資源簡介

(共35張PPT)
第一節　鈉及其化合物
第二章　海水中的重要元素—— 鈉和氯
第3課時　碳酸鈉和碳酸氫鈉 焰色試驗
素養目標
1.通過實驗,認識碳酸鈉、碳酸氫鈉的化學變化過程,掌握它們的性質和用途,培養科學探究意識。
2.運用變化觀念理解并掌握Na2CO3、NaHCO3相互轉化的途徑。
3.了解焰色試驗的現象及原理并能夠作出解釋,提升自身的科學探究能力與創新意識。
4.通過閱讀科學史話(侯德榜和侯氏制堿法)、參與研究與實踐“了解純堿的生產歷史”,認識化學在純堿生產中的貢獻,增強實驗探究與創新意識,提升科學態度與社會責任感。
【知識鋪墊】
1.純堿的化學式為Na2CO3,屬于鹽類,水溶液顯堿性。
2.碳酸鈉與鹽酸反應的化學方程式為Na2CO3+2HCl === 2NaCl+CO2↑+H2O。
3.向氫氧化鈉溶液中通入少量CO2,反應的化學方程式為
2NaOH+CO2 === Na2CO3+H2O;向氫氧化鈉溶液中通入過量CO2,反應的化學方程式為NaOH+CO2 === NaHCO3。
素養初探
【必備知識】
一、碳酸鈉和碳酸氫鈉
1.用途
(連一連)請將碳酸鈉與碳酸氫鈉對應的用途用短線連接起來
【情境鏈接】面包松軟可口,深受人們喜愛,這種美味的食物離不開一種原料——發酵粉。發酵粉主要用作面制品和膨化食品的生產。發酵粉的主要成分為碳酸氫鈉和酒石酸。請分析碳酸氫鈉在面包制作中的作用是什么 化學反應原理是什么
提示 碳酸氫鈉在面包制作中的作用是膨松劑。發酵粉溶于水后,碳酸氫鈉與酒石酸和食物里含有的酸性物質發生反應生成水和二氧化碳氣體,并且碳酸氫鈉受熱分解也產生二氧化碳,二氧化碳可以起到膨松食物的作用。
2.物理性質
名稱 碳酸鈉 碳酸氫鈉
化學式 Na2CO3 NaHCO3
俗名 純堿、蘇打 小蘇打
顏色、狀態 白色粉末 細小的白色晶體
溶解性 易溶于水,水溶液顯堿性 水中易溶,溶液呈堿性
遇少量水變成晶體(Na2CO3·xH2O),放熱 加少量水溶解吸熱
溶解度:Na2CO3大于NaHCO3
【微思考1】教材中描述“碳酸鈉晶體在干燥空氣里逐漸失去結晶水變成碳酸鈉粉末”,該變化是物理變化還是化學變化
提示 化學變化。
3.化學性質
(1)操作:
(2)現象和結論:
物質 Na2CO3 NaHCO3
現象 澄清石灰水不變渾濁 澄清石灰水變渾濁
結論 穩定,受熱不易發生分解 不穩定,受熱容易分解,化學方程式:
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
應用 可利用加熱的方法來鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉 二、焰色試驗
1.定義
很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現出特征顏色,由此可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。
2.操作
3.幾種金屬的焰色
鈉——黃色,鉀——紫色(觀察時要透過藍色鈷玻璃),銅——綠色。
【微思考2】觀察鉀的焰色時,為何要透過藍色鈷玻璃觀察
提示 避免鈉的黃色光造成干擾。
【情境鏈接】重大節日時,人們會燃放五彩繽紛的煙花,漂亮的煙花是如何產生的 淡藍色的灶火遇到水時,火焰會變黃色,其中的道理是什么
提示 漂亮的煙花產生的原因是很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現出特征顏色。水中含有鈉鹽,當遇到淡藍色的灶火時,會使火焰變為黃色。
【自我小測】
1.判斷正誤:
(1)蘇打是面包發酵粉的主要成分之一。(　　)
提示 ×。發酵粉的主要成分之一是小蘇打——碳酸氫鈉。
(2)Na2CO3、NaHCO3都能與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應。(　　)
提示 ×。NaHCO3與鹽酸、氫氧化鈉溶液都能反應,Na2CO3只能與鹽酸反應,不與氫氧化鈉溶液反應。
(3)Na2CO3的穩定性比NaHCO3的弱。(　　)
提示 ×。Na2CO3受熱不易分解,NaHCO3受熱易分解。
