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高中化学人教版 (2019)必修 第一册实验活动3 同周期、同主族元素性质的递变评课课件ppt
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册实验活动3 同周期、同主族元素性质的递变评课课件ppt，共39页。PPT课件主要包含了内容索引，课前篇素养初探，课堂篇素养提升，素养目标，物理性质，2现象和结论等内容，欢迎下载使用。
1.通过实验,认识碳酸钠、碳酸氢钠的化学变化过程,掌握它们的性质和用途,培养科学探究意识。2.运用变化观念理解并掌握Na2CO3、NaHCO3相互转化的途径。3.了解焰色试验的现象及原理并能够作出解释,提升自身的科学探究能力与创新意识。4.通过阅读科学史话(侯德榜和侯氏制碱法)、参与研究与实践“了解纯碱的生产历史”,认识化学在纯碱生产中的贡献,增强实验探究与创新意识,提升科学态度与社会责任感。
【知识铺垫】1.纯碱的化学式为Na2CO3,属于盐类,水溶液显碱性。2.碳酸钠与盐酸反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl === 2NaCl+CO2↑+H2O。3.向氢氧化钠溶液中通入少量CO2,反应的化学方程式为2NaOH+CO2 === Na2CO3+H2O;向氢氧化钠溶液中通入过量CO2,反应的化学方程式为NaOH+CO2 === NaHCO3。
【必备知识】一、碳酸钠和碳酸氢钠1.用途(连一连)请将碳酸钠与碳酸氢钠对应的用途用短线连接起来
【情境链接】面包松软可口,深受人们喜爱,这种美味的食物离不开一种原料——发酵粉。发酵粉主要用作面制品和膨化食品的生产。发酵粉的主要成分为碳酸氢钠和酒石酸。请分析碳酸氢钠在面包制作中的作用是什么?化学反应原理是什么?提示 碳酸氢钠在面包制作中的作用是膨松剂。发酵粉溶于水后,碳酸氢钠与酒石酸和食物里含有的酸性物质发生反应生成水和二氧化碳气体,并且碳酸氢钠受热分解也产生二氧化碳,二氧化碳可以起到膨松食物的作用。
【微思考1】教材中描述“碳酸钠晶体在干燥空气里逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末”,该变化是物理变化还是化学变化?提示 化学变化。
3.化学性质(1)操作:
二、焰色试验1.定义很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色,由此可判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
3.几种金属的焰色钠——黄色,钾——紫色(观察时要透过蓝色钴玻璃),铜——绿色。【微思考2】观察钾的焰色时,为何要透过蓝色钴玻璃观察?提示 避免钠的黄色光造成干扰。【情境链接】重大节日时,人们会燃放五彩缤纷的烟花,漂亮的烟花是如何产生的?淡蓝色的灶火遇到水时,火焰会变黄色,其中的道理是什么?提示 漂亮的烟花产生的原因是很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。水中含有钠盐,当遇到淡蓝色的灶火时,会使火焰变为黄色。
【自我小测】1.判断正误:(1)苏打是面包发酵粉的主要成分之一。( )提示 ×。发酵粉的主要成分之一是小苏打——碳酸氢钠。(2)Na2CO3、NaHCO3都能与盐酸、氢氧化钠溶液反应。( )提示 ×。NaHCO3与盐酸、氢氧化钠溶液都能反应,Na2CO3只能与盐酸反应,不与氢氧化钠溶液反应。(3)Na2CO3的稳定性比NaHCO3的弱。( )提示 ×。Na2CO3受热不易分解,NaHCO3受热易分解。(4)Na2CO3、Na2O、Na的焰色试验中焰色相同,均为黄色。( )提示 √。焰色试验是元素的性质,只要含有钠元素,灼烧火焰就为黄色。
2.某物质灼烧,焰色为黄色,下列判断正确的是( )A.该物质一定是钠的化合物B.该物质一定含钠元素C.该物质一定是金属钠D.该物质肯定不含钾元素答案 B解析 钠的焰色是钠单质或钠离子即钠元素具有的性质,故B正确;钠元素的焰色对钾元素的焰色存在干扰,故D错误。
【问题探究】1.实验一:观察碳酸钠和碳酸氢钠的溶解性(1)在两支试管里分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g),观察二者的外观。(2)向以上两支试管中分别滴入几滴水,振荡,观察现象,将温度计分别插入其中,观察温度计示数有何变化。(3)继续向(2)的试管中分别加入5 mL水,用力振荡,观察现象。(4)分别向(3)所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液,观察现象。
2.实验二:观察碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性如图所示,分别加热Na2CO3和NaHCO3,观察现象,比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性。
加热碳酸钠或碳酸氢钠
3.实验三:观察碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应
问题思考:(1)Na2CO3与NaHCO3相比,溶解性、热稳定性有何不同?等质量的Na2CO3、NaHCO3固体与等浓度、等体积的足量盐酸反应时现象有何异同?提示 Na2CO3与NaHCO3相比,Na2CO3的溶解性、热稳定性均比NaHCO3的强;二者均可以与盐酸反应生成二氧化碳气体,当等质量的二者与等浓度、等体积的足量盐酸反应时,NaHCO3产生二氧化碳的速率快且多,反应更剧烈。(2)能否用澄清石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液?为什么?提示 否,二者均与澄清石灰水反应生成CaCO3沉淀。
(3)Na2CO3与NaHCO3相互转化的条件如何?
