資源簡介

(共69張PPT)
第二章 海水中的重要元素
—鈉和氯
第一節 鈉及其化合物
課時3 碳酸鈉和碳酸氫鈉 焰色試驗
學習目標
通過Na2CO3、NaHCO3的水溶性和穩定性的實驗探究，掌握兩種鈉鹽性質上的異同點及二者之間的相互轉化關系，培養證據推理與模型認知、科學探究與創新意識的化學核心素養
01
通過學習碳酸鈉和碳酸鉀焰色試驗，知道焰色試驗的操作方法，掌握鈉、鉀及其化合物的檢驗方法，了解焰色試驗在生產和生活中的應用，感受化學的魅力
02
通過對碳酸鈉和碳酸氫鈉性質的深入探究，能以碳酸鈉和碳酸氫鈉知識的學習為線索，運用控制變量法、定性與定量相結合設計簡單的實驗方案，認識碳酸鹽和碳酸氫鹽的性質，初步形成物質轉化可通過條件控制實現的化學觀念
03
通過純堿有關的化學史學習，感受化學工業發展中技術進步的重要性，體會建設生態文明的意義，培養培養愛國情懷及科學態度與社會責任的化學核心素養
04
在面粉發酵或油條制作時常常用到純堿或小蘇打，你知道純堿、小蘇打的成分是什么嗎？
01
碳酸鈉和碳酸氫鈉
碳酸鈉和碳酸氫鈉
碳酸鈉和碳酸氫鈉
碳酸鈉和碳酸氫鈉
實驗探究：碳酸鈉、碳酸氫鈉的水溶性及酸堿性的實驗探究
探究一：在兩支試管中分別加入少量Na2CO3和NaHCO3(各約1g)，完成下列實驗，并將實驗現象和相應的結論填入下表
實驗操作 Na2CO3 NaHCO3
(1)觀察Na2CO3和NaHCO3的外觀并進行描述
(2)向以上兩支試管中分別滴入幾滴水，振蕩，觀察現象；將溫度計分別插入其中，溫度計的示數有何變化
(3)繼續向(2)的試管中分別加入5 mL水，用力振蕩，有何現象
(4)分別向(3)所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液，有何現象
碳酸鈉和碳酸氫鈉
碳酸鈉和碳酸氫鈉
碳酸鈉、碳酸氫鈉的水溶性及酸堿性的實驗探究
實驗操作 Na2CO3 NaHCO3
(1)觀察Na2CO3和NaHCO3的外觀并進行描述
(2)向以上兩支試管中分別滴入幾滴水，振蕩，觀察現象；將溫度計分別插入其中，溫度計的示數有何變化
(3)繼續向(2)的試管中分別加入5 mL水，用力振蕩，有何現象
(4)分別向(3)所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液，有何現象
細小的白色晶體
白色粉末
加水后_____________，溫度計示數_____
加水后____________，溫度計示數_____
振蕩一段時間后可溶解
固體量減少
溶液_____，
溶液堿性較強
溶液_______，
溶液堿性較弱
結塊變成晶體
升高
部分溶解
降低
變紅
變淺紅
碳酸鈉和碳酸氫鈉
觀察樣品，結合上述實驗，比較碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質，聯系生活實際，說出你所知道的它們的用途，填寫下表內容。
名稱 碳酸鈉 碳酸氫鈉
化學式
俗名
顏色、狀態
水溶性
用途 去除油污、制肥皂、造紙、制玻璃、食用堿的主要成分 制藥（治療胃酸過多）、配制糕點
Na2CO3 NaHCO3
純堿或蘇打 小蘇打
白色粉末 細小白色晶體
易溶于水 水中易溶，但比Na2CO3的溶解度小
碳酸鈉和碳酸氫鈉
問題探究：金屬鈉長期暴露于空氣中，最終生成的什么物質？寫出核心化學方程式。
①金屬鈉長期露置于空氣中最終完全轉變為Na2CO3粉末，此過程中的主要變化與
現象有：
②發生的主要變化的化學方程式為：4Na＋O2==2Na2O；Na2O＋H2O==2NaOH；
2NaOH＋CO2==Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋10H2O==Na2CO3·10H2O；
Na2CO3·10H2O==Na2CO3＋10H2O。
Na2O
NaOH
潮解
Na2CO3
碳酸鈉和碳酸氫鈉
【典例1】現有一塊金屬鈉露置于空氣中一段時間，為檢驗該固體是否
部分變質為碳酸鈉，先將固體樣品溶解于水得到溶液，并采取下列措施，
其中可以實現實驗目的的是(　　)
A．測所得溶液的pH
B．取溶液少量，向其中滴入酚酞觀察溶液是否變紅
C．取溶液少量，向其中加入鹽酸觀察是否有氣泡產生
D．取溶液少量，向其中加入CuSO4溶液，觀察是否有沉淀產生
C
碳酸鈉和碳酸氫鈉
