資源簡介

(共32張PPT)
第3課時　碳酸鈉和碳酸氫鈉　焰色試驗
第二章 海水中的重要元素—鈉和氯
第一節 鈉及其化合物
核心素養學習目標
1.基于實驗探究認識Na2CO3、NaHCO3的相關性質，理解并掌握Na2CO3、NaHCO3相互轉化的途徑，培養科學探究意識(重、難點)。
2.了解焰色試驗的操作和原理，并能作出解釋。
3.通過閱讀科學史話《侯德榜和侯氏制堿法》，認識化學在純堿生產中的貢獻，增強實驗探究與創新意識，提升科學精神與社會責任感。
【問題1】發酵粉或食用面堿主要成分是什么
碳酸氫鈉和酒石酸
碳酸鈉
情 境 引 入
【問題2】我們應該用什么方法來學習這兩種物質呢？
表格比較法、實驗探究法
步驟 Na2CO3 NaHCO3
①加入幾滴水
②加5 mL水
③加1～2滴酚酞溶液
初步結論
白色粉末，加H2O 結塊成晶體，放熱
細小白色晶體，加H2O部分溶解，伴隨著吸熱現象
振蕩長時間后可溶解
振蕩長時間后，仍有固體殘余
溶液變紅
微紅
加水部分溶解，溶液堿性比Na2CO3的弱
加水先變成含結晶水的晶體，溶液堿性比NaHCO3的強
碳酸鈉、碳酸氫鈉均易溶于水，水溶液均呈堿性，但Na2CO3的溶解度更大，堿性更強。
任務一 Na2CO3、NaHCO3性質探究
【實驗2-4】在兩支試管中分別加入少量Na2CO3和NaHCO3（各約1g）,完成下列實驗。
(1)Na2CO3、NaHCO3溶解性及水溶液酸堿性的探究
Na2CO3粉末遇水生成碳酸鈉晶體(Na2CO3·xH2O)，且在干燥空氣中失去結晶水變成碳酸鈉粉末，那么鈉露置在空氣中，最終會完全轉變成什么？
最終完全轉變為Na2CO3粉末
(風化是化學變化)
任務一 Na2CO3、NaHCO3性質探究
【交流研討1】
2NaHCO3==Na2CO3+H2O+CO2↑
△
實驗操作 實驗現象 實驗結論


【實驗探究2】(2)Na2CO3、NaHCO3熱穩定性的探究
澄清石灰水不變渾濁
Na2CO3很穩定，受熱不易分解
澄清石灰水變渾濁
NaHCO3不穩定，受熱易分解
任務一 Na2CO3、NaHCO3性質探究
【實驗2-5】分別加熱Na2CO3、NaHCO3，觀察現象
用套管實驗裝置可以更好地比較Na2CO3和
NaHCO3的熱穩定性，其中小試管內有沾有
無水硫酸銅粉末的棉花球，實驗裝置如圖。
(1)實驗時，小試管內棉花球上的無水硫酸銅由白色變為藍色，說明NaHCO3受熱分解生成了___，燒杯B中澄清石灰水變渾濁，說明NaHCO3受熱分解生成了___。
(2)實驗時，燒杯A中澄清石灰水不變渾濁，而燒杯B中澄清石灰水變渾濁，由此可得熱穩定性：Na2CO3______(填“>”或“<”)NaHCO3。
(3)若兩試管內盛裝的物質顛倒放置，還能否較好的比較二者熱穩定性？
H2O
CO2
>
不能
任務一 Na2CO3、NaHCO3性質探究
【交流研討2】
【實驗改進】
操作簡便、節約原料
好處
現象連續、易于對比
減少污染
為什么把碳酸氫鈉放在小試管里？放在大試管里可以么？
不可以，把碳酸氫鈉放在小試管里可以增強說服力，如果把碳酸氫鈉放在大試管里、碳酸鈉放在小試管里，實驗結果無說服力，會讓人產生疑問：是由于碳酸鈉受熱不夠而無法分解。
任務一 Na2CO3、NaHCO3性質探究
【思考】
【實驗探究3】(3)Na2CO3和NaHCO3與稀鹽酸反應的探究（選用）
實驗操作：
實驗現象及結論：
兩支試管都產生無色氣泡，氣球膨脹，加NaHCO3的氣泡產生得更快，氣球更大。
Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl
NaHCO3+HCl ===NaCl+H2O+CO2↑
