高中化学必修1金属及其化合物（1.2）教学设计

高中化学必修 1 金属及其化合物（1.2）教学设计 授课人：董 xx ①了解钠的原子结构，物理性质，保存方法。 教学目标： ②掌握钠、氧化钠、过氧化钠的重要性质。 ③掌握碳酸钠、碳酸氢钠的性质、转化和制法。 教学重点： 碱金属的物理性质和化学性质、碱金属性质的差异及递变规律 教学难点： Na2O2，Na2CO3，NaHCO3 的性质以推断题形式考查 教学方法： 根据核外电子排布做好定位，推测化学性质，然后再去分析。 教学过程： 第二课时 基础知识精析 3、氢氧化钠(NaOH) (1)物理性质：NaOH 的俗名为烧碱、火碱或苛性钠；它是一种白色固体，易 溶于水并放出大量的热，有腐蚀性；易吸收空气中的水分。 (2)化学性质：具有碱的通性 ①能使酸碱指示剂变色。 ②与强酸反应的离子方程式为：H++OH-=H2O。 ③与酸性氧化物、两性氧化物反应： 与 CO2 反应的离子方程式为：CO2+2OH-= CO32-+H2O 与 Al2O3 反应的离子方程式为：Al2O3+2OH-= 2AlO2-+ H2O。 ④与盐反应： 与 NH、Cu2＋反应的离子方程式分别为： NH+2OH-= NH3+ H2O Cu2＋+2OH-= Cu(OH)2 与 HCO－反应的离子方程式为：HCO－+2OH-= CO32-+ H2O ⑤与某些单质反应：与 Al、Si 反应 2Al+2NaOH+2H2O=2Na AlO2+3H2↑Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ （3）NaOH 的制取 ①土法制碱：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH； ②现代工业制碱：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 (4)NaOH 在有机反应中的应用 提供碱性环境，如：卤代烃的水解和消去反应，酯类的水解和油脂的皂化。 思考与交流 ①实验室称量 NaOH 固体时应注意什么问题？ ②盛放 NaOH 溶液等碱性溶液的试剂瓶为什么不用磨口玻璃塞？ 4．碳酸钠和碳酸氢钠： （1）物理性质：①溶解性 ②颜色状态 （2）化学性质： ①稳定性：2NaHCO 3 Na2CO3 ＋CO 2↑+H2O（注意：碳酸钠受热不分 解。） ②与酸反应： Na2CO3＋2HCl=2NaCl+H2O＋CO2↑ NaHCO3＋HCl=2NaCl+H2O＋CO2↑ 注意：反应速率不同，盐酸用量不同，逐滴加入及加液顺序改变时反应现象 不同。 ③与碱反应： NaHCO3＋NaOH=Na2CO3+H2O 2NaHCO3+B a ( O H ) 2 = 2 H 2 O + B a C O 3 ↓+ N a 2 C O 3 NaHCO3+B a ( O H ) 2 = H 2 O + B a C O 3 ↓+ N a O H Na2CO3+B a ( O H ) 2 = B a C O 3 ↓+ 2 N a O H 说明：HCO3-不能与 H+、OH- 共 存 。 练习：分别写出 Na2CO3 和 NaHCO3 分别与 BaCl 2 和 AlCl 3 反 应 的 离 子 方 程 式 。 ④相互转化：2NaHCO3＝Na2CO3＋CO2↑+H2O Na2CO3＋CO2+H2O＝2NaHCO3 ⑤制法： CO2+2NaOH＝Na2CO3＋H2O （CO2 充足） CO2+NaOH＝NaHCO3 (CO2 不足) ※ 候德榜制碱法：我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作 出了突出贡献。以 NaCl、NH3、CO2 等为原料先制得 NaHCO3，进而生产出纯碱。 有关反应的化学方程式为： NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3 (注意：先通 NH3，后通 CO2) ； NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl； 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。 注意：有关过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠的差量计算是本单元的重点和难点， 应引起大家的高度重视。 【思考与交流】 1、向饱和 Na2CO3 溶液中通入过量的 CO2，可观察到什么现象？为什么？ 2、Na2CO3 和 NaHCO3 如何鉴别？①加热法；②滴加盐酸；③B a C l 2 3、CO32-和 HCO3-鉴别: ①加入 BaCl 2 溶 液 ；②滴加盐酸。 4、标准状况下，将 3.36 L CO2 气体通入 200 mL 1.00 mol·L－NaOH 溶液中， 充分反应后溶液中 c(CO)与 c(HCO)的比值为(不考虑 CO、HCO 的水解)(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶3 【专题探究】Na2CO3、NaHCO3 与盐酸的反应 1．盐酸逐滴加入 Na2CO3 溶液 (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：CO＋H＋===HCO，无色气体放 出时反应的离子方程式：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。 2．Na2CO3 溶液逐滴加入稀盐酸中 (1)现象：有无色气体放出。 (2)反应的离子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O。