【解析】將固體變質，得到Na2CO3和NaOH的澄清溶液．碳酸鈉和氫氧化鈉溶液都呈堿性，且即使有碳酸鈉，碳酸鈉的量很少，幾乎不影響溶液pH，A錯誤；碳酸鈉和氫氧化鈉溶液都呈堿性，都能使酚酞試液變紅色，B錯誤；氫氧根離子和氫離子反應生成水，碳酸根離子和氫離子反應生成二氧化碳氣體，如果有碳酸鈉，則能生成氣體，C正確；氫氧根離子和碳酸根離子都和銅離子生成藍色沉淀，現象相同，D錯誤。
碳酸鈉和碳酸氫鈉
實驗探究：碳酸鈉、碳酸氫鈉熱穩定性的實驗探究
探究二：如圖，分別加熱Na2CO3和NaHCO3 ，觀察現象，比較Na2CO3和NaHCO3的熱穩定性。
碳酸鈉和碳酸氫鈉
碳酸鈉和碳酸氫鈉
實驗操作 實驗現象 實驗結論
澄清石灰水 _________ _______________________________
澄清石灰水 _______ _______________________________________
化學方程式：
________________________________________
不變渾濁
Na2CO3很穩定，
受熱不易發生分解
變渾濁
NaHCO3不穩定，受熱容易分解
2NaHCO3====Na2CO3＋CO2↑＋H2O
加熱
碳酸鈉和碳酸氫鈉
問題探究：實驗過程中，若通入二氧化碳時間較長，發現澄清的石灰水先變渾濁然后又變清，你知道為什么嗎？ 若將澄清石灰水換成飽和碳酸鈉，又會有什么現象呢？
①通入二氧化碳時間較長，澄清的石灰水先變渾濁然后又變清，原因是二氧化
碳與澄清的石灰水先生成難溶的CaCO3沉淀，繼續通二氧化化碳，又生成可溶
性的Ca(HCO3)2。化學方程式：
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O、CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 。
②若將澄清石灰水換成飽和碳酸鈉，發生反應：Na2CO3 + CO2 + H2O =2NaHCO3↓,由于反應要消耗水，生成NaHCO3的質量大于Na2CO3 ，同時NaHCO3溶解度又小于Na2CO3，所以會生成NaHCO3沉淀。
碳酸鈉和碳酸氫鈉
問題探究：依據碳酸氫鈉的性質，思考饅頭制作過程中加入碳酸氫鈉作膨松劑原理是什么？油炸面拖黃魚、鮮蝦、雞排或排骨時,在面粉糊里和上一點小蘇打,吃起來又松又脆。你知道其中的道理嗎
①利用NaHCO3受熱分解產生CO2使饅頭松軟，但NaHCO3受熱分解生成的Na2CO3或可能剩余的NaHCO3使饅頭發黃，并略帶堿味。
②酵頭發酵后生成少量CO2和酸性物質，利用NaHCO3與酸的反應，可調節面團
酸度。
③同理，油炸面拖黃魚、鮮蝦、雞排或排骨時,在面粉糊里和上一點小蘇打,是因為小蘇打受熱后分解,會產生大量的二氧化碳氣體,使油炸面糊里留下許多氣孔，吃起來又松又脆。
碳酸鈉和碳酸氫鈉
【典例1】下列有關物質的性質與用途有對應性且說法均正確的是（ ）
A．蘇打易溶于水，可用于去除物品表面的油污
B．小蘇打受熱易分解，可用于制胃酸中和劑
C．小蘇打受熱分解時生成二氧化碳氣體，可用于制作膨松劑
D．鹽堿地（含較多Na2CO3等）不利于作物生長，可施加熟石灰進行
改良
C
碳酸鈉和碳酸氫鈉
【解析】A．碳酸鈉俗稱蘇打，水溶液呈堿性，可用于去除物品表面的油污，與其易溶于水無關，A錯誤；B．碳酸氫鈉俗稱小蘇打，受熱易分解，但可用于制胃酸中和劑，利用的是碳酸氫鈉能與鹽酸反應，B錯誤；C．碳酸氫鈉俗稱小蘇打，受熱易分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，可用于制作膨松劑，C正確；D．Na2CO3與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和氫氧化鈉，會加重土壤堿性，D錯誤；答案選C。
碳酸鈉和碳酸氫鈉
【典例2】現將Na2O2與過量NaHCO3混合固體在密閉容器中充分加熱
反應(已知:2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O),排出氣體后最終剩余固體是（ ）
A．NaOH和Na2O2 B．NaOH和Na2CO3
C．Na2CO3 D．Na2O2
【解析】加熱時，2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O，生成的CO2、H2O都能與Na2O2發生反應，2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2，但由于2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，所以當Na2O2不足量時，我們只考慮CO2與Na2O2的反應，因此，最終所得的固體產物為Na2CO3。故選C。