4.各取少量的Na2CO3、NaHCO3溶液于两支试管中,分别逐滴加入稀盐酸至过量。两溶液有什么现象?发生的反应有哪些?写出有关离子方程式。
【深化拓展】1.碳酸钠、碳酸氢钠与常见物质的反应
2.Na2CO3与NaHCO3的鉴别
3.除杂(括号内为杂质)
【素能应用】典例1在课堂上老师出示了两瓶失去标签的Na2CO3和NaHCO3无色饱和溶液,希望班里同学提出简便的鉴别方法。该班同学踊跃提出方法,其中不合理的是( )①取等量的溶液于两支试管中,加热,有气泡产生的是NaHCO3饱和溶液②取等量的溶液于两支试管中,逐滴加入稀盐酸,开始就有气体放出的是NaHCO3饱和溶液③取等量的溶液于两支试管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3饱和溶液④取等量的溶液于两支试管中,滴加Ba(OH)2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3饱和溶液A.①② B.①④ C.③④D.②③
答案 B解析 NaHCO3在溶液中时受热不分解,只有NaHCO3固体受热才分解,①不合理;分别向两支试管中滴加Ba(OH)2溶液,都能出现白色沉淀,化学方程式为Na2CO3+Ba(OH)2 === 2NaOH+BaCO3↓、2NaHCO3+Ba(OH)2 === Na2CO3+BaCO3↓+2H2O,④不合理。易错提醒鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液时,不能用Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液,因Na2CO3溶液和NaHCO3溶液遇Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液时都会立即产生白色沉淀,反应现象相同,故不能鉴别。
变式训练1(2021广东东莞高一检测)下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是( )A.取a克混合物充分加热,减重b克B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克D.取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b克固体
答案 C解析 取a克混合物充分加热,减重b克,根据差量法可求出NaHCO3的质量,从而求出Na2CO3的质量分数,A能测定;取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体氯化钠,列方程组即可求出,B能测定;C中,取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克,由于逸出气体中含有H2O(g),故无法求解,C不能测定;D项,由于二者都能与Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3沉淀,由Na2CO3→BaCO3、NaHCO3→BaCO3的转化关系,列方程组即可求出混合物中Na2CO3的质量分数,D能测定。
【问题探究】2020年10月1日,国庆节亦为中秋佳节,璀璨的烟花于夜空绽放,与观众欢度节日。由澳门特别行政区政府旅游局与珠海市横琴新区管理委员会合办的“月满琴澳国庆烟花表演”于10月1日晚在澳门旅游塔南侧海面上演,庆贺中华人民共和国成立71周年。
(1)五彩缤纷的烟花产生的原因是什么?提示 烟花燃放时发生化学反应放热,不同的金属元素在加热条件下产生不同的火焰颜色。(2)除金属的化合物外,单质金属能不能也有同样的焰色?提示 能。因为焰色是金属元素的性质,无论是化合物还是单质,只要含有某种金属元素,这种物质就能有这种金属元素的焰色。(3)是不是所有的金属都有特殊的焰色?提示 不是。并非所有金属都有特殊焰色(Pt、Fe、Al、Ni、Cr、W等就没有)。