(4)Na2CO3、Na2O、Na的焰色試驗中焰色相同,均為黃色。(　　)
提示 √。焰色試驗是元素的性質,只要含有鈉元素,灼燒火焰就為黃色。
2.某物質灼燒,焰色為黃色,下列判斷正確的是(　　)
A.該物質一定是鈉的化合物
B.該物質一定含鈉元素
C.該物質一定是金屬鈉
D.該物質肯定不含鉀元素
B
新知一 碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質比較及鑒別
【問題探究】
1.實驗一:觀察碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解性
(1)在兩支試管里分別加入少量Na2CO3和NaHCO3(各約1 g),觀察二者的外觀。
(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,觀察溫度計示數有何變化。
(3)繼續向(2)的試管中分別加入5 mL水,用力振蕩,觀察現象。
(4)分別向(3)所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液,觀察現象。
素養提升
2.實驗二:觀察碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩定性
如圖所示,分別加熱Na2CO3和NaHCO3,觀察現象,比較Na2CO3和NaHCO3的熱穩定性。
加熱碳酸鈉或碳酸氫鈉
3.實驗三:觀察碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸的反應
問題思考:
(1)Na2CO3與NaHCO3相比,溶解性、熱穩定性有何不同 等質量的Na2CO3、NaHCO3固體與等濃度、等體積的足量鹽酸反應時現象有何異同
提示 Na2CO3與NaHCO3相比,Na2CO3的溶解性、熱穩定性均比NaHCO3的強;二者均可以與鹽酸反應生成二氧化碳氣體,當等質量的二者與等濃度、等體積的足量鹽酸反應時,NaHCO3產生二氧化碳的速率快且多,反應更劇烈。
(2)能否用澄清石灰水鑒別NaHCO3和Na2CO3溶液 為什么
提示 否,二者均與澄清石灰水反應生成CaCO3沉淀。
(3)Na2CO3與NaHCO3相互轉化的條件如何
4.各取少量的Na2CO3、NaHCO3溶液于兩支試管中,分別逐滴加入稀鹽酸至過量。兩溶液有什么現象 發生的反應有哪些 寫出有關離子方程式。
【深化拓展】
1.碳酸鈉、碳酸氫鈉與常見物質的反應
反應物 Na2CO3 NaHCO3
鹽酸 Na2CO3+HCl(少量) ===NaHCO3+NaCl Na2CO3+2HCl(過量) ===2NaCl+H2O+CO2↑ NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
NaOH — NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
Ca(OH)2 Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH NaHCO3(少量)+Ca(OH)2
===NaOH+CaCO3↓+H2O
CO2 Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3 —
BaCl2 Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl —
2.Na2CO3與NaHCO3的鑒別
依據 現象
熱穩定性 加熱固體有氣體產生的是NaHCO3,無明顯變化的是Na2CO3
與CaCl2(或BaCl2)溶液反應 有沉淀生成的是Na2CO3溶液,無明顯變化的是NaHCO3溶液
溶液中逐滴加入稀鹽酸 立即產生氣體的是NaHCO3溶液,開始不產生氣體,滴加一會兒才產生氣體的是Na2CO3溶液
3.除雜(括號內為雜質)
混合物 除雜方法及試劑
Na2CO3固體(NaHCO3) 加熱
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2氣體