C
碳酸鈉和碳酸氫鈉
裝置
步驟 ①在兩個試管中加入約50ml同濃度的鹽酸；②在氣球中加入等質量（約2克）Na2CO3、NaHCO3固體；③同時提起氣球，讓球中固體全部落入試管中；④將氣球中的氣體分別通入澄清石灰水中。
物質 Na2CO3 NaHCO3
現象
原理
結論
①立即發生反應產生氣泡；
②反應劇烈，氣球脹大。
①立即發生反應產生氣泡；
②反應更劇烈，氣球膨脹更大。
CO32-＋2H+ = H2O＋CO2↑
HCO3-＋H+ = H2O＋CO2↑
①碳酸鈉與碳酸氫鈉均能與鹽酸反應，產生CO2氣體；②相同條件下，碳酸氫鈉與鹽酸的反應比碳酸鈉的反應劇烈；③相同質量的Na2CO3和NaHCO3分別與足量的鹽酸完全反應，NaHCO3產生的氣體更多。
碳酸鈉和碳酸氫鈉
問題探究：Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分別與稀鹽酸互滴，現象各有何不同？請分析其中的原理。
①向鹽酸中逐滴加入Na2CO3溶液(開始時酸過量)：立即產生大量的氣泡，反應
為Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋CO2↑＋H2O。離子方程式：CO32-+2H+= H2O+CO2↑。
②鹽酸逐滴加入到NaHCO3溶液和NaHCO3溶液逐滴加入到稀鹽酸中，現象相同，均會立即有無色氣體放出。離子方程式：HCO3-+H+=H2O+CO2↑。
碳酸鈉和碳酸氫鈉
③向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸(開始時酸不足)：剛開始無氣泡產生，鹽酸滴
加到一定量后，有氣泡產生。反應為Na2CO3＋HCl＝NaHCO3＋NaCl、NaHCO3＋HCl＝NaCl＋CO2↑＋H2O。離子方程式：CO32-+H+=HCO3-(無明顯現象)、HCO3-+H+=H2O+CO2↑ (無色氣體放出)
④因此，可以用互滴法鑒別鹽酸和碳酸鈉兩種無色溶液。
碳酸鈉和碳酸氫鈉
【典例1】有A、B兩個完全相同的裝置，某學生分別在它們的側管中裝入1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3，A、B中分別有10 mL相同濃度的鹽酸，將兩個側管中的物質同時倒入各自的試管中，下列敘述正確的是 ( )
A．B裝置的氣球膨脹的體積大
B．最終兩試管中NaCl的質量一定相同
C．若最終兩氣球體積不同，則加入Na2CO3的試管中鹽酸已經消耗完
D．若最終兩氣球體積相同，則可能加入兩只試管中鹽酸都已經消耗完
D
【解析】A，不一定，兩個氣球可能一樣大B、這個得看反應程度，有可能出現其中一種物質反應完，另一種沒反應完的情況 C、體積不同肯定是NaHCO3先消耗完，而且碳酸氫鈉產生的氣體更多。D、這個有可能確實是的。
碳酸鈉和碳酸氫鈉
【典例2】下列兩種物質相互作用，反應條件或者反應物用量改變，不會引起產物種類改變的是 ( )
A．Na和O2 B．NaOH和CO2
C．Fe和Cl2 D．HCl和Na2CO3
【解析】常溫下生成氧化鈉，點燃或加熱生成過氧化鈉，4Na+O2=2Na2O、2Na+O2 Na2O2 ，反應溫度不同其產物不同，故A不符合題意； 氫氧化鈉與二氧化碳反應，二氧化碳不足時生成碳酸鈉，二氧化碳過量時生成碳酸氫鈉， 故B不符合題意；氯氣具有較強的氧化性，鐵和氯氣反應只生成氯化鐵，故C符合題意；在Na2CO3溶液中滴加稀鹽酸，若鹽酸少量產物為NaHCO3和NaCl，鹽酸過量產物為NaCl、H2O和CO2 ， 故D不符合題意。
C
碳酸鈉和碳酸氫鈉
碳酸鹽和碳酸氫鹽與堿的反應
討論交流：將NaOH溶液分別滴加到Na2CO3和NaHCO3溶液中有何現象？能反應嗎？若將NaOH溶液滴加到Ca(HCO3)2溶液呢？
①NaOH溶液分別滴加到Na2CO3和NaHCO3溶液中均沒有明顯現象。
②NaOH溶液與Na2CO3溶液不反應，NaOH溶液與NaHCO3溶液反應。化學方程式：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，離子方程式：OH-+HCO3－==CO32－+H2O。
