钠及其化合物之间的转化模型探究

2024-10-19 00:00:00杨晓峰
数理化解题研究·高中版 2024年9期

摘要:在当前的科技发展和生产实践中,对钠及其化合物的研究具有重要意义.本文通过实验探究,让学生通过观察实验现象,推导出钠及其化合物

的性质,并掌握其转化模型.在实验中,要求学生掌握实验原

理和操作方法.通过深入探究钠及其化合物之间的转化模型,有助于提高学生对化学反应原理的理解,以及分析和解决实际问题的能力.

关键词:钠;化合物;转化模型

中图分类号:G632文献标识码:A文章编号:1008-0333(2024)25-0119-03

收稿日期:2024-06-05

作者简介:杨晓峰(1981.2—),男,甘肃省静宁人,硕士,中学一级教师,从事高中化学教学研究.

钠及其化合物之间的转化模型探究常常以“复杂体系—反应路径”的形式进行考查,如图1所示的“价类图”,由于转化过程较多,因此试题难度较大.该类试题以化学反应原理为基础,以结合信息进行相应内容推理为辅,重点考查钠及其化合物在反应过程中的性质变化、物质变化,有利于培养学生分析问题、解决问题的能力,重点考查学生“宏观辨识与微观探析”的核心素养.

1钠单质的性质及其反应

钠是一种典型的活泼金属,其单质的性质与反应涉及多种化学变化和物理变化.首先,钠与水的反应是其最为典型和重要的性质之一(见例1).

除了水,钠还与酸发生置换反应,生成相应的盐和氢气.这进一步表现了钠的还原性和金属性质.钠也能与氧气反应,形成氧化钠.在加热条件下还可以生成过氧化钠,这是一种非常剧烈的反应,常常伴随着火花和火焰的产生,因为钠在氧气中燃烧,这一反应凸显了钠的高活性和易燃性[1].

物理性质方面,钠是一种固体,具有较低的密度和较低的熔点,故钠在温和条件下可以很容易地变成液态,这使得它在工业中的应用非常广泛.此外,钠的焰色反应也是其重要性质之一,通过在钠盐中加入热源,可以产生特定的光谱颜色,用于分析化学中的定性分析和检测.

例1在探究金属钠与水反应(如图2所示)的实验过程中,某课外小组同学记录了如下实验现象和实验结论:

点评本题考查钠的性质,题目难度中等,注意掌握金属钠的化学性质及反应现象,能够根据实验现象得出正确结论,从而得出钠的性质.

2钠的氧化物及其转化

钠的氧化物是化学中的重要组成部分,主要包括过氧化钠和氧化钠.过氧化钠是一种强碱性物质,它的碱性体现在与水反应生成氢氧化钠的过程中,该反应还会释放出氧气,在反应中过氧化钠

既作氧化剂又作还原剂.值得注意的是,过氧化钠也具有氧化性和漂白性.在一些工业应用中,过氧化钠被用作漂白剂和氧化剂,因为它能有效分解有机物质和氧化金属离子,故过氧化钠还可以用于水处理和环境保护,以去除有机废物.与之相比,氧化钠主要是碱性氧化物的性质,在金属生产、玻璃制造等工业制造中具有广泛的应用.

例2过氧化钠是一种淡黄色固体,在潜水艇中用作制氧剂,供人类呼吸之用.某学生为了验证这一实验,以足量的大理石、足量的盐酸和1.95 g过氧化钠样品为原料,制取O,设计出实验装置(如图3所示):

点评本题考查了钠及其化合物的性质,难度不大,注意掌握离子方程式的书写规则和实验装置图的组合原理[2].

3两种主要钠盐的鉴别与除杂

高中化学中,钠盐的考查重点在于理解钠离子与不同阴离子结合形成的盐类,如氯化钠、硫酸钠、碳酸钠等.学生需要掌握钠盐的溶解性规律、离子反应以及钠盐在溶液中的酸碱性质.同时,还需了解钠盐在食品、医药、工业等领域的应用,以及钠盐的制备方法和性质等特点.

点评高中化学钠盐的鉴别和除杂为常考点,学生需要熟练掌握NaHCO3与Na2CO3的鉴别方法和除杂方式,如表3和图4所示.

4结束语

综上所述,钠及其化合物之间的转化模型探究涉及多种多样的反应路径和物质变化,灵活掌握钠及其化合物的性质变化、反应条件,熟悉各种实验现象和反应机制,提高自身的学习能力及问题分析能力,是解答此类试题的关键.

参考文献:

[1]黄建军.融多元教学法,发展化学学科核心素养:以“钠及其化合物”一课为例 [J].新课程,2024(03):49-51.

[2] 尹丽凤.三个版本化学教材关于元素化合物内容的分析比较研究[D].济南:山东师范大学,2021.

[责任编辑:季春阳]