【深化拓展】焰色试验的特点(1)焰色试验产生的火焰颜色与元素的存在状态无关,如灼烧钠的化合物和单质时,火焰颜色均为黄色。(2)焰色试验属于物理变化,不属于化学变化。
【素能应用】典例2下列有关焰色试验叙述不正确的是( )A.氯化钠在火焰上灼烧时,火焰呈黄色B.焰色试验是金属单质的特性C.连续做两个样品时,应将铂丝用盐酸洗净并灼烧至无色D.可用洁净的铁丝代替铂丝做焰色试验答案 B解析 钠元素的焰色试验火焰为黄色,A正确;焰色试验,单质和化合物均可以做,B错误;在焰色试验操作中可以用盐酸洗净铂丝,C正确;在实验室中可以用铁丝代替铂丝,D正确。
变式训练2能证明某溶液中含有氯化钠的是( )A.焰色是黄色B.溶液有咸味C.取少量溶液于试管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液,出现白色沉淀D.既出现A项中的现象,又出现C项中的现象答案 D解析 证明某溶液中含有NaCl,则由焰色是黄色可知含钠离子,由与稀硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀可知含氯离子,故选D。
1.为使以面粉为原料的面包松软可口,通常用碳酸氢钠做膨松剂,因为它①热稳定性差 ②增加甜味 ③产生二氧化碳 ④提供钠离子。其中合理的是( )A.②③B.①③C.①④D.③④答案 B解析 从题意中面包松软可口,做膨松剂可知是因为其热稳定性差,产生二氧化碳气体,故B正确。
2.做焰色试验时所用的铂丝,每次用完后都要( )A.用滤纸擦干净后才能使用B.用水多洗几次C.用稀盐酸洗涤,再在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时为止D.先用稀盐酸洗涤,后用水洗涤答案 C解析 做焰色试验时所用的铂丝,每次用完后都要用稀盐酸洗涤,再在外焰上灼烧至与原火焰颜色相同时为止,防止对其他物质的检验产生干扰。
3.关于Na2CO3和NaHCO3性质的有关叙述正确的是( )A.在水中溶解度:Na2CO3NaHCO3,A项错误;热稳定性:NaHCO3
1.通过实验,认识碳酸钠、碳酸氢钠的化学变化过程,掌握它们的性质和用途,培养科学探究意识。2.运用变化观念理解并掌握Na2CO3、NaHCO3相互转化的途径。3.了解焰色试验的现象及原理并能够作出解释,提升自身的科学探究能力与创新意识。4.通过阅读科学史话(侯德榜和侯氏制碱法)、参与研究与实践“了解纯碱的生产历史”,认识化学在纯碱生产中的贡献,增强实验探究与创新意识,提升科学态度与社会责任感。
【知识铺垫】1.纯碱的化学式为Na2CO3,属于盐类,水溶液显碱性。2.碳酸钠与盐酸反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl === 2NaCl+CO2↑+H2O。3.向氢氧化钠溶液中通入少量CO2,反应的化学方程式为2NaOH+CO2 === Na2CO3+H2O;向氢氧化钠溶液中通入过量CO2,反应的化学方程式为NaOH+CO2 === NaHCO3。
【必备知识】一、碳酸钠和碳酸氢钠1.用途(连一连)请将碳酸钠与碳酸氢钠对应的用途用短线连接起来
【情境链接】面包松软可口,深受人们喜爱,这种美味的食物离不开一种原料——发酵粉。发酵粉主要用作面制品和膨化食品的生产。发酵粉的主要成分为碳酸氢钠和酒石酸。请分析碳酸氢钠在面包制作中的作用是什么?化学反应原理是什么?提示 碳酸氢钠在面包制作中的作用是膨松剂。发酵粉溶于水后,碳酸氢钠与酒石酸和食物里含有的酸性物质发生反应生成水和二氧化碳气体,并且碳酸氢钠受热分解也产生二氧化碳,二氧化碳可以起到膨松食物的作用。