碳酸鈉和碳酸氫鈉
③NaOH溶液滴加到Ca(HCO3)2溶液，有白色沉淀生成。化學方程式：
Ca(HCO3)2＋2NaOH===CaCO3↓＋Na2CO3+H2O,離子方程式：Ca2+ + OH－+HCO3- = CaCO3↓+H2O(堿過量)或
Ca2++ 2OH- + 2HCO3- = CaCO3↓+CO32-+2H2O(堿不足)。
④碳酸氫鹽與堿溶液反應的實質是HCO3－與OH－反應生成CO32－，CO32－
有可能發生后續反應，如NaHCO3與Ca(OH)2溶液反應可以生成白色沉淀CaCO3。
碳酸鈉和碳酸氫鈉
歸納總結：碳酸鈉與碳酸氫鈉的化學性質，請舉例完成下表內容。
物質 Na2CO3（純堿或蘇打） NaHCO3（小蘇打）
與鹽反應
與堿反應 NaOH
Ca(OH)2 Ca(OH)2少量：
Ca(OH)2過量：
Na2CO3＋CaCl2＝CaCO3↓＋2NaCl
2NaHCO3＋CaCl2＝CaCO3↓＋CO2↑＋2NaCl＋H2O
不反應
NaHCO3＋NaOH＝Na2CO3＋H2O
Na2CO3＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋2NaOH
2NaHCO3＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O
NaHCO3＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋NaOH＋H2O
物質 Na2CO3（純堿或蘇打） NaHCO3（小蘇打）
與酸反應 鹽酸過量： 鹽酸少量：
與CO2反應
熱穩定性
相互轉化
用途
Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋CO2↑＋H2O
Na2CO3＋HCl＝NaHCO3＋NaCl
Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3
穩定
制玻璃、造紙、洗滌劑
發酵粉、滅火劑、治胃酸過多
不反應
NaHCO3＋HCl＝NaCl＋ CO2↑＋H2O
2NaHCO3 Na2CO3＋
CO2↑＋H2O
碳酸鈉和碳酸氫鈉
問題1：試著利用圖像粗略描述上述兩種情況，Ⅰ.向Na2CO3溶液中逐滴滴入鹽酸，Ⅱ.向鹽酸中逐滴滴入Na2CO3溶液。
答案：　
碳酸鈉和碳酸氫鈉
問題2：能否用加Ba(OH)2的方法鑒別Na2CO3、NaHCO3溶液？試用離子方程式說明原因。
不能鑒別均，有白色沉淀。
碳酸鈉和碳酸氫鈉
【典例1】下列離子方程式正確的是（ ）
A．過量石灰水與少量碳酸氫鈉溶液反應：
HCO3－＋Ca2＋＋OH-=CaCO3↓＋H2O
B．向沸水中滴加飽和的FeCl3溶液制備Fe(OH)3膠體：
Fe3+＋3H2O(沸水) Fe(OH)3(膠體)+3H＋
C．氫氧化銅與稀硫酸反應：H＋＋OH-=H2O
D．碳酸氫鈉溶液中加入鹽酸：CO32－＋2H＋=CO2↑＋H2O
AB
碳酸鈉和碳酸氫鈉
【解析】過量石灰水與少量碳酸氫鈉溶液反應，1個HCO3－消耗1個 OH-，生成1個 CO32－和1個水，1個CO32－再結合1個 Ca2＋生成1個CaCO3，故A正確； 向沸水中滴加飽和的FeCl3溶液制備Fe(OH)3膠體，故B正確；氫氧化銅難溶，應該用化學式表示，故C錯誤；弱酸的酸式酸根不能拆開：HCO3－＋H＋=CO2↑＋H2O，故D錯誤。
碳酸鈉和碳酸氫鈉
【典例2】以不同類別物質間的轉化為線索，認識鈉及其化合物。
下列分析不正確的是（ ）
A．反應①、②均屬于氧化還原反應
B．反應③表明CO2具有酸性氧化物的性質
C．反應④說明NaHCO3的穩定性強于Na2CO3
D．反應⑤、⑥可用于潛水艇中氧氣的供給
C
碳酸鈉和碳酸氫鈉
【解析】A項，反應①、②中Na轉化為Na的化合物，Na元素化合價由0價升高到＋1價，故屬于氧化還原反應，正確；B項，反應③對應反應為：CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O，符合酸性氧化物定義，故CO2為酸性氧化物，正確；C項，反應④為NaHCO3受熱分解生成Na2CO3，說明Na2CO3穩定性強于NaHCO3，錯誤；D項，反應⑤、⑥均有O2產生，可用于潛水艇中氧氣的供給，正確。
02
碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別及制備
碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別及制備
結合碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質，思考鑒別碳酸鈉與碳酸氫鈉有哪些方法，完成小表內容。
方法 依據 原理 結論
熱穩 定性
CaCl2、BaCl2的反應
CO32-＋Ca2＋==CaCO3↓，CO＋Ba2＋==
BaCO3↓；HCO3-與Ca2＋、Ba2＋不反應
2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O；Na2CO3受熱不易分解
加熱有氣體產生的是NaHCO3，無變化的是Na2CO3
有沉淀生成的是Na2CO3，無變化的是NaHCO3
碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別及制備
方法依據 原理 結論
鹽酸反應的劇烈程度
鹽酸逐滴加入時的現象
Na2CO3＋2HCl==2NaCl＋H2O＋CO2↑；NaHCO3＋HCl==NaCl＋H2O＋CO2↑
CO32-＋H＋==HCO3-；
HCO3-＋H＋==CO2↑＋H2O
生成氣體劇烈的是NaHCO3，相對不劇烈的是Na2CO3
逐滴加入鹽酸立即產生氣體的是NaHCO3，開始不產生氣體，滴加一會才產生氣體的是Na2CO3
碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別及制備
結合任務一歸納總結鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉又哪些方法？思考如何除去碳酸鈉中碳酸氫鈉和碳酸氫鈉中的碳酸鈉？
①碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別方法：
方法一：將固體溶于水，測溫度的變化，升高的是碳酸鈉、降低的是碳酸氫鈉；
方法二：將等質量的固體溶于等體積的水中，溶解度大的是碳酸鈉、小的是碳
酸氫鈉；
方法三：將固體分別置于試管加熱，如有水珠生成的是碳酸氫鈉或加熱后固體質量未變的是碳酸鈉、質量減小的是碳酸氫鈉。
碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別及制備
②碳酸鈉和碳酸氫鈉的常見三種除雜方法：
混合物 除雜方法 原理
Na2CO3固體(NaHCO3)
NaHCO3溶液(Na2CO3)
Na2CO3溶液(NaHCO3)
2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O；
加熱
通入足量
CO2氣體
加入適量NaOH溶液
CO2+Na2CO3+H2O==2NaHCO3
NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O
碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別及制備
【典例1】在課堂上老師出示了兩瓶失去標簽的Na2CO3和NaHCO3無色
飽和溶液,希望班里同學提出簡便的鑒別方法。該班同學踴躍提出方法,
其中不合理的是 (　　)
①取等量的溶液于兩支試管中,加熱,有氣泡產生的是NaHCO3飽和溶液
②取等量的溶液于兩支試管中,逐滴加入稀鹽酸,開始就有氣體放出的是NaHCO3飽和溶液
③取等量的溶液于兩支試管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3飽和溶液
④取等量的溶液于兩支試管中,滴加Ba(OH)2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3飽和溶液
A.①② B.①④ C.③④ D.②③
B
碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別及制備
【典例2】為除去括號內的雜質，所選用的試劑或方法錯誤的是( )
A．CO2氣體(HCl)：飽和NaHCO3溶液
B．Na2CO3固體(NaHCO3)：加熱至不再產生氣體
C．NaHCO3溶液(Na2CO3)：通過量CO2
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)：加入適量Ba(OH)2溶液，過濾
D