+ 2H+ === H2O + CO2↑
+ H+ === H2O + CO2↑
任務一 Na2CO3、NaHCO3性質探究
實驗步驟:
在兩支試管中分別加入3 mL同一稀鹽酸，將兩個分別裝有0.3 g Na2CO3和0.3 g NaHCO3固體的小氣球套在兩支試管口，將氣球內固體同時倒入試管中，觀察現象
某課外小組在實驗中，將鹽酸滴加到碳酸鈉溶液中，開始無氣泡產生，一段時間后產生氣泡。試分析其原因。
任務一 Na2CO3、NaHCO3性質探究
【交流研討3】
碳酸鈉
碳酸氫鈉
碳酸鈉
二氧化碳
碳酸氫鈉
HCl
HCl
HCl
碳酸氫鈉一步直達，反應更快有氣泡產生
任務一 Na2CO3、NaHCO3性質探究
【交流研討4】從物質分類的視角分析，NaHCO3為酸式鹽，還能與堿反應，試寫出NaHCO3分別與①NaOH溶液、②Ca(OH)2溶液反應的離子方程式。（選用）
②Ca(OH)2 溶液 沉淀， ____________________ Ca(OH)2少量：_________________
；
Ca(OH)2過量：____________________
_____________________
③CaCl2 溶液 沉淀， _____________________
白色
Ca2＋＋2OH－＋
===CaCO3↓＋H2O
白色
無明顯現象，不反應
無明顯現象，
無明顯現象，不反應
Na2CO3 NaHCO3
①NaOH溶液
2.重要用途
(1)碳酸鈉：紡織、制皂、造紙、制玻璃、食用堿或工業用堿等。
(2)碳酸氫鈉：發酵粉、胃酸中和劑、食用堿或工業用堿等。
任務一 Na2CO3、NaHCO3性質探究
紡織
制皂
造紙
制玻璃
Na2CO3
Na HCO3
制藥
培制糕點
【問題3】Na2CO3、NaHCO3有哪些用途？
碳酸鈉 碳酸氫鈉
化學式
俗稱
水溶性
溶液酸堿性
熱穩定性
與鹽酸反應
Na2CO3
NaHCO3
純堿、蘇打
小蘇打
易溶于水
可溶于水
堿 性
堿 性
加熱不分解
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
△
==
Na2CO3+HCl==NaHCO3+NaCl
NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑
速率：NaHCO3>Na2CO3
NaHCO3+HCl ==NaCl+H2O+CO2↑
歸納小結： Na2CO3、NaHCO3性質及用途比較
碳酸鈉 碳酸氫鈉
與CO2反應
與CaCl2溶液反應
用 途
相互轉化 Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3
不反應
Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH
量不同時產物不同，但均有沉淀產生
Na2CO3+CaCl2==CaCO3↓+2NaCl
不反應
玻璃、制皂、造紙、紡織等工業
制藥、焙制糕點
Na2CO3 NaHCO3
酸或CO2和水
堿或Δ
與Ca(OH)2溶液反應
歸納小結： Na2CO3、NaHCO3性質及用途比較
1.下列離子方程式書寫正確的是
√
+ H+ === H2O + CO2↑
Ba2+＋2OH－＋2===BaCO3↓＋＋2H2O
Ca2+＋OH－＋ ===CaCO3↓＋H2O
評 價 練 習
2.某校化學課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體，
用不同的方法做了以下實驗，如圖所示：
