书城教材教辅新课程师资培训教程-高一化学优秀课例
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第6章 钠的化合物

【教学目标】

一、知识目标

了解钠的重要化合物的性质、用途。

掌握碳酸钠和碳酸氢钠的相互转化规律及性质的不同点。

二、能力目标

运用“对立统一”的辩证唯物主义观点分析掌握物质之间的相互关系。

三、情感目标

通过阅读材料“侯氏制碱法”,对学生进行化学史方面的教育及爱国主义教育。

【教学建议】

一、教材分析

钠的化合物很多,本节教材在初中已介绍过的氢氧化钠和氯化钠等的基础上,主要介绍过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠。

对于过氧化钠,重点介绍它与水的反应,及与二氧化碳的反应。同时,还简单介绍了过氧化钠的用途。其中过氧化钠与二氧化碳的反应是本节的难点。

对于碳酸钠和碳酸氢钠,重点介绍它们与盐酸的反应,以及它们的热稳定性。同时,通过对它们的热稳定性不同的介绍,使学生进一步了解碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法。碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其鉴别方法,同时也是本节的重点。

在介绍碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应及它们的热稳定性时,采用了对比的方法,这样编写,可使学生在比较中学习,对所学知识留下深刻的印象,有利于理解、记忆知识,也有利于他们掌握正确的学习方法。

教材也重视知识在实际中的运用及化学史的教育。引导学生运用所学知识来解决一些简单的化学问题。对学生进行化学史方面的教育及爱国主义教育。

二、教法建议

1.加强实验教学。可将一些演示实验做适当的改进,如〔实验2-5〕可改为边讲边做实验。可补充Na2O2与CO2反应的实验,把蘸有Na2O2的棉团放入盛有CO2的烧杯中,观察棉团的燃烧,使学生更好地理解这一反应及其应用。

还可以补充Na2O2漂白织物的实验,以说明Na2O2的强氧化性。

Na2O2的性质也可运用滴水着火这一引人入胜的实验来引入。

2.运用对比的方法。对于Na2CO3和NaHCO3的性质,可在学生观察和实验的基础上,让学生填写表格。充分发挥学生的主动性,使他们积极参与。在活动中培养学生的自学能力及训练学生科学的方法。

3.紧密联系实际。

教学要尽可能地把性质和用途自然地联系起来。对Na2CO3的一些用途所依据的化学原理(如制玻璃、制皂),可向学生说明在后面的课程里将会学到。

4.阅读材料“侯氏制碱法”是进行爱国主义教育的好素材。指导学生认真阅读,或参考有关我国纯碱工业发展的史料,宣扬侯德榜先生的爱国主义精神。也可指导学生查阅相关资料,利用综合实践活动课进行侯氏制碱法讲座。

【教学设计示例】

(第二节)钠的化合物

重点:碳酸钠与碳酸氢钠的性质及其鉴别方法难点:过氧化钠与二氧化碳的反应

教学过程

提问:钠与非金属反应,如Cl2、S、O2等分别生成什么物质?而引入新课。

(一)钠的氧化物

1.展示Na2O、Na2O2样品,让学生观察后总结出二者的物理性质。

2.演示课本第32页[实验2-5]把水滴入盛有Na2O2、固体的两只试管中,用带火星的木条放在试管口,检验生成气体。

演示[实验2-6]用棉花包住约0.2粉末Na2O2,放在石棉网上,在棉花上滴加几滴水。观察发生的现象。让学生通过观察现象分析出钠的氧化物的化学性质。

(1)Na2O、Na2O2与水反应

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2(放出氧气)

Na2O+H2O=2NaOH(不放出氧气)

(2)Na2O2、Na2O与CO2作用2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2(放出氧气)

Na2O+CO2=Na2CO3(不放出氧气)