【微思考1】教材中描述“碳酸钠晶体在干燥空气里逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末”,该变化是物理变化还是化学变化?提示 化学变化。
3.化学性质(1)操作:
二、焰色试验1.定义很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色,由此可判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
3.几种金属的焰色钠——黄色,钾——紫色(观察时要透过蓝色钴玻璃),铜——绿色。【微思考2】观察钾的焰色时,为何要透过蓝色钴玻璃观察?提示 避免钠的黄色光造成干扰。【情境链接】重大节日时,人们会燃放五彩缤纷的烟花,漂亮的烟花是如何产生的?淡蓝色的灶火遇到水时,火焰会变黄色,其中的道理是什么?提示 漂亮的烟花产生的原因是很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。水中含有钠盐,当遇到淡蓝色的灶火时,会使火焰变为黄色。
【自我小测】1.判断正误:(1)苏打是面包发酵粉的主要成分之一。( )提示 ×。发酵粉的主要成分之一是小苏打——碳酸氢钠。(2)Na2CO3、NaHCO3都能与盐酸、氢氧化钠溶液反应。( )提示 ×。NaHCO3与盐酸、氢氧化钠溶液都能反应,Na2CO3只能与盐酸反应,不与氢氧化钠溶液反应。(3)Na2CO3的稳定性比NaHCO3的弱。( )提示 ×。Na2CO3受热不易分解,NaHCO3受热易分解。(4)Na2CO3、Na2O、Na的焰色试验中焰色相同,均为黄色。( )提示 √。焰色试验是元素的性质,只要含有钠元素,灼烧火焰就为黄色。
2.某物质灼烧,焰色为黄色,下列判断正确的是( )A.该物质一定是钠的化合物B.该物质一定含钠元素C.该物质一定是金属钠D.该物质肯定不含钾元素答案 B解析 钠的焰色是钠单质或钠离子即钠元素具有的性质,故B正确;钠元素的焰色对钾元素的焰色存在干扰,故D错误。
【问题探究】1.实验一:观察碳酸钠和碳酸氢钠的溶解性(1)在两支试管里分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g),观察二者的外观。(2)向以上两支试管中分别滴入几滴水,振荡,观察现象,将温度计分别插入其中,观察温度计示数有何变化。(3)继续向(2)的试管中分别加入5 mL水,用力振荡,观察现象。(4)分别向(3)所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液,观察现象。
2.实验二:观察碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性如图所示,分别加热Na2CO3和NaHCO3,观察现象,比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性。
加热碳酸钠或碳酸氢钠
3.实验三:观察碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应
问题思考:(1)Na2CO3与NaHCO3相比,溶解性、热稳定性有何不同?等质量的Na2CO3、NaHCO3固体与等浓度、等体积的足量盐酸反应时现象有何异同?提示 Na2CO3与NaHCO3相比,Na2CO3的溶解性、热稳定性均比NaHCO3的强;二者均可以与盐酸反应生成二氧化碳气体,当等质量的二者与等浓度、等体积的足量盐酸反应时,NaHCO3产生二氧化碳的速率快且多,反应更剧烈。(2)能否用澄清石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液?为什么?提示 否,二者均与澄清石灰水反应生成CaCO3沉淀。
(3)Na2CO3与NaHCO3相互转化的条件如何?
