高一政治第二节教案：钠的化合物_教学设计-查字典化学网

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本文题目：高一政治第二节教案：钠的化合物

第二节钠的化合物

新课指南

1.掌握钠的氧化物的性质.

2.掌握钠的重要化合物的性质和用途.

3.通过碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性实验，掌握鉴别它们的方法.

本节重点：钠的氧化物的性质及其差异;碳酸氢钠的性质及其鉴别方法.

本节难点：过氧化钠与二氧化碳的反应.

教材解读精华要义

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1.氧化物的分类

氧化物从组成上可分为金属氧化物和非金属氧化物两类;从性质上可分为成盐氧化物和不成盐氧化物(如CO、NO等)，成盐氧化物又可分为酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物.其中碱性氧化物是能与酸反应生成盐和水的氧化物，也可以说是能与水反应只生成碱的氧化物.碱性氧化物属于金属氧化物，但金属氧化物不一定是碱性氧化物.

例如，Al2O3是两性氧化物;Mn2O7、CrO3等属于酸性氧化物;Na2O2、K2O2等属于过氧化物，但不是碱性氧化物，因为过氧化物与酸反应生成盐和水的同时有氧气生成，与水作用生成碱的同时也有氧气生成.

2.氢氧化钠的性质和用途

氢氧化钠是一种重要的碱，是一种白色固体，极易溶于水，溶解时放出大量的热，其水溶液是无色透明的液体.氢氧化钠固体在空气中容易吸收水分而潮解.容易吸收水分这一点，决定了氢氧化钠固体可以作干燥剂(用来干燥中性气体或碱性气体)，如干燥氢气、氧气等，但是不能用来干燥二氧化碳气体，因为氢氧化钠能跟二氧化碳发生化学反应.同时氢氧化钠也可用作CO2和H2O(g)的吸收剂，NaOH与生石灰按照一定比例混合可制成碱石灰，作为CO2和H2O(g)的吸收剂.另外NaOH还具有强烈的腐蚀性.

氢氧化钠俗称烧碱、火碱.它具有碱的通性，碱性很强，腐蚀性强.它很容易和大多数非金属氧化物及多种酸发生反应，生成盐和水;也很容易和许多盐溶液发生反应，生成难溶性的碱.所以化学上常用氢氧化钠制取难溶性碱，如氢氧化镁、氢氧化铜、氢氧化铁等.

由于NaOH能与玻璃成分中的SiO2发生反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，生成的Na2SiO3为矿物胶，所以盛NaOH的试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡胶塞，否则玻璃塞与瓶口容易黏结.另外需注意的是为了避免NaOH吸收空气中的CO2和H2O，NaOH必须密封保存.

氢氧化钠主要应用于工业中.例如，我国四大发明之一的造纸，在其生产过程中氢氧化钠就起到溶解造纸原料木材或草类植物里的非纤维素成分的作用，从而得到以纤维素为主要成分的纸浆.在纺织印染工业中，一般先将棉织品在适当温度下放于稀氢氧化钠溶液中浸泡蒸煮，除掉棉织品表面的覆盖物，才能使染色均匀、牢固.在以上两例中都是利用了氢氧化钠的腐蚀性，可见腐蚀性有其破坏性的一面，也有可利用的一面.在精炼石油的过程中，主要是利用氢氧化钠与酸发生中和反应的性质，除去精炼过程中剩余的硫酸和其他酸性物质.

知识详解

知识点1 钠的氧化物(重点)

Ⅰ过氧化钠与水的反应

实验2-4：过氧化钠与水的反应实验

实验目的：认识过氧化钠的不稳定性和氧化性.

实验原理：过氧化钠与水反应，放出氧气，同时生成氢氧化钠.

实验用品：过氧化钠、酚酞、试管、滴管、木条、火柴、酒精灯.

实验步骤：把水滴入盛有Na2O2固体的试管中，用带火星的木条放在试管口，检验生成的气体(如图2-10所示).向放出氧气后的试管中加入少量的水，再滴入2滴酚酞试液，观察现象.