【解析】A項，二氧化碳與碳酸氫鈉不反應，氯化氫能與碳酸氫鈉反應生成二氧化碳，故A正確；B項，碳酸氫鈉加熱分解生成碳酸鈉，碳酸鈉受熱不分解，則加熱法可除雜，故B正確；C項，碳酸鈉溶液吸收二氧化碳轉化為碳酸氫鈉，則用二氧化碳能除去碳酸氫鈉溶液中的碳酸鈉，故C正確；D項，二者都與氫氧化鋇反應生成沉淀，主要物質也被除去了，故D錯誤；故選D。
碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別及制備
Na2CO3的制備—侯氏制堿法（意圖：純堿是一種重要的化工 原料，具有廣泛的用途。通過查閱資料，了解純堿的生產歷史，感受化學工業發展過程中技術進步的重要性，以及建設生態文明的意義。
路布蘭制堿法:1791年法國醫生路布蘭首先取得專利，以食鹽為原料，制得了純堿，稱為路布蘭制堿法。
制取原理與步驟:
①先使氯化鈉與硫酸反應，生成硫酸鈉：
②然后用焦炭還原硫酸鈉得硫化鈉：
③最后利用硫化鈉與石灰石的反應生產碳酸鈉：Na2S＋CaCO3=Na2CO3＋CaS。
2NaCl＋H2SO4 Na2SO4＋2HCl↑
Na2SO4＋4C Na2S＋4CO↑
碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別及制備
索爾維制堿法:1861年比利時工程師索爾維發明的純堿制法，是以食鹽(氯化鈉)、石灰石(經煅燒生成生石灰和二氧化碳)、氨氣為原料來制取純堿。
制取原理與步驟
①在飽和食鹽水中先通入氨氣，再通入二氧化碳，析出碳酸氫鈉：
NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl。
②過濾、洗滌、煅燒碳酸氫鈉晶體，得到純堿產品：
③氯化銨濾液與石灰乳混合加熱：
2NH4Cl＋Ca(OH)2 CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，反應產生的氨氣循環使用。
2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O，反應產生的二氧化碳循環使用。
碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別及制備
碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別及制備
侯氏制堿法，又稱聯合制堿法：
①原料：食鹽、氨氣、二氧化碳——合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣其反
應為C＋H2O(g) CO＋H2，CO＋H2O(g) CO2＋H2。
②反應原理：往飽和食鹽水中依次通入足量的NH3、CO2(氨堿法)，利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理，使NaHCO3從溶液中析出。過濾，碳酸氫鈉不穩定受熱易分解。 NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3、NH4HCO3＋NaCl(飽和)＝NaHCO3↓＋NH4Cl
總反應為：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl(飽和)＝NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑
碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別及制備
③工藝流程
④循環使用的物質：CO2、飽和食鹽水。
碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別及制備
討論交流：侯氏制堿法中，能否先通CO2后通NH3？.侯氏制堿法作為我國化學家對化學工業的巨大成就，具有哪些現實意義？
①不能。從氣體的溶解度考慮，CO2可溶于水而NH3極易溶于水。如先通過CO2
則產生的NaHCO3的量極少。
②符合現在提倡的“綠色化學要求，不產生無用的CaCl2，減少了對環境的污染。
③提高了原料（NaCl）的利用率，縮短了生產流程，降低了成本，提高了綜合經濟效益。
④將制堿技術發展到一個新的水平，贏得了國際化工界的高度評價。熱愛祖國、
自強不息和艱苦創業的精神，始終是后人學習的典范。
碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別及制備
【典例1】“侯氏制堿法”是將CO2通入含NH3的飽和NaCl溶液中，結晶，
過濾，加熱分解NaHCO3制得Na2CO3。實驗室模擬制取Na2CO3，使用的裝置能達到實驗目的的是（ ）
A．用圖1所示裝置制取CO2氣體
B．用圖2所示裝置除去CO2氣體中的HCl雜質
C．用圖3所示裝置從溶液中分離出NaHCO3固體
D．用圖4所示裝置加熱分解制取Na2CO3
C
碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別及制備
【典例2】1943年侯德榜發明聯合制堿法，其生產流程可簡要表示為
已知：NH3極易溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O可電離產生NH4+和OH-。 下列說法錯誤的是( )
A．純堿分類屬于鹽不屬于堿
B．流程中先通入CO2再通入NH3可達同樣效果
C．若實驗室進行第③步操作需要用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和
玻璃棒
D．侯氏制堿法制備NaHCO3利用了物質溶解度差異
B
碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別及制備
【解析】純堿是Na2CO3，屬于鹽類，A正確；CO2溶解度較小，通入水中生成的H2CO3較少，且再通入NH3不易控制生成NH4HCO3，而NH3極易溶于水，通入水中生成NH3·H2O，再通入過量CO2，可以生成NH4HCO3，有利于NaHCO3的析出，因此效果不同，B錯誤；第③步操作是過濾，需要用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒，C正確；D項， NaHCO3的溶解度較小，銨鹽的溶解度較大，當溶液中Na+和HCO3-濃度較大時，可以析出NaHCO3固體，因此利用了物質溶解度差異，D正確；故選B。
03
焰色試驗
焰色試驗
定義
金屬或它們的化合物
很多___________________在灼燒時都會使火焰呈現出特征顏色。根據火焰呈現的特征顏色，可以判斷試樣所含的金屬元素，化學上把這樣的定性分析操作稱為焰色試驗。
操作
鹽酸
原火焰顏色相同
試樣
火焰的顏色
焰色試驗
焰色試驗
金屬元素 鋰 鈉 鉀 銣 鈣 鍶 鋇 銅
焰色 ____色 __色 ___色(透過藍色鈷玻璃) 紫色 ____色 洋紅色 ____色 __色
紫紅
黃
紫
磚紅
黃綠
綠
幾種金屬的焰色
黃色
紫色
磚紅色
洋紅色
綠色
紫紅色
黃綠色
焰色試驗
應用
注意：焰色反應用來鑒別物質，這種鑒別方法屬于物理變化，不屬于化學變化
檢驗金屬元素的存在
利用焰色試驗制節日煙花
焰色試驗
【典例1】利用焰色反應，人們在煙花中有意識地加入特定金屬元素，
使焰火更加絢麗多彩。下列說法中正確的是 ( )
A．非金屬單質燃燒時火焰均為無色
B．NaCl與Na2CO3灼燒時火焰顏色相同
C．焰色反應均應透過藍色鈷玻璃觀察
D．只有金屬單質灼燒時火焰才有顏色
B
【解析】某些非金屬單質燃燒時火焰有顏色，A、D不正確；焰色反應為金屬元素的性質，與元素的存在形式(化合態或游離態)無關，同種金屬元素的焰色反應相同，B正確。觀察鉀元素的焰色反應時透過藍色鈷玻璃，C錯誤。
焰色試驗
【典例2】2022年北京冬奧會開幕式璀璨奪目的焰火與化學的焰色試
驗有關。關于焰色試驗說法正確的是（ ）
A．做焰色試驗時可用銅絲代替鉑絲
B．Na2O和NaOH的焰色均為黃色
C．需用稀硫酸清洗鉑絲并在火焰上灼燒至與原來火焰顏色相同
D．檢驗Na2CO3中混有的少量K2CO3可在火焰上灼燒直接觀察焰色
B
【解析】A．焰色試驗時可用鐵絲代替鉑絲，但不能使用銅絲，銅絲焰色為綠色干擾試驗，A錯誤；B．焰色試驗為元素的性質，含Na化合物焰色均為黃色，B正確；C．鹽酸易揮發，用鹽酸清洗鉑絲，C錯誤；D．檢驗Na2CO3中混有的少量K2CO3，在火焰上灼燒需借用藍色鈷玻璃觀察焰色，D錯誤； 故選B。
04
課堂總結
課堂總結
碳酸鈉和碳酸氫鈉 焰色試驗
碳酸鈉、碳酸氫鈉的水溶性及酸堿性
碳酸鈉、碳酸氫鈉熱穩定性
焰色試驗
定義
操作
幾種金屬的焰色
應用
碳酸鈉、碳酸氫鈉與酸、堿的反應
課堂總結
Na2CO3和NaHCO3
化學性質
