3.2.1《钠的重要化合物》导学案(含解析)-人教版高中化学必修一

第二章金属及其化合物第二节几种重要的金属化合物（第一课时钠的重要化合物）【学习目标】1.通过实验探究、原理分析，认识钠的重要化合物的性质，建立基于类别、核心元素价态等认识物质性质、设计物质转化的基本思维模型。

2.通过Na2O、Na2O2分别与水、CO2的反应的实验探究，掌握钠的两种氧化物重要性质，通过Na2CO3、NaHCO3的水溶性，与酸、碱反应及稳定性的实验探究，掌握钠的重要化合物的相互转化关系。

3.通过问题探究、讨论交流，能根据性质决定用途，举例说明Na2O2、Na2CO3、NaHCO3对生活、生产的贡献，培养爱国情怀。

【学习重点】过氧化钠、Na2CO3、NaHCO3的性质【学习难点】过氧化钠的强氧化性、Na2CO3、NaHCO3的鉴别【自主学习】旧知回顾：1.氧化物的定义：由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物。

氧化物可分为碱性氧化物、酸性氧化物和两性氧化物等。

2.CaO 属于碱性氧化物（填“酸性”或“碱性”）能和水、酸、酸性氧化物等物质反应，化学方程式分别为：CaO+H 2O C a(O H)2、CaO+2HCl CaCl2+H2O、CaO+CO2CaCO3。

NaOH 是一种强碱，俗称火碱、烧碱、苛性碱，在空气中易吸收水分而发生潮解。

能和酸、酸性氧化物、盐等物质反应。

新知预习：氧化钠是白色固体；过氧化钠是淡黄色固体。

从物质分类的角度看，氧化钠、过氧化钠都属于氧化物，氧化钠是碱性氧化物，而过氧化钠是特殊氧化物。

氧化钠和过氧化钠均能与水的反应，其化学方程式分别为： Na2O＋H2O===2NaOH 、 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；它们与CO2反应的化学方程式分别为： Na2O＋CO2===Na2CO3、 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2.。

【同步学习】情景导入：“吹气生火”：把少量淡黄色粉末平铺在脱脂棉上，用玻璃棒轻轻压拨，使粉末进入脱脂棉中。

用细长玻璃管向淡黄色粉末中缓缓吹气，观察现象。

思考这种淡黄色的物质是什么？它有哪些性质呢？棉花为什么会燃烧？你知道潜艇是怎样提供氧气的吗？活动一、氧化钠和过氧化钠1．观察思考：观察样品，结合教材P55“思考与交流”，联系碱性氧化物的通性，思考氧化钠具有哪些重要的化学性质？并举例说明。

【温馨提示】(1)氧化钠是一种白色的碱性氧化物，能与水、酸、酸性氧化物等发生反应。

(2)写出下列反应的化学方程式：①氧化钠与水反应：Na2O＋H2O===2NaOH；②氧化钠溶于盐酸：Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O；③氧化钠与CO2反应：Na2O＋CO2===Na2CO3。

2．实验探究：教材P55实验3—5，探究过氧化钠由哪些重要性质？实验操作实验现象实验结论①立即把带火星的木条放在试管口，观察到的现象是试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃。

②用手轻摸试管外壁，其感觉是试管壁温度升高，说明该反应是放热反应。

③向试管中滴入酚酞溶液，其现象是溶液先变红，后褪色。

①由上述实验可知，过氧化钠与水反应有氧气和碱性物质生成，过氧化钠有漂白性。

②过氧化钠与水反应的化学方程式是2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，氧化剂是过氧化钠，还原剂是过氧化钠。

3.讨论交流：阅读教材P55最后一段内容，讨论过氧化钠与二氧化碳和水反应的特点和规律是什么？据此，过氧化钠有何重要用途？【温馨提示】（1）过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2；（2）Na2O2中氧元素的化合价是－1价，Na2O中氧元素的化合价是－2价，Na2O2与水、CO2反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，Na2O2与CO2或H2O反应时，每产生1 mol O2，转移2 mol电子。

（3）Na2O2中阴、阳离子个数比是1∶2而不是1∶1。

（4）可用于呼吸面具或潜水艇中作为O2的来源。

Na2O2与水反应的中间产物(H2O2)具有强氧化性、能够漂白某些有色物质。

如向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末，振荡，溶液先变蓝色后褪色，若为酚酞溶液，则先变红色后褪色。

4.名称氧化钠过氧化钠化学式Na2O Na2O2氧的价态－2 －1颜色状态白色固体淡黄色固体化学性质相同点都能与水反应生成氢氧化钠，都能与CO2反应生成Na2CO3不同点过氧化钠与水、二氧化碳反应有氧气产生，具有强氧化性，而Na2O不具有强氧化性5.问题探究：（1）Na2O2属于碱性氧化物吗？为什么？【温馨提示】不是碱性氧化物；原因是Na2O2与酸反应时，除生成盐和水外，还生成O2，因此，Na2O2不是碱性氧化物，而属于过氧化物。

（2）2.24 L的CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2反应，能得到相同条件下的气体多少升？【温馨提示】根据CO2与Na2O2、H2O与Na2O2反应的化学方程式可知，2.24 L CO2和水蒸气的混合气体与足量Na2O2反应生成1.12 L O2。

（3）7.8 g Na2O2与足量水反应时转移电子的个数是多少？【温馨提示】0.1N A；由Na2O2与水反应的化学方程式可知，0.1 mol Na2O2与水反应转移0.1 mol电子。

