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高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 钠及其化合物第2课时导学案
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 钠及其化合物第2课时导学案，共12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12而不是11。
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
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。
应用体验
1．(2021·莆田高一检测)Na2O2是一种既有氧化性、又有还原性的物质，当Na2O2与某物质Q发生反应并且有氧气生成时，下列有关说法正确的是( C )
A．Q一定是氧化剂
B．Na2O2属于碱性氧化物
C．O2一定是氧化产物
D．Na2O2不可能发生还原反应
解析：Na2O2中－1价氧元素的化合价既能升高生成O2，又能降低生成－2价氧元素，故选C。
2．常用作调味品且具有防腐作用的物质是( C )
A．碳酸氢钠B．碳酸钠
C．氯化钠D．氧化钠
3．关于氯化钠焰色试验操作的描述中，不正确的是( C )
A．取一根用盐酸洗净的铂丝，放在酒精灯火焰上灼烧至无色
B．用灼烧后的铂丝蘸取少量氯化钠溶液，放在酒精灯火焰上灼烧
C．透过蓝色钴玻璃片观察氯化钠灼烧的火焰为黄色
D．实验后，要用盐酸把铂丝洗净
解析：蓝色钴玻璃能滤掉黄光，C选项不正确。
4．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：溶液中通入CO2气体，发生反应Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3，A项正确；加入Ba(OH)2时可发生反应Ba(OH)2＋NaHCO3===BaCO3↓＋H2O＋NaOH，B项错误；加入石灰水可发生反应Ca(OH)2＋2NaHCO3===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，C项错误；加入稀盐酸发生反应，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋H2O＋CO2↑，D项错误。
要点归纳
课堂素能探究
知识点
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？
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12。
(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。
(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m(CO2)×eq \f(28,44)；
②与H2O反应时，固体增加的质量等于m(H2O)×eq \f(2,18)。
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 2019年10月1日，我国举行中华人民共和国成立70周年盛大阅兵仪式。潜艇兵是我国海军的一个重要兵种，肩负着保卫祖国海洋、保卫人民的重担。
在潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品，用如图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂，其中A是实验室制取CO2的装置。
请分析装置B、C、D中所加的试剂及其作用或目的。
〔素养应用1〕下列判断正确的是( A )
A．可用水来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
B．可用CO2来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
C．可利用在纯氧中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
D．将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中，最终溶液均为红色
解析：Na2O与水反应只生成NaOH，Na2O2与水反应生成NaOH和O2，A项正确；CO2与Na2O2反应过程中无明显现象，B项错误；氧化钠在纯氧中加热生成过氧化钠，C项错误；Na2O加入酚酞溶液中生成NaOH，溶液变红色，Na2O2具有强氧化性使红色溶液褪色，D项错误。
知识点
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，溶液红色较深的是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。
〔素养应用2〕有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作和判断正确的是( C )
解析：A项中发生的反应分别为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，两者现象相同(产生白色沉淀)；B项滴加等浓度的稀盐酸时，NaHCO3溶液反应更剧烈；C项Na2CO3与CaCl2发生反应：Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl，产生白色沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应；D项逐滴加入等浓度的盐酸时，NaHCO3立即产生气泡，Na2CO3开始无气泡产生，过一会儿才产生气泡。