(1)只根據圖Ⅰ所示實驗，不能夠達到實驗目的的原因是___________________________________________
_________________________。
(2)圖Ⅱ、Ⅲ所示實驗均能鑒別這兩種物質，其反應
的化學方程式為_______________________________
__________________________________。
(3)若用實驗Ⅱ驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩定性，
則試管B中裝入的固體最好是_________(填化學式)。
Na2CO3和NaHCO3均可以與鹽酸反應產生CO2，均可使澄清石灰水變渾濁
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
NaHCO3
評 價 練 習
大家知道節日燃放的五彩繽紛的煙花是怎么來的嗎？
情 境 引 入
我們在炒菜的時候，偶有食鹽濺在煤氣火焰上，火焰呈 。
黃色
鈉燃燒時，火焰呈 。
黃色
1. 焰色試驗
定義：金屬或其化合物灼燒時火焰呈現出特征顏色，可定性分析試樣所含金屬元素。
注意　焰色試驗是元素的物理性質，該鑒別物質的方法屬于物理方法。
2. 實驗操作
“洗”
“燒”
“蘸”
“燒”
——鉑絲(或光潔無銹鐵絲)用鹽酸洗凈
——在外焰上燒至與原來火焰顏色相同
——在外焰上灼燒，觀察火焰顏色相同
任務二 認識焰色試驗的操作和原理
【實驗2-6】：
3.現象：灼燒Na2CO3溶液時，火焰呈黃色；當灼燒K2CO3溶液時，透過藍色鈷玻璃可觀察到火焰呈紫色。
4.結論：鈉元素的焰色為黃色，鉀元素的焰色為紫色。
任務二 認識焰色試驗的操作和原理
鹽酸沸點比硫酸低，加熱時易揮發無殘留。鉑絲或鐵絲做焰色試驗時沒有顏色，而銅在灼燒時有綠色的焰色。
【交流研討2】利用焰色試驗檢驗鉀元素時，為什么要透過藍色鈷玻璃進行觀察？
因為含有鉀元素的物質中往往會混有少量的鈉元素，灼燒時，鈉元素的黃色光會掩蓋鉀元素的紫色光，透過藍色鈷玻璃可以濾去黃色光，便于觀察到鉀元素的紫色光。
任務二 認識焰色試驗的操作和原理
【交流研討1】為什么用鹽酸洗滌鉑絲或鐵絲而不用硫酸？為什么用鉑絲或鐵絲等蘸取試劑做焰色試驗，而不采用銅絲？
5. 一些金屬元素的焰色
金屬元素 鋰 鈉 鉀 銣 鈣 鍶 鋇 銅
焰色 紫紅色 黃色 紫色 紫色 磚紅色 洋紅色 黃綠色 綠色
紫紅色 黃色 紫色 磚紅色 洋紅色 黃綠色 綠色
透過藍色鈷玻璃
任務二 認識焰色試驗的操作和原理
1.焰色反應是金屬元素的性質，可以是游離態（單質），也可以是化合態（化合物），如Na和NaCl、Na2CO3等焰色反應都為黃色;金屬的化合物無論是溶液還是固體，其焰色相同。
2.并非所有金屬元素都能發生焰色反應，如Fe、Al、Pt等金屬元素均不發生焰色反應，故可用鉑絲或鐵絲來蘸取待檢溶液做焰色反應。
注意事項：
任務二 認識焰色試驗的操作和原理
3.利用焰色反應可以檢驗某些用常規化學方法不能鑒別的金屬元素（主要是鈉和鉀）。
4.將鉑絲或鐵絲用鹽酸洗凈后放在火焰上灼燒至與原火焰顏色相同，是為了除去上面沾有的雜質。
6.應用
(1)檢驗金屬元素的存在，如鑒別NaCl和KCl溶液。
(2)利用焰色試驗制節日煙花。
任務二 認識焰色試驗的操作和原理
1. 判斷正誤
(1)焰色試驗是物質在灼燒時發生了化學反應而呈現不同的焰色
(2)焰色試驗的鉑絲可用稀硫酸洗凈
(3)可利用焰色試驗來鑒別Na2CO3溶液和K2CO3溶液
(4)用潔凈的鉑絲蘸取某溶液在火焰上灼燒，火焰呈黃色，則該溶液一定不含有鉀鹽
×
√
×
×
評 價 練 習