实验现象：带火星的木条剧烈燃烧起来;试管内的溶液由五色变为红色.

实验分析：带火星的木条剧烈燃烧起来，说明实验中有助燃剂生成.酚酞试液显红色，说明实验中有碱生成.试管中的反应物是Na2O2和H2O，对反应物的组成和实验现象进行综合分析可知，使带火星的木条剧烈燃烧的是O2，使酚酞试液显红色的是NaOH.

实验结论：在通常状况下，Na2O2与H2O剧烈反应，生成NaOH和O2：

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2

【注意】 ①过氧化钠在保存过程中易变质，若实验中产生的氧气较少，一般为过氧化钠变质所致.解决这个问题的办法是拨去试剂瓶中过氧化钠的表面部分，另取未变质的过氧化钠，或者是更换一些保存完好的过氧化钠.

②取出过氧化钠以后，要及时、快速地将试剂瓶盖严.

③实验所用的试管，内壁要干燥，防止过氧化钠过早地与水反应.

④在向试管内滴加酚酞试液之前，要先向试管内加入足量的水，其目的一是使过氧化钠充分反应;二是使溶液降温.否则，酚酞试液会显示异常现象.

实验2-5：过氧化钠使棉花燃烧的实验

实验目的：认识过氧化钠的不稳定性和氧化性.

实验原理：过氧化钠与水反应，放出氧气，同时生成氢氧化钠.

实验用品：过氧化钠、水、石棉网、滴管、木条、棉花.

实验步骤：用棉花包住约0.2 g Na2O3粉末，放在石棉网上，在棉花上滴加几滴水(如图2-11所示)，观察发生的现象.

实验现象：棉花燃烧起来.

实验结论：过氧化钠与水反应，生成氧气和氢氧化钠的同时，还放出大量的热.

【注意】 ①包在棉花内的过氧化钠不要太分散.

②加水不宜太多，当0.2 g过氧化钠参加反应时，加水约4滴.加水太多，会阻止棉花的燃烧;加水太少，过氧化钠反应不充分，生成氧气少，放出热量少，也不利于棉花的燃烧.

过氧化钠是强氧化剂，可以用来漂白织物、麦秆、羽毛等.

Ⅱ过氧化钠与二氧化碳的反应(难点)

过氧化钠跟二氧化碳起反应，生成碳酸钠和氧气：

2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

因此，它用在呼吸面具上和潜水艇里作为氧气的来源.

小结 Na2O和Na2O2的比较如下表：

Na2O和Na2O2的比较(重点)

化学式 Na2O Na2O2

结构离子化合物离子化合物

由Na+和O2-构成由Na+和O2-2(过氧根离子)构成

氧元素的化合价为-2价氧元素的化合价为-1价

类别碱性氧化物不是碱性氧化物(过氧化物)

颜色、状态白色固体淡黄色固体

与H2O Na2O+H2O=2NaOH 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2

与CO2反应 Na2O+CO2=Na2CO3 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

与酸反应 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O Na2O2+2HCl=2NaCl+H2O2(类似盐与酸反应)

2H2O2=2H2O+O2

与SO2反应 Na2O+SO2=Na2SO3 Na2O2+SO2=Na2SO4

Na2O2中氧元素的化合价为-1价，Na2O2既有氧化性又有还原性，以氧化性为主.

存放密闭、隔绝空气和水

制备 6Na+2NaNO2 4Na2O+N2 2Na+O2 Na2O2

鉴别加水能产生使带火星木条复燃的气体的是Na2O2

[说明] ①Na2O2的结构：Na2O2是按阳离子、阴离广的个数比为2:1组成的氧化物，其阴离子叫过氧根，因此，Na2O2叫过氧化钠.Na2O2中的氧原子为-1价.

②Na2O2与H2O反应的实质：

Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2(非氧化还原反应)

2H2O2=2H2O+O2(氧化还原反应)

总化学方程式：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2

可见，还原产物是H2O，而不是NaOH.

③Na2O2具有漂白性

Na2O2具有很强的氧化性，能将有色物质氧化为五色物质，属于永久性漂白，不可复原，与SO2的漂白原理不同.