【素能應用】
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
變式訓練1(2021廣東東莞高一檢測)下列實驗方案中,不能測定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3質量分數的是(　　)
A.取a克混合物充分加熱,減重b克
B.取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應,加熱、蒸干、灼燒,得b克固體
C.取a克混合物與足量稀硫酸充分反應,逸出氣體用堿石灰吸收,增重b克
D.取a克混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應,過濾、洗滌、烘干,得b克固體
C
新知二 焰色試驗
【問題探究】
2020年10月1日,國慶節亦為中秋佳節,璀璨的煙花于夜空綻放,與觀眾歡度節日。由澳門特別行政區政府旅游局與珠海市橫琴新區管理委員會合辦的“月滿琴澳國慶煙花表演”于10月1日晚在澳門旅游塔南側海面上演,慶賀中華人民共和國成立71周年。
(1)五彩繽紛的煙花產生的原因是什么
提示 煙花燃放時發生化學反應放熱,不同的金屬元素在加熱條件下產生不同的火焰顏色。
(2)除金屬的化合物外,單質金屬能不能也有同樣的焰色
提示 能。因為焰色是金屬元素的性質,無論是化合物還是單質,只要含有某種金屬元素,這種物質就能有這種金屬元素的焰色。
(3)是不是所有的金屬都有特殊的焰色
提示 不是。并非所有金屬都有特殊焰色(Pt、Fe、Al、Ni、Cr、W等就沒有)。
【深化拓展】
焰色試驗的特點
(1)焰色試驗產生的火焰顏色與元素的存在狀態無關,如灼燒鈉的化合物和單質時,火焰顏色均為黃色。
(2)焰色試驗屬于物理變化,不屬于化學變化。
【素能應用】
例2 下列有關焰色試驗敘述不正確的是(　　)
A.氯化鈉在火焰上灼燒時,火焰呈黃色
B.焰色試驗是金屬單質的特性
C.連續做兩個樣品時,應將鉑絲用鹽酸洗凈并灼燒至無色
D.可用潔凈的鐵絲代替鉑絲做焰色試驗
B
變式訓練2能證明某溶液中含有氯化鈉的是(　　)
A.焰色是黃色
B.溶液有咸味
C.取少量溶液于試管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液,出現白色沉淀
D.既出現A項中的現象,又出現C項中的現象
D
1.為使以面粉為原料的面包松軟可口,通常用碳酸氫鈉做膨松劑,因為它①熱穩定性差　②增加甜味　③產生二氧化碳　④提供鈉離子。其中合理的是(　　)
A.②③ B.①③ C.①④ D.③④
素養鞏固
B
2.做焰色試驗時所用的鉑絲,每次用完后都要(　　)
A.用濾紙擦干凈后才能使用
B.用水多洗幾次
C.用稀鹽酸洗滌,再在外焰上灼燒至與原來的火焰顏色相同時為止
D.先用稀鹽酸洗滌,后用水洗滌
C
3.關于Na2CO3和NaHCO3性質的有關敘述正確的是(　　)
A.在水中溶解度:Na2CO3B.熱穩定性:Na2CO3C.與酸反應產生氣體的速率:Na2CO3D.Na2CO3不能轉化成NaHCO3,而NaHCO3能轉化為Na2CO3
C
4.Na2CO3和NaHCO3是重要的化工原料,請回答:
(1)兩物質的水溶液分別與足量鹽酸混合,反應的離子方程式分別為　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。
(2)除去NaHCO3溶液中少量Na2CO3的方法,寫出化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)兩物質的焰色分別為　　　　色、　　　　　色。
(4)檢驗某鹽中含有鉀元素的方法是　　　　　,具體操作為　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)黃　黃
(4)焰色試驗　用潔凈的鉑絲蘸取樣品,在無色火焰上灼燒,透過藍色鈷玻璃觀察,有紫色火焰則證明樣品含有鉀元素
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