讨论:(1)Na2O2是否是碱性氧化物(2)Na2O2是否是强氧化剂

学生根据所学知识可得出结论:Na2O2与水作用除生成NaOH还有氧气生成,与二氧化碳反应除生成Na2CO3外也还有氧气,所以Na2O2不是碱性氧化物,由于与某些物质作用产生氧气,所以是强氧化剂。

补充实验:Na2O2溶于水后

(1)作有色织物的漂白实验,有色织物褪色。

(2)将酚酞试液滴入该溶液,酚酞开始变红,又很快褪色。

结论:过氧化钠有漂白作用,本质是发生了氧化还原反应。

3.指导学生阅读课文了解Na2O2的用途授课过程中始终要求对比的形式进行比较氧化物的联系与区别

(二)钠的其他重要化合物

碳酸钠和碳酸氢钠

(1)展示Na2CO3、NaHCO3样品,做溶解性实验。

a.Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应,比较反应速率快慢b.Na2CO3、NaHCO3、CO的热稳定性实验通过观察到的现象,将二者的性质总结列表。

(2)让学生回忆将过量CO2通入澄清石灰水时的反应现象及有关化学方程式:CO2+CaCO3+H2O=Ca(HCO3)2

提问:当碳酸钠和碳酸氢钠外因条件变化时,二者可否相互转化?

提示Na2CO3也具有和CaCO3相似的性质:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3

碳酸氢钠也具有Ca(HCO3)2相似的性质:NaCO3+NaOH=Na2CO3+H2O2NaCO3△Na2CO3+CO2+H2O有关离子方程式:CO2-3+CO2+H2O=2HCO-3

HCO-3+OH-=CO2-3+H2O

结论:

CO2-3+H++OH-或△HCO-3既碳酸盐和碳酸氢盐的转化,本质就是酸根离子中“H+”的变化。

③“侯氏制碱法”及碳酸钠、碳酸氢钠存在、制取用途等可由学生阅读课文后总结得出。

四、总结、扩展

1.总结

通过列表对比学习:钠的氧化物碳酸钠和碳酸氢钠以及连线法表示钠及其重要化合物的相互转化,可使学生更直观地掌握元素、化合物知识,及用对立统一的辩证唯物主义观点掌握物质之间的相互转化关系。

2.扩展

根据Na2O2的性质可知Na2O2与H2O、CO2反应,则可增加可燃烧气体(如CH4、H2、CO……)与Na2O2共存于密闭容器,电火花点燃时反应以及酸式碳酸盐与Na2O2共热时的反应,培养学生的发散思维能力。

根据Na2CO3和NaHCO3的相互转化,不仅可掌握碳酸盐、碳酸氢盐相互转化的一般规律,同时要指出Na2CO3和NaHCO3在固态时和溶液中要用不同的检验方法,在固态时,可用加热法,在溶液中则需选用BaCl2溶液和CaCl2溶液,而决不能用Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液。

五、布置作业

1.补充作业

(1)向饱和Na2CO3溶液中通过量的CO2的现象及原因是什么?

(2)有一部分被氧化的钠块(氧化部分生成Na2O和Na2O2)5g,与水完全反应,生成气体1.12L(标准状况),将这些气体引燃后冷却到标准状况,剩余气体为0.0336L,求钠块中单质钠、氧化钠、过氧化钠各多少克?

(3)由Na2CO3·nH2O与NaHCO3组成的混合物28.2g,放入坩埚中充分加热至质量不变时,将残留固体用足量的盐酸溶解可产生标准状况的气体3.36L,若将28.2g原混合物与盐酸反应则放出标准状况下气体4.48L,由此计算:①残留固体质量,②n值,③NaHCO3质量。

2.教材有关习题

参考答案:

(1)现象:产生白色沉淀

原因:①溶解度:Na2CO3>NaHCO3

②溶质的质量:2NaHCO3>Na2CO3(168>106)

Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3

③溶剂:反应消耗水,使溶剂减少

(2)Na∶1.76gNa2O2∶1.82gNa2O2∶1.42g(3)①15.9g②n=5③NaHCO3∶8.4g板书设计

(第二节)钠的化合物

一、钠的氧化物

化学式Na2ONa2O2

色态白色固体淡黄色固体

氧元素化合价-2价-1价

属类碱性氧化物非碱性氧化物

生成条件常温下缓慢氧化燃烧或加热

热稳定性不稳定,易转化为Na2O2较稳定与水反应Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2与CO2反应Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

与HCl反应Na2O+2HCl+2Na=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+H2主要用途用于制取Na2CO3强氧化刘、漂白剂、供氧剂二、钠与盐(碳酸钠与碳酸氢钠的比较)

名称碳酸钠碳酸氢钠

俗名纯碱或苏打小苏打

色态白色粉末细小白色晶体

水溶性易溶于水溶于水

稳定性结晶Na2CO3·10H2O风化受热易分解三、小结:Na及其化合物的相互关系

【典型例题】

例1有关钠的化合物的叙述正确的是

A.在饱和碳酸钠溶液里通入二氧化碳会出现浑浊B.NaOH、Na2CO3、NaHCO3均呈碱性,所以可以共存C.在CaCl2溶液中滴入少量NaHCO3溶液无沉淀,再滴少量NaOH溶液出现沉淀D.36.0g水投入6.2gNa2O所得溶液的溶质质量分数为14.7%分析:A正确。因NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,所以饱和Na2CO3溶液通入CO2发生反应:Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3

因生成溶解度更小的小苏打而出现浑浊。

B不正确。NaOH不与NaHCO3共存,它们反应生成Na2CO3。本选项中只Na2CO3与NaHCO3或Na2CO3与NaOH共存。

C正确。CaCl 2溶液加入少量NaHCO3,溶液中的较多离子为Ca2+、HCO-3、Na+、Cl-,相当于有CaCl2和Ca(HCO3)2可溶盐,但加入溶液后,发生反应:HCO-3+OH-CO2-3+H2O

生成的CO2-3与Ca2+立即产生碳酸钙沉淀。

D不正确。Na2O与水生成NaOH,其质量为8.0g。溶质质量分数为:ω(NaOH)=8.0g(136.0+6.2)g×100%=18.96%≈19%解答:A、C

例2某固体烧碱因放置时,吸收空气中的CO2和水蒸气而杂入了Na2CO3和水。测得各物质的质量分数依次为92%NaOH、1%Na2CO3、1%H2O、5%Na2CO3·10H2O。取ag样品溶于水,用含2.92g HCl的盐酸40.0mL加入反应后,再用一定量的NaOH溶液中和残余盐酸恰好完全反应。蒸发反应后溶解至干燥。试回答:(1)要求得蒸干后固体质量,是否缺少数据,能否求得固体的质量。理由是。

(2)若要使题述固体烧碱中的杂质除去,应采用的实验方法主要是。

分析:本题看来似很复杂,但蒸干后得到的固体只是NaCl,由Cl-离子守恒,可据所用盐酸中的Cl-进行换算:HCl~NaCl

36.5g 58.5g

29.2g x

x=4.68g

其质量为4.68g。

解答:(1)不缺能由于蒸干后固体只是NaCl其中的Cl-全由HCl提供与所用盐酸中的HCl的Cl-量相等,据此可求得蒸发后固体即NaCl的质量。

(2)将一定量的烧碱溶于水,再加入恰当的石灰水或Ba(OH)2溶液使杂质CO2-3转化为CaCO3沉淀。然后过滤,弃去滤渣,将滤液蒸干而得NaOH固体(注:蒸发水分后再加热使NaOH融熔,使水彻底蒸去,然后冷却,又得固体烧碱更好)。

点拨:遇到类似题目要设法找出隐蔽条件,可速解。另蒸发(2)中NaOH溶液时应注意在隔绝空气条件下进行,以防再吸收CO2等酸性气体。