3．碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图象的归纳总结 (1)向 Na2CO3 中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的体积与产生 CO2 的体积的关系如 图 1 所示； (2)向 NaHCO3 中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的体积与产生 CO2 的体积的关系 如图 2 所示； (3)向 NaOH、Na2CO3 的混合物中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的体积与产生 CO2 的体积的关系如图 3 所示(设 NaOH、Na2CO3 的物质的量之比 x∶y＝1∶1，其他 比例时的图象略)； (4)向 Na2CO3、NaHCO3 的混合物中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的体积与产生 CO2 的体积的关系如图 4 所示(设 Na2CO3、NaHCO3 的物质的量之比 m∶n＝1∶1， 其他比例时的图象略)。 例题、取等物质的量浓度的 NaOH 溶液两份 A 和 B，每份 10 mL，分别向 A、B 中通入不等量的 CO2，再继续向两溶液中逐滴加入 0.1 mol·L－1 的盐酸，标 准状况下产生的 CO2 的体积与所加盐酸体积之间的关系如下图所示，试回答下列 问题： (1)原 NaOH 溶液的物质的量浓度为______________。 (2)曲线 A 表明，原 NaOH 溶液中通入 CO2 后，所得溶液中的溶质成分是 ________，其物质的量之比为________________________________。 (3)曲线 B 表明，原 NaOH 溶液中通入 CO2 后，所得溶液加盐酸后产生 CO2 气体体积(标准状况)的最大值为________mL。 深度思考 1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×” (1)向 NaHCO3 溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀：2HCO＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋CO＋2H2O (×) (2012·北京理综，7D) (2)NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O 可用 H＋＋OH－===H2O 表示 (×) (2010·大纲全国卷Ⅱ，6C) (3)向 Na2CO3 溶液中滴入酚酞试液，溶液变红 CO＋H2O=HCO＋OH－ (√) (2010·北京理综，10D) (4)小苏打与氢氧化钠溶液混合 HCO＋OH－===CO2↑＋H2O (×) (2009·广东理基，32B) (5)向 Na2CO3 溶液中加入过量 CH3COOH 溶液 CO＋2H＋―→CO2↑＋H2O (×) (2008·上海，20C) 2．将 CO2 气体通入到饱和 Na2CO3 溶液中有何现象？原因是什么？ 答案：开始无明显现象，后有沉淀析出。原因是 NaHCO3 的溶解度小于 Na2CO3 的溶解度，而且反应消耗溶剂水。 3．Na2CO3 固体粉末中混有少量 NaHCO3，用什么方法除杂？Na2CO3 溶液中混 有少量 NaHCO3，用什么方法除杂？NaHCO3 溶液中混有少量 Na2CO3，用什么方 法除杂？ 答案　用加热法可以将 Na2CO3 固体粉末中混有的 NaHCO3 转化为 Na2CO3； 向混合液中滴加适量的 NaOH 溶液，可以将其中的 NaHCO3 转化为 Na2CO3；向 混合液中通入过量的 CO2 气体，可以将 Na2CO3 转化为 NaHCO3。 【思维建模】 题组一　Na2CO3、NaHCO3 的鉴别 1．下列几种试剂能把等物质的量浓度的 Na2CO3、NaHCO3 鉴别开的是___。 (1)CaCl2 溶液　(2)澄清石灰水　(3)稀盐酸　(4)pH 试纸 答案　(1)(3)(4) 2．某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方 法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是_______ (填装置序号)。 (2) 图 Ⅲ 、 Ⅳ 所 示 实 验 均 能 鉴 别 这 两 种 物 质 ， 其 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ________； 与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是________(填选项序号)。 A．Ⅳ比Ⅲ复杂 B．Ⅳ比Ⅲ安全 C．Ⅳ比Ⅲ操作简便 D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行 (3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管 B 中装入的固体最好 是______(填化学式)。 