名师博客呈现
用数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应
(1)将稀盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中
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)将Na2CO3溶液逐滴滴入盐酸中
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\{\rc\ (\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．在深海中作业的潜水员的呼吸面具上，往往装入一定量的Na2O2，目的是给潜水员提供氧气。下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是( C )
A．Na2O2、Na2O都是钠的氧化物，都是碱性氧化物
B．Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体
C．Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂
D．Na2O2、Na2O均可作供氧剂
解析：Na2O2与酸反应时除了生成盐和水外，还生成了O2，故Na2O2不属于碱性氧化物，故A项错；Na2O2是淡黄色固体，故B项错；Na2O2与CO2和H2O反应时，是Na2O2中的氧元素之间发生了氧化还原反应，CO2、H2O既不是氧化剂又不是还原剂，Na2O2既作氧化剂又作还原剂，故C项正确；Na2O与水或CO2反应中无氧气产生，不能作供氧剂，D项错误。
2．下图所示是某化学兴趣小组根据教材知识设计的能说明Na2CO3与NaHCO3热稳定性的套管实验。下列叙述中不正确的是( A )
A．甲为Na2CO3，乙为NaHCO3
B．要证明NaHCO3受热能产生水，可在小试管内放置沾有少量无水硫酸铜粉末的棉花球
C．加热不久就能看到B烧杯中的澄清石灰水变浑浊
D．整个实验过程中A烧杯中的澄清石灰水无明显变化
解析：甲为NaHCO3，乙为Na2CO3，能更好的证明Na2CO3比NaHCO3稳定，故A选；无水硫酸铜遇水变成蓝色的CuSO4·5H2O，故B不选；NaHCO3不稳定，受热分解产生的CO2进入B中，使澄清石灰水变浑浊，故C不选；Na2CO3稳定，受热不分解，所以A中的澄清石灰水不会变浑浊，故D不选。
3．有同学利用下面的装置鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性。点燃酒精灯，加热盛有固体药品的部位。请结合实验现象，完成下面的填空。
(1)[实验现象]加热开始后，很快可以看到，盛有碳酸氢钠的长柄V形玻璃管内的澄清石灰水变浑浊，且固体附近的玻璃管内壁上附有大量的小液滴。
(2)[实验结论]该实验现象充分说明，碳酸氢钠受热易分解，并且分解的产物有二氧化碳和水。而盛有碳酸钠的长柄V形玻璃管里的澄清石灰水不变浑浊。
解析：加热开始后，很快可以看到，盛有碳酸氢钠的长柄V形玻璃管内的澄清石灰水变浑浊，且固体附近的玻璃管内壁上附有大量的小液滴；该实验现象充分说明，碳酸氢钠受热易分解，并且分解的产物有二氧化碳和水。而盛有碳酸钠的长柄V形玻璃管里的澄清石灰水不变浑浊。
4．某课外活动小组设计了如图所示装置，验证CO2跟Na2O2反应时需要与水接触。
[装置分析]
(1)装置①中反应的离子方程式是CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。
(2)装置②中的试剂是a(填字母)。
a．饱和NaHCO3溶液
b．饱和Na2CO3溶液
c．浓H2SO4
(3)装置③中的试剂是浓硫酸。
[进行实验]
步骤1：打开弹簧夹K2，关闭K1，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在a处。
步骤2：打开弹簧夹K1，关闭K2，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在a处。
(1)步骤1和步骤2中，a处带火星的木条产生的实验现象分别是步骤1中带火星的木条不复燃，步骤2中带火星的木条复燃。
(2)Na2O2与CO2反应的化学方程式是2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
[实验反思]
(1)有同学提出质疑：“上述实验不足以证明有水存在时Na2O2与CO2发生了化学反应。”其理由是气体中有水，水也可与Na2O2反应产生O2，使带火星的木条复燃。
(2)需要补充的实验操作：取装置⑤中反应后的少量固体，加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中。
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－)＝21
n(Na＋)n(Oeq \\al(2－,2))＝21
与水反应
生成NaOH
生成NaOH和O2
与CO2反应
生成Na2CO3
生成Na2CO3和O2
仪器
加入试剂
加入该试剂的作用或目的
B
饱和NaHCO3溶液
除去CO2中混有的HCl
C
Na2O2
反应生成O2
D
NaOH溶液
吸收没有反应的CO2
选项
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为Na2CO3
B
分别加入等浓度的稀盐酸
反应较剧烈者为Na2CO3
C
分别加入CaCl2溶液