④过氧化钠不是碱性氧化物

Na2O2是钠的一种氧化物.从其组成看，属于金属氧化物;从其性质看，它可以与水反应生成碱，除此之外还生成O2.但是Na2O2不是碱性氧化物，它的类别属于过氧化物.

将Na2O2的性质与碱性氧化物的通性进行比较.

a.碱性氧化物可以有其相对应的水化物碱.这里所说的对应，不仅指有关元素必须相同，更是指有关元素在氧化物和水化物中的化合价必须相同.对于可溶性碱来说，可由对应的碱性氧化物直接与水化合而生成;Na2O2虽然可与水直接反应，但反应结果并非只有碱一种物质生成，Na2O2中氧元素的化合价(-1价)与氢氧化钠中氧元素的化合价(-2价)也不相同.

Na2O+H2O=2NaOH

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2

b.碱性氧化物可以与酸性氧化物反应生成含氧酸盐,在反应前后各元素的化合价也没有改变，不存在电子转移.例如,Na2O与CO2的反应：

Na2O+CO2=Na2CO2

Na2O2与CO2的反应，虽然也是与酸性氧化物反应,但反应前后氧元素的化合价有所改变，存在着电子转移的过程.Na2O2在反应中既是氧化剂又是还原剂：

2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

c.碱性氧化物可以与酸反应生成盐和水，这是复分解反应.但是，由于Na2O2具有强氧化性，反应产物与酸有无较强的还原性有关，这与碱性氧化物的特性无关.例如，H2SO4在反应中不表现还原性，浓盐酸在反应中有较强还原性，其反应情况为：

Na2O+H2SO4=Na2SO4+H2O

Na2O+2HCl=2NaCl+H2O

Na2O2+H2SO4=Na2SO4+H2O2

2H2O2=2H2O+O2

Na2O2+4HCl(浓)=2NaCl+2H2O+Cl2

由以上分析可知：Na2O2并不是碱性氧化物.从其结构也可得知：Na2O2中并不存在O2-，而是存在O2-2.Na2O2不是普通的氧化物，不属于碱性氧化物.

⑤过、高、亚、次等字的用法

a.在化学命名上，过字附加在字首是表示含有过氧键OO(O2-2)的化合物.如：过氧化钠(Na2O2)、过氧化氢(H2O2)、过氧化钡(BaO2)等，由于均含有两个氧原子直接相连的过氧键OO(O2-2)，因而称之为过氧化物.

应该指出，有些氧化物分子中含有两个氧原子，但它们并不形成过氧键，因而不能称为过氧化物。如：二氧化碳(CO2)、二氧化锰(MnO2)等.

b.在化学命名上，高亚次等，常用以表示化合物中某主要组成元素价态的高低，或者某种原子数目的多少.例如，某元素能生成几种含氧酸时，则以其中较稳定而常见的酸为标准，叫做某酸比某酸多含一个氧原子的酸叫高某酸比某酸少含一个氧原子的酸叫亚某酸，再少含一个氧原子的酸叫次某酸.如：

高氯酸氯酸亚氯酸次氯酸(其中氯元素价态不同)

磷酸亚磷酸次磷酸(其中磷元素价态不同)

知识点2 碳酸钠和碳酸氢钠

Ⅰ碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应

实验2-6：碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的实验

实验目的：探究碳酸钠、碳酸氢钠跟盐酸反应快慢的情况.

实验原理：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2

实验用品：试管、气球、10 mL量筒、药匙、碳酸钠、碳酸氢钠、稀盐酸.

实验步骤：在两支试管中分别加入稀盐酸，将两个分别装有0.3 g Na2CO3、 NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管口，将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中，比较它们放出CO2的快慢(如图2-12所示).

实验现象：混合后都生成无色气体，气球体积膨胀;气球内所装粉末分别与盐酸混合后，原来装碳酸氢钠的气球膨胀得较快，并且较大.