【对应训练】1.下列叙述正确的是()①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物②Na2O2中O元素的化合价为－2价③Na2O是淡黄色物质，Na2O2是白色物质④Na2O2可作供氧剂，而Na2O不可⑤向Na2O2与水反应后的溶液中加酚酞，溶液先变红后褪色A．都正确B．④⑤C．②③⑤D．②③④⑤【答案】 B【解析】Na2O是碱性氧化物，Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气，不是碱性氧化物，故①错误；Na2O2中O元素的化合价为－1价，故②错误；Na2O是白色物质，Na2O2是淡黄色物质，故③错误。

故选B。

2.下列对于过氧化钠的叙述中正确的是()A．是一种易溶于水的白色固体粉末B．与酸反应生成盐和水，所以它是碱性氧化物C．与水反应时，过氧化钠是氧化剂，水是还原剂D．与CO2反应时，1 mol Na2O2转移1 mol电子【答案】 D【解析】过氧化钠是一种淡黄色的粉末，与酸反应时生成盐和水，同时还有氧气生成，所以它不是碱性氧化物。

过氧化钠与水反应时，电子转移关系如下：Na2O2既是氧化剂，又是还原剂，水既不是氧化剂，也不是还原剂。

Na2O2与CO2反应时，电子转移关系如下：故1 mol Na2O2转移1 mol电子。

活动二、碳酸钠和碳酸氢钠1．实验探究1：观察样品，阅读教材P56页内容，完成P56页“科学探究（1）”实验，比较碳酸钠、碳酸氢钠的水溶性及酸碱性，填写下表内容。

【温馨提示】名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱、苏打小苏打色态（在两支试管中分别加入少量的碳酸钠和碳酸氢钠(各约1 g)进行比较）白色粉末细小白色晶体溶解性（分别向两支试管中加入约10 mL 水，用力振荡，分别滴加2～3滴酚酞溶液）完全溶解，溶液变红色部分溶解，溶液变浅红色。

实验结论①水溶性：Na2CO3和NaHCO3都能溶于水，溶解度大小比较：Na2CO3溶解度大于NaHCO3。

②水溶液酸碱性：Na2CO3、NaHCO3水溶液都呈碱性。

2．实验探究2：小组讨论设计实验比较碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的快慢，并完成下表内容。

实验碳酸钠碳酸氢钠装置操作按上图要求完成实验：在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸，将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。

将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。

现象反应速率较慢，气球膨胀较小反应速率较快，气球膨胀较大方程式Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑结论碳酸氢钠与盐酸反应产生气体比等质量的碳酸钠与盐酸反应产生气体多且剧烈。

3．实验探究3：教材P56页“科学探究（2）”，碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的比较，完成下表内容：实验碳酸钠碳酸氢钠装置操作如图所示实验为“套管实验”，小试管内塞有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球。

点燃酒精灯加热，能观察到的实验现象现象小试管中棉花球变蓝色，B烧杯中澄清石灰水变浑浊，A烧杯中有少量气泡冒出。

方程式2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑结论Na2CO3受热不分解；NaHCO3受热易分解，生成物中含有CO2和H2O。

由此可知，Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强。

4.问题探究：（1）实验时，小试管内棉花球上的无水硫酸铜由白色变成蓝色，由此得出的实验结论是什么？【温馨提示】小试管内的NaHCO3受热分解生成了水。

（2）实验时，烧杯A中澄清石灰水不变浑浊，而烧杯B中澄清石灰水变浑浊，依据该实验现象得出的实验结论是什么？【温馨提示】Na2CO3受热不易分解，而NaHCO3加热分解生成CO2气体，因此，热稳定性：Na2CO3>NaHCO3（3）若将大小试管中的Na2CO3和NaHCO3位置互换，能否得出相同的实验结论？【温馨提示】不能；因为大试管中加热温度高，而小试管中温度较低，NaHCO3受热分解的原因也可能是温度高造成的。

5.归纳总结：碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较名称碳酸钠(纯碱或苏打) 碳酸氢钠(小苏打)物理性质白色粉末，易溶于水细小白色晶体，能溶于水，溶解度比Na2CO3小与酸反应能反应，有气体产生剧烈反应，有气体产生与碱反应能与Ca(OH)2、Ba(OH)2溶液反应与碱溶液都能反应热稳定性稳定、受热不易分解受热易分解相互转化Na2CO3H2O＋CO2溶液加NaOH或固态加热NaHCO36.拓展探究：讨论交流碳酸钠和碳酸氢钠方法，完成小表内容：依据原理结论热稳定性2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O；Na2CO3受热不易分解加热有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3与CaCl2、BaCl2的反应CO2－3＋Ca2＋===CaCO3↓，CO2－3＋Ba2＋===BaCO3↓；HCO－3与Ca2＋、Ba2＋不反应有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3与盐酸反应的剧烈程度Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑；生成气体剧烈的是NaHCO3，相对不剧烈的是Na2CO3【对应训练】1．下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法错误的是()A．热稳定性：NaHCO3<Na2CO3B．与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3>Na2CO3C．相同温度时，在水中的溶解度：NaHCO3<Na2CO3D．等物质的量与足量盐酸反应产生CO2的物质的量：NaHCO3<Na2CO3【答案】 D【解析】A项，碳酸氢钠受热分解，碳酸钠不易分解，正确；B项，碳酸氢钠和盐酸反应更剧烈，正确；C项，碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠，正确；D项，两者与足量盐酸反应产生CO2的物质的量相等，错误。