产生沉淀者为Na2CO3
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为Na2CO3
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12而不是11。
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
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。
应用体验
1．(2021·莆田高一检测)Na2O2是一种既有氧化性、又有还原性的物质，当Na2O2与某物质Q发生反应并且有氧气生成时，下列有关说法正确的是( C )
A．Q一定是氧化剂
B．Na2O2属于碱性氧化物
C．O2一定是氧化产物
D．Na2O2不可能发生还原反应
解析：Na2O2中－1价氧元素的化合价既能升高生成O2，又能降低生成－2价氧元素，故选C。
2．常用作调味品且具有防腐作用的物质是( C )
A．碳酸氢钠B．碳酸钠
C．氯化钠D．氧化钠
3．关于氯化钠焰色试验操作的描述中，不正确的是( C )
A．取一根用盐酸洗净的铂丝，放在酒精灯火焰上灼烧至无色
B．用灼烧后的铂丝蘸取少量氯化钠溶液，放在酒精灯火焰上灼烧
C．透过蓝色钴玻璃片观察氯化钠灼烧的火焰为黄色
D．实验后，要用盐酸把铂丝洗净
解析：蓝色钴玻璃能滤掉黄光，C选项不正确。
4．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：溶液中通入CO2气体，发生反应Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3，A项正确；加入Ba(OH)2时可发生反应Ba(OH)2＋NaHCO3===BaCO3↓＋H2O＋NaOH，B项错误；加入石灰水可发生反应Ca(OH)2＋2NaHCO3===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，C项错误；加入稀盐酸发生反应，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋H2O＋CO2↑，D项错误。
要点归纳
课堂素能探究
知识点
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？
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12。
(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。
(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m(CO2)×eq \f(28,44)；
②与H2O反应时，固体增加的质量等于m(H2O)×eq \f(2,18)。
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 2019年10月1日，我国举行中华人民共和国成立70周年盛大阅兵仪式。潜艇兵是我国海军的一个重要兵种，肩负着保卫祖国海洋、保卫人民的重担。
在潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品，用如图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂，其中A是实验室制取CO2的装置。
请分析装置B、C、D中所加的试剂及其作用或目的。
〔素养应用1〕下列判断正确的是( A )
A．可用水来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
B．可用CO2来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
C．可利用在纯氧中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
D．将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中，最终溶液均为红色
解析：Na2O与水反应只生成NaOH，Na2O2与水反应生成NaOH和O2，A项正确；CO2与Na2O2反应过程中无明显现象，B项错误；氧化钠在纯氧中加热生成过氧化钠，C项错误；Na2O加入酚酞溶液中生成NaOH，溶液变红色，Na2O2具有强氧化性使红色溶液褪色，D项错误。
知识点
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，溶液红色较深的是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。
〔素养应用2〕有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作和判断正确的是( C )
解析：A项中发生的反应分别为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，两者现象相同(产生白色沉淀)；B项滴加等浓度的稀盐酸时，NaHCO3溶液反应更剧烈；C项Na2CO3与CaCl2发生反应：Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl，产生白色沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应；D项逐滴加入等浓度的盐酸时，NaHCO3立即产生气泡，Na2CO3开始无气泡产生，过一会儿才产生气泡。
名师博客呈现
用数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应