实验结论：碳酸氢钠和碳酸钠都与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，跟酸反应时，碳酸氢钠比碳酸钠更容易生成二氧化碳气体，等质量的碳酸氢钠生成的CO2多些.

【注意】 ①试管与气球的组合体要预先检查其气密性，气密性合格后才能使用.

②两组实验所用的盐酸要体积相同、浓度相同.

③要同时把两组实验的气球中的粉末和盐酸混合.

Ⅱ碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性

实验2-7：碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性实验

实验目的：比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，并学会鉴别它们的方法.

实验原理：碳酸钠很稳定，加热到熔点(857℃)以上才缓慢地分解.碳酸氢钠却不稳定，在150℃左右分解放出二氧化碳，温度越高分解越快.

2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2

利用它们热稳定性的差异，可以鉴别这两种物质.

实验用品：试管、小烧杯、酒精灯、无水碳酸钠、碳酸氢钠、澄清石灰水.

实验步骤：在两支干燥的试管里分别放入约占试管容积1/6的无水碳酸钠和碳酸氢钠，按如图2-13所示装置装配两套仪器.并往烧杯里倒入半杯澄清的石灰水.加热，观察澄清的石灰水是否起变化.把试管拿掉，换上装有碳酸氢钠的试管，再加热，观察澄清的石灰水所起的变化.

实验现象：加热不久，盛碳酸氢钠的试管口处有水珠出现，导气管口有连续的气泡冒出，澄清的石灰水变浑浊.盛碳酸钠的试管内，除刚加热时因空气受热而从导气管口逸出几个气泡外，没有变化.

实验结论：碳酸钠受热没有变化，碳酸氢钠受热分解，放出二氧化碳：

2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2

CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O

碳酸钠很稳定，碳酸氢钠不稳定，受热容易分解.这个反应可以用来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠.

【注意】 ①被加热的试管要内、外干燥，固定在铁架台上时，试管口应略向下倾斜，铁夹夹在距试管口约处.

②在装入碳酸盐之前要检查实验装置的气密性，只有气密性合格时才能使用.

③固体粉末在试管内要铺平而不要过于堆积.

④加热时要用酒精灯的外焰，要先对试管底部均匀预热，之后再对准盛有药品的部位加热.

⑤实验结束时要先移走烧杯再熄灭酒精灯，防止发生倒吸现象引起试管炸裂.

⑥石灰水应是饱和、澄清的，其体积以占烧杯容积的 ~ 为宜.

思维拓展

1.将稀盐酸缓慢滴入Na2CO3溶液及NaHCO3溶液中，现象有何差别?

点拨向Na2CO3溶液中滴入稀盐酸，理论上并无CO2气体生成，因为Na2CO3先与稀盐酸反应生成NaHCO3:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，当溶液中的Na2CO3完全转变成NaHCO3之后，再滴入HCl，才产生CO2气体(实际上，由于局部的HCl过量，会有少量气体生成).往NaHCO3中滴入HCl，则立即有大量气体生成.

2.怎样鉴别NaHCO3溶液与Na2CO3溶液?

点拨方法1：向两种溶液中分别加入CaCl2溶液.NaHCO3不与CaCl2反应，而Na2CO3与CaCl2反应生成CaCO3沉淀.

方法2：向两种溶液中滴加稀HCl.Na2CO3溶液中滴加稀HCl，只有少量气体生成，甚至无气体放出.NaHCO3溶液中滴加稀HCl，则立即有气体(大量)放出.

3.在NaHCO3加热分解的实验完成时，为什么要先将导管移出烧杯，然后再熄灭酒精灯?

点拨在完成实验时，如果先熄灭酒精灯。再移走装有石灰水的烧杯，会使烧杯内的冷水倒流回试管，而使试管炸裂.

小结碳酸钠和碳酸氢钠的比较如下表：

名称碳酸钠碳酸氢钠

俗名纯碱、苏打小苏打

物理性质色态白色粉末细小白色晶体

稳定性稳定，但Na2CO310H2O易风化受热易分解

水溶性易溶于水易溶于水

化学性质与酸反应 H++CO2-3=HCO-3