4.各取少量的Na2CO3、NaHCO3溶液于两支试管中,分别逐滴加入稀盐酸至过量。两溶液有什么现象?发生的反应有哪些?写出有关离子方程式。
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2.Na2CO3与NaHCO3的鉴别
3.除杂(括号内为杂质)
【素能应用】典例1在课堂上老师出示了两瓶失去标签的Na2CO3和NaHCO3无色饱和溶液,希望班里同学提出简便的鉴别方法。该班同学踊跃提出方法,其中不合理的是( )①取等量的溶液于两支试管中,加热,有气泡产生的是NaHCO3饱和溶液②取等量的溶液于两支试管中,逐滴加入稀盐酸,开始就有气体放出的是NaHCO3饱和溶液③取等量的溶液于两支试管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3饱和溶液④取等量的溶液于两支试管中,滴加Ba(OH)2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3饱和溶液A.①② B.①④ C.③④D.②③
答案 B解析 NaHCO3在溶液中时受热不分解,只有NaHCO3固体受热才分解,①不合理;分别向两支试管中滴加Ba(OH)2溶液,都能出现白色沉淀,化学方程式为Na2CO3+Ba(OH)2 === 2NaOH+BaCO3↓、2NaHCO3+Ba(OH)2 === Na2CO3+BaCO3↓+2H2O,④不合理。易错提醒鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液时,不能用Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液,因Na2CO3溶液和NaHCO3溶液遇Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液时都会立即产生白色沉淀,反应现象相同,故不能鉴别。
变式训练1(2021广东东莞高一检测)下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是( )A.取a克混合物充分加热,减重b克B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克D.取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b克固体
答案 C解析 取a克混合物充分加热,减重b克,根据差量法可求出NaHCO3的质量,从而求出Na2CO3的质量分数,A能测定;取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体氯化钠,列方程组即可求出,B能测定;C中,取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克,由于逸出气体中含有H2O(g),故无法求解,C不能测定;D项,由于二者都能与Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3沉淀,由Na2CO3→BaCO3、NaHCO3→BaCO3的转化关系,列方程组即可求出混合物中Na2CO3的质量分数,D能测定。
【问题探究】2020年10月1日,国庆节亦为中秋佳节,璀璨的烟花于夜空绽放,与观众欢度节日。由澳门特别行政区政府旅游局与珠海市横琴新区管理委员会合办的“月满琴澳国庆烟花表演”于10月1日晚在澳门旅游塔南侧海面上演,庆贺中华人民共和国成立71周年。
(1)五彩缤纷的烟花产生的原因是什么?提示 烟花燃放时发生化学反应放热,不同的金属元素在加热条件下产生不同的火焰颜色。(2)除金属的化合物外,单质金属能不能也有同样的焰色?提示 能。因为焰色是金属元素的性质,无论是化合物还是单质,只要含有某种金属元素,这种物质就能有这种金属元素的焰色。(3)是不是所有的金属都有特殊的焰色?提示 不是。并非所有金属都有特殊焰色(Pt、Fe、Al、Ni、Cr、W等就没有)。
【深化拓展】焰色试验的特点(1)焰色试验产生的火焰颜色与元素的存在状态无关,如灼烧钠的化合物和单质时,火焰颜色均为黄色。(2)焰色试验属于物理变化,不属于化学变化。
【素能应用】典例2下列有关焰色试验叙述不正确的是( )A.氯化钠在火焰上灼烧时,火焰呈黄色B.焰色试验是金属单质的特性C.连续做两个样品时,应将铂丝用盐酸洗净并灼烧至无色D.可用洁净的铁丝代替铂丝做焰色试验答案 B解析 钠元素的焰色试验火焰为黄色,A正确;焰色试验,单质和化合物均可以做,B错误;在焰色试验操作中可以用盐酸洗净铂丝,C正确;在实验室中可以用铁丝代替铂丝,D正确。
变式训练2能证明某溶液中含有氯化钠的是( )A.焰色是黄色B.溶液有咸味C.取少量溶液于试管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液,出现白色沉淀D.既出现A项中的现象,又出现C项中的现象答案 D解析 证明某溶液中含有NaCl,则由焰色是黄色可知含钠离子,由与稀硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀可知含氯离子,故选D。
1.为使以面粉为原料的面包松软可口,通常用碳酸氢钠做膨松剂,因为它①热稳定性差 ②增加甜味 ③产生二氧化碳 ④提供钠离子。其中合理的是( )A.②③B.①③C.①④D.③④答案 B解析 从题意中面包松软可口,做膨松剂可知是因为其热稳定性差,产生二氧化碳气体,故B正确。
2.做焰色试验时所用的铂丝,每次用完后都要( )A.用滤纸擦干净后才能使用B.用水多洗几次C.用稀盐酸洗涤,再在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时为止D.先用稀盐酸洗涤,后用水洗涤答案 C解析 做焰色试验时所用的铂丝,每次用完后都要用稀盐酸洗涤,再在外焰上灼烧至与原火焰颜色相同时为止,防止对其他物质的检验产生干扰。
3.关于Na2CO3和NaHCO3性质的有关叙述正确的是( )A.在水中溶解度:Na2CO3
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