(1)将稀盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中
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)将Na2CO3溶液逐滴滴入盐酸中
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\{\rc\ (\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．在深海中作业的潜水员的呼吸面具上，往往装入一定量的Na2O2，目的是给潜水员提供氧气。下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是( C )
A．Na2O2、Na2O都是钠的氧化物，都是碱性氧化物
B．Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体
C．Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂
D．Na2O2、Na2O均可作供氧剂
解析：Na2O2与酸反应时除了生成盐和水外，还生成了O2，故Na2O2不属于碱性氧化物，故A项错；Na2O2是淡黄色固体，故B项错；Na2O2与CO2和H2O反应时，是Na2O2中的氧元素之间发生了氧化还原反应，CO2、H2O既不是氧化剂又不是还原剂，Na2O2既作氧化剂又作还原剂，故C项正确；Na2O与水或CO2反应中无氧气产生，不能作供氧剂，D项错误。
2．下图所示是某化学兴趣小组根据教材知识设计的能说明Na2CO3与NaHCO3热稳定性的套管实验。下列叙述中不正确的是( A )
A．甲为Na2CO3，乙为NaHCO3
B．要证明NaHCO3受热能产生水，可在小试管内放置沾有少量无水硫酸铜粉末的棉花球
C．加热不久就能看到B烧杯中的澄清石灰水变浑浊
D．整个实验过程中A烧杯中的澄清石灰水无明显变化
解析：甲为NaHCO3，乙为Na2CO3，能更好的证明Na2CO3比NaHCO3稳定，故A选；无水硫酸铜遇水变成蓝色的CuSO4·5H2O，故B不选；NaHCO3不稳定，受热分解产生的CO2进入B中，使澄清石灰水变浑浊，故C不选；Na2CO3稳定，受热不分解，所以A中的澄清石灰水不会变浑浊，故D不选。
3．有同学利用下面的装置鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性。点燃酒精灯，加热盛有固体药品的部位。请结合实验现象，完成下面的填空。
(1)[实验现象]加热开始后，很快可以看到，盛有碳酸氢钠的长柄V形玻璃管内的澄清石灰水变浑浊，且固体附近的玻璃管内壁上附有大量的小液滴。
(2)[实验结论]该实验现象充分说明，碳酸氢钠受热易分解，并且分解的产物有二氧化碳和水。而盛有碳酸钠的长柄V形玻璃管里的澄清石灰水不变浑浊。
解析：加热开始后，很快可以看到，盛有碳酸氢钠的长柄V形玻璃管内的澄清石灰水变浑浊，且固体附近的玻璃管内壁上附有大量的小液滴；该实验现象充分说明，碳酸氢钠受热易分解，并且分解的产物有二氧化碳和水。而盛有碳酸钠的长柄V形玻璃管里的澄清石灰水不变浑浊。
4．某课外活动小组设计了如图所示装置，验证CO2跟Na2O2反应时需要与水接触。
[装置分析]
(1)装置①中反应的离子方程式是CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。
(2)装置②中的试剂是a(填字母)。
a．饱和NaHCO3溶液
b．饱和Na2CO3溶液
c．浓H2SO4
(3)装置③中的试剂是浓硫酸。
[进行实验]
步骤1：打开弹簧夹K2，关闭K1，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在a处。
步骤2：打开弹簧夹K1，关闭K2，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在a处。
(1)步骤1和步骤2中，a处带火星的木条产生的实验现象分别是步骤1中带火星的木条不复燃，步骤2中带火星的木条复燃。
(2)Na2O2与CO2反应的化学方程式是2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
[实验反思]
(1)有同学提出质疑：“上述实验不足以证明有水存在时Na2O2与CO2发生了化学反应。”其理由是气体中有水，水也可与Na2O2反应产生O2，使带火星的木条复燃。
(2)需要补充的实验操作：取装置⑤中反应后的少量固体，加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中。
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－)＝21
n(Na＋)n(Oeq \\al(2－,2))＝21
与水反应
生成NaOH
生成NaOH和O2
与CO2反应
生成Na2CO3
生成Na2CO3和O2
仪器
加入试剂
加入该试剂的作用或目的
B
饱和NaHCO3溶液
除去CO2中混有的HCl
C
Na2O2
反应生成O2
D
NaOH溶液
吸收没有反应的CO2
选项
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为Na2CO3
B
分别加入等浓度的稀盐酸
反应较剧烈者为Na2CO3
C
分别加入CaCl2溶液
产生沉淀者为Na2CO3
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为Na2CO3
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