①穩定性：Na2CO3穩定，NaHCO3受熱分解；②與酸反應：Na2CO3順序不同，現象不同；③與堿反應：均能與Ca(OH)2/Ba(OH)2反應，Na2CO3不與NaOH反應；④與鹽反應：NaHCO3不與CaCl2/MgCl2反應。
鑒別
提純
工業 制備
加熱、CaCl2/MgCl2、鹽酸等。
加熱、通入足量CO2氣體、加入適量NaOH溶液等。
侯氏制堿法：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl(飽和)＝NaHCO3↓＋NH4Cl
05
課堂檢測
課堂檢測
1．下列有關NaHCO3和Na2CO3的敘述正確的是（ ）
A．NaHCO3比Na2CO3熱穩定性強
B．可以利用加熱的方法來鑒別NaHCO3和Na2CO3
C．NaHCO3和Na2CO3固體溶于水均放出熱量
D．分別向NaHCO3和Na2CO3溶液中滴加酚酞溶液，只有Na2CO3 溶液顏色變紅
B
課堂檢測
【解析】A．碳酸氫鈉易受熱分解生成碳酸鈉，穩定性比碳酸鈉弱，A錯誤；B．碳酸氫鈉易受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，可以利用加熱的方法來鑒別 碳酸鈉和碳酸氫鈉 ，B正確；C．NaHCO3 和Na2CO3固體溶于水需要斷裂離子鍵，均吸收熱量，C錯誤；D．碳酸鈉 和碳酸氫鈉溶液均顯堿性，都能使酚酞變紅，D錯誤；故選B。
課堂檢測
2．不能用來鑒別Na2CO3和NaHCO3兩種固體的操作是（ ）
A．分別加熱這兩種固體物質，并將生成的氣體通入澄清的石灰水中
B．分別測量兩種固體溶于水時，溶液的溫度變化
C．分別在這兩種固體中，逐滴加入同濃度的稀鹽酸
D．分別在這兩種物質的溶液中，加入少量澄清的石灰水
【解析】碳酸鈉受熱不分解，碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳氣體，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，可以鑒別；碳酸鈉溶于水，溫度升高，碳酸氫鈉溶于水，溫度降低，可以鑒別；向碳酸鈉溶液中逐滴加入稀鹽酸，先無氣體產生，后產生氣體，向碳酸氫鈉溶液中逐滴加入稀鹽酸，立即產生氣體，現象不同，可以鑒別；碳酸鈉和碳酸氫鈉均能與澄清石灰水反應生成沉淀，無法鑒別。
D
課堂檢測
3.將NaHCO3和Na2O2的固體混合物置于密閉容器中，加熱至270℃，
使其充分反應，最后測得生成的氣體和剩余固體均由兩種物質組成，
則其組成應是（ ）
生成氣體 剩余固體
A CO2、H2O(g) Na2CO3、Na2O2
B H2O(g)、O2 Na2CO3、NaHCO3
C H2O(g)、O2 Na2CO3、NaOH
D H2O(g)、O2 NaOH、Na2O2
C
課堂檢測
【解析】將NaHCO3和Na2O2的固體混合物置于密閉容器中，加熱至270℃，首先NaHCO3分解生成Na2CO3、CO2和H2O；之后是Na2O2分別與CO2、H2O反應。注意CO2、H2O同時通過足量的Na2O2時可認為是CO2先與Na2O2反應，后是H2O與Na2O2反應。A項，Na2O2剩余，則不可能存在CO2、H2O，錯誤；B項，根據題意加熱條件下，NaHCO3已完全分解，錯誤；C項，如NaHCO3適量，則其分解生成的CO2先與Na2O2完全反應生成O2，部分的水與Na2O2反應生成NaOH，固體為Na2CO3和NaOH，氣體有生成的O2與剩余的水，正確；D項，Na2O2剩余，則不可能有H2O剩余，錯誤。
課堂檢測
4．有兩支試管分別裝有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列鑒別二者的
操作和判斷均正確的是(　　)
選項 操作 判斷
A 分別加入澄清石灰水 產生沉淀者為Na2CO3
B 分別加入等濃度的稀鹽酸 反應較劇烈者為Na2CO3　
C 分別加入CaCl2溶液 產生沉淀者為Na2CO3
D 逐滴加入等濃度的鹽酸 立即產生氣泡者為Na2CO3
【解析】A項，發生的反應均產生CaCO3白色沉淀；B項，滴加等濃度的稀鹽酸時，NaHCO3溶液反應更劇烈；C項，Na2CO3與CaCl2發生反應產生白色沉淀，NaHCO3與CaCl2不反應；D項，逐滴加入等濃度的鹽酸時，NaHCO3立即產生氣泡，Na2CO3開始無氣泡產生，過一會兒才產生氣泡。
C
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