2.用焰色試驗檢驗K＋時的操作有：①蘸取待測液；②置于酒精燈火焰上灼燒；③透過藍色鈷玻璃觀察；④用稀鹽酸洗凈鉑絲。
正確的操作順序為
A.①②③④ B.④②①②③
C.④①② D.①③②④
√
操作步驟：洗、燒、蘸、燒、觀
注意：檢驗 K＋時必須透過藍色鈷玻璃觀察，以濾去黃光。
評 價 練 習
3.節日燃放的煙花利用了“焰色試驗”的原理。下列說法正確的是
A.焰色試驗屬于化學變化
B.NaCl與Na2CO3灼燒時火焰顏色相同
C.某樣品的焰色為黃色，則該樣品僅含有鈉元素
D.焰色試驗時金屬絲應用硫酸清洗并在外焰上灼燒至沒有顏色，
再蘸取樣品灼燒
√
物理變化
用鹽酸清洗，硫酸是難揮發性酸，會殘留痕跡
一定含鈉元素，不透過藍色鈷玻璃觀察不能確定是否含有鉀元素
評 價 練 習
學習小結
目標一 碳酸鈉和碳酸氫鈉
碳酸鈉和碳酸氫鈉 焰色試驗
目標二 焰色試驗
1. Na2CO3、NaHCO3性質探究
1. 定義
2. Na2CO3、NaHCO3的應用
2. 實驗操作
3. 一些金屬元素的焰色
1. 某些物理性質
2. 熱穩定性
3. 與鈣鹽、鋇鹽等反應
4. 與某些堿的反應
5. 與鹽酸的反應
歸納總結
一、知識層面
二、方法層面
比較學習法、實驗探究法
我的收獲
1.(2023·桂林高一檢測)在做面包、蛋糕等面食點心時需要加入一定量的發酵粉，下列物質是發酵粉的主要成分之一的是
A.氯化鈉 B.碳酸鈉 C.硫酸鈉 D.碳酸氫鈉
√
2.(2022·浙江溫州高一期中)下列敘述錯誤的是
A.碳酸鈉俗稱純堿是因其水溶液呈堿性
B.向Na2CO3固體中加幾滴水，Na2CO3 凝結成塊并伴隨吸熱現象
C.Na、Na2O、NaOH長期放置在空氣中，最終都變成Na2CO3
D.保持溫度不變，向Na2CO3飽和溶液中通入過量的CO2，有NaHCO3晶體析出
√
放熱
評 價 練 習
3.下列有關Na2CO3和NaHCO3的比較錯誤的是
A.相同條件下，在水中的溶解度：Na2CO3>NaHCO3
B.相同條件下，溶液的堿性：Na2CO3>NaHCO3
C.Na2CO3和NaHCO3都能和酸作用，均不能和堿作用
D.相同質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉分別與足量的鹽酸反應，放出氣體的量：
Na2CO3＜NaHCO3
√
NaHCO3能與堿反應
Na2CO3——CO2 NaHCO3——CO2
106 g 44 g 84 g 44 g
評 價 練 習
4.(2022·昆明高一檢測)焰色試驗過程中鉑絲的清洗
和灼燒與鉀焰色的觀察兩項操作如圖所示：
下列敘述不正確的是
A.每次實驗中都要先將鉑絲灼燒到與原來火焰顏色相同，再蘸取被檢驗物質
B.焰色試驗鑒別鉀需透過藍色鈷玻璃觀察
C.實驗時最好選擇本身顏色較深的火焰
D.沒有鉑絲可用無銹鐵絲代替進行實驗
√
選本身顏色較淺的火焰，減少干擾
評 價 練 習
5.碳酸鈉和碳酸氫鈉是生活中常見的物質。請回答下列問題：
(1)碳酸氫鈉的化學式是___________，俗稱_______，其水溶液顯_____(填“酸”“堿”或“中”)性。
(2)碳酸氫鈉可治療胃酸(0.2%～0.4%的鹽酸)過多，反應的離子方程式為
_________________________。
(3)除去碳酸鈉固體中碳酸氫鈉的反應的化學方程式為
_____________________________________。
NaHCO3
小蘇打
堿
2NaHCO3===Na2CO3+H2O+CO2↑
△
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