正确；样品与盐酸反应产生的CO2中含有水蒸气，均被碱石灰吸收，导致测定结果偏高，且测量碱石灰增重不属于量气法，B错误；CO2逸出带出水蒸气，质量差变大，导致测定结果偏高，C错误；CO2能溶于水，不能用排水法收集，可用排饱和NaHCO3溶液的方法收集CO2，D错误。


6. 答案：（1）NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl


（2）除去CO2中的HCl气体 氨气（NH3）


（3）过滤 洗涤 灼烧


（4）A、B B中溶液变浑浊（或A、C C中物质变蓝或A、C、B C中物质变蓝，B中溶液变浑浊）


（5）%


【解析】（1）NaHCO3的溶解度不大，在氨化的饱和食盐水中通入过量CO2可析出NaHCO3沉淀。


（2）用装置甲和相应药品制得的CO2中混有HCl，用装置乙可以除去HCl。氨化的饱和食盐水可挥发出污染环境的NH3，尾气应进行处理。


（3）装置丙中产生了NaHCO3沉淀，将过滤后得到的NaHCO3进行洗涤，然后灼烧即可得到纯碱。


（4）用酒精灯加热时，Na2CO3受热不分解，NaHCO3受热分解可生成CO2、H2O和Na2CO3，加热纯碱样品，只要能检验出有CO2或H2O生成即可说明纯碱样品中含有NaHCO3。


（5）实验所得沉淀为CaCO3，n（Na2CO3）＝n（CaCO3）＝ml，m（Na2CO3）＝g，纯碱样品的纯度为×100%＝%。


7. 答案：（除标注外，每空2分）（1）①检查装置气密性（1分） ③除去装置中的水蒸气和二氧化碳


④2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑


Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O↑


（2）①Na2CO3·10H2O和NaHCO3的质量分数测定结果偏小，NaCl的质量分数测定结果偏大


②碱石灰 防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果 偏大（1分）


③×100%（3分）


【解析】本题考查考生对元素化合物的认识和理解以及对实验数据的分析处理能力。


（1）①组装好实验装置后首先应检查装置气密性。③由于装置中存在CO2和水蒸气，应先鼓入空气除去装置中的CO2和水蒸气。④由物质的性质可知该装置在加热时发生的反应为2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑、Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O↑。


（2）①加热后有部分CO2和水蒸气会残留在装置中，必须鼓入空气使其排出完全被吸收，若不鼓入空气，则测得的NaHCO3和Na2CO3·10H2O的质量分数偏小，NaCl的质量分数偏大。②装置E是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置D，故干燥管中盛放的药品是碱石灰，如果没有该装置，会使测得的NaHCO3的质量分数偏大。③由题目信息知反应放出的CO2的质量为m2 g，根据反应的化学方程式2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑，可计算出该反应中产生的水的质量为g，从而计算出Na2CO3·10H2O分解产生水的质量为（m1－）g，再根据Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O↑，计算出Na2CO3·10H2O的质量为，最后计算出混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数为×100%。重难点
题型
分值
重点
1. 了解钠的主要性质及应用


2. 掌握钠的化合物之间的主要性质及应用


3. 了解钠及其常见化合物的制备方法及鉴别
填空
6-10分
难点
1. 掌握钠的化合物之间的主要性质及应用


2. 了解钠及其常见化合物的制备方法及鉴别
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱、苏打
小苏打
颜色状态
白色粉末
白色晶体
溶解性
易溶于水
易溶于水（溶解度比Na2CO3小）
水解（离子方程式）
CO＋H2O=HCO＋OH－
HCO＋H2O=H2CO3＋OH－
与盐酸反应（离子方程式）
CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
HCO＋H＋===H2O＋CO2↑
与NaOH反应（离子方程式）
不反应
HCO＋OH－===CO＋H2O
与足量Ca（OH）2反应（离子方程式）
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O
与BaCl2反应（离子方程式）
CO＋Ba2＋===


BaCO3↓
不反应
与CO2反应


（离子方程式）
CO＋CO2＋H2O===2HCO
不反应
热稳定性（化学方程式）
较稳定
2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O
相互转化
Na2CO3NaHCO3
选项
实验方法
实验方案
测量数据
A
滴定法
将样品配成100 mL溶液，取10.00 mL，加入甲基橙，用标准盐酸滴定
消耗盐酸的体积
B
量气法
将样品与盐酸反应，使生成的气体全部被碱石灰吸收
碱石灰增重
C
重量法
将样品放入烧杯中，置于天平上，加入足量盐酸
减轻的质量
D
量气法
将样品与盐酸反应，气体通过排水量气装置量气
排出水的体积
选择的装置（填编号）
实验现象
实验结论
样品中含NaHCO3