答案　(1)Ⅱ；(2)2NaHCO 3Na2CO3＋H2O＋CO 2↑，CO 2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋ H2O　，D ；(3)NaHCO3 解析　(1)图Ⅰ不能达到实验目的，因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐 酸反应产生二氧化碳，二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊，故不可以；图Ⅱ 可以鉴别，因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应，生成的二氧化 碳气体的量不同，可根据气球膨胀程度来判断。 (2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，实验Ⅳ的 优点是可同时做对比实验。 (3)试管 B 装入碳酸氢钠，试管 A 装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠，温度 高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石 灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠很不稳定。 题组二　有关 Na2CO3、NaHCO3 的定量计算 3．(1)①纯净的 Na 2CO3 a g　②Na 2CO3 与 NaHCO3 的混合物 a g　③纯净的 NaHCO3 a g，按要求回答下列问题：A．分别与盐酸完全反应时，耗酸量从大到小的顺序为__________。 B．分别和盐酸完全反应时，放出 CO2 气体的量从大到小的顺序为_____。 C．分别溶于水，再加入足量的澄清石灰水，生成沉淀的质量从大到小的顺 序为___________________。 D．分别配成等体积的溶液，c(Na＋)的浓度从大到小的顺序为_________。 (2)将 a g Na2CO3 和 NaHCO3 的混合物充分加热，其质量变为 b g，则 Na2CO3 的质量分数为__________。 (3)若将问题(1)中的等质量改为等物质的量，回答上述 A、B、C、D 四问。 答案　(1)A.①>②>③　B．③>②>①　C．③>②>① D．①>②>③ (2)×100% (3)A.①>②>③　B．①＝②＝③　C．①＝②＝③ D．①>②>③ 4．(2010·上海，11)将 0.4 g NaOH 和 1.06 g Na 2CO3 混合并配成溶液，向溶液 中滴加 0.1 mol·L－1 稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成 CO2 的 物质的量的关系的是 (　　) 答案　C 解析：滴加盐酸先发生反应 OH-＋H+―→H2O，再发生反应 CO＋H+―→HCO， 最后发生反应：HCO＋H+―→CO2↑＋H2O；因 n(OH－)＝n(CO)＝0.01 mol，故加 入 0.02 mol HCl 后开始有气体生成，故 C 正确。 题组三　有关碳酸钠的制取及性质实验探究 5．Na2CO3 的制取方法及综合实验探究 (1)我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，其生产流程可简要表示如下：①往饱和食盐水中依次通入足量的 NH3、CO2(氨碱法)，而不先通 CO 2 再通 NH3 的原因是___________________________________。 ②从生产流程图可知，可循环利用的物质是__________。 ③写出沉淀池中、煅烧炉中反应的化学方程式______________。 (2)如何用 CO2 和 50 mL 2 mol·L －1 NaOH 溶液制取 50 mL 1 mol·L －1 Na2CO3 溶液？ ①写出简要的实验步骤：__________________________________________。 ②写出有关反应的化学方程式：_________________。 答案　(1)①由于 CO2 在 NaCl 溶液中的溶解度很小，先通入 NH3 使食盐水呈 碱性，能够吸收大量 CO2 气体，产生较高浓度的 HCO，才能析出 NaHCO3 晶体 ②食盐水，CO2 ③NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl、 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O (2)①将 50 mL 2 mol·L －1 NaOH 溶液等分成两份，在一份 NaOH 溶液中通入 过量的 CO2 气体，再将两溶液混合，即得 50 mL 1 mol·L－1 Na2CO3 溶液 ②NaOH＋CO2===NaHCO3、NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O 6．变量控制思想在实验探究中的应用 设计以下探究实验： 某一研究性学习小组做了以下实验：常温下，向某纯碱(Na2CO3)溶液中滴入 酚酞，溶液呈红色。 [提出问题]　产生上述现象的原因是什么？ [提出猜想] ①甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有 NaOH 所至。 ②乙同学认为是_____________________________。 [设计方案] 请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法以评判(包括操作、现 象和结论)。实验操作 预期现象与结论 步骤 1： 步骤 2： …… 答案　②Na2CO3 水解产生的碱所致 步骤 1：取适量纯碱的酚酞红色溶液于试管中 步骤 2：滴加过量的 BaCl2 溶液 预期现象与结论：若产生白色沉淀，溶液红色完全褪去，则乙同学说法正确； 若产生白色沉淀，溶液仍呈红色，则甲同学说法正确。 〖教后记〗